Методы исследования сердечно-сосудистой системы

Существуют различные методы исследования сердечно-сосудистой системы, информа­тивность, клиническая значимость и клиническая доступность которых весьма различны. В настоящее время ведущее место в клинической практике занимают такие методы, как электрокардиография (ЭКГ), фонокардиография (ФКГ), эхокардиография, реография, ме-ханокардиография, в том числе тахоосциллография и сфигмография. Реже используются такие методы, как зондирование полостей сердца, апекскардиография, кинетокардиогра-фия, рентгенокардиография и другие.

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ

Метод широко применяется в клинической практике, особенно благодаря современным техническим возможностям. ЭКГ отражает процессы возбуждения в сердечной мышце — зарождение возбуждения и распространение возбуждения. Косвенно ЭКГ отражает работу сердца как целого органа, но прямых данных о силе сердечных сокращений, о величине систолического объема ЭКГ, конечно, не дает. Эйнтховен — голландский физиолог — пер­вым предложил регистрировать ЭКГ с помощью гальванометра. В России этот метод ак­тивно внедрялся казанским физиологом Самойловым А. Ф.

До настоящего времени нет общепризнанной теории ЭКГ. Наиболее распространена дипольная теория. Она исходит из представлений о том, что граница между возбужденны­ми и невозбужденными участками миокарда представляет собой линию, вдоль которой вы­строен двойной слой электрических зарядов — диполей. На протяжении сердечного цикла за счет распространения возбуждения по миокарду двойной электрический слой непрерыв­но перемещается, изменяет свою конфигурацию и в некоторые моменты может состоять из нескольких фрагментов. Совокупность этих диполей можно представить в виде одного сум­марного диполя, отражающего электродвижущую силу сердца. Величина и ориентация в пространстве суммарного диполя в каждый момент сердечного цикла непрерывно меняет­ся — ЭДС является векторной величиной. В проводящей среде, окружающей суммарный диполь (ткани вне сердца) возникает переменное электрическое поле. Потенциал точек, расположенных ближе к положительному полюсу диполя — положителен, а потенциал точек, расположенных ближе к отрицательному полюсу — отрицателен. Если точка одина­ково удалена от обоих полюсов, то ее потенциал равен нулю. Таким образом, ЭКГ — есть проекция вектора на линию данного отведения.

Существуют различные способы отведения электрической активности сердца, которые отличаются друг от друга расположением активных электродов на поверхности тела. Каж­дое отведение — это, по сути, проекция электрической оси сердца (суммарного диполя) на соответствующую линию. Разнообразие отведений обусловлено желанием клинициста бо­лее точно определить функциональное состояние каждого участка сердца, в том числе мес­то повреждения сердца, если такое предполагается у пациента. Существуют следующие виды отведения ЭКГ.

1. Стандартные отведения — I, II, III. Это двухполюсные отведения, т. е. каждый из двух электродов — активный. На конечности — правую и левую руки, правую и левую ноги — накладывают электроды (через смоченную раствором хлористого натрия марлевую про­кладку). Стандартный, кабель электрокардиографов имеет маркировку: «красный», «жел-

Рис. 61. Электрокардиография.

А — расположение силовых линий, связанных с диполем

сердца.

Б — «треугольник Эйнтховена», позволяющий судить об

амплитуде зубцов в разных отведениях.

В — три классических отведения.

Г — запись трех отведений.

•V3 |

Рис. 63. Униполярные усилен­ные отведения — aVL, aVR, aVF.

Рис.62. Схема стандартных биполярных отведений.

Рис. 64. Грудные отведения.

1—6 — точки наложения активно­го электрода.

15. Физиология человека

тый», «зеленый», «черный» и «белый» электроды. Обычно на правую руку накладывают красный электрод, на левую — желтый, на левую ногу — зеленый, на правую ногу — чер­ный. Белый электрод предназначен для грудных отведений (см. ниже). При положении ком­мутатора электрокардиографа в позиции «I» — регистрируется разность потенциалов меж­ду правой и левой руками. Это I стандартное отведение. Оно позволяет регистрировать суммарный диполь на фронтальную плоскость на линию «правая рука — левая рука». При положении коммутатора в позиции «II» — регистрируется разность потенциалов между правой рукой и левой ногой. Это II стандартное отведение. В этом случае отражение тоже идет на фронтальную плоскость, но на линию, расположенную под углом к I (правая рука

— левая нога). Наконец, при положении коммутатора электрокардиографа в позиции «III»

— производится регистрация разности потенциалов между левой рукой и левой ногой (Ш
стандартное отведение). В этом случае тоже отражение на фронтальную плоскость, на ли­
нию, которая соединяет левую руку и левую ногу.

Как и все другие виды отведения, стандартные отведения позволяют зарегистрировать ЭКГ, которая состоит из зубцов — Р, Q, R, S и Т. Иногда — после зубца Т наблюдается зубец U. О генезе зубцов ЭКГ уже сказано выше (см. главу «Физиология сердца») и в по­следующем вернемся к этому вопросу. Здесь отметим достоинства стандартных отведений. Они используются во всех случаях и позволяют прежде всего определить расположение электрической оси сердца (суммарного диполя) на фрбнтальной плоскости. В нормальных условиях (при отсутствии патологии) электрическая ось сердца расположена так, что она направлена справа налево, сверху вниз и составляет по отношению к линии «правая рука — левая рука» (горизонтальная линия треугольника Энтховена) угол, равный +20°—+70°. Такая позиция сердца называется нормограммой. В этом случае амплитуда зубца R во II стан­дартном отведении выше, чем в I и особенно чем в III отведении (П > I > Ш). Если у пациен­та имеет место гипертрофия левого желудочка или сердце занимает горизонтальное поло­жение, то электрическая ось (суммарный диполь) изменяется — смещается влево. При этом угол с горизонтальной линией составляет меньше 20°. Признаком левограммы является значительное преобладание амплитуды зубца R в I отведении над зубцами R в остальных стандартных отведениях. Наконец, если у пациента имеет место гипертрофия правого же­лудочка, то электрическая'ось сердца (суммарный диполь) смещается вправо (правограм-ма) и угол становится больше 70°. Признаком такого явления является преобладание по амплитуде зубца R в III стандартном отведении над зубцами R в I и II отведениях.

Таким образом, анализ амплитудных характеристик ЭКГ, отведенных по стандартным отведениям, позволяет прежде всего оценить ряд морфологических признаков сердечной мышцы. В настоящее время при наличии эхокардиографии такая оценка, конечно, прово-

дится более точно, однако простота и доступность ЭКГ-исследования позволяет широко использовать этот метод для выявления различных «смещений» сердца в грудной клетке. Стандартные отведения часто служат для оценки временных характеристик ЭКГ — для выявления естественного водителя ритма (наличие синусного ритма), для выявления пато­логии процессов проведения возбуждения по миокарду, для выявления экстрасистол раз­личного происхождения, для диагностики трепетания и мерцания. В частности, рассчиты­вают (обычно по II отведению) продолжительность интервала Р—Q, его удлинение (более 0,18 с) указывает на замедление проведения возбуждения от синоатриального узла к атри-овентрикулярному. Удлинение интервала Q—S указывает на нарушение проведения воз­буждения по миокарду желудочка. Интервал Q—Т указывает на продолжительность элек­трической систолы — периода возбуждения желудочков. Одновременно, рассчитывая от­ношение: интервал Q—Т/ интервал R—R и умножая его на 100%, получают так называе­мый систолический показатель, который отражает долю времени, в течение которого желу­дочки находятся в активном состоянии. Чем выше систолический показатель, например, 45% или 50% — тем хуже прогноз для пациента, так как при малой продолжительности отдыха сердечная мышца быстрее повреждается. Наконец, анализ стандартных отведений позволяет диагностировать блокады I, II, III и IV степеней. (Аналогично — это можно сделать и по ЭКГ, зарегистрированным с помощью других отведений). Характер зубцов, конфигурация зубцов позволяют также говорить и о патологии миокарда. Известно, что ишемия миокарда — недостаточность кровоснабжения сердечной мышцы — может прояв­ляться в изменении зубца Т: в норме во всех стандартных отведениях зубец Т положитель­ный, т. е. направлен вверх от изолинии. При ишемии миокарда он направлен вниз (отрица­тельный зубец Т). При ишемии и повреждении миокарда наблюдается смешение сегмента ST. В норме — это отрезок изолинии — от конца зубца S до начала зубца Т. При ишемии или повреждении этот участок отклоняется от изоляции — либо вверх, либо вниз (смеше­ние сегмента ST). Наконец, при инфаркте миокарда (некрозе мышечной ткани) на ЭКГ, зарегистрированных с помощью стандартных отведений, можно обнаружить изменение кон­фигурации зубцов или их амплитуды (углубление зубца Q, S). Все это позволяет диагнос­тировать грозные состояния, возникающие в миокарде. При уменьшении количества мы­шечной ткани в сердце (миокардиодистрофия, миокардиосклероз) наблюдается уменьше­ние (снижение) амплитуды зубцов ЭКГ во всех стандартных отведениях.

Стандартные отведения были первыми вариантами отведения, которые использовались в клинической практике. Однако они имеют ряд недостатков, и прежде всего — не все уча­стки сердца достаточно хорошо отображаются на ЭКГ. В связи с этим были предприняты попытки введения других способов (вариантов) отведения.

В частности, широкое распространение получило усиленное однополюсное отведение от конечностей по Гольдбергу (1942). В этом случае используется вариант однополюсного отведения: один электрод помещается на конечность, например, на правую руку, левую руку, левую ногу, а индифферентный электрод или нулевой электрод — это остальные эле­ктроды, расположенные на конечности и соединенные с «землей». Обычно однополюсные усиленные отведения маркируются таким образом: aVR, aVL, aVF (a — ауджиментед, уси­ленное; V —г вольтаж; R — правая рука; L — левая рука; F — левая нога), применяется усиленное отведение с правой руки (раит), усиленное, однополюсное отведение с левой руки (лефт) и усиленное отведение с левой ноги (фут). Все отведения этого варианта позволяют регистрировать проекцию электрической оси сердца (суммарный диполь) на фронтальную плоскость, как и стандартные отведения, но на линиях, которые являются биссектрисами треугольника Эйнтховена. В целом, отведения с правой руки, в основном, отражает актив­ность правого сердца, отведение с левой руки — активность участков левого сердца, а уси­ленное отведение с левой ноги отражает в основном активность участков, расположенных в области верхушки сердца.

В 1946 г. были предложены Вильсоном грудные отведения — это вариант однополюс­ных отведений, когда активный электрод располагается на грудной клетке, а индифферент-

ный электрод — это все электроды конечностей, соединенных с «землей». Грудные отведе­ния позволяют «проецировать» электрическую ось сердца на горизонтальную плоскость и более детально отражают активность правого (Vi, V2) и левого сердца (Уд, Vs, Ve). Принято располагать грудной электрод («белая» фишка проводов от электрокардиографа) в следую­щих б точках:

Vi — четвертое межреберье справа от грудины; Уг — четвертое межреберье слева от грудины; Уз — на середине между V: и Уд; V*— пятое межреберье слева, по среднеключин-ной линии; Vs — там же, по передней аксилярной линии; V<— там же, по средней аксиляр-ной линии.

В ряде случаев, когда необходима более детальная картина электрической активности задних отделов левого желудочка, используют еще три грудных отведения — У7, Vs и V9: все по пятому межреберью, соответственно — по задней аксилярной линии, по лопаточной линии и паравертебральной линии.

Форма ЭКГ, полученной при грудных отведениях, во многом идентична форме ЭКГ при остальных способах-отведения. Главное отличие — это вольтаж, т. е. амплитуда зубцов и их направленность. Например, амплитуда зубца R возрастает в направлении от Vi к V* (в этом отведении она максимальна), а затем убывает.

В последние десятилетия в ряде клиник стали использовать отведения по Небу. Здесь используются 3 электрода. Один электрод (красная фишка или красная маркировка прово­да электрокардиографа) располагается во II межреберье справа от грудины; второй элект­род (желтый) располагается в области V7 в пятом межреберье по задней аксилярной линии, а третий электрод (зеленый) располагается в области V* — в 5-м межреберье по среднеклю-чичной линии (в области верхушки сердца). При отведении разности потенциалов между красным и желтым электродами (аналог I стандартного отведения), красным и зеленым (аналог II стандартного, отведения) и желтым и зеленым электродами (аналог Ш стандарт­ного отведения) получают три варианта отведения по Небу: первое из них получило назва­ние дорсальное отведение (Д) — благодаря этому отведению оценивается состояние задней стенки левого желудочка, второе отведение получило название антериальное отведение (А) — оно позволяет диагностировать инфаркт передней стенки левого желудочка, а третье отведение (инфернальное — нижнее — И) дает возможность оценить состояние нижних отделов переднебоковой стенки левого желудочка.

В последние годы используется пищеводное отведение — электрод через пищевод опу­
скается на уровень предсердий (главным образом правого предсердия) и отражает актив­
ность этих отделов* сердца. Для точной диагностики нарушений проводимости по сердеч­
ной мышце с целью хирургического вмешательства в ряде случаев осуществляется внутри-
сердечное отведение ЭКГ. С этой целью через зонд электрод вводится в правое предсердие
(правопредсердная ЭКГ), в правый желудочек (правожелудочковая ЭКГ)- Для этого зонд
вводится через подключичную вену в верхнюю полую вену. В ряде случаев проводится ре­
гистрация ЭКГ от левого желудочка (левожелудочковая ЭКГ). ....-.•. ,v ■

В рутинной клинической практике обычно проводится регистрация ЭКГ на многока­нальном электрокардиографе (4- или 6-канальном) с использованием трех стандартных отведений (I, II и III), трех усиленных однополюсных отведений по Гольдбергу (aVR, aVL, aVF) и 6 грудных отведений (Vi—Ve). Регистрация ЭКГ в III и в aVF проводится в двух вариантах — при обычном дыхании и при задержке дыхания. В каждом отведении регист­рируют как минимум 4 сердечных цикла.

' Характер изменений ЭКГ в соответствующем отведении позволяет оценить место нару­шения или повреждения. Особенно это важно при диагностике инфарктов миокарда.

В последние годы широко распространяется так называемое холтеровское мониториро-вание — длительная — в течение суток, например, непрерывная регистрация ЭКГ на маг­нитную ленту с последующим анализом ЭКГ на ЭВМ. Широко распространен метод при­ема ЭКГ по телефону для квалифицированного анализа, а также автоматизированная систе­ма обработки ЭКГ с помощью ЭВМ. Это особенно важно для скринингового анализа состо­яния сердечно-сосудистой системы у населения.

О ПРИРОДЕ ЭКГ

Медленная диастолическая деполяризация, характерная для ПД синоатриального узла, не отражается на ЭКГ. Только по мере постепенного охвата возбуждением миокарда сначала правого, а затем левого предсердий, формируется зубец Р (предсердный зубец). Длитель­ность зубца Р соответствует времени, в течение которого миокард предсердий только вовле­кается в возбуждение и не отражает всю длительность процесса возбуждения в предсердиях. Сегмент P-Q соответствует тому периоду, когда все миокардиоциты предсердий охваче­ны возбуждением и находятся в состоянии деполяризации, между ними нет разности потен­циалов.

Процесс распространения возбуждения в пределах атриовентрикулярного узла и в струк­турах, составляющих начальную часть пучка Гиса, происходит в ткани, которая лежит глу­боко внутри сердца и, как правило, не отражается на общей ЭКГ. Когда возбуждение дости­гает волокон миокарда, лежащих на поверхности сердца — появляются зубцы Q, R и S. Зубец Q в основном отражает возбуждение миокардиоцитов межжелудочковой перегород­ки, зубец R — возбуждение миокардиоцитов верхушки и «тела» желудочков, а зубец S — возбуждение миокардиоцитов оснований желудочков. Когда все миокардиоциты деполяри­зированы, наблюдается интервал S—Т. Реполяризация — это появление зубца Т.

Считается, что возбуждение в миокарде распространяется от эндокарда к эпикарду, а процесс реполяризации идет в обратном направлении: вначале реполяризуются миокарди­оциты, лежащие ближе к эпикарду, а потом — миокар­диоциты, лежащие ближе к эндокарду. При патологии, когда появляется очаг повреждения или очаг некроза — субэндокардиально, субэпикардиальнр или транс-мурально (через все слои миокарда) — наблюдается изменение в направленности процесса распростране­ния возбуждения и это отражается в изменении амп­литуды зубцов, формы и конфигурации зубцов ЭКГ.

ВЭКГ. Векторэлектрокардиография — это регист­рация изменения положения электрической оси серд­ца на плоскости. В этом случае на экране осциллогра­фа наблюдаются петли-р, QRS, Т, которые отражают пробег волны возбуждения по соответствующим струк­турам. Предполагалось, что ВЭКГ будет более инфор­мативным методом по сравнению с ЭКГ — отражени­ем электрической оси сердца на линию плоскости. Од­нако сложность анализа ВЭКГ не позволила широко внедрить этот метод в клиническую практику. Вероят­но, применение ЭВМ приведет в будущем ко «второ­му» рождению этого метода.