Širdies funkcijos rentgenologinis tyrimas

Sveiko žmogaus sužadinimo banga miokardu sklinda maždaug kartą per sekundę – širdis susitraukia, o po to atsipalaiduoja. Paprasčiausias ir prieinamiausias jų registravimo būdas yra fluoroskopija. Ji leidžia vizualiai įvertinti širdies susitraukimus ir atsipalaidavimą, aortos ir plaučių arterijos pulsaciją. Tuo pačiu metu, keičiant paciento padėtį už ekrano, galima iškelti kontūrą, t. y. padaryti visus širdies ir kraujagyslių pjūvius briaunotus. Tačiau pastaruoju metu, dėl ultragarsinės diagnostikos plėtros ir jos plataus diegimo klinikinėje praktikoje, fluoroskopijos vaidmuo tiriant širdies funkcinį aktyvumą pastebimai sumažėjo dėl gana didelės radiacijos apkrovos.

Pagrindinis širdies raumens susitraukimo funkcijos tyrimo metodas yra ultragarsinis tyrimas (ultragarsas).

Kardiologijoje naudojami keli ultragarso metodai: vienmatė echokardiografija – M metodas; dvimatė echokardiografija (sonografija) – B metodas; vienmatė Doplerio echokardiografija; dvimatis spalvinis Doplerio žemėlapių sudarymas. Efektyvus širdies tyrimo metodas taip pat yra dupleksinis tyrimas – sonografijos ir doplerio derinys.

Vienmatė echokardiograma atrodo kaip kreivių grupė, kurių kiekviena atitinka specifinę širdies struktūrą: skilvelio ir prieširdžio sienelę, prieširdžių ir tarpskilvelinę pertvarą, vožtuvus, perikardą ir kt. Kreivės amplitudė echokardiogramoje rodo užfiksuotos anatominės struktūros sistolinių judesių diapazoną.

Sonografija leidžia realiuoju laiku stebėti širdies sienelių ir vožtuvų judesius ekrane. Norint ištirti daugybę širdies funkciją apibūdinančių parametrų, širdies kontūras monitoriaus ekrane nubrėžiamas fiksuotuose kadruose, užfiksuotuose elektrokardiogramos R bangos viršūnėje ir T bangos nusileidžiančioje dalyje. Speciali ultragarso aparate esanti kompiuterinė programa leidžia palyginti ir analizuoti šiuos du vaizdus bei gauti kairiojo skilvelio ir prieširdžių galutinio sistolinio ir galutinio diastolinio tūrio parametrus, dešiniojo skilvelio paviršiaus dydį, skilvelių išstūmimo frakcijos vertę, prieširdžių ištuštinimo frakciją, sistolinį ir minutinį tūrius bei miokardo sienelių storį. Labai vertinga tai, kad tai taip pat gali pateikti kairiojo skilvelio sienelės regioninio susitraukimo parametrus, kurie yra labai svarbūs diagnozuojant išeminę širdies ligą ir kitus širdies raumens pažeidimus.

Širdies doplerografija atliekama daugiausia pulsiniu režimu. Ji leidžia ne tik tirti širdies vožtuvų ir sienelių judėjimą bet kurioje širdies ciklo fazėje, bet ir išmatuoti kraujo tekėjimo greitį, kryptį ir pobūdį pasirinktame kontroliniame tūryje. Nauji doplerografijos metodai įgijo ypatingą reikšmę tiriant širdies funkcinius parametrus: spalvų žemėlapių sudarymas, energijos ir audinių Dopleris. Šiuo metu nurodytos ultragarsinio tyrimo galimybės yra pagrindiniai instrumentiniai metodai širdies ligoniams tirti, ypač ambulatorinėje praktikoje.

Kartu su ultragarsine diagnostika pastaruoju metu sparčiai tobulėja radionuklidiniai širdies ir kraujagyslių tyrimo metodai. Iš šių metodų reikėtų išskirti tris: pusiausvyros ventrikuliografiją (dinaminę radiokardiografiją), radionuklidinę angiokardiografiją ir perfuzinę sintigrafiją. Jie suteikia svarbios, kartais unikalios informacijos apie širdies funkciją, nereikalauja kraujagyslių kateterizacijos ir gali būti atliekami tiek ramybės būsenoje, tiek po funkcinių krūvių. Pastaroji aplinkybė yra svarbiausia vertinant širdies raumens rezervinę talpą.

Pusiausvyros ventrikulografija yra vienas iš labiausiai paplitusių širdies tyrimo metodų. Ji naudojama širdies pumpavimo funkcijai ir jos sienelių judėjimo pobūdžiui nustatyti. Tyrimo objektas paprastai yra kairysis skilvelis, tačiau yra sukurtos specialios metodikos ir dešiniajam širdies skilveliui tirti. Metodo principas – įrašyti vaizdų seriją į gama kameros kompiuterio atmintį. Šie vaizdai gaunami iš į kraują įvestų ir kraujyje ilgai išliekančių, t. y. neišsisklaidančių per kraujagyslės sienelę, radiofarmacinių preparatų gama spinduliuotės. Tokių radiofarmacinių preparatų koncentracija kraujyje ilgą laiką išlieka pastovi, todėl įprasta sakyti, kad tiriamas kraujo telkinys (iš angliško žodžio „pool“ – bala, telkinys).

Paprasčiausias būdas sukurti kraujo telkinį – į kraują įleisti albumino. Tačiau baltymas organizme vis tiek suskaidomas, o šio proceso metu išsiskiriantis radionuklidas palieka kraują, todėl kraujo radioaktyvumas palaipsniui mažėja, todėl sumažėja tyrimo tikslumas. Tinkamesnis būdas sukurti stabilų radioaktyvųjį telkinį buvo paciento eritrocitų žymėjimas. Šiuo tikslu pirmiausia į veną suleidžiamas nedidelis kiekis pirofosfato – apie 0,5 mg. Jį aktyviai absorbuoja eritrocitai. Po 30 minučių į veną suleidžiama 600 MBq 99mTc-pertechnetato, kuris akimirksniu susijungia su eritrocitų absorbuotu pirofosfatu. Taip susidaro stiprus ryšys. Pažymėtina, kad pirmą kartą susiduriame su radionuklidų tyrimo technika, kai RFP yra „paruošiamas“ paciento organizme.

Radioaktyvaus kraujo pratekėjimas per širdies kameras kompiuterio atmintyje įrašomas naudojant elektroninį įrenginį, vadinamą trigeriu. Jis „sujungia“ gama kameros detektoriaus surinktą informaciją su elektrokardiografo elektriniais signalais. Surinkęs informaciją apie 300–500 širdies ciklų (po visiško radiofarmacinio preparato praskiedimo kraujyje, t. y. kraujo telkinio stabilizavimo), kompiuteris juos sugrupuoja į vaizdų seriją, iš kurių pagrindiniai yra tie, kurie atspindi galinę sistolę ir galinę diastolinę fazes. Viso širdies ciklo metu vienu metu sukuriami keli tarpiniai širdies vaizdai, pavyzdžiui, kas 0,1 s.

Tokia medicininių vaizdų formavimo iš didelės serijos procedūra yra būtina norint gauti pakankamą „skaičiavimo statistiką“, kad gauti vaizdai būtų pakankamai aukštos kokybės analizei. Tai taikoma bet kokiai analizei – tiek vizualiai, tiek kompiuterinei.

Radionuklidų diagnostikoje, kaip ir visoje spinduliuotės diagnostikoje, galioja pagrindinė „patikimumo kokybės“ taisyklė: surinkti kuo didesnį informacijos kiekį (kvantus, elektrinius signalus, ciklus, vaizdus ir kt.).

Išstūmimo frakcija, skilvelio prisipildymo ir ištuštinimo greitis, sistolės ir diastolės trukmė apskaičiuojami kompiuteriu pagal integralinę kreivę, sudarytą remiantis širdies vaizdų analizės rezultatais. Išstūmimo frakcija (EF) nustatoma pagal formulę:

Kur DO ir CO yra skaičiavimo dažnio (radioaktyvumo lygių) vertės širdies ciklo diastolinės ir sistolinės fazių pabaigoje.

Išstūmimo frakcija yra vienas jautriausių skilvelių funkcijos rodiklių. Normaliomis sąlygomis ji svyruoja apie 50 % dešiniajame skilvelyje ir 60 % kairiajame skilvelyje. Pacientams, sergantiems miokardo infarktu, EF visada sumažėja proporcingai pažeidimo tūriui, o tai turi žinomą prognozinę vertę. Šis rodiklis taip pat sumažėja sergant daugeliu širdies raumens pažeidimų: kardioskleroze, miokardopatija, miokarditu ir kt.

Pusiausvyros ventrikulografija gali būti naudojama ribotiems kairiojo skilvelio susitraukimo sutrikimams nustatyti: vietinei diskinezijai, hipokinezijai, akinezijai. Šiuo tikslu skilvelio vaizdas yra padalintas į kelis segmentus – nuo 8 iki 40. Kiekvienam segmentui tiriamas skilvelio sienelės judėjimas širdies susitraukimų metu. Pusiausvyros ventrikulografija yra labai vertinga nustatant pacientus, kurių širdies raumens funkciniai rezervai yra sumažėję. Tokie žmonės sudaro didelę ūminio širdies nepakankamumo ar miokardo infarkto rizikos grupę. Jiems šis tyrimas atliekamas dozuoto veloergometrinio krūvio sąlygomis, siekiant nustatyti skilvelio sienelės sritis, kurios negali susidoroti su krūviu, nors paciento ramioje būsenoje jokių nukrypimų nepastebėta. Ši būklė vadinama streso sukelta miokardo išemija.

Pusiausvyros ventrikulografija leidžia apskaičiuoti regurgitacijos frakciją, t. y. kraujo atbulinio tekėjimo kiekį esant širdies ydoms, lydimoms vožtuvų nepakankamumo. Kitas metodo privalumas yra tas, kad tyrimas gali būti atliekamas ilgą laiką, kelias valandas, tiriant, pavyzdžiui, vaistų poveikį širdies veiklai.

Radionuklidinė angiokardiografija – tai metodas, kai po greito nedidelio tūrio (boliuso) intraveninio vartojimo pakaitomis atliekamas pirmasis radiofarmacinių preparatų praėjimas per širdies kameras.

Paprastai naudojamas 99mTc-pertechnetatas, kurio aktyvumas yra 4–6 MBq 1 kg kūno svorio, 0,5–1,0 ml tūrio. Tyrimas atliekamas gama kamera su našiu kompiuteriu. Į kompiuterio atmintį įrašoma širdies vaizdų serija radiofarmacinio preparato praėjimo per ją metu (15–20 kadrų ne ilgiau kaip 30 s). Tada, pasirinkus „dominančią zoną“ (dažniausiai tai plaučių šaknies arba dešiniojo skilvelio sritis), analizuojamas radiofarmacinio preparato spinduliuotės intensyvumas. Paprastai radiofarmacinio preparato praėjimo per dešiniąsias širdies kameras ir plaučius kreivės atrodo kaip viena aukšta, stačia viršūnė. Patologinėmis sąlygomis kreivė suplokštėja (kai radiofarmacinis preparatas praskiedžiamas širdies kamerose) arba pailgėja (kai radiofarmacinis preparatas išlieka kameroje).

Esant kai kuriems įgimtiems širdies defektams, arterinis kraujas yra šuntuojamas iš kairiųjų širdies kamerų į dešinę. Tokie šuntai (vadinami kairės-dešinės šuntais) atsiranda esant širdies pertvaros defektams. Radionuklidinėse angiokardiogramose kairės-dešinės šuntas matomas kaip pasikartojantis kreivės kilimas plaučių „dominančioje zonoje“. Esant kitiems įgimtiems širdies defektams, veninis kraujas, dar neprasotintas deguonimi, vėl patenka į sisteminę kraujotaką, aplenkdamas plaučius (dešinės-kairės šuntai). Tokio šuntavimo požymis radionuklidinėje angiokardiogramoje yra radioaktyvumo piko atsiradimas kairiajame skilvelyje ir aortoje prieš tai, kai plaučiuose užregistruojamas maksimalus radioaktyvumas. Esant įgytiems širdies defektams, angiokardiogramos leidžia nustatyti regurgitacijos per mitralinio ir aortos vožtuvų angas laipsnį.

Miokardo perfuzijos scintigrafija daugiausia naudojama miokardo kraujotakai tirti ir tam tikru mastu širdies raumens metabolizmo lygiui įvertinti. Ji atliekama vaistais ^99m T1-chloridas ir ^99m Tc-sesamibi. Abu radiofarmaciniai preparatai, prasiskverbę pro širdies raumenį maitinančias kraujagysles, greitai difunduoja į aplinkinį raumeninį audinį ir dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose, imituodami kalio jonus. Taigi, šių radiofarmacinių preparatų kaupimosi širdies raumenyje intensyvumas atspindi kraujotakos tūrį ir medžiagų apykaitos procesų lygį širdies raumenyje.

Radiofarmacinių preparatų kaupimasis miokarde vyksta gana greitai ir pasiekia maksimumą per 5–10 minučių. Tai leidžia atlikti tyrimą įvairiose projekcijose. Normalus kairiojo skilvelio perfuzijos vaizdas scintigramose atrodo kaip homogeninis pasagos formos šešėlis su centriniu defektu, atitinkančiu skilvelio ertmę. Išeminės zonos, atsirandančios infarkto metu, bus rodomos kaip sritys su sumažėjusia radiofarmacinių preparatų fiksacija. Vizualesnius ir, svarbiausia, patikimesnius duomenis apie miokardo perfuzijos tyrimą galima gauti naudojant vieno fotono emisijos tomografiją. Pastaraisiais metais įdomių ir svarbių fiziologinių duomenų apie širdies raumens funkcionavimą buvo gauta naudojant itin trumpo gyvavimo pozitronus skleidžiančius nuklidus kaip radiofarmacinius preparatus, tokius kaip F-DG, t. y. naudojant dviejų fotonų emisijos tomografiją. Tačiau kol kas tai įmanoma tik tam tikruose dideliuose tyrimų centruose.

Naujos galimybės vertinant širdies funkciją atsirado patobulėjus kompiuterinei tomografijai, kai tapo įmanoma atlikti tomogramų seriją su trumpomis ekspozicijomis, esant radiokontrastinės medžiagos boliuso injekcijos fone. Į alkūnės veną automatiniu švirkštu suleidžiama 50–100 ml nejoninės kontrastinės medžiagos – omnipaque arba ultravist. Širdies pjūvių lyginamoji analizė naudojant kompiuterinę densitometriją leidžia nustatyti kraujo judėjimą širdies ertmėse viso širdies ciklo metu.

Kompiuterinė tomografija padarė ypač didelę pažangą širdies tyrimuose, sukūrus elektronų pluošto kompiuterinius tomografus. Tokie prietaisai leidžia ne tik padaryti daug vaizdų per labai trumpą ekspozicijos laiką, bet ir sukurti širdies susitraukimų dinamikos modeliavimą realiuoju laiku ir netgi atlikti judančios širdies trimatę rekonstrukciją.

Kitas ne mažiau dinamiškai besivystantis širdies funkcijos tyrimo metodas yra magnetinio rezonanso tomografija. Dėl didelio magnetinio lauko intensyvumo ir naujos kartos didelio našumo kompiuterių sukūrimo tapo įmanoma per labai trumpą laiką surinkti vaizdo rekonstrukcijai reikalingą informaciją, ypač realiuoju laiku analizuoti širdies ciklo galinę sistolę ir galinę diastolinę fazes.

Gydytojas turi daug radiologinių metodų širdies raumens susitraukimo funkcijai ir miokardo kraujotakai įvertinti. Tačiau, kad ir kaip gydytojas stengtųsi apsiriboti neinvaziniais metodais, daugeliui pacientų būtina taikyti sudėtingesnes procedūras, susijusias su kraujagyslių kateterizacija ir dirbtiniu širdies ertmių bei vainikinių kraujagyslių kontrastavimu – rentgeno ventrikulografitą ir koronarinę angiografiją.

Ventrikulografija yra būtina, nes ji pasižymi didesniu jautrumu ir tikslumu vertinant kairiojo skilvelio funkciją, palyginti su kitais metodais. Tai ypač pasakytina apie kairiojo skilvelio vietinio susitraukimo sutrikimų nustatymą. Informacija apie regioninius miokardo sutrikimus yra būtina norint nustatyti koronarinės širdies ligos sunkumą, įvertinti chirurginių intervencijų, vainikinių arterijų transliuminalinės angioplastikos, trombolizės miokardo infarkto atveju indikacijas. Be to, ventrikulografija leidžia objektyviai įvertinti krūvio ir koronarinės širdies ligos diagnostinių tyrimų (prieširdžių stimuliacijos testo, veloergometrinio testo ir kt.) rezultatus.

Rentgenokontrastinė medžiaga suleidžiama 50 ml tūriu 10–15 ml/s greičiu ir atliekama filmavimas. Filmavimo kadruose aiškiai matyti kontrastinės medžiagos šešėlio pokyčiai kairiojo skilvelio ertmėje. Atidžiai ištyrus filmavimo kadrus, galima pastebėti ryškius miokardo susitraukimo sutrikimus: sienelių judėjimo stoką bet kurioje srityje arba paradoksalius judesius, t. y. išsipūtimą sistolės momentu.

Norint nustatyti mažiau ryškius ir lokalius susitraukimo sutrikimus, įprasta atlikti atskirą 5–8 standartinių kairiojo skilvelio silueto segmentų analizę (paveikslui dešinėje priekinėje įstrižoje projekcijoje 30 laipsnių kampu). 111.66 pav. parodytas skilvelio padalijimas į 8 segmentus. Susitraukimui įvertinti pagal segmentus buvo pasiūlyti skirtingi metodai. Vienas iš jų yra tas, kad nuo skilvelio ilgosios ašies vidurio iki skilvelio šešėlio kontūrų nubrėžiami 60 spindulių. Kiekvienas spindulys matuojamas diastolinės fazės pabaigoje ir atitinkamai jo sutrumpėjimo laipsnis skilvelių susitraukimo metu. Remiantis šiais matavimais atliekamas kompiuterinis regioninių susitraukimo sutrikimų apdorojimas ir diagnostika.

Nepakeičiamas tiesioginis vainikinių arterijų kraujotakos tyrimo metodas yra selektyvi koronarinė angiografija. Per kateterį, nuosekliai įvestą į kairę, o paskui į dešinę vainikinę arteriją, automatiniu injektoriumi suleidžiama rentgenokontrastinė medžiaga ir atliekamas filmavimas. Gauti vaizdai atspindi tiek visos vainikinių arterijų sistemos morfologiją, tiek kraujotakos pobūdį visose širdies dalyse.

Koronarinės angiografijos indikacijos yra gana plačios. Pirma, koronarinė angiografija skiriama visais nepakankamai aiškiais atvejais, siekiant patvirtinti išeminę širdies ligą, parinkti ūminio miokardo infarkto gydymo metodą, atlikti miokardo infarkto ir kardiomiopatijos diferencinę diagnostiką. Taip pat kartu su pakartotine širdies biopsija – įtarus atmetimo reakciją jos transplantacijos metu. Antra, koronarinė angiografija naudojama griežtos profesinės atrankos atvejais, įtarus galimą vainikinių arterijų pažeidimą pilotams, skrydžių vadovams, tarpmiestinių autobusų ir traukinių vairuotojams, nes ūminis miokardo infarktas tokiems darbuotojams kelia grėsmę keleiviams ir aplinkiniams.

Absoliuti koronarinės angiografijos kontraindikacija yra kontrastinės medžiagos netoleravimas. Santykinės kontraindikacijos apima sunkų vidaus organų: kepenų, inkstų ir kt. pažeidimą. Koronarinė angiografija gali būti atliekama tik specialiai įrengtuose rentgeno operaciniuose, kuriuose yra visos priemonės širdies veiklai atkurti. Kai kuriais atvejais kontrastinės medžiagos įvedimas (ir ją reikia suleisti kelis kartus į kiekvieną vainikinę arteriją, jei naudojami funkciniai tyrimai) gali būti lydimas brachikardijos, ekstrasistolės, o kartais ir laikinos skersinės širdies blokados bei net virpėjimo. Be vizualinės koronarinės angiogramos analizės, jos apdorojamos kompiuteriu. Norint analizuoti arterijų šešėlio kontūrus, ekrane paryškinami tik arterijos kontūrai. Stenozės atveju braižomas stenozės grafikas.