МЕТОДЫ ГРАФИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

СФИГМОГРАФИЯ

Сфигмографией (от греч. sphygmos — пульс, биение сердца, grapho — пишу, записываю) называется метод графической регистрации артериального пульса. Впервые артериальный пульс графически был зарегистрирован Виерордтом в 1855 г., более точные записи пульса произведены Франком в 1905 г. Кривые пульса, зарегистрированные с сосудов, близко расположенных к сердцу (дуга аорты, сонная и подключичная артерии), называются сфигмограммами центрального пульса. Кривые, зарегистрированные с периферических артерий, называются сфигмограммами периферического пульса. Форма тех и других сфигмограмм несколько различна.

Различают прямую и объемную сфигмографию. При прямой сфигмографии с помощью пульсоприемника, расположенного на стенке сосуда, регистрируют колебания самой стенки артерии; при объемной сфигмографии с помощью манжеты, наложенной, например, на область плеча или другой участок тела, регистрируют изменения объема этого участка тела, вызванные прохождением пульсовой волны по его артериям. Обе эти кривые совпадают по времени, но отличаются по форме.

Приемником пульса при записи сфигмограммы служит стандартная воронка, которая накладывается на сонную, лучевую, бедренную или другую артерию в месте их отчетливой пульсации. Воронку фиксируют рукой, специальным бинтом или с помощью штатива. Пульсоприемник воспринимает колебания сосудистой стенки на ограниченном участке. Эти колебания вызывают смещения воздушного столба в резиновой трубке, соединяющей воронку с датчиком, преобразующим давление в электрический ток или оптический сигнал, который записывается регистрирующим устройством.

Запись сфигмограммы производится в удобном для пациенте положении лежа на спине, иногда — в положении сидя. Пульсоприемник должен плотно, но без сильного давления соприкасаться с артерией. Положение приемника не на артерии, а рядом вызывает появление «зеркальной» формы кривой. При записи пульса сонной артерии кожа и мышцы шеи не должны быть напряжены, так как это препятствует записи. Для снятия напряжения можно голову пациента слегка повернуть, приподнять или, наоборот опустить.

Одновременно со сфигмограммой целесообразно регистрировать ЭКГ, ФКГ и другие процессы. Синхронная запись с ЭКГ и ФКГ позволяет проводить фазовый анализ сердечного цикла для оценки сократительной функции миокарда.

МЕХАНОКАРДИОГРАФИЯ

В 1935 г. Н. Н. Савицкий предложил метод графической регистрации артериального давления и назвал его механокардиографией, а получаемые при этом кривые — тахоосциллограммами (от греч. tachys — быстрый, oscillatio — колебание).

Звуковой метод определения артериального давления Н. С. Короткова (1905) является простым, доступным и надежным. Он позволяет оприделить систолическое и диастолическое давление. Механокардиография, помимо этого, позволяет определять боковое, среднее, ударное, пульсовое давление, а также рассчитывать ударный и минутный объемы и величину периферического сопротивление кровотоку. Метод является бескровным, точным, необременительным для пациента и позволяет достаточно полно оценить состояние системы кровообращения.

Тахоосциллограммы записываются с помощью оптического дифференциального манометра. Получаемая кривая называется скоростной, или дифференциальной, так как она позволяет проводить анализ изменений во времени.

Регистрация тахоосциллограмм производится с помощью механокардиографа. Аппарат снабжен тремя высокочувствительными дифференциальными манометрами и одним манометром, отражающим изменение нарастания давления в манжете во время регистрации тахоосциллограммы. Запись производится на фотобумагу. Скорость движения фотобумаги при регистрации тахоосциллограммы должна составлять 10 мм/с. Запись механокардиограммы должна проводиться утром, натощак, после 30-40-минутного отдыха пациента. Для получения качественной записи требуется тщательно наложить манжету и пульсовые датчики. Регистрация тахоосциллограммы должна проводиться дважды, что дает возможность в дальнейшем более точно рассчитать уровень артериального давления. Во избежание поломки прибора все перестановки пульсовых датчиков должны проводиться только при отключенных манометрах.

Тахоосциллограмма воспроизводит скорость изменений объема тканей под манжетой, обусловленного притоком и оттоком крови в артериях при разных уровнях возрастающего (компрессионного) давления. Для регистрации тахоосциллограммы на среднюю треть плеча накладывают манжету, а на лучевую артерию — приемник пульса. Затем в режиме компрессии синхронно записываются тахоосциллограмма, кривая компрессионного давления и сфигмограмма лучевой артерии.

КАРДИОГРАФИЯ

Кардиографией (от греч. cardia — сердце) называется метод графической регистрации сердечного толчка. Часто применяется запись верхушечного толчка, апикальная ( от apical — верхушечный) кардиограмма.

Кардиограмма регистрируется с помощью такого же датчика, как и сфигмограмма. Пульсоприемник должен соответствовать размерам межреберных промежутков в прекардиальной области. Лучшее соприкосновение верхушки сердца с грудной клеткой и более отчетливую запись апикальной кардиограммы иногда удается получить при положении пациента на левом боку. Датчик накладывается на область верхушечного толчка. Даже небольшое смещение датчика может вызвать существенное изменение формы кривой. У здоровых лиц и больных с гипертрофией левого желудочка сердца верхушечный толчок образуется левым желудочком, но при значительной гипертрофии правого желудочка, например у больных с врожденными пороками сердца, левый контур сердца может быть образован правым желудочком. Отличить левожелудочковую кардиограмму от правожелудочковой можно путем регистрации ЭКГ в тех же точках на грудной клетке, где производится запись кардиограммы. Одновременно с кардиограммой обычно регистрируют ЭКГ и ФКГ.

ЭЗОФАГОКАРДИОГРАФИЯ

Эзофагокардиография (ЭФГ) называется метод графической регистрации движения сердца и, в частности, левого предсердия через пищевод (oesophagus — пищевод). Фредерик в 1887 г. на животных, а его ученик Саролеа в 1889 гю у людей впервые зарегистрировал ЭФГ. Пищевод вплотную прилежит к задней поверхности левого предсердия на уровне между VI и IX грудными позвонками на протяжении 4-6 см. Ниже к пищеводу прилежит левый желудочек, выше — аорта. Форма ЭФГ совпадает с манометрической кривой левого предсердия. ЭФГ позволяет изучать те же временные параметры, что и манометрическая кривая, но не дает возможности судить об уровне давления в левом предсердии.

Регистрация ЭФГ производится с помощью вводимого в пищевод резинового баллоно размерами примерно 2,5 х 2,5 см, прикрепленного к полому металлическому цилиндру размером 1 х 1 см, который соединен с резиновой трубкой (доуденальным зондом). Перед введением зонда баллон в сложенном виде вводится внутрь цилиндра, а в пищеводе выводится из него с помощью сфигмоманометра при давлении 15-20 мм рт. ст. Металлический цилиндр с прикрепленной к нему тонкой гибкой проволокой используется в качестве электрода для записи пищеводных отведений ЭКГ. Резиновая трубка соединяется с датчиком, преобразующим колебания давления воздушного столба в электрические или оптические сигналы, которые вместе с ЭКГ и ФКГ регистрируются осциллографом.

ЭФГ производится натощак или через 3-4 часа после еды в горизонтальном положении пациента на спине. Запись ЭФГ производится при задержанном на выдохе дыхании. Зонд лицам среднего роста вводится в пищевод на глубину 38-40 см от зубов, и регистрация ЭФГ производится через 1-2 см по мере извлечения зонда. ЭФГ от левого предсердия в большинстве случаев регистрируется на уровне между 33 и 27 см, выше — аорта, ниже — левый желудочек. Местоположение баллона относительно отделов сердца легко контролируется с помощью пищеводных отведений ЭКГ. На уровне левого желудочка и аорты ЭФГ похожа на форму сфигмограммы центрального пульса.

ЭФГ позволяет оценивать гемодинамику при различных нарушениях ритма. Особенно большое значение ЭФГ имеет в диагностике митральных пороков сердца.

ФЛЕБОСФИГМОГРАФИЯ

Флебосфигмографией (от греч. phleps — вена) называется метод графической регистрации венного пульса. Обычно производится запись пульса яремной вены, и получаемая при этом кривая называется центральным венозным пульсом.

В то время как ЭФГ отражает изменения объема и гемодинамики левой половины сердца, флебограмма отражает изменения объема и гемодинамики правой.

Запись флебограммы производится в горизонтальном положении пациента на спине с несколько приподнятым головным концом кровати или под голову пациента кладется небольшой валик. В качестве приемника пульса используется маленькая воронка или капсула, затянутая тонкой резиной. Датчик накладывается без давления, чтобы не вызвать спадения вены, и удерживается с помощью штатива. Пульсоприемник фиксируется обычно в области правой яремной вены между ножками грудино-ключично-сосцевидной мышцы сразу над ключицей. Запись флебограммы производится теми же приборами, что и запись сфигмограммы, скорость лентопротяжного механизма — 50 или 100 мм/с. Вместе с флебограммой регистрируются ЭКГ, ФКГ и другие процессы.

БАЛЛИСТОКАРДИОГРАФИЯ

Баллистокардиографией (БКГ) называется методика, регистрирующая движения тела, обусловленные работой сердца (от греч. ballo — бросаю). Она используется для оценки сократительной функции миокарда. Парри в 1786 г. впервые отметил механические движения тела во время сокращений сердца: он описал сотрясение кровати в такт с пульсом пациента. Старр в 1939 г. сконструировал специальный стол для записи БКГ, дал название методу и объяснение физической и физиологической сущности волн БКГ. Во время работы сердца происходит перемещение тела в направлении, противоположном движению крови. Выброс крови в аорту (вперед) сопровождается движением тела в противоположную сторону, каудально. Кровь, пройдя дугу аорты, меняет свое направление на противоположное, и тело с этого момента движется кпереди. Полагают, что величина смещения тела пропорциональна выброшенной во время систолы крови.

БКГ оценивается по соотношению амплитуды волн систолического интервала кривой. Значительные изменения БКГ наблюдаются при снижении сократительных свойств миокарда у больных с ишемической болезнью сердца, при гипертонической болезни, пороках сердца и  других состояниях.

ДИНАМОГРАФИЯ

Динамографией (ДКГ) называется метод графической регистрации перемещения центра тяжести грудной клетки человека. Метод предложен в 1952 г. Е. Б. Бабским. Пациент лежит на специальном столе, и воспринимающее устройство в виде чувствительных датчиков располагается под грудной клеткой пациента. Регистрируется, в отличие от БКГ, смещение не всего тела, а только центра тяжести грудной клетки. Метод позволяет определять длительность отдельных фаз сердечного цикла и поэтому используется для оценки сократительных свойств миокарда.

ЭХОКАРДИОГРАФИЯ

Эхокардиографией называется метод  изучения строения и движения структур сердца с помощью отраженного ультразвука. Получаемое при регистрации изображение сердца называется эхокардиограммой (ЭхоКГ). Впервые ЭхоКГ была зарегистрирована в 1954 г. шведскими учеными Эдлером и Херцем; свое современное название метод получил в 1965 г. по предложению Американского института ультразвука в медицине.

Физические принципы метода основаны на том, что ультразвуковые волны проникают в ткань и частично в виде эхосигнала отражаются от границ различной плотности. Волны ультразвуковой частоты генерируются датчиком, обладающим пьезоэлектрическим эффектом и устанавливаемым над областью сердца, отраженные от структур сердца эхосигналы вновь превращаются датчиком в электрический импульс, который усиливается, регистрируется и анализируется на экране видеомонитора. Одновременно полученные результаты могут фиксироваться на фотопленке, специально химически обработанной бумаге или с помощью поляроидной камеры в виде фотоизображений. Частота ультразвуковых волн, используемых в эхокардиографии, колеблется от 2 до 5 МГц, длина — 0,7-1,4 мм; они проникают в тело на глубину 20-25 см. Датчик работает в импульсном режиме: 0,1% времени — как излучатель, 99,9% — как приемник импульсов. Такое соотношение времени передачи и приема импульсов позволяет вести непрерывное наблюдение на экране видеомонитора. Для выделения отдельных фаз сердечного цикла синхронно с ЭхоКГ регистрируютмя ЭКГ, ФКГ или сфигмограмма.

В настоящее время помимо одномерной эхокардиографии, позволяющей анализировать строение и движение структур сердца — М-режим (от лат. motio — движение), используется двумерная в реальном масштабе времени и начинается применение трехмерной, объемной, эхокардиографии.

Противопоказаний к использованию эхокардиографии практически нет. Трудности ЭхоКГ наблюдаются у лиц с узкими межреберными промежутками и при различных  деформациях грудной клетки, так как костная ткань у взрослых полностью отражает и поглощает ультразвуковые волны. Аналогичные трудности наблюдаются при эмфиземе легких: повышенная воздушность легких и прикрытие ими сердца делают невозможным проникновение ультразвука в сердце. Могут наблюдаться трудности, связанные не только с регистрацией, но и с анализом ЭхоКГ из-за явлений реверберации (от лат. reverberate — отражать), т. е. повторного отражения одной и той же волны ультразвуковым датчиком и появления ложных эхосигналов.

Исследование производится в затемненном помещении с целью лучшего наблюдения за экраном видеомонитора. Пациент находится в горизонтальном на спине положении со слегка приподнятым головным концом кровати, иногда бывает необходимо зарегистрировать ЭхоКГ в положении пациента на левом боку. Запись ЭхоКГ производится на свободном или задержанном на выдохе (особенно при эмфиземе легких) дыхании.

Стандартными местами положения датчика являются второе-пятое межреберья на 2-3 см кнаружи от левого края грудины. Эта область сердца, не прикрытая легкими, называется «ультразвуковым окном». Дополнительными местами положения датчика являются область верхушки сердца, надчревная область и яремная ямка. Стандартные точки записи служат для количественного и качественного анализа ЭхоКГ, дополнительные — только для качественного. Оптимальный акустический контакт датчика с телом создается с помощью ультразвукового геля, глицерина или вазелинового масла.

Эхокардиография позволяет проводить диагностику приобретенных и врожденных пороков сердца, пролабирование створок клапанов, выявлять тромбы и опухоли сердца, выпот в перикарде, контролировать работу искусственных клапанов сердца, выявлять аневризму сердца и другие патологические состояния.

Своим развитием метод эхокардиографии в значительной степени обязан успехам в диагностике митрального стеноза. ЭхоКГ позволяет не только диагностировать порок, но и производить оценку степени стенозирования митрального отверстия, выбрать правильный способ оперативного вмешательства, проверить эффективность митральной комиссуротомии или работу имплантированных клапанов.

Таким образом, эхокардиография является чрезвычайно ценным и быстро прогрессирующим методом диагностики патологии сердца и сосудов.

ФОНОКАРДИОГРАФИЯ

Фонокардиография представляет собой метод графической регистрации звуковых процессов, возникающих при деятельности сердца. Звуки сердца впервые графически были зарегистрированы голландским ученым Эйнтховеном еще в 1894 г. Однако из-за несовершенства аппаратуры клиническое распространение метод фонокардиографии получил только в последние 20-25 лет после создания достаточно надежных аппаратов. Фонокардиография имеет ряд преимуществ перед аускультацией. Она позволяет исследовать звуки сердца в диапазонах, не доступных или почти не доступных слуховому восприятию (например, III и IV тоны сердца); исследование формы и продолжительности звуков с помощью ФКГ позволяет проводить их качественный и количественный анализ, что также недоступно аускультации. Наконец, фонокардиографическое исследование является документальным и позволяет осуществлять наблюдение за изменениями звуковых явлений, возникающих при работе сердца больного, в динамике.

Технические свойства фонокардиографов

Фонокардиограф является аппаратом, регистрирующим звуковые процессы сердца. Обычно одновременно с фонокардиограммой (ФКГ) регистрируется ЭКГ, позволяющая четко определить систолический и диастолический интервалы.

Фонокардиограф любого типа состоит из микрофона, электронного усилителя, фильтров частот и регистрирующего устройства. Микрофон преобразует звуковую энергию в электрические сигналы. Он должен обладать максимальной чувствительностью, не вносить искажений в передаваемые сигналы и быть маловосприимчивым к внешим шумам. По способу преобразования звуковой энергии в электрические сигналы микрофоны фонокардиографов разделяются на пьезоэлектрические и динамические.

Принцип действия пьезоэлектрического микрофона основан на пьезоэлектрическом эффекте — возникновении разности при механической деформации некоторых кристаллов (кварца, сегнетовой соли и др.). Кристалл устанавливается и закрепляется в корпусе микрофона, чтобы под действием звуковых колебаний он подвергался деформации.

В настоящее время чаще используются динамические микрофоны. Принцип их действия основан на явлении электромагнитной индукции: при движении проводника в поле постоянного магнита в нем возникает э. д. с., пропорциональная скорости движения. На крышке микрофона наклеено кольцо из эластичной резины, благодаря чему микрофон плотно накладывается на поверхность грудной клетки. Через отверстия в крышке динамического миркофона звук воздействует на мембрану, сделанную из тончайшей прочной пленки. Соединенная с мембраной катушка перемещается в кольцевом зазоре магнитной системы микрофона, вследствие чего появляется э. д. с.

Электрический сигнал подается на усилитель в задачу которого входит не просто усилить все звуки в равной степени, а в большей мере усилить слабые высокочастотные колебания, соответствующие сердечным шумам, и в меньшей мере низкочастотные, соответствующие сердечным тонам. Поэтому весь спектр разбивается на диапазоны низких, средних и высоких частот. В каждомтаком диапазоне обеспечивается необходимое усиление. Полную картину звуком сердца получают при анализе ФКГ, полученных в каждом диапазоне частот.

В отечественных приборах используются следующие частотные характеристики при записи ФКГ: А — аускультативная (номинальная частота 140±25 Гц), Н — низкочастотная (35±10 Гц), С₁ — среднечастотная-1 (70±15 Гц), С₂ — среднечастотная-2 (140±25 Гц), В — высокочастотная (250±50 Гц).

Для регистрации полученных сигналов используют регистрирующие системы, имеющие малую инерцию (оптическую или струйную).

Чрезвычайно важно подобрать для каждого аппарата необходимый уровень усиления при записи ФКГ. Этот уровень для данного прибора становится стандартным, и в дальнейшем ФКГ всем пациентам снимают с одинаковым усилением. Такая стандартизация позволяет следить за динамикой изменений звуковой картины у пациента в разные периоды времени и сравнивать показатели у разных пациентов.

Определение нужного уровня усиления производится путем регистрации ФКГ нескольким пациентам с шумами разной интенсивности. Запись можно производить в одной точке максимального звучания шума, но обязательно на разных уровнях усиления (1, 2, 3 и т. д.) и на всех частотных характеристиках (А, Н, С₁, С₂ и В). После этого путем сравнения производится выбор оптимального усиления. Обычно принимается компромиссное решение: максимально хорошая регистрация шумов при минимальных помехах на шумовой дорожке. Выбирают 2 уровня усиления для каждой частотной характеристики: на одном хорошо регистрируются шумы средней интенсивности, на другом — с некоторым превышением («запасом») для регистрации малоинтенсивных шумов. Во всех случаях шумовая дорожка должна быть чистой от помех. Естественно, при регистрации очень громких или очень тихих шумов уровень усиления уменьшают или увеличивают. Для практической работы в большинстве случаев достаточно использовать 2-3 частотные характеристики: С₁ (или Н) и А (или С₂).

Методика регистрации ФКГ

Помещение, в котором происходит регистрация ФКГ, должнобыть хорошо изолировано от шумов вне и внутри помещения. Во время записи необходимо соблюдать полную тишину, так как иначе будут регистрироваться посторонние звуки, мешающие анализу ФКГ. В помещении должно быть тепло (не ниже +18...+19 ⁰С), поскольку пациенту приходится раздеваться до пояса, а в холодном помещении появляется мышечное дрожание, искажающее ФКГ.

Пациент ложится  на твердую кушетку или кровать лицом вверх с вытянутыми вдоль туловища руками. Положение пациента должно быть удобным и не напряженным. Перед исследованием пациент несколько минут должен спокойно полежать, отдохнуть, чтобы снять эмоциональное или физическое напряжение, сопровождающееся тахикардией.

Для возможности наблюдения за пациентом при подаче команды о задержке дыхания при записи ФКГ аппарат целесообразно размещать у головного конца кровати, причем медсестра должна стоять лицом к пациенту.

Появление помех при записи ФКГ, мешающих дальнейшему анализу, в большинстве случаев связано с плохим наложением микрофона на грудную клетку. Микрофон с помощью резинового кольца устанавливается на поверхности грудной клетки и дополнительно фиксируется специальным резиновым бинтом. Лишь в исключительных случаях, например у маленьких детей, микрофон удерживают на грудной клетке рукой. При неплотном прилегании микрофона к грудной клетке и отсутствии герметичности снижается чувствительность к звукам низких частот, начинают записываться помехи, связанные с внешними шумами. Слишком сильное прижатия микрофона к грудной клетке также вызывает изменения на ФКГ, снижая амплитуду звуков. При выраженном покрове на грудной клетке пациента перед наложением микрофона во избежание побочных звуков, связанных с трением волос, кожу пациента целесообразно смочить теплой водой. Необходимо избегать трения между одеждой пациента и резиновым ремнем, фиксирующим микрофон, или самим корпусом микрофона, так как при этом возникают искажения на ФКГ.

Для того, чтобы звуки дыхания не накладывались на ФКГ, запись производят при задержанном после выдоха дыхании, для чего подают команды «вдох», «выдох», «задержать дыхание!». Иногда для лучшего выявления шумов сердца приходится регистрировать ФКГ в вертикальном положении пациента или в положении на левом боку, при задержке дыхания на вдохе или вдохе или вообще без задержки дыхания.

Для анализа ФКГ и ориентировки в систолическом и диастолическом интервалах пациенту одновременно записывается ЭКГ, в котором лучше видны зубцы (часто II стандартное отведение). Регистрация производится при скорости движения бумаги 50 мм/с, в отдельных случаях — 100 или 25 мм/с. Записываются обычно 5-6 сердечных циклов.

Регистрация ФКГ производится в тех же точках грудной клетки, где осуществляется аускультация сердца. При отсутствии значительных изменений в размерах сердца микрофон устанавливается в области верхушки сердца (в пятом межреберье по левой срединно-ключичной линии); в точке Боткина-Эрба (в третьем - четвертом межреберье у левого края грудины); в области выслушивания звуков над аортой (во втором межреберье у правого края грудины); в области выслушивания звуков над легочной артерией (во втором межреберье у левого края грудины) и в области трехстворчатого клапана (в четвертом - пятом межреберье у правого края грудины).