ЧЛЕНСТВО В РАСФД НОВОСТИ КОНТАКТЫ
     
НОВОСТИ ФД
ПОЗИЦИЯ РАСФД
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ
ПРАВОВАЯ ПОДДЕРЖКА
СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
ИСТОРИЯ ФД: ПЕРСОНАЛИИ
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОТДЕЛЕНИЯ
КАФЕДРЫ И ОБЩЕСТВА
ТЕХНОЛОГИИ ФД
система дыхания
сердечно-сосудистая
ЦНС и ПНС
другие исследования
ЖУРНАЛ СФД
ПРОФСТАНДАРТ ФД
Регистрация
Логин:
Пароль:
забыли пароль?



Пробки на Яндекс.Картах


Академик П.К. Анохин

Главная / ТЕХНОЛОГИИ ФД / сердечно-сосудистая
Версия для печати Версия для печати

«Тканевое допплеровское исследование миокарда» -2

«Тканевое допплеровское исследование миокарда» -2

Часть 2.

О развернутой полосе миокарда Франциска Торрента-Гваспа (продолжение)

Единство формы и функции полосы миокарда желудочков сердца.

«Сокращение миокарда подобно вихрю».

(Sengupta P., Vijay K., Krishnamoorthy, Korinek J., Narula J, Vannan M., Lester S., , Tajik J., Seward J,, Khandheria B, Belohlavek M.: Left Ventricular Form and Function Revisited: Applied Translational Science to Cardiovascular Ultrasound Imaging. (J. Am. Soc. Echocardiogr. 2007; 20(5): 539–551.)

История изучения спирального строения миокарда имеет древнюю историю, но доказать ее истинность стало возможным лишь в настоящее время с помощью достоверных способов визуализации. Период поиска доказательств увлекателен, множество ученых из разных стран мира вовлечены в его орбиту. Удивительно, но подчас результаты клинических и экспериментальных исследований повторяют сказочные сюжеты. Так, герой нашего времени, первооткрыватель «полосы» миокарда желудочков Ф. Торрент-Гвасп (Рис. 1) на вопрос о том, как ему удалось разгадать тайну строения миокарда, ответил: «Следуйте за волокном, и вы узнаете его путь». Куда приведет волокно? Сейчас на это вопрос, порой неожиданно для себя, находит ответ каждый кардиолог, изучающий с помощью различных диагностических методов, функцию сердца.

Рис. 1. Francisco Torrent-Guasp (1931-2005)

Путь сокращающегося волокна подобен вихрю, хорошо известной в природе форме движения водоворотов, ураганов и галактик (12).

Вихревое движение объединяет две формы движения в виде разнонаправленных скоростных потоков: внутреннего - движущегося с высокой скоростью вниз (спускающегося), и наружного - менее быстрого, поднимающегося вверх по спирали потока (рис.1 A-C). Эти два противоположно направленных движения и составляют силу сокращения и силу всасывания.

Результаты экспериментального моделирования позволили понять винтовое движение волокон миокарда по- и против часовой стрелки. При этом разнонаправленная геометрия миокарда желудочков обеспечивается эффективным распределением региональных деформаций. При этом изменение геометрии желудочков обеспечивается эффективным равномерным распределением региональных сил и деформаций миокарда. И, наоборот, нарушение геометрии желудочков (ремоделирование, региональная дисфункция, асинхрония) нарушает динамику наполнения и изгнания.

Спиральная архитектоника волокон миокарда желудочков формируется на эмбриональной стадии. На этапе формирования сосудистой трубки стенки ЛЖ представлены двумя слоями эпителиальных клеток. Позже происходит быстрое увеличение и рост внутреннего слоя и трабекул. На третьей стадии увеличивается наружный слой, коронарные сосуды прорастают от поверхности эпикарда к миокарду. На последней стадии морфогенеза в толще спирально закрученного миокарда (трансмурально) формируется коронарное сосудистое древо, и в таком виде миокард представлен в дальнейшем и в сердце взрослого человека. Винтовое устройство волокон миокарда свойственно сердцам различных видов животных. Такая особенность отмечалась анатомами на протяжении многих столетий. С помощью современных гистологических методов подтверждено, что ориентация волокна зависит от места его расположения. Направление прилежащих к эндокарду (к полости желудочков), внутренних субэндокардиальных волокон миокарда преимущественно продольное, направленность волокон средней части полосы – поперечная, а прилежащих к эпикарду, внешних субэпикардиальных волокон - продольная. Следовательно, морфология волокон определяется их местоположением и винтовой ориентацией. Для понимания винтового направления продольных субэндо- и субэпикардиальных волокон нужно представить движение «по спирали» пальцев сложенных рук. Движение вверх по спирали в сторону пальцев правой руки назовем правонаправленной или праворукой спиралью. Если же повернуть сложенные ладони стороной левой руки, то это - леворукая или левонаправленная спираль. Подчеркнем, что это движение присуще данному отрезку волокна, и невозможно по ходу волокна в одном месте изменить направление спирали с праворукой на леворукую. Такой анализ исключает эффекты их наложения и перекрещивания. Моделирование направления волокон миокарда ЛЖ показывает, что в перспективе прослеживание винтового праворукого направления субэндокардиальных волокон постепенно приводит к переходу в леворукую спираль субэпикардиальных волокон (рис. 1E).

Итак, продольные волокна миокарда ЛЖ почти параллельны друг другу (при рассмотрении снаружи) и вращаются по часовой стрелке от эндокарда к эпикарду под углом от +60 ° до -60 °. Поперечные волокна (срединный слой) не параллельны друг другу; в срезах стенок ЛЖ волокна отклоняются под разными углами по отношению к эпикарду. В настоящее время нет окончательной ясности относительно величины и изменчивости этого угла. Недавние исследования на сердцах свиней показали, что поперечные слои имеют места расхождения волокон под углом к эпикарду от 7,5 до 37,5 градусов.

Рис. 2 .Анатомия вихря.

Флюоресцирующие краски окрашивают разнонаправленные вихревые силы: внутренний спускающийся, нисходящий (красная краска) вихревой поток и внешний поднимающиеся, восходящий (зеленая краска) спиральный поток (A, высокое разрешение). Продольный срез (B) в виде двух разнонаправленных спиралей (красный цвет - спускающийся или нисходящий поток; синий - поднимающийся, восходящий поток) - по сравнению с коротким срезом от поверхности до «завитка» вихря (C). Видно подобие вихревого нисходящего потока вниз по часовой стрелке, и вверх - против часовой стрелки при подъеме волокон миокарда ЛЖ Волокна миокарда ЛЖ находятся в состоянии ‘запертого вихря’.

(D, высокое разрешение). Субэндокардиальная часть имеет геометрическую конфигурацию, по которой движение происходит в направлении праворукой спирали, а субэпикардиальные волокна вращаются в направлении леворукой спирали (E). Праворукое спиральное движение субэндокарда присуще и трабекулам ЛЖ (F).;

Объяснение D: L –левонаправленная спираль; R- правонаправленная спираль;

1 - Субэндокардиальные волокна; 2- сосочковые мышцы, 3 – завиток верхушки 4 - периферические волокна волокна, 5 - субэпикардиальные волокна.

Рис. 3.

Вид трансмурального среза миокардиального волокна. Движение волокон субэндо- и субэпикарда соответствует направлению пальцев рук, при этом волокна субэндокарда имеют праворукую направленность, а субэпикард – леворукую направленность.

Направление волокна изменяется от праворукого спирального в волокнах субэндокарда к леворукому спиральному движению в волокнах субэпикарда. Направление миофибрилл в средней части стенки преимущественно поперечное.

(Цит. Sengupta P., Vijay K., Krishnamoorthy, Korinek J., Narula J, Vannan M., Lester S., , Tajik J., Seward J,, Khandheria B, Belohlavek M.: Left Ventricular Form and Function Revisited: Applied Translational Science to Cardiovascular Ultrasound Imaging. (J. Am. Soc. Echocardiogr. 2007; 20(5): 539–551.)

В начале 20 века господствующим было представление о трехслойном строении, а также о продольном и поперечном направлении волокон, но в действительности миокард имеет более сложное и разнородное строение слоев и уровней (сегментов) полосы.

Ф. Торрент-Гвасп отмечал, что точный анализ прямых анатомических срезов по ходу волокон позволит изучить их направление или вектор движения, в отличие от простой эклектичной констатации их направления (6).

В настоящее время доказано, что в стенках желудочков не существует прямого «естественного хода» или непосредственного проникновения субэндо- к субэпикардиальным волокнам. Внутрь полости ЛЖ в направлении от субэпикарда до субэндокарда можно попасть из любой точки миокарда (свободной стенки) путем наименьшего сопротивления по естественному винтовому ходу волокон. Это значит, что в норме желудочки сердца соединены анатомически и функционально («два сердца бьются воедино»). Наиболее наглядно это явление можно обнаружить в основании сердца, где в местах винтообразного охвата клапанных отверстий четко определяются участки, перехода субэпикардиальных волокон в субэндокардиальные.

Для понимания этого хода следует учитывать следующие анатомические особенности:

1. Верхушка сердца принадлежит левому желудочку. Она состоит только из субэндо- и субэпикардиальных волокон, которые и формируют «винтовой» ход вокруг центрального туннеля верхушки («vortex cordis») (было описано еще в 17-ом веке).

2. В базальных отделах ЛЖ (уровень отверстия митрального клапана) имеется винтовой след «постепенного» перехода волокон миокарда по направлению «снаружи – внутрь миокарда» в области свободных стенок ЛЖ. Часть волокон беспрепятственно проходит к фиброзному кольцу МК.

3. После рассечения дополнительной группы волокон апикальной части свободной стенки правого желудочка при расширении правого фиброзного кольца, виден винтовой след перехода субэпикардиальных волокон в субэндокардиальные.

Рассечения миокарда демонстрируют особенности хода в основании и у верхушки сердца. Волокна отличаются разнонаправленностью винтового хода от эпикарда к эндокарду.

4. Винтовое направление и плавный переход субэпикардиальных волокон в субэндокардиальные прослеживаются в области трикуспидального отверстия, основания правого желудочка и свободной стенки правого желудочка.

Исследование сокращения движущегося миокарда пошагово, в каждом выделенном его участке проводится метода ТДИ. Предлагаем определить основные принципы ТДИ миокарда в соответствии с выше изложенным представлением о фазах его движения и деформации.

Рис. 4. ТДИ. Базовое изображение сердца для постобработки и получения параметрического изображения.

Анализ движения миокарда левого желудочка в норме по данным тканевого допплеровского исследования.

Новые методы визуализации позволяют по-новому изучать и движение миокарда. Тканевое доплеровское исследование миокарда (ТДИ) предназначено для подобного анализа. Запись информации ТДИ проводится при высокой частоте кадров, что позволяет оценивать короткие временные интервалы, ранее недоступные для исследования. В соответствии с теорией спирального строения миокарда разработаны новые алгоритмы анализа фаз движения миокарда.

На рис. 5. представлены основные схемы анализа движения миокарда: А. – схема сегментарного деления левого желудочка (17 сегментов), Б.- Схема стандартных срезов для получения информации о продольном и поперечном движении миокарда при ТДИ.

А.

Б.

Рис. 5. А. и Б. Обозначения рис. 5Б. ППС переднеперегородочная стенка, НПС - нижнеперегородочная стенка, ПБС – переднебоковая стенка, ЗБС – заднебоковая стенка, ПС - передняя стенка, НС – нижняя стенка, ССПЖ – свободная стенка правого желудочка, МПП – межпредсердная перегородка.

В фазу изоволюмического сокращения (ИВС) происходит быстрое изменение геометрии ЛЖ, что оценивается по графикам сегментарной скорости и деформации миокарда ЛЖ. Известно, что такое изменение в начале систолы не является строго изометрическим, оно характеризуется быстрым расширением внешнего контура таким образом, что полость ЛЖ становится более сферичной, а давление в нем повышается. Графики скорости движения и деформационных свойств миокарда ТДИ демонстрируют двунаправленное смещение стенок ЛЖ во время ИВС. При анализе двухфазных продольных миокардиальных скоростных и временных интервалов по графикам стрейна и стрейн/рейта в фазу ИВС разнонаправленность пиков расценивается, как результат физиологического асинхронизма при укорочении волокон субэндо- и субэпикардиальных слоев миокарда. Последние исследования показали, что в норме начало электрической активации базальной области эпикарда совпадает по времени с нисходящей частью R-волны или вершиной зубца S на ЭКГ. А закрытие митрального клапана соответствует по времени началу R-волны на ЭКГ. Следовательно, активация задней базальной области эпикарда начинается после закрытия митрального клапана. Движение миокарда в фазу ИВС не является изометрическим из-за раннего укорочения поверхностных субэндокардиальных волокон миокарда ЛЖ. Укорочение волокон происходит по спирали и одновременно, при этом укорочение внутренних субэндокардиальных волокон (правонаправленная спираль) сочетается с удлинением внешних субэпикардиальных волокон (левонаправленная спираль).

Укорочение и удлинение – два противоположно направленных процесса деформации, которые в фазу ИВС регистрируются на графиках стрейна в виде двухфазных пиков. Так проявляется феномен «укорочения в одном направлении с одновременным удлинением в другом». Удлинение мышечных волокон в фазу ИВС (т.н. “активация удлинения”) представляет собой изменение длины волокон, определяющее силу и продолжительность последующего укорочения. Наиболее рано возбуждающимися структурами желудочков являются и сосочковые мышцы. В фазу изометрического сокращения здесь так же отмечается явление функциональной асинхронности, когда центральная часть сосочковой мышцы сокращается, а конечная часть удлиняется или неоднородно сокращается. Эта неоднородность изменения длины объясняет факт сокращения центральной части сосочковых мышц при падении силы сокращения. В фазу ИВС, несмотря на электрическое возбуждение, приводящее к сокращению миокарда ЛЖ, сосочковые мышцы удлиняются, и остаются таковыми и в раннюю систолу. Это связано с увеличением внутрижелудочкового давления в раннюю систолу, способствующее закрытию створок митрального клапана, напряжению хорд, и, следовательно, удлинению сосочковых мышц в раннюю систолу.

В фазу сокращения (изгнания) в миокарде формируется мощный трансмуральный привязывающий эффект. При этом субэндо- и субэпикардиальные волокна миокарда одновременно укорачиваются в продольном и поперечном направлениях. Но деформация субэндокардиальных волокон выраженнее, чем субэпикардиальных. В субэндокардиальных волокнах и циркулярная деформация выраженнее продольной. Анализ временных интервалов по графику деформации показал, что продольная деформация (укорочение) как в субэпи-, так и в субэндокардиальных слоях направлена от верхушки к основанию, так, что градиент деформации (максимальное укорочение) раньше возникает в области верхушки, затем - в средних сегментах, и позднее - в основании ЛЖ. Кроме того, наиболее высокая скорость укорочения отмечена в области верхушки ЛЖ. В фазу изоволюмического расслабления (ИВР) в миокарде возникает два градиента: продольный - от верхушки к основанию и трансмуральный. В области верхушки укорочение субэпикардиальных волокон (левонаправленная спираль) начинается до закрытия аортального клапана, а одновременно удлинение субэндокардиальных волокон происходит в противоположном направлении (правонаправленная спираль). В это же время в базальной части ЛЖ одновременно происходит удлинение субэпикардиальных волокон и укорочение субэндокардиальных волокон. Таким образом, в норме в фазу ИВР происходит и продольное и циркулярное укорочение волокон миокарда. Zwanenburg и др., изучая методом МРТ фазу сокращения установили, что в норме в боковых и базальных сегментах стенок ЛЖ сокращение происходит после закрытия аортального клапана или до момента открытия митрального клапана. О возникновении такого продольного «постсистолического укорочения» у здоровых субъектов сообщал и Voigt и al. . Постсистолическое укорочение является физиологическим феноменом и объясняется одновременным удлинением волокон миокарда ЛЖ в одном направлении с укорочением - в другом. Этот феномен в норме наиболее выражен у верхушки и называется «удлинением реполяризации». Постсистолическое укорочение в норме формируется в результате трансмурального градиента деформации от верхушки к основанию. В результате происходит быстрое восстановление геометрии ЛЖ в ранней диастоле. Процессы деформации (укорочение и удлинение волокон миокарда ЛЖ) во время изоволюмических фаз предваряют наступление "сокращения" и "расслабления" миокарда. Учитывая вышесказанное, более точным является определение этих фаз как «пред- и постизгнание» .

В фазу ИВС верхушка ЛЖ вращается по часовой стрелке из-за преобладающей механической активности в направлении правой спирали из-за укорочения субэндокардиальных волокон. Во время изгнания, происходит укорочение субэпикардиальных мышечных волокон верхушки, в результате меняется направление по левой спирали, т.е. против часовой стрелки. Beyar и др. объяснил впервые последовательность раскручивания во время IVR и ранней диастолы. Было показано, что раскручивание (удлинение) верхушки ЛЖ начинается в фазу ИВР через 20 миллисекунд после закрытия клапана аорты и, приблизительно, в 50% случаев начиналось до момента открытия митрального клапана. Вращение, начинаясь с верхушки, достигает базальных сегментов ЛЖ, где становится медленным. Во время ИВС вращение базальной части ЛЖ происходит против часовой стрелки из-за механической активности субэндокардиальных волокон, и сопровождается вращением по часовой стрелке (завихрение) в фазу изгнания, когда вращаются продольные субэпикардиальные волокна. Разнонаправленное вращение верхушки ЛЖ по отношению к основанию приводит к заключительному "отжиму" в фазу изгнания.

Но до конца процессы, происходящие в миокарде при его сокращении, не изучены.

Пример количественного анализа показателей продольной средней скорости движения (Рис. 6,7,8), скорости деформации (А) деформации (Б) миокарда у здоровых лиц по цветовому следу и графику ТДИ в трех сегментах МЖП (Программа Q-lab).

Рис. 6. Количественный анализ движения базального сегмента МЖП

А.

Б.

Рис.7. Пример анализа показателей скорости деформации (А) и деформации (Б) миокарда у здоровых лиц по цветовому М-следу и графику ТДИ в трех сегментах МЖП.

Рис. 8. Пример анализа показателей скорости деформации (А) и деформации (Б) миокарда у здоровых лиц по графику ТДИ.

А. График средней скорости деформации (т.е. стрэйн рэйта) сегмента миокарда ЛЖ: SR sys (c-1) - средний негативный пиковый стрейн рейт в систолу, SRe (c-1) - средний положительный пиковый стрейн рейт в раннюю диастолу, SRa (c-1) - средний положительный пиковый стрейн рейт в позднюю диастолу, SR ивс(мс) - время движения в фазу ИВС, SR ивр(мс) - время движения в фазу ИВР.

Б. График средней деформации (т.е. стрэйна) сегмента миокарда ЛЖ: εej (%) - средний негативный пиковый стрейн в максимальном укорочении, εd (%) - средний негативный пиковый стрейн в максимальном укорочении.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ.

Рекомендуем посмотреть:

«Тканевое допплеровское исследование миокарда» -1  

Есть вопросы по «Тканевое допплеровское исследование миокарда» -2?

Ваше имя:

Email:

Ваш вопрос: