Эхоэнцефалоскопия

Физические основы эхоэнцефалоскопии

Метод эхоэнцефалоскопии был внедрён в клиническую практику в 1956 г. благодаря новаторским исследованиям шведского нейрохирурга Л. Лекселла, который использовал модифицированный аппарат для промышленной дефектоскопии, известной в технике как метод «неразрушающего контроля» и основанной на способности ультразвука отражаться от границ сред, имеющих разное акустическое сопротивление. От ультразвукового датчика в импульсном режиме эхосигнал через кость проникает в головной мозг. При этом регистрируют три наиболее типичных и повторяющихся отражённых сигнала. Первый сигнал - от костной пластинки черепа, на которой установлен УЗ-датчик, так называемый начальный комплекс (НК). Второй сигнал формируется за счет отражения УЗ-луча от срединных структур мозга. К ним относят межполушарную щель, прозрачную перегородку, III желудочек и эпифиз. Общепринятым является обозначение всех перечисленных образований как срединного (middle) эха (М-эхо). Третий регистрируемый сигнал обусловлен отражением ультразвука от внутренней поверхности височной кости, противоположной расположению излучателя, - конечный комплекс (КК). Помимо этих наиболее мощных, постоянных и типичных для здорового мозга сигналов в большинстве случаев можно зарегистрировать небольшой амплитуды сигналы, расположенные по обе стороны от М-эхо. Они обусловлены отражением ультразвука от височных рогов боковых желудочков мозга и называются латеральными сигналами. В норме латеральные сигналы обладают меньшей мощностью по сравнению с М-эхом и располагаются симметрично по отношению к срединным структурам.

И.А. Скорунский (1969), в условиях эксперимента и клиники тщательно изучивший эхоэнцефалотопографию, предложил условное разделение сигналов от срединных структур на передние (от прозрачной перегородки) и среднезадние (III желудочек и эпифиз) отделы М-эхо. В настоящее время общепринята следующая символика описания эхограмм: НК - начальный комплекс; М - М-эхо; Sp D - положение прозрачной перегородки справа; Sp S - положение прозрачной перегородки слева; MD - дистанция до М-эхо справа; MS - дистанция до М-эхо слева; КК - конечный комплекс; Dbt (tr) - межвисочный диаметр в трансмиссионном режиме; Р - амплитуда пульсации М-эхо в процентах. Основные параметры эхоэнцефалоскопов (эхоэнцефалографов) следующие.

• Глубина зондирования - наибольшее расстояние в тканях, на котором ещё возможно получение информации. Данный показатель определяется величиной поглощения ультразвуковых колебаний в исследуемых тканях, их частотой, размером излучателя, уровнем усиления принимающей части аппарата. В отечественных приборах применяют датчики диаметром 20 мм с частотой излучения 0,88 МГц. Указанные параметры позволяют получить глубину зондирования протяженностью до 220 мм. Поскольку в среднем межвисочный размер черепа взрослого человека, как правило, не превышает 15-16 см, глубина зондирования до 220 мм представляется абсолютно достаточной.
• Разрешающая способность прибора - минимальное расстояние между двумя объектами, при котором отражённые от них сигналы могут ещё быть восприняты как два раздельных импульса. Оптимальная частота следования импульсов (при частоте ультразвука 0,5-5 МГц) установлена эмпирически и составляет 200-250 в секунду. При этих условиях локации достигаются хорошее качество регистрации сигнала и высокая разрешающая способность.

Методика проведения и расшифровка результатов эхоэнцефалоскопии

Эхоэнцефалоскопия проводится практически в любых условиях: в стационаре, поликлинике, в машине «скорой помощи», у постели больного, на местности (при наличии автономного блока питания). Какой-либо специальной подготовки больного не требуется. Немаловажным методическим аспектом, особенно для начинающих исследователей, нужно считать оптимальную позицию больного и врача. В подавляющем большинстве случаев исследование удобнее проводить в положении пациента лёжа на спине, желательно без подушки; врач на подвижном кресле находится слева и чуть сзади от головы пациента, прямо перед ним располагаются экран и панель прибора. Правой рукой врач свободно и в то же время с некоторой опорой на теменно-височную область пациента производит эхолокацию, при необходимости поворачивая голову пациента влево или вправо, при этом свободной левой рукой осуществляет необходимые перемещения измерителя эходистанции.

После смазывания лобно-височных отделов головы контактным гелем производят эхолокацию в импульсном режиме (серия волн длительностью 5x10 ⁶с, по 5-20 волн в каждом импульсе). Стандартный датчик диаметром 20 мм с частотой 0,88 МГц вначале устанавливают в латеральной части надбровья или на лобном бугре, ориентируя его по направлению к сосцевидному отростку противоположной височной кости. При определённом опыте оператора рядом с НК примерно в 50-60% наблюдений удаётся зафиксировать сигнал, отражённый от прозрачной перегородки. Вспомогательным ориентиром при этом является значительно более мощный и постоянный сигнал от височного рога бокового желудочка, определяемый обычно на 3-5 мм дальше сигнала от прозрачной перегородки. После определения сигнала от прозрачной перегородки датчик постепенно перемещают от границы волосистой части по направлению к «ушной вертикали». При этом производят локацию среднезадних отделов М-эхо, отражённых III желудочком и эпифизом. Это часть исследования значительно проще. Легче всего обнаружить М-эхо при расположении датчика на 3-4 см кверху и на 1-2 см кпереди от наружного слухового прохода - в зоне проекции III желудочка и эпифиза на височные кости. Локация в этой области позволяет зарегистрировать максимальное по мощности срединное эхо, обладающее к тому же наиболее высокой амплитудой пульсации.

Таким образом, основные признаки М-эхо включают доминантность, значительную линейную протяжённость и более выраженную по сравнению с латеральными сигналами пульсацию. Ещё одним признаком М-эхо служит увеличение дистанции М-эхо спереди назад на 2-4 мм (выявляют приблизительно у 88% пациентов). Это связано с тем, что у подавляющего большинства людей череп имеет овоидную форму, то есть диаметр полюсных долей (лоб и затылок) меньше, чем центральных (теменные и височные зоны). Следовательно, у здорового человека с межвисочным размером (или, иначе говоря, конечным комплексом) 14 см прозрачная перегородка слева и справа находится на расстоянии 6,6 см, а III желудочек и эпифиз - на дистанции в 7 см.

Основная цель ЭхоЭС заключается в максимально точном определении дистанции М-эхо. Идентификацию М-эхо и измерение дистанции до срединных структур следует проводить неоднократно и очень тщательно, особенно в трудных и сомнительных случаях. С другой стороны, в типичных ситуациях при отсутствии патологии картина М-эхо настолько проста и стереотипна, что её интерпретация не представляет никакой сложности. Для точного измерения дистанций необходимо чётко совместить основание переднего фронта М-эхо с меткой отсчёта при попеременной локации справа и слева. Следует помнить, что в норме существует несколько вариантов эхограмм.

После выявления М-эхо измеряют его ширину, для чего метку подводят сначала к переднему, затем к заднему фронту. Следует отметить, что данные о взаимоотношении между межвисочным диаметром и шириной III желудочка, полученные Н. Pia в 1968 г. при сопоставлении эхоэнцефалоскопии с результатами пневмоэнцефалографии и патоморфологических исследований, хорошо коррелируют с данными КТ.

Соотношение между шириной III желудочка и межвисочным размером

Затем отмечают наличие, количество, симметрию и амплитуду латеральных сигналов. Амплитуду пульсации эхосигнала рассчитывают следующим образом. Получив на экране изображение интересующего сигнала, например, III желудочка, с помощью изменения силы прижатия и угла наклона находят такое расположение датчика на покровах головы, при котором амплитуда данного сигнала будет максимальной. Далее пульсирующий комплекс мысленно разделяют на проценты таким образом, чтобы вершина пульса соответствовала 0%, а основание - 100%. Положение вершины импульса при его минимальном амплитудном значении будет показывать величину амплитуды пульсации сигнала, выраженную в процентах. Нормой считают амплитуду пульсации 10-30%. В некоторых отечественных эхоэнцефалографах предусмотрена функция, которая графически регистрирует амплитуду пульсации отражённых сигналов. Для этого при локации III желудочка метку отсчёта точно подводят под передний фронт М-эхо, выделяя таким образом так называемый пробирующий импульс, после чего переводят прибор в режим записи пульсирующего комплекса.

Следует отметить, что регистрация эхопульсации мозга - уникальная, но явно недооцениваемая возможность эхоэнцефалоскопии. Известно, что в нерастяжимой полости черепа в период систолы и диастолы происходят последовательные объёмные колебания сред, связанные с ритмичным колебанием крови, находящейся интракраниально. Это приводит к изменению границ желудочковой системы мозга по отношению к фиксированному лучу преобразователя, что и регистрируется в форме эхопульсации. Ряд исследователей отметили влияние венозного компонента церебральной гемодинамики на эхопульсацию. В частности, указывалось, что ворсинчатое сплетение действует как помпа, отсасывающая ликвор из желудочков по направлению к спинномозговому каналу и создающая градиент давления на уровне внутричерепная система-спинномозговой канал. В 1981 г. было проведено экспериментальное исследование на собаках с моделированием нарастающего отёка мозга при непрерывном измерении артериального, венозного, ликворного давления, мониторинге эхопульсации и ультразвуковой допплерографии (УЗДГ) магистральных сосудов головы. Результаты эксперимента убедительно продемонстрировало взаимозависимость между величиной внутричерепного давления, характером и амплитудой пульсации М-эхо, а также показателями экстра- и интрацеребральной артериальной и венозной циркуляции. При умеренном повышении давления ликвора III желудочек, в норме представляющий собой небольшую щелевидную полость с практически параллельными стенками, становится умеренно растянутым. Возможность получения отражённых сигналов с умеренным повышением амплитуды становится весьма вероятной, что и отражается на эхопульсограмме в виде увеличения пульсации до 50-70%. При ещё более значительном повышении внутричерепного давления часто регистрируют совершенно необычный характер эхопульсации, не синхронный с ритмом сердечных сокращений (как в норме), а «порхающий» (ундулирующий). При выраженном повышении внутричерепного давления венозные сплетения спадаются. Таким образом, при значительно затруднённом оттоке ликвора желудочки мозга чрезмерно расширяются и принимают округлую форму. Более того, в случаях асимметричной гидроцефалии, которую часто наблюдают при односторонних объёмных процессах в полушариях, сдавление гомолатерального межжелудочкового отверстия Монро дислоцированным боковым желудочком приводит к резкому усилению удара струи ликвора в противоположную стенку III желудочка, вызывая его дрожание. Таким образом, регистрируемый простым и доступным методом феномен порхающей пульсации М-эхо на фоне резкого расширения III и боковых желудочков в сочетании с внутричерепной венозной дисциркуляцией по данным УЗДГ и транскраниальной допплерографии (ТКДГ) - чрезвычайно характерный симптом окклюзионной гидроцефалии.

После окончания работы в импульсном режиме датчики переключают на трансмиссионное исследование, при котором один датчик испускает, а другой принимает излучаемый сигнал после его прохождения через сагиттальные структуры. Это своеобразная проверка «теоретической» средней линии черепа, при которой отсутствие смещения срединных структур сигнал от «середины» черепа точно совпадёт с оставленной при последнем озвучивании переднего фронта М-эхо меткой измерения дистанции.

При смещении М-эхо его величину определяют следующим образом: из большей дистанции до М-эхо (а) вычитают меньшую (b) и полученную разницу делят пополам. Деление на 2 производят в связи с тем, что при измерении дистанции до срединных структур одно и то же смещение учитывается дважды: один раз прибавляясь к расстоянию до теоретической сагиттальной плоскости (со стороны большей дистанции) и другой раз вычитаясь из него (со стороны меньшей дистанции).

СМ=(а-b)/2

Для верной трактовки данных эхоэнцефалоскопии кардинальное значение имеет вопрос о физиологически допустимых в норме пределах дислокации М-эхо. Большая заслуга в решении данной проблемы принадлежат Л.Р. Зенкову (1969), убедительно доказавшему, что допустимым следует считать отклонение М-эхо не более 0,57 мм. По его мнению, если смещение превышает 0,6 мм, вероятность объёмного процесса составляет 4%; сдвиг М-эхо на 1 мм повышает этот показатель до 73%, а сдвиг на 2 мм - до 99%. Хотя некоторые авторы считают такие корреляции несколько преувеличенными, и тем не менее из этого тщательно верифицированного ангиографией и оперативными вмешательствами исследования очевидно, насколько рискуют ошибиться исследователи, которые полагают физиологически допустимыми величины смещения в 2-3 мм. Эти авторы значительно сужают диагностические возможности эхоэнцефалоскопии, искусственно исключая небольшие смещения, которые как раз и следовало бы выявлять, когда начинается поражение полушарий мозга.

Эхоэнцефалоскопия при опухолях больших полушарий мозга

Размер смещения при определении М-эхо в области над наружным слуховым проходом зависит от локализации опухоли по длиннику полушария. Наибольшую величину смещения регистрируют при височных (в среднем 11 мм) и теменных (7 мм) опухолях. Естественно, меньшие дислокации фиксируют при опухолях полюсных долей - затылочной (5 мм) и лобной (4 мм). При опухолях срединной локализации смещения может не быть или оно не превышает 2 мм. Чёткой зависимости между величиной смещения и характером опухоли нет, но в целом при доброкачественных опухолях смещение в среднем меньше (7 мм), чем при злокачественных (11 мм).

[7], [8], [9], [10], [11], [12], [13]

Эхоэнцефалоскопия при полушарном инсульте

Цели проведения эхоэнцефалоскопии при полушарных инсультах следующие.

• Ориентировочно определить характер острого нарушения мозгового кровообращения.
• Оценить, насколько эффективно устранён отёк мозга.
• Спрогнозировать течение инсульта (в особенности кровоизлияния).
• Определить показания к нейрохирургическому вмешательству.
• Оценить эффективность хирургического лечения.

Первоначально существовало мнение о том, что полушарное кровоизлияние сопровождается смещением М-эхо в 93% случаев, тогда как при ишемическом инсульте частота дислокации не превышает 6%. В последующем тщательно верифицированные наблюдения показали, что такой подход неточен, так как полушарный инфаркт мозга вызывает смещение срединных структур значительно чаще - до 20% случаев. Причина столь значительных расхождений в оценке возможностей эхоэнцефалоскопии заключалась в допущенных рядом исследователей методических ошибках. Во-первых, это недоучёт взаимосвязи между темпом возникновения, характером клинической картины и временем осуществления эхоэнцефалоскопии. Авторы, проводившие эхоэнцефалоскопи. в первые часы острого нарушения мозгового кровообращения, но не осуществлявшие наблюдение в динамике, действительно отмечали смещение срединных структур у большинства больных с полушарными кровоизлияниями и отсутствие такового при инфаркте мозга. Однако при посуточном мониторинге установлено, что если для внутримозгового кровоизлияния характерно возникновение дислокации (в среднем на 5 мм) тотчас после развития инсульта, то при инфаркте мозга смещение М-эхо (в среднем на 1,5-2,5 мм) возникает у 20% больных через 24-42 ч. Кроме того, некоторые авторы считали диагностически значимым смещение больше 3 мм. Понятно, что при этом искусственно занижались диагностические возможности эхоэнцефалоскопии, так как именно при ишемических инсультах дислокация часто не превышает 2-3 мм. Таким образом, в диагностике полушарного инсульта критерий наличия или отсутствия смещения М-эхо нельзя считать абсолютно надёжным, тем не менее в целом можно считать, что полушарные кровоизлияния обычно вызывают смещение М-эхо (в среднем на 5 мм), в то время как инфаркт мозга либо не сопровождается дислокацией, либо она не превышает 2,5 мм. Было установлено, что наиболее выраженные дислокации срединных структур при инфаркте мозга наблюдают в случае продолженного тромбоза внутренней сонной артерии с разобщением виллизиева круга.

Что касается прогнозирования течения внутримозговых гематом, то нами выявлена выраженная корреляции между локализацией, величиной, темпом развития кровоизлияния и размером и динамикой смещения М-эхо. Так, при дислокации М-эхо менее 4 мм заболевание при отсутствии осложнений чаще всего заканчивается благополучно в отношении как жизни, так и восстановления утраченных функций. Напротив, при смещении срединных структур на 5-6 мм летальность возрастала на 45-50% либо оставалась грубая очаговая симптоматика. Прогноз становился практически абсолютно неблагоприятным при сдвиге М-эхо более 7 мм (летальность 98%). Важно отметить, что современные сопоставления данных КТ и эхоэнцефалоскопии касательно прогноза геморрагии подтвердили эти давно полученные данные. Таким образом, повторное проведение эхоэнцефалоскопии у больного с острым нарушением мозгового кровообращения, особенно в сочетании с УЗДГ/ ТКДГ, имеет огромное значение для неинвазивной оценки динамики нарушений гемо- и ликвороциркуляции. В частности, некоторые исследования по клинико-инструментальному мониторингу инсульта показали, что и для больных с тяжёлой черепно-мозговой травмой, и для пациентов с прогредиентным течением острого нарушения мозгового кровообращения характерны так называемые иктусы - внезапные повторные ишемические-ликвородинамические кризы. Они особенно часто возникают в предутренние часы, и в ряде наблюдений увеличение отёка (смещение М-эхо) наряду с появлением «порхающих» эхопульсации III желудочка предшествовали клинической картине прорыва крови в желудочковую систему мозга при явлениях резкой венозной дисциркуляции, а иногда и элементов реверберации в интракраниальных сосудах. Следовательно, этот необременительный и доступный комплексный ультразвуковой контроль за состоянием пациента может стать веским основанием для повторной КТ/МРТ и консультации ангионейрохирурга с целью определить целесообразность декомпрессионной краниотомии.

[14], [15], [16], [17]

Эхоэнцефалоскопия при черепно-мозговых травмах

ДТП в настоящее время выделены как один из основных источников гибели населения (в первую очередь от черепно-мозговой травмы). Опыт обследования более 1500 больных с тяжёлыми черепно-мозговыми травмами с помощью эхоэнцефалоскопии и УЗДГ (результаты которых были сопоставлены с данными КТ/МРТ, оперативного вмешательства и и/или аутопсии) свидетельствует о высокой информативности этих методов в распознавании осложнённых черепно-мозговой травмой. Была описана триада ультразвуковых феноменов травматической субдуральной гематомы:

• смещение М-эхо на 3-11 мм контралатерально гематоме;
• наличие перед конечным комплексом сигнала, напрямую отражённого от обо-лочечной гематомы при осмотре со стороны непоражённого полушария;
• регистрация при УЗДГ мощного ретроградного потока от глазничной вены на стороне поражения.

Регистрация указанных ультразвуковых феноменов позволяет в 96% случаев установить наличие, сторонность и приблизительные размеры подоболочечного скопления крови. Поэтому некоторые авторы считают обязательным проведениеэхоэнцефалоскопии всем пациентам, перенёсшим даже лёгкую ЧМТ, поскольку никогда не может быть полной уверенности в отсутствии субклинической травматической оболочечной гематомы. В подавляющем большинстве случаев неосложнённых ЧМТ эта простая процедура выявляет либо абсолютно нормальную картину, либо незначительные косвенные признаки повышения внутричерепного давления (усиление амплитуды пульсации М-эхо в отсутствие его смещения). При этом одновременно решается важный вопрос о целесообразности проведения дорогостоящих КТ/МРТ. Таким образом, именно в диагностике осложнённых ЧМТ, когда нарастающие признаки сдавления мозга порой не оставляют времени или возможности для проведения КТ, а трепанационная декомпрессия может спасти больного, эхоэнцефалоскопия по существу является методом выбора. Именно подобное применение одномерного ультразвукового исследования мозга снискало такую славу Л. Лекселлу, исследования которого были названы современниками «революцией в диагностике внутричерепных поражений». Наш личный опыт применения эхоэнцефалоскопии в условиях нейрохирургического отделения больницы скорой помощи (до внедрения в клиническую практику КТ) подтвердил высокую информативность ультразвуковой локации при данной патологии. Точность эхоэнцефалоскопии (при сопоставлении с клинической картиной и данными рутинной рентгенографии) в распознавании оболочечных гематом превышала 92%. Более того, в некоторых наблюдениях возникали расхождения результатов клинического и инструментального определения локализации травматической оболочечной гематомы. При наличии чёткой дислокации М-эхо в сторону непоражённого полушария очаговая неврологическая симптоматика определялась не контра-, а гомолатерально выявленной гематоме. Это настолько противоречило классическим канонам топической диагностики, что специалисту по эхоэнцефалоскопии порой требовалось немало усилий, дабы предотвратить планировавшуюся нейрохирургами трепанацию черепа на стороне, противоположной пирамидному гемипарезу. Таким образом, помимо выявления гематомы эхоэнцефалоскопия позволяет чётко определить сторону поражения и тем самым избежать серьёзной ошибки в хирургическом лечении. Наличие пирамидной симптоматики на гомолатеральной гематоме стороне, вероятно, связано с тем, что при резко выраженных боковых смещениях мозга имеет место дислокация ножки мозга, которая придавливается к острому краю тенториальной вырезки.

[18], [19]

Эхоэнцефалоскопия при гидроцефалии

Синдром гидроцефалии может сопровождать внутричерепные процессы любой этиологии. Алгоритм выявления гидроцефалии с помощью эхоэнцефалоскопии основан на оценке взаиморасположения сигнала от М-эхо, измеренного трансмиссионным методом, с отражениями от латеральных сигналов (среднеселлярный индекс). Величина данного индекса обратно пропорциональна степени расширения боковых желудочков и вычисляется по следующей формуле.

СИ=2ДТ/ДV₂-ДV₁

где: СИ - среднеселлярный индекс; ДТ - дистанция до теоретической средней линии головы при трансмиссионном методе исследования; ДV₁ и ДV₂ - дистанции до боковых желудочков.

На основании сопоставления данных эхоэнцефалоскопии с результатами пневмоэнцефалографии Е. Kazner (1978) показал, что СИ у взрослых в норме составляет >4, пограничными с нормой следует считать значения от 4,1 до 3,9; патологическими - менее 3,8. В последние годы показана высокая корреляция таких показателей с результатами КТ.

Типичные ультразвуковые признаки гипертензионно-гидроцефального синдрома:

• расширение и расщепление до основания сигнала от III желудочка;
• увеличение амплитуды и протяжённости латеральных сигналов;
• усиление и/или ундулирующий характер пульсации М-эхо;
• увеличение индекса циркуляторного сопротивления по УЗДГ и ТКД;
• регистрация венозной дисциркуляции по экстра- и интракраниальным сосудам (особенно по глазничным и яремным венам).

[20], [21], [22], [23], [24], [25]

Возможные источники ошибок при эхоэнцефалоскопии

По данным большинства авторов, обладающих значительным опытом использования эхоэнцефалоскопии в плановой и неотложной неврологии, точность исследования при определение наличия и сторонности объёмных супратенториальных поражений составляет 92-97%. Следует отметить, что даже среди самых искушённых исследователей частота ложноположительных или ложноотрицательных результатов наиболее высока при осмотре больных с острым поражением мозга (острое нарушение мозгового кровообращения, ЧМТ). Значительный, особенно асимметричный, отёк мозга приводит к наибольшим затруднениям при интерпретации эхограммы: из-за наличия множественных дополнительных отражённых сигналов с особенно резкой гипертрофией височных рогов трудно чётко определить передний фронт М-эхо.

В редких случаях двусторонних полушарных очагов (чаще всего метастазы опухолей) отсутствие смещения М-эхо (вследствие «уравновешенности» образований в обеих гемисферах) приводит к ложноотрицательному заключению об отсутствии объёмного процесса.

При субтенториальных опухолях с окклюзионной симметричной гидроцефалией может сложиться ситуация, когда одна из стенок III желудочка занимает оптимальное положение для отражения ультразвука, что и создаёт иллюзию смещения срединных структур. Верному распознаванию стволового поражения может помочь регистрация ундулирующеи пульсации М-эхо.