Sydämen tutkimuksen instrumentaaliset menetelmät

Sydämen fonokardiografia mahdollistaa sydänäänien, -äänien ja sivuäänien tallentamisen paperille. Tämän tutkimuksen tulokset ovat samankaltaisia kuin sydämen auskultaatiossa, mutta on pidettävä mielessä, että fonokardiogrammilla tallennettujen ja auskultaation aikana havaittujen äänten taajuudet eivät täysin vastaa toisiaan. Jotkut sivuäänet, esimerkiksi aortan vajaatoiminnassa esiintyvä V-pisteen korkeataajuinen diastolinen sivuääni, havaitaan paremmin auskultaation aikana. Fonokardiografian, valtimon verenpainekuvauksen ja EKG:n samanaikainen tallennus mahdollistaa systolen ja diastolen keston mittaamisen ja siten sydänlihaksen supistumistoiminnan arvioinnin. QI- ja II-sävyjen aikavälien kesto - mitraaliläpän avautumisen naksahdus - mahdollistaa mitraaliläpän ahtauman vakavuuden arvioinnin. EKG:n, Fonokardiografian ja kaulalaskimon pulsaatiokäyrän tallentaminen mahdollistaa keuhkovaltimon paineen laskemisen.

Sydämen röntgentutkimus

Rintakehän röntgentutkimuksessa voidaan tarkasti tutkia sydämen varjoa ilmatäytteisten keuhkojen ympäröimänä. Yleensä käytetään kolmea sydämen projektiota: etu-taka- eli suoraa ja kahta vinoa, kun potilas seisoo näyttöön nähden 45 asteen kulmassa ensin oikea olkapää eteenpäin (I vino projektio) ja sitten vasen (II vino projektio). Suorassa projektiossa sydämen oikeanpuoleisen varjon muodostavat aortta, yläonttolaskimo ja oikea eteinen. Vasemman ääriviivan muodostavat aortta, keuhkovaltimo ja vasemman eteisen kartio sekä lopuksi vasen kammio.

Ensimmäisessä vinossa asennossa etummaisen ääriviivan muodostavat nouseva aortta, keuhkokartio sekä oikea ja vasen kammio. Sydänvarjon takaosan muodostavat aortta, vasen ja oikea eteinen. Toisessa vinossa asennossa varjon oikean ääriviivan muodostavat yläonttolaskimo, nouseva aortta, oikea eteinen ja oikea kammio, ja takaosan muodostavat laskeva aortta, vasen eteinen ja vasen kammio.

Sydämen rutiinitutkimuksessa arvioidaan sydämen kammioiden mitat. Jos sydämen poikittaismitta on yli puolet rintakehän poikittaismitasta, se viittaa kardiomegaliaan. Oikean eteisen suurentuminen aiheuttaa sydämen oikean reunan siirtymisen, kun taas vasemman eteisen suurentuminen siirtää vasemman reunan ääriviivaa vasemman kammion ja keuhkovaltimon välillä. Vasemman eteisen takaosan suurentuminen havaitaan, kun barium kulkee ruokatorven läpi, mikä paljastaa sydämen takaosan ääriviivan siirtymisen. Oikean kammion suurentuminen näkyy parhaiten sivuprojektiossa sydämen ja rintalastan välisen tilan kapenemisena. Vasemman kammion suurentuminen aiheuttaa sydämen vasemman reunan alaosan siirtymisen ulospäin. Myös keuhkovaltimon ja aortan suurentuminen voidaan tunnistaa. Sydämen laajentuneen osan määrittäminen on kuitenkin usein vaikeaa, koska sydän voi pyöriä pystyakselinsa ympäri. Röntgenkuvassa sydämen kammioiden laajentuminen näkyy selvästi, mutta niiden seinämien paksuuntuessa muodon muutos ja reunojen siirtyminen eivät välttämättä ole mahdollisia.

Sydänrakenteiden kalkkeutuminen voi olla tärkeä diagnostinen piirre. Kalkkiutuneet sepelvaltimot viittaavat yleensä vakaviin ateroskleroottisiin vaurioihin. Aorttaläpän kalkkeutumista esiintyy lähes 90 %:lla aorttastenoosia sairastavista potilaista. Anteroposteriorisessa kuvassa aorttaläpän projektio on kuitenkin päällekkäin selkärangan kanssa, eikä kalkkeutunut aorttaläppä välttämättä ole näkyvissä, joten on parempi määrittää läppien kalkkeutuminen vinoista projektioista. Perikardiaalikalkeutumisella voi olla tärkeä diagnostinen arvo.

Keuhkojen, erityisesti niiden verisuonten, tila on tärkeä sydänsairauksien diagnosoinnissa. Pulmonaalista hypertensiota voidaan epäillä, kun keuhkovaltimon suuret haarat ovat laajentuneet, kun taas keuhkovaltimon distaaliset osat voivat olla normaalit tai jopa pienentyneet. Tällaisilla potilailla keuhkoverenkierto on yleensä heikentynyt ja keuhkolaskimot ovat yleensä normaalin kokoisia tai pienentyneitä. Sitä vastoin, kun keuhkoverisuonten verenkierto on lisääntynyt, esimerkiksi potilailla, joilla on tiettyjä synnynnäisiä sydänvikoja, sekä proksimaalisten että distaalisten keuhkovaltimoiden määrä kasvaa ja keuhkolaskimot suurenevat. Erityisen voimakas keuhkoverenkierron lisääntyminen havaitaan, kun veri purkautuu vasemmalta oikealle, esimerkiksi eteisväliseinämän aukon ollessa vasemmasta eteisestä oikealle.

Keuhkolaskimoiden hypertensiota havaitaan mitraaliläpän ahtaumassa, samoin kuin missä tahansa vasemman kammion sydämen vajaatoiminnassa. Tässä tapauksessa keuhkojen yläosien keuhkolaskimot ovat erityisen laajentuneet. Keuhkokapillaarien paineen ylittäessä veren onkoottisen paineen näillä alueilla, esiintyy interstitiaalista turvotusta, joka radiologisesti ilmenee keuhkoverisuonten reunojen hämärtymisenä ja keuhkoputkia ympäröivän keuhkokudoksen tiheyden kasvuna. Keuhkotukoksen lisääntyessä ja alveolaarisen turvotuksen kehittyessä keuhkojen juuret laajenevat molemmin puolin, ja ne alkavat muistuttaa ulkonäöltään perhosia. Toisin kuin ns. keuhkojen sydänturvotuksessa, kun ne vaurioituvat, keuhkokapillaarien läpäisevyyden lisääntymiseen liittyy radiologiset muutokset ovat diffuuseja ja selvempiä.

Sydämen kaikukuvaus

Sydämen kaikukuvaus on ultraäänen käyttöön perustuva sydämen tutkimusmenetelmä. Tämä menetelmä on verrattavissa röntgentutkimukseen sydämen rakenteiden visualisoinnin, morfologian ja supistustoiminnan arvioinnin osalta. Tietokoneen käytön ja kuvan tallentamisen paitsi paperille myös videolle ansiosta sydämen kaikukuvauksen diagnostinen arvo on kasvanut merkittävästi. Tämän ei-invasiivisen tutkimusmenetelmän ominaisuudet lähestyvät tällä hetkellä invasiivisen röntgenangiokardiografian ominaisuuksia.

Sydämen kaikukuvauksessa käytettävällä ultraäänellä on paljon korkeampi taajuus (verrattuna kuulokojeen saavutettavaan taajuuteen). Se saavuttaa 1–10 miljoonaa värähtelyä sekunnissa eli 1–10 MHz. Ultraäänivärähtelyillä on lyhyt aallonpituus ja ne voidaan saada kapeina säteinä (samanlaisesti kuin valonsäteet). Saavuttaessaan eri resistanssin omaavien väliaineiden rajapinnan osa ultraäänestä heijastuu ja toinen osa jatkaa matkaansa väliaineen läpi. Tässä tapauksessa heijastuskertoimet eri väliaineiden, esimerkiksi "pehmytkudos - ilma" tai "pehmytkudos - neste", rajapinnalla vaihtelevat. Lisäksi heijastumisaste riippuu säteen tulokulmasta väliaineen rajapintaan. Siksi tämän menetelmän hallinta ja sen järkevä käyttö vaativat tiettyä taitoa ja aikaa.

Ultraäänivärähtelyjen tuottamiseen ja tallentamiseen käytetään anturia, joka sisältää pietsosähköisen kiteen, jonka reunoihin on kiinnitetty elektrodeja. Anturi asetetaan rintakehän pinnalle sydämen ulokkeen alueelle, ja kapea ultraäänisäde kohdistetaan tutkittaviin rakenteisiin. Ultraääniaallot heijastuvat tiheydeltään eriasteisten rakenteellisten muodostumien pinnoilta ja palaavat anturiin, jossa ne tallennetaan. Sydämen kaikukuvaustiloja on useita. Yksiulotteinen M-kaikukuvaus tuottaa kuvan sydämen rakenteista ja niiden liikkeestä ajan kuluessa. M-tilassa tuloksena oleva sydämen kuva mahdollistaa seinämien paksuuden ja sydämen kammioiden koon mittaamisen systolen ja diastolen aikana.

Kaksiulotteinen sydämen kaikukuvaus mahdollistaa sydämen kaksiulotteisen kuvan saamisen reaaliajassa. Tässä tapauksessa käytetään antureita, jotka mahdollistavat kaksiulotteisen kuvan saamisen. Koska tämä tutkimus suoritetaan reaaliajassa, täydellisin menetelmä sen tulosten tallentamiseen on videotallennus. Käyttämällä eri tutkimuspisteitä ja muuttamalla säteen suuntaa on mahdollista saada melko yksityiskohtainen kuva sydämen rakenteista. Käytetään seuraavia anturipaikkoja: apikaalinen, suprasternaalinen, subkostaalinen. Apikaalinen lähestymistapa mahdollistaa leikkauksen saamisen kaikista neljästä sydämen kammiosta ja aortasta. Yleisesti ottaen apikaalinen leikkaus on monella tapaa samanlainen kuin angiografinen kuva etummaisessa vinossa projektiossa.

Doppler-kaikukardiografia mahdollistaa verenkierron ja sen mukanaan tuottaman turbulenssin arvioinnin. Doppler-ilmiö tarkoittaa, että ultraäänisignaalin taajuus liikkuvasta kohteesta heijastuessaan muuttuu verrannollisesti paikannettavan kohteen nopeuteen. Kun kohde (esimerkiksi veri) liikkuu kohti ultraäänipulsseja tuottavaa anturia, heijastuneen signaalin taajuus kasvaa, ja liikkuvasta kohteesta heijastuessaan taajuus pienenee. Doppler-tutkimuksia on kahdenlaisia: jatkuva ja pulssitettu Doppler-kardiografia. Tällä menetelmällä voidaan mitata veren virtausnopeutta tietyllä alueella, joka sijaitsee tutkijaa kiinnostavalla syvyydellä, esimerkiksi veren virtausnopeutta supravalvulaarisessa tai subvalvulaarisessa tilassa, joka muuttuu erilaisten vikojen myötä. Siten veren virtauksen tallentaminen tietyissä sydänsyklin pisteissä ja tietyssä vaiheessa mahdollistaa melko tarkan läppävajaatoiminnan tai aukon ahtauman asteen arvioinnin. Lisäksi tämä menetelmä mahdollistaa myös sydämen minuuttitilavuuden laskemisen. Tällä hetkellä on ilmestynyt Doppler-järjestelmiä, jotka mahdollistavat Doppler-kaikukardiogrammien tallentamisen reaaliajassa ja värikuvan tallentamisen synkronisesti kaksiulotteisen kaikukardiogrammin kanssa. Tässä tapauksessa virtauksen suunta ja nopeus on kuvattu eri väreillä, mikä helpottaa diagnostisten tietojen havaitsemista ja tulkintaa. Valitettavasti kaikkia potilaita ei voida tutkia onnistuneesti sydämen kaikukuvauksella esimerkiksi vaikean keuhkolaajentuman tai lihavuuden vuoksi. Tässä suhteessa on kehitetty sydämen kaikukuvauksen muunnelma, jossa rekisteröinti suoritetaan ruokatorveen asetettavalla anturilla.

Sydämen kaikukuvauksen avulla voidaan ensinnäkin arvioida sydämen kammioiden kokoja ja hemodynamiikkaa. M-kaikukuvauksen avulla on mahdollista mitata vasemman kammion kokoja diastolen ja ristolin aikana, sen takaseinän ja kammioväliseinän paksuutta. Saadut koot voidaan muuntaa tilavuusyksiköiksi (cm2 ⁾. Lasketaan myös vasemman kammion ejektiofraktio, joka normaalisti ylittää 50 % vasemman kammion loppudiastolisesta tilavuudesta. Doppler-kaikukuvauksen avulla voidaan arvioida painegradienttia ahtauman läpi. Kaikukuvausta käytetään onnistuneesti mitraaliläpän stenoosin diagnosointiin, ja kaksiulotteinen kuva mahdollistaa mitraaliläpän aukon koon määrittämisen melko tarkasti. Tässä tapauksessa arvioidaan myös samanaikainen keuhkoverenpainetauti ja oikean kammion leesion vakavuus, sen hypertrofia. Doppler-kaikukuvaus on ensisijainen menetelmä läppäaukkojen kautta tapahtuvan vuodon arvioimiseksi. Sydämen kaikukuvaukset ovat erityisen arvokkaita mitraaliläppävuodon syyn tunnistamisessa, erityisesti mitraaliläpän prolapsin diagnosoinnissa. Tässä tapauksessa mitraaliläppäläppä voi olla siirtynyt taaksepäin systolen aikana. Tämän menetelmän avulla voidaan myös arvioida veren virtausreitillä vasemmasta kammiosta aorttaan tapahtuvan ahtauman syytä (läppä-, supravalvulaarinen ja subvalvulaarinen ahtauma, mukaan lukien obstruktiivinen kardiomyopatia). Menetelmän avulla voidaan diagnosoida hypertrofinen kardiomyopatia suurella tarkkuudella eri paikoissa, sekä epäsymmetrisesti että symmetrisesti. Sydämen kaikukuvaus on ensisijainen menetelmä sydänpussinestekertymän diagnosoinnissa. Vasemman kammion takana ja oikean kammion edessä voi olla näkyvissä sydänpussinestekerros. Suuressa effuusiossa sydämen oikean puoliskon puristuminen on näkyvissä. On myös mahdollista havaita paksuuntunut sydänpussi ja sydänpussin supistuminen. Joitakin sydämen ympärillä olevia rakenteita, kuten epikardiaalista rasvaa, voi kuitenkin olla vaikea erottaa paksuuntuneesta sydänpussista. Tässä tapauksessa menetelmät, kuten tietokonetomografia (röntgen ja ydinmagneettinen resonanssi), antavat tarkemman kuvan. Sydämen kaikukuvauksella voidaan nähdä läppien papilloomatoosisia kasvaimia infektiivisessä endokardiitissa, erityisesti silloin, kun kasvillisuus (endokardiitin vuoksi) on halkaisijaltaan yli 2 mm. Sydämen kaikukuvauksella voidaan diagnosoida eteismyksooma ja sydämen sisäiset trombit, jotka havaitaan hyvin kaikilla tutkimusmenetelmillä.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Sydämen radionukliditutkimus

Tutkimus perustuu radioaktiivisesti leimattujen albumiini- tai punasolujen annosteluun laskimoon. Radionukliditutkimuksilla voidaan arvioida sydämen supistumistoimintaa, sydänlihaksen perfuusiota ja iskemiaa sekä havaita nekroosialueita. Radionukliditutkimusten laitteistoon kuuluu gammakamera yhdistettynä tietokoneeseen.

Radionuklidiventrikulografia suoritetaan antamalla laskimonsisäisesti teknetium-99-leimattuja punasoluja. Tämä tuottaa kuvan sydämen kammioiden ja suurten verisuonten ontelosta (jossain määrin samanlainen kuin röntgenangiokardiografialla tehdyn sydämen katetroinnin tiedot). Tuloksena olevien radionuklidiangiokardiogrammien avulla voidaan arvioida vasemman kammion sydänlihaksen alueellista ja yleistä toimintaa iskeemistä sydänsairautta sairastavilla potilailla, arvioida ejektiofraktioita, määrittää vasemman kammion toiminta sydänvikapotilailla, mikä on tärkeää ennusteen kannalta, sekä tutkia molempien kammioiden tilaa, mikä on tärkeää synnynnäisiä sydänvikoja, kardiomyopatioita ja valtimoverenpainetta sairastavilla potilailla. Menetelmä mahdollistaa myös sydämen sisäisen shuntin diagnosoinnin.

Radioaktiivisella tallium-201:llä tehtävä perfuusioskintigrafia mahdollistaa sepelvaltimoverenkierron tilan arvioinnin. Talliumilla on melko pitkä puoliintumisaika ja se on kallis alkuaine. Laskimoon injektoitu tallium kulkeutuu sydänlihassoluihin sepelvaltimoverenkierron mukana ja tunkeutuu sydänlihassolujen kalvoon sydämen perfusoidussa osassa ja kerääntyy niihin. Tämä voidaan tallentaa skintigrafiaan. Tässä tapauksessa huonosti perfusoitu alue kerää talliumia pahemmin, ja sydänlihaksen perfusoimaton alue näkyy skintigrafiassa "kylmänä" pisteenä. Tällainen skintigrafia voidaan suorittaa myös fyysisen rasituksen jälkeen. Tässä tapauksessa isotooppi annetaan laskimoon maksimaalisen rasituksen aikana, kun potilaalle kehittyy angina pectoris -kohtaus tai EKG-muutokset viittaavat iskemiaan. Tässä tapauksessa iskeemiset alueet havaitaan niiden huonomman perfuusion ja talliumin vähäisemmän kertymisen vuoksi sydänlihassoluihin. Alueet, joilla tallium ei keräänny, vastaavat arpikudosalueita tai tuoretta sydäninfarktia. Talliumbaskintigrafian herkkyys on noin 80 % ja spesifisyys 90 % sydänlihaksen iskemian havaitsemisessa. Se on tärkeä sepelvaltimotautipotilaiden ennusteen arvioinnissa. Talliumbaskintigrafia tehdään eri projektioissa. Tässä tapauksessa saadaan vasemman kammion sydänlihasskintigrafioita, jotka on jaettu kenttiin. Iskemian aste arvioidaan muuttuneiden kenttien lukumäärän perusteella. Toisin kuin röntgensepelvaltimoiden varjoainekuvaus, joka osoittaa valtimoiden morfologiset muutokset, talliumbaskintigrafia mahdollistaa stenoottisten muutosten fysiologisen merkityksen arvioinnin. Siksi gammakuvausta tehdään joskus sepelvaltimoiden pallolaajennuksen jälkeen ohitusleikkauksen toiminnan arvioimiseksi.

Teknetium-99-pyrofosfaatin antamisen jälkeen tehdään skintigrafia nekroosialueen tunnistamiseksi akuutissa sydäninfarktissa olevilla potilailla. Tämän tutkimuksen tuloksia arvioidaan kvalitatiivisesti vertaamalla pyrofosfaatin imeytymisastetta luurakenteisiin, jotka aktiivisesti keräävät sitä. Tämä menetelmä on tärkeä sydäninfarktin diagnosoinnissa, jos kliininen kulku on epätyypillinen ja EKG-diagnostiikka on vaikeaa heikentyneen intraventrikulaarisen johtumisen vuoksi. 12–14 päivän kuluttua infarktin alkamisesta pyrofosfaatin kertymisen merkkejä sydänlihakseen ei enää havaita.

Sydämen magneettikuvaus

Sydämen ydinmagneettinen resonanssitutkimus perustuu siihen, että joidenkin atomien ytimet alkavat voimakkaassa magneettikentässä itsessään lähettää sähkömagneettisia aaltoja, jotka voidaan tallentaa. Erilaisten alkuaineiden säteilyn ja syntyvien värähtelyjen tietokoneanalyysin avulla on mahdollista visualisoida hyvin erilaisia pehmytkudoksissa, myös sydämessä, sijaitsevia rakenteita. Tällä menetelmällä on mahdollista määrittää selvästi sydämen rakenteet eri vaakasuorilla tasoilla eli saada tomogrammeja ja selventää morfologisia piirteitä, kuten kammioiden kokoa, sydämen seinämien paksuutta jne. Erilaisten alkuaineiden ytimien avulla on mahdollista havaita nekroosipesäkkeitä sydänlihaksessa. Tutkimalla sellaisten alkuaineiden kuin fosfori-31, hiili-13 ja vety-1 säteilyspektriä on mahdollista arvioida energiapitoisten fosfaattien tilaa ja tutkia solunsisäistä aineenvaihduntaa. Ydinmagneettista resonanssia eri muunnelmissa käytetään yhä enemmän näkyvien kuvien saamiseksi sydämestä ja muista elimistä sekä aineenvaihdunnan tutkimiseen. Vaikka tämä menetelmä on edelleen melko kallis, sillä on epäilemättä suuri potentiaali sekä tieteellisessä tutkimuksessa että käytännön lääketieteessä.