心脏检查的仪器方法
該文的醫學專家
最近審查:04.07.2025

心脏心音图可以将心音、音调和杂音记录在纸上。本研究的结果与心脏听诊相似,但应注意,心音图上记录的声音频率与听诊时感知到的声音频率并不完全对应。某些杂音,例如主动脉瓣关闭不全时 V 点的高频舒张期杂音,在听诊时更容易被感知。同时记录心电图、动脉脉搏图和心电图可以测量收缩期和舒张期的持续时间,以评估心肌的收缩功能。QI 音和 II 音间隔的持续时间 - 二尖瓣打开的咔嗒声可以评估二尖瓣狭窄的严重程度。记录心电图、心电图和颈静脉搏动曲线可以计算出肺动脉的压力。
心脏X射线检查
胸部X光检查时,可以仔细检查被充气肺部包围的心脏阴影。通常使用3个心脏投影:前后位或直接投影,以及2个斜位投影。患者站立时,身体与屏幕呈45°角,首先右肩向前(I斜位投影),然后左肩向前(II斜位投影)。在直接投影中,右侧心脏阴影由主动脉、上腔静脉和右心房构成。左侧轮廓由主动脉、肺动脉、左心房圆锥以及最后的左心室构成。
在第一斜位,心影的前轮廓由升主动脉、肺动脉锥、左右心室组成,心影的后轮廓由主动脉、左右心房组成;在第二斜位,心影的右轮廓由上腔静脉、升主动脉、右心房、右心室组成,心影的后轮廓由降主动脉、左心房、左心室组成。
在常规心脏检查中,会评估心腔的尺寸。如果心脏的横向尺寸超过胸腔横向尺寸的一半,则表明存在心脏扩大。右心房扩大会导致心脏右边界移位,而左心房扩大会导致左心室和肺动脉之间的左轮廓移位。钡剂通过食道时可检测到左心房后部扩大,从而显示心脏后轮廓移位。右心室扩大在侧位投影中最为明显,因为心脏和胸骨之间的空间变窄。左心室扩大会导致心脏左轮廓下部向外移位。肺动脉和主动脉扩大也可以识别。然而,由于心脏可能绕其垂直轴旋转,因此通常难以确定心脏扩大的部分。 X 光可以清楚地显示心腔扩大,但由于心壁增厚,形状可能没有变化,边界也可能没有位移。
心脏结构钙化可能是一个重要的诊断特征。冠状动脉钙化通常提示严重的动脉粥样硬化病变。几乎90%的主动脉瓣狭窄患者会出现主动脉瓣钙化。然而,在前后位图像中,主动脉瓣的投影与脊柱重叠,钙化的主动脉瓣可能不可见,因此最好在斜投影中确定瓣膜的钙化情况。心包钙化可能具有重要的诊断价值。
肺部状况,尤其是肺血管状况,对于诊断心脏病至关重要。当肺动脉的大分支扩张,而肺动脉远端部分可能正常甚至缩小时,可能怀疑患有肺动脉高压。这类患者的肺血流量通常减少,肺静脉通常大小正常或缩小。相反,当肺血管血流量增加时,例如患有某些先天性心脏缺陷的患者,近端和远端肺动脉以及肺静脉都会增加。当从左向右分流(血液排出)时,例如从左心房到右心房的房间隔缺损,会观察到肺血流量特别明显的增加。
肺静脉高压见于二尖瓣狭窄以及任何左心室心力衰竭。在这种情况下,肺上部的肺静脉尤其扩张。由于肺毛细血管内压力超过这些区域血液的胶体渗透压,导致间质水肿,放射学上表现为肺血管边缘消失,支气管周围肺组织密度增加。随着肺充血加重和肺泡水肿发展,双侧肺根部扩张,开始呈蝴蝶状。与所谓的肺心病性水肿不同,当肺受损时,伴随肺毛细血管通透性增加,放射学变化是弥漫性的,而且更为明显。
超声心动图
超声心动图是一种基于超声波的心脏检查方法。该方法与X射线检查类似,能够清晰地显示心脏结构、评估心脏形态和收缩功能。由于计算机技术的发展,超声心动图不仅能够记录在纸上,还能记录在录像带上,其诊断价值显著提升。这种非侵入性检查方法的性能目前已接近侵入性X射线心血管造影。
超声心动图中使用的超声波频率远高于人耳可听见的频率,频率可达每秒100万至1000万次,即1至10兆赫兹。超声波的波长较短,可以形成窄波束(类似于光束)。当超声波到达不同阻力介质的边界时,一部分会被反射,另一部分则继续在介质中传播。在这种情况下,不同介质边界(例如“软组织-空气”或“软组织-液体”)的反射系数会有所不同。此外,反射程度取决于波束在介质界面上的入射角。因此,掌握并合理使用这种方法需要一定的技巧和时间。
为了产生和记录超声波振动,需要使用一个传感器,该传感器包含一个边缘连接有电极的压电晶体。将传感器放置在心脏投影区域的胸部表面,并将一束窄超声波束对准被研究的结构。超声波从密度不同的结构表面反射回传感器并被记录下来。超声心动图有几种模式。一维M超声心动图可以生成心脏结构的图像,并扫描其随时间的运动。在M模式下,由此产生的心脏图像可以测量收缩期和舒张期时壁的厚度和心腔的大小。
二维超声心动图可以实时获取心脏的二维图像。在这种情况下,使用能够获取二维图像的传感器。由于该检查是实时进行的,因此最完整的记录结果的方法是视频录制。通过改变检查点并改变声束方向,可以获得相当详细的心脏结构图像。使用的传感器位置如下:心尖、胸骨上、肋骨下。心尖入路可以获得心脏四个腔体和主动脉的切面。通常,心尖切面在很多方面与前斜投影的血管造影图像相似。
多普勒超声心动图可用于评估血流及其产生的湍流。多普勒效应是指超声信号从运动物体反射回来时的频率会与被定位物体的速度成比例变化。当物体(例如血液)向产生超声脉冲的传感器移动时,反射信号的频率会增加;而当从运动物体反射回来时,频率会降低。多普勒研究有两种类型:连续多普勒心动图和脉冲多普勒心动图。这种方法可用于测量研究人员感兴趣深度特定区域的血流速度,例如,瓣上或瓣下空间的血流速度会随着各种缺陷而变化。因此,记录心动周期特定点和特定时相的血流速度,可以相当准确地评估瓣膜功能不全或瓣口狭窄的程度。此外,这种方法还可以计算心输出量。目前,已出现了能够实时记录多普勒超声心动图并与二维超声心动图同步记录彩色图像的多普勒系统。在这种情况下,血流方向和速度以不同的颜色表示,这有助于理解和解释诊断数据。遗憾的是,并非所有患者都能通过超声心动图成功检查,例如由于严重的肺气肿、肥胖等原因。为此,人们开发了一种改进的超声心动图技术,使用插入食道的传感器进行配准。
首先,超声心动图可以评估心腔大小和血液动力学。借助M 超声心动图,可以测量左心室舒张末期和收缩末期的大小、后壁和室间隔的厚度。测量结果可以转换为体积单位 (cm2)。还可以计算左心室射血分数,该分数通常超过左心室舒张末期容积的 50%。多普勒超声心动图可以评估通过狭窄开口的压力梯度。超声心动图可成功用于诊断二尖瓣狭窄,二维图像可以相当准确地确定二尖瓣开口的大小。在这种情况下,还可以评估伴随的肺动脉高压和右心室病变的严重程度及其肥大。多普勒超声心动图是评估通过瓣膜开口反流的首选方法。超声心动图在识别二尖瓣反流病因,尤其是在诊断二尖瓣脱垂方面尤其有价值。在这种情况下,收缩期可以看到二尖瓣瓣叶向后移位。这种方法还可以评估左心室血液流入主动脉的路径上发生的狭窄的原因(瓣膜狭窄、瓣上狭窄和瓣下狭窄,包括阻塞性心肌病)。该方法可以高度准确地诊断各种部位的肥厚型心肌病,包括非对称性和对称性心肌病。超声心动图是诊断心包积液的首选方法。在左心室后方和右心室前方可以看到一层心包积液。如果积液量大,可以看到心脏右半部分受到压迫。还可以检测到心包增厚和心包缩窄。然而,心脏周围的一些结构,例如心外膜脂肪,可能难以与增厚的心包区分开。在这种情况下,计算机断层扫描(X射线和核磁共振)等方法可以提供更准确的图像。超声心动图检查可以观察到感染性心内膜炎瓣膜上的乳头状瘤样生长,尤其是当赘生物(由心内膜炎引起)直径超过2毫米时。超声心动图检查可以诊断心房粘液瘤和心内血栓,这些在所有检查模式下都能很好地检测到。
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心脏放射性核素检查
这项研究基于将带有放射性标记的白蛋白或红细胞注入静脉。放射性核素检查可以评估心脏的收缩功能、心肌的灌注和缺血情况,以及检测心肌的坏死区域。放射性核素检查设备包括伽马射线照相机和计算机。
放射性核素心室造影是通过静脉注射锝-99标记的红细胞进行的。该检查可以生成心腔和大血管的图像(在某种程度上类似于心导管插入术和X射线心血管造影的数据)。由此产生的放射性核素心血管造影图可以评估缺血性心脏病患者左心室心肌的局部和总体功能,评估射血分数,确定心脏缺陷患者的左心室功能(这对于预后很重要),并检查两个心室的状况(这对于先天性心脏缺陷、心肌病和动脉高血压患者很重要)。该方法还可以诊断是否存在心内分流。
利用放射性铊-201进行灌注闪烁显像可以评估冠状动脉循环的状态。铊的半衰期较长,且价格昂贵。注入静脉的铊会随冠状动脉血流输送至心肌细胞,并穿透心脏灌注部位的心肌细胞膜并在其中蓄积。这可以在闪烁显像中记录下来。在这种情况下,灌注不良的区域铊的蓄积更严重,而心肌无灌注区域在闪烁显像上呈现为“冷”点。这种闪烁显像也可以在体力活动后进行。在这种情况下,在患者最大体力活动期间(此时患者出现心绞痛发作或心电图变化提示缺血)静脉注射同位素。在这种情况下,缺血区域由于灌注较差且心肌细胞中铊的蓄积较少而被检测到。铊未积聚的区域对应于瘢痕性改变或新鲜心肌梗死区域。铊负荷闪烁显像对检测心肌缺血的敏感性约为80%,特异性为90%。这对于评估冠心病患者的预后至关重要。铊闪烁显像采用不同的投影方式进行。在这种情况下,获取左心室心肌闪烁图,并将其分为多个区域。缺血程度通过改变的区域数量进行评估。与显示动脉形态变化的X射线冠状动脉造影不同,铊闪烁显像可以评估狭窄变化的生理意义。因此,有时在冠状动脉成形术后进行闪烁显像以评估旁路功能。
在急性心肌梗死患者中,给予锝-99焦磷酸盐后进行闪烁显像检查,以确定坏死区域。通过与焦磷酸盐在活跃积聚的骨结构中的吸收程度进行比较,对本研究结果进行定性评估。在临床病程不典型且心室内传导受损导致心电图诊断困难的情况下,该方法对于心肌梗死的诊断非常重要。梗死发生后12-14天,心肌中已无焦磷酸盐积聚的征象。
心脏磁共振断层扫描
心脏核磁共振检查的原理是,某些原子的原子核在强磁场中会发射可记录的电磁波。利用各种元素的辐射以及对由此产生的振荡进行计算机分析,可以清晰地显示位于软组织(包括心脏)中的各种结构。通过这种方法,可以清晰地确定心脏在各个水平层面的结构,即获取断层图像,并阐明形态特征,包括腔室大小、心壁厚度等。利用各种元素的原子核,可以检测心肌坏死灶。通过研究磷-31、碳-13、氢-1等元素的辐射光谱,可以评估富含能量的磷酸盐的状态并研究细胞内的代谢。各种改进的核磁共振越来越多地用于获取心脏和其他器官的可见图像,以及研究新陈代谢。尽管这种方法仍然相当昂贵,但毫无疑问它在科学研究和实际医学中都具有巨大的应用潜力。