У практиці ветеринарної медицини все більше застосування знаходять додаткові (спеціальні) методи дослідження серця і судин. До них належать електро- і фонокардіографія, осцилографія, сфігмографія, рентгенографія і рентгеноскопія, ультразвукове дослідження. Останнім часом значна увага приділяється також лабораторним методам діагностики хвороб серця.
ЕЛЕКТРОКАРДІОГРАФІЯ
Електрокардіографія– це графічна реєстрація електричних явищ у серці, що виникають при його збудженні. Крива, одержана при записі цих явищ, називається електрокардіограмою. Слід зазначити, що електрокардіограма є записом біострумів серця, тобто електричних явищ, а не скорочувальної функції серця.
Електрокардіографія є одним із найважливіших і об'єктивних методів досліджень у кардіології, оскільки електрокардіограма являє собою “письмову доповідь” про роботу серця, написану самим серцем. Початок практичної електрокардіографії пов’язаний з ім’ям голландського вченого В. Ейнтховена, який у 1903 р. створив високочутливий струнний гальванометр, що став основною частиною електро-кардіографа.
Струнний гальванометр мав високу чутливість і точність реєстрації, які забезпечували унікальну можливість оцінювати стан і ритм серця. Електрокардіограми, записані В. Ейнтховеном 100 років тому, відрізняються від сучасних лише технікою запису, а не їх змістом. У 1911 р. російські вчені А.Ф. Самойлов і В.Ф. Зеленін уперше дослідили електрофізіологічну суть електрокардіограми. Основи ветеринарної електрокардіографії, зокрема клінічної, започаткували Г.В. Домрачев, Р.М. Восканян, І.Г. Шарабрін, М.Р. Сьомушкін, В.І. Зайцев, П.В. Філатов, М.О. Судаков.
Фізіологічною основою електрокардіографії є біохімічні і біофізичні процеси, що відбуваються в серцевому м'язі під час його збудження і супроводжуються утворенням електричної енергії, виникнення якої пов'язане з переміщенням іонів. У стані спокою на зовнішній поверхні клітинної оболонки переважають позитивно заряджені іони натрію, а вздовж внутрішньої поверхні нагромаджуються негативно заряджені іони калію. Кожний позитивний заряд урівноважений негативним і становить електричний диполь. Таку клітину називають поляризованою (рис. 62, а). Вона є електронейтральною, і тому стрілка приєднаного гальванометра не відхиляється, а на папері буде реєструватись пряма (ізоелектрична) лінія. Якщо виникає імпульс збудження, то в цій точці опір клітинної мембрани зменшується, позитивно заряджені іони натрію рухаються всередину клітини, а негативно заряджені іони калію переміщуються з клітини назовні. Настає фаза деполяризації (рис. 62, б). Збуджена ділянка стає електронегативною щодо решти незбудженої поверхні клітинної мембрани. Процес поступового збудження клітини називається деполяризацією. У цей період гальванометр реєструє лінію, спрямовану вгору, потім вона опускається до ізоелектричної лінії, утворюючи гостру вершину.
Повна деполяризація м'язової клітини характеризується тим, що внутрішньоклітинне середовище змінює негативний заряд на позитивний, а поверхня мембрани, навпаки, із позитивно зарядженої стає негативною. У цей період різниця потенціалів відсутня (рис. 62, в), тому стрілка гальванометра знаходиться на нулі, а на папері з’являється пряма лінія.
Клітина, що перебуває у стані збудження, прагне швидко відновити свій початковий електричний стан. Відбувається зворотний рух іонів калію всередину клітини, а іони натрію виходять із неї. Тобто, за процесом деполяризації настає процес реполяризації – повернення клітини у стан спокою. Причому, фаза реполяризації починається на тій же ділянці, що й деполяризації (рис. 62, г). Під час реполяризації негативні заряди рухаються попереду позитивних, тобто мембранний струм має протилежний напрям. Стрілка гальванометра при цьому відхиляється у протилежний бік, а крива на папері відображає фазу реполяризації у вигляді лінії, спрямованої вниз від ізоелектричної. Із закінченням фази реполяризації внутрішньоклітинне середовище стає знову негативним, а зовнішнє – позитивним (рис. 62, д), різниця потенціалів відсутня, стрілка гальванометра встановлюється на нулі, і знову з'являється ізоелектрична лінія.
Запис електричних явищ, що утворюються в міокарді, аналогічний. Тканини тварин є добрим провідником. Тому біоелектричні явища, що виникають у серці, проводяться на поверхню тіла. Біоструми відводяться від поверхні тіла за допомогою електродів, з'єднаних з електрокардіографом.
На сьогодні у практиці ветеринарної медицини і науки найбільш широко використовують електрокардіографи з механічним записом електричних потенціалів серця, а також електрокардіографи з електронно-променевою трубкою. Як перші, так і другі можуть бути одно- і багатоканальними. Найбільш точну реєстрацію електричних потенціалів серця одержують за допомогою термозапису їх на спеціальній діаграмній стрічці. У практиці ветеринарної медицини найдоцільнішим є використання портативних транзисторних електрокардіографів із комбінованим живленням – акумуляторним і від електричної мережі. В останні десятиліття розроблена і запропонована радіотелеметрична апаратура, яка дозволяє реєструвати біоструми серця на відстані. Крім того, створені також фоноелектрокардіографи, які одночасно можуть реєструвати звукові та електричні явища в серці.
У практиці ветеринарної медицини найбільш широко використовують запропоновані Г.В. Домрачевим і Р.М. Восканяном відведення електричних потенціалів серця від грудних і тазових кінцівок (стандартні відведення): у великих тварин – у ділянці п'ясті грудних і плюсни тазових кінцівок, а в дрібних – у ділянці передпліччя і гомілки. Для цього на попередньо поголену ділянку шкіри накладають змочені теплим 5–10 %-ним розчином натрію хлориду марлеві прокладки, а на них – електроди. При цьому до електрода на правій грудній кінцівці приєднують провід апарата з червоним наконечником, на лівій грудній – із жовтим, на лівій тазовій – із зеленим, а до електрода на правій тазовій кінцівці – із чорним наконечником (він є заземленням тварини через електрокардіограф). У першому відведенні електричні потенціали серця відводять від обох грудних кінцівок, у другому – від правої грудної кінцівки та лівої тазової, а в третьому – від лівої грудної і лівої тазової кінцівок. У сучасних електрокардіографах при стандартних відведеннях електричних потенціалів у першому відведенні реєструють переважно електричні потенціали лівої частини серця, у другому – усього серця, а в третьому – правої його частини. Чутливість реєструючого пристрою електрокардіографа, як правило, установлюють так, щоб відхилення пера або електронного променя при різниці потенціалів 1 мВ становило на 10 мм (рис. 63).
Рис. 63. Електрокардіограф “Donix”(Україна)
Крім основних відведень від кінцівок, для реєстрації електричних потенціалів серця у великої рогатої худоби були запропоновані тулубо-фронтальні та сагітальні (Рощевський М.П., 1965), грудні, а також уніполярні й посилені уніполярні грудні та від кінцівок. При фронтальних відведеннях електроди накладають у краніальній частині лівого та правого плечових суглобів і в ділянці основи мечоподібного хряща. У першому відведенні електричні потенціали серця реєструються електродами, накладеними на краніальну частину правого й лівого плечових суглобів, у другому – на краніальну частину правого плечового суглоба та ділянку основи мечоподібного хряща. У третьому відведенні потенціали серця реєструються електродами, накладеними на краніальну частину лівого плечового суглоба і ділянку основи мечоподібного хряща.
Однополярні відведення відрізняються від звичайних біполярних тим, що індиферентним електродом є так званий центральний, який з'єднує всі три електроди. При посилених однополярних відведеннях індиферентним електродом є центральний, який об'єднує два електроди, а третій – диферентним (активним). Посилені однополярні відведення забезпечують більш чіткий запис електрокардіограми (з більшим вольтажем зубців) і дозволяють більш точно діагностувати захворювання серця.
Електрокардіограма (ЕКГ) складається з рівної ізопотенціальної лінії та п'яти зубців, які, як правило, позначають літерами латинського алфавіту (рис. 64). Три зубці (Р, R і Т), розміщені зверху над ізопотенціальною лінією, називаються позитивними, а два (Q і S), що знаходяться внизу від неї, – негативними. Як у нормі, так і при патології зубець R завжди позитивний, а зубці Q i S – негативні. Зубці та інтервали електрокардіограми утворюють два комплекси: передсердний, який складається із зубця Р та інтервалу PQ, і шлуночковий, що включає комплекс зубців QRS, інтервал ST і кінцеву частину – зубець Т.
Зубець Р утворюється при збудженні передсердь. У нормі праве передсердя збуджується раніше, ніж ліве, тому позитивна амплітуда правого передсердя (висхідна лінія) переважає негативну амплітуду лівого (низхідну лінію зубця), що робить зубець Р позитивним.
Інтервал РQ (від початку зубця Р до початку зубця Q) показує час проходження імпульсу від синусного вузла до м'язів шлуночків (передсердно-шлуночкової провідності). Далі йде шлуночковий комплекс QRSТ. Він складається з початкової частини – QRS, яка відображає поступове охоплення збудженням міокарда шлуночків, і кінцевої частини – зубця Т, який відображає процеси реполяризації (відновлення позитивного заряду), тобто обмінні процеси в міокарді шлуночків при переході їх із стану збудження у стан спокою. Сегмент SТ у здорових тварин розміщений на ізоелектричній лінії. Він відповідає періоду повної деполяризації (появі негативного заряду) міокарда шлуночків, коли вони знаходяться у стадії повного збудження і різниця потенціалів між їх основою і верхівкою відсутня.
Рис. 64. Схема електрокардіограми (ЕКГ) коня
В ЕКГ розрізняють два періоди: систолічний – від початку зубця Р до кінця зубця Т і діастолічний (ТР) – від кінця зубця Т до початку чергового зубця Р. У свою чергу в систолічному періоді виділяють електричну систолу шлуночків серця, якій відповідає тривалість комплексу QRSТ.
Електрокардіограма при фронтальних відведеннях має дещо інший вигляд, порівняно з одержаним при стандартних відведеннях (рис. 65). Зубець Р у такій електрокардіограмі виражений чітко, завжди позитивний, часто – з невеликим розщепленням верхівки, зубець R – невеликої величини, і лише в деяких тварин він зрівнюється з глибоким S. Як правило, зубець S є найвиразнішим елементом ЕКГ. Він широкий і глибокий, його низхідне коліно круте, а висхідне – пологе. Добре виявляється позитивний зубець Т. Така форма ЕКГ у великої рогатої худоби вважається основною, оскільки при фронтальних відведеннях добре реєструються біопотенціали основи й верхівки серця, а при стандартних відведеннях – різниця потенціалів між точками тіла тварини, розміщеними лише в ділянці проекції потенціалів верхівки серця.
Рис. 65. Схема електрокардіограми корови при фронтальних відведеннях
При аналізі ЕКГ визначають: форму і спрямованість зубців від ізопотенціальної лінії, висоту або вольтаж зубців (у мм або в тV), тривалість зубців та інтервалів (у секундах), положення щодо ізоелектричної лінії та форму сегмента SТ, напрям електричної осі серця – лінії, яка з'єднує дві точки в серці з найбільшою різницею потенціалів). За одержаними результатами визначають кілька показників, які виражають у процентах: систолічний – відношення тривалості електричної систоли шлуночків (QRSТ) до тривалості всього серцевого циклу (RR); відносну атріовентрикулярну провідність – відношення тривалості інтервалу РQ до тривалості всього серцевого циклу, довжину інтервалу РQ відносно електричної систоли шлуночків, тривалості зубців Р і Т до всього серцевого циклу.
Електрокардіограма дозволяє визначити порушення серцевого ритму, гіпертрофію відділів серця, запальні та дистрофічні процеси в міокарді, стан коронарного кровообігу, а також забезпечує об'єктивний контроль при застосуванні серцевих та інших лікарських засобів, які можуть викликати зміну функцій серця.
Так, зубець Р може бути збільшеним при гіпертрофії передсердь, симпатико-тонусі, при початковій стадії гострого міокардиту, або зменшеним і розширеним – при уповільненні проведення збудження по м'язу передсердь, що спостерігається при розвитку дистрофічних процесів у міокарді (міокардіодистрофії, у другій стадії гострого міокардиту). Широкий і розщеплений зубець Р, головним чином у I i II стандартних відведеннях, спостерігається при гіпертрофії лівого передсердя, а збільшений і з гострою вершиною у II i III відведеннях – при гіпертрофії правого передсердя. Негативним, тобто спрямованим униз від ізоелектричної лінії серця, зубець Р стає при виникненні імпульсу збудження не у вузлі Кіса-Флака, а в лівому передсерді або поблизу атріовентрикулярного вузла і поширюється в протилежному напрямі (знизу вверх).
Інтервал РQ може бути подовженим при збудженні вагуса та при морфологічних змінах міокарда передсердь і провідної системи, що можна диференціювати проведенням фізичного навантаження або атропіновою пробою. Якщо причиною подовження інтервалу РQ є ваготонія, то після проведення (проганяння) тварини або ін'єкції атропіну інтервал РQ зменшується, а при дистрофічних змінах міокарда він, навпаки, стає більш тривалим (при міокардіодистрофії та міокардіофіброзі). Зменшення довжини інтервалу РQ спостерігається при підвищеній збудливості міокарда, що є характерним для першої стадії гострого міокардиту.
Комплекс QRS може бути розширеним і деформованим (при міокардіодистрофії, перикардиті), а вольтаж окремих його зубців – більшим або меншим. Високий зубець R виявляють при першій стадії міокардиту, а низький, розширений і деформований, – при дистрофічних процесах у міокарді (міокардіодистрофії). Заокруглена вершина, розщеплення і розширення зубця R свідчать про ураження провідної системи серця та глибокі дистрофічні зміни міокарда. Збільшення вольтажу зубця R у першому відведенні виявляють при гіпертрофії лівого шлуночка (лівограма), а при гіпертрофії правого шлуночка він найвищий у III відведенні, а низький – у І відведенні при глибокому зубці S (правограма).
Розширення, притуплення і розщеплення зубця S є наслідком дифузних уражень міокарда шлуночків і його провідної системи.
Інтервал SТ збігається з ізоелектричною лінією ЕКГ. Зміщення його і деформація є наслідком недостатності коронарного кровообігу, зокрема при інфаркті міокарда, а тривалість залежить від частоти скорочень серця.
Збільшення вольтажу зубця Т є особливо характерним для гострого міокардиту, гіпертрофії серця, а зменшення вольтажу, розширення і деформацію його виявляють при ваготонії та дистрофічних змінах міокарда (друга стадія міокардиту, міокардіо-дистрофія, міокардіофіброз). При цих же захворюваннях зубець Т може бути негативним.
Електрокардіографії належить важлива роль у системі клініко-фізіологічного контролю при тренінгу спортивних коней. У більшості добре тренованих коней виявляють фізіологічну гіпертрофію лівого шлуночка. Зміни ЕКГ характеризуються збільшенням вольтажу зубців Р, R і Т, зменшенням інтервалів РQ і QТ та відхиленням електричної осі серця в більшості коней уліво (Судаков М.О., 1965). Зубець Т, який у здорових коней часто буває двофазним, після фізичного навантаження стає позитивно високим, що свідчить про посилення процесів метаболізму в серцевому м'язі і добрий функціональний стан міокарда.
Патологічна гіпертрофія лівого шлуночка, яка відображає дистрофічні зміни міокарда в коней, проявляється значним збільшенням тривалості комплексу QRS (більше 0,15 с). Нерідко спостерігаються також зменшення вольтажу зубців Р, R і Т, незначне збільшення інтервалів РQ і QТ, систолічного показника, розширення зубця Т, деформація і зміщення інтервалу SТ, що свідчить про недостатність кровопостачання міокарда, особливо гіпертрофованої стінки шлуночків, і порушення в ньому обмінних процесів.
В. Ейнтховен, оцінюючи винахід струнного гальванометра, зазначав, що справжня цінність інструмента не така вже й велика, якщо її розглядати у відриві від тієї роботи, яку за його допомогою можна виконати. Пророчі слова В.Ейнтховена підтвердилися не лише бурхливим розвитком електрокардіографії, а й фонокардіографії та інших галузей електрофізіології. Електрокардіографія, як самостійна галузь знань, зайняла центральне місце в клінічній кардіології і водночас стала основою фундаментальних досліджень при вивченні серця. В.Ейнтховен з великою повагою ставився до своїх однодумців і соратників. У заключній частині своєї Нобелівської лекції він наголошував, що нова галузь в дослідженні хвороб серця була відкрита не зусиллями одного дослідника, а завдяки багатьом талановитим людям, які, поширюючи власні ідеї, не залежали у своїх дослідженнях від політичних кордонів. Ці ентузіасти витрачали свої сили в ім’я спільної мети – накопичення знань, завдяки яким могли б бути полегшені страждання людей.
Фонокардіографія
Фонокардіографія– це графічна реєстрація звукових явищ у серці (тонів і шумів). З цією метою найчастіше використовують дво- або багатоканальні фоноелектрокардіографи, які дозволяють записувати звукові явища одночасно з електричними. Фонокардіограма (ФКГ) здорових тварин складається з коливань, які відображають І і II тони серця, між якими розміщуються інтервали систолічної та діастолічної пауз (рис. 66). Перший тон серця на ФКГ представлений коливаннями, які виникають після зубця Q одночасно із записаною ЕКГ. Початкові коливання цього тону мають низьку амплітуду і відображають систолу передсердь. Центральна частина коливань першого тону відзначається високою амплітудою їх і є показником звуків, які утворюються при закритті атріовентрикулярних клапанів, що відповідає на ЕКГ зубцю S. Кінцева частина коливань характеризується нижчою амплітудою і відображає звуки, що утворюються при скороченні міокарда шлуночків і вібрації стінок аорти та легеневої артерії.
Рис. 66. Фонокардіограма (ФКГ) та ЕКГ при одночасному записі: 1 –перший тон;
2 –другий тон
Другий тон серця на ФКГ являє собою звукові коливання, які виникають при зниженні зубця Т одночасно із записаною ЕКГ, і відображають закриття півмісяцевих клапанів аорти та легеневої артерії. У нормі амплітуда коливань другого тону нижча за амплітуду коливань першого.
За допомогою ФКГ можна уточнити результати аускультації серця, особливо при появі ендокардіальних шумів, а також аритмії серця. ФКГ має велике значення в диференційній діагностиці пороків серця та інших його хвороб, які супроводжуються ендокардіальним шумом, а також змінами тонів серця.