1.3 Анализ нормальной фонокардиограммы
Существует 2 способа записи ФКГ - двухполярный и однополярный, или запись огибающей. Для врачей - кардиологов более привычным и наглядным является двухполярный способ. Однако на частотах выше 100 Гц электромеханические регистраторы в силу инерционности искажают исходный сигнал или вообще не работают (3). Поэтому высокочастотные звуки сердца записывают с помощью преобразования ФКГ в псевдо-ФКГ. Сущность такого преобразования заключается в том, что сначала выделяется огибающая сигнала, а затем она заполняется колебаниями специального генератора относительно низкой частоты (ниже предельной частоты регистратора). При этом ФКГ имеет естественную двухполярную форму.
Для ориентировки в фонокардиограмме принято записывать ее одновременно с электрокардиограммой. Это дает возможность быстро находить I и II тоны, и по ним определять остальные показатели.
Рис. 1.2 Расположение тонов сердца на фонокардиограмме (внизу), зарегистрированной синхронно с электрокардиограммой (вверху): цифрами I, II, III, IV обозначены соответственно первый, второй, третий и четвертый тоны сердца.
Нормальная фонокардиограмма состоит из двух постоянно присутствующих I и II тонов и из двух пауз: систолической и диастолической. В диастолической паузе иногда встречаются дополнительные диастолические тоны — III, IV и V (экстратоны), а в патологических случаях в диастоле может быть отмечен высокочастотный экстратон — щелчок открытия митрального клапана, или «митральный щелчок», который обозначается как 0S.
До настоящего времени еще нет единства мнений о механизме происхождения тонов сердца и их составляющих. Принято считать, что феномен I тона возникает в результате начального напряжения в изотермической фазе сердечного цикла, закрытия атриовентрикулярных клапанов и открытия клапанов аорты и легочной артерии. Возникновение колебаний II тона связано с захлопыванием полулунных клапанов аорты и легочной артерии, а также с открытием атриовентрикулярных клапанов - митрального и трехстворчатого.
При анализе нормальной фонокардиограммы учитываются следующие показатели: 1) тоны - их амплитуда, расстояние между отдельными осцилляциями, протяженность тона во времени; 2) интервалы - время от начала зубца Q электрокардиограммы до начала первой большой осцилляции I тона («Q - I тон»), время от начала I тона до начала II тона (механическая систола) и время от окончания зубца Т электрокардиограммы до начала первой большой осцилляции II тона («T-II тон»); 3) шумы - их амплитуда, «форма», положение по отношению к фазам сердечного цикла.
Рисунок 1.3 Тоны сердца
I тон состоит из 6-10 осцилляции, из которых можно выделить 4 типа: начальные, центральные (состоящие из двух групп) и конечные (рис. 1.3). I тон всегда совпадает с комплексом QRS электрокардиограммы. Его начальные колебания состоят из 2-3 осцилляции низкой частоты и амплитуды - около 30 колебаний в секунду - и обусловлены началом сокращения желудочков в изометрической фазе сердечного цикла.
Центральные осцилляции I тона образуются 4-6 колебаниями более высокой частоты-120-150 герц. Их появление связано, главным образом, с захлопыванием атриовентрикулярных клапанов (сначала митрального, затем трехстворчатого). В связи с этим в центральных осцилляциях 1 тона различаются митральный и трикуспидальный компоненты, обусловленные вибрацией створок соответствующих клапанов.
Конечные колебания I тона представлены в виде 2-3 низкочастотных осцилляции (около 30 герц). Их появление связано с колебаниями стенок аорты и легочной артерии и столба крови в них. В норме интервал между отдельными осцилляциями центрального комплекса I тона не превышает 0,02-0,04 секунды. Если этот интервал больше, то это указывает на расщепление 1 тона, что в свою очередь может служить косвенным признаком повышения давления в малом круге кровообращения. Общая продолжительность I тона в норме равна 0,10-0,14 секунды. Интервал Q - I тон в норме не превышает 0,03-0,06 секунды и представляет собой время от начала возбуждения желудочков до захлопывания митрального клапана (период трансформации). На фонокардиограмме он определяется от начала зубца Q электрокардиограммы до начала первой большой осцилляции главного комплекса I тона.
Показатель Q – I тон имеет важное значение в диагностике стеноза левого венозного устья. Увеличение этого интервала указывает на сужение левого атриовентрикулярного отверстия. Это объясняется тем, что закрытие митрального клапана может произойти лишь в том случае, когда давление в левом желудочке превысит давление в левом предсердии. При стенозе левого венозного устья создаются условия для повышения давления в левом предсердии, что и ведет к запаздыванию I тона. Считается, что это запаздывание прямо пропорционально степени сужения левого атриовентрикулярного отверстия. При высоких степенях стеноза время Q - I топ может превышать 0,14 секунды.
Амплитуда I тона может варьировать у разных лиц со здоровым сердцем. Это зависит от толщины жирового слоя грудной клетки, наличия эмфиземы легких, степени развития грудных мышц и т.д. Принято сравнивать величину осцилляции I тона с величиной осцилляции II тона, записанных с верхушки сердца на втором среднечастотном тракте (С2). В норме амплитуда I тона в 1,5 раза превышает амплитуду II тона. Усиление I тона может наблюдаться при уменьшении диастолического наполнения желудочков кровью, при снижении вязкости крови (анемии). Амплитуда I тона может быть снижена при недостаточности митрального клапана, при дистрофических изменениях миокарда, а также в результате экстракардиальных причин: выпот в плевральную или в перикардиальную полости и др. При мерцании или трепетании предсердий интенсивность I тона непостоянна.
II тон возникает или непосредственно после окончания зубца Т электрокардиограммы, или через 0,02-0,04 секунды. Его общая продолжительность составляет 0,07 0,02 секунды. II тон состоит из 4-6 среднечастотных осцилляции (100-150 герц). Обычно в норме можно различить несколько составляющих II тона начальная часть II тона (а1) состоит из 2 - 3 осцилляции низкой частоты и амплитуды. Они обусловлены началом изометрического расслабления желудочков.
Главная часть II тона состоит из 2-3 колебаний средней частоты (100 -150 Гц) и амплитуды. Эта часть II тона обычно состоит из 2 компонентов: аортального и пульмонального, которые возникают вследствие захлопывания соответствующих клапанов. Расстояние между аортальным и пульмональным компонентами в норме не превышает 0,02-0,03 секунды. Увеличение этого интервала указывает на расщепление II тона и может быть следствием повышения давления в малом круге кровообращения. В этих случаях часто увеличивается и амплитуда пульмонального компонента II тона. Если в норме она достигает лишь половины аортального компонента, то при легочной гипертензии может быть равна ему и даже превышать. Чем выше гипертензия в малом круге кровообращения, тем выше амплитуда пульмонального компонента II топа и тем больше его запаздывание по отношению к аортальным осцилляциям. Другими словами, расщепление II тона может достигать 0,05 и даже 0,11 секунды (4).
Конечная часть II тона обусловлена открытием атриовентрикулярных клапанов и началом наполнения желудочков кровью. Эта часть II тона образована 2-3 колебаниями низкой частоты и небольшой амплитуды.
Фонокардиограф состоит из микрофона, усилителя, системы частотных фильтров и регистрирующего устройства (рис.2.1).
Рисунок 2.1 Структурная схема фонокардиографа
Микрофон устанавливают на грудной стенке в общепринятых точках аускультации сердца. Звуковые колебания, преобразованные микрофоном в электрические, усиливаются и передаются в систему частотных фильтров, которые выделяют из всех звуков ту или иную группу частот и пропускают их на различные каналы регистрации. Это позволяет избирательно записывать низкие, средние и высокие частоты звуков.
Звуковые сигналы через микрофон М поступают на микрофонный усилитель МУ, в котором происходит усиление сигнала, а затем на блок фильтров, где с помощью различных видов фильтров выполняется частотная фильтрация. На регистрирующее устройство поступает сигнал, который отфильтрован по частоте и убраны частоты, где заведомо могла пройти помеха. Для четкой передачи всех колебаний сердечных звуков, достигающих по своей частоте 800—1200 Гц, регистрирующее устройство должно иметь малую инерционность.