Прескочи към главното съдържание на страницата

Архив


БРОЙ 1 2008

Тъканна доплер ехокардиография

виж като PDF
Текст A
Д-р Сотир Марчев



Видове тъканна доплер ехокардиография  
Ехокардиографията се развива като преминава от ранните си стадии на субективни и качествени оценки към количествени и обективни интерпретации[1]. Това налага въвеждането на нови методи за по-точна оценка на регионалната и глобалната левокамерна функция[2].  
Тъканната Доплер ехокардиография е въведена като метод за количествена оценка на миокардната функция чрез тъканните скорости и засега резултатите са обещаващи[3].  
 
Регистриране на скоростите на миокарда  
През 1989 г. Isaaz и съавтори регистрира скоростите на движение на задната стена на лявата камера с пулсов доплер. През 1994, G. R. Sutherland и съавтори и Yamazaki и съавтори въвеждат цветно кодираната тъканна Доплер ехокардиография. Днес възможностите за тъканната Доплер ехокардиография се вграждат стандартно в ехокардиографските апарати от висок клас.  
 
Пулсовата и цветната Доплер ехокардиография регистрират скоростите на движение както на кръвта, така и на стените.  
 
При традиционната Доплер ехокардиография се отчита движещата се кръв, която се разпознава апаратно по това, че отразения от нея Доплеров сигнал е с висока скорост и ниска амплитуда (слаб интензитет). Сигналите от миокардните стени са с ниска скорост и висока амплитуда (силен интензитет), и при традиционната Доплер ехокардиография се потискат от апарата[4].  
 
При тъканната Доплер ехокардиография, обратно, се потискат сигналите от движещата се кръв и се изобразяват сигналите от стените.  
 
В тъканната Доплер ехокардиография не се използва непрекъснат Доплер (continuous wave) понеже скоростите на миокарда са по-ниски от скоростите на кръвотока и могат да се регистрират оптимално с пулсов Доплер (pulsed wave), който освен това позволява и тяхната локализация.  
 
Пулсовата тъканна Доплер ехокардиография с пробен обем поставен на септалния или латералния край на митралния пръстен от апикална четирикухинна позиция е най-често използвания метод за оценка на надлъжната функция. Пулсовата тъканна Доплер ехокардиография е предпочитаната техника за рутинна оценка на диастолната функция в клинични условия[5]. Нейни предимства са, че е високо репродуктивна и лесно приложима в клинични условия. На практика измерването на ануларните скорости почти не забавя по време стандартното ехокардиографско изследване[8].  
 
Според някои автори[6,7,8] междукамерният септум е за предпочитаното място за определяне на надлъжната функция на лявата камера, поради намиращите се в него асцендентен и десцендентен сегмент на апикалната бримка, която играе основна роля в надлъжната функция. Други автори[8] предпочитат латералната стена на лявата камера, поради по-малкото й повлияване от промените в деснокамерната функция, но това напоследък се подлага на съмнение.  
 
Скъсяването по дългата ос (контракция) и удължаването (релаксация) на миокарда води до надлъжно движение на митралния клапен пръстен към и от (относително фиксирания) апекс през систолата и диастолата, съответно. Налице е градиент на нарастване на скоростите от върха към основата, защото всеки сегмент добавя своята скорост към тази на предшестващите го. По такъв начин митралните ануларни скорости са ?агрегат? на сегментните миокардни скорости и при липса на регионална левокамерна дисфункция акуратно отразяват глобалната левокамерна надлъжната функция[8].  
 
Тъканната Доплер ехокардиография има няколко предимства пред конвенционалната Доплер ехокардиография за оценка на левокамерната систолна и диастолна функция. Първо, скоростите на миокарда зависят по-слабо от пред- и следнатоварването, отколкото скоростите на кръвотока[ ]. Второ, конвенционалната Доплер ехокардиография съди за състоянието на миокарда индиректно по скоростите на кръвотока, докато тъканната Доплер ехокардиография измерва директно скоростта на миокарда. Показателите от тъканната Доплер ехокардиография корелират добре с инвазивните маркери за камерната систолна и диастолна функция, като минималното и максималното dP/dt и времевата константа на левокамерната релаксация (tau)[ ,8].  
 
 
Фиг. 1. Тъканната доплер ехокардография регистрира скоростта на движение на сърдечните стени, разпознавайки отразения от тях сигнал по по-ниската му скорост и по-висока амплитуда[6].  
 
В кривата на пулсовата тъканна Доплер ехокардиография, когато се изследва надлъжната функция на лявата камера от апикална пазиция, се регистрират следните вълни (Фиг. 2 и Фиг. 3):  
- Първо един положителен систолен спайк по времето на изоволуметричната контракция, означаван като S1 или IVC (от isovolumic contraction) или само IC,  
- После основното систолно съкращение причинява положителна вълна, означавана с S2 или само с S (от systolic),  
- По време на изоволуметричната релаксация обикновено се регистрира негативна вълна IVR (от isovolumic relaxation) или означавана само като IR; рядко, обикновено септално, може да се регистрира положителна вълна, означавана като постсистолно скъсяване (postsystoloc shortening - PSS) (Фиг. 4),  
- По време на ранното бързо пълнене на камерите се регистрира негативна вълна Е (от early filling),  
- По време на предсърдната контракция се регистрира негативна A вълна (от atrial contraction). Докато Em е активна вълна, то Am е пасивна вълна.  
 
 
Фиг. 2. Фази на систолата и диастолата и съответните им вълни в пулсовата тъканна ехокардиография.  
 
 
Фиг. 3. Вълни в пулсовата тъканна ехокардиография.  
 
За да се различават по някакъв начин съкращенията на вълните в тъканната Доплер ехокардиография от съкращенията на вълните в конвенционалната Доплер ехокардиография на кръвотока се използват добавки към буквите на тъканната Доплер ехокардиография. Някои автори слагат индекс ?прим?, за да обозначат, че имат предвид вълните в тъканната Доплер ехокардиография (например Е`). Други автори добавят буквата ?а? или ?m? за да обозначат, че имат предвид вълните в тъканната Доплер ехокардиография - например Еа или Еm - от митрален анулус или от миокард.  
 
Тъй като до момента все още няма европейски или американски стандарт за тъканната Доплер ехокардиография се използват толкова голям брой наименования и съкращения на наименованията на вълните.  
 
 
Фиг. 4. Постсистолно скъсяване в пациент с ИБС-стволова стеноза на лявата коронарна артерия.  
 
На базата на скоростите измерени с тъканната Доплер ехокардиография се изчисляват следните производни параметри: опън и скорост на опън (strain и strain rate), преместване (displacement) и времево изобразяване (temporal imaging).  
 
Регистриране на опън и скорост на опън (strain и strain rate imaging)  
Скоростите на миокарда през сърдечния цикъл са сума от:  
?   Контракцията (съкращението) на миокарда  
?   Сърдечната транслация (преместване) ? движението на сърцето в гръдния кош  
?   Ротация (завъртане) ? движението на сърцето около дългата му ос  
?   Торзия (усукване) ? нееднакво ротационно движение на сърцето[ ]  
С цел да се измери само сърдечната контракция и да се елиминират движенията на цялото сърце[ ] се въведе измерването на опън (strain) на миокарда и скоростта на опън (strain rate). При тази технология се вземат две съседни точки (обикновено през 5 mm, но ехографистът може да променя това разстояние чрез апарата). Скоростта [s-1] на опън се изчислява като разликата между скоростите [m/s] на тези две точки се раздели на разстоянието [m] между тях. Чрез изваждането на скоростите на тези две точки, една от друга, се елиминира движението на цялото сърце, понеже то се отразява еднакво и на двете точки. Ако скоростта [s-1] на опън се интегрира по време [s] се получава самият опън (strain). Той е само число, без мерна единица, най-често се представя като процент . Това е същата физическа величина (опън), която се използва в строителството при изчисляване на съпротивлението на материалите и която отразява промяната в разстоянието между две точки спрямо изходното разстояние между тях . В тъканната Доплер ехокардиография същата тази физична величина (опън) се изчислява от регистрираните скорости на миокарда. По време на систолата миокардът се свива и затова тогава опънат е отрицателен, по време на диастола миокардът се разпъва и затова тогава опънат е положително число[ ].  
Така регионалният strain rate е скоростта, с която миокардът се деформира и корелира с dp/dt. Регионалният strain е процентът локална деформация на миокарда и корелира с фракцията на изтласкване.  
Измерването на опън и скоростта на опън е нова технология, която в момента се оценява[ ,14]. Малко ехокардиографски апарати, особено в България, я притежават. За някои отделни приложения се счита, че работата директно с измерените скорости е по-надеждна, отколкото работата с техните производни - опън и скорост на опън[14]. При по-тежка сърдечна недостатъчност скоростите са ниски и изчисляването на тяхна база на опън и скорост на опън става недостоверно (резултатите са съпоставими със стойностите на шума)[15].  
 
Изобразяване на преместването (displacement imaging)  
Докато при цветната тъканна Доплер ехокардиография миокардът се оцветява с различен цвят според скоростта му, то при displacement imaging миокардът се оцветява с различен цвят според изминатия от него път през систолата. Тъй като пътят е скоростта по времето, надлъжното преместване се изчислява от надлъжните скорости, премерени от тъканната Доплер ехокардиография, умножени по времетраенето на систолата. Тоест преместването е времевият интеграл на скоростта[14]. Тази технология в машините на General Electric се нарича Tissue Tracking (TT).  
 
 
Фиг. 5. Производните на скоростта в тъканната Доплер ехокардиография могат де се изчисляват една от друга.  
 
Според някои автори[23] displacement imaging позволява бърза оценка с един поглед на регионалната функция.  
 
Времево изобразяване (temporal imaging)  
При него ехокардиографският апарат регистрира момента на съкращението по дългата ос на всяка точка от миокарда. Машината автоматично измерва времето от QRS?комплекса до пиковата скорост на всеки участък[ ]. Участъците, които се съкращават първи биват оцветени в зелено, следващите в жълто; най-късно съкращаващите се ? в червено (тоест използват се цветовете на светофара). Така позволява бърза оценка на синхронността на камерната контракция[ ]. Тази технология в машините на General Electric се нарича Tissue Synchronization Imaging (TSI), а в апаратите на Toshiba се обозначава като Dyssynchrony Imaging.  
 
Всички тези технологии са варианти на тъканната Доплер ехокардиография, т.е. базират се на Доплер ефекта и затова са ъгъл-зависими. Една бъдеща технология ? двуразмерният strain, разработвана в момента, вероятно ще позволи да отпадне това ограничение[ ]. При нея информацията за скоростите на тъканите се получава не от Доплер ефекта, а от компютърно разпознаване на ехо образите. Апаратът следи отделните елементи на тъканите (spackles) в каква посока и с каква скорост се движат. Така той може да изчисли както радиалния, така и лонгитудиналния strain. Двуразмерният strain понастоящем се извършва от работнa станция (EchoPak), получваща изходните данни от ехокардиограф (Vivid 7 на General Electric) или директно на модела Vivid 7 Dimensions.  
 
Клинично приложение на тъканната Доплер ехокардиография  
1.   Диастолна функция на лявата камера
 
Оценката на левокамерната надлъжната функция чрез тъканната Доплер ехокардиография вече се доказа, като най-точния ехокардиографски метод за оценка на диастолната левокамерна функция[ ,20]. Класическият метод за оценка на диастолната левокамерна функция чрез трасмитралния кръвоток има недостатъка, че с повишаване на левопредсърдното налягане настъпва псевдонормализация (Фиг. 6). Тъй като ануларните скорости слабо зависят от преднатоварването[18] при тях не настъпва псевдонормализация[ ] (Фиг. 7).  
 
 
Фиг. 6. Псевдонормализация на трасмитралния кръвоток при повишаване на левопредсърдното налягане[ ].  
 
 
Фиг. 7. Намалената Е` разграничава псевдонормалния от нормалния трансмитрален кръвоток.  
 
Тази зависимост - псевдонормализация на трасмитралния кръвоток при повишаване на левопредсърдното налягане при липса на значима промяна в ануларните скорости ? се използва за изчисляване на левопредсърдното налягане чрез надлъжната функция на лявата камера[ ]. Използва се съотношението между Е вълната на трасмитралния кръвоток и Еа вълната от тъканната Доплер ехокардиография на митралния анулус. Е/Еа<8 достоверно определя, че левопредсърдното налягане е нормално. Е/Еа>15 достоверно определя, че левопредсърдното налягане е повишено. Стойности на Е/Еа между 8 и 15 изискват и други изследвания за уточняване на левопредсърдното налягане[21] Приложението на съотношението Е/Еa е доказано валидно в различни клинични условия ? например нормална и влошена систолна функция, тахикардия, предсърдно мъждене и хипертрофична кардиомиопатия[8].  
 
Според някои съвременни проучвания[21]. Еm има по-голямо прогностично значение при левокамерна дисфункция спрямо отношението Е/Еa. Според тях Em<3 cm/s е най-мощният предсказващ фактор за сърдечно-съдова смъртност при пациенти със сърдечна недостатъчност. Според други съвременни проучвания[21] при пациентите със сърдечна недостатъчност комбинацията от оценка на надлъжната функция на лявата камера и мозъчния натрийуретичен пептид (BNP) дава толкова точна прогноза, че класическите предсказващи фактори, като фракция на изтласкване не могат да добавят нищо значимо.  
 
2.   Диференциална диагноза между рестриктивна кардиомиопатия и констриктивен перкардит  
Надлъжната функция на лявата камера, определена чрез тъканната Доплер ехокардиография се използва и за диференциална диагноза между рестриктивна кардиомиопатия и констриктивен перкардит ? две заболявания със сходна клинична картина, но с различна терапия. При рестриктивна кардиомиопатия ранната диастолна скорост на митралния анулус Еа е намалена, поради засягането на миокарда. При констриктивен перкардит Еа обикновено е непроменена, тъй като миокардът най-често е интактен[23].  
- Ранна диагноза на хипертрофичната кардиомиопатия  
Оценката на надлъжната функция на лявата камера чрез тъканна Доплер ехокардиография напоследък се налага и за ранна диагноза на хипертрофичната кардиомиопатия, още преди появата на хипертрофията, при изследване на родствениците на болните[24]. Пациентите с мутация за хипертрофична кардиомиопатия често показват намаление на систолните и диастолните скорости по дългата ос, още преди да развият хипертрофия и още когато глобалната функция изглежда нормална[37,25]. Това помага при клинични съмнения за начеваща хипертрофична кардиомиопатия[26].  
 
- Диференциална диагноза между хипертрофична кардиомиопатия и спортно сърце  
Промените в надлъжната функция на лявата камера, определени чрез тъканна Доплер ехокардиография се използват и за диференциална диагноза между хипертрофична кардиомиопатия и спортно сърце. При хипертрофична кардиомиопатия е налице намаление на систолните и диастолните скорости по дългата ос за разлика от спортното сърце, където няма такова намаление[39,27].  
 
Систолна функция на лявата камера  
Тъй като при левокамерната систола сърдечният връх е сравнително фиксиран, а се придвижва равнината на атриовентрикуларните клапи, то амплитудата и скоростта на това предвижване корелират със систолната функция на лявата камера. Когато пациентите се разделят на две групи с фракция на изтласкване >0.50 или под 0.50, границата средна митрална ануларна скорост >7.5 cm/s има сензитивност 79% и специфичност 88% за предсказване на запазена левокамерна систолна функция[16].  
 
- Индикации за ресинхронизираща терапия  
Значителна диссинхрония в надлъжната функция на различните части на миокарда (септум спрямо латерална стена и/или базални спрямо средни сегменти), определена чрез тъканната Доплер ехокардиография е индикация за поставянето на ресинхронизиращ пейсмейкър при пациетите с гранични ЕКГ критерии. Вероятно в бъдеше тази употреба на тъканната Доплер ехокардиография ще се разшири[28]. За значителна диссинхрония се счита, когато систолните скорости по надлъжната ос на септума и срещуположната му стена се разминават с повече от 65 ms. Надлъжната функция на лявата камера определена с тъканна Доплер ехокардиография се използва и за определяне на мястото на поставяне на електродите и при програмирането на пейсмейкъра[29,34,35].  
 
Оценка на деснокамерната функция  
Точната оценка на функцията на дясната камера е една от трудните ехокардиографски задачи. Надлъжната функция на дясната камера, определена с тъканна Доплер ехокардиография вероятно ще помогне за нейното разрешаване[30,35,36].  
 
Обективна оценка на регионалната функция при ИБС  
Традиционните ехокардиографски критерии за наличие на ИБС се базират на установяване на регионална дисфункция, проявяваща се чрез:  
?   Регионално забавяне на движенията на миокарда,  
?   Разлики в амплитудата и посоката на движенето на левокамерната стена,  
?   Регионалните характеристиките на задебеляване и изтъняване на стената.  
За съжаление тази интерпретация има следните ограничения:  
?   Базира се на субективно визуално разпознаване на аномалиите в кинетиката и задебеляването на стените,  
?   Отчита се качествено или полуколичествено чрез точкова оценка на движението на различните сегменти,  
?   Силно зависи от качеството на двуразмерния ехокардиографски образ;  
?   Всичко това води до лоша репродуцируемост и до  
?   Нужда от продължително обучение.  
Проучванията показват, че човешкото око може да разграничи само тези промени във времето на регионалните събития, които превишават 89 msec при наблюдение на отделен образ и над 70 msec, когато патологичният образ е съседен до нормалния образ.  
 
Оценката на надлъжната функция на лявата камера чрез тъканна Доплер ехокардиография позволява обективизиране на оценката на регионалната функция при ИБС. В засегнатите от исхемията сегменти се наблюдава намаление на систолните и диастолните скорости и чисто поява на постсистолно скъсяване (postsystoloc shortening - PSS) по време на фазата на изоволуметричната релаксация[31]. Овладяването на исхемията често води до обратното им развитие. Наличието на постсистолно скъсяване вероятно се дължи на това, че исхемичният миокард не успява да се съкрати през систолата, когато налягането в лявата камера е високо, а успява да се съкрати през фазата на изоволуметрична релаксация, когато налягането в лявата камера е по-ниско[32].  
 
Оценката на надлъжната функция[33] на лявата камера чрез тъканна Доплер ехокардиография се използва и за обективизиране на стрес - ехокардиографското изследване[34,39,40].  
 
- Ранна диагноза на вторични кардиомиопатии  
Надлъжната функция на лявата камера, определена чрез тъканна Доплер ехокардиография се използва и за ранна диагноза на вторични кардиомиопатии ? например амиолоидоза[35], болестта на Fabry и др.  
Проучванията демонстрират възможностите на тъканната Доплер ехокардиография да регистрира субклиничните намаления на миокардната функция в покой и при натоварване[36].  
 
 
 
КНИГОПИС:
 
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Voigt JU, Flachskampf FA. Strain and strain rate. New and clinically relevant echo parameters of regional myocardial function. Z Kardiol. 2004;93(4):249-58.  
. Feigenbaum H, Armstrong WF, Ryan T. Feigenbaum`s Echocardiography. Lippincott Williams &Wilkins. 2005: p52-55.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.  
. Garcia M.J. A step closer in the quest for reliable quantification in echocardiography. European Journal of Echocardiography. 2003; 4:1-2.