Диссертация (Методы и алгоритмы обработки, анализа и визуализации данных ультразвукового доплеровского измерителя скорости кровотока), страница 12

д. Механическая функция сердца может быть описанапосредством изменений давления, объема и скорости кровотока, которыепроисходят во время каждого сердечного цикла [52]. Сердечным цикломназывают одну полную последовательность сокращения (систола) и расслаблениясердца (диастола). В норме у человека общая длительность сердечного цикласоставляет примерно 0,8-0,9 с. Сокращение сердца начинается с систолыпредсердий, длящейся 0,1 с.

Систола предсердий сменяется систолой желудочковпродолжительностью 0,33 с. Систола желудочков состоит из периода напряжения(фазы асинхронного сокращения и изометрического сокращения) и периодаизгнания крови (фазы быстрого и медленного изгнания). В конце фазымедленного изгнания миокард желудочков начинает расслабляться (время отначала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапановназывается протодиастолическим периодом длительностью около 0,04 с), и60наступает его диастола (0,47 с). Диастола желудочков состоит из периодовизометрического расслабления, наполнения кровью (фазы быстрого и медленногонаполнений) и пресистолического периода (систола предсердий).

Данноеразбиение СЦ на фазы, или фазовый анализ кривых кровотока, играет крайневажную роль в исследованиях ССС.2.2.2.Особенности коронарного кровотокаИзвестно, что коронарное кровообращение значительно интенсивнее, чемкровообращение в других органах и тканях. В коронарные артерии поступаетоколо 5% минутного объема крови (далее – МОК), что в состоянии покоясоставляетоколо250 мл/мин.Коронарныйкровоток,вотличиеотпериферического, в связи с тем, что венечные сосуды расположены в миокарде,существенно изменяется в зависимости от периода сердечного цикла.

В периодсистолы желудочков просвет коронарных сосудов и интенсивность коронарногокровотока (особенно в миокарде левого желудочка) снижается, а во времядиастолы, соответственно, увеличивается. Описанные периодические колебанияобъясняются двумя основными причинами: первая из них обусловленапульсирующим характером давления в аорте, а вторая (основная) – измененияминапряжения в стенке миокарда.

В систолу, когда это напряжение значительновозрастает, сдавливаются сосуды среднего и внутреннего слоев миокарда,движение крови, особенно в левой коронарной артерии, затруднено. В диастолунапряжение в миокарде падает, проходимость сосудов восстанавливается икровоток увеличивается. Коронарные сосуды наполняются кровью на 85% впериод диастолы. В увеличении кровотока через миокард в период диастолы неисключена роль реактивной (постокклюзионной) гиперемии.Питаниемиокардаобеспечиваетсяразветвлениямиправойилевойкоронарных артерий; считается, что характер кровотока в них различенвследствие различий в физиологии левого и правого желудочков сердца.

В левойкоронарной артерии в начале систолы кровоток почти прекращается, а во время61диастолы (после снижения напряжения миокарда) резко возрастает. В бассейнеправой коронарной артерии во время систолы кровоток снижается в гораздоменьшей степени. Суммарное воздействие эффективного перфузионного ивнутримиокардиального давления на величину кровотока в правой и левойкоронарных артериях представлено на Рис. 2.3.Рис.

2.3.Кровоток в коронарных сосудах (1 – давление в аорте, 2 – давление в левомжелудочке, 3 – давление в правом желудочке, 4 – давление в левом предсердии)Так как компрессионное давление, развиваемое миокардом правогожелудочка в систолу, во много раз меньше, чем в левом желудочке, и меньшедавления в аорте, перфузия правого желудочка не прерывается во время систолы,и поток крови в правой коронарной артерии повторяет кривую давления в аорте.Соотношение систолической и диастолической фаз общего коронарногокровотока равно примерно 1:2, но оно может изменяться при различных условиях.Тахикардия может снизить миокардиальную перфузию за счет укорочениявремени диастолы.

Недостаточность аортальных клапанов, сопровождающаяся62снижениемдиастолическогодавления,уменьшаетэффективноевнутрикоронарное перфузионное давление и коронарный кровоток в диастолу.«Удушающий» эффект систолы на миокардиальную перфузию достигает своегоапогея при обструкции выходного отдела левого желудочка (подклапанный иликлапанныйстенозустьяаорты),когдавнутрижелудочковоедавлениеувеличивается, а коронарное перфузионное давление остается прежним.2.2.3.Фазовый анализ на основе различных методов регистрациисердечной деятельностиВ исследовании и диагностике болезней сердца и сосудов при фазовоманализе кривой линейной или объемной скорости кровотока, ее принятосинхронизировать с кривыми электрокардиограммы, изменения артериальногодавления,давлениявнутрикамерсердцаимагистральныхсосудов,фонокардиограммы (ФКГ, фонокардиография – метод графической регистрациизвуковых процессов, возникающих при работе сердца) или др.

кривыми,отражающими цикличную электрическую и механическую деятельность сердца(см. пример на Рис. 2.4).Зарегистрированная ЭКГ отражает последовательный охват возбуждениемсократительногомиокардапредсердийижелудочков.ИнтервалR–R,соответствующий расстоянию между вершинами соседних R-зубцов, равендлительности одного СЦ и обратно пропорционален частоте сердечныхсокращений [53] (пример см. на Рис. 2.5). Зубец Р отображает охватвозбуждением предсердий и получил название предсердного. Далее возбуждениераспространяется на предсердно-желудочковый узел и движется по проводящейсистемежелудочков.Охватвозбуждениемжелудочковосуществляетсяпосредством передачи возбуждения с элементов проводящей системы насократительный миокард, что обусловливает сложный характер комплекса QRS.При этом зубец Q обусловлен возбуждением верхушки сердца, правой сосочковоймышцы и внутренней поверхности желудочков, зубец R – возбуждением63основания сердца и наружной поверхности желудочков.

Процесс полного охватавозбуждением миокарда желудочков завершается к окончанию формированиязубца S.Рис. 2.4.Полисфигмокардиограмма: фазовый анализ кривой кровотока поаортокоронарному шунту в переднюю межжелудочковую артерию силлюстрацией ЛСК, ЭКГ и АДРис. 2.5.R-R-интервал ЭКГЗатем оба желудочка возбуждены, и сегмент ST находится на изопотенциальнойлинии вследствие отсутствия разности потенциалов в возбудимой системежелудочков. Зубец Т отражает процессы реполяризации, т. е. восстановления64нормального мембранного потенциала клеток миокарда.

Этот зубец – самаяизменчиваячасть ЭКГ. Между зубцомТ ипоследующимзубцомРрегистрируется изопотенциальная линия, так как в это время в миокардежелудочков и в миокарде предсердий нет разности потенциалов [53].Рис. 2.6.Критерии разделения СЦ на фазы (синхронизированы кривые ЭКГ, ФКГ исфигмограммы сонной артерии)В итоге, при синхронной записи некоторых из описанных выше кривых (и, впервую очередь, по кривой ЭКГ), определяют продолжительность СЦ, а значит, ичастоту сердечных сокращений (по интервалу R–R на ЭКГ), продолжительностьсистолы (по интервалу от начала зубца Q на ЭКГ до II тона на ФКГ [53], см.Рис.

2.6), а значит – и продолжительность диастолы. Возможно и более детальноеопределение составляющих СЦ фаз с использованием данных различных кривых.Отдельно, например, по исследуемой в данной работе кривой линейной скоростикровотока, невозможно точно определить положение и границы фаз СЦ.Дополнительную сложность в применении метода поликардиографии(синхроннойзаписиописанныхкривых)составляеттотфакт,чтовэлектрокардиографии в настоящее время пользуются в основном специальнымиприборами–электрокардиографамисэлектроннымиусилителямии65осциллографами. Запись кривых производят на движущейся бумажной ленте, чтозатрудняетоцифровкуиспользованияприПромышленногосинхронновданныхцифровойсерийногоходеЭКГдляобработкекривойоборудования,исследования(ипоследующегосовместногоскоростипозволяющеговыполняющегокровотока.регистрироватьоцифровкуилинепосредственную регистрацию на цифровой носитель) одновременно кривыеЛСК, ЭКГ и АД (и другие) для коронарного кровотока в нашей стране невыпускается.

Также следует помнить, что в зависимости от способа снятия техили иных показаний, сопоставляемых друг с другом, одновременно поступающиесдатчиковнарегистраторданныемогутсоответствоватьвовсенеодновременным процессам, происходящим в организме. Другими словами, прииспользовании методик снятия показаний, например, с помощью катетера,неотвратимо образуется задержка получения данных в связи с прохождениемсигнала по длинному кабелю [98] (в то время как другие данные могут поступатьбыстрее), которая может внести существенный (порядка нескольких десятков мс)«сдвиг» одних данных, например, показаний давления, относительно других,например, ЭКГ.