심장 기능의 엑스레이 검사

건강한 사람의 경우, 흥분파는 약 1초에 한 번씩 심근을 통해 퍼져 나가며, 심장은 수축했다가 이완합니다. 이러한 과정을 기록하는 가장 간단하고 쉬운 방법은 투시입니다. 투시를 통해 심장의 수축과 이완, 대동맥과 폐동맥의 박동을 시각적으로 평가할 수 있습니다. 동시에, 스크린 뒤의 환자 위치를 변경함으로써 심장의 윤곽을 더욱 뚜렷하게, 즉 심장과 혈관의 모든 부분이 가장자리를 형성하도록 할 수 있습니다. 그러나 최근 초음파 진단 기술의 발전과 임상 적용의 확대로 인해, 심장의 기능적 활동을 연구하는 투시 검사의 역할은 상당히 감소했습니다. 이는 투시 검사에 의해 발생하는 높은 방사선 부하 때문입니다.

심장근의 수축 기능을 연구하는 주요 방법은 초음파 검사(초음파)입니다.

심장학에서는 여러 가지 초음파 기법이 사용됩니다. 1차원 심초음파(M-방법), 2차원 심초음파(초음파)(B-방법), 1차원 도플러 심초음파, 2차원 컬러 도플러 매핑 등이 있습니다. 심장을 검사하는 효과적인 방법 중 하나는 초음파와 도플러 촬영을 결합한 이중 검사입니다.

1차원 심초음파는 곡선의 집합으로 나타나며, 각 곡선은 심장의 특정 구조, 즉 심실과 심방의 벽, 심방과 심실 사이 중격, 판막, 심낭 등에 해당합니다. 심초음파에서 곡선의 진폭은 기록된 해부학적 구조의 수축기 운동 범위를 나타냅니다.

초음파 검사를 통해 심장 벽과 판막의 움직임을 실시간으로 디스플레이 화면에서 관찰할 수 있습니다. 심장 기능을 특징짓는 여러 매개변수를 연구하기 위해 심전도의 R파 정점과 T파의 하행 무릎에서 기록된 정지 프레임에서 심장 윤곽이 모니터 화면에 윤곽이 표시됩니다. 초음파 장치에 내장된 특수 컴퓨터 프로그램을 사용하면 두 이미지를 비교 및 분석하여 좌심실과 심방의 수축말기 및 이완말기 용적, 우심실 표면 크기, 심실 박출률, 심방 배출률, 수축기 및 분당 용적, 심근 벽 두께 등의 매개변수를 얻을 수 있습니다. 이를 통해 관상동맥 심장 질환 및 기타 심근 병변 진단에 매우 중요한 좌심실 벽의 국소 수축성 매개변수도 제공할 수 있다는 점이 매우 중요합니다.

심장 도플러 검사는 주로 펄스 모드로 시행됩니다. 이 검사는 심장 주기의 모든 단계에서 심장 판막과 벽의 움직임을 연구할 수 있을 뿐만 아니라, 선택된 제어 볼륨에서 혈류의 속도, 방향 및 특성을 측정할 수 있습니다. 색상 매핑, 에너지 도플러, 조직 도플러와 같은 새로운 도플러 검사법은 심장의 기능적 매개변수 연구에서 특별한 중요성을 얻었습니다. 현재 초음파 검사의 특정 옵션은 특히 외래 진료에서 심장 환자를 검사하는 데 있어 선도적인 기기 검사법입니다.

초음파 진단과 더불어, 심장과 혈관을 검사하는 방사성핵종 검사법이 최근 빠르게 발전하고 있습니다. 이러한 방법 중 평형 심실 조영술(동적 방사선 심도 검사), 방사성핵종 혈관 심도 검사, 그리고 관류 신티그래피(perfusion syntigraphy) 세 가지를 특히 강조해야 합니다. 이러한 검사들은 심장 기능에 대한 중요하고 때로는 고유한 정보를 제공하며, 혈관 카테터 삽입이 필요하지 않고, 안정 시와 기능적 부하 후에 모두 시행할 수 있습니다. 특히 기능적 부하 후에 시행하는 것이 심근의 예비 용량을 평가하는 데 가장 중요합니다.

평형 심실 조영술은 심장을 검사하는 가장 일반적인 방법 중 하나입니다.심장의 펌핑 기능과 벽의 움직임의 특성을 결정하는 데 사용됩니다.연구 대상은 일반적으로 좌심실이지만, 심장의 우심실을 연구하기 위한 특별한 기술이 개발되었습니다.이 방법의 원리는 감마 카메라 컴퓨터의 메모리에 일련의 이미지를 기록하는 것입니다.이 이미지는 혈액에 도입되어 혈관 벽을 통해 확산되지 않고 오랫동안 혈류에 남아 있는 방사성 의약품의 감마선에서 얻습니다.혈류에서 이러한 방사성 의약품의 농도는 오랫동안 일정하게 유지되므로 혈액 풀(영국식 풀 - 웅덩이, 풀)을 연구한다고 말하는 것이 일반적입니다.

혈액 풀을 만드는 가장 간단한 방법은 알부민을 혈액에 주입하는 것입니다. 그러나 단백질은 체내에서 여전히 분해되고, 이 과정에서 방출된 방사성 핵종이 혈류를 빠져나가면서 혈액의 방사능이 점차 감소하여 검사의 정확도가 떨어집니다. 안정적인 방사성 풀을 만드는 더 적절한 방법은 환자의 적혈구에 표지하는 것입니다. 이를 위해 소량의 피로인산염(약 0.5mg)을 먼저 정맥 주사합니다. 피로인산염은 적혈구에 의해 활발하게 흡수됩니다. 30분 후, 99mTc-과테크네테이트 600MBq를 정맥 주사하면 적혈구에 흡수된 피로인산염과 즉시 결합합니다. 이로 인해 강한 결합이 형성됩니다. RFP(RFP)를 환자 체내에서 "준비"하는 방사성 핵종 검사 기법을 처음 접하게 되었습니다.

방사성 혈액이 심장의 방실을 통과하는 과정은 트리거라는 전자 장치를 통해 컴퓨터 메모리에 기록됩니다. 트리거는 감마 카메라 검출기에서 수집된 정보를 심전도의 전기 신호와 "연결"합니다. 컴퓨터는 300~500회의 심장 주기(혈액 내 방사성 약물의 완전한 희석, 즉 혈액 풀의 안정화 이후)에 대한 정보를 수집하여 일련의 이미지로 그룹화하는데, 이 중 주요 이미지는 수축기말과 이완기말 단계를 반영합니다. 심장 주기 전반에 걸쳐 여러 개의 중간 심장 이미지가 동시에 생성됩니다(예: 0.1초마다).

대량의 이미지로부터 의료 영상을 구성하는 이러한 절차는 충분한 "계산 통계"를 확보하여 결과 영상이 분석에 충분히 높은 품질을 갖도록 하는 데 필수적입니다. 이는 시각적 분석과 컴퓨터 분석 모두에 적용됩니다.

모든 방사선 진단과 마찬가지로 방사성 핵종 진단에서도 "신뢰성의 질"이라는 주요 규칙이 적용됩니다. 즉, 가능한 한 많은 양의 정보(양자, 전기 신호, 사이클, 이미지 등)를 수집하는 것입니다.

컴퓨터를 이용하여 심장 영상 분석 결과를 바탕으로 작성된 적분 곡선으로부터 구출률, 심실 충만 및 비움 속도, 수축기 및 이완기 지속 시간을 계산합니다. 구출률(EF)은 다음 공식으로 계산합니다.

여기서 DO와 CO는 심장 주기의 말기 이완기와 말기 수축기의 계수율(방사능 수준) 값입니다.

박출률은 심실 기능의 가장 민감한 지표 중 하나입니다. 정상적으로는 우심실의 경우 50%, 좌심실의 경우 60% 정도로 변동합니다. 심근경색 환자의 경우, 박출률은 항상 병변의 크기에 비례하여 감소하며, 이는 예후 인자로 알려져 있습니다. 이 지표는 심근경색, 심근병증, 심근염 등 여러 심장 근육 병변에서도 감소합니다.

평형 심실 조영술은 좌심실 수축력의 제한적인 장애, 즉 국소 이상운동증, 운동저하증, 무운동증을 진단하는 데 사용될 수 있습니다. 이를 위해 심실 영상을 8개에서 40개까지의 여러 부분으로 나눕니다. 각 부분에 대해 심장 수축 중 심실벽의 움직임을 분석합니다. 평형 심실 조영술은 심근의 기능적 예비력이 감소된 환자를 진단하는 데 상당한 가치를 지닙니다. 이러한 환자는 급성 심부전이나 심근경색 발생 고위험군에 속합니다. 환자의 평정 상태에서는 어떠한 이상도 관찰되지 않지만, 부하를 감당할 수 없는 심실벽 영역을 검출하기 위해 용량이 조절된 자전거 에르고메트릭 부하 조건에서 이 검사를 시행합니다. 이러한 상태를 스트레스 유발 심근 허혈이라고 합니다.

평형 심실 조영술은 판막 부전을 동반한 심부전에서 발생하는 역류율, 즉 혈액의 역류량을 계산할 수 있게 해줍니다. 이 방법의 또 다른 장점은 약물이 심장 활동에 미치는 영향을 연구하는 등 수 시간 동안 장기간에 걸쳐 검사를 수행할 수 있다는 것입니다.

방사성핵종 심장혈관조영술은 소량의 방사성의약품을 정맥으로 빠르게 투여한 후, 첫 번째 통과 경로를 심장의 방실에 번갈아 가며 시행하는 방법입니다(볼러스).

일반적으로 체중 1kg당 4~6MBq의 방사능을 갖는 99mTc-퍼테크네테이트를 0.5~1.0ml의 부피로 사용합니다. 이 연구는 고성능 컴퓨터가 장착된 감마 카메라에서 수행됩니다. 방사성 의약품이 심장을 통과하는 동안 일련의 심장 이미지(15~20프레임, 최대 30초)가 컴퓨터 메모리에 기록됩니다. 그런 다음 "관심 영역"(일반적으로 폐근 또는 우심실 영역)을 선택한 후 방사성 의약품의 방사선 강도를 분석합니다. 일반적으로 방사성 의약품이 심장의 우심실과 폐를 통과하는 곡선은 하나의 높고 가파른 피크처럼 보입니다. 병적인 상태에서는 (방사성 의약품이 심장의 심실에서 희석될 때) 곡선이 평평해지거나 (방사성 의약품이 심실에 머무르는 경우) 길어집니다.

일부 선천성 심장 결손에서는 동맥혈이 심장의 좌측 방에서 우측 방으로 단락됩니다. 이러한 단락(좌우 단락이라고 함)은 심장 중격의 결손과 함께 발생합니다. 방사성 핵종 혈관심도에서 좌우 단락은 폐의 "관심 구역"에서 곡선이 반복적으로 상승하는 것으로 나타납니다. 다른 선천성 심장 결손에서는 아직 산소가 풍부하지 않은 정맥혈이 폐를 우회하여 다시 체순환으로 유입됩니다(우좌 단락). 방사성 핵종 혈관심도에서 이러한 단락의 징후는 폐에서 최대 방사능이 기록되기 전에 좌심실과 대동맥에서 방사능 피크가 나타나는 것입니다. 후천성 심장 결손에서는 혈관심도 검사를 통해 승모판과 대동맥 개구부를 통한 역류의 정도를 확인할 수 있습니다.

심근 관류 신티그래피는 주로 심근 혈류를 연구하고, 어느 정도는 심근의 대사 수준을 평가하는 데 사용됩니다. ^99m T1-염화물과 ^99m Tc-세사미비라는 약물을 사용하여 시행합니다. 두 방사성 의약품은 심근에 영양을 공급하는 혈관을 통과하여 주변 근육 조직으로 빠르게 확산되어 대사 과정에 참여하여 칼륨 이온을 자극합니다. 따라서 이러한 방사성 의약품의 심근 내 축적 강도는 혈류량과 심근의 대사 수준을 반영합니다.

심근 내 방사성 의약품의 축적은 매우 빠르게 일어나며 5~10분 안에 최대치에 도달합니다. 이를 통해 다양한 투사법으로 연구를 수행할 수 있습니다. 신티그램에서 좌심실의 정상적인 관류 이미지는 심실강에 해당하는 중앙 결손이 있는 균질한 말굽 모양의 그림자처럼 보입니다. 경색 중에 발생하는 허혈 영역은 방사성 의약품 고정이 감소된 영역으로 표시됩니다. 심근 관류 연구에서 보다 시각적이고, 가장 중요하게는 신뢰할 수 있는 데이터는 단일 광자 방출 단층촬영을 사용하여 얻을 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 F-DG와 같은 초단수명 양전자 방출 핵종을 방사성 의약품으로 사용하여 심장 근육 기능에 대한 흥미롭고 중요한 생리학적 데이터를 얻었습니다. 즉, 2광자 방출 단층촬영을 사용합니다. 그러나 지금까지는 특정 대규모 연구 센터에서만 가능합니다.

컴퓨터 단층촬영술의 발전으로 심장 기능 평가에 새로운 기회가 생겨났습니다. 방사선 불투과성 물질을 볼루스로 주입한 배경에서 단시간 노출로 일련의 단층촬영을 수행할 수 있게 되었기 때문입니다. 자동 주사기를 사용하여 50~100ml의 비이온성 조영제(옴니페이크 또는 울트라비스트)를 팔꿈치 정맥에 주입합니다. 컴퓨터 농도 측정법을 이용한 심장 단면 비교 분석을 통해 심장 주기 동안 심장강 내 혈액의 움직임을 확인할 수 있습니다.

컴퓨터 단층촬영(CT)은 전자빔 컴퓨터 단층촬영기의 개발로 심장 연구에 특히 큰 진전을 이루었습니다. 이러한 장치는 매우 짧은 노출 시간으로 많은 양의 이미지를 촬영할 수 있을 뿐만 아니라, 심장 수축 역학의 실시간 시뮬레이션을 생성하고 심지어 움직이는 심장의 3차원 재구성도 가능하게 합니다.

심장 기능 연구 분야에서 마찬가지로 활발하게 발전하고 있는 또 다른 방법은 자기공명영상(MRI)입니다. 강력한 자기장과 차세대 고성능 컴퓨터의 등장으로 영상 재구성에 필요한 정보를 매우 짧은 시간 안에 수집할 수 있게 되었으며, 특히 심장 주기의 수축기말과 이완기말 단계를 실시간으로 분석할 수 있게 되었습니다.

의사는 심근의 수축 기능과 심근 혈류를 평가하기 위해 다양한 방사선학적 방법을 활용할 수 있습니다. 그러나 의사가 비침습적 방법에 아무리 제한을 두더라도, 많은 환자에서 혈관 카테터 삽입 및 심실과 관상동맥의 인공 조영제 사용과 관련된 더 복잡한 시술, 즉 X선 심실조영술 및 관상동맥조영술을 시행해야 합니다.

심실조영술은 다른 방법보다 좌심실 기능을 평가하는 데 있어 민감도와 정확도가 높기 때문에 필수적입니다. 특히 좌심실의 국소 수축력 장애를 진단하는 데 유용합니다. 국소 심근 질환에 대한 정보는 관상동맥 질환의 중증도를 판단하고, 수술적 중재, 관상동맥의 경혈관성 혈관성형술, 심근경색증에서의 혈전용해술의 적응증을 평가하는 데 필수적입니다. 또한, 심실조영술은 관상동맥 질환에 대한 부하 검사 및 진단 검사(심방 자극 검사, 자전거 에르고메트릭 검사 등) 결과를 객관적으로 평가할 수 있도록 해줍니다.

방사선 불투과성 물질을 50ml 용량으로 10~15ml/s의 속도로 주입하고 촬영합니다. 필름 프레임은 좌심실 내 조영제 음영 변화를 명확하게 보여줍니다. 필름 프레임을 자세히 살펴보면 심근 수축력에 현저한 장애가 있음을 알 수 있습니다. 즉, 특정 부위의 심벽 운동이 없거나, 수축 시에 역설적인 움직임, 즉 팽창이 관찰됩니다.

덜 뚜렷하고 국소적인 수축성 장애를 확인하기 위해 좌심실 실루엣의 5~8개 표준 분절(30° 각도에서 오른쪽 전방 사시 투영된 사진)을 별도로 분석하는 것이 일반적입니다. 그림 111.66은 심실을 8개 분절로 나눈 것을 보여줍니다. 분절별 수축성을 평가하기 위해 다양한 방법이 제안되었습니다. 그중 하나는 심실 장축의 중앙에서 심실 그림자의 윤곽까지 60개의 반경을 그리는 것입니다. 각 반경은 이완말기에 측정되며, 이에 따라 심실 수축 중 단축 정도를 측정합니다. 이러한 측정값을 바탕으로 국소 수축성 장애의 컴퓨터 처리 및 진단이 수행됩니다.

관상동맥 혈류를 연구하는 데 필수적인 직접적인 방법은 선택적 관상동맥 조영술입니다. 좌측 관상동맥과 우측 관상동맥에 순차적으로 삽입된 카테터를 통해 자동 주입기를 사용하여 방사선 불투과성 물질을 주입하고 촬영합니다. 그 결과 생성된 영상은 전체 관상동맥계의 형태와 심장 각 부위의 혈액 순환 특성을 모두 반영합니다.

관상동맥조영술의 적응증은 매우 광범위합니다. 첫째, 관상동맥조영술은 허혈성 심장 질환의 진단, 급성 심근경색 치료 방법 선택, 심근경색 및 심근병증의 감별 진단을 위해 모든 불확실한 사례에서 시행됩니다. 또한 이식 수술 중 거부 반응이 의심되는 경우 반복적인 심장 생검과 병행하여 시행합니다. 둘째, 관상동맥조영술은 조종사, 항공 교통 관제사, 시외버스 및 기차 운전자의 관상동맥 손상 가능성이 의심되는 경우, 엄격한 전문적 선별을 거쳐 시행됩니다. 이러한 종사자의 급성 심근경색 발생은 승객과 주변 사람들에게 위협이 되기 때문입니다.

관상동맥 조영술의 절대적 금기 사항은 조영제 불내성입니다. 상대적 금기 사항에는 간, 신장 등 내부 장기의 심각한 손상이 포함됩니다. 관상동맥 조영술은 심장 활동을 회복하는 데 필요한 모든 수단을 갖춘 특수 장비가 갖춰진 X선 수술실에서만 시행할 수 있습니다. 경우에 따라 조영제 투여(기능 검사를 위해 각 관상동맥에 여러 번 투여해야 함) 시 단맥, 기외수축, 그리고 때로는 일시적인 횡심방 차단, 심지어 심방세동이 동반될 수 있습니다. 관상동맥 조영술은 시각적 분석 외에도 컴퓨터로 처리됩니다. 동맥 그림자의 윤곽을 분석하기 위해 동맥의 윤곽만 디스플레이에 강조 표시됩니다. 협착의 경우 협착 그래프가 표시됩니다.