ФОНОКАРДИОГРАФИЯ

Фонокардиография (греч. phone голос, звук + kardia сердце + grapho писать, изображать) — регистрация звуков, возникающих в результате деятельности сердца; применяется для оценки деятельности сердца и диагностики ее нарушений.

Первая запись звуковых феноменов сердца осуществлена в 1892 г. Гюртле (К. W. Hurtle), однако внедрение Фонокардиографии в клиническую практику стало возможным лишь в 40-х гг. 20 в., когда были усовершенствованы микрофоны и стали применяться частотные фильтры, обеспечившие возможность сравнения регистрируемых феноменов с данными аускультации (см.), при к-рой воспринимаются не все звуки, сопровождающие деятельность сердца (из-за малой чувствительности слухового анализатора человека к колебаниям низкой частоты).

Фонокардиография, осуществляемая современными диагностическими приборами, объективизирует данные аускультации сердца в виде фонокардиограммы (ФКГ), отображающей возникновение и окончание тонов сердца (см.) и шумов сердца (см. Звук). Для приблизительного частотного анализа тонов и шумов сердца достаточна регистрация ФКГ в разных частотных диапазонах (на разных частотных каналах регистратора). Точную частотную характеристику этих феноменов можно получить с помощью специальной спектральной Ф. Тоны сердца имеют более низкую частоту, чем шумы, а амплитуда колебаний тонов значительно выше. Для их частотной оценки в диагностических исследованиях применяют таблицу, предложенную Шмидт-Фойгтом (J. Schmidt-Voigt, 1955), согласно к-рой преобладающая частота колебаний составляет для 1 тона сердца 30—120 гц, для II тона — 70—150 гц, для систолических шумов — 50—600 гц, для диастолических — 120—800 гц.

Как и аускультация, Ф. имеет важное диагностическое значение, прежде всего для диагностики клапанных пороков сердца (см. Поликардиография) и находит применение для оценки сократительной функции миокарда в варианте так наз. селективной, или избирательной (локальной), Ф., позволяющей регистрировать звуки сердца с определенной точки.

Регистрацию ФКГ производят в в специально оборудованной изолированной комнате, где можно создать полную тишину. Температура в помещении должна быть не ниже 18—19°. Перед регистрацией врач с помощью аускультации сердца определяет точки на грудной клетке, с к-рых затем производится запись. Положение больного во время Ф. горизонтальное, расслабленное. ФКГ регистрируют синхронно с ЭКГ (в стандартном или одном из однополюсных отведений от конечностей). Для регистрации ФКГ на грудную клетку обследуемого устанавливают микрофон — последовательно в 5—7 избранных точках в области сердца, в т. ч. в области верхушки, в точке Боткина, над клапанами аорты и легочного ствола (см. Шумы сердечные). Правильность установки микрофона контролируют на слух с помощью телефона или громкоговорителя. Запись производится последовательно во всех точках при задержке дыхания на выдохе в 6 частотных диапазонах, из к-рых 1 — низкочастотный, 2 — среднечастотные, 2 — высокочастотные и 1 — широкополосный (аускультативный). В ряде случаев с диагностической целью ФКГ регистрируют до и после физической нагрузки или фармакологической пробы.

Анализ нормальной ФКГ постоянно выявляет наличие I и II тонов сердца; с меньшим постоянством регистрируются III, IV и другие тоны (см. Тоны сердца), возникающие в диастоле. При определении характера тонов сердца учитывают время их появления, амплитуду, продолжительность и частотный состав. Интервалы между тонами сердца при известной частоте сердечных сокращений в каждой возрастной группе имеют определенные границы значений и в норме не должны выходить за их пределы. Интервал между I и II тонами (фаза систолы) над верхушкой сердца в среднем составляет 0,28—0,32 сек. при нормальном числе сердечных сокращений (75 — 80 в 1 мин.). Интервал между II и III тоном над верхушкой сердца у людей старше 10 лет в среднем составляет 0,15 сек., над основанием — 0,18 сек. Интервал между III и IV тоном зависит от продолжительности диастолы желудочков. Если диастола короткая (при тахикардии), он может исчезнуть, тогда регистрируются слившиеся III и IV тоны (так наз. суммационный тон). Интервал между началом IV и началом I тонов над верхушкой и основанием сердца в среднем составляет 0,058—0,06 сек. Измерение интервалов между тонами сердца на ФКГ и отдельными элементами синхронно регистрируемой ЭКГ позволяет произвести углубленный фазовый анализ систолы левого желудочка сердца.

Шумы сердца проявляются на ФКГ осцилляциями с частотой от 50 до 1000 гц.

По ФКГ возможно четкое различение шумов по фазе сердечного цикла (систолические или диастолические); нередко можно судить и об их функциональной или органической природе. Функциональные шумы чаще являются систолическими; они регистрируются, как правило, в виде осцилляций низкой и средней частоты (от 50 до 200 гц), невысокой амплитуды, причем отличаются изменчивостью по интенсивности, продолжительности и форме в разных сердечных циклах. Органический систолический шум представлен на ФКГ постоянными во всех сердечных циклах высокочастотными и среднечастотными осцилляциями. Форма шума может быть различной: удлиняющий I сердечный тон, затухающий, сплошной, неравномерный, нарастающий ко II тону, «ромбовидный», «лентовидный» и др., что зависит от вида поражения клапанного и мышечного аппарата сердца.

Органический диастолический шум регистрируется на ФКГ, как правило, высокочастотными низкоамплитудными осцилляциями. Различают несколько типов диастолических шумов в зависимости от времени их появления: протодиастолический (в начале диастолы), мезодиастолический (в середине диастолы) и в последней фазе диастолы — пресистолический. Возможен также сплошной диастолический шум. При Ф. различают также смешанные систоло-диастолические шумы, т. е. регистрируемые на протяжении систолы и диастолы. Частота колебаний при таких шумах и их амплитуда крайне изменчивы; тоны при этом могут совсем не дифференцироваться или выявляться с большим трудом.

Применение Ф. для динамического наблюдения за состоянием больного повышает достоверность диагностических заключений и дает возможность оценивать эффективность лечения.

Фонокардиография у детей применяется с теми же целями, что и у взрослых. Особенностью техники регистрации ФКГ у детей до 3-лет-него возраста является одновременная запись дыхательных шумов. У более старших детей при выполнении ребенком команды «не дышать» Ф. производится после выдоха с максимальным расслаблением всех мышц.

Для регистрации ФКГ микрофон устанавливают последовательно, как и у взрослых, на стандартные точки — в пятом межреберье слева под соском (верхушка сердца), в четвертом и втором межреберьях слева у грудины, во втором межреберье справа у грудины, по показаниям также в аксиллярной области слева на уровне соска и в точках, где при аускультации определяются шумы и дополнительные звуки. ФКГ у детей отличается большей детализацией компонентов из-за более тонкой стенки грудной клетки, но в связи с большей у детей частотой сердечных сокращений регистрировать ФКГ для облегчения ее расшифровки следует при движении ленты со скоростью 100 мм/сек.

При достаточно высокой чувствительности регистрирующего устройства на ФКГ у здоровых детей можно различить четыре физиологических тона сердца и систолический шум. Начальные колебания I тона сердца регистрируются через 0,02—0,04 сек. от начала зубца Q на ЭКГ, имеют небольшую амплитуду и быстро (примерно через 0,01 сек.) переходят в максимальные, соответствующие зубцу S на ЭКГ. Длительность этих колебаний составляет ок. 0,05 сек. Затем выделяется вторая группа колебаний меньшей амплитуды — так наз. систолический тон напряжения атриовентрикулярных клапанов, соответствующий по времени примерно середине сегмента ST на ЭКГ. Общая длительность I тона равна 0,07— 0,15 сек. (чаще 0,08—0,12 сек.), а интервал от начала зубца Q на ЭКГ до первых максимальных колебаний I тона (Q — I тон) не превышает 0,07 сек. Амплитуда максимальных колебаний I тона сердца варьирует в зависимости от места регистрации, но на верхушке сердца обычно превышает или равна амплитуде II тона; она заметно снижается при замедлении атриовентрикулярной проводимости.

Начальные колебания II тона сердца небольшой амплитуды появляются в среднем через 0,02 сек. от окончания зубца Т на ЭКГ и примерно через 0,01 сек. переходят в максимальные высокочастотные колебания от закрытия полулунных створок аортального клапана. Затем через 0,02—0,04 сек. регистрируется легочный компонент II тона. В низкочастотном диапазоне (12—25 гц) может быть зарегистрирован диастолический тон напряжения атриовентрикулярных клапанов (так наз. щелчок открытия митрального клапана) в виде одного колебания примерно через 0,07 сек. от начала II тона. Общая длительность II тона составляет от 0,04 до 0,12 сек., расхождение компонентов II тона между собой в пределах его длительности не имеет существенного значения. Амплитуда II тона сердца и его компонентов варьирует в зависимости от места регистрации, наиболее выражена она на ФКГ, зарегистрированной над легочным стволом.

Через 0,13 сек. (в среднем) от начала II тона или в конце первой трети диастолы, т. е. в момент прекращения расслабления желудочков, на верхушке в диапазонах низких частот регистрируется III тон сердца. Чем ниже тонус миокарда, тем более выражен III тон сердца. На ФКГ он представлен одним или двумя колебаниями длительностью 0,02— 0,03 сек., амплитуда его составляет около 1/4 амплитуды I тона в том же диапазоне.

Через 0,06—0,12 сек. от начала зубца Р на ЭКГ регистрируется IV тон сердца в виде одного-двух колебаний низкой частоты и небольшой амплитуды. В норме длительность его составляет ок. 0,03 сек., а амплитуда — ок. 1/7 части амплитуды I тона в том же диапазоне частот. Обособленный IV тон сердца регистрируется при удлинении интервала P — Q, а при тахикардии сопровождается дополнительными колебаниями низкой частоты, имитирующими пресистолический шум. Звук IV тона сердца лучше регистрируется на основании сердца и передается на область верхушки.

Для характеристики интенсивности III и IV тонов сердца определяется амплитудный индекс, т. е. отношение амплитуды III или IV тона к амплитуде I тона в диапазоне 50— 75 гц. Этот показатель колеблется в пределах 0,187—0,262 для III тона и 0,066—0,123 — для IV тона.

У детей часто регистрируют физиол. систолический шум выброса крови; он обособлен от I и II тонов сердца, имеет веретенообразную форму, небольшую амплитуду, лучше выражен в четвертом и втором межреберьях слева у грудины. Дифференциально-диагностическое значение имеют интервал от начала зубца Q на ЭКГ до максимальных колебаний этого шума и его отношение к интервалу Q — Т на ЭКГ, выраженное в процентах, что обозначается как индекс времени максимальных колебаний систолического шума. У здоровых детей этот индекс равен 53 — 56%.

У отдельных здоровых детей могут быть зарегистрированы колебания в мезодиастоле — после III тона и только в низкочастотном диапазоне (функциональный мезодиастолический шум). Чем меньше возраст ребенка, тем с большей частотой регистрируются низкочастотные компоненты ФКГ, к-рые практически не воспринимаются при аускультации.

У детей с заболеваниями сердца амплитуда тонов, интервалы между ними, а также между тонами и отдельными элементами ЭКГ изменяются в соответствии с характером патологии; появляются патол, тоны и шумы. Анализ этих изменений имеет важное диагностическое значение, особенно при пороках сердца. При нарушении обменных процессов в миокарде происходит уменьшение интервала I—II тона (механической систолы). В связи с этим отношение механической систолы сердца к электрической, выраженное в процентах, уменьшается (признак так наз. энергетически-динамической недостаточности сердца).

Фонокардиографы

Фонокардиографы — приборы, предназначенные для регистрации ФКГ в диагностически значимых диапазонах частот. Фонокардиограф состоит из микрофона, усилителя, частотных фильтров и графического регистратора.

Микрофон является воспринимающим устройством и одновременно преобразователем звуковых колебаний сердца, воспринимаемых с поверхности грудной клетки пациента, в электрический сигнал. Микрофоны для Ф. подразделяют на контактные и с воздушной камерой; в последнем случае звуковые колебания с поверхности грудной клетки передаются на чувствительный элемент микрофона через воздушную среду. Преимуществом контактного микрофона является его более низкая чувствительность к шумам в помещении, где проводится исследование, и меньшая зависимость полученных записей от качества прилегания микрофона к грудной стенке.

Усилители в современных фонокардиографах совмещают с фильтрами, основное назначение к-рых заключается в подавлении низкочастотных колебаний, не слышимых при аускультации. Применяют как высокочастотные фильтры, понижающие чувствительность лишь к низкочастотным составляющим, так и полосовые, обеспечивающие запись сердечных звуков в определенном частотном диапазоне звукового спектра.

Регистрирующее устройство Ф. должно обеспечивать запись звуковых колебаний с частотами до 800— 4000 гц. К таким устройствам относятся фоторегистраторы и регистраторы со струйной чернильной записью. Широкое распространение получила так наз. запись с преобразованием, к-рая производится на чернильнопишущих регистраторах того же типа, что и для регистрации ЭКГ, путем модуляции по амплитуде сигналами, выделенными фильтрами, сигналов вспомогательного генератора с частотой 80—100 гц. В этом случае получаемая запись частоты вспомогательного генератора сохраняет все амплитудные и временные соотношения сигналов на выходе фильтров.

Отечественной промышленностью серийно выпускается фонокардиограф ФКГ-01. Он обеспечивает запись на чернильнопишущий регистратор ФКГ, а также ЭКГ, сфигмограммы и флебограммы, т. е. может применяться для поликардиографии (см.).

Фонокардиограф содержит микрофон МФ-1, блок усилителей и фильтров и быстродействующий четырехканальный регистратор Н-338-4. Микрофон МФ-1 электродинамического типа с воздушной камерой имеет частотный диапазон от 10 до 2000 гц и может применяться как для записи ФКГ, так и для абсолютных измерений звукового давления. Отличительной особенностью фонокардиографа является возможность использования двух типов фильтров — для так наз. отфильтрованной фонокардиографии по Маассу и Веберу, к-рая предусматривает запись ФКГ в 6 частотных диапазонах, и полосовые фильтры.

Регистратор тина Н-338-4 обеспечивает запись сигналов с частотой не более 100—120 гц; в фонокардиографе применено преобразование фонокардиографических сигналов.

Для регистрации ФКГ на обычных электрокардиографах предназначен серийно выпускаемый преобразователь фонокардиографический универсальный ПФУ-01. Он содержит микрофон МФ-1, трехканальный усилитель с фильтрами, двухканальный осциллоскоп для наблюдения сигналов ФКГ и устройство для записи ФКГ методом преобразования. Имеющийся программный переключатель фильтров обеспечивает стандартную последовательность их включения.

Библиогр.: Зеленин В. Ф. Кардиофонография (регистрация сердечных тонов и шумов) и ее клиническое значение, М., 1915; Кассирский Г. И. и Соловьев В. В. Атлас клинической фонокардиографии, М., 1983; Кузнецов А. И. Значение некоторых компонентов фонокардиограммы в диагностике изменений в сердце у детей, Педиатрия, № И, с. 58, 1971; Осколкова М. К. Функциональная диагностика заболеваний сердца у детей, М., 1967; Фитилева Л. М. Клиническая фонокардиография, М., 1968; Функциональная диагностика в детском возрасте, под ред. С. Комарова и В. Гатева, пер. с болг., София, 1979; Холльдак К. и Вольф Д. Атлас и руководство по фонокардиографии, пер. с нем., М., 1964; Avila J. Е. у. о. Estudio fonomecanocardiografico de los soplos inocentes en ninos, Arch. Inst. Cardiol. Mex., v. 52, p. 103, 1982; Kulangara R. J., Strong W. B. a. Miller M. D. Evaluation of heart sounds and murmurs in children, Postgrad. Med., v. 72, p. 156, 1982; Schmidt-Voigt J. Atlas der klinischen Phonokardiographie, Miinchen — B., 1955; Stapleton J. F. a. Harvey W. P. Systolic sounds, Amer. Heart J., v. 91, p. 383, 1976; Wink K. Phonokardiographie heute? Diagnostik, Bd 15, S. 697, 1982.

Л. М. Фитилева; В. М. Большов (техн.), А. И. Кузнецов (пед.).