Эхокардиография (УЗИ) сердца презентация

Эхокардиография -
это метод исследования
структуры и функции сердца,
основанный на регистрации
отраженных импульсных
ультразвуковых сигналов,
генерируемых эхокардиографическим датчиком с частотой около 2,5–4,5 МГц

История УЗИ
Гидролокация – Александр Бэм (Австрия – 1912 г.), Левис Ричардсон (Англия – 1912 г.), Реджинальд Фессенден (США – 1914 г.)
Дефектоскопия – Сергей Яковлевич Соколов (1928 г.)
Австриец Karl Dussik (1941 г.) – вероятно, первый, кто использовал ультразвук с диагностической целью в медицине для исследования мозга
W.D. Keidel (1950 г.) – немецкий ученый, использовавший ультразвук для обследования сердца

Karl Helmut Hertz и Inge Edler (Швеция, 1953 г.) – коммерческое использования ЭхоКГ
Ю.Н. Беленков (1974 г.) – первая в СССР публикация в журнале «Кардиология» по клиническому применению ЭхоКГ

Физические данные
Ультразвук — упругие колебания (механические волны) в среде с частотой, превышающей 20 КГц
Применение ультразвука для медицинской визуализации основано на его отражении от поверхности раздела сред с различной акустической плотностью

Ультразвуковой датчик [transducer] — это устройство, преобразующее один вид энергии в другой.
В ультразвуковой диагностике электрическая энергия преобразуется в механическую и наоборот.
Преобразование осуществляется пьезоэлектрическим элементом.
Проходящий через элемент электрический ток заставляет его то расширяться, то сжиматься и тем самым генерировать ультразвуковые волны. С другой стороны, приходящие ультразвуковые волны элемент преобразует в электрические импульсы, регистрируемые осциллографом.

Работа эхокардиографа
В некоторый момент времени датчик посылает короткий ультразвуковой импульс. Импульс линейно распространяется в гомогенной среде до тех пор, пока не дойдет до границы раздела фаз, где происходит отражение или преломление ультразвуковых лучей. Через время, равное Dt, отраженный звук (эхо) вернется к датчику, который теперь работает как приемник. Зная скорость распространения звуковой волны (1540 м/с) и время, за которое звук прошел расстояние до границы фаз и обратно (Dt), можно вычислить расстояние между датчиком и этой границей (D): D = 1540*Dt/2
Пьезоэлектрический элемент работает в режиме генерации менее 1% времени, а все остальное время — в режиме приема. При этом пациент получает минимальные дозы ультразвукового облучения.

Отражение ультразвуковой волны происходит на границе раздела двух сред с различной акустической плотностью, причем только в том случае, если размеры объекта превышают длину ультразвуковой волны (1–1,5 мм). Если на пути ее движения появляются более мелкие частицы (менее 1 мм), происходит не отражение, а рассеяние ультразвука.
Чем выше частота ультразвуковых колебаний (соответственно, чем меньше длина волны), тем большей разрешающей способностью обладает прибор, т.е. тем меньше размер частиц, от которых отражается ультразвук, но тем меньше проникающая способность.

Ограничения ультразвукового исследования
Ограниченная разрешающая способность метода;
Ультразвуковые приборы калибруются по среднему значению скорости распространения волны в тканях (1540 м/с), хотя в реальной среде эта скорость варьирует, что вносит определенные искажения в изображение;
Наличие обратной зависимости между глубиной зондирования и разрешающей способностью;
Ограниченные возможности исследования газосодержащих органов и полостей (легких, кишечника) в связи с тем, что они практически не проводят ультразвуковые волны;
Операторзависимость.

Преимущества ультразвукового исследования
Возможность визуализации мягких рентгенонегативных тканей при исследовании сердца, печени, почек и т.д.;
Отсутствие ионизирующего облучения, оказывающего биологическое воздействие на организм;
Неинвазивность, безболезненность и, в связи с этим, возможность проведения многократных повторных исследований;
Возможность наблюдать движение внутренних органов в реальном масштабе времени;
Сравнительно невысокая стоимость исследования.

Режимы ультразвукового сканирования
графическое представление эхо-сигналов
А-модальный режим (А — от «amplitude») – эхо-сигналы регистрируются в виде пиков, амплитуда которых пропорциональна интенсивности сигнала, а расстояние между пиками соответствует расстоянию между отражающими объектами и датчиком. Недостаток режима – невозможность изобразить движение.
В-модальный режим (В — от «brightness») – интенсивность эхосигналов отражается яркостью свечения точек на экране монитора. Двухмерный режим
М-модальный режим (М — от «motion») – развертка В-модального режима по времени, то есть движение точек разворачивается во времени (по горизонтали), а по вертикали регистрируется переднезадний размер структур сердца.
Недостаток режима – одномерность

Допплер-эхокардиография
Эффект Допплера состоит в том, что частота ультразвукового сигнала при отражении от лоцируемого объекта изменяется пропорционально скорости движения объекта (эритроцитов) вдоль оси распространения сигнала. При приближении объекта в сторону датчика частота отраженного сигнала увеличивается, при удалении объекта от датчика — уменьшается.

Режимы
допплер-эхокардиографии
Импульсная допплер-эхокардиография (Pulsed Wave Doppler)
Постоянно-волновая допплер-эхокардиография (Continuous Wave Doppler)
Цветное допплеровское сканирование (Color Doppler)
Тканевой допплер (Tissue Velocity Imaging)

Импульсная допплер-эхокардиография

Постоянно-волновая допплер-эхокардиография

Режимы ультразвукового сканирования
Допплер-эхокардиография
Сдвиг частоты ультразвукового сигнала зависит от частоты посылаемого сигнала: чем она меньше, тем большие скорости кровотока могут быть измерены. Поэтому для допплеровского исследования следует выбирать датчик, имеющий наименьшую частоту (обычно 2,0—2,5 МГц).
Угол между направлением ультразвукового луча и направлением кровотока не должен превышать 20°, тогда ошибка измерения скорости кровотока не будет существенной.

Варианты эхокардиографии
Трансторакальная
Чреспищеводная
Внутрисосудистое ультразвуковое исследование
Интраоперационная и внутрисердечная
Трех- и четырехмерное моделирование
Контрастная эхокардиография
Стресс- эхокардиография

Некоторые эхокардиографические показатели у здоровых лиц (М-режим)
КДРлж
КCРлж

СТАНДАРТНЫЕ ПОЗИЦИИ
УЗИ сердца выполняется из следующих стандартных позиций (доступов) датчика:
1) парастернальный доступ — область третьего-четвертого межреберья слева от грудины;
2) верхушечный (апикальный) доступ — зона верхушечного толчка;
3) эпигастральный доступ — область под мечевидным отростком;
4) супрастернальный доступ — югулярная ямка.
Преимущественно используются левый парастернальный и апикальный доступы.
Выделяют три основных сечения сердца — продольное, поперечное и четырехкамерное.
Из парастернального доступа получают следующие сечения:
— парастернальное продольное;
— парастернальное поперечное на уровне аортального клапана;
— парастернальное поперечное на уровне митрального клапана;
— парастернальное поперечное на уровне папиллярных мышц.

В парастернальном продольном сечении определяются следующие внутрисердечные структуры (рис.):
1) передняя стенка правого желудочка;
2) полость правого желудочка;
3) межжелудочковая перегородка;
4) полость левого желудочка;
5) задняя стенка левого
6) желудочка;
7) аорта и аортальный клапан;
8) левое предсердие;
9) митральный клапан.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ АНАТОМИЯ СЕРДЦА
Для получения парастернального поперечного сечения сердце сканируют в плоскости, перпендикулярной первой. В парастернальном поперечном сечении на уровне аортального клапана в центре изображения выявляются:
корень аорты округлой формы и три створки аортального клапана: справа — левая коронарная, слева вверху — правая коронарная, слева внизу — некоронарная. Над корнем аорты располагается выходной отдел правого желудочка, справа и книзу от него — клапан легочного ствола и легочный ствол. Слева от корня аорты расположены правое предсердие и трехстворчатый
клапан, под корнем аорты — левое предсердие и межпредсердная перегородка.

Для получения парастернального поперечного сечения на уровне митрального клапана сердце сканируют так же, как в предыдущем случае, но центральный ультразвуковой луч отклоняют влево. В этом сечении большую часть изображения занимает левый желудочек, в центре которого визуализируются передняя и задняя створки митрального клапана. В верхней части изображения оказывается часть правого желудочка, между правым и левым желудочками — межжелудочковая перегородка. Для получения парастернального поперечного сечения на уровне папиллярных мышц сохраняется прежнее положение датчика, но центральный ультразвуковой луч
ориентируют несколько книзу. В этом сечении в центре изображения (рис.) также оказывается левый желудочек, в его полости видны переднелатеральная и заднемедиальная папиллярные мышцы.

Исследование сердца из верхушечного доступа позволяет получить следующие сечения:
— верхушечное четырехкамерное;
— верхушечное пятикамерное;
— верхушечное двухкамерное;
— по длинной оси левого желудочка.
Основными являются четырехкамерное и пятикамерное сечения.

Для получения верхушечного четырехкамерного сечения датчик устанавливают точно над областью верхушки сердца, ориентируя центральный ультразвуковой луч вдоль длинника сердца, т. е. вверх и несколько вправо, в сторону основания сердца. При этом плоскость сканирования «рассекает» сердце вдоль его длинной оси и позволяет одновременно увидеть левый желудочек, правый желудочек, межжелудочковую перегородку, левое предсердие, правое предсердие, межпредсердную перегородку, митральный клапан, трехстворчатый клапан (рис.). Если сечение выполнено правильно, то межжелудочковая перегородка проходит посередине изображения вертикально, межпредсердная перегородка — чуть левее, желудочки сердца располагаются выше на экране, предсердия — под ними, левые камеры — справа, правые — слева, митральный клапан лоцируется на экране на 0,5 см ниже, чем трехстворчатый.

Для получения верхушечного пятикамерного сечения датчик устанавливают над областью верхушки сердца так же, как для верхушечного четырехкамерного сечения, но центральный ультразвуковой луч отклоняют несколько вверх. Это сечение позволяет визуализировать выходной отдел левого желудочка, аортальный клапан, начальные отделы восходящей части аорты в центре изображения, на уровне соединения межжелудочковой и межпредсердной перегородок, между передней митральной створкой и септальной створкой трехстворчатого клапана (рис.).
Расположение остальных структур сердца аналогично таковому при верхушечном четырехккамерном сечении.
Эпигастральный доступ применяют у детей и пациентов с эмфиземой легких. Датчик располагают под мечевидным отростком, центральный ультразвуковой луч направляют вверх и влево, плоскость сканирования ориентируют по длинной оси сердца. Сечение, получаемое из этого доступа, называется субкостальным, оно напоминает верхушечное четырехкамерное с несколько иным расположением структур: вверху находятся правые отделы сердца, внизу — левые отделы (рис.). На изображении визуализируются: правый желудочек, правое предсердие, левый желудочек, левое предсердие, межжелудочковая перегородка, межпредсердная перегородка.

Супрастернальный доступ дает возможность изучать дугу аорты и сосуды, отходящие от нее.
Датчик устанавливают в яремную вырезку, центральный ультразвуковой луч направляют вниз. На изображении визуализируются:
1) восходящая часть аорты,
2) дуга аорты,
3) нисходящая часть аорты,
4) правая легочная артерия,
5) левая сонная артерия,
6) левая подключичная артерия (рис. ).
При эхо кардиографии у детей и подростков часто выявляются дополнительные хорды в левом желудочке, модераторные тяжи в выходном тракте правого желудочка. Клапанный аппарат у детей обладает повышенной эластичностью, часто обнаруживаются пролапсы митрального клапана.
У взрослых пациентов намечается тенденция к обеднению хордально-трабекулярной системы, снижается эластичность клапанного аппарата сердца.
У людей пожилого возраста отмечается преобладание размеров левого желудочка над правым, увеличивается толщина задней стенки левого желудочка, межжелудочковой перегородки. Стенки аорты, полулуния аортального клапана выглядят плотными.

Обозначения:
1 — правый желудочек; 2 — левый желудочек; 3 — правое предсердие; 4 — левое предсердие; 5 — межжелудочковая перегородка; 6 — межпредсердная перегородка; 7 — передняя стенка правого желудочка; 8 — задняя стенка левого желудочка; 9 — перикард; 10 — нижняя стенка левого желудочка; 11 — боковая стенка левого желудочка; 12 — митральный клапан; 13 — передняя створка митрального клапана; 14 — задняя створка митрального клапана; 15 — хорды; 16 — папиллярные мышцы; 17 — трехстворчатый клапан; 18 — септальная створка трехстворчатого клапана; 19 — задняя створка трехстворчатого клапана; 20 — выходной отдел левого желудочка; 21 — восходящая часть аорты; 22 — дуга аорты; 23 — нисходящая часть аорты; 24 — клапан аорты; 25 — правая коронарная створка клапана аорты; 26 — левая коронарная створка клапана аорты; 27 — некоронарная створка клапана аорты; 2 8 — выходной отдел правого желудочка; 29 — легочный ствол; 30 — правая легочная артерия; 31 — клапан легочного ствола; 32 — левая сонная артерия; 33 — левая подключичная артерия.

Заключение
Таким образом, эхокардиография дает исследователю принципиально важную информацию о работе сердца.