Хирургическое лечение пороков сердца потребовало от специалистов-кардиологов особо точной диагностики. Один из таких диагностических методов - изучение звуковой симптоматики сердца. Об этом и рассказывается в статье.
Доктор медицинских наук Г. КАССИРСКИЙ (Институт сердечно-сосудистой хирургии имени Н. Бакулева Академии медицинских наук СССР).
Аускультация - выслушивание. Кому не знаком этот самый простой, и распространенный метод исследования больного? Как скальпель стал символом хирургии, так и трубка для выслушивания (стетоскоп) символизирует науку о внутренних болезнях - терапию.
Сейчас уже все привыкли к тому, что врач выслушивает больного фонендоскопом, современным вариантом стетоскопа - прибором, имеющим раструб с мембраной, от которого к ушам врача идут резиновые трубки. Но ведь еще относительно недавно, лет 30 - 40 назад, были стетоскопы. Самые разные. Деревянные, из слоновой кости, металлические, пластмассовые. Белые, черные, с украшениями, и надписями, характерными скорей для сувениров.
Мы не знаем, когда впервые люди стали выслушивать сердце. Ясно одно - научно обоснованного метода выслушивания не было до 1816 года, когда появился первый в мире стетоскоп, вернее, целая серия самых разных стетоскопов. Их автором был молодой французский врач Рэнэ Лаэннек.
Если бы он не изобрел стетоскоп, то и в этом случае заслужил бы почетное место в истории медицины за свои исследования по патологии печени, так называемых циррозов печени, которые носят его имя, а также за изучение туберкулеза. (Ученый сам умер от туберкулеза в 45 лет.)
Вот, как Рэнэ Лаэннек описывал свое открытие «Я был консультантом у девушки, у которой были общие симптомы сердечной болезни. Ее возраст, и пол запрещали мне исследование прямой аускультацией. Потом я вспомнил хорошо известный акустический факт, что если ухо приложить к одному концу планки, то легко услышать царапанье булавки на другом конце. Я получил возможность применить это свойство материи в настоящем случае. Я взял бумагу, скатал ее очень плотно, и приложил один конец этого свертка к области сердца, затем, приложив ухо к другому концу, я был удивлен, и обрадован, услышав биение сердца более ясно, чем если бы я приложил мое ухо непосредственно к грудной клетке.»
Последующие три года Лаэннек посвятил конструированию самых различных по форме, величине, сорту дерева, полых и цельных стетоскопов. Оказавшиеся наиболее удачными стетоскопы он использовал для тщательного изучения звуков сердца, и легких, нормальных и при болезнях, сопоставляя при этом свои наблюдения с данными вскрытий.
В 1819 году появился его знаменитый труд «Опосредованная аускультация», в котором он дал блестящее описание звуковой симптоматики заболеваний легких, и сердца. Даже теперь, через 150 лет, многие из описанных им симптомов сохраняют свое значение.
Метод выслушивания больных с помощью стетоскопа на родине его автора был встречен «в штыки». На обложках французских и некоторых других европейских журналов появились карикатуры. Они изображали, например, старого врача, выслушивающего молодую особу, и ее мужа, созерцающего эту сцену с явным неудовольствием.
Постепенно, однако, метод завоевывал признанье. В 1826 году за две недели до смерти Рэнэ Лаэннека вышло второе издание его книги. В 1828 году русский врач П. Чаруковский писал в военно-медицинском журнале «О стетоскопе и признаках, помощью его открываемых»
Лаэннек, и его последователи шли эмпирическим путем. Конструировались стетоскопы, а затем и фонендоскопы, оптимально усиливающие звуки сердца, и легких, удобные в обращении. Но многие из этих моделей не удовлетворяли врачей.
Что же, стетоскоп так прост, что его можно сделать из любого материала, руководствуясь лишь усилительными качествами? Какова же научная основа, которая должна определить конструкцию стетоскопа?
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим в самых общих чертах, в чем сущность аускультации. Для этого обратимся к более ясной «модели» - звукам сердца. Впрочем, «ясной» весьма относительно. И до сегодняшнего дня ведутся научные споры о происхождении тонов, и шумов сердца, ставятся эксперименты, применяются сложные физические, и математические методы исследования.
Быть может, Лаэннек и мы, его последователи, не были бы столь сильны в диагностике пороков сердца при его выслушивании, если бы звуки здорового, и больного сердца не были бы различны. В здоровом сердце человека слышны, как правило, только тоны сердца - короткие звуки «ударного» типа. Первый тон - начало сокращения сердца, второй тон - конец его сокращения. Эти тоны связаны главным образом с закрытием клапанов.
Кровь в сердце движется с большой скоростью через несколько отверстий из двух полых вен в правое предсердие, через так называемый трикуспидальный клапан в правый желудочек, через клапан легочной артерии в легочные сосуды, затем через легочные вены в левое предсердие, через двустворчатый (митральный) клапан в левый желудочек и, наконец, через клапан аорты в большой круг кровообращения. При этом ни в одном из этих отверстий не возникает слышимого шума тока крови. Такова рассчитанная природой конструкция здорового сердца.
Совсем по-другому звучит больное сердце. Так, при пороке сердца происходит сужение отверстия, через которое протекает кровь, или имеется дефект в клапане. Соответствующие изменения возникают, и при врожденных пороках. Все это может привести к нарушению спокойного тока крови, нарушению соотношения между скоростью кровотока, и сечением отверстия. Отсюда, и появление продолжительного звука, занимающего ту или иную фазу сердечной деятельности, - шум сердца.
И все-таки природа сделала одно исключение из правила «здоровое сердце не шумит». Уже давно было подмечено, что у здоровых детей часто прослушивается шум небольшой интенсивности, и определенной локализации. Чем внимательнее изучали этот шум, записывали его на фонокардиограмме, тем чаще его обнаруживали.
Статистические данные показывают, что этот детский, нормальный, как его называют, «функциональный», шум наблюдается у подавляющего большинства здоровых детей различного возраста. Специальные исследования позволили установить, что шум этот возникает в клапане легочной артерии. И вот почему. Оказывается, при развитии детского сердца именно в этом клапане на время нарушается «идеальное» соотношение между скоростью тока крови, и сечением сосуда, клапан, как бы отстает в своем развитии, становится относительно узким. Возникает шум «относительной» узости.
Итак, тоны сердца, многочисленные, различной интенсивности, и тембра шумы (от очень нежных до грубых, рокочущих) - все они должны быть определены при выслушивании с помощью стетоскопа или фонендоскопа.
Из всего вышесказанного становится ясным, что аускультативный прибор не может быть кустарным. Специальные расчеты, и эксперименты дают основу для конструирования фонендоскопов. При этом преследуется несколько целей. Во-первых, фонендоскоп должен усиливать слабые тоны, и шумы. Оказалось, что многие сердечные звуки в несколько тысяч раз слабее звуков речи, музыки, природных шумов, которые мы так хорошо слышим.
Во-вторых, фонендоскоп должен отфильтровывать низкочастотные составляющие основных тонов сердца. Известно, что ухо человека менее чувствительно к низкочастотным звукам. Эта избирательная способность человеческого уха спасает нас от многих лишних звуков. Но в то же время при аускультации лишает в ряде случаев некоторой полезной информации.
Итак, фонендоскоп должен быть приспособлен к особенностям нашего слуха. Поэтому попытка сделать такой прибор, который в равной степени будет усиливать, и передавать все звуки сердца, только нарушит уже привычную для нашего слуха дифференциацию.
Для научного конструирования современных фонендоскопов необходимо было изучить частотную характеристику их предшественников. Для этого на раструб стетоскопа подавался звук определенной частоты, и интенсивности, а специальный прибор на его выходе - искусственное ухо - преобразовывал звуковые колебания в электрические, которые регистрировались на ленте с частотно-амплитудной сеткой.
Длительные исследования, проведенные в этом направлении ленинградскими учеными И. А. Шляхтером, и М. С. Кушаковским, позволили установить ряд важных закономерностей, на основе которых были сделаны предложения для конструирования «оптимального» фонендоскопа.
Когда говорят, что во врачевании есть элемент искусства, то аускультация - яркий тому пример. Мало знать, и понимать, что представляют собой тоны и шумы сердца, когда, и при, каких пороках они возникают. Их надо уметь услышать. И так же, как человек с хорошим музыкальным слухом быстро запоминает мелодию, распознает ритм, так, и при выслушивании сердца надо распознать его «мелодию». Конечно, для этого нужна не только врожденная способность, но, и постоянная (как и у музыканта) тренировка. Чем больше слушает врач, чем больше его аускультативный опыт, тем легче он распознает тончайшие особенности сердечных звуков.
Для совершенствования аускультативных способностей создаются записи типичных звуковых симптомов болезней сердца на грампластинках. Разрабатывается, и система программированного обучения аускультации; от тренировки слуха на простых моделях, различных по частоте и интенсивности звуков, до воспроизведения характерных звуковых симптомов в сочетании с показом на экране электроннолучевой трубки их графического изображения.
Казалось бы, что сегодня в плане изучения природы сердечных звуков аускультация уже исчерпала свои возможности. Однако именно современное хирургическое лечение пороков сердца позволило сопоставлять данные аускультации с теми изменениями, которые можно было видеть в сердце больного во время операции.
Более того, хирургический метод лечения потребовал особо точной диагностики. Необходимы были данные, которые позволили бы, например, сказать не только, какое отверстие сужено, но, и, какова степень сужения, не только, в, какой перегородке сердца имеется врожденный дефект, но и, какова его величина. В связи с этим возникла необходимость объективного изучения звуковой симптоматики.
Попытки графической регистрации тонов, и шумов сердца относятся к концу прошлого столетия. Однако несовершенство техники не позволяло тогда получать качественных фонокардиограмм.
Возрождение этого метода связано с прогрессом электронной техники и с потребностью в объективном изучении звуков сердца.
Фонокардиограф - принципиально простой прибор. Микрофон, который установлен на груди человека в области сердца, воспринимает звуковые колебания, и преобразует их в электрические. Когда эти колебания усиливаются, они передаются на регистрирующее устройство. Однако этим не ограничиваются возможности фонокардиографической регистрации.
Микрофон усиливает сердечные звуки соответственно тому, как это происходит при аускультации низкочастотные меньше, высокочастотные больше. При этом графическая запись будет объективно отражать то, что мы слышим. Выяснилось, что можно искусственно усилить звуки одной частоты и подавить другие с помощью так называемых частотных фильтров, установленных на фонокардиографе. Оказалось, что такая избирательная регистрация на различных частотных каналах несет полезную информацию. Она, например, позволяет увидеть низкочастотные тоны сердца, плохо определяемые при выслушивании.
Графическая запись сердечных звуков, кроме возможности объективного изучения того, «что слышно», и выявления с помощью частотных фильтров плохо слышимых звуков, открыла и ряд других возможностей для более тонкого изучения тонов, и шумов сердца.
Когда врач выслушивает больного со сложной «мелодией» сердца, он должен точно уловить его ритм, установить короткую систолу (сокращение желудочков) и более длинную диастолу (расслабление), отнести шум в соответствующую фазу сердечной деятельности. При учащенном сердцебиении, а оно, как раз, и развивается у сердечных больных, это не так легко сделать. Надо иметь большой опыт и хороший слух. Еще труднее это сделать при нарушении ритма сердечной деятельности. Фонокардиография полностью разрешает эту задачу. Дело в том, что фонокардиограмма всегда синхронно записывается с электрокардиограммой, и это позволяет точно определить все фазы сердечной деятельности.
И еще одна возможность фонокардиографии. Сама синхронная запись звуков сердца, и его электрической активности выявила ряд важных соотношений между временем появления определенных зубцов электрокардиограммы, и тонами фонокардиограммы.
Знание скорости движения ленты, на которой регистрируется фонокардиограмма, позволило производить измерение временных интервалов между отдельными сердечными звуками, измерять их продолжительность. Наконец, фонокардиограмма (или ее фотокопия) может быть не только послана почтой, но и передана на расстояние для консультации (например, для наблюдения за работой сердца летчика, космонавта).
Вся эта важная информация, и послужила основой для объективного и детального анализа нормальных звуков сердца, и их изменений при его болезнях.
И все же фонокардиография не заменила аускультацию. Прежде всего хотя бы потому, что правильно понять фонокардиограмму можно, лишь имея опыт аускультации. Принципиально важно, и то, что ухо улавливает ряд очень слабых шумов, которые не регистрируются на фонокарднограмме, при этом улавливает их избирательно. Конечно, можно создать прибор, который будет улавливать даже такие звуки, которые не слышит ухо, но это уже будет выходить за пределы диагностического опыта аускультации.
Итак, сегодня самым рациональным оказался синтез аускультативного, и графического анализа сердечных звуков. Он открыл большие возможности в точной диагностике пороков сердца.
Успехи хирургии сердца открыли еще один интересный «раздел» учения о сердечных звуках. Это анализ работы искусственных клапанов, имплантируемых в сердце взамен пораженных ревматизмом.
Анализ мелодии искусственного шарикового клапана показал, что он во многом подтверждает механизм образования нормальных тонов сердца.
Начало сокращения левого желудочка - закрывается клапан, стоящий в митральном отверстии, не допуская обратного тока крови в левое предсердие. Силиконовый шарик ударяется о кольцо, к которому он прижимается в результате подъема давления крови в левом желудочке. В этот момент и возникает искусственный I тон сердца. Эго происходит так же, как, и при закрытии створок естественного двустворчатого (митрального) клапана. Заканчивается изгнание крови из левого желудочка, закрывается естественный клапан аорты - возникает II тон. Через некоторый небольшой интервал времени, после начала расслабления (диастолы) желудочка открывается искусственный митральный клапан, начинается наполнение левого желудочка кровью из левого предсердия. В этот момент шарик отбрасывается от кольца с отверстием и ударяется в каркас клапана - возникает тон открытия клапана. Это III звук в мелодии сердца, следующий за II тоном. В здоровом сердце звук открытия нежных створок митрального клапана не слышен, так, как он слишком слаб. При ревматическом поражении створок клапана эти звуки становятся грубыми, плотными.
Так анализ звуковой симптоматики искусственного клапана сердца лучше всяких экспериментальных моделей, и многих теоретических рассуждений позволил подтвердить природу сердечных звуков.
На цветной вкладке схематически показана работа искусственного шарикового клапана, поставленного вместо митрального клапана между левым предсердием и левым желудочком.
Каждой фазе работы клапана соответствует фонокардиограмма.
1. Начало сокращения-левого желудочка приводит к подъему давления в нем. Происходит закрытие искусственного митрального клапана шарик поднимается вверх, и ударяется о кольцо - возникает I тон. Идет изгнание крови из левого желудочка в аорту.
2. Закончилось изгнание крови из левого желудочка. Начинается его расслабление, закрывается клапан аорты и возникает II тон.
3. Давление в левом желудочке падает ниже давления в левом предсердии. Открывается искусственный митральный клапан шарик опускается вниз, и ударяется о металлический каркас - возникает тон открытия искусственного клапана
(ТОИК). Начинается ток крови из левого предсердия в левый желудочек.
4. Сокращение предсердия способствует окончательному его опорожнению. В этот момент волна крови вызывает повторный удар шарика о каркас - возникает искусственный предсердный (IV) тон.
