ЭКГ при пороках сердца. Эхокардиография в кардиологии

Особое место в клинической практике занимает электрокардиография – метод старый и постоянно новый. Истоки уходят в XVIII в., когда Гальвани изучил животное электричество. Впервые запись ЭКГ была произведена Эйнтховеном в 1903 г. и им же разработаны теоретические и практические положения, которые остаются предметом многочисленных современных исследований.

Электрокардиография – это метод графической регистрации изменения разности потенциалов сердца в течение процессов возбуждения миокарда. Обычная электрокардиограмма представляет собой графическое изображение колебаний электрических потенциалов, снятых с поверхности тела.

При возбуждении миокарда создается электродвижущая сила, которая распространяется на поверхность человеческого тела и служит основой для регистрации ЭКГ.

Для снятия ЭКГ пользуются электрическими пластинами, которые укладывают на те или иные участки поверхности тела и присоединяют к чувствительному гальванометру. Для накладывания электродов выбирают точки, дающие наибольшую разницу потенциалов и наиболее удобные. В настоящее время в практической работе используют 12 обязательных отведений: 3 двуполюсных отведения от конечностей, 3 однополюсных отведения от конечностей и 6 грудных отведений.

На ЭКГ кривой различают зубцы: Р, Q, R, S, Т, иногда U, отрезки: PQ, ST и ТР, соединяющие зубцы электрокардиограммы. Отрезки вместе с зубцами образуют интервалы: PQ, QT, RR, РР. Зубец Р отражает охват возбуждением мускулатуры предсердий. Интервал PQ соответствует времени прохождения импульса от начала возбуждения предсердий до начала возбуждения желудочков. Интервал QRS отражает процесс распространения возбуждения по желудочкам. Зубец Q отражает ЭДС межжелудочковой перегородки и частично верхушки правого желудочка. Зубец R отражает ЭДС миокарда свободных стенок левого и правого желудочка, V – возбуждение базальных отделов сердца. Сегмент БТ соответствует периоду ранней реполяризации. Зубец Т – процесс быстрой реполяризации желудочков, окончание их возбуждения. Интервал QТ отражает электрическую систолу сердца: деполяризацию и реполяризацию желудочков. Генез зубца и точно не известен. Фурбетто и соавторы связывают его происхождение с запаздывающей реполяризацией папиллярных мышц, но существуют и другие гипотезы. Зубец и появляется спустя 0,01-0,03 с после зубца Т.

Электрокардиография не имеет самостоятельного значения в диагностике различных анатомических состояний, но в комплексе с другими клиническими данными является очень ценным методом исследования при ВПС. Так, например, аномалию Эбштейна можно заподозрить только на основании одной ЭКГ и при решении многих других диагностических задач данные ЭКГ играют ведущую роль. В частности, наличие гипертрофии левого желудочка у больного с цианозом и барабанными пальцами исключает диагноз тетрады Фалло в пользу атрезии трёхстворчатого клапана. Таким образом, знание ЭКГ-признаков гипертрофии различных отделов сердца с учетом возрастных особенностей является обязательным для клиницистов. В настоящее время существует обширная литература, в которой представленны различные ЭКГ-критерии гипертрофии, начиная с внутриутробного периода и старше. Общие ЭКГ-признаки гипертрофии предсердий: высокий вольтаж зубца Р; отклонение электрической оси зубца Р; изменение формы зубца Р или его продолжительности.

ЭКГ при пороках сердца

Гемодинамические нарушения, обусловленные наличием порока сердца, как привило, отражаются в ЭКГ.

• Дефект межжелудочковой перегородки.

Характеризуется наличием сброса артериальной крови в полость правого желудочка. Между электрокардиографическими и клиническими данными существует корреляция. Нормальная ЭКГ свидетельствует о небольшом ДМЖП. Признаки изолированной гипертрофии миокарда левого желудочка, как правило, сочетаются с относительно большим дефектом перегородки, умеренным сбросом крови слева направо без увеличения ЛСС. При регистрации признаков гипертрофии миокарда правого желудочка всегда имеет место лёгочная гипертензия. При наличии признаков комбинированной гипертрофии миокарда обоих желудочков в клинике диагностируется средний или большой дефект перегородки и различная степень ЛГ. Наличие глубокого зубца Q в левых прекардиальных отведениях в сочетании с признаками гипертрофии миокарда обоих желудочков указывает на резко увеличенное ЛСС. Неполная блокада правой ножки пучка Гиса, как правило, имеет место при сопутствующей гипертрофии выводного тракта правого желудочка.

Дефект межпредсердной перегородки вторичный.

Основой гемодинамических нарушений при ДМПП являются сброс крови слева направо на уровне предсердий и, как следствие, объемная перегрузка правых отделов сердца. ЭКГ при данном пороке имеет характерную форму: неполная блокада правой ножки пучка Гиса и признаки правожелудочковой гипертрофии. Направление электрической оси сердца, как правило, лежит в секторе +60...+150°. Большие ДМПП часто сопровождаются относительной недостаточностью трехстворчатого клапана и объёмной перегрузкой правого предсердия. На ЭКГ регистрируется Р- расположение в отведениях V2, аVb и V1. После удачной хирургической коррекции сразу же уменьшается амплитуда зубца Р. Отклонение оси сердца резко вправо замечено нами при расположении дефекта в области овальной ямки. Наличие первичного ДМПП или сочетание вторичного ДМПП с другой аномалией, в частности с пролапсом митрального клапана, можно предположить при наличии передневерхнего левого гемиблока или инвертированного направления электрической оси сердца. При ДМПП могут быть различные нарушения ритма и проводимости.

• Тетрада Фалло.

ЭКГ характеризуется наличием признаков гипертрофии правого желудочка. Электрическая ось сердца отклонена вправо, при данном пороке нет корреляции между амплитудой зубца rV1 и величиной систолического давления в полости правого желудочка. При крайней форме порока, включающей атрезию лёгочной артерии с компенсаторным артериальным протоком, могут появляться признаки перегрузки левого желудочка в виде увеличения амлитуды зубца R в отведениях V5-6.

• Стеноз клапана легочной артерии.

Изменения на ЭКГ при данном пороке имеют четкую корреляцию со степенью выраженности гемодинамических нарушений. Для небольшого стеноза легочной артерии характерно отклонение электрической оси сердца вправо и наличие неполной блокады правой ножки пучка Гиса. Чем резче стеноз, тем больше степень компенсаторной гипертрофии правого желудочка и выше давление в нем, а на ЭКГ отмечаются рост амплитуды зубца R в отведении V1 и V2, увелечение времени внутреннего отклонения комплекса ОЯБ в этих же отведениях и появление отрицательного зубца Т в отведениях V1-V4 иногда вплоть до отведения Vb. При резких стенозах легочной артерии отмечается «гигантский» зубец Р-pulmonale в отведениях II, aVF и Vi и депрессия сегмента ST в правых грудных отведениях.

Аномалия Эбштейна – ВПС, при котором нарушения гемодинамики определяются степенью дислокации трехстворчатого клапана в полость правого желудочка. Вариабельность анатомических изменений при данном пороке проявляется разнообразием ЭКГ-картины, тем не менее, ряд характерных признаков, таких, как «готический» зубец P2,3,Vi в сочетании с низковольтажной неполной или полной блокадой правой ножки пучка Гиса помогает в диагностике. Чем больше величина трикуспидальной недостаточности, тем выше амплитуда предсердного зубца в отведениях 2 и Vi и удлинение интервала PQ. Дилатация правого предсердия, имеющая место при данном пороке, способствует возникновению трепетания предсердий и прочим нарушениям ритма. Наличие скрытого или преходящего синдрома WPW тип В также характерно для аномалии Эбштейна.

Стеноз устья аорты вызывает ряд компенсаторных изменений в миокарде, обусловленных систолической перегрузкой левого желудочка, которые проявляются на ЭКГ отклонением электрической оси сердца влево, увелечением амплитуды комплекса QRS, депрессией сегмента ST в отведениях V5-V6 и инверсией зубца Т в отведении V5-V6. Доказана корреляция величины градиента систолического давления на аортальном клапане с величиной зубцов QRS в грудных отведениях и изменениями конечной части желудочкового комплекса. Показателем «митрализации» порока является наличие Р-mitrale на ЭКГ. Появление полной блокады левой ножки пучка Гиса является плохим прогностическим признаком, свидетельствующим о выраженной декомпенсации порока.

Эхокардиография

Эхокардиография является высокоэффективным безопасным неинвазивным методом диагностики пороков и заболеваний сердца. Ультразвуковое исследование сердца позволяет изучить как анатомию сердца, так и его функциональное состояние, особенно при применении допплерографии.

Одномерная ЭхоКГ дает графическую развертку движения структур сердца во времени. Хотя возможности метода существенно ограничены для описания топографических взаимоотношений структур сердца, одномерная ЭхоКГ остается важным инструментом для определения некоторых морфометрических показателей и функционального состояния сердца, особенно размеров и временных интервалов.

Двухмерная ЭхоКГ имеет высокий потенциал для оценки пространственных взаимоотношений структур сердца. Это позволяет получить точный анатомический диагноз при пороках сердца и магистральных сосудов. Допплерография дополняет УЗИ возможностью определять регургитацию на клапанах сердца и внутрисердечные шунты. Кроме того, при допплерографии количественно определяются градиенты давления на клапанах, сердечный выброс и расчеты давления в полостях сердца по спектру шунтов. Мы не ставим перед собой задачу описания аппаратуры и методологии УЗИ в этой монографии и лишь коротко коснемся нормальной ЭхоКГ и ее роли в определении наиболее распространенных пороков сердца у педиатрических пациентов.

Одномерная ЭхоКГ

Одномерную эхокардиограмму получают при расположении датчика вдоль левого края грудины и направленного на ту часть сердца, которую необходимо исследовать. Несмотря на то что двухмерная ЭхоКГ вытеснила одномерный метод во многих аспектах диагностики пороков и заболеваний сердца, одномерная ЭхоКГ остается по-прежнему необходимой при следующих задачах:

1. Измерение размеров полостей сердца и сосудов, толщины межжелудочковой перегородки и задней стенки левого желудочка.

2. Оценка систолической функции левого желудочка.

3. Изучение характера движения межжелудочковой перегородки и клапанов сердца.

4. Определение жидкости в перикарде.

Морфометрические показатели размеров сердца и его стенок с возрастом увеличиваются, поэтому для выявления отклонений полученные показатели необходимо сравнивать со средними стандартными данными, которые могут быть приведены на единицу площади поверхности тела или взяты для определенной возрастной группы или же для пациентов с определенной массой тела

Систолическая функция левого желудочка определяется фракцией укорочения и фракцией выброса. Фракция выброса является производным от фракции укорочения и не имеет никаких преимуществ для оценки сократительной способности миокарда. Определение сократимости левого желудочка в динамике очень важно в случаях ожидаемых изменений его функции.

Двухмерная ЭхоКГ

Двухмерное эхокардиографическое исследование выполняют при ориентации плоскости сечения ультразвукового луча вдоль множества поперечных и продольных срезов через сердце и магистральные сосуды. Рутинное исследование проводят из четырех ультразвуковых доступов, или положений, датчика – парастернального, верхушечного, субкостального и супрастернального. Используя модифицированные позиции датчика и измененяя угол сканирования от стандартных позиций, можно получить множество новых эхокардиографических изображений, дополняющих исследование.

Парастернальные сечения по короткой оси позволяют получить поперечные изображения сердца и магистральных сосудов на различных уровнях. Эти сечения важны для определения патологии аортального клапана, клапана, ствола и ветвей легочной артерии, выводного тракта правого желудочка, левого предсердия и желудочка и правых отделов сердца. Из позиции по короткой оси на уровне основания сердца лучше всего визуализируется ОАП и определяется шунт между аортой и легочной артерией.

• Верхушечный доступ.

Верхушечное четырехкамерное сечение позволяет визуализировать межпредсердную и межжелудочковую перегородки, полости желудочков и предсердий, АВ-клапаны, идентифицировать анатомическое особенности правого и левого желудочков и определить выпот в перикарде.

Четырехкамерная верхушечная позиция, при которой лоцируются выводной тракт левого желудочка и бульбарный отдел аорты, или же пятикамерная верхушечная позиция дает возможность лоцировать мембранозную часть межжелудочколунных клапанов магистральных сосудов, на уровне митрального клапана и папиллярных мышц левого желудочка. Это сечение дает возможность оценить анатомию митрального и аортального клапанов, восходящей аорты, левого предсердия и полости левого желудочка. Из этого сечения хорошо диагностируется декстропозиция аорты при тетраде Фалло, ОАС и других пороках развития конотрункуса.

• Парастернальный доступ.

Парастернальное сечение по длинной оси является базовым и позволяет изучить приточный и выводной отделы левовой перегородки, в которой чаще всего встречаются ДМЖП, оценить анатомию выводного тракта левого желудочка, аортального клапана, начального отдела восходящей аорты и других структур, лоцируемых в четырехкамерной позиции. Двухкамерная верхушечная позиция идентична парастернальному сечению по длинной оси, однако при этом сечении хорошо лоцируется верхушка сердца.

• Субкостальный доступ.

В субкостальном четырехкамерном сечении лоцируются межпредсердная и межжелудочковая перегородки, полости желудочков и предсердий, АВ-клапаны, системные и легочные вены. Это лучшая позиция для определения ДМПП. При наклоне датчика на основание сердца или его повороте на 90⁰ лоцируются выводные тракты обоих желудочков и магистральные сосуды.

• Супрастернальный доступ.

Супрастернальные сечения по длинной и короткой осям необходимы для исследования восходящей аорты, дуги и нисходящей аорты, для определения коарктации и полного перерыва дуги аорты. Кроме того, они дают возможность определить аномалии системных и легочных вен.

Показания к двухмерной ЭхоКГ определяются их диагностической информативностью в конкретном случае. Двухмерную ЭхоКГ проводят в целях:

• рутинного обследования новорожденных и грудных детей, при пороках сердца или нарушении его функции;

• исключения цианотических пороков сердца у новорожденных с клиническими проявлениями ПЛГН или с персистирующим синдромом фетального кровообращения;

• диагностики ОАП или других пороков сердца и дисфункции желудочков у недоношенных новорожденных, находящихся на искусственной вентиляции легких по поводу патологии легких;

• уточнения диагноза у новорожденных и детей с выявленным атипичным пороком;

• исключения или подтверждения сердечной патологии, выявленной при рутинном обследовании;

• наблюдения в динамике при патологии, которая может изменяться со временем или в результате лечения;

• перед катетеризацией полостей сердца и ангиокардиографией для получения предварительной информации, которая позволит уменьшить длительность инвазивного исследования и лучевую нагрузку. Кроме того, метод двухмерной ЭхоКГ имеет некоторые преимущества по сравнению с ангиокардиографией по выявлению и демонстрации небольших тонких структур;

• исключения катетеризации полостей сердца при некоторых пороках, таких, как неосложненный ДМЖП, ДМПП, ОАП;

• оценки эффективности хирургического лечения.

Допплер-эхокардиография

Допплеровский эффект основан та том, что частота отражаемых от объекта волн зависит от характера движения объекта. Когда движущийся объект или структурные элементы крови направляются к ультразвуковому датчику, частота отраженной звуковой волны увеличивается, и, наоборот, при движении крови от датчика частота уменьшается. Допплеровская ультразвуковая аппаратура регистрирует изменение частоты отраженных от крови волн и определяет направление и скорость движения форменных элементов крови.

Применяются два режима допплеровского исследования – импульсный и непрерывно-волновой. При импульсном режиме один и тот же пьезокристалл испускает волну, а затем работает в режиме регистрации отраженных волн. При непрерывно-волновом режиме один кристалл постоянно излучает ультразвук, а другой – непрерывно принимает отраженную волну. Оба допплеровских метода имеют свои недостатки и преимущества. Импульсное исследование определяет скорость кровотока в ограниченном «контрольном объеме», в который посылаются импульсы. «Контрольный объем» можно пространственно локализовать в любом месте, но есть лимит измерения скорости кровотока, не позволяющий количественно определить выраженную обструкцию. При непрерывно-волновой допплерографии, наоборот, можно измерить очень высокие скорости и оценить любую степень выраженности обструкции. Однако при этом невозможно точно локализовать место изучения скорости кровотока, так как принимается отраженный сигнал от всех объектов вдоль ультразвукового луча. При совместном применении этих двух методик диагностическая ценность метода возрастает, так как удается выявить область патологически ускоренного кровотока в импульсном режиме, а затем измерить скорость в непрерывном режиме. Дальнейшее развитие технологии импульсной допплерографии привело к созданию цветного допплеровского картирования. Метод основан на том, что скорости и направления кровотока кодируются различными цветами, а сектор цветного картирования имеет множество «контрольных объемов», расположенных параллельно ультразвуковым лучам.

При допплерографии также определяют направление потока и его турбулентность, неинвазивным путем количественно оценивают степень нарушений гемодинамики. Турбулентные потоки крови возникают при наличии различных шунтов, стенозе и недостаточности клапанов сердца и при сужении кровеносных сосудов. Скорость элементов крови, движущихся по направлению к датчику, отображается на спектрограмме выше изолинии, а движущихся от датчика – ниже изолинии. Нормальная скорость кровотока через трехстворчатый клапан и клапан легочной артерии меньше 1 м/с, а в восходящей и нисходящей аорте – до 1,6 м/с. В настоящее время применяют триплексный режим исследования – двухмерную ЭхоКГ в реальном масштабе времени в сочетании с цветным допплеровским картированием и с импульсным или непрерывно-волновым режимом.

Определение давления в полостях сердца и сосудов

Допплер позволяет рассчитать давление правом желудочке, легочной артерии, левом желудочке по спектру скорости соответствующих потоков на клапанах или шунтах. Расчет давления в легочной артерии наиболее важен в педиатрической практике.

• Диастолическая функция.

Признаки диастолической дисфункции левого желудочка могут предшествовать его систолической дисфункции. Диастолическая функция левого желудочка оценивается по характеру трансмитрального кровотока, полученного в четырехкамерной верхушечной позиции. Следующие примеры являются полезными для оценки диастолической функции левого желудочка:

1. Первый и второй пики скорости и их соотношение: скорость пика Е, возникающего во время раннего диастолического расслабления левого желудочка, и скорость пика А такие же, как и их отношение А/Е.

2. Время замедления кровотока – интервал от первого пика митрального клапана до точки, полученной при пересечении кривой замедления кровотока с изолинией.

3. Фракция наполнения предсердия – отношение интегральной скорости пика А к общей интегральной скорости кровотока через митральный клапан.

4. Время изоволюметрического расслабления левого желудочка – интервал от окончания пика изгнания из левого желудочка до начала притока в левый желудочек. Расчет проводится по спектру, полученному при импульсной допплерографии при расположении контрольного объема Допплера в выводном тракте левого желудочка возле передней створки митрального клапана, когда возможно получить и спектр притока, и спектр изгнания.

Нарушения диастолической функции левого желудочка легко выявить, но они часто неспецифичны и не имеют самостоятельной диагностической информации. Кроме того, они могут имитироваться при повышенной или сниженной преднагрузке, возникают при ЧСС свыше 100 уд/мин и предсердных нарушениях ритма. Хорошо известны два типа нарушений диастолической функции левого желудочка – нерестриктивный и рестриктивный. При нерестриктивном типе удлиняется время изоволюметрического расслабления миокарда левого желудочка, снижается скорость раннего диастолического кровотока и большая часть крови поступает в левый желудочек во время систолы левого предсердия. Этот тип наблюдается при гипертрофической и дилатационной кардиомиопатии, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца, при наличии гипертрофии миокарда левого желудочка различной этиологии, миокардитах. Кроме того, нерестриктивный тип наблюдается при сниженной преднагрузке и при повышенной постнагрузке. Рестриктивный тип трансмитрального потока возникает при заболеваниях с высоким конечно-диастолическим давлением в левом желудочке. При этом наблюдается “псевдонормализация” спектра, то есть снижается амплитуда пика А вследствие потери снижения сократимости левого предсердия и преимущественное наполнение левого желудочка в период ранней диастолы.

Цветное допплеровское картирование

При цветном допплеровском картировании на фоне базового двухмерного изображения скорость и направление кровотока кодируются различными цветами. Разложение по цветам идет с большой скоростью и высокой разрешающей способностью, что позволяет проводить исследование в реальном масштабе времени. Ламинарные низкоскоростные кровотоки окрашиваются в красный цвет при направлении к датчику и в синий – при направлении от датчика. Патологические высокоскоростные турбулентные потоки имеют желто-зеленые оттенки. Метод позволяет выявить любые интракардиальные шунты, регургитацию на клапанах и зоны обструкции.

Контрастная ЭхоКГ

При внутривенном введении растворов высокополимерных полисахаридов, а в прошлом и обыкновенной глюкозы, в кровь попадает множество микропузырьков воздуха, которые визуализируются при эхокардиографии в виде облака дополнительных эхосигналов в камерах сердца. Так как скорость движения крови по сердцу очень высока, необходима регистрация эхограммы на видеомагнитофон для последующего анализа в замедленном режиме. Метод позволяет визуализировать шунты и внутрисердечные кровотоки. Например, при внутривенном введении эхоконтрастных растворов возможно выявить шунты на уровне предсердий и желудочков с право-левым сбросом крови. Контрастная эхокардиография может быть полезной при цианотических пороках сердца до операции или у послеоперационных пациентов со сниженным насыщением кислородом артериальной крови, для выявления резидуальных шунтов. В настоящее время цветное допплеровское картирование значительно ограничило применение контрастной ЭхоКГ.

Фетальная ЭхоКГ

Улучшение разрешающей способности ультразвуковой аппаратуры сделали возможным визуализацию структур сердца плода, тем самым позволив внутриутробно диагностировать аномалии развития сердца. Одновременно применяют и спектральный допплер, и цветное допплеровское картирование. Для получения полной информации о сердце плода используют разнообразные позиции датчика на брюшной стенке матери, стараясь получить стандартные сечения структур сердца. Показаниями для фетальной ЭхоКГ являются:

1. Наличие у родителей цианотических пороков сердца в анамнезе.

2. Наличие у предыдущих детей цианотических пороков сердца.

3. Наличие у плода нарушений ритма.

4. Наличие у матери определенных заболеваний.

5. Наличие у плода экстракардиальных аномалий развития.

6. Наличие наследственных аномалий.

7. Наличие многоводия или, наоборот, маловодия.

8. Прием во время беременности определенных средств.

Транспищеводная ЭхоКГ

Применение транспищеводных миниатюрных датчиков позволяет получить высококачественное изображение сердца со стороны пищевода. Современные технологии дают возможность применения в педиатрии и цветного допплеровского картирования, и спектрального допплера. На смену моно- и биплановым транспищеводным датчикам пришли мультиплановые, не требующие поворота датчика в пищеводе для получения сечений по короткой и длинной осям.

Транспищеводная ЭхоКГ показана, если во время рутинного трансторакального исследования не удается получить качественного изображения сердца и сосудов. Как правило, это бывает у полных пациентов и у больных с хроническими обструктивными заболеваниями легких. Этот доступ особенно полезен для выявления тромбоза протезов клапанов, вегетаций, расслоения аорты и тромбоза полостей сердца и ушка левого предсердия. Транспищеводная ЭхоКГ часто применяется для оценки результатов оперативного лечения. Метод используется в операционной для мониторинга функции левого желудочка, до и непосредственно после пластических операций на клапанах или коррекции сложных цианотических пороков сердца. Для выполнения транспищеводной ЭхоКГ необходима общая анестезия или сочетанное применение местных анестетиков и седативных препаратов, а также присутствие анестезиолога для своевременного вмешательства при возникновении осложнений. В педиатрической практике метод применяется в условиях операционной у подростков с ожирением и подростков со сложными пороками сердца, у которых ввиду тяжести состояния нежелательно применение общей анестезии и седативных средств, необходимых при инвазивном исследовании.

Внутрисосудистая ЭхоКГ

Для выполнения внутрисосудистой ЭхоКГ необходимы специальные миниатюрные датчики-катетеры, вводимые в просвет сосуда. Этот метод применяется при ишемической болезни сердца для определения атеросклеротических бляшек, а в педиатрии для определения стенозов и аневризм коронарных сосудов при болезни Кавасаки.