Клиническая эхокардиография
Шрифт:
Вычисление градиента давления с помощью упрощенного уравнения Бернулли (рис. 3.6)
1. Короткий вариант вычисления: P = 4V 2, где P — градиент давления по разные стороны обструкции (мм рт. ст), V — максимальная скорость кровотока дистальнее обструкции (м/с)
У читателя, впервые встречающегося с уравнением Бернулли, написанным в подобном виде, эта запись (принятая в эхокардиографической литературе) может вызвать естественное удивление из-за несовпадения единиц измерения в левой и правой частях уравнения. В множителе равном 4 это несовпадение учтено.
2. Длинный вариант вычисления (должен использоваться, если скорость кровотока проксимальнее обструкции
Цветное допплеровское сканирование [Color Doppler] — относительно недавнее достижение эхокардиографической техники. Суть этого метода состоит в наложении закодированных разными цветами скоростей кровотока на двумерное изображение сердца.
Цветное сканирование стало развитием импульсной допплер-эхокардиографии: изображение разбивается на 250—500 контрольных объемов, ориентированных параллельно ультразвуковым лучам в секторе. Главное техническое преимущество цветного сканирования по сравнению с описанными выше допплеровскими режимами — возможность более быстрого разложения сложных колебаний на составляющие. Преобразование Фурье требует для разложения сложного колебания на составляющие его простые колебания около 100 серий импульсов; при этом для достижения хорошей временной разрешающей способности требуется около 20 мс на анализ сдвига частоты ультразвукового сигнала. При цветном сканировании на анализ каждого отраженного от эритроцитов сигнала тратится примерно в 10 раз меньше времени, чем при импульсном исследовании. Это дает возможность исследовать сразу много контрольных объемов с приемлемой разрешающей способностью.
При цветном сканировании каждая точка изображения (каждый контрольный объем) внутри исследуемого сектора приобретает определенный цвет в зависимости от направления и средней скорости движения эритроцитов в этой точке. Угол сектора у большинства эхокардиографических аппаратов равен 90° для двумерного изображения и 30—45° для цветного допплеровского сканирования. Сужение угла сканирования приводит к увеличению частоты смены изображений, т. е. к улучшению временн ой разрешающей способности. Цветное сканирование имеет относительно медленную скорость смены изображений, так как на анализ каждого контрольного объема тратится по крайней мере в 8 раз больше времени, чем на анализ участка двумерного изображения того же размера.
С помощью основных цветов, красного и синего, обозначаются направление движения, средняя скорость, турбулентность потока в каждом контрольном объеме и наличие искажения допплеровского спектра. Установлено для всех эхокардиографических систем, что красный цвет соответствует кровотоку по направлению к датчику, синий — от датчика. Светлые оттенки красного и синего цветов соответствуют более высоким средним скоростям движения эритроцитов вплоть до предела Найквиста. Если скорости превышают этот предел, то возникает искажение допплеровского спектра и в нем появляются цвета, обозначающие противоположное направление движения. В некоторых эхокардиографах используется зеленый цвет для обозначения турбулентности потока, однако это, по-видимому, не приносит желаемого эффекта из-за невозможности избежать появления искажения допплеровского спектра при высоких скоростях кровотока. С появлением цветного сканирования увеличилась чувствительность и сократилось время, необходимое для выявления патологических потоков в сердце. Цветное сканирование представляет в каждой точке изображения средние скорости кровотока, поэтому появление всякого патологического потока сопровождается искажением спектра; в удобном для восприятия
Главное достоинством цветного допплеровского сканирования состоит в том, что оно позволяет быстро определить пространственную ориентацию потоков. Цветное сканирование хорошо дополняет постоянно-волновое исследование, так как позволяет точнее направить ультразвуковой луч или внести коррекцию при невозможности направить луч параллельно потоку. Основные недостатки заключаются в относительно низкой разрешающей способности и невозможности измерения высоких скоростей. У взрослых чувствительность цветного сканирования оптимальна при использовании датчика с относительно небольшой частотой ультразвукового сигнала (2,0—2,5 МГц).
Некоторые параметры цветного допплеровского сканирования поддаются регулировке; они перечислены в табл. 5. Усиление ультразвукового сигнала и размер сектора — два параметра, которые постоянно нужно регулировать во время исследования. Заметим, что частота смены изображений из всех регулируемых параметров зависит только от размера сектора: чем он меньше (чем меньше исследуется контрольных объемов), тем выше частота смены изображений.
Таблица 5.Регулируемые параметры при цветном допплеровском сканировании
| Параметр | Влияние на частоту смены изображений | Влияние на чувствительность | Комментарий |
|---|---|---|---|
| Усиление [color gain] | – | + | Избыток усиления мешает четко различать потоки |
| Размер сектора [sector size] | + | + | Начинают исследование с сектора средних размеров |
| Фильтры [filters] | – | + | Начинают исследование с небольшого уровня фильтров |
| Частота повторения импульсов [PRF] | – | + | В большинстве случаев применяют максимально высокий уровень |
Наибольшее значение цветное допплеровское сканирование имеет для полуколичественной оценки клапанной регургитации [125, 127, 128, 135] и внутрисердечных шунтов [174]. Поэтому клиническими областями, в которых цветное сканирование практически незаменимо, стали диагностика патологии протезированных клапанов и врожденных пороков сердца.
Следует с некоторой осторожностью относиться к количественной оценке тяжести клапанной регургитации с помощью цветного сканирования [122]. Необходимо учитывать, что на цветное изображение регургитирующей струи оказывают влияние перечисленные ниже факторы.
1. Гемодинамические факторы: разница давлений, обусловливающая кровоток; объем кровотока; частота сердечных сокращений, уровень пред- и посленагрузки, кинетическая энергия потока. Чем выше кинетическая энергия потока, тем большую площадь занимает он на цветном изображении. Это связано с тем, что часть кинетической энергии регургитирующей струи передается эритроцитам, находящимся в предсердии, и они тоже приходят в движение. При митральной регургитации кинетическая энергия потока выше, чем при трикуспидальной, поэтому струя митральной регургитации занимает б ольшую площадь при той же степени клапанной недостаточности. Воспроизводимость цветного допплеровского сканирования тем выше, чем больше объем регургитации.