Сердечно-сосудистые заболевания остаются основной причиной смерти во всем мире, что делает раннюю и точную диагностику первостепенной. Структуру и функцию сердца можно оценить с помощью различных диагностических методов, при этом электрокардиограмма (ЭКГ) и ультразвуковое исследование сердца (эхокардиография) являются двумя из наиболее широко используемых методов. Хотя каждый метод предлагает уникальную информацию о состоянии сердца, понимание их принципов и клинического применения имеет решающее значение для обеспечения точной диагностики и лечения.
Электрокардиограмма (ЭКГ)
Принцип работы регистрации ЭКГ
ЭКГ регистрирует электрическую активность сердца, обнаруживая электрические импульсы, генерируемые во время каждого сердечного сокращения. Электрическая система сердца состоит из специализированных клеток, которые распространяют электрические сигналы, вызывающие сокращение сердечной мышцы. Эти сигналы начинаются в синоатриальном (СА) узле, распространяются через предсердия в атриовентрикулярный (АВ) узел, а затем вниз по пучку Гиса, в конечном итоге достигая желудочков. ЭКГ фиксирует эти электрические импульсы, когда они распространяются по сердцу, и в результате получает формы волн, записанные на бумаге или экране.
ЭКГ использует электроды, размещенные на поверхности кожи (обычно на груди, руках и ногах), для измерения разницы электрических потенциалов между различными частями тела. Зарегистрированные волны (P-волна, комплекс QRS, T-волна) отражают различные фазы электрического цикла — деполяризацию предсердий, деполяризацию желудочков и реполяризацию желудочков соответственно.
Информативность ЭКГ:
Аритмии: ЭКГ является наиболее эффективным инструментом для диагностики аритмий. Он может обнаруживать аномальные сердечные ритмы, анализируя время и регулярность электрических импульсов. Такие состояния, как мерцательная аритмия, желудочковая тахикардия и блокады сердца, лучше всего оцениваются с помощью ЭКГ.
Ишемия миокарда и инфаркт: во время ишемических событий сердечная мышца может не получать адекватного притока крови, что приводит к изменениям на ЭКГ. Подъем или депрессия сегмента ST, инверсия зубца T и появление патологических зубцов Q являются ключевыми маркерами инфаркта миокарда и ишемии.
Нарушения проводимости: ЭКГ бесценна для диагностики нарушений проводимости, включая блокады ножек пучка Гиса, блокады АВ-узла и блокады фасцикулярных сосудов.
Структурная оценка: хотя ЭКГ может выявить некоторые признаки структурных заболеваний сердца (таких как гипертрофия), она ограничена в оценке размера и функции камер сердца или обнаружении клапанных аномалий.
Ограничения метода: ЭКГ не может напрямую оценить анатомию сердца, кровоток или функцию сердечных клапанов. Она также не может предоставить прямую информацию о наличии структурных дефектов, если они не вызывают электрических нарушений.
Ультразвуковое исследование сердца (эхокардиография)
Принцип работы аппарата УЗИ
Ультразвуковое исследование сердца, или эхокардиография, использует высокочастотные звуковые волны для создания изображений сердца в реальном времени. Когда ультразвуковые волны направляются к сердцу, они отражаются от различных структур внутри сердца, таких как клапаны, камеры и кровеносные сосуды, и возвращаются к датчику. Датчик преобразует эти возвращающиеся звуковые волны в изображение, позволяя врачам визуализировать анатомию и функцию сердца.
Принцип эхокардиографии основан на эффекте Доплера, который измеряет изменение частоты (или допплеровский сдвиг) звуковых волн, отраженных от движущихся эритроцитов. Это позволяет оценить скорость и направление кровотока, что необходимо для выявления таких состояний, как клапанная регургитация, стеноз и внутрисердечные шунты.
Информативность УЗИ сердца:
Структурные заболевания сердца: эхокардиография обеспечивает детальные изображения камер сердца, клапанов и крупных сосудов. Она незаменима при диагностике таких состояний, как клапанные заболевания сердца (например, аортальный стеноз, митральная регургитация), врожденные пороки сердца и перикардиальный выпот.
Оценка функции сердца: эхокардиография может оценить функцию желудочков, включая измерения фракции выброса (EF), что имеет решающее значение для оценки сердечной недостаточности. Она также предоставляет информацию о диастолической функции, давлении наполнения левого желудочка и деформации миокарда.
Оценка гемодинамики: допплеровская эхокардиография позволяет измерять скорости кровотока, градиенты давления и сердечный выброс. Это имеет решающее значение для оценки клапанных заболеваний, шунтов и врожденных дефектов, таких как дефект межпредсердной перегородки (ДМПП) или открытый артериальный проток (ОАП).
Навигация во время вмешательств: Помимо диагностики, эхокардиография используется в различных интервенционных процедурах, таких как контроль размещения катетера, мониторинг восстановления или замены клапана и оценка успешности лечения, например, чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ).
Современные возможности УЗИ сердца
Последние достижения в области УЗИ значительно расширили ее диагностические возможности. Современные методы, такие как стресс-эхокардиография, компрессионная эхокардиография и чреспищеводная эхокардиография (ЧП ЭхоКГ), предоставляют врачам более подробную и точную информацию о функции и патологии сердца.
Стресс-эхокардиография
Стресс-эхокардиография сочетает в себе обычную эхокардиографию с фармакологическим или физическим стрессом (например, беговая дорожка или введение добутамина). Оценивая сердце в условиях стресса, УЗИ позволяет обнаружить ишемию миокарда, которая может быть неочевидна в состоянии покоя. Реакция сердца на стресс (как функциональная, так и структурная) может выявить области ишемизированного миокарда, аномалии движения стенок или области с плохой перфузией миокарда.
Клиническая эффективность метода: стресс-эхокардиография особенно полезна для диагностики ишемической болезни сердца (ИБС) у пациентов с симптомами стенокардии, но нормальными эхокардиограммами в состоянии покоя. Она помогает выявить пациентов, которым могут быть полезны дальнейшие вмешательства, такие как ангиография или реваскуляризация.
Strain эхокардиография
Strain-эхо использует передовую технологию отслеживания спеклов для анализа деформации миокарда (деформации) во время сердечного цикла. Это позволяет измерить, насколько сердечная мышца растягивается и сокращается во время систолы и диастолы. В отличие от традиционной фракции выброса, которая отражает только глобальную функцию левого желудочка, деформация измеряет региональную функцию миокарда, предлагая раннее понимание тонкой дисфункции миокарда, даже до того, как изменения фракции выброса станут очевидными.
Клиническая эффективность метода: эхокардиография с нагрузкой ценна для оценки таких состояний, как сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса (HFpEF), гипертрофическая кардиомиопатия (HCM) и кардиотоксичность, вызванная химиотерапией. УЗИ оказался чувствительным инструментом для выявления ранней стадии дисфункции миокарда и оценки риска у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Чреспищеводная эхокардиография (ТЭЭ)
Чреспищеводная эхокардиография (или трансэзофагеальная эхокардиография(ТЭЭ)) включает введение ультразвукового зонда в пищевод для получения изображений сердца крупным планом с высоким разрешением, особенно задних частей левого предсердия, митрального клапана и легочных вен. Этот метод используется, когда классическая эхокардиография дает неоптимальные изображения или, когда требуется более подробная информация.
Клиническая эффективность: Трансэзофагеальная эхокардиография (ТЭЭ) очень эффективна для получения подробных изображений структур сердца с высоким разрешением, особенно когда трансторакальная эхокардиография неадекватна. Располагая ультразвуковой датчик в пищеводе, TEE минимизирует помехи от грудной стенки и легких, обеспечивая превосходную визуализацию задних отделов сердца, таких как левое предсердие, легочные вены и митральный клапан. Клинически чреспищеводное УЗИ бесценно для диагностики инфекционного эндокардита, выявления вегетаций, абсцессов или осложнений протезного клапана, а также обнаружения сердечных масс, таких как тромбы или опухоли. ТЭЭ также имеет решающее значение для оценки сложных патологий митрального клапана, оценки тяжести регургитации или пролапса и диагностики заболеваний аорты, таких как расслоения или аневризмы. Кроме того, точность метода делает его незаменимым при проведении интервенционных процедур, таких как восстановление митрального клапана, закрытие дефекта межпредсердной перегородки или окклюзия ушка левого предсердия, гарантируя точные и безопасные результаты.
Результаты клинических исследований сравнения методов УЗИ и ЭКГ
Исследование эффективности методов и выживаемости пациентов в отделении неотложной помощи [DOI: 10.1017/cem.2019.397] подчеркнуло эффективность ЭКГ в прогнозировании результатов во время сердечно-легочной реанимации (СЛР). Было обнаружено, что, хотя ЭКГ сама по себе имела чувствительность 82,7% для прогнозирования восстановления спонтанного кровообращения (ROSC), ультразвуковое исследование в месте оказания помощи показало значительно более высокую чувствительность 96,2% в сочетании с ЭКГ, особенно в случаях асистолии. Это указывает на то, что, хотя ЭКГ необходимы для первоначальной оценки, их прогностическая сила может быть повышена при использовании вместе с ультразвуком.
Более того, комплексный анализ [DOI: 10.1093/ehjdh/ztae014], включающий более 2 миллионов ЭКГ, показал, что усовершенствованные модели искусственного интеллекта (ИИ) могут интерпретировать показания ЭКГ с высокой точностью, выявляя различные сердечные аномалии и эффективно стратифицируя риски смертности. Это говорит о том, что, хотя традиционные ЭКГ бесценны, интеграция ИИ может еще больше расширить их диагностические возможности.
Другое исследование [PMID: 34150109] продемонстрировало, что эхокардиограммы особенно полезны для диагностики структурных заболеваний сердца, таких как кардиомиопатия. Исследование с участием 120 пациентов с кардиомиопатией показало, что сочетание ЭКГ с ультразвуком значительно повышает точность диагностики по сравнению с использованием любого из этих методов по отдельности. Такое сочетание позволило лучше дифференцировать типы кардиомиопатии, подчеркивая взаимодополняющие роли, которые эти методы играют в комплексной оценке сердца.
Выводы:
Выбор между электрокардиографией (ЭКГ) и эхокардиографией для диагностики сердечных заболеваний зависит от клинической ситуации и требуемой информации. ЭКГ отлично подходит для обнаружения электрических аномалий, таких как аритмии и острые ишемические события, что делает ее незаменимой в чрезвычайных ситуациях и для мониторинга ритма. Однако ее возможности ограничены, когда требуется структурная или функциональная оценка. Эхокардиография, особенно с такими достижениями, как стресс-эхо, визуализация деформации и чреспищеводная эхокардиография, предлагает непревзойденное понимание анатомии, механики и гемодинамики сердца, что делает ее методом выбора для комплексной оценки структуры и функции сердца. Вместе эти диагностические инструменты дополняют друг друга, обеспечивая целостный подход к диагностике сердца и позволяя разрабатывать точные, адаптированные под пациента стратегии лечения.