Эхокардиография , также известная как УЗИ сердца , представляет собой использование ультразвука для исследования сердца . Это тип медицинской визуализации , использующий стандартное ультразвуковое исследование или допплеровское исследование . [1] Зрительный образ, формируемый с помощью этой методики, называется эхокардиограммой , сердечным эхо или просто эхом .
Эхокардиография обычно используется для диагностики, ведения и последующего наблюдения пациентов с любыми предполагаемыми или известными заболеваниями сердца . Это один из наиболее широко используемых методов диагностической визуализации в кардиологии. Он может предоставить массу полезной информации, включая размер и форму сердца (количественная оценка размера внутренней камеры), насосную способность, расположение и степень любого повреждения тканей, а также оценку клапанов. Эхокардиограмма также может дать врачам другие оценки функции сердца, такие как расчет сердечного выброса , фракции выброса и диастолической функции (насколько хорошо сердце расслабляется).
Эхокардиография является важным инструментом оценки нарушений движения стенок у пациентов с подозрением на заболевание сердца. Это инструмент, который помогает в ранней диагностике инфаркта миокарда , выявляя аномалии движения регионарных стенок. Кроме того, это важно при лечении и наблюдении пациентов с сердечной недостаточностью путем оценки фракции выброса . [2] [3]
Эхокардиография может помочь обнаружить кардиомиопатии , такие как гипертрофическая кардиомиопатия и дилатационная кардиомиопатия. Использование стресс-эхокардиографии также может помочь определить, связаны ли какие-либо боли в груди или связанные с ними симптомы с заболеванием сердца.
Наиболее важные преимущества эхокардиографии заключаются в том, что она неинвазивна (не требует повреждения кожи или проникновения в полости тела) и не имеет известных рисков или побочных эффектов. [4]
Эхокардиограмма может не только создавать ультразвуковые изображения структур сердца, но также давать точную оценку кровотока через сердце с помощью допплеровской эхокардиографии с использованием импульсного или непрерывного допплеровского ультразвука. Это позволяет оценить как нормальный, так и аномальный кровоток через сердце. Цветная допплерография, как и спектральная допплерография, используется для визуализации любых аномальных сообщений между левой и правой сторонами сердца, любой утечки крови через клапаны (клапанная регургитация) и оценки того, насколько хорошо клапаны открываются (или не открываются). в случае клапанного стеноза). Технику Доплера также можно использовать для измерения движения и скорости тканей с помощью тканевой допплеровской эхокардиографии .
Эхокардиография также была первой ультразвуковой специализацией, в которой использовалось внутривенное контрастирование. Эхокардиографию выполняют кардиологи , кардиофизиологи (Великобритания) или врачи, прошедшие подготовку в области эхокардиографии.
Признанный «отцом эхокардиографии», шведский врач Инге Эдлер (1911–2001), выпускница Лундского университета , первым в своей профессии применил ультразвуковую импульсно-эхокартографию для диагностики заболеваний сердца, которую физик-акустик Флойд Файерстоун Разработан для обнаружения дефектов в металлических отливках. Фактически, в 1953 году Эдлер изготовил первые эхокардиографы, используя промышленный ультразвуковой рефлектоскоп Firestone-Sperry. При разработке эхокардиографии Эдлер работал с физиком Карлом Хельмутом Герцем , сыном нобелевского лауреата Густава Герца и внучатым племянником Генриха Рудольфа Герца . [5] [6]
Общества здравоохранения рекомендуют использовать эхокардиографию для первоначальной диагностики, когда происходит изменение клинического статуса пациента и когда новые данные эхокардиограммы могут привести к тому, что врач изменит лечение пациента. [7] Диагностические критерии многих заболеваний сердца основаны на эхокардиографических исследованиях. Например, дифференциация легкой, умеренной и тяжелой патологии клапанов сердца основана на измеренных критериях. Другой пример - оценка функции сердца по фракции выброса левого желудочка (ФВЛЖ) имеет широкое применение, включая классификацию сердечной недостаточности и пороговые значения для имплантации имплантируемых кардиовертеров-дефибрилляторов .
Общества здравоохранения не рекомендуют рутинное тестирование, если у пациента нет изменений в клиническом статусе или когда врач вряд ли изменит уход за пациентом на основании результатов тестирования. [7] Распространенным примером чрезмерного использования эхокардиографии, когда нет показаний, является использование рутинных тестов в ответ на диагноз пациента легкой степени порока клапана сердца . [8] В этом случае пациенты часто не имеют симптомов в течение многих лет до начала ухудшения, и результаты эхокардиограммы не могут привести к изменению лечения без других изменений в клиническом статусе. [8]
Эхокардиография играет огромную роль в педиатрии , диагностируя у пациентов пороки клапанов сердца и другие врожденные аномалии. Новым направлением является эхокардиография плода , которая включает эхокардиографию неродившегося плода. [ нужна цитата ]
Существует три основных типа эхокардиографии: трансторакальная, чреспищеводная и внутрисердечная. В стресс-тестировании используется транторакальное эхо в сочетании с упражнениями (например, на беговой дорожке). Внутрисосудистое ультразвуковое исследование включено ниже, но, как следует из названия, это скорее «ультразвук», чем «эхокардиография», поскольку оно визуализирует стенки сосуда, а не сердца.
Стандартная эхокардиограмма также известна как трансторакальная эхокардиограмма (ТТЭ) или УЗИ сердца и используется для быстрой оценки состояния пациента у его постели. [9] [10] В этом случае датчик эхокардиографии (или датчик) помещается на грудную стенку (или грудную клетку ) субъекта, и изображения принимаются через грудную стенку. Это неинвазивная, высокоточная и быстрая оценка общей функции сердца.
TTE использует несколько «окнов» для изображения сердца с разных точек зрения. Каждое окно имеет свои преимущества и недостатки для просмотра конкретных структур сердца, и, как правило, в рамках одного исследования используется несколько окон для полной оценки сердца. Парастернальные окна длинной и парастернальной короткой оси берутся рядом с грудиной, верхушечные двух/трех/четырехкамерные окна берутся от верхушки сердца (нижняя левая сторона), а подреберное окно берутся из-под края последней ребро.
TTE использует одно- («режим М»), двух- и трехмерное ультразвуковое исследование (время подразумевается и не учитывается) из разных окон. Их можно комбинировать с пульсовой волной или непрерывной волновой допплерографией для визуализации скорости кровотока и движений структур. Изображения можно улучшить с помощью «контраста», который обычно представляет собой своего рода суспензию микропузырьков, отражающую ультразвуковые волны.
Чреспищеводная эхокардиограмма является альтернативным способом выполнения эхокардиограммы. Специализированный зонд с ультразвуковым датчиком на кончике вводится в пищевод пациента через рот, позволяя получать изображения и допплеровскую оценку из места непосредственно за сердцем. Его чаще всего используют, когда трансторакальные изображения неоптимальны и когда для оценки необходимо более четкое и точное изображение. Этот тест проводится в присутствии кардиолога, анестезиолога, дипломированной медсестры и технолога УЗИ. Чтобы пациенту было удобнее во время процедуры, можно использовать сознательную седацию и/или местное обезболивающее.
TEE, в отличие от TTE, не имеет отдельных «окон» для просмотра сердца. Можно использовать весь пищевод и желудок, а датчик продвигать или удалять в этом направлении, чтобы изменить перспективу сердца. Большинство датчиков имеют возможность отклонять кончик датчика в одном или двух измерениях для дальнейшего уточнения перспективы сердца. Кроме того, ультразвуковой кристалл часто представляет собой двухмерный кристалл, и используемую ультразвуковую плоскость можно вращать электронным способом, чтобы обеспечить дополнительное измерение для оптимизации обзора структур сердца. Часто необходимо движение во всех этих измерениях.
ЧЭЭ можно использовать как самостоятельную процедуру или включать в катетерные или хирургические процедуры. Например, во время операции по замене клапана ЧЭЭ можно использовать для оценки функции клапана непосредственно перед ремонтом/заменой и сразу после него. Это позволяет при необходимости провести ревизию клапана во время операции для улучшения результатов операции.
Стресс-эхокардиограмма, также известная как стресс-эхо, использует ультразвуковую визуализацию сердца для оценки движения стенок в ответ на физический стресс. Сначала делаются изображения сердца «в покое», чтобы получить базовую линию движения стенки пациента при частоте сердечных сокращений в состоянии покоя. Затем пациент ходит по беговой дорожке или использует другой метод упражнений, чтобы увеличить частоту сердечных сокращений до целевой частоты сердечных сокращений, или 85% от прогнозируемой по возрасту максимальной частоты сердечных сокращений (220 — возраст пациента). Наконец, изображения сердца делаются «в состоянии стресса», чтобы оценить движение стенок при пиковой частоте сердечных сокращений. Стресс-эхо оценивает движение стенок сердца; однако он не создает непосредственно изображения коронарных артерий. Ишемия одной или нескольких коронарных артерий может вызвать нарушение движения стенок, что может указывать на ишемическую болезнь сердца. Золотым стандартным тестом, позволяющим непосредственно создать изображение коронарных артерий и непосредственно оценить стеноз или окклюзию, является катетеризация сердца. Стресс-эхо неинвазивно и проводится в присутствии лицензированного медицинского специалиста, например кардиолога, и кардиолога.
Внутрисердечная эхокардиография (ICE) — это специализированная форма эхокардиографии, в которой используются катетеры для введения ультразвукового датчика внутрь сердца для просмотра структур изнутри. ICE часто используется как часть сердечной процедуры пересечения межпредсердной перегородки с помощью транссептальной пункции, чтобы обеспечить доступ катетера из правого предсердия в левое предсердие; Альтернативный доступ к левому сердцу может быть ретроградным через аорту и через аортальный клапан в левый желудочек.
Преимущество ICE перед трансторакальной эхокардиографией заключается в том, что оператор, выполняющий стерильную процедуру, также может управлять катетером ICE, и это не ограничивается проблемами видимости, которые могут возникнуть при трансторакальном или чреспищеводном эхокардиографии. Однако существуют ограничения на качество изображения из-за ограничений по размеру зонда, ограниченного катетером.
ICE часто вводится через бедренную вену в правое предсердие. Из правого предсердия легко визуализируются межпредсердная перегородка, все четыре камеры сердца, все четыре клапана и пространство перикарда (на предмет выпота). Его также можно продвигать через межпредсердную перегородку в левое предсердие для визуализации ушка левого предсердия во время развертывания устройства окклюзии ушка левого предсердия .
Использование изображений ICE может быть включено в трехмерные модели, созданные с помощью систем электроанатомического картирования .
Внутрисосудистое ультразвуковое исследование (ВСУЗИ) — это специализированная форма эхокардиографии, в которой используется катетер для введения ультразвукового датчика внутрь кровеносных сосудов. Это обычно используется для измерения размера кровеносных сосудов и измерения внутреннего диаметра кровеносного сосуда. Например, это можно использовать при коронарографии для оценки сужения коронарной артерии. Если катетер прослеживается контролируемым образом, можно создать внутреннюю карту, позволяющую увидеть контур сосуда и его ветвей.
Различные режимы описывают, как ультразвуковые кристаллы используются для получения информации. Эти режимы являются общими для всех видов эхокардиографии.
А-скан или одномерное ультразвуковое исследование представляет собой более половины стандартного ЭХО-обследования. Например, это стеноз аортального клапана (или какая-либо обструкция). Точно так же рассчитывается давление в сердце, например систолическое давление в правом желудочке (СДСП). Обычно он используется в виде доплеровских измерений. Существует две формы: импульсная и непрерывная. Импульсный режим позволяет рассчитывать скорость в определенном месте, но может использоваться в ограниченном диапазоне скоростей. Непрерывная волна позволяет измерять скорость от нуля до самой высокой скорости крови, которую может создать больное сердце. Однако он не может сказать вам, откуда на А-скане исходит высокая скорость. Непрерывная волна будет использоваться для расчета аортального стеноза, поскольку вы знаете, что высокая скорость исходит из области стеноза. Импульсный режим будет использоваться для обнаружения дефекта межжелудочковой перегородки, при котором не должно быть скорости через перегородку, а импульсный сигнал подскажет вам местоположение.
Режим яркости часто является синонимом «2D» и очень часто используется в эхокардиографии.
Режим движения нечасто используется в современной эхокардиографии. Он имеет специфическое применение и имеет преимущество очень высокой временной точности (например, измерение размера ЛЖ в конце диастолы).
Визуализация скорости деформации — это ультразвуковой метод визуализации региональных различий в сокращении (диссинергии), например, при ишемической болезни сердца или диссинхронии из-за блокады ветвей пучка Гиса . Визуализация скорости деформации измеряет либо региональную систолическую деформацию (деформацию), либо скорость региональной деформации (скорость деформации). Используемыми методами являются тканевая допплерография или эхокардиография с отслеживанием спеклов .
Трехмерная эхокардиография (также известная как четырехмерная эхокардиография с движущимся изображением) возможна с использованием матричного ультразвукового датчика и соответствующей системы обработки. Это позволяет провести детальную анатомическую оценку сердечной патологии, особенно пороков клапанов [11] и кардиомиопатий. [12] Способность разрезать виртуальное сердце в бесконечных плоскостях анатомически подходящим способом и реконструировать трехмерные изображения анатомических структур делает его уникальным для понимания врожденного порока сердца. [13] Трехмерная эхокардиография в реальном времени может использоваться для определения местоположения биоптомов во время биопсии эндомиокарда правого желудочка, установки клапанных устройств с катетерной доставкой и во многих других интраоперационных оценках. [14]
Технология трехмерной эхокардиографии может включать анатомический интеллект или использование технологии моделирования органов для автоматического определения анатомии на основе общих моделей. Все общие модели относятся к набору данных анатомической информации, которая уникальным образом адаптируется к изменчивости анатомии пациента для выполнения конкретных задач. Эта технология, основанная на алгоритмах распознавания функций и сегментации, может обеспечить трехмерное моделирование сердца и других аспектов анатомии пациента, включая мозг, легкие, печень, почки, грудную клетку и позвоночник. [15]
Контрастная эхокардиография или ультразвук с контрастным усилением — это дополнение к традиционному ультразвуковому исследованию с использованием контрастного вещества или визуализирующего агента. Ультразвуковой контраст состоит из крошечных микропузырьков, наполненных газовым ядром и белковой оболочкой. Это позволяет микропузырькам циркулировать по сердечно-сосудистой системе и возвращать ультразвуковые волны, создавая высокоотражающее изображение. Существует множество применений, в которых может быть полезен ультразвук с контрастным усилением. Наиболее часто используемое применение — улучшение границ эндокарда ЛЖ для оценки глобальной и региональной систолической функции. Контраст также можно использовать для улучшения визуализации утолщения стенки во время стресс-эхокардиографии, для оценки тромба ЛЖ или для оценки других образований в сердце. Контрастная эхокардиография также использовалась для оценки перфузии крови по всему миокарду при ишемической болезни сердца.
Эхокардиография во многих случаях может быть субъективной, а это означает, что человек, читающий эхокардиографию, может иметь личный вклад, который влияет на интерпретацию результатов, что приводит к так называемой «вариабельности между наблюдателями», когда разные эхокардиографы могут предоставлять разные отчеты при исследовании одного и того же. изображений. [16] [17] Это вызвало необходимость развития программ аккредитации по всему миру. Целью таких программ является стандартизация практики эхокардиографии и обеспечение того, чтобы практикующие врачи прошли надлежащую подготовку перед применением эхокардиографии, что в конечном итоге ограничит вариабельность результатов между наблюдателями. [18]
На европейском уровне [19] индивидуальную и лабораторную аккредитацию обеспечивает Европейская ассоциация эхокардиографии (EAE). Существует три специализации для индивидуальной аккредитации: трансторакальная эхокардиография для взрослых ( TTE ), чреспищеводная эхокардиография для взрослых ( TEE ) и эхокардиография при врожденных пороках сердца (CHD).
В Великобритании аккредитация регулируется Британским обществом эхокардиографии. Аккредитованные рентгенологи, сонографисты или другие специалисты должны сдать обязательный экзамен. [20]
«Межобщественная комиссия по аккредитации эхокардиографии» (IAC) устанавливает стандарты для эхокардиографических лабораторий на всей территории США. Кардиологи и сонографисты, желающие получить аккредитацию своей лаборатории от IAC, должны соблюдать эти стандарты. Целью аккредитации является поддержание качества и единообразия при проведении эхокардиографии. лаборатории в США. Аккредитация предлагается в области трансторакальной и чреспищеводной эхокардиографии у взрослых и детей, а также стресс-эхокардиографии у взрослых и эхокардиографии плода. Аккредитация состоит из двух частей. Каждое учреждение будет проводить детальную самооценку, уделяя пристальное внимание Стандарты и рекомендации IAC. Затем учреждение заполнит заявку и представит фактические тематические исследования на рассмотрение совету директоров. После того, как все требования будут выполнены, лаборатория получит сертификацию. Сертификация IAC представляет собой непрерывный процесс и должна поддерживаться учреждение: оно может включать проверки или посещения объектов IAC.Существует несколько штатов, в которых Medicare и/или частные страховые компании требуют аккредитации (полномочия) лаборатории и/или специалиста по УЗИ для возмещения стоимости эхокардиограммы.
В Соединенных Штатах существуют два органа по сертификации специалистов по УЗИ: Международная организация по сертификации сердечно-сосудистых заболеваний (CCI), созданная в 1968 году, и Американский регистр диагностической медицинской сонографии (ARDMS), созданный в 1975 году. И CCI, и ARDMS заслужили престижный сертификат ANSI- Аккредитация ISO 17024 для сертифицирующих органов от Международной организации по стандартизации ( ISO ). [ нужна ссылка ] Аккредитация предоставляется через Американский национальный институт стандартов (ANSI). Признание программ ARDMS в предоставлении учетных данных также позволило получить аккредитацию ARDMS в Национальной комиссии по сертификации агентств (NCCA). NCCA является аккредитационным подразделением Национальной организации по обеспечению компетентности (NOCA).
В обоих органах по сертификации сонографисты должны сначала документально подтвердить выполнение предварительных требований, которые включают как дидактический, так и практический опыт в области ультразвука. Затем кандидаты должны сдать комплексный экзамен, демонстрирующий знания как в области физики ультразвука, так и клинической компетентности, связанной с их специальностью. Затем сертифицированные сонографисты должны поддерживать компетентность в своей области, получив определенное количество кредитов непрерывного медицинского образования или CME.
В 2009 году Нью-Мексико и Орегон стали первыми двумя штатами, которые потребовали лицензирования специалистов по УЗИ. [ нужна цитата ]
Американское общество эхокардиографии (ASE) — профессиональная организация, состоящая из врачей, специалистов по УЗИ, медсестер и ученых, работающих в области эхокардиографии. Одна из наиболее важных ролей, которую играет ASE, — это предоставление рекомендаций через руководящие принципы и стандарты ASE, предоставление ресурсов и образовательных возможностей для специалистов по УЗИ и врачей в этой области.
Существуют различные институты, которые работают над использованием искусственного интеллекта в Echo, но они находятся на очень ранней стадии и все еще нуждаются в полном развитии. [21]
Наиболее часто используемой терминологией в эхокардиографической диагностике являются:
