Министерство Образования и Науки РФ
Новосибирский Государственный Технический
Университет
Кафедра Систем Сбора и Обработки Данных
Реферат
по дисциплине
«Технические методы диагностических
исследований
и лечебных воздействий»
«Эхокардиография»
Группа:
АО-11
Студент:
Пеньков А.С.
Преподаватель:
д.т.н., проф. Моторин С.В.
Новосибирск 2014
Эхокардиография (греч. εchο — отголосок, эхо + kardia — сердце
+ graphο — писать, изображать) — метод УЗИ,
направленный на исследование морфологических
и функциональных изменений сердца и его
клапанного аппарата. Основан на улавливании
отражённых от структур сердца ультразвуковых
сигналов.
Эхокардиография является одним из основных
методов визуализации сердца, наряду с
такими методами, как компьютерная томография
и ЯМР томография. Как любой метод диагностики,
эхокардиография имеет свои достоинства
и недостатки. Широкое внедрение метода
в практику обусловлено отсутствием вредного
влияния на пациента и врача и относительной
дешевизной метода по сравнению с остальными
(ЯМР томография 6000р, компьютерная томография
4000р, Эхокардиография 1800-2000р). Наличие
большого количества вариантов исследования
позволяет получить точную анатомическую
и гемодинамическую информацию о больном
и избежать инвазивных вмешательств. Недостатком
эхокардиографии является зависимость
от квалификации исследователя. Специалист,
занимающийся ультразвуковой диагностикой
сердца должен быть кардиологом, в совершенстве
знать топографическую анатомию грудной
клетки, гемодинамику сердца, иметь пространственное
мышление. При отсутствии одного из данных
качеств у исследователя резко возрастает
процент ошибок.
Существует несколько режимов эхокардиографического
исследования:
I. Двухмерная эхокардиография
Данный режим является сегодня основным
благодаря своей способности давать на
экране наглядное изображение сердца
в разрезе. Для локации используется ультразвуковая
плоскость, образованная множеством лучей,
последовательно выпускаемых датчиком
в разных направлениях.
Каждый из лучей встречает на своем пути
преграды в виде стенок сердца, створок
клапанов и т. д. и отражается от них. На
экране прибора появляются отметки глубины
расположения встреченных преград в виде
точек, из которых складывается двухмерное
изображение, представляющее собой сечение
сердца данной ультразвуковой плоскостью.
Методика двухмерной эхокардиографии
состоит в рассечении сердца ультразвуковыми
плоскостями, полученными из разных точек.
Надо заметить, что точки расположения
датчика значительно варьируют, поскольку
это зависит от положения сердца у конкретного
человека, от размеров сердца, от положения
пациента (обычно исследование выполняется
в положении на левом боку). То же относится
и к направлению и углу наклона плоскости.
Задачей исследователя является получение
нескольких стандартных
сечений сердца, которые позволяют
оценить состояние различных его отделов.
Первая стандартная точка
установки датчика
Парастернальное поперечное сечение
на уровне аорты:
ПЖ — правый желудочек; ПП — правое предсердие;
ЛП — левое предсердие; ЛС — легочный
ствол
Парастернальное поперечное сечение
на уровне митрального клапана:
ПЖ - правый желудочек; МК — митральный
клапан
Парастернальное поперечное сечение
на уровне папиллярных мышц:
ПЖ - правый желудочек; ЛЖ — левый желудочек
Вторая стандартная точка
установки датчика
Верхушечное четырехкамерное сечение:
ПЖ — правый желудочек; ЛЖ — левый желудочек;
ПП — правое предсердие; ЛП — левое предсердие
Верхушечное двухкамерное сечение:
ЛЖ — левый желудочек; ЛП - левое предсердие
Верхушечное пятикамерное сечение:
ПЖ — правый желудочек; ЛЖ — левый желудочек;
ПП — правое предсердие; ЛП — левое предсер
дие; АО — аорта
Верхушечное продольное сечение:
ЛЖ — левый желудочек; ПЖ — правый желудочек;
ЛП — левое предсердие; АО — аорта
Третья стандартная точка
установки датчика
Эпигастральное четырехкамерное сечение:
НПВ - нижняя полая вена; ПЖ - правый желудочек;
ЛЖ - левый желудочек; ПП - правое предсердие;
ЛП - левое предсердие
Эпигастральное поперечное сечение на
уровне митрального клапана:
ПЖ — правый желудочек; МК — митральный
клапан
Четвертая стандартная
точка установки датчика
Продольное сечение дуги аорты:
В - восходящий отдел аорты; Н — нисходящий
отдел аорты; ПЛА — правая легочная артерия
II. M-mode (M-режим) - обычный,
цветной и анатомический
- M-режим (M-mode) - это одномерный режим ультразвукового сканирования (исторически первый ультразвуковой режим), при котором исследуются анатомические структуры в развертке по оси времени, в настоящий момент применяется в эхокардиографии. М-режим используется для оценки размеров и сократительной функции сердца, работы клапанного аппарата. С помощью этого режима можно рассчитать сократительную способность левого и правого желудочков, оценить кинетику их стенок.
- Цветной M-режим (Color M-mode) - это совмещение М-режима и режима ЦДК(Цветное Допплеровское картирование), при котором на графике М-режима цветокодированная составляющая изображения отображается в дополнение к серошкальной, что заметно упрощает временную оценку регургитации.
- Анатомический M-режим (Free-angle M-mode) - это возможность вращения курсора в М-режиме под произвольным углом (при фиксированном положении датчика) и, соответственно, получения графика движения структур сердца в различных произвольных плоскостях.
III. Допплер-эхокардиография
- метод, позволяющий неинвазивно оценить
параметры центральной гемодинамики.
Активное применение методики в медицине
можно отнести к началу 80-х годов.
Проведение допплеровского исследования
подразумевает высокий технический навык
в проведении двухмерного исследования,
знание топографической анатомии и гемодинамики
сердца.
Существует несколько разновидностей
Допплер-эхокардиографии:
- Импульсно-волновой допплер
Данный метод применяется для количественной
оценки кровотока в сосудах. На временной
разверке по вертикали отображается скорость
потока в исследуемой точке. Потоки, которые
двигаются к датчику отображаются выше
базовой линии, обратный кровоток (от датчика)
- ниже. Максимальная скорость потока зависит
от глубины сканирования, частоты импульсов
и имеет ограничение. Высокочастотный
импульсный допплер (HFPW - high frequency pulsed wave)
позволяет регистрировать скорости потока
большей скорости, однако тоже имеет ограничение,
связанное с искажением допплеровского
спектра.
В эхокардиографии, помимо формы и характера
кровотока, с помощью импульсного допплера
можно зафиксировать щелчки открытия
и закрытия створок клапанов, дополнительные
сигналы от хорд створок и стенок сердца.
- Постоянно-волновой допплер применяется для количественной оценки кровотока в сосудах c высокоскоростными потоками. Недостаток метода состоит в том, что регистрируются потоки по всей глубине сканирования.
В эхокардиографии с помощью постоянно-волнового
допплера можно произвести расчеты давления
в полостях сердца и магистральных сосудах
в ту или иную фазу сердечного цикла, рассчитать
степень значимости стеноза и т.д. Основным
уравнением CW является уравнение Бернулли,
позволяющее расчитать разницу давления
или градиент давления. С помощью уравнения
можно измерить разницу давления между
камерами в норме и при наличии патологического,
высокоскоростного кровотока.
- Цветовой допплер - цветное картирование
Цветовой допплер (Color Doppler) - выделение
на эхограмме цветом (цветное картирование)
характера кровотока в области интереса.
Кровоток к датчику принято картировать
красным цветом, от датчика - синим цветом.
Турбулентный кровоток картируется сине-зелено-желтым
цветом.
Цветовой допплер применяется для исследования
кровотока в сосудах, в эхокардиографии.
Другое название технологии - цветное
допплеровское картирование (ЦДК).
Тканевый допплер (тканевая цветовая
допплерография) - цветовое картирование
движения тканей, применяется совместно
с импульсным допплером в эхокардиографии
для оценки сократительной способности
миокарда.
Изучая направления движения стенок
левого и правого желудочков в систолу
и диастолу тканевого допплера, можно
обнаружить скрытые зоны нарушения локальной
сократимости.
Помимо неинвазивных методов эхокардиографии
существует такой метод, как транспищеводная
эхокардиография
Данный метод принципиально не отличается
от обычной эхокардиографии за исключением
того, что изображение получают с помощью
специального датчика, введенного в пищевод.
Датчик располагается очень близко к сердцу,
и ультразвуковые лучи не встречают на
своем пути практически никаких преград.
Это позволяет использовать ультразвук
высокой частоты (5—7 МГц), обладающий большой
разрешающей способностью. Появляется
возможность хорошо видеть структуры,
не доступные для локации с поверхности
тела.
Составляющие
системы ультразвуковой диагностики
Генератор ультразвуковых
волн
Генератором ультразвуковых волн является
датчик, который одновременно играет роль
приемника отраженных эхосигналов. Генератор
работает в импульсном режиме, посылая
около 1000 импульсов в секунду. В промежутках
между генерированием ультразвуковых
волн пьезодатчик фиксирует отраженные
сигналы.
Ультразвуковой датчик
В качестве детектора или трансдюсора
применяется сложный датчик, состоящий
из нескольких сотен мелких пьезокристаллических
преобразователей, работающих в одинаковом
режиме. В датчик вмонтирована фокусирующая
линза, что дает возможность создать фокус
на определенной глубине.
Виды датчиков
Все ультразвуковые датчики делятся
на механические и электронные. В механических
сканирование осуществляется за счет
движения излучателя (он или вращается
или качается). В электронных развертка
производится электронным путем. Недостатками
механических датчиков являются шум, вибрация,
производимые при движении излучателя,
а также низкое разрешение. Механические
датчики морально устарели и в современных
сканерах не используются. Используются
три типа ультразвукового сканирования:
линейное (параллельное), конвексное и
секторное. Соответственно датчики или
трансдюсоры ультразвуковых аппаратов
называются линейные, конвексные и секторные.
Выбор датчика для каждого исследования
проводится с учетом глубины и характера
положения органа.
Линейные датчики
Линейные датчики используют частоту
5-15 Мгц. Преимуществом линейного датчика
является полное соответствие исследуемого
органа положению самого трансдюсора
на поверхности тела. Недостатком линейных
датчиков является сложность обеспечения
во всех случаях равномерного прилегания
поверхности трансдюсора к коже пациента,
что приводит к искажениям получаемого
изображения по краям. Также линейные
датчики за счет большей частоты позволяют
получать изображение исследуемой зоны
с высокой разрешающей способностью, однако
глубина сканирования достаточно мала
(не более 11 см). Используются в основном
для исследования поверхностно расположенных
структур — щитовидной железы, молочных
желез, небольших суставов и мышц, а также
для исследования сосудов.
Конвексные датчики
Конвексный датчик использует частоту
1,8-7,5 МГц. Имеет меньшую длину, поэтому
добиться равномерности его прилегания
к коже пациента более просто. Однако при
использовании конвексных датчиков получаемое
изображение по ширине на несколько сантиметров
больше размеров самого датчика. Для уточнения
анатомических ориентиров врач обязан
учитывать это несоответствие. За счет
меньшей частоты глубина сканирования
достигает 20-25 см. Обычно используется
для исследования глубоко расположенных
органов — органы брюшной полости и забрюшинного
пространства, мочеполовой системы, тазобедренные
суставы.