Тони серця - динаміка серцево-судинної системи
Відео: Пропедевтика внутрішніх хвороб. Серцево-судинна система
Відео: Пропедевтика
Аускультація - найбільш чутливий тест функціонального стану серця. Часто наявність шуму або зміна тонів серця служать єдиною ознакою його органічного ураження, проявляючись задовго до того, як перевантаження серцево-судинної системи стане достатньою, щоб викликати інші ознаки або симптоми.
Хоча в багатьох прикордонних випадках важко провести різницю між нормою і патологією, проте наявність характерних шумів і змін тонів серця може звернути увагу на серце як на місце патологічних процесів. У деяких випадках виразний шум дозволяє поставити діагноз певного органічного ураження серця в ранній стадії його розвитку. Клініцисти вчаться розпізнавати добре виражені, характерні шуми шляхом тренування і накопичення досвіду. Однак значення шумів і тонких змін тонів серця можуть бути більш повно оцінені за умови досить ясного розуміння природи звуків, механізмів їх проведення і характеристик звукового сприйняття.
природа звуків
Виникнення звуків. Тони є суб`єктивним тлумаченням викликаються вібрацією відчуттів, які сприймаються слуховим апаратом. Звукові хвилі виникають і передаються при коливальних рухах частинок або тіл, що зміщуються зі свого положення рівноваги і потім, під дією еластичних сил, які повертаються в початкове положення (рис. 11.7, А).
МАЛ. 11.8. Характерні властивості ВІБРАЦІЙ.
- Частота вібрації (в герцах) визначається відношенням між масою і еластичністю її опори-велика маса на слабкій пружині призводить до повільної вібраціі- маленька маса на тугий пружині вібрує швидко.
Б. Амплітуда вібрацій залежить від величини зсуву щодо положення спокою (від енергії, яка додається до системи).
- Якість вібрацій залежить від кількості обертонів, або гармонік, які схематично представлені двома послідовно з`єднаними вібруючими системами. У відповідь на складні звуки одиночна структура (наприклад, дифузор гучномовця) може одночасно вібрувати більш ніж з однією частотою.
Г. Тривалість вібрації після того, як джерело енергії вимикається, залежить від швидкості розсіювання енергії. Чим сильніше тертя при русі, тим швидше використовується повідомлена системі енергія і сильніше «загасання» вібрацій.
Властивості звуків. Розглянемо камертон з його одночасно вібруючими зубцями (рис. 11.7, б). Під час руху правого зубця в напрямку трубки молекули повітря у її отвори стискаються. Хвиля стиснення рухається через трубку зі швидкістю звуку в повітрі (330 м / с) - коли зубець рухається назад, повітряні молекули стрімко повертаються, заповнюючи порожнечу, і слідом за стисненням уздовж трубки з такою ж швидкістю поширюється хвиля розрідження.
Частота. Частота, з якою вібрує система, залежить від відносини між масою, що приходить в рух, і відновлює силою (еластичністю). Мала маса, прив`язана до пружини, вібрує швидко (рис. 11.8, А). Взагалі маса тканин тіла є великий у порівнянні з їх еластичністю, так що частота їх вібрації низька. Виняток з цього правила становлять кістки і сильно натягнуті сполучнотканинні структури (наприклад, артеріальні стінки).
Інтенсивність. Інтенсивність звуку залежить від амплітуди вібрацій, яка визначається тим, як далеко зміщується вібруючий тіло. Іншими словами, інтенсивність звуку залежить від загальної енергії, що повідомляється вібруючого тіла при його зміщенні з положення спокою (рис. 11.8, б).
Якість. Камертон є інструментом, який виконує чисті тони, т. Е. Звук, що складається лише з однієї частоти, який реєструється як синусоїда (рис. 11.7, б). Більшість природних звуків складається з різних частот, або обертонів, комбінація яких і визначає якість звуку (рис. 11. 8, В). Окремі комбінації тонів, або гармоніки, дозволяють розпізнавати різні музичні інструменти, добре відомі голоси і характерні тони серця. Вібрації, що передаються від серця, повинні класифікуватися як шуми, оскільки вони складаються з незв`язаних частот дуже коротку тривалість.
Тривалість. Вібрації поступово зникають у міру того, як енергія, спочатку повідомлена системі, витрачається на тертя і розсіюється у вигляді тепла. Якщо внаслідок тертя опір збільшено, коливальні рухи тривають недовго, так як вони «гасяться» (рис. 11.8, Г).
Ефективно гасять вібрації внутрішніх структур м`які тканини тіла. Наприклад, тони серця складаються з порівняно невеликої кількості вібрацій, але можуть існувати й довші за тривалістю звуки (шуми), коли вібрує система довго забезпечується енергією.
Походження серцевих тонів
Запропоновано до 40 різних теорій для пояснення походження першого тону серця [5]. Робота McKusickfll] містить чудовий історичний огляд причин виникнення серцевих тонів і шумов- з цього огляду видно, що велика розбіжність думок характеризує також питання про походження інших тонів і шумів. Ці розбіжності, мабуть, пов`язані з типом дослідження, який використовувався при вивченні проблеми. По суті все механічні явища серцевого циклу одночасно або в різний час беруть участь в генерації тонів серця. Наприклад, багато авторів вважають, що різні компоненти першого тону виникають внаслідок вібрацій безлічі структур, включаючи клапани, м`язові стінки і артерії. Оскільки камери серця заповнені кров`ю, жодна з цих структур не може вібрувати без того, щоб не викликати руху крові. Подібно до цього вібрації крові проводяться по навколишніх її структурам. Якщо тони можна відводити від зовнішньої поверхні тіла, то повинні вібрувати все структури між серцем і грудної стінкою. Марно розглядати вібрації серцевих стінок, клапанів, стінок артерій і крові окремо, так як в дійсності вони утворюють взаємопов`язану систему і все вібрують в один і той же час. Більш реальним підходом до проблеми є розгляд тих умов, які призводять до вібрацій «кардіогеміческіх систем», що складаються з крові, стінок серця і клапанів.
Вібрації в заповнених рідиною еластичних системах. Багато питань щодо серцевих тонів і шумів можна дозволити, якщо прийняти, що вібрація в серцево-судинної системі викликається двома основними механізмами: а) прискоренням і гальмуванням крові-б) турбулентністю, що розвивається під час швидкого кровотоку. Надалі вібрації або звуки, обумовлені прискоренням або гальмуванням потоку крові, будуть класифікуватися як тони. Вібрації або звуки, обумовлені турбулентністю поточної крові, будуть розглядатися як шуми.
Особливості вібрації можна розібрати на прикладі моделі, що складається з маси, утримуваної пружиною (див. Рис. 11.7). У еластичною камері, повністю заповненою рідиною, еластичність стінок аналогічна пружині, а рідина разом з оточуючими се стінками аналогічна вібруючою масі. Уявіть собі заповнений рідиною балон, в якому будь-який різкий рух (прискорення або уповільнення) викликає вібрацію всієї системи (рис. 11.9). Ясно, що ніяка частина балона не може вібрувати незалежно, без впливу на інші частини системи. Різкий удар по дуже маленькій площі викликає вібрації, що залучають до руху всі частини і рідини і стінок. Вібрації відбуваються в результаті того, що різке зміщення рідини викликає перерозтягнення еластичною стінки, яка під дією еластичних сил повертається назад і переміщує рідина в протилежному напрямку. Така послідовність подій повторюється до тих пір, поки не розсіється залишкова енергія в системі. 
МАЛ. 11.9. ВІБРАЦІЇ У заповнених рідиною балонів.
Удар по наповненому водою балону призводить в вібрацію всю систему. Хоча деформація була проведена лише в одній точці, вібрація охопила всі частини рідини і стінок.
Інтенсивність вібрації в основному визначається ступенем зміни швидкості (величиною прискорення або гальмування). Їх частота залежить від відносини між величиною вібруючою маси і еластичністю стінок. У серці сумарна маса крові і стінок камер дуже велика в порівнянні з еластичністю стінок, тому вібрації зазвичай мають низьку частоту. При скороченні шлуночків еластичність їх стінок підвищується і частота вібрацій збільшується. Вібрації, обумовлені прискоренням і уповільненням крові, зазвичай складаються тільки з кількох циклів, що вказує на їх швидке згасання.
Кардіогеміческіе системи, що беруть участь в створенні тонів серця. Знаючи, які механічні явища відбуваються в період серцевого циклу, можна легко визначити області, де в певну фазу відбувається прискорення або гальмування крові. На характер вібрацій впливає природа специфічної вібруючою кардіогеміческой системи. Термін кардіогеміческая система- новий і введений для позначення будь-якої комбінації крові і стінок серця, вібруючих при змінах швидкості кровотоку. Вібрації, що виникають в межах будь-якої кардіогеміческой системи, передаються у всіх напрямках і можуть бути почуті, якщо вони передаються до грудним стінок з достатньою інтенсивністю і досить високою частотою. На підставі подання про кардіогеміческіх системах можна описати механізми виникнення серцевих тонів.
Передсердні тони. У період пізньої діастоли шлуночки досить наповнені кров`ю і безпосередньо пов`язані з передсердями через частково відкриті атріовентрикулярна клапани. Коли при скороченні передсердь кров переміщається через ці клапани, стінки шлуночків стають ще більш розтягнутими і напруженими, про що свідчить невелике підвищення внутрижелудочкового тиску. Ефект віддачі розтягнутих шлуночків створює умови для коливань крові вперед і назад між передсердями і шлуночками. Ця віддача може також призводити до короткочасного закриття клапанів. Оскільки дана кардіогеміческая система утворена з тонкостінних правого і лівого передсердь і розслаблених стінок шлуночків, не дивно, що виникають при цьому вібрації складаються з декількох низькочастотних коливань. Вони мають таку низьку частоту і малу інтенсивність, що у здорових людей не чути.
МАЛ. 11.10. ПОХОДЖЕННЯ серцевих ТОНІВ.
Схематичне зображення причин різних компонентів серцевих тонів, засноване на уявленні, що вібрації викликаються прискоренням або гальмуванням потоку крові всередині еластичних камер.
А. Перший тон може бути розділений на чотири компоненти. Первинні вібрації з`являються, коли перші міокардіальні скорочення в шлуночку зрушують кров у напрямку до передсердя, зближуючи і закриваючи атріовентрикулярна клапани. Другий компонент починається з різкого напруги закритих атріовентрикулярних клапанів, які гальмують рух крові. Він може являти собою вібрацію крові, що спричинюється перерастяжением атріовентрикулярних клапанів, що протистоять шляхом віддачі скорочення міокарда шлуночків. Реакція подібна до тієї. яка виникає при ударі по балону, наповненому водою. У походження третього компонента можуть брати участь вібрації крові між розтягується коренем аорти і стінками шлуночка. Четвертий компонент, ймовірно, є вібрації, зумовлені турбулентністю в крові, швидко поточної через врсходящую аорту і легеневу артерію.
Б. Другий тон серця представлений декількома низькочастотними вібраціями, які можуть супроводжувати гальмування потоку крові і зворотний її ток в аорті і легеневої артерії до закриття півмісяцевих клапанів. Чутна частина другого тону починається з закриття і напруги півмісяцевих клапанів. Хоча переважно вібрації відбуваються в артеріях, вони проводяться також до шлуночків і передсердя при рухах крові, клапанів і клапанних кілець.
В. Третій тон серця з`являється в кінці фази швидкого наповнення. Раптове закінчення цієї фази може привести всю атриовентрикулярную систему в вібрацію, яка має дуже низьку частоту, так як стінки розслаблені.
Перший тон серця. На початку скорочення шлуночків міститься в них кров прискорюється, прямуючи в напрямку атріовентрикулярних клапанів. Це прискорення крові, що з`являється до того, як клапани щільно закриються і стануть пружними, викликає початок вібрацій (перший компонент) першого серцевого тону, що передують підйому внутрижелудочкового тиску. Їх частота дуже низька і інтенсивність слабка, ймовірно, у зв`язку з тим, що шлуночки залишаються розслабленими, а прискорення крові невелика. Однак рух крові має бути достатнім для того, щоб закрити, щільно «запечатати» і розтягнути атріовентрикулярна клапани раніше, ніж підніметься внутрижелудочковое тиск. Коли цей рух крові раптово припиняється, клапани напружуються. Другий компонент першого тону починається, коли інерція рухається крові викликає достатню перерозтягнення клапанів, щоб викликати віддачу назад у напрямку до шлуночків (рис. 11.10, А). В цьому випадку кардіогеміческая вібрує система спочатку складається головним чином з двох порожнин шлуночків, повністю ізольованих клапанами і скорочується міокардом. Таким чином, вібрації, що виникають на початку систоли шлуночків, мають більш високу частоту і більш високу амплітуду, ніж ті, які з`являються при скороченні передсердя.
Інтенсивність вібрацій залежить від швидкості, що розвивається кров`ю, і від різкості її гальмування. Таким чином, якщо на початку скорочення шлуночка клапани широко відкриті, тони повинні бути вище, ніж в разі, якщо клапанні листки до цього моменту розташовувалися ближче один до одного, так як при цьому кров встигне розвинути вищу швидкість, перш ніж відбудеться їх повне закриття . Ця концепція, очевидно, узгоджується зі спостереженнями Henderson і Johnson [2], Dean [3], Shearn з співр. [12] та ін. [13-15]. Ще більш переконливо підтвердження зв`язку між серцевими тонами і прискоренням кровотоку [16].
Третій компонент першого тону серця починається, коли в результаті скорочення шлуночків внутрижелудочковое тиск піднімається вище, ніж у відповідній артерії, і кров починає рухатися в напрямку півмісяцевих клапанів. Інерція довгих стовпів крові в артеріальних стовбурах перешкоджає прискоренню, так само як якщо б негайно позаду півмісяцевих клапанів була закупорка. Тому перша порція крові, що виходить з шлуночків, розтягує проксимальні частини цих артерій. Раптове розтягнення проксимальних артеріальних сегментів може викликати ефект віддачі і зворотний рух крові у напрямку до шлуночків. В результаті дії механізму, подібного до того, який пов`язаний із закриттям атріовентрикулярних клапанів, будуть відбуватися коливальні рухи крові вперед і назад між країнами артерій і камерами шлуночків (див. Рис. 11.10, А). Оскільки кардіогеміческіе системи, що беруть участь у створенні другого і третього компонентів першого тону, дуже подібні, частоти, інтенсивність і якість генеруються ними коливань також подібні. Дійсно, ці два компоненти зазвичай зливаються в один ряд вібрацій, які диференціювати практично неможливо. Розщеплення або подвоєння першого тону зазвичай відносять за рахунок асинхронного закриття тристулкового і швидко наступного за ним закриття мітрального клапана [17].
Четвертий компонент першого тону серця є, ймовірно, результатом турбулентності потоку крові, швидко поточної через артеріальні стовбури, і з цієї причини буде розглядатися в розділі «Шуми» (с. 459).
Другий тон серця. В самому кінці систоли швидкість вигнання сповільнюється в міру того, як починає зменшуватися желудочковое і артеріальний тиск. На початку розслаблення шлуночка тиск в ньому різко падає. Кров в корені аорти і легеневої артерії спрямовується назад у напрямку до камер шлуночків, але це рух різко переривається у зв`язку з закриттям півмісяцевих клапанів. Інерція рухається крові перерозтягуватися стулки клапанів, а сила віддачі дає початок вібрацій в порожнинах шлуночків і артеріях (див. Рис. 11.10, Б). Висота другого тону більше, ніж першого. Інтенсивність тону знову ж таки залежить від швидкості, що розвивається кров`ю, що хлинула назад до шлуночків, і різкості припинення її руху. При системної або легеневої гіпертонії швидкість зазвичай вище і тони посилюються. При наявності стенозу півмісяцевих клапанів, навпаки, амплітуда другого тону повинна зменшуватися, якщо клапани в основному вже зближені, до того як з`являється досить виражений ретроградний кровотік. Спостереження, про які повідомили Piemme і співр. [16], дають можливість припустити, що причини другого тону досить різні. Їх записи показали, що другий тон починається якраз перед тим, як з`являється ретроградний кровотік, в момент найбільш різкого гальмування рухається вперед крові. Закінчується другий тон при найнижчому рівні зворотного потоку крові, ймовірно, що розвивається до закриття клапанів. Дослідження різних гемодинамічних показників, проведені Kusukawa і співр. [18], виявили, що амплітуда другого тону серця не пов`язана безпосередньо з аортальним тиском, різницею тисків між аортою і лівим шлуночком або швидкістю зміни цих тисків під час дикротичного підйому. Висока кореляція (0,98) була виявлена лише зі швидкістю зміни градієнта тиску, який теоретично пов`язаний з «функціями прискорення маси» в аорті. За допомогою особливого електроконтактного приладу [19] був виявлений точний момент закриття клапанів, який відзначався принаймні за 5-13 мс до появи виїмки на кривій аортального тиску. Для аналізу цих відмінностей потрібні дослідження, в яких точний час змикання стулок півмісяцевих клапанів буде виміряна безпосередньо.
Третій тон серця. Коли тиск в шлуночку падає нижче внутрішньопередсердної тиску, атріовентрикулярна клапани розкриваються перш, ніж починається масивне рух крові в розслаблені камери шлуночків. Потім почався приплив крові в шлуночки раптово припиняється, що проявляється в швидкому переході від фази швидкого заповнення до плато, відповідного фазі повільного наповнення або діастазіса [20]. Інерція рухається маси крові викликає низькочастотні вібрації, оскільки стінки камер повністю розслаблені. Такі вібрації, найімовірніше, з`являються при різкому обриві фази швидкого наповнення шлуночків. У зв`язку з низькою частотою вібрації повинні мати значну амплітуду, щоб досягти порогу чутності, особливо якщо під час передачі їх є втрати енергії. Третій тон серця постійно чути у дітей і у дорослих при аускультації в кімнатах зі звукоізоляцією з дуже низькими рівнями навколишнього шуму.
Ритми галопу. Коли три серцевих тони виразно чутні швидко один за одним з подальшою паузою, створюється суб`єктивне враження, подібне до того, яке виникає при звуках, вироблених галопуючої конем. Це враження можуть створювати кілька комбінацій серцевих тонів. Найбільш часта форма галопу пов`язана з наявністю ясно чутних трьох серцевих тонів. У таких випадках вони з`являються один за одним і за ними слід щодо тихий інтервал в період решти діастоли. Цей тип галопу часто називають «протодіастоліческім» (що неправильно, оскільки третій тон з`являється вже після протодиастолического інтервалу). Без достатніх підстав третій серцевий тон, зазвичай чутний у здорових дітей, як правило, не розглядається серед причин появи ритму галопу. Ритм галопу, з`являється в ході хвороби серця (наприклад, міокардит, вроджена недостатність), свідчить про зміни в міокарді. Третій тон серця настільки рідко чути у здорових дорослих осіб, які не мають явного ураження серця, що виявлення у них протодиастолического галопу часто вказує на серйозний прогноз. Природа зміни міокарда, яке виділяє третій тон серця, неясна, але, мабуть, в цьому випадку фаза швидкого наповнення обривається різкіше.
Якщо звуки, які супроводжують систолу передсердь, посилені і передують першому тону з достатнім інтервалом, щоб їх можна було розрізнити, виникає ритм галопу, що складається з послідовних четвертого, першого і другого серцевих тонів. Оскільки патологічний тон з`являється в пізньої діастолі, цей ритм називається «пресистолическим» галопом.
При збільшенні частоти серцевих скорочень діастолічний інтервал стає коротшим, і третій і четвертий тони серця можуть з`являтися майже одночасно. Сумарна інтенсивність двох видів вібрацій може стати чутної, а що виникає ритм називається суммаііей або среднедіастоліческім галопом.
Проведення тонів. На передачу вібрації впливають ті ж фактори, які беруть участь в їх виникненні (див. Рис. 11.8). Дуже важлива еластичність передавальної середовища. Оскільки маса вібруючого матеріалу (серце, кров і тканини) велика в порівнянні з еластичністю тканин, як при виникненні, так і при передачі тони мають переважно низьку частоту. Це дуже невдалий обставина, так як до звуків низької частоти слуховий апарат людини особливо малочувствителен (див. «Слухове сприйняття тонів серця», с. 457).
Максимальна відстань, на яке передаються вібрації від серця до поверхні грудної клітки, безсумнівно, менше 0,3 м, і довжина циклу коливань більше цієї відстані. З цієї причини всі структури, що втягуються в передачу цих вібрацій до поверхні, зазвичай коливаються разом. При цих умовах звукові хвилі не відображаються. Найбільш значні втрати енергії серцевих тонів відбуваються в стискуються тканинах (наприклад, в легенях), розташованих між серцем і стінкою грудної клітини. Вібрації серцевої стінки можуть так сильно заглушатись при проходженні через товсту подушку заповнених повітрям легенів, що вони слабо проводяться до грудної стінці (наприклад, при емфіземі). Таким чином, серцеві тони мають максимальну інтенсивність в тих місцях поверхні тіла, до яких коливання проводяться безпосередньо через щільні тканини або через мінімальну товщину роздутих повітрям легенів. Шари жиру також послаблюють серцеві тони в зв`язку з поглинанням коливань.
Щоб вивчити провідні властивості грудної клітини, Faber і Burton [21], реєструючи час, протягом якого серцеві тони досягають грудної клітини в багатьох точках області серця, вирахували швидкість проведення, що становить близько 15 м / с, якщо прийняти, що тони виникають в певному ділянці всередині серця, проводяться до області мітрального клапана, а потім поширюються по поверхні грудної клітки. Висновки стають сумнівними, якщо врахувати дані Zalter і співр. [22] про те, що амплітуда першого тону дуже постійна при реєстрації його від різних областей серцевої поверхні, вказуючи, що джерело тони не має чіткої локалізації. Тон виникає в серцевих камерах всюди, як і слід було очікувати, згідно з поданням про кардіогеміческой системі (див. Рис. 11.9).
МАЛ. 11.11. ПРОВЕДЕННЯ ТОНІВ І шумів.
Хоча серцеві тони широко поширюються на передню поверхню грудної клітини, і області серця вібрації від чотирьох клапанів виявляють тенденцію мати максимальну інтенсивність в тих областях, які вказані на малюнку стрілками. Область мітрального клапана розташована поблизу верхівки серця, а область трикуспідального клапана - в четвертому міжребер`ї проміжку на будь-якій стороні грудини. Область клапана легеневої артерії знаходиться в другому або в третьому межрсберном проміжках по лівій парастернальних лінії, а аортальна область - у другому правом міжреберному проміжку. але часто поширюється косо по передній поверхні грудної клітки у напрямку до верхівки (див. рис. 11.17).
Локалізація серцевих тонів на поверхні грудної клітки. Звуки, що виникають в районі чотирьох клапанів, мають максимальну інтенсивність в чотирьох різних областях на поверхні. Наприклад, шуми від області легеневого клапана найбільш інтенсивні в пульмональной області, розташованої в третьому лівому міжреберному проміжку на лівій парастернальних лінії (рис. 11.11). Аортальна область лежить з правого боку грудини у другому міжребер`ї. Область тристулкового клапана знаходиться біля правої межі грудини в четвертому міжребер`ї, а митральная область-поблизу верхівки серця. Ця особлива локалізація звуків на поверхні, ймовірно, залежить від найбільш ефективних шляхів проведення вібрацій від їх першоджерела до поверхні грудної клітки.
Пульмональний і тристулковий клапани знаходяться близько предсердечной частини грудної клітки, і відповідні області аускультації підходять близько до них. Аортальний і мітральний клапани розташовані далеко від предсердечной області ,, і місця їх вислуховування чи не лежать над клапанними кільцями (див. Рис. 11.11). В області верхівки серцеві тони зазвичай гучні, тому що серце тут знаходиться в прямому контакті з передньою стінкою грудної клітини. Над верхівкою часто локалізуються вібрації камери шлуночка, пов`язані з хворобою мітрального клапана. Висхідна аорта загинається вперед і найближче підходить до передньої стінки грудної клітки близько аортальной області. Тони, які виходять із області аортального клапана, можуть також перетинати камеру правого шлуночка, виявляючи в третьому або четвертому міжребер`ї зліва від грудини, або слідувати через камеру лівого шлуночка в точці, розташованій поблизу верхівки.
Той факт, що перший і другий серцеві тони зазвичай можна почути в усіх чотирьох областях, вказує на те, що їх виникнення не обмежується вібраціями в області клапанів. Широке їх поширення узгоджується з поданням про коливання кардіогеміческіх систем, що викликаються рухами маси крові.
Неправильно розглядати другий тон в пульмональной області як відбувається головним чином або винятково з вібрацій клапана легеневої артерії. При прямій реєстрації від області, розташованої над атріовентрикулярними клапанними кільцями на поверхні серця, частку участі одного клапана неможливо відокремити від такої іншого. Причина цього очевидна, якщо врахувати, що передсердя, шлуночки, артеріальні стовбури і клапани прикріплюються до фіброзної основі серця (див. Рис. 3.1) і все разом повинні піддаватися впливам вібрацій, що виникли в будь-якій точці. Проте гучний другий тон в області легеневої артерії на прекордіуме часто є надійним показником легеневої гіпертонії, а його локалізація дозволяє диференціювати його від гучного другого аортального тони, який може з`являтися при системної гіпертонії.
МАЛ. 11.12. Чутність РІЗНИХ ЧАСТОТ.
Поріг чутності розрізняється для різних звукових частот. Слуховий апарат набагато чутливіші до частот в мовному діапазоні (1000-2000 Гц), ніж до нижчих або більш високих звуків. Серцеві тони є переважно низькочастотні вібрації. Лише частина вібрацій має достатню інтенсивність, щоб досягти слухового порога, інші зовсім нечутно. * Деякі високочастотні шуми досягають частот близько 1000 Гц і можуть бути чутні при відносно слабкою інтенсивності звуку.
Слухове сприйняття серцевих тонів. За оптимальних умов вухо може розрізнити вібрації, амплітуда яких менше діаметра молекули водню. Енергія ледь чутних звукових хвиль така слабка, що повинна була б безперервно тривати без втрат протягом більш ніж 2 млн. Років, щоб підвищити температуру 1 г води на 1 ° С [23]. Вухо чутливіші найдосконалішого мікрофона, так як при 1000 Гц чує звуки, енергія яких лише на 12 дБ вище теплового руху молекул [24].
Хоча в нормі межа чутних частот лежить між 20 і 16 000 Гц, максимальна чутливість вуха людини знаходиться всередині частот мовного діапазону, т. Е. Близько 1000-2000 Гц [25].
Для сприйняття звуку частотою 30 Гц енергія його повинна бути в 1000 разів більше, ніж необхідно при вібрації з частотою 1000 Гц (рис. 11.12). Звуки серця поширюються вище і нижче порога чутності, так що деякі з них нечутно, тоді як інші значно перевищують порогові рівні. Частоти чутних вібрацій серця, ймовірно, лежать в межах від 20 Гц і трохи нижче до 200 Гц і трохи вище (частоти шумів можуть досягати 600-1000 Гц). Внаслідок малої чутливості до низькочастотних вібрацій слуховий апарат може сприймати відносно слабкі обертони тонів серця ясніше, ніж більш інтенсивні низькочастотні основні коливання. Таким чином, низькочастотні вібрації, найбільш легко реєструються електронними приладами, можуть становити лише частина серцевих тонів, чутних при аускультації.
При вислуховуванні звуків певної частоти слуховий апарат людини розрізняє звуки і дуже низькою і дуже високої інтенсивності. При деяких частотах енергетичний рівень больового порогу більш ніж в 3 млн. Разів більше рівня порога чутності. Величезний діапазон сприймається інтенсивності можливий тому, що чутна «гучність» пропорційна логарифму сили стимулу. Іншими словами, якщо інтенсивність звуку послідовно подвоюється, «гучність» відчуття збільшується рівними ступенями. Тому слуховий апарат може сприймати звуки дуже великої інтенсивності, залишаючись в той же час чутливим і до дуже слабким звуків.
У складних звуках, мабуть, низькочастотний компонент часто більш помітний, оскільки звуки більш високої частоти маскуються. Цей феномен особливо чітко проявляється при збільшенні інтенсивності низьких томів. Таким чином, на якість звуків можуть впливати будь-які чинники, що змінюють їх інтенсивність.
Вухо людини може вибирати бажані сигнали з багатьох інших частотних комбінацій (як, наприклад, при визначенні звуку Габо в симфонічному оркестрі). Мозок же може зберігати комбінації звуків для їх майбутнього розпізнавання, так що ми можемо вдосконалювати цю нашу здатність шляхом тренування.
Зазначені особливості слухового механізму кожен з нас може легко продемонструвати, прислухаючись до звуків, що походить із навколишнього середовища, при щільно закритих очах. Розпізнаючи при цьому такі звуки, як добре знайомий голос, клацання дверного замка, шелест паперу або шльопання капців по килиму, людина легко виконує функції, що далеко виходять за межі можливостей найбільш складних сучасних комп`ютерів.
Більш високі частоти диастолических шумів часто можна виявити за допомогою стетоскопа, вибірково послабляє низькі частоти.
Стетоскопи. Серцеві тони легко можна вислухати, приклавши вухо безпосередньо до грудної клітки пацієнта. Стетоскопи застосовуються для зручності, а не для того, щоб посилити звук. Дослідники показали [26], що стетоскоп Лаенека (пряма ригидная трубка) настільки ж хороший, як сучасні стетоскопи, а певною мірою, може бути, і краще (за винятком того, що створює менші зручності і виключає можливість використання обох вух).
Стетоскопами звуки і заглушуються і спотворюються. Різні типи стетоскопов помітно різняться по ефективності передачі звуків від серцево-судинної системи [28], яка визначається довжиною шляху передачі, діаметром і жорсткістю трубки і особливо щільністю притиснення їх до стінки грудної клітини і до вух. Коли відкритий розтруб прикладається до грудної клітки, шкіра утворює діафрагму, в той час як підлеглі тканини діють як демпфуюча середа [27]. Якщо розтруб міцно утримується на шкірі, низькі частоти послаблюються більше, ніж більш високі частоти, які здаються в цьому випадку більш гучними, навіть якщо їх справжня енергія зменшена.
Аналогічний ефект може бути викликаний при використанні стетоскопа з пластикової діафрагмою, що покриває повітряну камеру. У будь-якому випадку наявність пружною діафрагми викликає ослаблення низьких частот, що корисно при виявленні високочастотних диастолических шумів, але небажано при виявленні слабких, низькочастотних шумів. Не всі знають, що надзвичайно важливим є правильний підбір стетоскопов, оскільки зменшення їх діаметра на величину приблизно в 5 разів більшу, ніж діаметр людської волосини, може помітно знизити сприйняття серцевих тонів і шумів [29].
Lepeschkin [30] розробив найбільш дотепний стетоскоп з регульованою величиною отвори деталі, що прикладається до грудної клітки, так що інтенсивність звуку може деградуватися набагато точніше, ніж при виключно суб`єктивному враженні.
Фонокардіографія. Відомо, що словесного опису звуків (наприклад, різкий, грубий, дзвінкий) недостатньо. З цієї причини перевагу фонокардіографії полягає в тому, що вона надала можливість для опису серцевих тонів. Першорядну важливість при інтерпретації значення тонів або шумів мають тимчасові відносини між серцевими тонами і механічними явищами кардіального циклу. У цю сферу фонокардіографія вносить найбільший вклад.
МАЛ. 11.13. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗВУКОВ,
А. Для отримання звукової спектрограми проводиться коротка магнітофонний запис досліджуваного звуку, яка неодноразово перереєстровується шляхом проведення через серію фільтрів для запису інтенсивності звуків на різних частотах.
Б. На горизонтальній осі - тимчасова послідовність, по вертикалі - частотна шкала, а
інтенсивність звуку в будь-який момент часу відтворюється як градації затемнення на записи.
Контурні графіки звуковий інтенсивності (В і Г) показують зміни інтенсивності у вигляді запису, що нагадує контурну карту, ілюструючи відмінності між шумами у двох різних хворих з аортальним стенозом.
Серцеві тони так послаблюються і видозмінюються при проведенні через різні середовища і у зв`язку з нестійкістю слухового сприйняття, що практично неможливо отримати записи серцевих тонів, відповідні звуків, чутним під час аускультації.
Типові фонокардіограмми є записи осциляцій (див. Рис. 11.10), коториеi дуже допомагають при оцінці часових відносин тонів і шумів, але не дають ніякого враження ні про справжню частоті, ні про якість звуків. Більш точне відтворення звуку здійснюють за допомогою звукових спектрограм, за допомогою яких можна визначити варіюють у часі флуктуації як інтенсивності так і частоти. Принцип, що лежить в основі запису звукової спектрограми, схематично показаний на рис 11.13, А. Інтенсивність різних частот в будь-який момент часу позначається щільністю запису (рис 11.13, Б). Більш показовими в плані кількісного позначення інтенсивності є контурні графіки, на яких збільшення інтенсивності представляється у вигляді контурів зі ступенями в 3 або 6 дБ (рис. 11,13, В. Г).
Переваги цього методу описані Winer і співр. [31].
