CC BY
828
Методы исследования
______________________ V
Лучевая диагностика нарушений легочного кровообращения
И.Е. Тюрин
Патология малого круга кровообращения отличается большим разнообразием. Различные формы легочной гипертензии, легочные эмболии и отеки легких нередко осложняют течение заболеваний органов дыхания и сердечно-сосудистой системы или являются их неотъемлемой составной частью. Правильная оценка состояния малого круга кровообращения (МКК), своевременное выявление гемодина-мических нарушений в легких - важное условие эффективного лечения. В клинической практике такая оценка осуществляется на основании большого числа функциональных, лабораторных и инструментальных исследований, среди которых большое значение имеют лучевые методы диагностики.
Лучевая и, в частности, рентгенологическая картина патологии МКК обладает рядом важных анатомических и функциональных особенностей. Легкие являются единственным органом, в котором внутриорганные сосуды могут быть выявлены при нативном (бесконтрастном) рентгеновском исследовании. Воздух, в норме заполняющий альвеолы, служит естественным контрастом, на фоне которого можно определить калибр и пространственное расположение сосудов, их принадлежность к артериальной или венозной части сосудистого русла. Эта разветвленная сеть легочных сосудов, диаметр которых постепенно уменьшается от корня легкого к листкам висцеральной плевры, обозначается в рентгенологии как легочный рисунок (ЛР).
В норме воздухосодержащая легочная ткань не только окружает внут-
Игорь Евгеньевич Тюрин - профессор, зав. кафедрой лучевой диагностики, лучевой терапии и медицинской физики РМАПО.
рилегочные сосуды, но и прилежит к крупным сосудам большого круга кровообращения (БКК), расположенным в средостении, в частности к аорте и левой подключичной артерии -слева, правой брахиоцефальной и верхней полой венам - справа, а также к перикарду практически на всем его протяжении. Это позволяет косвенно судить о состоянии системного кровотока и особенностях внутрисердечной гемодинамики при изучении диаметра сосудов средостения и размеров камер сердца. Поэтому даже обзорная рентгенограмма органов грудной полости содержит значительный объем информации об анатомии и функциональном состоянии как малого, так и большого круга кровообращения.
МКК как система низкого давления
МКК представляет собой систему низкого давления. Если систолическое давление в левом желудочке и аорте достигает в норме 120 мм рт. ст., то в правом желудочке и легочной артерии (ЛА) оно в пять раз меньше -20-25 мм рт. ст. Среднее давление в ЛА составляет 12-16 мм рт. ст. - более чем в 6 раз меньше, чем в аорте.
Такая гемодинамика возможна при условии низкого сопротивления и большой растяжимости сосудов МКК. Общее сопротивление сосудов МКК не превышает 200 дин с/см2, что почти в 7 раз меньше, чем в БКК. Низкое давление в легочных сосудах обеспечивает весьма экономичные условия для работы правого желудочка. При этом в БКК основное сопротивление току крови оказывают артериолы, в то время как в МКК на них приходится лишь 50% сопротивления, а 30% падает на легочные вены. Растяжимость (прирост диаметра при повышении давления) легочных артерий значи-
тельно превышает этот показатель для артерий БКК и сопоставима с растяжимостью вен БКК.
Эти закономерности делают понятным рентгенологическое отображение многих физиологических явлений. Изменения легочного рисунка и конфигурации тени средостения зависят от объема поступающей в МКК крови, а также от величины давления в прека-пиллярной и посткапиллярной части сосудистого русла. Так, при врожденных пороках сердца со сбросом крови из левых камер в правые минутный объем правого желудочка может увеличиваться в 2-3 раза, но давление в ЛА долгое время остается нормальным, повышаясь лишь при развитии вторичных изменений сосудистой стенки. Рентгенологическое отображение гиперволемии (перегрузки объемом) в МКК заключается в усилении или обогащении сосудистого ЛР за счет увеличения калибра внутрилегоч-ных сосудов и их количества в единице объема (рис. 1). Аналогичные изменения наблюдаются при острой ятроген-ной гипергидратации - в результате быстрого внутрисосудистого введения избыточного количества жидкости, несовместимого с функциональным состоянием левого желудочка.
С другой стороны, при длительном и стойком повышении давления в артериальной части МКК у больных с прекапиллярной легочной гипертензией наблюдается закономерный спазм мышечных артерий, что рентгенологически проявляется обеднением ЛР за счет уменьшения калибра и количества видимых сосудов.
Увеличение периферического сосудистого сопротивления ведет к постепенному увеличению диаметра крупных легочных артерий и правых камер сердца. Рентгенологическая картина этого варианта гипертензии
с—
АпшсферА. Пульмонология и аллергология 1*2005 1 5
«лммг. аЬповрЬеге-рИ. ги
Рис. 1. Рентгенограммы грудной полости в прямой передней проекции: а - нормальное изображение внутрилегочных сосудов в виде ЛР, количество и диаметр сосудистых ветвей нарастает от верхушек к диафрагме; б - гиперволемия - диффузное усиление сосудистого ЛР, увеличение диаметра и количества сосудов в единице объема.
Рис. 2. Артериальная легочная гипертензия. Расширение правых камер сердца, митральная конфигурация сердца со сглаженной “талией”, расширение крупных ЛА в корнях легких, обеднение ЛР.
характерна: митральная конфигурация сердца, обусловленная расширением правого желудочка и общего ствола ЛА и сглаживанием “талии” сердца; расширение корней легких за счет крупных ЛА; обеднение сосудистого ЛР (рис. 2).
Действие гравитации
Важным следствием того, что МКК функционирует в условиях низкого давления и повышенной растяжимости сосудов, становится регионарная неравномерность легочного кровотока в зависимости от действия гравитации. В норме при вертикальном положении тела человека калибр легочных сосудов увеличивается от верхушек легких по направлению к диафрагме. Объем крови, протекающей через над-диафрагмальные отделы легких, значительно больше, чем в области верхушек, что определяется термином “градиент”. Это позволило горизонтально разделить легкое на три функциональные зоны: верхнюю - от верхушек до корней легких; среднюю - на уровне корней легких, нижнюю - от корней легких до диафрагмы. Соотношение кровотока в этих зонах составляет в среднем 1 : 2 : 3 при вертикальном положении тела. В положении лежа на спине этот градиент уменьшается, хотя и не исчезает полностью.
Описанная закономерность находит свое отображение при рентгенологическом исследовании. На рентгенограммах, выполненных в вертикальном положении пациента, в верхних отделах легких калибр и количество сосудов в единице объема значительно меньше, чем в наддиафрагмальных отделах, - именно такая картина воспринимается специалистами как норма. При исследовании в горизонтальном положении кровоток в верхних и нижних зонах выравнивается, и на рентгенограммах сосудистый рисунок становится более равномерным по направлению от верхушек к диафрагме за счет небольшого расширения верхнедолевых сосудов. Этот физиологический феномен при исследовании пациентов в положении лежа нередко ошибочно интерпретируется как уси-
ление легочного рисунка или даже “венозный застой”.
Типичное распределение элементов ЛР в легких существенно меняется при повышении давления в венозной части МКК у больных с посткапилляр-ной легочной гипертензией. В норме давление в левом предсердии составляет 5-7 мм рт. ст. Поскольку МКК представляет собой систему низкого давления, аналогичное давление регистрируется в легочных венах и капиллярах. Повышение посткапилляр-ного давления возникает в результате функциональной слабости левого желудочка (ишемическая болезнь сердца, миокардит и др.) или механической преграды для оттока крови из малого круга кровообращения в большой (митральный стеноз, миксома левого предсердия и др.). Венозная гипертензия, при которой давление в венозной части МКК выше 15 мм рт. ст., приводит к рефлекторному сокращению сосудов нижних долей легких и перераспределению кровотока в сосуды верхних долей. При рентгенологическом исследовании сосуды верхних долей легких оказываются шире и видны лучше, чем нижних (рис. 3). Этот феномен, отчетливо видимый на рентгенограммах в прямой проекции и компьютерных томограммах (КТ), определяется как перераспределение или краниализация легочного рисунка и является основным рентгенологическим признаком венозной легочной гипертензии.
Внедрение компьютерной томографии легких позволило расширить представления о регионарной неравномерности легочного кровотока. При КТ возможна не только визуальная оценка калибра легочных сосудов, их расположения и количества, но и ден-ситометрическая оценка собственно легочной ткани. Единицы Хаунсфилда (Haunsfield units, HU) отражают коэффициенты ослабления рентгеновского излучения в изучаемой области. КТ выполняются при горизонтальном положении пациента, обычно лежа на спине, и представляют серию срезов изучаемой области в аксиальной плоскости. Это позволяет детально изучить
1 6 АгаисферА. Пульмонология и аллергология 1*2005 www.atmosphere-ph.ru
плотность легочной ткани не только в продольном направлении (от верхушек к диафрагме), но и в переднезаднем -от передней грудной стенки к задним отрезкам ребер. Плотность легочной ткани в этом положении повышается от верхушек к диафрагме и от передних отделов легких к задним. Градиент плотности в переднезаднем направлении может составлять 20-80 Ни при средней плотности легочной ткани от -700 до -900 Ни. Градиент плотности сохраняется в разных положениях тела пациента и существенно меняется в разные фазы дыхания. При переводе пациента в положение на живот градиент сохраняет свое направление (сверху вниз). На выдохе величина градиента значительно уменьшается. При увеличении объема крови в МКК происходит повышение плотности легочной ткани, и наоборот, ограничение кровотока реализуется в понижении денситометрических показателей.
Крайним выражением этой закономерности становится симптом “мозаичной перфузии”, при котором в легочной ткани чередуются участки повышенной и пониженной плотности, причем сосуды в них соответственно расширены и сужены. Такая картина наблюдается, в частности, при тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА), когда в части вторичных легочных долек эмболия приводит к снижению перфузии, сужению сосудов и понижению плотности легочной ткани. В соседних участках с сохраненной перфузией кровоток компенсаторно усиливается, сосуды расширяются, а плотность легочной ткани повышается.
Вентиляционно-перфузионные соотношения
Важной причиной регионарной неравномерности кровотока является тесная взаимосвязь легочного кровообращения и вентиляции. Для полного насыщения крови кислородом необходимо, чтобы кровоток во всех участках легких соответствовал их вентиля-
ции. В целом альвеолярная вентиляция у здорового человека составляет
4-5 л/мин, а количество протекающей через легочные капилляры крови -
5-6 л/мин. Таким образом, среднее отношение величины вентиляции к величине кровотока (вентиляционно-перфузионное отношение - ВПО) в физиологических условиях составляет 0,7-1,0. Если ВПО равно 0,9 ± 0,1, то парциальное давление кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе и оттекающей от легких артериальной крови устанавливается на оптимальном уровне - 100 и 40 мм рт. ст. соответственно.
ВПО имеют существенные регионарные различия. Среднее давление в легочной артерии на уровне сердца составляет 12-16 мм рт. ст. В артериях верхних отделов легких оно снижено на величину гидростатического давления столба крови, равного расстоянию по вертикали между этими отделами и уровнем сердца. Поэтому в верхушках легких давление крови приближается к нулю. В легочных капиллярах давление крови становится ниже атмосферного и альвеолярного, особенно в фазе диастолы. В результате значительная часть капилляров спадается, и кровоток по ним прекращается. В отделах легких, расположенных ниже уровня сердца, происходят противоположные изменения: внутрисосудис-тое давление повышено, просвет сосудов расширен, кровоток увеличен.
ВПО меняется вдоль вертикальной оси грудной полости. В верхних зонах вентиляция значительно преобладает над кровотоком - эти участки легких находятся в состоянии гипервентиляции. При рентгенологическом исследовании воздушность легочной ткани (прозрачность легочных полей) здесь повышена, а калибр сосудов уменьшен. В нижней зоне кровоток превышает вентиляцию, вследствие чего развивается функциональная гиповентиляция. На рентгенограммах калибр легочных сосудов в этих участках значительно больше, чем в верхней зоне, а прозрачность легочных полей ниже.
Рис. 3. Венозная легочная гипертензия. Перераспределение легочного кровотока в верхние доли легких, расширение сосудов верхних долей и сужение сосудов нижних долей.
Описанные выше закономерности позволяют понять причины возникновения типичных рентгенологических изменений при различных формах нарушения легочного кровообращения. Однако их правильная интерпретация возможна с учетом не только рентгенофизиологических, но и рентгеноанатомических особенностей изображения малого круга кровообращения. Этому и будет посвящена следующая часть данного обзора.
Рекомендуемая литература
Рабкин И.Х. Рентгеносемиотика легочной гипертензии. М., 1967. Рентгенодиагностика заболеваний сердца и сосудов / Под ред. Иваницкой М.А. М., 1981.
Тихонов К.Б. Рентгенологическая семиотика сердечной недостаточности. Л., 1985.
Falaschi F. et al. // J. Comput. Assist. Tomogr 1992. V. 16. № 6. P 897.
King M.A., Bergin C.J. // Radiology. 1994.
V. 191. № 3. P. 359.
Milne E.N.C. // Invest. Radiol. 1989. V. 12. № 6. P. 1.
Naidich D.P et al. Computed Tomography and Magnetic Resonance of the Thorax. N.Y.. 1999.
PIOPED Investigators // JAMA. 1990. V. 263. № 6. P 2753. 4
Ґ----
АпшсферА. Пульмонология и аллергология 1*2005 1 7
www. atmosphere-ph. ru
