Во всем мире ведущими причинами заболеваемости и смертности остаются заболевания сердца. Неинвазивные методы визуализации играют значительную роль в диагностике, мониторинге и лечении этих заболеваний.
С этих позиций рентгенологи должны повышать клиническую ценность своих исследований и консультаций, опираясь в этих вопросах на базовые принципы исследования камер сердца, в т.ч. с использованием методов компьютерной томографии, как специализированных, предназначенных для исследования сердечно-сосудистой системы, так и стандартных методов исследования грудной клетки.
Если во многих случаях анализ томограмм выполняется с использованием стандартных реконструкций в аксиальной, фронтальной и сагиттальной плоскостях (иногда достаточно только аксиальных томограмм), то при исследовании сердца такой подход значительно ограничивает возможности диагноста.
Для правильного анализа и интерпретации результатов томографических методов исследования рентгенолог в первую очередь должен хорошо разбираться в анатомии камер сердца, для оценки которых используются стандартизованные плоскости, получаемые на основании многоплоскостной реконструкции.
Для оценки морфологии, размеров и функции сердца используются стандартизованные плоскости визуализации сердца, включающие четырехкамерный вид, трехкамерный вид, двухкамерный вид и проекцию короткой оси. Эти плоскости или их близкие аналоги едины для всех томографических методов визуализации.
Создание таких плоскостей на основании данных КТ требует наличия специализированного программного обеспечения, дающего возможность проводить многоплоскостные реконструкции изображений (MPR), и скрупулезного следования пошаговой методике создания таких изображений на основании анатомических ориентиров.
В этой статье на сайте мы проиллюстрируем пошаговое создание стандартизованных плоскостей визуализации сердца на основании данных КТ с использованием программного обеспечения для MPR. Также мы расскажем, как использовать эти стандартизованные плоскости для оценки морфологии, размеров и функции камер сердца.
Понимание этих нюансов и анатомических особенностей является той базой, которая позволит рентгенологу не только правильно анализировать КТ-изображения, но и проводить корреляцию с другими методами визуализации сердца, т.е. по сути разговаривать на одном языке с другими специалистами.
1. Проекция вертикальной длинной оси и истинный двухкамерный вид. Проекция вертикальной длинной оси левого желудочка представляет собой плоскость, проходящую через центр митрального клапана и верхушку левого желудочка параллельно средней порции межжелудочковой перегородки. Эта проекция — единственная косая плоскость визуализации сердца и близкий аналог истинного двухмерного вида левого желудочка.
Истинный парасептальный (параллельный перегородке) двухкамерный вид левого желудочка — это двойная косая плоскость визуализации сердца, несколько отличающаяся от проекции длинной оси левого желудочка. Отличием является внеосевой наклон от прямой вертикальной линии, проведенной через короткую ось.
Обе проекции используются для оценки морфологии и функции митрального клапана, морфологии, размеров и функции левого предсердия и морфологии, размеров и функции левого желудочка, особенно передней и нижней стенок на двухкамерном виде, и передней и нижне-перегородочной стенок в проекции вертикальной длинной оси.
На рисунке 1 показано пошаговое построение проекции вертикальной длинной оси левого желудочка, на рисунке 2 представлены примеры изменений, которые могут быть видны в этой проекции.
Рисунок 1. Проекция вертикальной длинной оси, пошаговое построение. Шаг 1. Откройте исследование в программе просмотра двух/трехмерных многоплоскостных реконструкций (аксиальная, фронтальная и сагиттальная плоскости визуализации) и переместите курсор на уровень митрального клапана. Перейдите на аксиальное изображение (картинка внизу слева) и поместите курсор (черное перекрестие) в центр митрального клапана. Шаг 2. При фиксированном курсоре поворачивайте зеленую линию до тех пор, пока она не станет параллельной межжелудочковой перегородке и не пересечется с верхушкой левого желудочка (красная звездочка). На картинке вверху справа показана полученная проекция вертикальной длинной оси левого желудочка
Рисунок 2. Изменения, выявляемые с использованием проекции вертикальной длинной оси левого желудочка. (А) Расширение левого желудочка при дилятационной кардиомиопатии. (B) Изолированная гипоплазия левого желудочка
2. Проекция короткой оси. Проекция короткой оси левого желудочка (двойная косая плоскость визуализации сердца) строится в плоскости, перпендикулярной вертикальной длинной оси левого желудочка. Эта проекция используется для оценки глобальной сократительной функции левого желудочка, регионарной подвижности стенки левого желудочка и толщины стенки левого желудочка.
На рисунке 3 показано пошаговое построение проекции короткой оси левого желудочка, а на рисунке 4 представлены примеры изменений, которые могут быть видны в этой проекции.
Рисунок 3. Проекция короткой оси левого желудочка, пошаговое построение. Выполните шаги 1 и 2 (см. рис. 4.1). Шаг 3. Найдите получившуюся вертикальную длинную ось левого желудочка (картинка вверху справа) и поместите курсор (черное перекрестие) в центр митрального клапана. Шаг 4. При фиксированном курсоре поворачивайте голубую линию до тех пор, пока она не пересечется с верхушкой левого желудочка (красная звездочка). На иллюстрации вверху слева показана полученная проекция короткой оси левого желудочка
Рисунок 4. Изменения, выявляемые с использованием проекции короткой оси левого желудочка. (А) Гипертрофическая кардиомиопатия: толщина стенки в некоторых сегментах в конце диастолы превышает 15 мм (двусторонняя черная стрелка). (B) Некомпактная кардиомиопатия, при которой отношение некомпактного (двусторонняя желтая стрелка) миокарда к компактному (двусторонняя красная стрелка) в конце диастолы превышает 2,3. (C) Истончение перегородки с жировой перестройкой и формированием небольшой аневризмы после перенесенного инфаркта миокарда. (D) Дефект межжелудочковой перегородки мышечного типа (звездочка)
3. Четырехкамерный вид. Четырехкамерный вид (двойная косая плоскость визуализации сердца) получают из плоскости, которая строится вдоль горизонтальной плоскости через проекцию короткой оси. Этот вид включает плоскости трикуспидального и митрального клапанов.
Четырехкамерный вид используется для оценки морфологии межпредсердной и межжелудочковой перегородок, морфологии камер сердца, перегородочной стенки левого желудочка, боковой стенки левого желудочка, свободной стенки правого желудочка и перикарда.
На рисунке 5 показано пошаговое построение четырехкамерного вида левого желудочка, а на рисунке 6 представлены примеры изменений, которые могут быть видны в этой проекции.
Рисунок 5. Четырехкамерный вид левого желудочка, пошаговое построение. Повторите шаги 1 и 2 (см. рис. 1), 3 и 4 (см. рис. 3). Шаг 5. На полученной проекции короткой оси (картинка вверху слева) при фиксированном курсоре поворачивайте голубую линию так, чтобы она пересекла центр митрального клапана и острый край правого желудочка (красная звездочка). На нижней картинке слева показан полученный четырехкамерный вид
Рисунок 6. Изменения, выявляемые с использованием четырехкамерного вида. (А) Дилятация правого желудочка (ПЖ) в условиях дефекта межпредсердной перегородки (звездочка). 1, базальный диаметр ПЖ; 2, средний диаметр ПЖ; 3, длина ПЖ от основания до верхушки. (B) Мембранозная аневризма межжелудочковой перегородки (стрелка). (C) Функционирующее овальное отверстие со сбросом крови слева направо (стрелка). (D) Расширение камеры ПЖ при аритмогенной дисплазии ПЖ
4. Трехкамерный вид. Трехкамерный вид левого желудочка получают из плоскости, включающей длинную ось левого желудочка и центральную линию, проведенную через выходной тракт левого желудочка и корень аорты. Эта проекция используется для оценки морфологии и функции митрального клапана, морфологии выходного тракта левого желудочка, передне-перегородочной и нижне-боковой стенок левого желудочка, морфологии, размеров и функции корня аорты.
На рисунке 7 показано пошаговое построение трехкамерного вида левого желудочка, а на рисунке 8 представлены примеры изменений, которые могут быть видны в этой проекции.
Рисунок 7. Трехкамерный вид левого желудочка, пошаговое построение. Повторите шаги 1 и 2 (см. рис. 1), 3 и 4 (см. рис. 3). Шаг 5. На полученной проекции короткой оси (верхняя картинка слева) при фиксированном перекрестии поворачивайте голубую линию до тех пор, пока она не пересечет выходной тракт левого желудочка (красная звездочка). На изображении внизу слева показан полученный трехкамерный вид левого желудочка
Рисунок 8. Изменения, выявляемые с использованием трехкамерного вида левого желудочка. (А) Обструктивная гипертрофическая кардиомиопатия (двусторонняя стрелка). (B) Пролапс митрального клапана (стрелка). (C) Казеозная кальцификация кольца митрального клапана (стрелка)
б) Морфология желудочков. Желудочки обычно делятся на три анатомических отличных друг от друга отдела — входной, апикальный трабекулярный и выходной. Входной отдел начинается от атриовентрикулярного клапана и заканчивается сосочковыми мышцами, трабекулярный отдел — между сосочковыми мышцами и верхушкой желудочка, выходной отдел состоит из желудочковой порции, которая ведет к крупным сосудам.
Морфологически эти отделы у правого и левого желудочка отличаются, что позволяет отличить их и на томограммах (рис. 9).
Рисунок 9. Морфология правого и левого желудочков. (А) На трехкамерной проекции правого желудочка представлена морфология правого желудочка. Входной (I) отдел состоит из трехстворчатого атриовентрикулярного клапана, апикальный трабекулярный отдел (Т) состоит из грубых трабекул, а выходной отдел (О) — гладкая мышечная структура. Входной и выходной отделы правого желудочка не имеют фиброзного продолжения друг друга, они отделены мышечным гребнем, известным как наджелудочковый гребень (желтаязвездочка). Перегородка включает в себя прикрепление перегородочной сосочковой мышцы. (B) На трехкамерной проекции левого желудочка представлена морфология левого желудочка, l-отдел состоит из двухстворчатого атриовентрикулярного клапана, Т-отдел включает тонкие трабекулы, расположенные в перекрестном порядке, а О-отдел частично состоит из фиброзной ткани благодаря наличию фиброзного продолжения между митральным и аортальным клапанами (красная звездочка). Верхняя часть перегородки обычно гладкая (черная звездочка)
С морфологической точки зрения входной отдел правого желудочка состоит из трехстворчатого (трикуспидального) атриовентрикулярного клапана. Апикальный трабекулярный отдел состоит из грубых трабекул, а выходной отдел (воронка) — это гладкая мышечная структура. Перегородка включает прикрепления перегородочной сосочковой мышцы. Входной отдел левого желудочка состоит из двухстворчатого (бикуспидального) атриовентрикулярного клапана.
Апикальный трабекулярный отдел состоит из тонких трабекул, расположенных в перекрестном порядке, а выходной отдел частично фиброзный благодаря наличию митрально-аортального фиброзного продолжения. Верхняя часть перегородки в отличие от правого желудочка обычно гладкая, однако в некоторых случаях в этой области могут прикрепляться несколько брюшек добавочной передней сосочковой мышцы.
в) Стандартизованная сегментация и номенклатура миокарда левого желудочка. Полость левого желудочка делится на 17 сегментов, что дает возможность стандартизировать номенклатуру выявляемых изменений. 17-сегментная модель делит левый желудочек на базальную, среднюю и апикальную трети (рис. 10). Базальные сегменты расположены между кольцом митрального клапана и верхушками сосочковых мышц левого желудочка.
Рисунок 10. Стандартизованная сегментация и номенклатура миокарда левого желудочка. Полость левого желудочка (ЛЖ) делится на 17 сегментов. 17-сегментная модель делит ЛЖ на базальную, среднюю и апикальную трети. ПЖ, правый желудочек
Таких сегментов шесть — базальные передний, передне-перегородочный, нижне-перегородочный, нижний, нижне-боковой и передне-боковой. Средние сегменты расположены между верхушками и основаниями сосочковых мышц левого желудочка и также включают шесть сегментов — средние передний, передне-перегородочный, нижне-перегородочный, нижний, нижне-боковой и передне-боковой. Апикальные сегменты располагаются между основаниями сосочковых мышц и верхушкой левого желудочка.
Этих сегментов четыре — апикальные передний, перегородочный, нижний и боковой. Верхушка левого желудочка считается последним из 17 сегментов.
г) Морфология предсердий. Правое и левое предсердия отличаются друг от друга своими ушками. Ушко правого предсердия имеет широкое основание, большое количество гребенчатых мышц, тогда как ушко левого предсердия представляет собой трубчатую структуру с узким основанием и ограниченным числом гребенчатых мышц. В дополнение к этому предсердие, в которое впадает наддиафрагмальная часть нижней полой вены или коронарный синус, обычно имеет морфологию правого предсердия.
д) Количественная оценка камер сердца:
1. Определение размеров левого желудочка. Оценить размер камеры левого желудочка на КТ с использованием метода ЭКГ-гейтинга можно путем измерения линейного значения, известного как конечный диастолический диаметр левого желудочка (КДДЛЖ), он же — внутренний диаметр левого желудочка (ВДЛЖ). Общепринятыми стандартизованными плоскостями визуализации сердца для определения этого размера являются трехкамерный и двухкамерный виды левого желудочка.
На трехкамерном виде КДДЛЖ измеряется на уровне малой оси левого желудочка, примерно по линии, проведенной вдоль соединения створок митрального клапана с хордами перпендикулярно длинной оси левого желудочка (рис. 11). На двухкамерном виде КДДЛЖ измеряется на границе базальной и средней третей длинной оси по линии, перпендикулярной длинной оси желудочка (рис. 11).
Рисунок 11. Измерение камеры левого желудочка (ЛЖ). Размер ЛЖ можно оценить с помощью линейного параметра, называемого конечным диастолическим диаметром ЛЖ (КДДЛЖ, или внутренний диаметр ЛЖ). (А) В трехкамерной проекции КДДЛЖ измеряется на уровне малой оси ЛЖ, примерно в месте соединения створок митрального клапана с хордами по линии, перпендикулярной длинной оси желудочка (красная пунктирная линия). (B) В двухкамерной проекции на границе базальной и средней трети длинной оси по линии, перпендикулярной длинной оси желудочка (красная пунктирная линия). Ао, аорта, ЛП, левое предсердие
Если изображения сердца в конце диастолы получить невозможно (например, используется проспективный ЭКГ-гейтинг или ЭКГ-гейтинг не используется вовсе), а полученное значение КДДЛЖ выше верхней границы референсного значения, левый желудочек считается расширенным. Однако если измеренное значение КДДЛЖ находится в пределах нормы, это еще не значит, что левый желудочек не расширен, поскольку измерение могло быть выполнено не на конечных диастолических изображениях.
2. Определение размеров правого желудочка. Размеры камеры правого желудочка на томограммах, полученных с использованием ЭКГ-гейтинга, обычно оцениваются качественно. Диаметр средней части правого желудочка на четырехкамерном изображении у здорового человека обычно должен быть меньше диаметра левого желудочка (при нормальных размерах левого желудочка), и такое соотношение не зависит от фазы сердечного цикла.
Для количественной оценки размера камеры правого желудочка необходимо определение трех линейных величин, измеряемых на четырехкамерной проекции на уровне сосочковых мышц левого желудочка в конце диастолы: (1) базальный диаметр правого желудочка, (2) средний диаметр правого желудочка, (3) базально-апикальная длина (рис. 12).
Рисунок 12. Измерение камеры правого желудочка (ПЖ). Размер камеры ПЖ можно оценить с использованием трех линейных параметров, измеряемых на четырехкамерной проекции на уровне сосочковых мышц левого желудочка (ЛЖ) в конце диастолы: (1) базальный диаметр ПЖ, (2) средний диаметр ПЖ, (3) базально-апикальная длина. ЛП, левое предсердие, ПП, правое предсердие
3. Определение размеров левого предсердия. Левое предсердие обычно измеряется в конце систолы. Линейные измерения левого предсердия могут привести к получению неточных данных, поскольку оно расширяется неравномерно ввиду наличия препятствий в передне-заднем направлении в виде грудины и позвоночного столба, тогда как вычисление площади и объема левого предсердия по томограммам, полученным с ЭКГ-гейтингом, может быть слишком обременительным для рутинного исследования.
Поэтому линейные измерения, несмотря на их погрешности, остаются наиболее простым и приемлемым способом оценки размеров камеры левого предсердия. Эти измерения включают передне-задний (по трехкамерной проекции), верхне-нижний (по четырехкамерной проекции) и медиолатеральный (по четырехкамерной проекции) размеры (рис. 13).
Рисунок 13. Измерение камеры левого предсердия. (А, B) Линейные измерения включают определение передне-заднего (П-3, определяется по трехкамерной проекции), верхне-нижнего (В-Н, определяется по четырехкамерной проекции) и медиолатерального (М-Л, определяется по четырехкамерной проекции) размеров. Обратите внимание, что митральный клапан закрыт (черная треугольная стрелка), что говорит о том, что изображение получено в момент систолы. (C) Измерение площади левого предсердия на аксиальных томограммах (красная пунктирная линия) на уровне выходного тракта левого желудочка (ВТЛЖ) и створок митрального клапана. ЛЖ, левый желудочек, ПП, правое предсердие, ПЖ, правый желудочек
Если изображения сердца в конце диастолы получить невозможно (например, используется проспективный ЭКГ-гейтинг или ЭКГ-гейтинг не используется вовсе) или полученное линейное значение выше верхней границы нормального референсного значения, левое предсердие считается расширенным. Однако если измеренное значение находится в пределах нормы, это еще не значит, что левое предсердие не расширено.
Некоторые исследователи полагают, что определение площади левого предсердия на аксиальных срезах на уровне выходного тракта левого желудочка и створок митрального клапана можно считать надежным и легко воспроизводимым методом количественной оценки, который лучше коррелирует с объемом левого предсердия (рис. 13).
4. Определение размеров правого предсердия. Размеры камеры правого предсердия на томограммах, полученных с использованием ЭКГ-гейтинга, обычно оцениваются качественно. Правое предсердие считается расширенным, если оно больше левого, а левое предсердие имеет нормальные размеры. Количественная оценка камеры правого предсердия включает измерение малой оси правого предсердия на четырехкамерной проекции, полученной в конце систолы.
Малая ось правого предсердия определяется как линия, проведенная от наружной границы правого предсердия до межпредсердной перегородки перпендикулярно длинной оси правого предсердия (рис. 14).
Рисунок 14. Измерение камеры правого предсердия (ПП). Для такой оценки на четырехкамерном изображении, полученном в конце диастолы, строится малая ось ПП. Малая ось правого предсердия определяется как линия, проведенная от наружной границы правого предсердия до межпредсердной перегородки (красная двусторонняя пунктирная стрелка) перпендикулярно длинной оси правого предсердия (черная пунктирная линия). ЛП, левое предсердие, ЛЖ, левый желудочек, ПЖ, правый желудочек
5. Толщина стенки левого желудочка. Определение толщины стенки левого желудочка на томограммах сердца, полученных с использованием ЭКГ-гейтинга, требует измерения максимальной толщины в пределах каждого из 17 сегментов. Для этого используется проекция короткой оси левого желудочка, полученная в конце диастолы (рис. 15). Рентгенолог должен убедиться, что плоскость короткой оси строго перпендикулярна сегменту, на уровне которого проводится измерение (особенно это касается базальных и апикальных сегментов).
Рисунок 15. Проекция короткой оси левого желудочка (ЛЖ) на уровне средних сегментов. Определение толщины стенки левого желудочка требует измерения максимальной толщины в пределах каждого из 17 сегментов. ПЖ, правый желудочек
Косое расположение плоскости приведет к получению неверных данных (толщина стенки будет переоценена).
6. Оценка глобальной сократительной функции левого желудочка и регионарной подвижности и толщины стенки левого желудочка. Глобальная сократительная функция левого желудочка, регионарная подвижность или толщина стенки левого желудочка на томограммах сердца, полученных с использованием ЭКГ-гейтинга, обычно оценивается качественно (визуальная оценка по динамической серии изображений) и требует динамической оценки сердечного цикла.
Для количественной оценки глобальной сократительной функции левого желудочка по томограммам сердца, полученным с использованием ЭКГ-гейтинга, необходимо применение постпроцессингового программного обеспечения и использование ретроспективного метода ЭКГ-гейтинга. Каждый из 17 сегментов оценивается на предмет регионарной подвижности и изменения толщины стенки в разные фазы сердечного цикла, обычно для этого выбирается проекция короткой оси.
Нормальным считается увеличение регионарной толщины стенки левого желудочка не менее, чем на 40%, меньшая степень утолщения считается гипокинезией. Под акинезией стенки левого желудочка понимается практически полное отсутствие изменения толщины стенки в систолу левого желудочка. Под дискинезией понимается движение стенки во время систолы наружу с одновременным ее истончением.
е) Референсные значения размеров камер сердца по данным КТ. Нормальные референсные количественные значения размеров камер сердца могут отличаться в зависимости от методов визуализации (например, эхокардиография, КТ, МРТ). Ранее в качестве референсных для КТ значений принимались значения, используемые при эхокардиографии (табл. 1), однако сегодня в клиническую практику постепенно вводятся нормализованные по полу и возрасту значения, специфичные именно для КТ.
ж) Резюме. Стандартизованные плоскости визуализации камер сердца строятся с использованием базового алгоритма рабочей станции на основании массива аксиальных изображений, полученных с использованием техник ЭКГ-гейтинга или обычной КТ органов грудной клетки. Эти плоскости визуализации вкупе с пониманием анатомии сердца дают диагносту возможность максимально точной и воспроизводимой оценки морфологии, размеров и функции сердца.
