Медицина / Диагностика / Диагностика (статья)

Транскраниальная допплерография

Сосуды головного мозга

Полная транскраниальная допплерография позволяет оценить состояние следующих внутричерепных артерий: средняя мозговая артерия, передняя мозговая артерия, задняя мозговая артерия, дистальный отдел внутренней сонной артерии, базилярная артерия, глазная артерия, позвоночные артерии; иногда могут исследовать внечерепной отдел внутренней сонной артерии (фото 1).

Фото 1. Внутричерепные артерии. Осевая диаграмма на уровне вилизиева круга

Основные показания для проведения транскраниальной допплерографии:

• Интраоперационное наблюдение
• Диагностика внутричерепных стенозов
• Наблюдение за спазмом сосудов при субарахноидальном кровотечении
• Исследование вертебробазилярной системы
• Исследование состояния коллатерального кровотока
• Диагностика церебральных микроэмболий
• Диагностика возможной эмболии через открытое овальное окно
• Диагностика мигренозных головных болей
• Оценка риска развития инсульта при серповидно-клеточной анемии
• Подтверждение диагноза смерти головного мозга

Транскраниальную допплерографию выполняют с помощью фокусированного, двунаправленного, импульсного допплеровского датчика частотой 2 МГц, который воспроизводит только спектральные волны. Транскраниальная визуализация возможна при использовании дуплексного сканирования датчиком частотой 2 МГц, который обеспечивает прямое изображение сосудов в дополнении к спектральным волнам.

Транскраниальная допплерография, ориентированная на получение только спектральной волны, позволяет получить несколько записей по ходу исследования сосуда. Ключевыми диагностическими данными являются скорость и направление кровотока. Основными показателями характеристики скорости кровотока являются максимальная систолическая скорость, конечно-диастолическая скорость и средняя скорость. Поскольку скорость определяют исходя из угла допплеровского исследования 0°, то наиболее ценным показателем является средняя скорость. Некоторые специалисты также фиксируют индекс пульсации, предоставляющий информацию о дистальном сосудистом сопротивлении. Некоторые специалисты описывают дистальное сосудистое сопротивление с помощью показателя индекса пульсации. В случае вазоспазма определяют коэффициент отношения показателей скорости потока в средней мозговой артерии и эктракраниальной внутренней сонной артерии.

Для транскраниальной допплерографии используют четыре окна: транстемпоральное, трансорбительное, субокципитальное и субмандибулярное (фото 2).

Фото 2. Акустические окна для транскраниальной допплерографии

Транстемпоральное окно

Характеристики транстемпорального окна у разных пациентов отличаются по степени проницаемости через височную кость, в зависимости от пола, этнической принадлежности и возраста. Самая тонкая часть височной кости находится над скуловой дугой. Наиболее лучшее окно определяют путем круговых движений датчика непосредственно над скуловой дугой. Обнаружив окно, врач проводит коррекцию угла с целью оптимизации сигнала на протяжении сосудов.

Через транстемпоральное окно исследуют среднюю, переднюю и заднюю мозговые артерии, а также дистальный отдел внутренней сонной артерии. Проще всего через транстемпоральное окно обнаружить сигналы на уровне бифуркации (56-66 мм), затем определить ход средней мозговой артерии до минимальной глубины, откуда начинают записывать допплеровский сигнал.

Средняя мозговая артерия исследуется первой после определения наилучшей области транстемпорального окна. Сосуд можно обнаружить на глубине 45-52 мм, затем ход артерии отслеживают до глубины 56-60 мм – до места ее слияния с передней мозговой артерией на уровне бифуркации дистального отдела внутренней сонной артерии. Кровоток в средней мозговой артерии должен направляться к датчику, поэтому он отображается над изолинией (нулевой линией). На уровне бифуркации дистального отдела внутренней сонной артерии кривая потока средней мозговой артерии находится над изолинией, а кривая передней мозговой артерии – под нулевой линией, что свидетельствует о потоке от датчика.

Передняя мозговая артерия определяется в месте бифуркации на глубине 56-60 мм. В этом сосуде кровоток постоянно направлен от датчика. Чтобы определить ход этой артерии, нужно отклонить датчик немного вверх или кпереди. Место локализации сосуда можно отследить до глубины примерно 68-72 мм. По мере продолжения передней мозговой артерии, допплеровский сигнал от средней мозговой артерии постепенно ослабевает.

Дистальный отдел внутренней сонной артерии дает допплеровский сигнал на уровне бифуркации (58-62 мм). В этом месте датчик следует наклонить немного вниз, при этом отмечается направленный сигнал от артерии к датчику, который характеризуется меньшей амплитудой (приглушенный) по сравнению с передней или средней мозговыми артериями.

Задняя мозговая артерия идентифицируется по возврату кровотока на уровень бифуркации и последующему отклонению кзади. Сигнал фиксируется над изолинией, ход задней мозговой артерии определяют на глубине примерно 68-72 мм, где отмечается двунаправленный поток. С этого места задняя мозговая артерия прослеживается до места бифуркации основной артерии. Сигнал ниже изолинии соответствует контралатеральной задней мозговой артерии. Отметим, что сегмент Р-2 имеет острый угол и загибается вокруг среднего мозга, поэтому можно исследовать только сегмент Р-1.

Дифференцировать допплеровский сигнал от задней мозговой артерии с сигналом от средней мозговой артерии можно по скорости кровотока, который в задней мозговой артерии меньше чем в средней. Также кровоток в задней мозговой артерии можно отследить до глубины 68-70 мм, тогда как поток в средней мозговой артерии определяется максимум до 62-64 мм (на этой глубине под нулевой линией начинает отображаться передняя мозговая артерия).

Если допплеровский сигнал не определяется, для получения лучшей проникающей способности нужно настроить максимальную мощность и минимально возможную частоту сигнала. Также можно расширить шкалу, либо повысить частоту импульсации, открыть допплеровские ворота, повысить усиление и по возможности – амплитуду.

Исследование не следует прекращать, если с одной стороны из транстемпорального доступа сигнал не определяется. Часто у пациентов можно обнаружить адекватное звуковое окно только на одной стороне. В таких случаях средняя и передняя мозговые артерии с противоположной стороны можно исследовать при переходе за среднюю линию.

При исследовании противоположной стороны допплеровский сигнал выглядит отраженным: средняя мозговая артерия обнаруживается под изолинией, что свидетельствует о кровотоке в направлении от датчика; передняя мозговая артерия находится выше изолинии, что свидетельствует о кровотоке по направлению к датчику.

Переднюю и заднюю соединительные артерии не исследуют, так как их сигнал, как правило, определяется только в тех случаях, когда эти сосуды функционируют в качестве проводников коллатерального кровотока. В случае обнаружения такого сигнала, поток по передней соединительной артерии определяется на глубине 70-80 мм в направлении со стороны, с которой происходит кровоснабжение. В задней соединительной артерии кровоток турбулентный, скорость его выше, чем в нормальной задней мозговой артерии.

Субокципитальное окно

Из этого доступа исследуют состояние внутричерепных частей позвоночных артерий и основной артерии. Пациент находится в положении сидя, слегка наклонив голову вперед. Датчик размещают на затылке. В качестве окна используют большое затылочное отверстие. Если пациент не может сидеть, процедуру проводят в положении лежа на боку, при этом важно сохранить ровное горизонтальное положение позвоночника; подбородок наклоняют вперед.

Сигнал от позвоночных артерий можно обнаружить на глубине, начиная с 60-85 мм. Обнаружив сигнал, чтобы определить ход сосудов, датчик наклоняют вправо или влево от средней линии. Суммарный кровоток направлен от датчика, иногда определяется двунаправленный сигнал в местах прохождения артерий через отверстия поперечных отростков позвонков. Если через субокципитальное окно не удается получить требуемые сигналы, возможно, подбородок пациента сильно наклонен вперед – голову нужно немного запрокинуть назад и в той же плоскости отклонить датчик.

Через субокципитальное окно основная артерия обнаруживается на глубине примерно 85 мм. Ход этой артерии можно проследить до глубины 100-108 мм. При этом допплеровский сигнал фиксируется под нулевой линией; средний показатель скорости потока выше, чем в позвоночных артериях.

Трансорбитальное окно

Этот доступ позволяет получить допплеровский сигнал от глазной артерии и колена внутренней сонной артерии. Особенностью трансорбитального доступа является прохождение ультразвука через глаза. Чтобы минимизировать негативное влияние излучения на органы зрения, нужно снизить мощность ультразвука до 10-25% от максимума и максимально сократить время сканирования. Датчик устанавливают непосредственно на закрытое веко. Глубина исследования составляет примерно 40-50 мм с незначительными медиальными отклонениями.

Поток крови в глазной артерии направлен к датчику. Пульсовая волна на допплерограмме имеет большую амплитуду, что обусловлено обеспечением кровью глазного яблока. Колено сонной артерии находится на глубине примерно 56-70 мм (по мере увеличения глубины нужно менять угол датчика).

Дифференцировать сигнал из колена сонной артерии с сигналом из глазной артерии можно по пульсации (колено сонной артерии не дает пульсирующий сигнал). Также сигнал из колена сонной артерии имеет характеристики сигнала низкого сопротивления; направление сигнала зависит от места колена, куда направлен допплеровский датчик.

Колено сонной артерии имеет S-образную форму и состоит из трех частей: параселлярную, собственно колено и супраклиновидную. Сигнал потока от параселлярного отдела направлен к датчику, в колене поток двунаправленный, в супраклиновидной части поток направлен от датчика. Отметим, что не всегда удается определить все три части колена сонной артерии при трансорбитальном доступе.

Субмандибулярное окно

Субмандибулярный доступ используют при необходимости исследования внечерепной части внутренней сонной артерии. Голову пациента немного наклоняют в противоположную к датчику сторону, сам датчик размещают на угол нижней челюсти и направляют в сторону головы под небольшим медиальным углом. Глубина обнаружения сигнала составляет примерно 56-70 мм; кровоток направлен от датчика.

Специалисты не пришли к единому мнению о критериях нормы в отношении показателе допплерографии этих артерий, поэтому ниже мы публикуем усредненные критерии нормы для взрослых пациентов.

Как при транскраниальной допплерографии, так и при транскраниальной визуализации применяют одни и те же доступы для исследования одних и тех же сосудов. Для транскраниальной визуализации применяют фазовый датчик с частотой 2,0-2,5 МГц. В дополнение к допплерографии при этом исследовании получают цветное допплеровское изображение и изображение в режиме серой шкалы.

Цветное изображение облегчает поиск внутричерепных артерий для проведения дальнейшей спектральной допплерографии.

В режиме серой шкалы (перед использованием цветового режима) при транстемпоральном доступе, если немного наклонить датчик вниз, можно обнаружить анатомические ориентиры в виде костных структур: каменистая часть височной кости пролегает в направлении кзади, большие крылья клиновидной кости – кпереди. Конечный отдел внутренней сонной артерии на цветовой допплерографии визуализируется на глубине указанных ориентиров. Для выявления средней и передней мозговых артерий датчик нужно наклонить кпереди и вверх. Задняя мозговая артерия определяется при отклонении датчика немного назад и вниз (в этом случае в качестве ориентира используют ножки среднего мозга).

Если на цветовой допплерограмме сосуды не визуализируются, коррекция угла для исследуемых сосудов не требуется, поскольку после коррекции угла скорости незначительно превышают критерии, установленный исходя из значения угла 0°.

Используя субокципитальный доступ в режиме серой шкалы, при наклоне подбородка пациента к груди и направлении ультразвуковых волн к переносице, ориентиром является большое затылочное отверстие – округлое анэхогенное или гипоэхогенное образование. В этом случае позвоночные артерии визуализируют путем наклона датчика в разные стороны; основная артерия визуализируется дистальнее по средней линии.

В норме скорость потока крови в средней мозговой артерии больше скорости потока в передней или задней мозговых артериях. Скорость кровотока в задней мозговой артерии больше соответствующего показателя для внутренней сонной артерии.

Вазоспазм при субарахноидальном кровоизлиянии сопровождается изменением средней скорости кровотока в средней мозговой артерии, и соответствует следующим критериям:

• Вазоспазм легкой степени (> 25%): средняя скорость кровотока в средней мозговой артерии ≤ 120 см/с
• Вазоспазм средней степени (25-50%): средняя скорость потока в средней мозговой артерии 120-200 см/с
• Вазоспазм тяжелой степени (> 50%): средняя скорость кровотока в средней мозговой артерии > 200 см/с, что соответствует выраженной степени стеноза

Сравнение скоростей потока с обеих сторон представляет диагностическую ценность при исследовании вазоспазма, обусловленного субарахноидальным кровоизлиянием. Разница в показателях скорости потока в средней мозговой и внутренней сонной артериях > 14% свидетельствует о патологическом состоянии. Аналогичные показатели для передней и задней мозговых артерий составляют > 24% и > 34%, соответственно.

Полушарное соотношение – отношение скоростей кровотока в средней мозговой артерии со внутренней сонной артерией, показатель которого не зависит от объема кровотока, позволяет определить наличие вазоспазма при субарахноидальном кровотечении. Данный показатель основан на том, что при увеличении объема крови повышается скорость потока в обоих сосудах. Следовательно, повышение скорости в обоих сосудах демонстрирует нормальный показатель отношения скоростей, таким образом исключая вазоспазм.

В норме показатель полушарного соотношения < 3,0. Сужение сосудов характеризуется увеличением этого значения – 3,0-6,0. Показатель соотношения > 6,0 свидетельствует о тяжелом вазоспазме.

Субарахноидальное кровотечение обусловлено кровотечением в пространство под паутинной оболочкой в результате разрыва сосуда (артерии или вены) или из-за кровоизлияния, проникающего через паренхиму головного мозга к его поверхности, либо внутрь желудочков.

Церебральный вазоспазм (ангиоспазм) характеризуется патологическим сокращением артерий основания головного мозга, в результате чего может возникать ишемия и инфаркт мозга (ишемический инсульт).

Одним из осложнений субарахноидального кровотечения является вазоспазм, который возникает примерно через 2-7 дней с момента кровоизлияния. Максимальная выраженность вазоспазма наблюдается между 7-12 днями. При лечении вазоспазма транскраниальную допплерография назначают как первоначальное исследование, затем проводят повторные ежедневные исследования. При этом фиксируют средние показатели скорости кровотока в средней, задней, передней мозговых артериях, а также внутри- и внечерепных частях внутренней сонной артерии.

Серповидно-клеточная анемия у детей

У детей серповидно-клеточная анемия сопровождаются окклюзионной ангиопатией (вазопатией). При этом, как правило, поражаются дистальный отдел внутренней сонной артерии, проксимальный отдел средней мозговой артерии и передняя мозговая артерия. Транскраниальная допплерография позволяет обнаружить внутричерепное поражение за счет повышения скорости кровотока в указанных сосудах. Отметим, что метод транскраниальной допплерографии – неинвазивный и безопасный, хорошо переносится детьми.

Самым тяжелым осложнением серповидно-клеточной анемии является инсульт, который возникает примерно у 11% гомозиготных больных до 20-летнего возраста. У детей с серповидно-клеточной анемией инсульт, как правило, носит ишемический характер, что обусловлено окклюзией крупных сосудов головного мозга. Часто поражение выявляют в дистальной части внутричерепного отдела внутренней сонной артерии и в проксимальной части средней мозговой артерии.

В качестве стандартной процедуры транскраниальной допплерографии у больных с признаками серповидно-клеточной анемии применяют протокол STOP, в соответствии с которым определение состояния зависит от показателей скорости кровотока. Например, нормой считается скорость кровотока < 170 см/с, переходными значениями считают показатели от 170 до 200 см/с, патология – > 200 см/с.

Нужно отметить, что на скорость кровотока в артериях головного мозга влияют следующие факторы:

• Возраст
• Артериальное давление
• Температура тела
• Гематокрит
• Объем сердечного выброса
• Уровень углекислого газа в крови
• Уровень кислорода в крови
• Гипогликемия
• Обструкция проксимальных отделов артерии
• Стеноз дистальных отделов артерии
• Ритмические осцилляции
• Артериовенозные аномалии