Ekkokardiografi
Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket
Ekkokardiografi er undersøking av hjartet på på menneske eller dyr med ultralyd. Det kan brukast diagnostisk, eller for å vegleie terapeutiske intervensjonar. I daglegtale på sjukehus blir det ofte kalla ekko-Doppler, ekko for det todimensjonale strukturbiletet, og Doppler for fartsmålingane.
Hjartet kan visast som to-dimensjonale skiver, som eit tredimensjonalt volum eller berre langs ein isolert stråle. Dette kan visast som still-bilete eller levande film. Fartsmålingar frå blod eller muskelvev kan visast isolert som kurver eller lagde oppå strukturbileta, med fart og retningar fargekoda.
Føremoner med metoden er at han er ufarleg, rask, gjev dynamisk informasjon om hjartet, relativt billeg og kan nyttast på alle legekontor. Ulemper med metoden er at han er særs operatøravhengig og krev mykje røynsle og ekspertise av brukaren, nokre delar av hjartet og dei store kara visast dårleg og det for mange problemstillingar er vanskeleg/umogeleg å gje ut kvantifiserbare data.
Bruk av kontrastmiddel hos pasientar med dårleg innsyn, automatiserte målingar og betre utstyr gjer ulempene mindre.
Innhaldsliste |
[endre] Utstyr
Eit apparat for ekkokardiografi skil seg lite frå apparat for anna medisinsk ultralyd-diagnostikk. Ultralyden blir laga av krystallar som blir satt i vibrasjon av elektrisk straum. Dette skjer i korte intervallar. Lydbølgjene rettast inn i kroppen, gjennom ein gele eller ei væske, og når reflektert lyd kjem attende blir desse vibrasjonane omdanna attende til straum. Det er altså (oftast) dei same krystallane som vekselvis sendar og lyttar. Ved ekkokardiografi nyttar ein frekvensar fra 1,5 MHz til 15 MHz. Dei lågaste frekvensane gjev lydbølgjer som trenger langt inn i vevet og difor gode bilete av strukturar i djupet, mens dei høge frekvensane viser finare detaljar. Val av frekvens blir derfor ei avveiing mellom desse omsyna. Ei undersøking vil ofte bli gjort med fleire skilde frekvensar.
Krystallane er samla i ei rekke med frå 50-60 til over hundre krystallar, montera i ei probe eller transdusar operatøren held i handa. Krystallane blir sett i svingingar kvar for seg med litt tidsforskyving, på dette viset blir det danna ein enkelt ultralydstråle. Han er styrbar langsmed krystallrekka og strålen sveipar hjartet i ei vifteform. I somme nye prober kan det vera fleire radar med krystallar, for betre fokusering og opptak av tredimensjonale bilete.
Ultralydapparatet gjev operatøren mange vis å manipulera både dei pulsane som blir sende ut, og det signalet som kjem attende. Dette er er ein av grunnane til at kvaliteten på ekkokardiografiske undersøkingar blir rekna som særs avhengige av operatøren.
Bileta blir viste på ein skjerm under undersøkjinga. Dei kan lagrast for seinere studiar. Opptaka blir gjerne lagra digitalt, og kan enkelt utvekslast mellom sjukehus. Teknologien er i rask utvekling, og kva som er mogeleg å sjå og måle er i stadig endring.
[endre] Korleis vise data
[endre] M-mode
Dette er den eldste forma for ekkokardiografi. Ho var lengje også den einaste.
Ein einskild ultralydstråle sendast inn, utan å sveipe. Biletet på skjermen syner korleis muskelen rører seg langs ultralydstrålen. Ein kan tenkja seg strålen som ein tynn ståltråd stukke inn i hjarte og biletet ei framstilling av rørslene langsetter tråden. Biletet bil oppdatert fleire hundre gonger i minutet, og bileta har difor særs god tidsoppløysing. Metoden nyttast oftast for å vurdera storleik og arbeide i venstre hovudkammer.
[endre] 2D
Om ultralydstrålen frå M-mode-visinga endrar utgangsvinkel særs ofte, kan ein bygge opp eit todimensjonalt bilete, eit snitt gjennom hjartet. Sjå illustrasjon 1, øvst på sida. Gjer ein dette snøgt nok kan biletet oppdaterast fleire gonger kvart sekund og syne hjartet i arbeide. Kor mange bilete i sekundet ein får avheng mellom anna av kor breidt biletet er, eit typisk tal vil vera 60 til 80 bilete i sekundet.
[endre] 3D
Dei siste åra er det blitt mogeleg å gjera opptak av tredimensjonale volum. Til dømes kan ein då laga eit bilete av ein hjarteklaff, kor ein kan snu på biletet i alle plan og sjå klaffen frå alle sidar mens han rører seg. Dette kan gje kirurgen verdfull førehandsinformasjon. Metoden har enno ingen sikker plass i klinisk praksis. Få bilete i sekundet og dårleg detaljoppløysing er framleis manglar hjå metoden.
[endre] Måling av blodstraum
Ultralydsignalet som kjem attende til transdusaren blir handsama slik at ein i staden for eit bilete av strukturar hentar ut informasjon om farten til ting som rører seg, og då berre dei med høg fart. I praksis vil dette vera dei raude blodlekamane. Målemetoden heiter Doppler-måling.
Ein kan sjå fart og retning på blodstraumer. Dette nyttast til å oppdage trange område i klaffar og blodårer, og å kalkulere slagvolum. Dataene synest som ein kurve med fart over tid. Ein nyttar òg Bernoullis likning i forenkla form og kalkulerer trykkskilnader mellom område i hjartet.
[endre] 2D med fargedoppler

Tala for farten til blodstraumen kan òg visast grafisk. Biletet delast opp i små celler, og for kvar av desse blir data for fart henta inn. Ein fargekodar gjennomsnittsverdien for fart og retning på blodstraumen i cella (raudt mot transdusaren, blått frå. Grønt er turbulens.) Når ein legg dette biletet over et todimensjonalt bilete tatt opp samtidig kan ein visuelt søkja etter tronge parti, lekkasjar og defektar. Sjå illustrasjon 3.
[endre] Vevsdoppler
I blodstraumsmålingane hentar ein ut data om farten til objekt som rører seg snøgt, og gjev svake ekko. Dette er som regel dei raude blodlekamene (erytrocyttar). I vevsdopplermålingar tek ein ut data frå ting som rører seg sakte og gjev sterke ekko. Det er i praksis sjølve hjartemuskelen, myokard. Slike data kan analyserast på fleire skilde vis. Mellom anna kan ein sjå på kor snøgt hjartemuskelen trekk seg saman, kor mykje den trekk seg saman og om det er skilnader mellom område av hjartet. Ein trur metoden kan vera nyttig i mange samanhanger, fram til no er det særleg for å sjå på tidskilnaden mellom samantrekning i ulike delar av hjartet metoden har vunne fram. Slike tidsskilnader (dys-synkronitet) ser ein til dømes ved somme former av impulsblokkering i hjartet. Vevsdopplermålinga blir då bruka i diagnostikken, og for å vurdere effekten av behandlinga (pacemaker).
Slik informasjon om korleis hjartemuskelen rører seg og deformerast kan òg hentast på anna vis, m.a. frå det todimensjonale gråtonebiletet. Kvar produsent har gjerne satt sitt eige namn på desse teknikkane, det engelske omgrepet «Strain rate imaging» er framleis mykje brukt som fellesnamn for heile dette feltet.
[endre] Tilgjenge
Ein kan ikkje sjå hjartet frå alle avstander og vinklar. Akkustiske eigenskapar hjå skilde typer vev og indre organ set grensar for det. Til dømes er lungene ugjennomtrengjelege for ultralydbølgjene på grunn av lufta, mens levra på grunn av blodet lar lyden breie seg godt. Det er derfor vanskeleg å sjå inn mange stader på brystkassa (thoraks), mens ein kan sjå mykje frå magen (abdomen) og opp, dersom det ikkje er for mykje bukfeitt.
[endre] Transthorakalt
Gjennom brystveggen. Han som skal undersøkast ligg på rygg, i sideleie, eller meir eller mindre sittande. Transdusaren blir retta mot brystveggen, i halsgropa (jugulum) eller rett under ribbeina. Ein kan sjå hjartets venstre hjartekammer, forkammera og klaffane mellom forkammera og hjartekammera. I tillegg ser ein klaffen ut av venstre hjartekammer og skiljeveggen mellom hjartekammera godt. Høgre hjartekammer, klaffen ut av det og skiljeveggen mellom forkammera ser ein sjeldent godt hos vaksne. Ein kan òg vurdera væskeansamlingar i hjarteposen (perikard). Delar av livpulsåra (aorta) og lungepulsåra kan også sjåast hos born.
[endre] Transøsofagalt
Gjennom spiserøyret. Pasienten er anten lett sedert (fått berolegande medisinar) eller i full narkose (hos born eller under operasjonar). Ein miniatyrisert transdusar blir lagt ned i spiserøyret. Sjølve transdusaren vil då ligge rett bak eller under hjartet. Føremonen er at kvaliteten på bileta blir dramatisk betre av di det er mindre vev mellom transdusaren og hjartet. Ulempa er at det er kun nokre strukturar ein får sett godt fra desse vinklane. Det er forkammera med inn- og utløp, utløpet frå venstre hjartekammer og livpulsåra. Skiljeveggene mellom dei to forkammera og de to hjartekammera ser ein òg særs godt. Metoden nyttast derfor ved kateterbasert lukking av holer i desse skiljeveggene. Han nyttast også ofte under hjarteoperasjonar for å rettleie kirurgen.
Denne metoden er mykje brukt på vaksne når ein treng detalinformasjon om aortaklaffen, mitralklaffen eller forkammerskiljeveggen.
[endre] Intrakardielt
Inne frå hjartet. Ein særs miniatyrisert transdusar blir ført inn i hjartet gjennom ei blodåre, som regel frå lysken. Metoden er er dyr, og er ikkje mykje brukt.
[endre] Epikardielt
Mot hjartemuskelen. Dette kan gjerast under hjarteoperasjonar. Når hjartet er lukka, men brystkassa fortsatt open kan ein settje ein transdusar rett på hjartet for å sjå resultatet av kirurgien.
[endre] Historie
Ekkokardiografi er eit døme på medisinsk diagnostisk bruk av ultralyd, første gong i 1953. Den første diagnostiske bruken av ultralyd var nevrologen Karl Dussik sine forsøk på hjernen i 1947. Han hadde ein sendar på den eine sida, og ein mottagar på den andre. Han kom òg med framlegg om å nytte refleksjon, men gjorde det ikkje i praksis.
Mellom forutsetningane for ekkokardiografi er Lazzaro Spallanzani si oppdaging på 1700-talet av at flaggermus navigerte med ein sans han ikkje kunne forklåre, det som ein no kjenner som ekko frå ultralyd. I 1880 demonstrerte brørne Jacques og Piere Curie den piezoelektriske effekten, at særskilde krystallar får ei elektrisk spenning når dei blir elastisk deformert. Den piezoelektriske effekten blei nytta i sonar og ASDIC som blei utvekla som eit middel i jakta på undervassbåtar under begge verdskrigane. I mellomkrigstida hadde russaren S. J. Sokoloff og amerikanaren Floyd A. Firestone begge utvekla apparater som nytta same teknologien for å finne feil inne i metallkonstruksjonar.
Då legen Inge Edler og ingeniøren Carl Helmut Hertz laga det første biletet av eit menneskehjarte med reflektert ultralyd, i 1953, skjedde det med eit apparat lånt frå Kockums skipsverft i Malmö. Signala frå den reflekterte ultralyden (ekkoet), blei teikna ned med ein blekkskrivar på eit endelaust papirband. Dette blei det ein no kallar «M-mode»-opptak. Medisinsk diagnostisk bruk av ultralyd blei på denne tida utvekla av fleire fagmiljø, innan nevrologi, gynekologi og oftalmologi, uavhengig av kvarandre. For denne historia, sjå medisinsk ultralyd.
Frå starten av og lang tid framover, var transdusaren bygd opp av eit enkelt krystall. Ut over 1960-talet kom det ulike system for sanntids todimensjonal framstilling (2D), bilete kor ein såg skiver av hjartet i rørsle. Desse systema var utvekla både i Japan og Europa, og var særs kompliserte, med svært store transdusarar med fleire krystallar i parallell, og nokre med pasienten nedsenkt i vatn. Ettersom ultralydbølgene skulle inn i kroppen mellom ribbeina var dei store transdusarane lite brukandes. I 1968 blei den første «phased array»-transdusaren konstruert, med utgangspunkt i bølgefront-teorien til Christiaan Huygens frå 1600-talet. Denne transdusaren hadde fleire krystallar, men dei var ikkje aktive samstundes. Ved å la dei lage lyd med ei ørlita forseinking mellom kvar, kunne ein lage ei styrbar lydstråle. Oppfinninga slo ikkje an. I 1974 kom ein transdusar med berre eit krystall, men som blei vippa raskt i ulike vinklar (mekanisk sektorskanner). Med dette tok dei todimensjonale bileta over for M-mode i mange samanhanger. Imidlertid kom «phased array»-transdusaren sterkare attende, og er no einerådande til ekkokardiografi.
I 1842 hadde Christian Doppler kome med ei hypotese om at frekvensen på lysbølger endra seg proporsjonalt med den relative rørsla mellom kjelde og observatør. Dette fenomenet, som blir kalla dopplereffekten, gjeld òg for lydbølger. Shigeo Satomura kom i 1957 med det første vitskapelege verket kor ultralyd vart nytta som metode for måling av fart i blodstraumen, tufta på dopplereffekten. I 1969 kom det på same tid tre artiklar frå ulike forskargrupper som hadde utvekla metoden til å kunne måle farten på eit avgrensa punkt. Dette hadde ein lite nytte av før ein i 1974 klarte å lage ein transdusar som både kunne lage bilete og måle fart. Først då kunne ein sjå kva ein målte. Dette er viktig av di ein ut i frå farten på blodstraumen kan rekna ut trykkskilnader mellom ulike delar av hjartet. Det matematiske grunnlaget for dette var lagt av Daniel Bernouilli i skriftet Hydrodynamique i 1738. At den forenkla Bernouillis likning faktisk er gyldig på dette viset, blei først vist av Jarle Holen i 1977. I 1982 kom fartsmåling av blodstraumen over eit større område, fargekoda på skjermen. Dette blir fortsatt kalla «fargedoppler», sjølv om ein ikkje nyttar dopplereffekten til målinga, men autokorrelasjon. Ut over 1980-talet blei alle teknikkane over integrert i same maskin, og i same transdusar, slik at ein no kan gjere ein komplett analyse av oppbyggnad, funksjon og blodstraum på ein gong.
[endre] Litteratur
- Godt oversyn frå Dansk cardiologisk Selskab
- Strain Rate Engelspråkleg side hos NTNU om vevsdoppler.
- Roelandt, JRTC: Seeing the Invisible: A short history of Cardiac Ultrasound. Eur J Echocardiography. 2000 (1), 8-11.