Тем самым мы подошли к обсуждению еще одного технического круга вопросов, знание которых необходимо для контрастной ЭхоКГ: различные техники исследования используют различные, специфические для контрастных средств свойства для выявления и отличия пузырьков от окружающего миокарда.
В идеале при этом сам миокард должен изображаться почти без тканевого отражения, т.е. черным цветом, так, чтобы вызванная контрастным средством окраска регистрировалась в режиме online, т.е. без вычитания фона; одновременно желательно достичь высокоспецифичного изображения пузырьков без эффекта тканевого ослабления или негомогенности в рамках ультразвукового поля. Ниже будут более подробно описаны новые техники, чтобы облегчить понимание доступных в современной ЭхоКГ методик:
1. Высокоэнергетические методики:
- традиционная (фундаментальная) эхокардиография,
- режим второй гармоники (Second Harmonic Imaging),
- гармоническая энергетическая допплерография (Harmonic Power Doppler),
- пульс-инвертированная методика (Puls-Inversion);
2. Низкоэнергетические методики (изображение перфузии в реальном времени, Real Time Perfusion Imaging):
- пульс-инвертированная методика (Puls-Inversion),
- режим модуляции энергии (Power Modulation),
- режим когерентности (Coherence Imaging).
Режим второй гармоники и гармонической энергетической допплерографии:
а - Негомогенная окраска миокарда (отчетливо ослабленная в латеральной базальной области) в режиме второй гармоники в четырехкамерной позиции у пациента с нормальной коронароангиограммой после внутривенного введения Левовиста (4 г).
б - Гармоническая энергетическая допплерография: исследование с контрастом у пациента без заболевания сердца после внутривенного введения Оптисона (0,3 мл). Распределение цвета демонстрирует высокую концентрацию контрастного средства с высокой интенсивностью сигнала (желтый цвет) в левом желудочке и эффект контрастирования миокарда (красные тени), а также артефакт ослабления окрашивания в базальных отделах боковой стенки.
Схема пульс-инвертированной методики: слева пара ультразвуковых импульсов, испущенных со смещением фазы, в среднем столбце отраженные тканью импульсы (линейно), взаимно погашающиеся при сложении, а справа - ультразвуковые импульсы, отраженные контрастным средством (нелинейно), создающие при сложении гармонический спектр и тем самым - без процесса фильтрации - обусловливающие возможность изолированного отображения пузырьков.
а) Высокоэнергетические методики:
1. Традиционная (фундаментальная) эхокардиография. Излученная и воспринятая датчиком основная ультразвуковая частота с учетом ее скорости обрабатывается в двумерное изображение, а интенсивность каждого отраженного сигнала измеряется по амплитуде соответствующего импульса и отображается на экране в виде яркости точек. Однако наибольшей проблемой для чувствительного выявления эффекта контрастного средства остается схожесть его показателей на шкале градаций серого с показателями окружающего миокарда, так что эту технику следует заменять более современными.
2. Режим второй гармоники. Как уже было сказано, в этом случае для получения двумерного изображения из отраженного сигнала селективно используется частота, вдвое превышающая исходную основную ультразвуковую частоту. Достигаемое тем самым специфическое для пузырьков усиление их изображения в градациях серого часто видно уже визуально, но из-за налагающихся оттенков миокарда должно быть верифицировано при помощи вычитания фона.
При критическом рассмотрении клинических изображений миокарда, имеющих нормальные перфузионные характеристики, приходится также констатировать, что эффекты контрастных средств, регистрируемые в различных сегментах левого желудочка, ни в коем случае не одинаковы. По-видимому, здесь играют роль физические феномены, такие как интрамиокардиальное гашение и негомогенное распределение акустической энергии в пределах сектора, что в отдельных случаях трудно отдифференцировать от нарушений перфузии. В целом следует признать, что, несмотря на распространенность, эта методика как раз при визуальной оценке довольно часто приводит к ошибочным заключениям.
3. Гармоническая энергетическая допплерография. В принципе допплеровская техника для выявления эффектов контрастных средств имеет преимущества перед двумерной ЭхоКГ: благодаря низкому уровню шума у нее существенно лучшее соотношение сигнал/шум и она по определению показывает как движение пузырьков в крови (допплеровский сдвиг), так и резкую смену частоты при спонтанной акустической эмиссии (потеря корреляции, loss of correlation). С развитием методики тканевой допплер-ЭхоКГ в форме так называемого энергетического допплера стало возможно полуколичественно визуализировать интенсивность допплеровского сигнала в виде цветокодированного изображения, наложенного на двумерную эхокардиограмму.
Эта информация в значительной мере не зависит от скорости движения, направления движения и, что особенно важно, от угла между направлением движения и ультразвуковым лучом. Гемодинамические модели и эксперименты на животных также подтвердили превосходство гармонического энергетического допплера над фундаментальной ЭхоКГ и режимом второй гармоники. С физической точки зрения остается проблемой то, что эта методика основана на спонтанной акустической эмиссии, т.е. на высокоэнергетической деструкции микропузырьков, но из-за тканевого ослабления на соответствующей глубине проникновения ультразвука не всегда можно обеспечить необходимые условия для этого. В действительности как раз при клиническом применении эта методика оказывается еще не полностью «созревшей», поскольку ее диагностическая ценность может быть в значительной степени ограничена как артефактами движения, так и сложностью в гомогенной визуализации перфузии боковой или передней стенки.
4. Пульс-инвертированная методика. Для того чтобы исправить недостатки предшествующих методик исследования, в 1998 г. была представлена пульс-инвертированная методика как новый режим визуализации. Эта современная техника использует принцип парных ультразвуковых импульсов, которые благодаря своей специфической форме позволяют при расчете отличать нелинейное отражение (от микропузырьков) от линейного (от ткани). Де-факто испускаются пары ультразвуковых импульсов, из которых каждый второй смещен по фазе относительно положитель-ной/отрицателыюй части импульса, так что сложение таких сигналов, отраженных от тканей, приводит к их взаимному погашению, а при отражении от микропузырьков - к возникновению гармонических сигналов без необходимости какой-либо фильтрации.
Теоретически данная новая методика в итоге обладает такими преимуществами, как более высокая разрешающая способность, более высокая чувствительность выявления контрастного средства и более высокая производительность даже при меньших значениях акустической энергии. Касательно двух последних преимуществ в опытах in vitro было доказано, что пульс-инвертированная методика менее чувствительна к ослаблению сигнала, чем гармоническая энергетическая допплерография - как для содержащего воздух контрастного средства (например, Левовист), так и для пузырьков с высокомолекулярным газом (например, Соновью). Первые клинические впечатления подтверждают улучшенное разрешение изображения по сравнению с режимом второй гармоники или гармоническим энергетическим допплером, а также более высокую диагностическую точность.
б) Низкоэнергетические методики (изображение перфузии в реальном времени). Чтобы исключить артефакты движения, возникающие при исследовании с помощью пульс-инвертированной методики, была разработана гибридная методика, в которой благодаря испусканию нескольких смещенных по фазе ультразвуковых импульсов на каждую линию сканирования выполняется расчет по допплеровскому принципу. Этот принцип нескольких пульсов лежит в основе всех режимов изображения перфузии в реальном времени и у каждого конкретного производителя оборудования модифицируется на основе пульс-инвертированной методики, различной амплитуды импульсов (режим модуляции энергии, Power Modulation) или обсчета импульсов с участием соседних линий (режим когерентности).
Преимущества. Эта технология, обозначаемая как «изображение перфузии в реальном времени» (Real Time Perfusion Imaging), обладает высокой чувствительностью в выявлении микропузырьков даже при очень низком механическом индексе (MI 0,1-0,3), который не дает изображения миокардиальной ткани без контрастного средства. Таким образом можно использовать эффекты миокардиального контрастирования в режиме online, что дает значительное преимущество в точности и в затратах времени при количественной оценке, в противоположность существовавшим ранее методикам с использованием второй гармоники, требовавшим затратного по времени «вычитания в режиме offline».
Создаваемая в этой методике возможность после селективно испущенных высокоэнергетических ультразвуковых вспышек наблюдать на последующих низкоэнергетических изображениях постепенное заполнение миокарда контрастным средством позволяет проводить количественную оценку региональной миокардиальной объемной скорости кровотока аналогично разработанной Wei методике нарастающих триггерных интервалов в высокоэнергетической технике получения изображений в прерывистом режиме. Сегодня имеется большое число публикаций по методикам изображения перфузии в реальном времени, доказавших их значение как в визуальной, так и в количественной оценке. Наконец, не следует недооценивать то преимущество методик реального времени, что они позволяют достичь более высокой клинической надежности и одновременно избежать использования максимальной акустической энергии.
