Аорта — эта самая крупная артерия человеческого тела, начинающаяся от выходного тракта левого желудочка и отдающая ветви все органам и тканям организма. Спектр заболеваний аорты довольно обширен, как и их причины. Заболевания аорты могут быть хроническими и острыми, врожденными и приобретенными, симптоматическими и бессимптомными.
Клиническая картина приобретенного заболевания грудной аорты варьирует от бессимптомного течения (как в случае аневризмы восходящей аорты) до выраженной острой боли в груди (в случае расслоения аорты).
Технические возможности современной мультидетекторной компьютерной томографии (МДКТ), а также значительное повышение доступности современных методов визуализации существенно повысили клиническую настороженность в отношении заболеваний аорты и в значительной мере заменили прямую катетерную ангиографию как метод визуализации аорты.
а) Отбор пациентов, нуждающихся в исследовании. Пациентам с острой болью в груди нередко назначаются лишь базовые методы визуализации, а томографические методы исследования — только при наличии достаточных оснований для подозрения поражения аорты.
Так, они часто назначаются при острых травмах (закрытых травмах или проникающих ранениях груди), а конкретный метод выбирается в зависимости от механизма травмы и/или степени клинического подозрения повреждения сосудов.
При хронических заболеваниях аорты пациенты могут обследоваться несколько раз. Такие обследования обычно повторяются для оценки динамики заболеваний (например, аневризмы грудной аорты), изменения при которых могут потребовать хирургического лечения.
б) Рентгенография. Рентгенография органов грудной клетки зачастую становится первым методом обследования, выполняемым пациентам с острым или хроническим заболеванием аорты. Основное значение имеет рентгенография в прямой проекции, которая обычно используется в качестве скринингового инструмента для исключения острого заболевания аорты.
Однако в плане детального обследования пациентов с заболеваниями аорты рентгенография имеет лишь ограниченное значение, что связано в основном с недостаточными возможностями детализации анатомических структур и низким контрастным разрешением метода.
1. Преимущества рентгенографии. Неоспоримыми преимуществами рентгенографии является быстрота выполнения, доступность и портативность. Рентгенография играет ведущую роль в первичном обследовании нестабильных пациентов или пациентов, у которых возникают сложности с укладкой или перемещением.
Рентгенография органов грудной клетки может служить эффективным скрининговым инструментом: отрицательная прогностическая ценность метода в условиях закрытой травмы грудной клетки при отсутствии признаков патологических изменений на рентгенограмме составляет 98%.
Хотя рентгенография и связана с воздействием ионизирующего излучения, доза этого излучения относительно невысока. В случаях, когда диагноз заболевания аорты уже установлен, рентгенография может служить эффективным инструментом скрининга, позволяющим выявить изменения в динамике.
Стандартная рентгенография органов грудной клетки позволяет выявить кальцинаты (связанные, в частности, с атеросклерозом), особенно в стенке аорты, створках и фиброзных кольцах клапанов сердца. Также рентгенография позволяет следить за состоянием вспомогательных устройств и протезов (например, протезов клапанов, сосудистых эндопротезов, электродов водителя ритма).
2. Недостатки и ограничения рентгенографии. Рентгенография имеет ряд ограничений, связанных в основном с двухмерным способом получения изображений и низким контрастным разрешением. Это в значительной мере влияет на точность и воспроизводимость количественных измерений органов средостения.
Рентгенография позволяет визуализировать контуры средостения, тогда как внутренние изменения его органов на рентгенограммах не видны. Так, обычно при рентгенографии не определяются признаки таких состояний, как расслоение аорты, пенетрирующая язва аорты (ПЯА) и интрамуральная гематома (ИМГ).
Недостатком рентгенографии являются появление артефактов, связанных с позиционированием пациента, дыхательными движениями и особенностями проекции. Так, на рентгенограмме в передне-задней проекции размеры средостения больше, чем на рентгенограмме в задне-передней проекции. Помимо этого, тень средостения на рентгенограмме может быть шире при проведении исследования в положении лежа на спине или не на высоте вдоха.
Таким образом, измерения и сравнения по рентгенограммам могут быть неточными, поскольку очень сложно получить две совершенно одинаковые рентгенограммы.
3. Проблемы и их решения. Рентгенография органов грудной клетки обычно выполняется в вертикальном положении, в задне-передней и боковой проекциях. Это минимизирует искажение контуров средостения и выраженность артефактов, связанных с позиционированием пациента. Однако в экстренных ситуациях (например, у пациентов со спинальной травмой, острой болью в груди, нестабильностью гемодинамики) выполнить таким образом рентгенографию может быть невозможно.
В этих случаях может назначаться рентгенография в передне-задней проекции.
На рентгенограмме могут быть видны признаки острого заболевания аорты, хотя чувствительность метода в этом отношении относительно невысока. К примеру, патологические изменения аорты можно заподозрить при расширении тени средостения или исчезновении нормальных ее контуров. Практически патогномоничным признаком острого расслоения аорты является смещение внутрь просвета атеросклеротических кальцинатов интимы, хотя встречается этот признак достаточно редко.
Практически всегда следующим методом обследования пациента будет тот или иной вид томографии, однако патологические изменения на рентгенограмме могут оказаться первыми данными, настораживающими в отношении серьезного заболевания аорты.
в) Компьютерная томография. КТ появилась в начале 1990-х и стала неинвазивной альтернативой катетерной ангиографии. Сканеры раннего поколения были однодетекторными, требовали долгого сканирования и длительной задержки дыхания. Помимо этого, первые йодистые контрасты были гиперосмолярными и характеризовались высокой частотой побочный реакций.
С появлением МДКТ-сканеров время сканирования значительно сократилось, что позволило проводить его в течение одной задержки дыхания. Тонкие срезы и программное обеспечение для реконструкции изображений позволило выполнять изоволюметрическую многоплоскостную реконструкцию ресурсами рабочей станции рентгенолога. Современные контрастные препараты с низкой осмолярностью позволили снизить частоту аллергических реакций и повреждения почек.
1. Преимущества КТ. КТ — это относительно быстрый метод исследования, обеспечивающий точную и воспроизводимую трехмерную визуализацию аорты. Возможности многоплоскостной реконструкции современных МДКТ-сканеров обеспечивают максимально точную диагностику заболеваний аорты.
КТ грудной аорты на современных КТ-сканерах, особенно сканерах с двойным источником, занимает всего несколько секунд, однако в целом КТ-исследование занимает больше времени, чем обычная рентгенография, поскольку требует определенной подготовки пациента (обеспечение венозного доступа), настройки сканера и некоторого времени для обработки полученных изображений. Тем не менее, весь процесс исследования от его начала до завершения может быть выполнен в течение нескольких минут.
КТ дает возможность проводить неинвазивные исследования пациентам в тяжелом состоянии, контролировать процесс их лечения и влиять на принятие касающихся этого лечения решений. Еще одно преимущество КТ связано с быстротой исследования и актуально для пациентов детского возраста и пациентов с болевым синдромом — пациенты легче переносят такое исследование, а полученные изображения оказываются более качественными — на них отсутствуют артефакты движения, связанные с дискомфортом пациента.
2. Недостатки и ограничения КТ. Объективным недостатком КТ является воздействие ионизирующего излучения. Доза излучения имеет особое значение у пациентов детского возраста при выполнении несколько исследований для оценки динамики заболевания.
Кроме того, при исследовании аорты необходимо внутривенное контрастирование. Внутривенные контрастные препараты противопоказаны при тяжелой хронической почечной недостаточности (скорость клубочковой фильтрации <30), поэтому КТ с контрастным усилением таким пациентам не проводится. Однако стоит отметить, что йодистые контрасты у пациентов с терминальным заболеванием почек все же могут применяться при условии, что сразу после исследования им будет проведен гемодиализ.
Не так уж и редко встречаются аллергические реакции на йодистые контрастные препараты. Аллергия (например, анафилаксия) на йодистые контрасты в анамнезе может быть противопоказанием к их назначению. Но даже в случаях легких аллергических реакций пациентам за 7-13 часов до исследования назначается премедикация, что, как правило, невозможно сделать у пациентов с травмой или острой болью в груди.
КТ хотя и является относительно быстрым исследованием, но на качестве исследования в значительной степени могут отражаться артефакты движения, связанные с сердечными сокращениями и дыханием. Более современные КТ-сканеры с двойным источником и большим числом детекторов позволяют снизить выраженность этих артефактов и еще больше сократить время исследования.
3. Бесконтрастная КТ: проблемы и решения. Бесконтрастная фаза является обязательной составляющей любого исследования аорты. Она позволяет визуализировать атеросклеротическую кальцификацию интимы, которая может экранироваться контрастом в фазу ангиографии. Точно так же некоторые хирургические материалы, например швы или тампоны, на КТ выглядят более плотными, чем ткани, и в контрастную фазу могут быть ошибочно приняты за экстравазацию контраста или псевдоаневризму.
Также важно помнить, что острая ИМГ лучше видна на бесконтрастных изображениях. Она выглядит как плотная структура в форме полумесяца, следующая вдоль стенки сосуда. В контрастную фазу она может не визуализироваться или может быть ошибочно принята за атероматозную бляшку или пристеночный тромб, а не за острое расслоение.
Существует несколько способов снижения дозы излучения в ходе исследования. Если есть возможность, должен использоваться режим автоматической модуляции тока рентгеновской трубки. У худых пациентов и детей также возможно снижение кВп трубки. Современные сканеры с двойным источником обеспечивают быстрое сканирование с более низкими дозами излучения. Технология двойного источника также применяется для виртуального бесконтрастного исследования, избавляя тем самым от необходимости дополнительного сканирования.
Однако это относительно новый метод, доступный далеко не везде. Новое программное обеспечение, использующее алгоритмы итеративной реконструкции (в отличие от алгоритмов обратного проецирования с фильтрацией), снижает уровень шумов на изображениях и обеспечивает диагностическое качество при более низких дозах излучения.
4. Контрастная КТ: проблемы и решения. Контрастная КТ-ангиография (КТА) является основным методом диагностики острых заболеваний аорты, используемым в т.ч. в неотложных случаях. Контраст обеспечивает визуализацию просвета сосуда и тем самым позволяет прицельно оценить состояние интимы.
Контраст вводится внутривенно со скоростью 3-5 мл/с, вслед за ним сразу же вводится болюс физиологического раствора, способствующий более быстрому продвижению контраста в сосудах, и позволяющий уменьшить его дозу. Обычно применяется техника болюс-трекинга контраста в зоне интереса (чаще это восходящая аорта). Когда плотность контраста в восходящей аорте достигает определенного порога, начинается сканирование.
В некоторых случаях может понадобиться отсроченное сканирование через две минуты после введения контраста. Такое сканирование позволяет выявить позднее контрастирование ложного просвета (при расслоении аорты) или отсроченное контрастирование эндолика в случае эндографтов. Помимо этого, отсроченное сканирование позволяет увидеть экстравазацию контраста, которая может быть не видна в ангиографическую фазу.
Практически всегда полученные в ходе сканирования изображения подвергаются постобработке, включающей многоплоскостные (аксиальные, сагиттальные и фронтальные) реформации и проекции максимальной интенсивности. Помимо стандартных реформаций современное программное обеспечение позволяет создавать реформации в любых косых плоскостях (например, заглянуть внутрь аорты). Трехмерная реконструкция поверхности аорты помогает точней охарактеризовать ее патологические изменения и спланировать лечение.
г) Магнитно-резонансная томография. МРТ не связана с воздействием ионизирующего излучения и является альтернативным КТ поперечно-сканирующим методом исследования. Формирование изображений при МРТ основано на мощном магнитном поле и высокочастотных импульсах. В отличие от КТ для этого требуется многократное сканирование. Наиболее информативным MP-методом исследования аорты является магнитно-резонансная ангиография (МРА), обычно с контрастным усилением (с использованием контрастных препаратов на основе гадолиния).
Некоторые MPA-последовательности могут быть выполнены и без контрастирования, что может быть актуально у пациентов, которым противопоказаны препараты гадолиния.
1. Преимущества МРТ. Объективным преимуществом МРТ является отсутствие воздействия ионизирующего излучения. Такой вариант исследования может быть идеальным в самых различных ситуациях, например, у молодых пациентов или пациентов, нуждающихся в многократных исследованиях в динамике. МРТ обеспечивает возможность получения изображений в любых необходимых в конкретных случаях плоскостях. Помимо анатомической информации МРТ с ее синематическими и фазово-контрастными последовательностями обеспечивает возможность функциональных исследований.
Еще одним преимуществом МРТ по сравнению с КТ являются контрастные препараты. Если у пациента аллергия на йод, что исключает возможность КТ с контрастированием, ему может быть выполнена МРТ с контрастированием гадолинием, кросс-реактивность с йодом у которого отсутствует. Более того, если пациенту противопоказаны любые контрастные препараты (см. ниже), бесконтрастная МРТ также позволяет получить полезную и важную в диагностическом отношении информацию.
2. Недостатки и ограничения МРТ. Основным недостатком МРТ является длительность исследования. Полное сканирование может занимать от 30 до 60 минут. Это нельзя назвать идеальным при острых аортальных синдромах, когда решение о необходимости вмешательства принимается в течение нескольких минут. Кроме того, длительность исследования может потребовать седации пациента, особенно если это ребенок.
У тучных пациентов применение МРТ ограничено размером магнита. Его размеры у разных моделей варьируют, однако в целом канал у магнитно-резонансных томографов обычно уже, чем у компьютерных, и может попросту оказаться слишком маленьким для тучного пациента.
В связи с высокой напряженностью магнитного поля и нагреванием тканей во время исследования МРТ противопоказана при наличии в теле пациента некоторых устройств. Примерами таким устройств являются искусственные водители ритма, автоматические имплантируемые сердечные дефибрилляторы, устройства электростимуляции спинного мозга и головного мозга. Металлические устройства в глазницах, головном мозге или спинномозговом канале также могут быть препятствием для проведения МРТ, поскольку нагрев металла или смещение фрагментов может вызывать повреждение Соседних тканей.
Используемые при МРТ контрастные препараты (на основе гадолиния) экскретируются почками. В связи с риском нефрогенного системного фиброза препараты гадолиния противопоказаны пациентам с почечной недостаточностью. В отличие от йодистых контрастов гадолиний противопоказан всем пациентам с почечной недостаточностью, в т.ч. пациентам на гемодиализе.
3. Бесконтрастная МРТ: проблемы и решения. Существуют различные методы бесконтрастного МР-исследования аорты. Последовательности типа «черная кровь» (это традиционные спин-эхо последовательности) обеспечивают получение высококонтрастных изображений сосудистой стен-ки/просвета сосуда и структур средостения. Последовательности «яркая кровь» (градиентное эхо) используются в составе статических и синематических техник сканирования и обеспечивают проведение как анатомических, так и функциональных исследований.
Синематические последовательности с кодированием скорости дают возможность количественной оценки кровотока. Для бесконтрастной ангиографии используется последовательность 3D TOF (time-of-flight, время пролета). Однако полученные при этом изображения нередко содержат большое количество артефактов (особенно при медленном или турбулентном токе крови) и менее информативны по сравнению с внутривенным контрастированием.
4. МРТ с контрастным усилением: проблемы и решения. Вслед за бесконтрастным сканированием проводится исследование с контрастным усилением, для чего внутривенно вводится контрастный препарат на основе гадолиния. Для МРА ведущее значение имеет время достижения болюсом контраста интересующего сосуда, поскольку внутрисосудистая фаза контрастирования очень коротка.
Контрастная МРА основана на свойстве гадолиния укорачивать время Т1. Постконтрастные Т1-ВИ аорты получают с использованием методов, обеспечивающих сканирование в течение одной задержки дыхания. После получения изображений в необходимых проекциях, они могут быть переформатированы в проекцию максимальной интенсивности или 3D-изображения.
Как и КТ, МРТ начинается с бесконтрастного сканирования. Бесконтрастные изображения обеспечивают исходные данные для оценки относительного усиления сигнала после контрастирования и дают возможность построить субтракционные томограммы.
д) Анатомия аорты. Нормальная анатомия грудной аорты. Грудная аорта начинается от выходного тракта левого желудочка на уровне аортального клапана и продолжается до уровня диафрагмы (рис. 1). Как и у всех артерий, стенка аорты состоит из трех слоев. Внутренним слоем является интима. Средний слой называется «медиа» и состоит из гладкомышечных клеток.
Рисунок 1. Нормальная анатомия аорты на КТ-ангиограмме. (А) Аксиальная КТ-ангиограмма нормальной восходящей и нисходящей аорты. Диаметр грудной аорты в норме не превышает 4 см. (B) На косо-сагиттальной КТ-ангиограмме в проекции максимальной интенсивности контрастирована нормальная грудная аорта, продолжающаяся от корня аорты до диафрагмы. От дуги аорты типично начинаются три сосуда, расположенные в следующем порядке: правая плечеголовная (прямая стрелка), левая общая сонная (треугольная стрелка) и левая подключичная (изгибающаяся стрелка) артерии
Наружным слоем является адвентиция. Адвентиция имеет собственное кровоснабжение, обеспечиваемое окружающей аорту сетью сосудов, называемой сосудами сосудов (vasa vasorum). Эта сосудистая сеть играет определенную роль в развитии заболеваний аорты.
Грудная аорта подразделяется на три анатомических сегмента — восходящая аорта, дута аорты и нисходящая аорта. Корень аорты — начальный отдел восходящей аорты, расположенный между кольцом аортального клапана и синотубулярным соединением. Синусы Вальсальвы считаются частью корня аорты и дают начало коронарным артериям. Важно помнить, что на протяжении первых 3 см восходящая аорта окружена заворотами перикарда, что может иметь значение при диагностике заболеваний ее восходящего отдела.
Дута аорты начинается на уровне отхождения плечеголовной артерии и продолжается до отхождения левой подключичной артерии (рис. 2). Дута аорты отдает три ветви — плечеголовную артерию, левую общую сонную артерию и левую подключичную артерию. Зона на границе с левой подключичной артерией называется перешейком аорты, здесь начинается артериальная связка.
Рисунок 2. На косо-сагиттальной контрастной МР-ангиограмме в проекции максимальной интенсивности показаны контуры нормальной дуги аорты и три ее ветви: правая плечеголовная (прямая стрелка), левая общая сонная (треугольная стрелка) и левая подключичная (изгибающаяся стрелка) артерии
Нисходящий сегмент аорты начинается от ее перешейка и продолжается до диафрагмы. От этого отдела аорты отходит много ветвей, в т.ч. бронхиальные артерии, спинномозговые артерии, межреберные артерии и верхние диафрагмальные артерии.
е) Нормальные анатомические варианты строения аорты. У 7% не предъявляющих каких-либо жалоб людей левая позвоночная артерия начинается непосредственно от дуги аорты. Обычно такой вариант имеет минимальное клиническое значение, однако о нем полезно знать при планировании катетерной ангиографии или другой операции.
Еще одним распространенным вариантом является отхождение от дуги аорты двух ветвей вместо трех, когда плечеголовная и левая общая сонная артерии начинаются одним стволом. Этот вариант строения встречается у 25% здоровых людей (рис. 3). Такой вариант получил название бычья дуга аорты, что, в общем, не верно, поскольку у коров дуга аорты отдает только одну ветвь — плечеголовной ствол, от которого уже берут начало подключичные артерии и бикаротидный ствол.
Рисунок 3. Дуга аорты, отдающая две ветви. (А) На косо-сагиттальной КТ-ангиограмме в проекции максимальной интенсивности и (B) на контрастной МР-ангиограмме двух разных пациентов дуга аорты отдает две ветви: правая плечеголовная и левая общая сонная артерии имеют общее начало (стрелки)
Примерно у 0,5% людей правая подключичная артерия начинается непосредственно от аорты. В таких случаях ее начало располагается дистальнее начала левой подключичной артерии, а сама артерия имеет аберрантное ретроэзофагеальное расположение в средостении.
Еще одним распространенным вариантом строения дуги аорты является дивертикул артериального протока, расположенный на уровне перешейка. Эта ограниченная аномалия стенки сосуда может осложняться аневризмальным расширением дивертикула.
Псевдокоарктация аорты наблюдается при удлинении аорты. В таких случаях избыточный сегмент аорты изгибается, образуя сужение просвета. Суженный таким образом просвет может напоминать очаговый стеноз или врожденную коарктацию аорты. Псевдокоарктация аорты часто встречается у пациентов с синдромом Тернера, у которых она является следствием удлинения поперечной порции дуги аорты.
Шейная дута аорты — это продолжение аорты выше уровня ключиц до уровня верхней апертуры грудной клетки. Такая находка может быть единственной аномалией или сочетаться с другими врожденными аномалиями развития сердца и/или грудной клетки.
ж) Ошибки в оценке анатомии аорты. Псевдокоарктация или истинная коарктация. Истинная коарктация — это врожденное сужение аорты, возникающее в области перешейка (на уровне артериального протока). Поэтому истинная коарктация ведет к обструкции кровотока. Вторичные признаки коарктации включают гипертрофию левого желудочка и расширение коллатеральных сосудов, в т.ч. межреберных и внутренних грудных артерий.
Псевдокоарктация возникает вследствие удлинения и расширения аорты. Перегибы аорты могут создавать картину сужения просвета, хотя истинной обструкции кровотока при этом не происходит. Поэтому коллатеральной сети сосудов здесь не будет и кровоток при фазово-контрастной МРТ также будет нормальным.
