ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ДАННОЙ ТЕМАТИКЕ

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО ДАННОЙ ТЕМАТИКЕ

1.1 Основы фонокардиографии

Фонокардиография изучает тоны, шумы, возникающие в ходе сердечной деятельности. Сердечные мышцы, клапаны, сухожилия, крупные сосуды, подходящие к сердцу, поток крови являются причинами появления комплекса механических колебаний, причем элементы, под действием сокращения или расслабления сердца совершают механические колебания, что приводит к появлению шумов различной частоты. Спектр частот тонов, появляющихся при этом находится в диапазоне 140-1000 Гц.

Фонокардиографический метод объективизирует данные о тонах и шумах сердца, позволяет рассчитать временные соотношения и некоторые показатели, дает возможность наблюдать за динамикой изменения звуков сердца в связи с течением патологических процессов, их терапией и хирургическими вмешательствами на сердце. Вместе с тем следует отчетливо представлять, что фонокардиограмму нельзя анализировать в отрыве от клинической картины заболевания. Для фонокардиографической записи необходима специальная комната, находящаяся в отдалении от посторонних шумов и аппаратов, обладающих шумовыми и электромагнитными эффектами (моторы, рентгеновские и физиотерапевтические аппараты и т.д.). Температура в помещении должна быть оптимальной. Микрофон должен прикладываться к грудной клетке герметически. Желательно, чтобы фонокардиограф был снабжен приставкой для одновременного выслушивания записываемых звуков [1].

Рисунок 1.1- Точки аускультации сердца

Рисунок 1.2- Частотная характеристика фонокардиограммы

Регистрацию звуковых явлений производят в пяти точках аускультации сердца (рис.1.1, где 1-верхушка сердца, 2-аорта, 3- легочная артерия, 4- трехстворчатый клапан, 5- точка Боткина), однако запись нужно производить с тех точек, которые диктуются индивидуальной необходимостью. С помощью современных фонокардиографов можно записать звуки избирательно с различной частотной характеристикой рис.1.2

Введем некоторые понятия из области акустики. Звуки образуются колебательным движением материальных частиц среды: параметрами этого движения являются смещение (расстояние от точки равновесия), колебательная скорость и ускорение. Создаваемые звуковыми колебаниями сгущения и разрежения среды ведут к изменению давления в ней. При этом прирост и убыль давления образуют звуковое давление.

Частота звука определяется количеством колебаний в единицу времени и измеряется в герцах (Гц) или периодах в секунду. Низким звукам соответствует меньшее, высоким - большее количество колебаний в секунду.

Интенсивность (сила) звука определяется количеством энергии, проходящей за единицу времени через единицу площади, перпендикулярную направлению распространения звука.

В зависимости от частотного состава звуки делятся на тоны (чистые и сложные) и шумы. Чистые тоны представлены колебаниями одной какой-либо частоты, встречаются они редко. Сложные тоны создаются смещением ограниченного числа простых тонов с кратным отношением частот.

Шумами называют звуки, образованные колебаниями, частоты которых не связаны между собой какими-либо правильными отношениями.

Работа сердца вызывает наслаивающиеся друг на друга колебания различной частоты и амплитуды. В клинической практике звуки сердца принято делить на «тоны» и «шумы».

Так называемые тоны сердца являются на самом деле короткими, быстро затухающими шумами. Возникают они, как правило, в момент внезапного изменения состояния сердца при переходе от одного периода сердечного цикла к другому. Подавляющая часть энергии тонов сердца приходится на частоты, не превышающие 150-200 Гц. В патологических случаях в образовании тонов сердца значительное участие могут принимать составляющие более высоких частот.

Шумы сердца, как правило, обусловлены движением крови в течение какого-либо периода сердечного цикла или в течение нескольких периодов. Обычно они продолжительнее тонов, часто образованы колебаниями более высокой частоты, достигающей для многих шумов величин порядка 400—1000 Гц.

Спектр звуков сердца расположен в диапазоне от 10 до 1000 Гц. Наибольшая часть звуковой энергии тонов сердца приходится на диапазон от 100 до 200 Гц, шумы сердца часто дают более высокочастотные колебания. Прослушивание фоноэндоскопом имеет ряд недостатков по сравнению с фонокардиографией. Прежде всего, оценка тонов с помощью фоноэндоскопа весьма субъективна и во многом зависит от слуха врача. Речь идет о том, что человеческое ухо способно воспринимать колебания от 20 до 20000 Гц, однако низкочастотные звуки от 20 до 50 Гц воспринимаются с трудом, порог слуха меняется с возрастом и пожилой врач прослушивает тоны лишь большой интенсивности, меняется и частотная характеристика уха. Другой недостаток состоит в том, что часть тонов сердца, важных с точки зрения диагностики, не прослушиваются даже самым безупречным ухом, поскольку они входят в диапазон инфразвуков (ниже 20 Гц). Иногда их удается услышать (они называются шорохами). А количественно определить тоны сердца на слух вообще невозможно [2].

Поэтому для более надежной диагностики тонов сердца и шумов их следует регистрировать после преобразования и усиления. Преимущество заключается и в том, что запись является документом и может подвергаться оценке в любое время. При оценке фонокардиограммы следует учитывать, что прослушивание дает иной результат, чем фонограмма сердца, сделанная линейным микрофоном и усилителем. Причина в том, что и человеческое ухо, и грудная клетка являются по существу фильтрами. Если предположить, что сердце создает спектр тонов наподобие белого шума (иначе говоря, амплитуды компонентов с различнойчастотой одинаковы), то можно ожидать, что и на внешней поверхности грудной клетки получим такой же спектр частот. На самом же деле это не так. Стенки грудной клетки, как и ткани, окружающие сердце, действуют, как фильтр низких частот. Следовательно, амплитуды токов на поверхности грудной клетки резко уменьшаются по мере увеличения их частоты.

При прослушивании такого искажения не бывает, потому что частотная характеристика человеческого уха тоже неравномерна. Известно, что для человеческого уха до 2...3 кГц чувствительность растет с увеличением частоты. В диапазоне частот тонов сердца эта зависимость имеет противоположный характер по сравнению с частотной характеристикой грудной клетки. Таким образом, при прослушивании частотная характеристика уха приводит к компенсации искажения, которое обусловлено частотными характеристиками грудной клетки. В результате этого врач слышит тоны сердца без искажений.

Фонокардиограф выгодно отличается от человеческого уха тем, что в нем предусмотрено несколько каналов записи звуков, позволяющих путем введения электрических фильтров выделять звуки только необходимой частоты. Таким образом, создается возможность проводить избирательную запись звуков с нужной частотной характеристикой.

Обычно в фоникарднографии предусмотрена регистрации 5 звуковых каналов: первый — аускультативный (А), широкополосный, позволяющий записать звуки сердца приблизительно так, как они воспринимаются человеческим ухом; второй — низкочастотный (Н), пропускающий звуки с частотой около 35 Гц; третий—первый среднечастотный (С1) — от 35 до 70 Гц; четвертый — второй среднечастотный. (С2) —от 70 до 140 Гц; пятый — высокочастотный, записывающий звуки преимущественно с частотой свыше 140 Гц (максимум около 250 Гц).

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 электро- механические 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 11 тоны, и по ним определять остальные показатели.