Измерения силуэта сердца - динамика сердечно-сосудистой системы
Обнаружение увеличения сердца обычно представляет собой более или менее субъективное суждение в виду множества причин вариаций его размера, описанных выше. Поэтому была предпринята попытка объективного подхода к интерпретации результатов рентгенографии путем измерения различных размеров сердечного силуэта. Сведения относительно длины или ширины отдельных камер желудочков были бы наиболее полезны. Однако положение кольца атриовентрикулярного клапана определить точно невозможно, в связи с чем большинство измерений включает и предсердие, и желудочки. Кроме того, плотность теней, создаваемых органами брюшной полости, в значительной степени смазывает нижний край силуэта сердца. В настоящее время наиболее распространено измерение поперечного диаметра. Чтобы определить этот размер, на телерентгенограмме, экспонированной в заднепередней позиции, прочерчивается вертикальная линия над позвоночным столбом. Путем осмотра выбирается самая отдаленная от средней линии точка на правой границе сердца (в средней части границы правого предсердия). От этой точки проводится линия перпендикулярно вертикальной эталонной линии. Таким же путем воздвигается перпендикуляр от наиболее удаленной от средней линии точки на левой границе сердца. Сумма двух горизонтальных сегментов называется поперечным диаметром (рис. 10.10).
Ввиду значительных индивидуальных различий это измерение без учета конституции данного человека не имеет смысла. Для практики довольно обычным является делить поперечный диаметр сердца на ширину грудной клетки (кардиоторакальное отношение). Принято считать, что отношение больше чем 0,5 указывает на увеличение сердца. Это допущение, вероятно, до некоторой степени обоснованно для нормостеников. Однако вертикально расположенное сердце может быть значительно увеличено до того, как кардиоторакальное отношение станет равным 0,5. Если длинная ось сердца приближается к горизонтали, кардиоторакальное отношение может превышать 0,5 без какоголибо увеличения сердца. Кардиоторакальное отношение не имеет существенного значения и может привести лишь к серьезным ошибкам.
Чтобы преодолеть этот недостаток, Ungerleider и сотр. [2,3] измерили поперечный диаметр сердец большой группы «нормальных» людей и разработали таблицы, при помощи которых можно предсказать индивидуальный поперечный диаметр в соответствии с весом, ростом, возрастом и полом человека. Если измеренный поперечный диаметр пациента превышает предсказанный размер более чем на 10%, можно думать, что имеет место увеличение сердца.
РИС. 10.10. ИЗМЕРЕНИЯ СЕРДЦА.
А. Поперечный диаметр силуэта сердца измеряется от вертикальной линии, проведенной вдоль позвоночного столба. Чтобы определить этот размер, находят максимальные расстояния от указанной линии до правой и левой границ сердечной тени. Хотя ни одна из этих точек измерения в отдельности не подходит для определения увеличения камер, никакой другой размер не является более показательным.
Б. Коэффициент, получаемый как частное от деления поперечного диаметра на ширину грудной клетки в ее самой широкой части, называется кардноторакальным отношением. Этот коэффициент полагается корректировать в соответствии с разной конституцией у разных пациентов. Если отношение превышает 0,5, говорят о наличии увеличения сердца. До какой степени эта величина может ввести в заблуждение, видно на глаз на рис. 10.7 и 10.8.
Прежде чем использовать поперечный диаметр как критерий возникающего увеличения сердца, нужно помнить, что: а) данный показатель включает и правое предсердие и левый желудочек- б) камеры желудочков первоначально не увеличиваются вдоль горизонтальной оси- в) удлинение пути оттока левого желудочка этим способом обычно можно определить, но о правом желудочке такое измерение не дает никакого представления- г) использовать данный показатель можно лишь в тех случаях, когда исключено или учтено влияние не только конституции, возраста и пола, но и других возможных причин изменения размеров сердца. Если эти обстоятельства учтены, то таблицы Ungerleider и Clark могут быть весьма полезными.
Камеры нормального сердца
Из сказанного ясно, что определение размера сердца методом телерентгенографии представляет собой главным образом субъективный, интуитивный метод оценки без реальных количественных показателей. Однако в опытных руках телерентгенография чрезвычайно полезна при оценивании общего размера сердца и увеличении отдельных камер.
Количество и качество полезной информации, получаемой от рентгенограмм, можно значительно увеличить при помощи ангиокардиограмм, которые производятся после введения в кровоток веществ, дающих резкую тень на рентгеновских пластинках. Когда эти контрастные вещества последовательно проходят через правые и левые камеры и сосуды сердца, их границы выявляются очень рельефно, и для их определения быстро производится непрерывный ряд рентгеновских снимков.
РИС. 10.11. РЕНТГЕНОГРАФИЯ И АНГИОГРАФИЯ ЗДОРОВОГО СЕРДЦА.
- Снимки грудной клетки в заднепередней и левой боковой проекциях (слева) с кадрами из биплановых ангиокардиограмм, иллюстрирующих внутрисердечные камеры (справа, В—Е).
Пунктирной линией обозначена примерная локализация атриовентрикулярных клапанов.
Б. Правое предсердие заполнено контрастным веществом.
- Правый желудочек, заполненный контрастным веществом, просматривается в ааднепередней
проекции, но лучше виден в боковой проекции.
Г. Заполненное контрастным веществом левое предсердие наилучшим образом видно в боковой позиции. На части Д рисунка отмечается уменьшение размера, обусловленное сокращением предсердия.
Д. Заполненный контрастным веществом левый желудочек может быть виден как в заднепередней, так и в боковой проекции.
Контрастный материал так плотно обтекает внутреннюю стенку камер, что можно судить о толщине стенки по расстоянию до наружной границы сердца. Важно иметь в виду, что камеры сердца не имеют простой круглой пли эллипсоидной формы и их внутренние поверхности нерегулярно прерываются мышечными перекладинами (trabeculae carneae) и сосочковыми мышцами (см. рис.
- 13 и 3. 14). По этой причине точность, с которой наблюдатель может оценить истинные размеры камеры, не идеальна. Несмотря на этот недостаток, общий размер и форму каждой камеры и крупных сосудов в отдельности можно представить по последовательному ряду снимков, как это показано на рис. 10. 11 Правая граница правого предсердия силуэта сердца в норме контурируется на фоне легких, пропускающих рентгеновские лучи, в заднепередней проекции, несколько правее позвоночного столба.
Нормальный правый желудочек в заднепередней проекции не виден, но формирует переднюю границу сердца при боковой проекции.
Нормальное левое предсердие формирует заднюю границу сердца, но не вызывает смещения кзади заполненного бариевой взвесью пищевода.
В норме левый желудочек выявляется на левой границе сердечного силуэта и образует довольно прямой наклон от области легочной артерии до максимальной кривизны левой стороны силуэта сердца.
РИС. 10.12. УВЕЛИЧЕНИЕ ПРАВОГО ЖЕЛУДОЧКА ПЕРЕГРУЗКА ОБЪЕМОМ.
- На снимке, сделанном в заднепередней проекции, видно большое правое предсердие, выступающее в правую часть грудной клетки, и выбухающая легочная артерия.
Б. В боковой проекции виден правый желудочек, находящий на грудину и заполняющий верхнюю часть ретростернального (загрудинного) пространства.
Г, Виплановые ангиокардиограммы, иллюстрирующие левый желудочек и левое предсердие, заполненные непроницаемой для рентгеновских лучей краской, для сравнения с большим правым сердцем, которое не содержит контрастного вещества. Хорошо можно видеть правую коронарную артерию, огибающую правый желудочек. На фронтальной ангиокардиограмме справа от заполненной краской аорты выявляется большая легочная артерия.
Увеличение камер сердца
Увеличение правого предсердия обычно обусловлено недостаточностью правого желудочка или болезнью трехстворчатого клапана. Когда правое предсердие увеличивается, его границы смещаются вправо и могут заполнять большую часть правой стороны грудной клетки, что видно в заднепередней проекции (рис. 10. 12, А). Большое увеличение правого предсердия всегда сопровождается увеличением верхней полой вены.
Увеличение правого желудочка
РИС. 10.13. УВЕЛИЧЕНИЕ ПРАВОГО ЖЕЛУДОЧКА — ПЕРЕГРУЗКА ДАВЛЕНИЕМ.
Заднепередний и боковой снимки грудной клетки (вверху) и переднезадняя и боковая бнплановые ангиокардиограммы (внизу) у больного со стенозом клапана легочной артерии. На переднезадней проекции можно видеть правый желудочек,
находящий на грудину. На переднезадней ангиограмме отмечается большая легочная артерия, а стрелка указывает на стенозированный клапан. На боковой ангиокардиограмме хорошо видна постстенотнческая дилатации легочной артерии.
Слабое или умеренное увеличение правого желудочка обычно не меняет размеры и форму силуэта сердца в заднепередней проекции. Правый желудочек локализуется на диафрагмальной и передней поверхности сердца. Ранние стадии пли слабое увеличение легко упускаются, если рентгенограммы не дополнены данными физического обследования и электрокардиограммой.
Значительное увеличение правого
желудочка, как правило, сопровождается сдвигом правого предсердия вправо и смещением левой границы сердца кнаружи, как на рис. 10. 12. В этих условиях поперечный диаметр сердца увеличивается. Массивная дилатации правого желудочка также смещает левый желудочек назад по направлению к позвоночнику, как изображено на рис.
РИС. 10.14. УВЕЛИЧЕНИЕ ЛЕВОГО ПРЕДСЕРДИЯ.
Заднепередний и боковой снимки грудной клетки (вверху) и переднезадняя и боковая биплановая ангиокардиограммы (внизу) у больного митральным стенозом. На заднепередней позиции стрелкой показан приподнятый ствол левого главного бронха и видна сдвоенная граница над правым предсердием, показывающая, что левое предсердие увеличивается вверх и вправо. На ангиокардиограмме внизу видно левое предсердие, заполненное контрастным веществом. На фронтальной ангиокардиограмме видно, что за счет придатка левого предсердия левая граница сердца выпрямляется.
10. 13, Д. Такая картина характерна для выраженной дилатации правого предсердия и желудочка, которая встречается, когда эти камеры вынуждены перекачивать чрезмерно большие объемы крови в течение длительного времени (как это может случиться, например, при врожденных пороках сердца- см. также главу XII).
При наличии перегрузки объемом камера правого желудочка удлиняется, поворачивается влево и увеличивается в поперечнике, создавая «митральную конфигурацию» в переднезадней проекции (см. рис. 10.12, А, Б). Легочная артерия всегда увеличивается и наиболее легко различается во фронтальных позициях (см. рис. 10. 12, А — Г).
Когда правый желудочек вынужден изгонять кровь против высокого давления (легочная гипертония) или высокого сопротивления (стеноз легочного клапана), систолическое давление в желудочке должно подняться значительно выше нормы (см. также «Стеноз легочного клапана», с. 500). Компенсаторным механизмом для , преодоления этого давления является утолщение стенки правого желудочка из-за гипертрофии миокарда. До тех пор пока этот механизм компенсирует увеличенную нагрузку на правый желудочек, камера правого желудочка остается небольшой и размер сердечного силуэта обычно не увеличивается. Пример гипертрофии правого желудочка, обусловленной стенозом легочного клапана, представлен на рис. 10. 13. Это состояние может поддерживаться в течение многих лет до того момента, когда миокард становится неспособным поддерживать состояние компенсации. При этих условиях развивается правожелудочковая недостаточность с расширением правого желудочка и правого предсердия, что приводит к картине, аналогичной той, которая показана на рис. 10. 12.
Увеличение левого предсердия обычно обусловлено поражением митрального клапана или левожелудочковой недостаточностью. Увеличение происходит в трех направлениях: кзади, что вызывает заднее смещение заполненного барием пищевода- вверх, с приподниманием ствола левого главного бронха, и вправо, с образованием сдвоенной тени над границей правого предсердия. Придаток левого предсердия выявляется ниже легочной артерии, выпрямляя верхнюю часть левой границы сердца. Левое предсердие увеличивается в ответ на перегрузку давлением и на перегрузку объемом, но для этих состояний нет никаких отличительных признаков. Вообще длительная перегрузка объемом вызывает значительное увеличение камеры, в результате чего образуется «гигантское» левое предсердие. В этом случае правая граница или даже весь силуэт сердца могут быть представлены левым предсердием. Лучше всего увеличение левого предсердия различается в заднепередней или боковых проекциях (см. рис. 10.14).
Увеличение левого желудочка
Левый желудочек по-разному реагирует на перегрузки объемом и давлением. Здесь будет описан несложный набор признаков, характерный для каждого из этих состояний. В действительности же поражения чаще всего носят смешанный характер или же развивается и недостаточность миокарда, осложняющая картину.
Систолическая перегрузка. Основными причинами систолической перегрузки (перегрузки давлением) левого желудочка является сужение его пути оттока или системная артериальная гипертония. Левый желудочек несколько удлиняется, что обычно не замечают из-за опускания его ниже верхней границы диафрагмы в заднепередней проекции. При значительном опыте удлинение можно различить по более закругленному внешнему виду силуэта левого желудочка или же по луковицеобразному контуру, когда развивается концентрическая гипертрофия. Это лучше всего видно в заднепередней проекции (рис. 10.15).
Диастолическая перегрузка.
В заднепередней позиции видно, что при дилатации левый желудочек значительно удлиняется и расширяется влево. Кардиоторакальное отношение резко нарушается (рис. 10.16) у больных с аортальной регургитацией, митральной регургитацией, лево-правым шунтированием
РИС. 10.15. УВЕЛИЧЕНИЕ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА — ПЕРЕГРУЗКА ДАВЛЕНИЕМ.
Заднепередний и боковой снимки грудной клетки (вверху) и переднезадняя и боковая биплановые ангиокардиограммы (внизу) у пациента о аортальным стенозом. Виден луковицеобразный контур левого желудочка на снимке в заднепепедней проекции. На фронтальной ангиокардиограмме объем камеры нормальный, но стенка утолщена. Стрелка указывает на утолщенный стенознрованныи клапан. Постстенотическая дилатацня имеет место на ангиокардиограмме, но не различается на обзорных снимках грудной клетки.
(на уровне желудочков или системного артериального русла) или при миокардиальной недостаточности. При значительном увеличении левого желудочка сердечный силуэт расширяется, правая граница сердца оттесняется вправо (и без увеличения правого предсердия).
РИС. 10.16. УВЕЛИЧЕНИЕ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА — ПЕРЕГРУЗКА ОБЪЕМОМ.
За дне передний и боковой снимки грудной клетки (вверху) и переднезадняя и боковая биплановые ангиокардиограммы (внизу) у пациента с аортальной регургитацией (недостаточностью). Левый желудочек удлинен на обоих снимках и па ангиокардиограмме во фронтальной проекции. Объем левого предсердия большой в противоположность тому, что наблюдается при аортальном стенозе (см. рис. 10.15).
Конфигурация аорты и легочной артерии. Аорта (см. рис. 10. 15) и легочная артерия (см. рис. 10.13) увеличиваются в ответ на нарушение кровотока при перегрузке сердца повышенным объемом крови или давлением при патологических поражениях сосудистых стенок или при их травме. Легочная артерия может быть увеличена без видимой причины (идиопатическая дилатация).
Эти расширения больших артерий обычно видны в заднепредсердной проекции. Однако для установления размеров расширения сосудов иногда полезны косые проекции.
РИС. J0.17. ЛЕГОЧНАЯ ЭМБОЛИЯ И РАССЛАИВАЮЩАЯ АНЕВРИЗМА.
А. Селективные артериограммы у больного с легочной эмболией. Стрелками показаны явные внутрисосудистые дефекты заполнения.
Б. Переднезадняя и косая а ортограммы у больного с расслаивающей аневризмой аорты. Стрелки указывают на плоскость, разделяющую истинный и ложный каналы.
Ангиокардиография дает анатомическое подтверждение физиологическим данным, получаемым при катетеризации сердца (например, при несложных врожденных пороках сердца или приобретенных формах болезнен сердца, таких, как стеноз или недостаточность клапанов, болезни коронарных артерий и т. д. [4].
В настоящее время ангиография легочных сосудов, вероятно, наиболее точный метод обнаружения легочных эмболов и их рассасывания (см. рис. 10.18, А). При помощи ангиографии можно также определить аневризматическое расширение крупных сосудов. Могут быть видны и контуры аорты, что очень важно для сердечно-сосудистой хирургии (рис. 10. 17, Б).
Количественная ангиокардиография
Многие исследователи вычисляют объем желудочков, основываясь на различных данных. Например, Dodge и сотр. [5] допускают, что камера левого желудочка наилучшим образом может быть представлена эллипсом вращения и что объем ее можно вычислить по формуле для объема эллипсоида:
где Li, bn, Lin — главные оси эллипсоида. Наибольшая длина определяется прямо на снимках, а две меньших оси выводятся путем планиметрии области камеры в переднезадней и боковой проекциях. Используются два корригирующих фактора, один для коррекции искажения рентгеновского изображения, а другой корригирует расхождения между объемом, определенным но формуле, и истинным объемом. Ряд ангиограмм, на которых вычерчены главные оси и толщина стенок и вычислены объемы и масса, представлены на рис. 2. 10. Нормальные значения конечно-диастолического объема (КДО), конечно-систолического объема (КСО), ударного объема (УО) и относительной величины систолического объема (СО/КДО) у взрослых рассчитали Kennedy с сотр. [6] и Sanmarko [7].
Метод быстрой съемки дает возможность построить кривые объема левого желудочка для нескольких сердечных циклов (см. рис. 2. 10). При использовании этого метода у больных без шунтов или регургитации получаются результаты, сравнимые с ударными объемами, рассчитанными методом Фика или разведения красителя [8]. Метод этот имеет два основных недостатка:
- он довольно трудоемкий- 2) повторные ангиографические инъекции не могут гарантировать повторения первичных результатов вследствие изменений функции миокарда, связанных с введением контрастных материалов [9].
Кроме определения объема левого желудочка, можно вычислить его массу методом Rackley и сотр. [10]. Если внутренний объем камеры вычесть из суммарного объема камеры с учетом толщины стенки, разница между двумя объемами, умноженная на удельный вес сердечной мышцы (1,050), дает массу левого желудочка в граммах. При пользовании этим методом предполагается, что перегородка является частью левого желудочка, а стенка его имеет одинаковый размер повсюду. Сравнение ангиокардиографически вычисленной и определенной посмертно массы желудочков выявило прекрасную корреляцию (г = 0,97) [11].
Измерение объема и массы очень важно для выявления увеличения сердца и определения степени патологии. Количественная ангиокардиография оказалась очень полезной благодаря возможности определения желудочковых объемов. Например, Hamilton и сотр. [12] оценивали состояние пациентов с различными степенями коронарной обструкции по следующим показателям: желудочковые объемы (систолический и диастолический), относительная величина систолического объема, масса левого желудочка, максимальная систолическая и конечно-диастолическая нагрузка и ударный объем. Кроме того, выявлялись области миокарда со сниженной сократимостью по асимметричному, направленному внутрь движению частей сердечного силуэта во время систолы. В некоторых случаях можно было отметить отсутствие сокращения или истинное расширение отдельных областей. При инфаркте миокарда постоянно выявлялись эти виды нарушений функции желудочка. При чистой стенокардии отмечалась либо минимальная дисфункция желудочка, либо ее не отмечалось совсем.
Анализ с помощью трехмерной модели сердца, построенной с помощью компьютерных устройств
Более детальный, чем при ручных способах, анализ ангиокардиографических данных можно провести при использовании счетно-решающих устройств. Например, Heintzen и сотр. [13] описали метод определения размера, формы и геометрии сердечно-сосудистых структур и его применение для анализа сократительной функции левого желудочка. Контуры желудочка, получаемые вручную от каждого из последовательных телеизображений, снимаемых со скоростью 50 в секунду, считываются в компьютере. По этим данным компьютерные программы создают трехмерную (пространственную) модель на основании гипотезы о том, что поперечное сечение сердца представляет собой эллипс. Затем оператор с помощью компьютера может рассмотреть модель с любого угла и «разделить» ее на параллельные неэллиптические диски, площадь и даже скорость сокращения которых можно определить. При этом можно оценить состояние сокращения в отдельных зонах (регионарно). Примеры некоторых данных, полученных таким же способом, представлены на рис. 10. 18. Слева на рисунке приведены данные об изменениях окружности желудочка и площади его поперечного сечения. Быстрота изменения окружности или площади (скорости) показана слева.
Увеличение возможностей извлечения информации из данных рентгенографии, которое обеспечивает применение компьютерной техники,
предвещает еще более широкое применение ее в будущем. Например, Wood и сотр. [14] в течение нескольких лет работают над точными измерениями изменений длины и напряжения миокардиальных волокон в пределах контура всего сердца, вычисленного еще более точными способами. Чтобы избежать двух необоснованных предпосылок о том, что поперечное сечение желудочков имеет форму эллипса и что оно перпендикулярно пучку рентгеновских лучей, проверяется рентгеноплотность в каждой точке вдоль ортогонального профиля желудочков. Таким путем можно выявить неровные очертания, более точно соответствующие истинной конфигурации камер с их внутренними неровностями. Полное изображение сердца воспроизводится на телевизионном экране, где его можно рассматривать с различных позиций. Каждый телевизионный экран имеет 80 горизонтальных линий, с помощью которых реконструируется поперечное сечение камер желудочков. Дальнейшее развитие этих методов позволит выявить характер изменения трехмерных очертаний бьющегося сердца, что даст возможность изучить его производительность с большей точностью, чем это возможно сейчас. Сказанное имеет непосредственное отношение к изображениям, получаемым анализатором E.M.I., при помощи которого собираются данные о радиоплотности во время относительно медленного просвечивания узкими пучками рентгеновских лучей большого количества мест вдоль дуги на 180°. Получаемые изображения неизбежно статические вследствие большого количества времени, затрачиваемого на один такой анализ. Будущие исследования выявят много новых и пока непредсказуемых источников информации по мере достижений технических и прикладных наук и использования их данных в физиологических и клинических исследованиях.
РИС. 10.18.
А. На основании первичных видеозаписей можно воспроизвести трехмерные модели левого желудочка, разделенные на девять горизонтальных частей, перпендикулярных его длинной оси.
Б. Аналогичное воспроизведение, только с тремя частями, изображенными слева в виде проекций.
В. Изменения окружности, площади и скорости этих изменений, выведенные компьютером для двух сердечных циклов (один из них — экстрасистола, последовавшая за нормальным циклом). Калибровочные полосы справа соответственно 10 см и 10 см2 (по Hentzen et al., Europ. J. Cardiol., 1974, 1 : 229—239. Воспроизведено с разрешения).
