СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ СОСУДОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА
METHOD OF VISUALISATION OF CEREBRAL VESSELS

Изобретение относится к медицине, а именно к ультразвуковой диагностике. Может быть использовано при обследовании пациентов с различной сосудистой патологией, с неврологическими, офтальмологическими и другими жалобами для выявления структурно-функциональных изменений со стороны интракраниального сегмента внутренней сонной артерии и глубоких вен мозга. Метод может применяться в отделениях ультразвуковой диагностики, занимающихся исследованием сосудистой системы у детей и взрослых.
Методика неинвазивного ультразвукового исследования интракраниальных артерий непосредственно через кожу головы была предложена Р.Аслидом в 1982 году и открыла большие возможности клинического исследования интракраниальных артерий.
Использование трансорбитального окна для визуализации сифона внутренней сонной артерии и глазной артерии применяется редко из-за сложной конфигурации и большой глубины залегания сифона внутренней сонной артерии, невозможности оценки параметров кровотока из-за некорректности угла (визуализация сифона происходит в поперечном сечении). Снижение мощности сканирования при трансорбитальном доступе (из-за возможного развития отслойки сетчатки) усложняет визуализацию. Применение трансорбитального доступа у детей до 8-9 лет практически невозможно, т.к. вызывает у ребенка страх и другие негативные реакции.
Прототипом изобретения является исследование интракраниальных сосудов головного мозга методом дуплексного сканирования (Лелюк С.Э., Лелюк В.Г. «Ультразвуковая ангиология», 1-е изд. - М.: Реальное Время, 1999. - 288 с.: ил.). Для визуализации основных церебральных сосудов в прототипе используют секторные датчики с частотой 1-2,5 МГц и стандартные доступы через височные и орбитальные окна.
Самые тонкие кости височных и глазничных областей черепа имеют так называемые «окна», позволяющие проводить транскраниальное ультразвуковое обследование. При сканировании через височные окна по известному способу датчик помещают на чешую височной кости кпереди от ушной раковины, над ней и кзади от ушной раковины, плоскость сканирования проходит параллельно основанию черепа. В этой проекции, как описывают авторы, визуализируют средние, передние, задние мозговые артерии, прямой синус, вена Розенталя, вена Галена, средняя мозговая вена, при изменении плоскости сканирования визуализируют сигмовидный, сагиттальный, поперечный синусы и область сифона внутренней сонной артерии.
Каротидным сифоном называют несколько изгибов внутренней сонной артерии по выходу из костного канала сбоку от тела клиновидной кости в пещеристой пазухе. (Атлас артерий и вен головного мозга, М.: Медицина, 1979; Куликов В.П. Ультразвуковая диагностика сосудистых заболеваний. 2007 г. М.: ООО Фирма «СТРОМ», стр.125).
Но на практике описанной методикой достаточно сложно визуализировать венозные синусы и глубокие вены мозга. Необходим большой опыт, достаточное время, терпение исследователя, высокий класс ультразвуковой аппаратуры (высокая разрешающая способность сканера) для качественной визуализации анатомических ориентиров при визуализации сосудов в В-режиме. Сами авторы указывают на ограничения при исследовании структур и сосудов головного мозга через височные окна, наличие и выраженность которых неодинаковы. У пациентов старшего возраста и у детей монголоидной расы ультразвуковые темпоральные окна могут отсутствовать.
Задачей изобретения является разработка способа более полного, доступного и недорогого метода исследования церебральных сосудов.
Технический результат заключается в расширении диагностических возможностей метода ультразвукового исследования церебральных сосудов за счет нового, простого в применении способа визуализации интракраниального сегмента внутренней сонной артерии, кавернозного синуса и глазных сосудов, что способствует решению дифференциально-диагностических и лечебных задач.
Нами установлены области установки датчика, определенные плоскости и глубина сканирования, которые в сочетании друг с другом позволяют четко визуализировать интракраниальные сегменты внутренней сонной артерии, кавернозный синус, глазные артерию и вены.
Новый доступ позволяет не только визуализировать, но и определить тип строения кавернозного синуса, оценить кавернозно-каротидный комплекс в целом, что важно при развитии некоторой патологии слуха и зрения.
Подобранные нами режимы сканирования, зоны установки датчика определены эмпирически, не соответствуют проекции исследуемых сосудов на кожный покров, однако позволяют достоверно визуализировать и проводить количественную оценку показателей кровотока.
При сохраняющейся неинвазивности, простоте и доступности метода, новый способ позволяет более детально оценить церебральную гемодинамику, включая состояние венозного оттока и выявление структурных аномалий.
Сущность изобретения состоит в следующем: способ визуализации сосудов головного мозга включает проведение ультразвукового исследования с установкой датчика на кожные покровы исследуемого в области височных окон. Дополнительно устанавливают датчик у переднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и параллельно ему, на уровне угла нижней челюсти. Используют датчики 2,5 МГц или мультичастотный датчик 2,5-5 МГц. Ультразвуковой луч направляют к противоположной глазнице. Методом дуплексного сканирования на глубине сканирования 4-5 см визуализируют цистернальный сегмент и сифон кавернозного сегмента внутренней сонной артерии, кавернозный синус, глазные артерию и вены на стороне исследования. Устанавливают датчик у заднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и параллельно ему, на уровне нижнего края сосцевидного отростка, направляют луч к глазнице на стороне исследования и, меняя угол наклона датчика, методом дуплексного сканирования на глубине сканирования 4-5 см визуализируют остальные сегменты интракраниального отдела внутренней сонной артерии на стороне исследования. Аналогично визуализируют внутреннюю сонную артерию, кавернозный синус, глазные артерию и вены с другой стороны.
Частным случаем является проведение исследования в триплексном режиме.
Способ осуществляется следующим образом: положение пациента лежа на спине. Голова расположена ровно или может быть слегка повернута в сторону, противоположную исследуемой. Подбородок немного поднят вверх. Пальпаторно определяют положение височных окон сразу над скуловым отростком височной кости.
Используют три височных окна: переднее, расположенное кпереди от ушной раковины; среднее, расположенное несколько выше, сразу над ушной раковиной и заднее, расположенное кзади от ушной раковины (выбирая окна лучшей визуализации индивидуально).
На кожу пациента в этой области наносят гель для лучшего контакта датчика с кожей и лучшей проводимости ультразвука. Проводят дуплексное сканирование датчиком 2,5 МГц в плоскости, параллельной основанию черепа. Визуализируют среднюю, переднюю и заднюю мозговые артерии. В триплексном режиме сканирования проводят качественную и количественную оценку кровотока.
Далее устанавливают датчик у переднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и параллельно ему, на уровне угла нижней челюсти. Ультразвуковой луч направляют к противоположной глазнице. Методом дуплексного сканирования на глубине сканирования 4-5 см визуализируют цистернальный сегмент и сифон кавернозного сегмента внутренней сонной артерии, кавернозный синус, глазные артерию и вены на стороне исследования. Далее устанавливают датчик у заднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и параллельно ему, на уровне нижнего края сосцевидного отростка, направляют луч к глазнице на стороне исследования и, меняя угол наклона датчика, методом дуплексного сканирования на глубине сканирования 4-5 см визуализируют остальные сегменты интракраниального отдела внутренней сонной артерии на стороне исследования.
Аналогично визуализируют внутреннюю сонную артерию, кавернозный синус, глазные артерию и вены с другой стороны.
Для количественной оценки кровотока в артериях и венах исследование проводят в триплексном режиме.
Для доказательств возможности реализации заявленного назначения и достижения указанного технического результата приводим следующие данные.
Обследовано 230 человек с жалобами на головные боли, головокружения, носовые кровотечения, повышенную утомляемость, метеозависимость, нарушение сна, снижение слуха и зрения. Из них - 72 взрослых (в возрасте от 20 до 55 лет) и 158 детей разных возрастных групп (от 2 до 16 лет). Группу сравнения составили 47 практически здоровых лиц (детей и взрослых).
Кавернозный синус визуализирован в 100% случаев при обследовании детей и взрослых. В 65% случаев выявлялись изменения венозного оттока по кавернозным синусам с одной или двух сторон.
Кавернозный синус, являясь одним из основных коллекторов церебральной венозной крови, играет важную роль в механизме венозного церебрального кровообращения. Во всех случаях визуализации удалось интерпретировать тип строения кавернозного синуса: 31% - лакунарный тип строения, в 11% - пещеристый, в 58% - смешанный. Необходимо отметить, что в группе практически здоровых лиц разных возрастных групп в 51% преобладал лакунарный тип строении, в 40% - смешанный, в 9% - пещеристый. Такая информация не могла быть получена с помощью прототипа.
Визуализировать область сифона внутренней сонной артерии удалось в 100% всех случаев. Другие интракраниальные сегменты внутренней сонной артерии визуализировались от 49% (у взрослых) до 90% (у детей). Извитость интракраниального отдела внутренней сонной артерии была выявлена в 47% случаев, что не могло быть установлено прототипом.
Глазные артерии и вены визуализировались у 100% обследованных. Усиление линейной скорости кровотока в глазных венах выявлялась в 53% случаев, чаще сочеталось с усилением линейной скорости кровотока в кавернозном синусе и наблюдалось у детей с патологией зрения.
Таким образом, мы получили возможность оценить церебральную гемодинамику в структурах, которые не могли быть визуализированы с помощью прототипа.
Благодаря новой методике мы смогли не только выявить функциональные изменения, но и предположить структурные аномалии, что в дальнейшем было подтверждено при магнитно-резонансной томографии. «Маркером» структурной цереброваскулярной патологии явились выявленные изменения в кавернозном синусе.
Так, группе детей из 88 человек с клиническими жалобами на головные боли, головокружения, носовые кровотечения было проведено исследование церебральных сосудов новым способом визуализации с дальнейшим МРТ-исследованием. Данные, полученные с помощью нового способа визуализации сосудов в виде усиления линейных скоростей кровотока в кавернозном синусе (в 77%), позволили предположить наличие структурных изменений. В венозном режиме МРТ в 53% были выявлены гипоплазии поперечного и сигмовидных синусов, в структурном режиме МРТ в 47% были выявлены аномалии краниовертебрального перехода Арнольда-Киари. Пациентам была назначена терапия, направленная на улучшение венозного оттока, что привело к хорошим клиническим результатам. В 86% случаев у пациентов снизились частота и выраженность головных болей, регрессировали носовые кровотечения и головокружения.
Предложенный нами метод, оставаясь простым и доступным, не требующим дополнительных затрат, расширяет диагностические возможности ультразвуковых методов исследования, позволяет достоверно и более детально исследовать сосуды головного мозга и венозные синусы, выявлять структурные и функциональные изменения церебрального кровотока, проводить дифференциальную диагностику, определять тактику и своевременно назначать необходимую медикаментозную коррекцию, рекомендовать ограничения по физической нагрузке, что особенно актуально в детском возрасте. Безопасность и неинвазивность методики предполагает контроль за лечением и наблюдение в динамике. А высокая информативность способа визуализации церебральных сосудов позволяет определить тактику ведения пациентов с назначением патогенетически обоснованной терапии без привлечения дополнительных, дорогостоящих методик, таких как МРТ.
Клинические примеры.
№1. Пациент А., 12 лет, направлен на исследование церебральных сосудов с жалобами на головные боли, носовые кровотечения, повышенную утомляемость.
Проведено исследование церебрального кровотока. Исследование проводилось на аппарате Lodgiq Р5. Секторным мультичастотным датчиком 2,5-5 МГц из положения лежа на спине через переднее височное окно проведено дуплексное сканирование артерий Виллизиева круга. В триплексном режиме с использованием энергетического картирования получены спектральные характеристики передней, средней и задней мозговых артерий (рис.1). На рис.2 и рис.3 режимы дуплексного и триплексного сканирования с указанием линейных скоростей кровотока.
Направление кровотока в визуализируемых сосудах и компрессионные пробы с пережатием общей сонной артерии позволили правильно интерпретировать полученные изображения сосудов. Направление кровотока в средней мозговой артерии ориентировано к датчику, кратковременное (3-5 с) пережатие гомолатеральной общей сонной артерии в области шеи вызывает редукцию кровотока. Кровоток в передней мозговой артерии направлен от датчика, при компрессии гомолатеральной сонной артерии снижается или меняется на противоположный (при функционировании передней соединительной артерии). Кровоток по задней мозговой артерии направлен к датчику, при компрессии общей сонной артерии с одноименной стороны не меняется или увеличивается.
Далее датчик устанавливали у переднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и параллельно ему, на уровне угла нижней челюсти. Ультразвуковой луч направляли к противоположной глазнице. Методом дуплексного сканирования на глубине сканирования 5 см визуализировали цистернальный сегмент и сифон кавернозного сегмента внутренней сонной артерии, кавернозный синус. Из этого положения датчика визуализировали глазные артерию и вены на стороне исследования. Далее устанавливали датчик у заднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и параллельно ему, на уровне нижнего края сосцевидного отростка. Направляли луч к глазнице на стороне исследования и, меняя угол наклона датчика, методом дуплексного сканирования на глубине сканирования 5 см визуализировали остальные сегменты интракраниального отдела внутренней сонной артерии на стороне исследования. Аналогично визуализировали внутреннюю сонную артерию, кавернозный синус, глазные артерию и вены с другой стороны.
В триплексном режиме оценивали количественные характеристики кровотока. Было отмечено усиление линейной скорости кровотока в кавернозном синусе справа до 80 см/с. На рис.4 - визуализация правой глазной вены с усиленным кровотоком: линейная скорость кровотока в глазной вене 50 см/с. На рис.5 - эхограмма сифона внутренней сонной артерии и кавернозного синуса из нового доступа в триплексном режиме. После визуализации кавернозного синуса определяли тип его строения. На рис.6 - кавернозный синус, тип строения лакунарный. На рис.7 представлены эхограммы визуализированных новым способом кавернозного синуса, сифона внутренней сонной артерии, фрагмента глазной артерии.
Далее устанавливали датчик у заднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и параллельно ему, на уровне нижнего края сосцевидного отростка. Ультразвуковой луч направляли к глазнице на стороне исследования. Меняя угол наклона датчика, методом дуплексного сканирования на глубине сканирования 5 см визуализировали другие сегменты интракраниального отдела внутренней сонной артерии и глазную артерию на стороне исследования (рис.8, рис.9).
Аналогично проводили исследование с другой стороны.
Для исследования артерий вертебрально-базилярного бассейна использовали субокципитальное окно. Положение пациента лежа на животе с прямым положением головы. После пальпации края большого затылочного отверстия, наносили гель на кожу пациента, располагали датчик ниже края большого затылочного отверстия по средней линии. Ультразвуковой луч из срединного положения направляли к надбровью, а из парамедианной локации - к противоположной глазнице, плоскость сканирования по прототипу не превышала 60° по отношению к поверхности шеи. Для определения скорости кровотока проводили исследование в триплексном режиме.
В таблице 1 представлены результаты обследования церебральных сосудов.
Таблица 1
название артерий
глубина локации (мм)
систолическая скорость кровотока (см/с)
справа
слева
норма
асимметрия
средняя мозговая (СМА)
ЛСК
ИР
ЛСК
ИР
110-132
<10%
56
127
(0,58)
112
(0,50)
<10%
передняя А1 мозговая (ПМА)
65
124
(0,56)
101
(0,51)
84-118
<15%
задняя мозговая (ЗМА)
65
69
(0,54)
66
(0,59)
65-87
Вена Розенталя
65
Внутренняя сонная артерия (ВСА):
60
96
(0,60)
89
(0,64)
67-83
<20%
на шее
яремная вена 25
яремная вена 15
сифон
61
90
96
Кавернозный синус
65
80
40
Глазная артерия
35-55
55
(0,80)
63
(0,68)
30-55
вена
50
36
Позвоночная артерия (ПА)
50
60
(0,60)
89
(0,63)
65-75
<20%
(ПВС) вен. сплетения
70
57
(0,58)
57
(0,57)
Основная артерия (OA)
80-100
77
(0,59)
75-95
Вен. сплетение (ОВС)
39
Прямой венозный синус.
56
39 (!!!)
14-22
вена Галена
65
36 (!!!)
Заключение: Синдром нарушения церебральной венозной гемодинамики.
Выявленные изменения кровотока по правому кавернозному синусу позволили предположить наличие структурных аномалий венозной системы. Проведенная МРТ выявила гипоплазию левого поперечного синуса (рис.10).
С учетом выявленных изменений пациенту было рекомендовано проведение терапии, направленной на нормализацию венозного оттока.
№2. Пациентка Е. 11 лет. Наблюдалась неврологом с жалобами на частые головные боли, быструю утомляемость, головокружения. Направлена на исследование церебральных сосудов.
Проведено исследование церебрального кровотока. Исследование проводилось на аппарате Lodgiq Р5. Секторным мультичастотным датчиком 2,5-5 МГц из положения лежа на спине через заднее височное окно проведено дуплексное сканирование артерий Виллизиева круга. В триплексном режиме с использованием энергетического картирования были получены спектральные характеристики передней, средней и задней мозговых артерий (рис.11). Далее датчик устанавливали у переднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и параллельно ему, на уровне угла нижней челюсти. Ультразвуковой луч направляли к противоположной глазнице. Методом дуплексного сканирования на глубине сканирования 4 см визуализировали цистернальный сегмент и сифон кавернозного сегмента внутренней сонной артерии, кавернозный синус. На рис.12 в режиме дуплексного сканирования - изображение каротидно-кавернозного комплекса. Далее в триплексном режиме измеряли линейные скорости кровотока. На рис.13 - усиление линейной скорости кровотока в кавернозном синусе до 100 см/с. На рис.14 представлена эхограмма визуализации кавернозного синуса и глазной вены с усиленным кровотоком до 70 см/с. На рис.15 в дуплексном режиме хорошо идентифицирован смешанный тип строения кавернозного синуса. На рис.16 - сифон внутренней сонной артерии с явлением спазма и усилением линейной скорости кровотока до 150 см/с.
Устанавливали датчик у заднего края грудинно-ключично-сосцевидной мышцы и параллельно ему, на уровне нижнего края сосцевидного отростка. Направляли луч к глазнице на стороне исследования и, меняя угол наклона датчика, методом дуплексного сканирования на глубине сканирования 4 см визуализировали остальные сегменты интракраниального отдела внутренней сонной артерии на стороне исследования, визуализировали глазную артерию (рис.17). Аналогично проводили исследование с другой стороны.
Таблица 2
название артерий
глубина локации (мм)
систолическая скорость кровотока (см/с)
слева
справа
норма
асимметрия
средняя мозговая (СМА)
ЛСК
ИР
ЛСК
ИР
110-132
<10%
56
135
(0,60)
102
(0,50)
<10%
передняя А1 мозговая (ПМА)
65
105
(0,59)
101
(0,57)
84-118
<15%
задняя мозговая (ЗМА)
65
79
(0,56)
76
(0,55)
65 -87
Вена Розенталя
65
Внутренняя сонная артерия (ВСА):
60
109
(0,66)
95
(0,64)
67-83
<20%
на шее
яремная вена 30
яремная вена 20
сифон
61
150
(0,63)
110
(0,60)
Кавернозный синус
65
100
42
Глазная артерия
35-55
60
(0,80)
63
(0,68)
30-55
вена
70
20
Позвоночная артерия (ПА),
50
55
(0,60)
89
(0,62)
65-75
<20%
венозные сплетения (ПВС)
70
61
(0,58)
57
(0,57)
Основная артерия (OA)
80-100
80
(0,59)
75-95
Венозное сплетение
35
Прямой венозный синус.
56
44 (!!!)
14-22
вена Галена
65
40 (!!!)
Заключение: Синдром нарушения церебральной венозной гемодинамики. Синдром ангиодистонии по гипертоническому типу в каротидном бассейне (больше выраженный справа).
В таблице 2 представлены результаты исследования церебральных сосудов.
На рис.18 данные МРТ указывают на наличие структурных изменений в виде гипоплазии поперечного и сигмовидного синусов справа, синдрома Арнольда-Киари.
Полученная информация о церебральной гемодинамике (затруднение венозного оттока и явления спазма в интракраниальном отделе внутренней сонной артерии) позволила назначить патогенетическую терапию с учетом выявленных изменений.