Способ определения внутричерепных структур головного мозга

 

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 битемпоральном отведении, и при совпадении эхопульсографическийволныс 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 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (ll) (st)s А 61 В 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОЕРЕТЕИИЯМ И ОТКРЫТИЯМ i 0 j 9

ПРИ ГКНТ СССР г Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,, -;;.;,,- ::.",3"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ : „,, „, (Д . : (21) 4708986/14 (22) 22.06.89 (46) 23.05.92. Бюл. O 19 (71) Украинский институт усовершенствования врачей (72) Л.P.Áèòòåðëèõ и В.Д.Хобта (53) 615.831.76 {088,8) (56) Авторское свидетельство СССР .

М 753426, кл. А 61 В 5/00, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРИЧЕРЕПНЫХ СТРУКТУР ГОЛОВНОГО МОЗГА (57) 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 ульИзобретение относится к медицине, а 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 укаэанном месте, расценивается авторами как отражение от стенки основной артерии, Такой подход к идентификации принадлежности отраженного эхо-сигнала к определенным внутричерепным структурам основывается нв принципах эхоэнцефалотраэауком воздействуют на структуры головного мозга, затем производят синхронную запись вертикальных пульсаций эхо-сигнала, отраженного от идентифицируемой структуры и реоэнцефалограммы в битемпорвльном отведении, и при совпадении эхопульсографический 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 эхопульсографической волны на 30 70 мс и вершины зхопульсографической волны более чем на

160 мс определяют отражение эхо-сигнала от стенки анутричерепной вены, топографии. 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 анутричерепных структур являются невысокая надежность и точность исследования, что объясняется следующим:

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

1734695 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 укаэанной 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 де.тского 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 эхотопогрэфического 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 реоэнцефалограмм, основанный иа выделении их артериальной и венозной компонент.

При таком методе идентифицируются участки пульсовой реогрэфической волны по их принадлежности к артериальному или венозному кровяному руслу и на основе выделения 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 реографичес кой вол н ы. 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 реогрэфической кривой.

Однако, этот метод позволяет регистрировать только суммарное пульсовое кровенаполнение двух основных отделов кровяного русла без определения пульсово5 го кровеиаполнения и расположения отдельных мозговых сосудов

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по назначению, методологическому и методическому подходу, технической сущности и достигаемому результату является способ определения расположения желудочков головного мозга с помощью ультразвука, предусматривающий одновременную регистрацию кривых пульсаций внутричерепных структур в области задней черепной ямки и сфигмограммы пульсации общей сонной артерии. B известном способе идентификация пульсирующего эхо-сигнала по функциональной принадлежности к желудочковой системе или артериальному сосуду осуществляется. на основе оценки временных характеристик регистрируемой пульсовой кривой с учетом фазы пульсации.

При этом, если время подъема пульсовой кривой равняется 10 — 20 мс. а время спуска — 20 — 30 мс, то на этом основании заключают„что пульсирующий эхосигнал отражен от сосуда. Если время подьема 100-150 мс, а время спуска — 400 — 650 мс с и ротивоположным 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 являются ограниченные возможности его применения, а также низкая. надежность и точность, что обусловлено следующим:

1. Известный способ предназначен для идентификации и определения расположения только четвертого желудочка и базиллярной артерии, но не других отделов желудочковой и сосудистой систем.

2. Известный способ не позволяет идентифицировать эхо-сигналы, отраженные от вен, и определять расположение веи.

3. Вызывает сомнение ценность принципа сопоставления фаз пульсаций эхо-сигналов. Фаза пульсации эхо-сигнала (расположение вершины эхо-пульсограммы выше или ниже изолинии) обусловлена тем, какое количество отраженной от регистрируемой структуры ультразвуковой энергии возвращается на датчик эхоэнцефалоскопа в различные периоды пульсового цикла, что 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 течение пульсового цикла у различных

1734695 лэгэемому иэобретеиию. проводится эл внутричерепных структур очень разнообразны, то определение фаз пульсаций для идентификации внутричерепных структур является малоинформативным.

Цель изобретения — повышение точно- 5 сти способа, Указанная цель достигается тем, что в способе определения расположения артерий, вен и желудочков головного мозга с помощью ультразвука, согласно изобрете- 10 нию, осуществляется воздействие ультразвуком с определением расстояния до идентифицируемой внутричерепной структуры, а затем производится синхронная запись вертикальных пульсаций эхо-сигнала, 15 отраженного от идентифицируемой структуры (эхопульсограммы), и реоэнцефалограммы в битемпоральном отведении, при этом, если начало эхопульсографической волны совпадает с реоэнцефалографической или 20 запаздывает на 20 мс, а вершина эхопульсографической волны предшествует или совпадает по времени с вершиной реоэнцефалограммы, то данный эхо-сигнал отражен от стенки артерии; если начало эхопульсог- 25 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 30 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 35 от стенки внутричерепной вены.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Ультразвуковой датчик эхоэнцефалоскопа устанавливается на наружной повер- 40 хности черепа и производится воздействие ультразвуком внутрь полости черепа. На экране эхоэнцефалоскопа выявляется пульсирующий эхо-сигнал и измерительной меткой прибора определяется расстояние 45 до него. Пульсирующий эхо-сигнал стробируется с помощью детектора эхо-пульсаций и изменение высоты эхо-сигнала в течение пульсового цикла записывается на регистраторе в виде пульсовой кривой (эхопуль- 50 сограммы). Одновременно с регистрацией эхопульсограммы производится синхронная запись реоэнцефалограммы в битемпоральном отведении. Затем осуществляется сравнительный зронометрический анализ 55 произведенной записи, во время которого сопоставляются по времени идентичные точки на эхопульсографической и реоэнцефалографической кривых и, согласно предидентификация отражающей ультразвук внутричереп ной структуры по фун кци он ал ьной 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 эхоэнцефалографических 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 сосудов (5). Полученные за-. кономерности 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 диастолический 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 кон кретн ы м и римером.

Пример 1. Ребенок Т., 1 год 2 мес„ поступил 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 гремя сна ребенка после судорожного припадка, купированного введением притивосудорожных средств, на оба виска к перед ушными раковинами были наложены реографические ектроды, проведена настройка реографа

1734695. и проведена пробная реографическая запись в битемпоральном отведении. Затем на боковой поверхности головы несколько выше правой ушной раковины был установлен ультразвуковой датчик эхоэнцефалоскопа "Эхо-11" 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. Измерительная метка эхоэнцефалоскопа последовательно подводилась к нескольким наиболее выраженным из этих срединно расположенных эхо-сигналов и с помощью

: детектора эхо-пульсаций "ДПЭ-M3", серийно выпускаемого Рижским заводом "Мед-техника", осуществлялось стробирование выделенного эхосигнала и, синхронно с реограммой, 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 (M-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 идейтифакации эхо-сигналов до сих пор не решена. 8 данном случае на расстоянии 96 мм от ультразвукового датчика был выявлен стойкий, устойчивый при угловом, линейном перемещении датчика, зхо-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 реознцефалограмме, что свидетельствовало, согласно предлагаемому способу, о принадлежности эхо-сигнала к артериальному. Локализация его соответствовала расположению островковой части средней мозговой артерии в глубине сильвиевой борозды мозга (аналогично сильвиевой точке при каротидной антиографии).

Затем те же измерения и идентификация аналогичных внутричерепных структур были о,".уществлены при расположении ультразвукового датчика на противоположной

5 (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 определе10 ния 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

15 внутричерепной объемный процесс в левом полушарии, В таких случаях обычно проводится каротидная ангиография с введением контраста в сонную артерию и определением расположения ангиографических сильви20 евых точек с обеих сторон. Однако в данном случае имелись относительные притивопоказания для такого инвазивного исследова.ния в связи с малым возрастом ребенка, его тяжелым состоянием, в сочетании с неболь25 шой величиной смещения М-эхо, Данные, проведенного ультразвукового исследования позволили определить расположение сильвиевых точек, при этом было вычислено, что в левом полушарии (при озвучивании

30 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

35 сильвиевых точек при ангиографическом исследовании является показателем экстрацеребрального объемного процесса, расположенного супратенториально слева.

Ребенок был переведен в нейрохирургиче40 ское отделение, где в дальнейшем была произведена операция удаления хронической эпи-и субдуральной гематомы в левой лобно-теменно-височной области (генезис) гематомы был связан с родовой травмой).

45 Таким образом, предлагаемый способ определения расположения артерий, вен и желудочков головного мозга по сравнению с прототипом и другими известными способами позволяет расширить возможности ис50 пользования, а также повысить надежность и точность исследования, за счет следующих преимуществ:

1. Изменение эхотопографических соотношений в онтогенезе и при патологии не

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

2. Способ может быть использован для определения расположения самых различг

1734695

Составитель И. Мелемука

Техред M.Mîðlåíòàë Корректор M. Максимишинец

Редактор Н. Король

Заказ 1760 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ных отдедов желудочковой системы и разных мозговых сосудов.

3. Способ позволяет определять расположение не только артериальных, но и ве.нозных сосудов, Возможность надежного и точного неинвазивного определения расположения ряда внутричерепных структур, достигаемого благодаря предлагаемому способу, позволяет повысить эффективность проводимых эхоэнцефалографических, эховентрикулометрических и эхопульсографических исследований в диагностике и динамическом контроле проводимого лечения заболеваний нервной системы, Формула изобретения

Способ определения внутричерепных структур головного мозга путем применения ультразвука, отл ич а ю щи йс я 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 реоэнцефа5 лограммы в битемпоральном отведении, и при совпадении начала эхопульсографической волны с реоэнцефалографической или запаздывании ее до 20 мс и предшествующей или совпадающей вершины эхопульсог10 рафической волны по времени с вершиной реоэнцефалограммы определяют отражение эхо-сигнала от стенки артерии, при запаздывании начала эхопульсографической волны на 20-60 мс и ее вершины на 40-120

15 мс, относительно аналоговых точек на реоэнцефалограмме, определяют отражение эхо-сигнала от стенки мозгового желудочка, при запаздывании начала эхопульсографической волны на 30-70 мс и вершины эхо20 пульсографической волны более чем на 160 мс определяют отражение эхо-сигнала от стенки внутричерепной вены.