Методы исследования функций сердца

При описании отдельных функций и параметров деятельности сердца были приведены методы их оценки (электрокардиография для характери­стики биоэлектрических явлений, фонокардиография — звуковых, пара­метры сердечного выброса — нагнетательной функции и т.д.). Наряду с этим существует ряд методов, позволяющих интегрально оценить ряд по­казателей деятельности сердца в их взаимосвязи.

Эхокардиография (ультразвуковое исследование сердца) является неин­вазивным (без внедрения в организм) методом исследования, позволяю­щим оценивать форму, размеры и деятельность структур сердца.

Регистрация отраженных ультразвуковых колебаний (локация) в М-ре- жиме (motion — движение) дает возможность получать характеристики движущихся структур. Датчик эхокардиографа, работающего в таком ре­жиме, позволяет получать отраженное изображение участков сердца по­следовательно в различных направлениях с разверткой получаемых сигна­лов во времени. Такая одномерная эхокардиография дает информацию о функциональном состоянии левого желудочка и левого предсердия, мит­рального, аортального и трикуспидального клапанов, восходящей аорты.

Метод позволяет измерить конечный систолический (КСР) и конечный диастолический (КДР) размеры (внутренний диаметр) левого желудочка. Нормальными считаются величины КДР 38—55 мм, а КСР — 22—40 мм. Зная КДР и КСР, можно рассчитать степень укорочения переднезаднего размера его полости(% Д S) по формуле:

ж as-.НЛР.КСР ₁₀₀
КДР

Нормальные значения % Д S составляют 30—40 %.

Используя эти же показатели, удается определять объем полости левого желудочка в конце систолы или диастолы:

V = -⁷’9 D³,

2,4 + D

_где у/ — объем полости левого желудочка в конце систолы или диастолы; 9 _ соответственно конечный систолический или конечный диастоличе­ский размер левого желудочка, 7,0 и 2,4 — коэффициенты.

Ударный объем (УО) определяют как разность между конечным диасто­лическим (КДО) и конечным систолическим объемами (КСО):

УО = КДО - КСО.

В норме УО в покое варьирует от 60 до 80 мл, КДО — от 110 до 145 мл, а КСО — от 45 до 75 мл.

При изгнании из желудочков поступает в сосудистую систему только часть крови, находящейся в них при диастоле, составляющая УО. Его от­ношение к конечному диастолическому объему обозначается как фракция выброса (ФВ) и определяется по формуле:

УО

^{ФВ =} ВД ^{100 %}‘

ФВ левого желудочка отражает его нагнетательную функцию и в норме колеблется от 55 до 75 %.

Для расчета массы миокарда левого желудочка (ММЛЖ) используют формулу:

ММЛЖ = 1,04 [(ТЗС + ТМЖП + КДР)³ - КДР³] - 13,6,

где ТЗС — толщина задней стенки левого желудочка в диастолу; ТМЖП — толщина межжелудочковой перегородки в диастолу; КДР — конечный диастолический размер левого желудочка.

Поскольку ММЛЖ (в норме 100—190 г) находится в прямой зависимо­сти от размеров тела, ее индексируют к площади тела, определяемой с по­мощью номограммы по росту и массе тела человека. В норме индекс ММЛЖ составляет 60—100 г/м², причем у мужчин несколько больше, чем у женщин.

Эхокардиография в В-режиме (двухмерная) выполняется посредством перемещения датчика по поверхности грудной клетки. На экране осцилло­скопа вследствие длительного послесвечения формируется непрерывное двухмерное изображение структур сердца в реальном режиме времени (секторальное сканирование). В этом случае визуализируются (становятся видимыми на дисплее) движения клапанов, сокращение и расслабление миокарда желудочков и предсердий. Таким способом можно получить изображение в выбранной плоскости и обнаружить нарушения движения стенки сердца (асинергии) в результате ишемии или рубцовых изменений. В процессе двухмерной эхокардиографии при возможности используют видеозапись получаемого изображения. В дальнейшем специальное устройство позволяет установить, какой фазе сердечного цикла соответст­вует «остановленная» картинка.

Двухмерная эхокардиография дает возможность повысить точность вы­числения объемных параметров левого желудочка путем использования более сложного дискового метода. Он предполагает многократное измере­ние внутренних диаметров левого желудочка через равные небольшие про­межутки вдоль продольной оси с последующим суммированием рассчиты­ваемых объемов всех дисков, на которые искусственно разделяется по­лость левого желудочка.

В современных аппаратах также используется эффект Допплера с при­менением постоянных или импульсных ультразвуковых колебаний. При этом подвергаются анализу изменения частоты посылаемого и принимае­мого сигналов. Допплер-эхокардиография применяется для определения скоростных параметров движения крови из предсердий в желудочки, дви­жений клапанов, кровотока в магистральных сосудах.

Чреспищеводная эхокардиография по сравнению с обычной трансторака­льной за счет использования датчика, вводимого в пищевод, позволяет значительно улучшить визуализацию отдельных структур сердца. Она дает возможность точнее оценивать состояние аорты, предсердий, легочной ар­терии, а также характер кровотока (ламинарный или турбулентный) в про­ксимальных отделах коронарных артерий.

На информативность эхокардиографии большое влияние оказывает качество получаемого изображения. Почти в 10% случаев проведение полноценного исследования невозможно из-за конституциональных осо­бенностей или патологических состояний. В случае невозможности вы­полнения эхокардиографии применяется магнитно-резонансная томогра­фия (МРТ), основанная на оценке изменений электромагнитных колеба­ний, возникающих при работе сердца. Она имеет наиболее высокую про­странственную разрешающую способность, приблизительно равную 0,5—1 мм. При эхокардиографии этот показатель может достигать лишь 1—2 мм. Кроме возможностей, предоставляемых ультразвуковым иссле­дованием сердца, МРТ позволяет более детально изучать регионарную сократимость миокарда.

Полную информацию о состоянии системной и внутрисердечной гемо­динамики, сократительной функции миокарда и его кровоснабжения уда­ется получать с помощью таких неинвазивных радионуклидных методов ис­следования, как радиокардиография, радионуклидная вентрикулография и перфузионная сцинтиграфия.

Метод радиокардиографии основан на регистрации радиоактивности в виде кривых в прекардиальной области после введения в кровоток испу­скающих гамма-кванты препаратов. С помощью радиокардиографии мож­но определять ударный и минутный объемы крови, массу циркулирующей крови, объем крови, циркулирующей в легких, время кровотока в малом круге кровообращения и ряд других производных показателей.

Радионуклидная вентрикулография основана на регистрации и компь­ютерной обработке изменений радиоактивности левого желудочка во вре­мя сердечного цикла. При этом визуализацию полостей сердца осуществ­ляют с помощью гамма-камеры, используя короткоживущий нуклид ^99тТс (технеций) и меченные им соединения, в частности альбумин плазмы кро­ви человека. Данный метод позволяет оценивать общую и локальную со­кратимость левого желудочка в покое и при функциональных нагрузках.

6.13. Регуляция деятельности сердца

Сердце человека, непрерывно работая, даже при спокойном образе жизни нагнетает в артериальную систему около 10 т крови в сутки, 4000 т в год и около 300 000 т за 75 лет жизни. При этом сердце всегда точно реа­гирует на потребности организма, поддерживая постоянно необходимый уровень кровотока.

Приспособление деятельности сердца к изменяющимся потребностям организма происходит при помощи ряда регуляторных механизмов. Часть

из них локализована в самом сердце — это внутрисердечные регуляторные механизмы. К ним относятся внутриклеточные (миогенные) механизмы регуляции, регуляция межклеточных взаимодействий и нервные механиз­мы — внутрисердечные рефлексы. Вторая группа представляет собой внесердечные экстракардиальные нервные и гуморальные регуляторные механизмы

6.1.3. L Внутрисердечные регуляторные механизмы

Внутриклеточные механизмы регуляции Электронная микроскопия позволила установить, что миокард не является синцитием, а состоит из отдельных клеток — миоцитов. В каждой клетке действуют механизмы регуляции синтеза белков, обеспечивающих сохранение ее структуры и функций. Скорость синтеза каждого из белков регулируется собствен­ным ауторегуляторным механизмом, поддерживающим уровень воспро­изводства данного белка в соответствии с интенсивностью его расходова­ния.

При увеличении нагрузки на сердце (например, при регулярной мы­шечной деятельности) синтез сократительных белков миокарда и структур, обеспечивающих их деятельность, усиливается Появляется так называе­мая рабочая (физиологическая) гипертрофия миокарда, часто наблюдаю­щаяся у спортсменов

Внутриклеточные механизмы регуляции обеспечивают и изменение интенсивности деятельности миокарда в соответствии с количеством притекающий к сердцу крови. Этот механизм получил название «закон сердца» (закон Франка— Ста рлинга); сила сокра щения сердца (миокарда)^- п ропорциональна степ ен иего кровенаполн ения в диаст олу (степени р ас - тяжения). т.е исходно й.длине его мышечных волокон Усиленный при­ток ’крови к сердцу в момент диастолы вызывает более сильное растяже­ние миокарда. П ри этом внутри каждой миофибриллы актиновые нити в б о^ьшей степени^<в ьщви1аю 1ся_дО-ноамежутков между м иозиновыми н и - тямй~ а зна чит, р аст ет ко личество резервных мостикоа,.т.е. тех активн ых центров, которые о бразуют соединения~с миозино вы ми нитями в мо мент сокращ ения Следовательно, чем больше растянута каждая, кдетка-мио- карда во время диа столы, тем больше она сможет укоротиться вп нре.мя сйсТилы. ПГГэто й причине сердце перекачивает в артерияпкную систему то количество крови, кото рое "притекает к нему из вен.-Такой тип мио- генноц^регуляции сократимости! миокарда получил название ммми/тц!#*» /янивкай. (т е. зависимой от переменной величины — исходной длины Во­лошин мИОкарда) регуляции  ртуляа ией-гютмаюх

изменение силы сокращений прщ неменщашейс^                ппине воло­

к он миокард а Это прежде всего ритмозависимые изм енения силы с окра­ щен иш Ес ли стимулировать полоску миокар да при_ равном растяжении со все увеличивающейся частотой, то можно наблю дать ув еличение силы каждого последующего сокращения («лестница» Боудича) В „качестве те­ста на гомеометрическую регуляцию используют-также пробу Анрепа — резкое увеличение сопротивле ния^- выбросу крови из левого „жслудачка в аорту. Это приводит ~к ^уве личению в определ енных, граница х силы сокра- щений миокарда. “При проведении пробы выделяют 2 фазы Вначале при увеличении сопротивления выбросу крови растет конечный диастоличе­ский объем и увеличение силы сокращений реализуется по гетерометри- ческому механизму На втором этапе конечный диастолический объем 294

стабилизируется и возрастание силы сокращений определяется гомеомет- рическим механизмом.

Регуляция межклеточных взаимодействий. Установлено, что вставочные диски, соединяющие клетки миокарда, имеют различную структуру. Одни участки вставочных дисков выполняют чисто механическую функцию, другие обеспечивают транспорт через мембрану кардиомиоцита необходи­мых ему веществ, третьи — нексусы, или тесные контакты, проводят воз­буждение с клетки на клетку.

К. межклеточным взаимодействиям следует отнести и взаимоотношения кардиомиоцитов с соединительнотканными клетками миокарда. Послед­ние представляют собой не просто механическую опорную структуру. Они поставляют для сократительных клеток миокарда ряд сложных высокомо­лекулярных продуктов, необходимых для поддержания структуры и функ­ции сократительных клеток Подобный тип межклеточных взаимодейст­вий получил название креаторных связей.

Внутрисердечные периферические рефлексы. Более высокий уровень внутоиорганной регуляции деятель ности серина представлен -внутрисер­дечными нервными механиз мами В серд це в озникают так называемые периферические реф лекс ы, дуга кото рых з а мыкается не в ЦНС, а в ин т­ рамуральн ых ганглиях миокарда После гомо трансплантаци и сердца т еп­ локро вных животных и дегенерации всех нервн ых э лементов экстракар- диального происхождения ~в серд це сохраняется и ^фу нкционируе т вну- триорганная нервная^_СйСТёма7 организованная по рефлекторному прин­ципу^

В экспериментах показано, что увеличение растяжения миокарда пра­вого предсердия (в естественных условиях оно возникает при увеличении притока крови к сердцу) приводит к усилению сокращений миокарда ле­вого желудочка. Таким образом, усиливаются сокращения не только того о тдела сердца, ми окард которого непосредственно растягивается притека- ю шей кровью. ноЗаст гдп их шлюг овтятобст ~<Т>~сКоб одить'место» притекаю­щей крови и ускорить выброс ее в артериальную систему.'Доказано, что эти реакции осуществляются д_домощью внутрисердечных перифериче­ских рефлексоа^С Л. Косицкий).

В естественных условиях внутрисердечная нервная система не является автономной. Она лишь низшее звено сложной иерархии нервных механиз­мов, регулирующих деятельность сердца.