Способ определения внутричерепных структур головного мозга Советский патент 1992 года по МПК A61B8/00 

Изобретение относится к медицине, в частности к невропатологии и нейрохирургии.

Известен способ диагностики заболеваний головного мозга путем определения с помощью ультразвука основной артерии, заключающийся в установке ультразвукового датчика в строго определенной точке в затылочной области и воздействии ультразвуковым лучом под определенным углом к горизонтальной плоскости, при этом на определенной глубине лоцируется эхо-сигнал, который по признаку своего расположения в указанном месте, расценивается авторами как отражение от стенки основной артерии. Такой подход к идентификации принадлежности отраженного эхо-сигнала к определенным внутричерепным структурам основывается на принципах эхоэнцефалотопографии. Суть такого подхода заключается в том, что эхо-сигнал, полученный при озвучивании определенного участка внутри полости черепа, отождествляется с внутричерепной структурой, расположенной в обычных условиях на этом участке.

Недостатками способа и вообще такого подхода к определению расположения внутричерепных структур являются невысокая надежность и точность исследования, что объясняется следующим:

1. Большим количеством отражающих ультразвук внутричерепных структур, расположенных в непосредственной близости одна от другой на небольшом участке внутричерепного пространства, в связи с чем при использовании способа трудно выделить эхо-сигнал от основной артерии из ряда других, к которым относятся эхо-сигналы

VI Сл)

о ю ся

от основания черепа и ликворной (желудочковой) системы.

2.Существуют индивидуальные анатомические варианты различного расположения внутричерепных структур в норме, что особенно касается внутричерепных вен.

3.При болезнях нервной системы выявление эхо-сигнала от определенной внутричерепной структуры (основной артерии и т.д.) согласно способу существенно затрудняется вследствие изменения положения указанной структуры при патологическом процессе относительно обычного ее расположения.

4.Следует учесть невозможность применения способа и методического подхода в детском возрасте в связи с различными размерами головы у детей и различными краниотопографическими соотношениями в процессе онтогенетического развития детского мозга, в результате чего положение внутричерепных структур относительно ультразвукового датчика, устанавливаемого на наружной поверхности головы, значительно варьирует и в норме.

Перечисленные недостатки можно устранить только при замене эхотопографиче- ского подхода к идентификации эхо-сигналов на функциональный, заключающийся в определении характеристик отраженных эхо-сигналов, обусловленных их функциональной принадлежностью к сосудам (артериальным или венозным) или мозговым желудочкам. Основой для такого подхода может служить метод анализа рео- энцефалограмм, основанный на выделении их артериальной и венозной компонент. При таком методе идентифицируются участки пульсовой реографической волны по их принадлежности к артериальному или венозному кровяному руслу и на основе выде- ления определенных точек исходной реографической пульсовой кривой осуществляется графическое построение артериальной и венозной волны, отражающих суммарное изменение пульсового кровенаполнения в соответствующих участках кровяного русла. Полученная данным методом артериальная волна (артериальная компонента обычной реографической волны) характеризуется тем, что ее начало и вершина совпадают с началом и вершиной исходной реографической волны. Венозная волна (компонента) характеризуется тем, что точка начала ее подъема расположена на уровне вершины обычной реографической кривой, а ее максимальный подъем по времени совпадает с дикротическим подъемом исходной реографической кривой.

Однако, этот метод позволяет регистрировать только суммарное пульсовое кровенаполнение двух основных отделов кровяного русла без определения пульсового кровенаполнения и расположения отдельных мозговых сосудов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по назначению, методологическому и методическому подходу, техниче0 ской сущности и достигаемому результату является способ определения расположения желудочков головного мозга с помощью ультразвука, предусматривающий одновременную регистрацию кривых пульсаций

5 внутричерепных структур в области задней черепной ямки и сфигмограммы пульсации общей сонной артерии. В известном способе идентификация пульсирующего эхо-сигнала по функциональной принадлежности к

0 желудочковой системе или артериальному сосуду осуществляется на основе оценки временных характеристик регистрируемой пульсовой кривой с учетом фазы пульсации. При этом, если время подъема пульсовой

5 кривой равняется 10-20 мс. а время спуска - 20-30 мс, то на этом основании заключают, что пульсирующий эхосигнал отражен от сосуда. Если время подъема 100-150 мс, а время спуска - 400-650 мс с противополож0 ным направлением пульсации по фазе на

180° по сравнению с пульсацией базиллярной артерии, то заключают, что эхо-сигнал

отражен от стенки четвертого желудочка.

Недостатками указанного способа яв5 ляются ограниченные возможности его применения, а также низкая надежность и точность, что обусловлено следующим:

1.Известный способ предназначен для идентификации и определения расположе0 ния только четвертого желудочка и базил- лярной артерии, но не других отделов желудочковой и сосудистой систем.

2.Известный способ не позволяет идентифицировать эхо-сигналы, отраженные от

5 вен, и определять расположение вен.

3.Вызывает сомнение ценность принципа сопоставления фаз пульсаций эхо-сигналов. Фаза пульсации эхо-сигнала (расположение вершины эхо-пульсограммы

0 выше или ниже изолинии) обусловлена тем, какое количество отраженной от регистрируемой структуры ультразвуковой энергии возвращается на датчик эхоэнцефалоскопа в различные периоды пульсового цикла, что

5 в свою очередь зависит от того, выпуклая или вогнутая по форме регистрируемая структура и как изменяется ее кривизна в течение пульсового цикла. Поскольку характеристики кривизны и ее изменений в тече- ние пульсового цикла у различных

внутричерепных структур очень разнообразны, то определение фаз пульсаций для идентификации внутричерепных структур является малоинформативным.

Цель изобретения - повышение точно- сти способа.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения расположения артерий, вен и желудочков головного мозга с помощью ультразвука, согласно изобрете- нию, осуществляется воздействие ультразвуком с определением расстояния до идентифицируемой внутричерепной структуры, а затем производится синхронная запись вертикальных пульсаций эхо-сигнала, отраженного от идентифицируемой структу- .ры (эхопульсограммы), и реоэнцефалограм- мы в битемпоральном отведении, при этом, если начало эхопульсографической волны совпадает с реоэнцефалографической или запаздывает на 20 мс, а вершина эхопульсографической волны предшествует или совпадает по времени с вершиной реоэнце- фалограммы, то данный эхо-сигнал отражен от стенки артерии; если начало эхопульсог- рафической волны запаздывает на 20-60 мс, а вершина на 40-120 мс, относительно аналогичных точек на реоэнцефалограмме, то регистрируемый эхо-сигнал отражен от стенки мозгового желудочка; если начало эхопульсографической волны запаздывает на 30-70 мс от начала реоэнцефалографической волны, а вершина эхопульсографической волны запаздывает более чем на 160 мс, то идентифицируемый сигнал отражен от стенки внутричерепной вены.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Ультразвуковой датчик эхоэнцефалоскопа устанавливается на наружной повер- хности черепа и производится воздействие ультразвуком внутрь полости черепа. На экране эхоэнцефалоскопа выявляется пульсирующий эхо-сигнал и измерительной меткой прибора определяется расстояние до него. Пульсирующий эхо-сигнал строби- руется с помощью детектора эхо-пульсаций и изменение высоты эхо-сигнала в течение пульсового цикла записывается на регистраторе в виде пульсовой кривой (эхопуль- сограммы). Одновременно с регистрацией эхопульсограммы производится синхронная запись реоэнцефалограммы в битемпоральном отведении. Затем осущестяляется сравнительный зронометрический анализ произведенной записи, во время которого сопоставляются по времени идентичные точки на эхопульсографической и реоэнцефалографической кривых и, согласно предлагаемому изобретению, проводится

идентификация отражающей ультразвук внутричерепной структуры по функциональной принадлежности к артерии, мозговому желудочку или вене.

Эти закономерности идентификации эхо-сигналов получены в результате исследований, проведенных у 20 здоровых детей, Базовыми внутричерепными структурами для разработки критериев идентификации по функциональному признаку являлись внутричерепные образования, которые в норме обычно без затруднений определяются при общепринятых эхоэнцефалогра- фических исследованиях - как, например: стенки третьего желудочка (для разработки способа идентификации эхо-сигналов, отраженных от стенок мозговых желудочков). Аналогичным образом выбирались базовые эхо-сигналы, отраженные от стенок крупных внутричерепных сосудо.в (5). Полученные закономерности объясняются временными особенностями распространения пульсовой волны в полости черепа - поступающий при каждом ударе сердца в полость черепа пульсовой объем крови вызывает сначала расширение внутричерепных артерий, сопровождающееся увеличением их диаметра и изменением высоты отраженных от них эхо-сигналов..Затем достижение пульсовой волной наиболее емкой части мозгового артериального русла сопровождается сжатием мозговых желудочков с изменением их кривизны и высоты отраженных от желудочковой стенки эхо-сигналов. Пульсовая волна достигает мозговых вен уже в диастоличе- ский период сердечного цикла, способствуя оттоку венозной крови из полости черепа через верхнюю полую вену в предсердие.

Высокая информативность и точность диагностики с использованием предлагаемого способа иллюстрируется следующим конкретным примером.

П р и м е р 1. Ребенок Т., 1 год 2 мес,, поступал в детское неврологическое отделение с жалобами родителей на слабость в правых конечностях, генерализованные приступы в виде клонических судорог, умеренную задержку психофизического развития, 8 анамнезе-токсикоз первой и второй половины беременности у матери, родился с повышенным весом - 4 кг 200 г, роды со стимуляцией. Для диагностики заболевания головного мозга было определено расположение артерий и желудочка головного мозга предлагаемым способом. Во время сна ребенка после судорожного припадка, купированного введением притивосудорожнык средств, на оба виска к перед ушными раковинами были наложены реографические электроды, проведена настройка реографа

и проведена пробная реографическая запись в битемпоральном отведении. Затем на боковой поверхности головы несколько выше правой ушной раковины был установлен ультразвуковой датчик эхоэнцефалоскопа Эхо-1Г и осуществлена эхолокация по направлению к противоположной стенке черепа, расстояние до которой (конечного ультразвукового комплекса) составило 130 мм. Идентификация срединного эхо (М-эхо) была затруднена в связи с наличием нескольких сигналов в зоне его расположения, что при обычном исследовании делает невозможным определение его положения. Изме- рительная метка эхоэнцефалоскопа последовательно подводилась к нескольким наиболее выраженным из этих срединно расположенных эхо-сигналов и с помощью детектора эхо-пульсаций ДПЭ-МЗ, серийно выпускаемого Рижским заводом Мед- техника, осуществлялось стробирование выделенного эхосигнала и, синхронно с ре- ограммой, запись пульсации его высоты на регистраторе, которым служил электрокардиограф Элкар, Среди нескольких сигналов был выделен эхо-сигнал, начало пульсовой волны которого запаздывало на 30 мс, а вершина на 70 мс, относительно аналогичных точек на реоэнцефалограмме. Сигнал был идентифицирован как отражение от стенки третьего желудочка (М-эхо), расстояние до него от ультразвукового датчика при эхолокации справа составило 67 мм. Затем была осуществлена эхолокация группы латеральных эхо-сигналов, расположенных в области между срединным эхо и конечным ультразвуковым комплексом. В эхоэнцефалографической практике в этой области определяются в значительной близости один от другого эхо-сигналы, имеющие отношение к различным отделам желудочковой системы и к другим мозговым структурам, причем проблема идентифака- ции эхо-сигналов до сих пор не решена. В данном случае на расстоянии 96 мм от ультразвукового датчика был выявлен стойкий, устойчивый при угловом, линейном перемещении датчика, эхо-сигнал с выраженной пульсацией. При синхронной регистрации начало пульсовой волны этого эхо-сигнала запаздывало на 15 мс, а вершина совпадала по времени, по отношению к аналогичным точкам на реоэнцефалограмме, что свидетельствовало, согласно предлагаемому способу, о принадлежности эхо-сигнала к артериальному. Локализация его соответствовала расположению островковой части средней мозговой артерии в глубине силь- виевой борозды мозга (аналогично сильвие- вой точке при каротидной антиографии).

Затем те же измерения и идентификация аналогичных внутричерепных структур были огуществлены при расположении ультразвукового датчика на противоположной

(левой) боковой поверхности головы. Конечный ультразвуковой комплекс был расположен в 130 мм от датчика, срединное эхо - в 73 мм, островковая часть средней мозговой артерии - в 104 мм. Результаты определе0 имя расположения третьего желудочка свидетельствовали о наличии небольшого, пограничного с нормой, смещения М-эхо слева-направо на 3 мм, что в сочетании с клинической картиной требовало исключить

5 внутричерепной объемный процесс в левом полушарии. В таких случаях обычно проводится каротидная ангиография с введением контраста в сонную артерию и определением расположения ангиографических сильви0 евых точек с обеих сторон. Однако в данном случае имелись относительные притивопо- казания для такого инвазивного исследования в связи с малым возрастом ребенка, его тяжелым состоянием, в сочетании с неболь5 шой величиной смещения М-эхо, Данные проведенного ультразвукового исследования позволили определить расположение сильвиевых точек, при этом было вычислено, что в левом полушарии (при озвучивании

0 с правой стороны) сигнал от средней мозговой артерии отстает от конечного комплекса на 34 мм (130-96); а в правом полушарии (при озвучивании слева) на 26 мм (130-104). Полученная асимметрия расположения

5 сильвиевых точек при ангиографическом исследовании является показателем экстрацеребрального объемного процесса, расположенного супратенториально слева. Ребенок был переведен в нейрохирургиче0 ское отделение, где в дальнейшем была.про- изведена операция удаления хронической эпи-и субдуральной гематомы в левой лоб- но-теменно-височной области (генезис) гематомы был связан с родовой травмой).

5 Таким образом, предлагаемый способ определения расположения артерий, вен и желудочков головного мозга по сравнению с прототипом и другими известными способами позволяет расширить возможности ис0 пользования, а также повысить надежность и точность исследования, за счет следующих преимуществ:

1.Изменение эхотопографических соотношений в онтогенезе и при патологии не

5 препятствует определению расположения внутричерепных структур, что обеспечивается использованием функционального подхода к их идентификации.

2.Способ может быть использован для определения расположения самых различных отдедов желудочковой системы и резных мозговых сосудов.

3. Способ позволяет определять расположение не только артериальных, но и венозных сосудов.

Возможность надежного и точного не- инвазивного определения расположения ряда внутричерепных структур, достигаемого благодаря предлагаемому способу, позволяет повысить эффективность проводимых эхоэнцефалографических, эхо- вентрикулометрических и эхопульсографи- ческих исследований в диагностике и динамическом контроле проводимого лечения заболеваний нервной системы.

Формула изобретения

Способ определения внутричерепных структур головного мозга путем применения ультразвука,отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, воздействие ультразвуком осуществляют с определением расстояния до идентифицируемой внутричерепной структуры, затем производят синхронную запись вертикальных пульсаций эхосигнала, отраженного от идентифицируемой структуры и реоэнцефалограммы в битемпоральном отведении, и при совпадении начала эхопульсографиче- ской волны с реоэнцефалографической или запаздывании ее до 20 мс и предшествующей или совпадающей вершины эхопульсографической волны по времени с вершиной реоэнцефалограммы определяют отражение эхо-сигнала от стенки артерии, при запаздывании начала эхопуяьсографической волны на 20-60 мс и ее вершины на 40-120

мс, относительно аналоговых точек на рео- энцефалограмме, определяют отражение эхо-сигнала от стенки мозгового желудочка, при запаздывании начала эхопульсографической волны на 30-70 мс и вершины эхопульсографической волны более чем на 160 мс определяют отражение эхо-сигнала от стенки внутричерепной вены.

Изобретение относится к неврологии и нейрохирургии и может быть использовано для определения различных внутричерепных структур головного мозга. Целью изобретения является повышение точности способа. Способ заключается в том, что ультразвуком воздействуют на структуры головного мозга, затем производят синхронную запись вертикальных пульсаций эхо-сигнала, отраженного от идентифицируемой структуры и реоэнцефалограммы в битемпо- ральном отведении, и при совпадении эхо- пульсографическийволныс реоэнцефалографической или запаздывании ее до 20 мс и предшествующей или совпадающей вершины эхопульсографиче- ской волны по времени с вершиной реоэнцефалограммы определяют отражение эхо-сигнала от стенки артерии. При запаздывании начала эхопульсографической волны на 30-70 мс и вершины эхопульсографической волны более чем на 160 мс определяют отражение эхо-сигнала от стенки внутричерепной вены. у Ё