HEART IMAGING
H
A t t a c k s o f a c u t e h e a r t f a i l u r e m a y s u b -
s i d e o f t h e i r o w n a c c o r d o r m a y r e q u i r e
u r g e n t , l i f e - s a v i n g t r e a t m e n t . I m m e d i a t e
t r e a t m e n t
o f h e a r t
f a i l u r e
c o n s i s t s
o f
b e d
r e s t ,
w i t h
t h e
p a t i e n t
s i t t i n g
u p .
D i u r e t i c d r u g s
a r e g i v e n t o i n c r e a s e t h e
o u t p u t o f u r i n e f r o m t h e k i d n e y s , t h e r e -
b y r i d d i n g t h e b o d y o f e x c e s s f l u i d a n d
r e d u c i n g
b l o o d v o l u m e .
M o r p h i n e
a n d
o x y g e n
m a y
b e
g i v e n
a s
e m e r g e n c y
t r e a t m e n t i n a c u t e l e f t - s i d e d h e a r t f a i l -
u r e . L o n g - t e r m d r u g t r e a t m e n t u s u a l l y
i n v o l v e s
t h e
u s e
o f
A C E i n h i b i t o r d r u g s
a n d
d i u r e t i c s .
A n g i o t e n s i n - I I a n t a g o n i s t s ,
o t h e r
v a s o d i l a t o r d r u g s ,
a n d
b e t a b l o c k e r
d r u g s
m a y a l s o b e r e q u i r e d . I f h e a r t f a i l -
u r e i s a s s o c i a t e d w i t h
a t r i a l f i b r i l l a t i o n ,
d i g o x i n
w i l l m o s t l i k e l y b e p r e s c r i b e d t o
c o n t r o l t h e h e a r t r a t e .
O t h e r
p o s s i b l e
t r e a t m e n t s
o f
h e a r t
f a i l u r e i n c l u d e f i t t i n g a
p a c e m a k e r , c o r o -
n a r y a r t e r y b y p a s s ,
a n d
h e a r t t r a n s p l a n t .
heart imaging
A n y t e c h n i q u e t h a t p r o v i d e s i m a g e s o f
h e a r t
s t r u c t u r e .
I m a g i n g
i s
u s e d
t o
d e t e c t d i s e a s e o r a b n o r m a l i t i e s .
TYPES
A
c h e s t X - r a y ,
t h e
s i m p l e s t
a n d
m o s t
w i d e l y u s e d m e t h o d o f h e a r t i m a g i n g ,
s h o w s
h e a r t
s i z e
a n d
s h a p e ,
a n d
t h e
p r e s e n c e
o f a b n o r m a l
c a l c i f i c a t i o n .
P u l -
m o n a r y o e d e m a
( e x c e s s
f l u i d
i n
t h e
l u n g s )
a n d e n g o r g e m e n t o f t h e v e s s e l s
c o n n e c t i n g t h e h e a r t a n d l u n g s a r e a l s o
u s u a l l y d e t e c t a b l e w i t h X - r a y s .
E c h o c a r d i o g r a p h y
i s u s e f u l f o r i n v e s t i -
g a t i n g
c o n g e n i t a l
h e a r t
d e f e c t s
a n d
a b n o r m a l i t i e s
o f
t h e
v a l v e s
o r
h e a r t
w a l l . A n u l t r a s o u n d t e c h n i q u e t h a t u s e s
t h e
D o p p l e r e f f e c t ,
k n o w n
a s
D o p p l e r
e c h o c a r d i o g r a p h y , a l l o w s m e a s u r e m e n t
o f b l o o d f l o w t h r o u g h v a l v e s .
A n g i o g r a -
p h y
m a y b e u s e d t o a s s e s s t h e c o n d i t i o n
o f t h e c o r o n a r y a r t e r i e s a n d v a l v e s .
R a d i o n u c l i d e s c a n n i n g
c a n b e u s e d t o
d e t e c t
m y o c a r d i a l i n f a r c t i o n
( h e a r t a t t a c k ) ,
t o m e a s u r e m y o c a r d i a l f u n c t i o n a n d i t s
b l o o d s u p p l y , o r t o d e t e r m i n e t h e v i a -
b i l i t y
o f
t h e
h e a r t
m u s c l e
f o l l o w i n g
d i s r u p t i o n
t o
t h e
b l o o d
s u p p l y .
T h e
i n f o r m a t i o n
t h a t
i s
o b t a i n e d
d e p e n d s
u p o n t h e r a d i o i s o t o p e u s e d ; f o r e x a m -
p l e ,
t h a l l i u m - 2 0 1
m a y
b e
u s e d
t o
i n v e s t i g a t e i f h e a r t m u s c l e i s s t i l l v i a b l e .
R a d i o n u c l i d e s c a n s c a n a l s o b e u s e d t o
p r o d u c e i m a g e s o f v e n t r i c u l a r f u n c t i o n .
F o r
e x a m p l e ,
a
M U G A s c a n
i s
u s e d t o
d e t e r m i n e h o w m
u c h b l o o d t h e h e a r t
c a n p u m p w i t h e a c h b e a t a n d w h e t h e r
d i f f e r e n t
p a r t s
o f
t h e
h e a r t
w a l l
a r e
c o n t r a c t i n g p r o p e r l y .
H i g h - s p e e d
C T s c a n n i n g
a n d
M R I
c a n
b o t h b e u s e d t o p r o d u c e d e t a i l e d c r o s s -
s e c t i o n a l
o r
t h r e e - d i m e n s i o n a l
i m a g e s
o f c a r d i a c s t r u c t u r e .
heart-lung machine
A m
a c h i n e t h a t t e m p o r a r i l y t a k e s o v e r
t h e f u n c t i o n o f t h e
h e a r t
a n d
l u n g s
i n
o r d e r
t o
f a c i l i t a t e
o p e r a t i o n s
s u c h
a s
o p e n h e a r t s u r g e r y
,
h e a r t t r a n s p l a n t
,
a n d
h e a r t - l u n g t r a n s p l a n t
.
A h e a r t - l u n g m a c h i n e
c o n s i s t s
o f a
p u m p
( t o r e p l a c e t h e h e a r t ’s f u n c t i o n )
a n d
a n
o x y g e n a t o r
( t o
r e p l a c e
t h e
l u n g s ’
f u n c t i o n ) .
I t b y p a s s e s t h e h e a r t
a n d l u n g s . O n c e t h e m
a c h i n e i s i n o p e r -
a t i o n , t h e p a t i e n t ’s h e a r t c a n b e s t o p p e d
w h i l e s u r g e r y i s c a r r i e d o u t .
T h e
u s e
o f
a
h e a r t - l u n g
m a c h i n e
t e n d s t o d a m a g e r e d b l o o d c e l l s a n d t o
c a u s e
b l o o d
c l o t t i n g .
T h e s e
p r o b l e m s
c a n
b e
m i n i m i z e d ,
h o w e v e r ,
b y
t h e
a d m i n i s t r a t i o n o f
h e p a r i n
,
w h i c h i s a n
a n t i c o a g u l a n t d r u g .
heart-lung transplant
A
p r o c e d u r e
i n
w h i c h
t h e
h e a r t
a n d
l u n g s
o f a p a t i e n t a r e r e m o v e d ,
t o b e
r e p l a c e d b y d o n o r o r g a n s . T h i s s u r g e r y
i s u s e d t o t r e a t d i s e a s e s i n w h i c h l u n g
d a m a g e h a s a f f e c t e d t h e h e a r t , o r v i c e
v e r s a . S u c h d i s e a s e s i n c l u d e
c y s t i c f i b r o -
s i s
,
f i b r o s i n g a l v e o l i t i s
,
a n d s o m e s e v e r e
c o n g e n i t a l h e a r t d e f e c t s
( s e e
h e a r t d i s -
e a s e , c o n g e n i t a l
).
A
h e a r t - l u n g m a c h i n e
i s
u s e d t o t a k e
o v e r
t h e f u n c t i o n
o f t h e
p a t i e n t ’s
h e a r t
a n d
l u n g s
d u r i n g
t h e
o p e r a t i o n . A h e a r t - l u n g t r a n s p l a n t i s n o
m
o r e d a n g e r o u s t h a n a
h e a r t t r a n s p l a n t
a n d i s t e c h n i c a l l y m
o r e s t r a i g h t f o r w a r d
b e c a u s e b l o o d v e s s e l s t o t h e l u n g s n e e d
n o t b e d i s t u r b e d .
heart rate
T h e r a t e a t w h i c h t h e
h e a r t
c o n t r a c t s t o
p u m p b l o o d a r o u n d t h e b o d y . I n m o s t
p e o p l e ,
h e a r t
r a t e
i s
b e t w e e n
6 0
a n d
1 0 0 b e a t s p e r m i n u t e a t r e s t . I t t e n d s t o
b e
f a s t e r
i n
c h i l d h o o d
a n d
t o
s l o w
s l i g h t l y w i t h a g e . V e r y f i t p e o p l e
m a y
h a v e a r a t e b e l o w 6 0 b e a t s p e r m i n u t e .
CHANGES IN HEART RATE AND OUTPUT
T h e r a t e a t w h i c h t h e h e a r t b e a t s , a n d
t h e a m o u n t o f b l o o d p u m p e d o u t w i t h
e a c h c o n t r a c t i o n , c a n v a r y c o n s i d e r a b l y
a c c o r d i n g
t o
t h e
b o d y ’s
d e m a n d s
f o r
o x y g e n a t e d b l o o d . A t r e s t , t h e h e a r t c o n -
t r a c t s a t 6 0 t o 8 0 b e a t s p e r m i n u t e a n d
e a c h v e n t r i c l e p u t s o u t a b o u t 8 0 m l o f
b l o o d a t e a c h b e a t ( a b o u t s i x l i t r e s p e r
m i n u t e ) . D u r i n g v i g o r o u s e x e r c i s e , t h e
h e a r t r a t e m a y i n c r e a s e t o 2 0 0 c o n t r a c -
t i o n s
p e r
m i n u t e ;
t h e
o u t p u t
m a y
i n c r e a s e t o a l m o s t 2 5 0 m l p e r b e a t , p r o -
d u c i n g
a
t o t a l
o u t p u t
o f 5 0 l i t r e s
p e r
m i n u t e . S u c h c h a n g e s i n h e a r t r a t e a n d
o u t p u t a r e b r o u g h t a b o u t b y t h e a c t i o n
o f h e a r t m u s c l e a n d b y t h e i n v o l v e m e n t
o f t h e
a u t o n o m i c n e r v o u s s y s t e m
( t h e p a r t
o f t h e n e r v o u s s y s t e m
c o n c e r n e d w i t h
a u t o m a t i c c o n t r o l o f b o d y f u n c t i o n s ) .
F i r s t , t h e h e a r t m u s c l e r e s p o n d s a u t o -
m a t i c a l l y t o a n y i n c r e a s e i n a c t i v i t y b y
i n c r e a s i n g
i t s
o u t p u t .
T h i s
i n c r e a s e
o c c u r s b e c a u s e a c t i v e m u s c l e s s q u e e z e
t h e v e i n s t h a t p a s s t h r o u g h t h e m , p u s h -
i n g t h e b l o o d b a c k t o w a r d s t h e h e a r t .
T h e m o r e t h e v e n t r i c l e s a r e f i l l e d w i t h
b l o o d d u r i n g d i a s t o l e ( t h e f i l l i n g p h a s e
o f t h e h e a r t ’s c y c l e ) , t h e m o r e f o r c i b l y
t h e y c o n t r a c t d u r i n g v e n t r i c u l a r s y s t o l e
t o e x p e l t h e b l o o d .
S e c o n d , t h e h e a r t r a t e i s u n d e r t h e c o n -
t r o l
o f t h e a u t o n o m i c n e r v o u s s y s t e m .
T h e p a r t s o f t h e s y s t e m c o n c e r n e d w i t h
h e a r t a c t i o n a r e a n u c l e u s o f n e r v e c e l l s
c a l l e d t h e c a r d i a c c e n t r e , i n t h e
b r a i n s t e m
,
a n d t w o s e t s o f n e r v e s c a l l e d p a r a s y m p a -
t h e t i c
a n d
s y m p a t h e t i c
n e r v e s ,
w h o s e
a c t i v i t i e s , c o n t r o l l e d b y t h e c a r d i a c c e n -
t r e , e x e r t o p p o s i n g e f f e c t s o n t h e h e a r t .
W
h e n a p e r s o n i s a t r e s t , t h e p a r a -
s y m p a t h e t i c
n e r v e s
( p a r t i c u l a r l y
t h e
v a g u s n e r v e
)
a r e a c t i v e .
S i g n a l s
c a r r i e d
a l o n g t h e v a g u s n e r v e a c t o n t h e s i n o a -
t r i a l n o d e t o s l o w t h e h e a r t r a t e f r o m i t s
i n h e r e n t r a t e o f a b o u t 1 4 0 i m p u l s e s p e r
m i n u t e
t o
a r o u n d
7 0
i m p u l s e s
p e r
m i n u t e
( a p r o c e s s
c a l l e d v a g a l i n h i b i -
t i o n ) .
D u r i n g
o r
i n
a n t i c i p a t i o n
o f
m u s c u l a r a c t i v i t y , v a g a l i n h i b i t i o n l e s s e n s
a n d t h e h e a r t r a t e s p e e d s u p . T h e s p e e d
m a y i n c r e a s e e v e n m o r e w h e n t h e s y m -
p a t h e t i c n e r v e s c o m e i n t o a c t i o n . T h e s e
n e r v e s r e l e a s e t h e h o r m o n e
n o r a d r e n a l i n e
,
w h i c h i n c r e a s e s h e a r t r a t e a n d t h e f o r c e
o f c o n t r a c t i o n s . T h e r e l e a s e o f
a d r e n a l i n e
a n d n o r a d r e n a l i n e b y t h e a d r e n a l g l a n d s
a l s o a c t s t o i n c r e a s e t h e h e a r t r a t e .
T h e s w i t c h f r o m p a r a s y m p a t h e t i c t o
s y m p a t h e t i c a c t i v i t y i s t r i g g e r e d b y a n y
i n f l u e n c e o n t h e c a r d i a c c e n t r e t h a t s i g -
n a l s a n e e d f o r i n c r e a s e d b l o o d o u t p u t
f r o m
t h e
h e a r t .
S u c h
i n f l u e n c e s
m a y
i n c l u d e f e a r o r a n g e r , l o w
b l o o d p r e s s u r e
,
o r a r e d u c t i o n o f o x y g e n i n t h e b l o o d .
MEASURING HEART RATE
D o c t o r s
c a n
m e a s u r e
t h e
r a t e
a n d
r h y t h m o f t h e h e a r t b y f e e l i n g t h e
p u l s e
o r
b y
l i s t e n i n g
t o
t h e
h e a r t
w i t h
a
s t e t h o s c o p e
.
A m
o r e
a c c u r a t e
r e c o r d
c a n b e o b t a i n e d b y
E C G
( a t e s t i n w h i c h
t h e
e l e c t r i c a l
a c t i v i t y
o f t h e
h e a r t
i s
m e a s u r e d ) . A
r e s t i n g
h e a r t
r a t e
a b o v e
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