Röntgenonderzoek van de hartfunctie

Bij een gezond persoon verspreidt een excitatiegolf zich ongeveer eenmaal per seconde door de hartspier – het hart trekt samen en ontspant vervolgens. De eenvoudigste en meest toegankelijke methode om deze te registreren is fluoroscopie. Hiermee kunnen de samentrekkingen en ontspanning van het hart, de pulsatie van de aorta en de longslagader visueel worden beoordeeld. Tegelijkertijd is het, door de positie van de patiënt achter het scherm te veranderen, mogelijk om de contouren te accentueren, d.w.z. alle delen van het hart en de bloedvaten randvormend te maken. Door de ontwikkeling van echografie en de brede introductie ervan in de klinische praktijk is de rol van fluoroscopie bij het bestuderen van de functionele activiteit van het hart echter recentelijk aanzienlijk afgenomen vanwege de vrij hoge stralingsbelasting die hiermee gepaard gaat.

De belangrijkste methode om de contractiele functie van de hartspier te bestuderen is echografie.

In de cardiologie worden verschillende echografietechnieken gebruikt: eendimensionale echocardiografie (M-methode); tweedimensionale echocardiografie (B-methode); eendimensionale Doppler-echografie; tweedimensionale kleurendopplermapping. Een effectieve methode om het hart te bestuderen is ook duplexonderzoek - een combinatie van echografie en dopplerografie.

Een eendimensionaal echocardiogram bestaat uit een aantal curven die elk overeenkomen met een specifieke structuur van het hart: de wand van de ventrikel en de atrium, het interatriale en interventriculaire septum, de kleppen, het pericardium, enz. De amplitude van de curve op het echocardiogram geeft het bereik van de systolische bewegingen van de geregistreerde anatomische structuur aan.

Met echografie kunnen de bewegingen van de hartwanden en -kleppen in realtime op het beeldscherm worden waargenomen. Om een aantal parameters te bestuderen die de functie van het hart kenmerken, wordt de omtrek van het hart op het beeldscherm weergegeven in stilstaande beelden, opgenomen aan de top van de R-golf van het elektrocardiogram en de dalende knie van de T-golf. Een speciaal computerprogramma in het echografieapparaat maakt het mogelijk deze twee beelden te vergelijken en te analyseren en de parameters te verkrijgen van het eindsystolisch en einddiastolisch volume van de linker hartkamer en de atria, de grootte van het rechter hartkameroppervlak, de waarde van de ventriculaire ejectiefractie, de atriale ledigingsfractie, het systolisch en miniem volume, en de dikte van de myocardwanden. Het is zeer waardevol dat dit ook parameters kan opleveren van de regionale contractiliteit van de linker hartkamerwand, wat uiterst belangrijk is bij de diagnose van coronaire hartziekten en andere laesies van de hartspier.

Dopplerografie van het hart wordt voornamelijk uitgevoerd in de pulsmodus. Het maakt het niet alleen mogelijk om de beweging van de hartkleppen en -wanden in elke fase van de hartcyclus te bestuderen, maar ook om de snelheid, richting en aard van de bloedstroom in het geselecteerde controlevolume te meten. Nieuwe dopplerografiemethoden hebben een bijzondere betekenis gekregen in de studie van functionele parameters van het hart: kleurmapping, energie- en weefseldoppler. Momenteel zijn de specifieke opties van echografie de belangrijkste instrumentele methoden voor het onderzoeken van hartpatiënten, met name in de poliklinische praktijk.

Naast echografie hebben ook radionuclidemethoden voor onderzoek van hart en bloedvaten zich de laatste tijd snel ontwikkeld. Drie van deze methoden verdienen speciale aandacht: evenwichtsventriculografie (dynamische radiocardiografie), radionuclide-angiocardiografie en perfusiesyntigrafie. Deze methoden leveren belangrijke, soms unieke informatie over de hartfunctie, vereisen geen vaatkatheterisatie en kunnen zowel in rust als na functionele belasting worden uitgevoerd. Deze laatste omstandigheid is van groot belang bij het beoordelen van de reservecapaciteit van de hartspier.

Evenwichtsventriculografie is een van de meest gebruikte methoden om het hart te onderzoeken. Het wordt gebruikt om de pompfunctie van het hart en de aard van de beweging van de hartwanden te bepalen. Het object van onderzoek is meestal de linkerhartkamer, maar er zijn speciale technieken ontwikkeld om de rechterhartkamer te bestuderen. Het principe van de methode is het vastleggen van een reeks beelden in het geheugen van een gammacamera. Deze beelden worden verkregen door de gammastraling van radiofarmaca die in het bloed wordt gebracht en lange tijd in de bloedbaan blijft, d.w.z. niet door de vaatwand diffundeert. De concentratie van dergelijke radiofarmaca in de bloedbaan blijft lange tijd constant, waardoor men gewoonlijk spreekt van een 'bloedpoel' (van het Engelse 'pool' - een plas, een 'pool').

De eenvoudigste manier om een bloedpool te creëren is door albumine in het bloed te brengen. Het eiwit wordt echter nog steeds in het lichaam afgebroken en de radionuclide die hierbij vrijkomt, verlaat de bloedbaan. De radioactiviteit van het bloed neemt geleidelijk af, wat de nauwkeurigheid van het onderzoek vermindert. Een betere manier om een stabiele radioactieve pool te creëren, was door de erytrocyten van de patiënt te labelen. Hiervoor wordt eerst een kleine hoeveelheid pyrofosfaat intraveneus geïnjecteerd - ongeveer 0,5 mg. Dit wordt actief opgenomen door de erytrocyten. Na 30 minuten wordt 600 MBq 99mTc-pertechnetaat intraveneus geïnjecteerd, dat zich direct verbindt met het door de erytrocyten opgenomen pyrofosfaat. Dit resulteert in een sterke verbinding. Merk op dat dit de eerste keer is dat we een radionuclide-onderzoekstechniek tegenkomen waarbij de RFP in het lichaam van de patiënt wordt "bereid".

De passage van radioactief bloed door de hartkamers wordt in het computergeheugen geregistreerd met behulp van een elektronisch apparaat, een zogenaamde trigger. Dit koppelt de informatie die door de gammacameradetector wordt verzameld aan de elektrische signalen van de elektrocardiograaf. Nadat informatie is verzameld over 300-500 hartcycli (na volledige verdunning van het radiofarmacon in het bloed, d.w.z. stabilisatie van de bloedvoorraad), groepeert de computer deze in een reeks beelden, waarvan de belangrijkste de eindsystolische en einddiastolische fasen weergeven. Gedurende de hartcyclus worden meerdere tussenliggende beelden van het hart gelijktijdig gemaakt, bijvoorbeeld elke 0,1 seconde.

Een dergelijke procedure voor het samenstellen van medische beelden uit een grote reeks is noodzakelijk om voldoende "telstatistieken" te verkrijgen, zodat de resulterende beelden een voldoende hoge kwaliteit hebben voor analyse. Dit geldt voor elke analyse, zowel visueel als computergestuurd.

Bij de radionuclidendiagnostiek geldt, net als bij alle stralingsdiagnostiek, de hoofdregel van ‘kwaliteit van de betrouwbaarheid’: het verzamelen van zoveel mogelijk informatie (quanta, elektrische signalen, cycli, beelden, enz.).

Met behulp van een computer worden de ejectiefractie, de vul- en ledigingssnelheid van het ventrikel en de duur van de systole en diastole berekend op basis van de integraalcurve die is samengesteld op basis van de resultaten van de analyse van hartbeelden. De ejectiefractie (EF) wordt bepaald met de formule:

Waarbij DO en CO de waarden van het teltempo (radioactiviteitsniveaus) zijn in de einddiastolische en eindsystolische fasen van de hartcyclus.

De ejectiefractie is een van de meest gevoelige indicatoren voor de ventrikelfunctie. Normaal gesproken schommelt deze rond de 50% voor de rechterkamer en 60% voor de linkerkamer. Bij patiënten met een myocardinfarct is de ejectiefractie altijd proportioneel verminderd met het volume van de laesie, waarvan de prognostische waarde bekend is. Deze indicator is ook verminderd bij een aantal hartspierlaesies: cardiosclerose, myocardiopathie, myocarditis, enz.

Evenwichtsventriculografie kan worden gebruikt om beperkte stoornissen in de contractiliteit van de linker hartkamer op te sporen: lokale dyskinesie, hypokinesie, akinesie. Hiervoor wordt het beeld van de hartkamer verdeeld in verschillende segmenten – van 8 tot 40. Voor elk segment wordt de beweging van de hartkamerwand tijdens hartcontracties bestudeerd. Evenwichtsventriculografie is van aanzienlijke waarde voor het opsporen van patiënten met verminderde functionele reserves van de hartspier. Zulke mensen vormen een risicogroep voor het ontwikkelen van acuut hartfalen of een myocardinfarct. Zij ondergaan dit onderzoek onder omstandigheden van een gedoseerde fietsergometrische belasting om gebieden van de hartkamerwand te detecteren die de belasting niet aankunnen, hoewel er in rust geen afwijkingen worden waargenomen. Deze aandoening wordt stressgeïnduceerde myocardischemie genoemd.

Evenwichtsventriculografie maakt het mogelijk om de regurgitatiefractie te berekenen, d.w.z. de hoeveelheid bloed die terugstroomt bij hartafwijkingen met klepinsufficiëntie. Een ander voordeel van de methode is dat het onderzoek gedurende een lange periode, bijvoorbeeld enkele uren, kan worden uitgevoerd, bijvoorbeeld om het effect van medicijnen op de hartactiviteit te bestuderen.

Radionuclide-angiocardiografie is een methode waarbij de eerste passage van radiofarmaca door de hartkamers wordt afgewisseld na de snelle intraveneuze toediening van een klein volume (bolus).

Meestal wordt 99mTc-pertechnetaat gebruikt met een activiteit van 4-6 MBq per kg lichaamsgewicht in een volume van 0,5-1,0 ml. Het onderzoek wordt uitgevoerd met een gammacamera die is uitgerust met een krachtige computer. Een reeks beelden van het hart tijdens de passage van het radiofarmacon erdoorheen (15-20 beelden gedurende maximaal 30 seconden) wordt in het computergeheugen opgeslagen. Nadat de "interessezone" is geselecteerd (meestal de longwortel of het rechterventrikel), wordt de stralingsintensiteit van het radiofarmacon geanalyseerd. Normaal gesproken vertonen de curven van de passage van het radiofarmacon door de rechterhartkamers en door de longen één hoge, steile piek. Onder pathologische omstandigheden wordt de curve vlakker (wanneer het radiofarmacon in de hartkamers wordt verdund) of langer (wanneer het radiofarmacon in de kamer blijft).

Bij sommige aangeboren hartafwijkingen wordt arterieel bloed van de linkerhartkamer naar de rechterkamer gesluisd. Dergelijke sluisverbindingen (links-rechts-sluisverbindingen genoemd) treden op bij defecten in het hartseptum. Op radionuclidenangiocardiogrammen wordt een links-rechts-sluisverbinding zichtbaar als een herhaalde stijging van de curve in de "interessezone" van de longen. Bij andere aangeboren hartafwijkingen komt veneus, nog niet zuurstofrijk, bloed, via een bypass van de longen, weer in de systemische bloedsomloop terecht (rechts-links-sluisverbindingen). Een teken van dergelijke sluisverbindingen op een radionuclidenangiocardiogram is het verschijnen van een piek in de radioactiviteit in het linkerventrikel en de aorta voordat de maximale radioactiviteit in de longen wordt geregistreerd. Bij verworven hartafwijkingen kan met behulp van angiocardiogrammen de mate van regurgitatie door de mitralisklep- en aorta-openingen worden bepaald.

Myocardperfusiescintigrafie wordt voornamelijk gebruikt om de bloedstroom in het myocard te bestuderen en, tot op zekere hoogte, om het metabolisme in de hartspier te beoordelen. De techniek wordt uitgevoerd met de geneesmiddelen ^99m T1-chloride en ^99m Tc-sesamibi. Beide radiofarmaca passeren de bloedvaten die de hartspier van bloed voorzien, diffunderen snel naar het omliggende spierweefsel en spelen een rol in metabolische processen, waarbij kaliumionen worden gesimuleerd. De intensiteit van de accumulatie van deze radiofarmaca in de hartspier weerspiegelt dus het volume van de bloedstroom en het niveau van metabolische processen in de hartspier.

De accumulatie van radiofarmaca in het myocard vindt vrij snel plaats en bereikt zijn maximum binnen 5-10 minuten. Dit maakt het mogelijk om het onderzoek in verschillende projecties uit te voeren. Een normaal perfusiebeeld van de linker hartkamer ziet er op scintigrammen uit als een homogene hoefijzervormige schaduw met een centraal defect dat overeenkomt met de ventrikelholte. De ischemische zones die ontstaan tijdens een infarct worden weergegeven als gebieden met verminderde radiofarmacafixatie. Meer visuele en, belangrijker nog, betrouwbare gegevens in het onderzoek naar myocardperfusie kunnen worden verkregen met behulp van enkelvoudige-fotonemissietomografie. De afgelopen jaren zijn interessante en belangrijke fysiologische gegevens over de werking van de hartspier verkregen met behulp van ultrakortlevende positron-emitterende nucliden als radiofarmaca, zoals F-DG, d.w.z. met behulp van twee-fotonemissietomografie. Tot nu toe is dit echter alleen mogelijk in bepaalde grote onderzoekscentra.

Nieuwe mogelijkheden voor het beoordelen van de hartfunctie ontstonden door de verbetering van computertomografie, waardoor het mogelijk werd om een reeks tomogrammen met korte belichtingen te maken tegen de achtergrond van een bolusinjectie met een radiopake stof. 50-100 ml van een niet-ionisch contrastmiddel - omnipaque of ultravist - wordt met behulp van een automatische injectiespuit in de elleboogader geïnjecteerd. Vergelijkende analyse van hartsecties met behulp van computerdensitometrie maakt het mogelijk om de bloedstroom in de hartholtes gedurende de hartcyclus te bepalen.

Computertomografie heeft met name in het hartonderzoek belangrijke vooruitgang geboekt met de ontwikkeling van elektronenbundelcomputertomografen. Dergelijke apparaten maken het niet alleen mogelijk om met zeer korte belichtingstijden een groot aantal beelden te maken, maar ook om de contractiedynamiek van het hart in realtime te simuleren en zelfs een driedimensionale reconstructie van een bewegend hart te maken.

Een andere, niet minder dynamisch ontwikkelende methode om de hartfunctie te bestuderen, is magnetische resonantiebeeldvorming (MRI). Dankzij de hoge intensiteit van het magnetische veld en de komst van een nieuwe generatie krachtige computers werd het mogelijk om in zeer korte tijd de informatie te verzamelen die nodig is voor beeldreconstructie, met name om de eindsystolische en einddiastolische fasen van de hartcyclus in realtime te analyseren.

De arts beschikt over vele radiologische methoden om de contractiele functie van de hartspier en de bloeddoorstroming van de hartspier te beoordelen. Hoezeer de arts zich echter ook probeert te beperken tot niet-invasieve methoden, bij een aantal patiënten is het noodzakelijk om complexere procedures te gebruiken, zoals vaatkatheterisatie en kunstmatig contrast van de hartholtes en kransslagaders - röntgenventriculografie en coronaire angiografie.

Ventriculografie is noodzakelijk omdat het een hogere gevoeligheid en nauwkeurigheid heeft bij het beoordelen van de linkerventrikelfunctie dan andere methoden. Dit geldt met name voor het identificeren van stoornissen in de lokale contractiliteit van de linkerventrikel. Informatie over regionale myocardaandoeningen is noodzakelijk om de ernst van coronaire hartziekten te bepalen en indicaties voor chirurgische ingrepen, transluminale angioplastiek van de kransslagaders en trombolyse bij een myocardinfarct te beoordelen. Bovendien maakt ventriculografie een objectieve beoordeling mogelijk van de resultaten van stresstests en diagnostische tests voor coronaire hartziekten (atriale stimulatietest, fietsergometrische test, enz.).

De radiopake stof wordt geïnjecteerd in een volume van 50 ml met een snelheid van 10-15 ml/s en er wordt gefilmd. De filmbeelden tonen duidelijk veranderingen in de schaduw van de contraststof in de linkerhartkamer. Bij zorgvuldige bestudering van de filmbeelden kunnen duidelijke verstoringen in de contractiliteit van het myocard worden waargenomen: gebrek aan wandbeweging in enig gebied of paradoxale bewegingen, d.w.z. uitpuiling tijdens de systole.

Om minder uitgesproken en lokale contractiliteitsstoornissen te identificeren, is het gebruikelijk om een aparte analyse uit te voeren van 5-8 standaardsegmenten van het linkerventrikelsilhouet (voor een afbeelding in de rechter voorste schuine projectie onder een hoek van 30°). Figuur 111.66 toont de verdeling van het ventrikel in 8 segmenten. Er zijn verschillende methoden voorgesteld om de contractiliteit per segment te beoordelen. Een daarvan is het tekenen van 60 stralen vanaf het midden van de lange as van het ventrikel tot aan de contouren van de ventrikelschaduw. Elke straal wordt gemeten in de einddiastolische fase en daarmee ook de mate van verkorting tijdens ventriculaire contractie. Op basis van deze metingen worden computergestuurde verwerking en diagnostiek van regionale contractiliteitsstoornissen uitgevoerd.

Een onmisbare directe methode voor het bestuderen van de coronaire bloedstroom is selectieve coronaire angiografie. Via een katheter, die achtereenvolgens in de linker en vervolgens in de rechter kransslagader wordt ingebracht, wordt met een automatische injector een radiopake substantie ingespoten en worden er opnames gemaakt. De resulterende beelden weerspiegelen zowel de morfologie van het gehele kransslagaderstelsel als de aard van de bloedcirculatie in alle delen van het hart.

De indicaties voor coronaire angiografie zijn vrij breed. Ten eerste is coronaire angiografie geïndiceerd bij alle onvoldoende duidelijke gevallen ter bevestiging van ischemische hartziekte, keuze van behandelmethode voor acuut myocardinfarct, differentiële diagnostiek van myocardinfarct en cardiomyopathie. Ook in combinatie met herhaalde hartbiopten, indien er een vermoeden bestaat van een afstotingsreactie tijdens de transplantatie. Ten tweede wordt coronaire angiografie gebruikt bij strenge beroepsselectie, indien er een vermoeden bestaat van mogelijke schade aan de kransslagaders bij piloten, luchtverkeersleiders, chauffeurs van intercitybussen en treinen, aangezien het ontstaan van een acuut myocardinfarct bij deze werknemers een gevaar vormt voor passagiers en hun omgeving.

Een absolute contra-indicatie voor coronaire angiografie is intolerantie voor het contrastmiddel. Relatieve contra-indicaties zijn onder andere ernstige schade aan inwendige organen: lever, nieren, enz. Coronaire angiografie kan alleen worden uitgevoerd in speciaal uitgeruste röntgenoperatiekamers, die over alle middelen beschikken om de hartactiviteit te herstellen. In sommige gevallen kan de toediening van een contrastmiddel (en het moet meerdere keren in elke kransslagader worden toegediend bij gebruik van functionele tests) gepaard gaan met brachycardie, extrasystole en soms een tijdelijk transversaal hartblok en zelfs fibrillatie. Naast de visuele analyse van coronaire angiogrammen worden ze ook computergestuurd verwerkt. Om de contouren van de slagaderschaduw te analyseren, worden alleen de contouren van de slagader op het scherm weergegeven. In geval van stenose wordt een stenosegrafiek weergegeven.