Слепой допплер сосудов мозга
Продолжаем наш цикл материалов для врачей, начавшийся со статьи о мигрени, крайне злободневной для неврологов и не только темой об ультразвуковом исследовании сосудов мозга. Как специалисты по ультразвуку оценивают уровень кровотока, каким образом происходит расчет диаметра сосуда, как это можно интерпретировать и переложить в клиническую плоскость, чем отличаются дуплекс и триплекс? Этот материал посвящен обзору методик УЗИ и их месту в практике врача. Хотя «простым» людям и потенциальным пациентам он тоже будет интересен.
Допплерография – по сути получение информации о свойствах сосуда с помощью допплеровского эффекта, когда при отражении звуковой волны от движущегося объекта меняется ее характеристика, что аппаратура и переводит в график. Видя график, мы получаем информацию о пиковой и конечной скорости кровотока, оцениваем визуально его форму и некоторые другие более специфические характеристики.
Найти «слабое» место
Изначально это была одна простая единственная методика для уточнения степени стенозирования сосудов с помощью ультразвука. Датчик прикладывается в проекции определенного сосуда, а получаемый график позволяет оценить свойства кровотока в сосуде, его соответствие нормативным показателям.
Так, если есть прирост скорости кровотока (самый основной показатель из получаемых нами), делается вывод о наличии стеноза, о его степени. Это так называемая слепая допплерография, то есть человек, выполняющий исследование, определяет по конкретным ориентирам проекцию сосуда, и дополнительно по характеристикам кровотока (по спектру – по его форме) убеждается, что сосуд выбран верно. Так, например, спектры внутренней и наружной сонных артерий внешне выглядят по-разному. Но сам сосуд, какие-то изменения в нем визуально не определяются (размер сосуда, его ход, размеры бляшки и ее структура).
Рис. 1. Пример допплерограммы
Потом ультразвуковая техника шагнула вперед. Аппаратура теперь может нам показать в В-режиме (серошкальном режиме) то, как выглядят ткани, в частности сосуды, и это – привычное всем ультразвуковое изображение. По серошкальному изображению можно увидеть размеры сосуда, форму, толщину комплекса интима-медиа (КИМ), которая становится маркером развития атеросклероза. Конечно, есть варианты его возрастной нормы, но стоит придерживаться, что КИМ толщиной 1 мм – атеросклеротически утолщенный. Также можно увидеть и оценить визуально размеры атеросклеротических бляшек. Все это позволяет оценить атеросклеротическую бляшку или сосудистую извитость визуально, за исключением анэхогенных (не визуализируемых на УЗИ) бляшек.
Так вот, совместное использование серошкального режима и допплерографии в рамках одного исследования на одном аппарате называется дуплексным сканированием.
Рис. 2. Дуплексное сканирование. Серошкальное изображение и допплерограмма
Как с учетом данных визуальной оценки (конечно же, не только на глазок – все размеры можно измерить), так и с учетом скоростных показателей кровотока по допплеру на определенных участках сосуда (например, просвет свободной общей сонной и позвоночной артерий, в позвоночной артерии, в месте стеноза, изгиба) делается вывод о размерах, структуре бляшки, особенностях извитости, а также их влиянии на скоростные показатели кровотока, локальную гемодинамику.
Из серого в цвет
И последний подарок технологий (хоть и не сильно новый по времени) – это цветное допплеровское картирование. Есть разные методы цветного картирования и получения информации машиной, но про них не будем, остановимся только на цветном допплеровском картировании.
Рис.3. Серошкальное изображение с цветным картированием. Видно, что изображение снимается с определенной площади, хорошо видна петлеообразная извитость
Суть в том, что вместо графика определенного контрольного объема (это то, что выделено на Рис.2 красным кружком – две параллельные короткие линии, которые по факту трехмерны и измеряют скорость именно с определенного объема) аппарат снимает показатели кровотока с какой-то площади, которую можно настроить вручную. Окрашивает он их в зависимости от направления потока крови в синий (кровоток направлен от датчика) и в красный (кровоток направлен к датчику) цвета разной насыщенности. Насыщенность цвета (или, можно сказать, его оттенок) меняются в зависимости от скорости потока. То есть вместо графика с одного маленького отрезка мы видим цвет разной интенсивности с площади.
Это позволяет оценить ход сосуда и его извитости, что не всегда хорошо видно в В-режиме (серое изображение сосуда и других тканей, которые мы видим), и позволяет увидеть анэхогенные бляшки (то есть те, что выглядят как пустое пространство на серошкальном изображении, при окрашивании этот пустой объем сосуда, который должен был закраситься, также остается пустым).
Рис.4. Атеросклеротическая бляшка в В-режиме (серошкальном без цветного картирования)
Рис.5. Анэхогенная бляшка и цветное картирование
Проблема в том, что цвет – виртуальное изображение, то есть вы не видите не то, как течет кровь, а информацию о скорости с разных участков изображения в виде цвета. Поэтому основываясь только на цвете, нельзя точно судить о диаметре сосуда, остаточном просвете бляшки. Если сидеть за аппаратом и отлично видеть сосудистую стенку, то цвет часто просто выходит за ее пределы.
Сочетание при исследовании серошкального изображения, цветного допплеровского картирования и допплерографии в рамках одного исследования называется триплексным сканированием.
Конечно же, процесс исследования происходит не так, что все три режима на протяжении всего исследования включены одновременно, хотя в некоторые моменты это бывает нужно. Сначала сосуд просматривается в сером изображении, на разных участках, чистых или с бляшками, в области извитости, измеряется скорость по допплеру для оценки хода сосуда, или в случае, когда скорость кровотока повышается, а ничего не видно, подключается цветное картирование. Цветом в принципе также можно и нужно просмотреть сосуды полностью в рамках исследования, даже если они выглядят чистыми и не вызывают подозрений.
Если резюмировать, то:
— допплерография (УЗДГ) (именно слепой допплер) – старая методика, основанная на оценки изменения скорости кровотока и суждении на основании этого о стенозировании сосуда;
— дуплексное сканирование – сочетание в рамках одного исследования серого изображения с визуальной оценкой строения сосуда + допплер для оценки гемодинамики
— триплексное сканирование – серое изображение + цветное картирование + допплер.
Итак, мы увидели, какие режимы могут быть у УЗИ сосудов. В следующей части мы расскажем, как выполняется транскраниальное УЗИ и что можно при этом узнать.
Текст: Кирилл Мельниченко
Источник
2 Редакция
Объект в движении меняет волны частоту. Когда кровяное тельце стремится К излучателю — отраженная частота выше, ОТ излучателя — отраженная частота ниже.
Источник и приемник УЗ-волны находятся в датчике. Прибор замеряет допплеровский сдвиг частоты: ΔF=(Fд-Fо), где Fд — частота датчик, Fо — отраженная частота.
Нажимайте на картинки, чтобы увеличить.
УЗ-волна ложится на вектор скорости под ∠α. ΔF определяет проекция вектора скорости на УЗ-луч (V·cosα): ΔF=2Fд·V·cosα/C, С — скорость звука в мягких тканях 1540 м/с.
Для оценки скорости кровотока используют уравнение Доплера: V=ΔF·C/2Fд·cosα. Когда УЗ-луч проникает в сосуд под ∠90° ⇒ cosα=0, невозможно оценить скорость кровотока.
Для ∠0-60° величина cosα от 1 до 0,5; для ∠60-90° величина cosα от 0,5 до 0. Коротко от 90° величина Vcosα мала ⇒ ΔF небольшой ⇒ скорость неточная.
Когда ∠α ниже 25°, УЗ-луч почти полностью отражается от стенки сосуда. Чтобы определить скорость потока, направляете УЗ-луч под углом 25-60°.
Дуплексное и триплексное сканирование сосудов
Три уровня УЗИ сосудов: серая шкала (В-режим), цветное доплеровское картирование (ЦДК) и спектральная доплерография (D-режим).
Дуплексное сканирование сосудов — В-режим и ЦДК, B-режим и D-режим; триплексное сканирование сосудов — В-режим, ЦДК и D-режим.
ЦДК кодирует скорость и направление в оттенки красного и синего: темные и светлые тона — низкие и высокие скорости. Когда зашкаливает cкорость, пропадает цвета чистота.
Радужные переливы (элайзинг) указывают высокоскоростной поток в месте стеноза. Настройте шкалу скорости: 4 см/с — низкая, 115 см/с — высокая, 39 см/с — правильная.
Энергетический доплер кодирует скорость, но не направление, в оттенки одного цвета; полезный в извитых сосудах и на маленьких скоростях.
Задача.
Спектр получают из ворот в центре сосуда. Вертикальная ось — шкала скорости; горизонтальная — время; базовая линия обрезает поток К и ОТ датчика.
Спектр может пересекать базовую линию; составляющие по разные стороны называют фазами. Спектр может быть моно-, би-, трех- и четырехфазный.
Как измерить скорость кровотока
1. Ворота поместите в центр сосуда (трэкбол), длину установите на 2/3-4/5 просвета (SVlength);
2. Угол между УЗ-лучом и осью сосуда 25-60°, курсор вдоль потока;
3. Спектр занимает 2/3-4/5 шкалы скорости (PRF), временная развертка на 2-3 цикла;
4. Для артерий спектр располагают выше базовой линии, для вен — ниже (Invert).
5. Отрегулируйте усиление (GAIN), чтобы контур спектра был четкий.
6. Обведите спектр и получите отчет — Vps, Ved, RI, PI и др.
Задача. УЗ-луч и сосуд под ∠90° (1) — спектр неясный; исправим наклон датчика (2) — PSV 43,3 см/сек; курсив вдоль потока (3) — правильная PSV 86,6 см/сек. RI и PI не требуют коррекции угла.
Количественные характеристики спектра
Vps — пиковая систолическая скорость;
Ved — максимальная конечная диастолическая скорость;
TAMX — усредненная по времени максимальная скорость кровотока;
TAV — усредненная по времени средняя скорость кровотока;
RI=(Vps-Ved)/Vps — индекс резистивности отражает сопротивление потоку далее места измерения;
PI=(Vps-Ved)/TAMX — индекс пульсативности отражает упругоэластические свойства артерий;
В воротной вене PI=PSV/EDV;
PI’=(Vps-Ved)/TAV — модифицированный индекс пульсативности;
SBI=(Vps-TAV)/Vps=1-TAV/Vps — индекc спектрального расширения отражает турбулентность потока;
SBI’=(Vps-TAV)/TAMX — модифицированный индекc спектрального расширения;
S/D — систолодиастолическое соотношение;
AT — время ускорения;
AI — индекс ускорения.
Задача. Измерение пиковая систолическая, максимальная конечная диастолическая скорости, TAMX, TAV для артерий с высоким и низким сопротивлением.
PSV и EDV высокие в месте стеноза; RI растет перед и падает после стеноза. После стеноза спектр имеет форму tardus-parvus: PSV поздняя — ТРТ>70 мс, PSV/TTP<5 м/с²; маленький — PSV и RI.
Качественные характеристики спектра
Антеградный поток правильный относительно системы кровообращения — К сердцу в венах, ОТ сердца в артериях. Ретроградный поток противен естественному.
При ЦДК принято красить в синий вены, в красный артерии. Спектр рисуют ниже базовой линии на венах, выше базовой линии на артериях.
Антеградный поток печеночной вены К сердцу — сосуд синий, спектр ниже базовой линии; печеночной артерии ОТ сердца — сосуд красный, спектр выше базовой линии.
Перепады скорости могут повторяться через равные промежутки времени. Такой поток цикличный, спектр имеет восходящие и нисходящие отрезки.
В каждом цикле четное количество изгибов, в противном случае он никогда не повторится. Каждый изгиб спектра генерирует звуковой сигнал.
Спектр в венах фазовый — мягкие волны; в артериях пульсирующий — резкие перепады; безфазовый поток с постоянной скоростью.
В спектре быстрые эритроциты с большим ΔF ближе к огибающей; медленные эритроциты с маленьким ΔF ближе к базовой линии.
Скорость выше в центре сосуда, ниже у стенки. Когда в ворота попадает большой разброс скоростей, имеется уширение спектра.
В аорте ворота пропускают равномерно движущуюся колонну из кровяных телец — спектр без уширения, большое спектральное окно.
В некрупных сосудах с ламинарным потоком и при турбулентности уширение спектра полностью закрывает спектральное окно.
В сосудах с высоким сопротивлением в конце диастолы поток слабый, RI>0,7; в сосудах с низким сопротивлением в диастолу поток значимый, RI 0,55-0,7.
Сосуды с высоким сопротивлением: наружная сонная и артерии конечностей, а так же верхняя и нижняя брыжеечные артерии у голодного.
Сосуды с низким сопротивлением: внутренняя сонная, почечная, печеночная, яичковая артерии, а так же брыжеечные артерии у сытого.
Нормальная форма спектра в сосудах
Аномальная форма спектра в сосудах
Берегите себя, Ваш Диагностер!
Источник
Продолжаем наш цикл материалов для врачей, начавшийся со статьи о мигрени, крайне злободневной для неврологов и первой частью статьи об ультразвуковом исследовании сосудов. Как специалисты по ультразвуку оценивают уровень кровотока, каким образом происходит расчет диаметра сосуда, как это можно интерпретировать и переложить в клиническую плоскость, чем отличаются дуплекс и триплекс? Этот материал посвящен обзору методик УЗИ и их месту в практике врача.
По поводу транскраниальной допплерографии
Исследование проводится через так называемые ультразвуковые окна черепа, где его плотность минимальна. Но и здесь могут быть исключения, поскольку у некоторых слишком плотная кость, и ничего не видно.
Так вот, изначально по слепому допплеру о том, какой сосуд виден, судили по форме допплеровского сигнала, его направлению и, конечно же, (наверное самое важное) глубине локации сосуда. На сегодня это не утратило актуальности. Но с помощью серого изображения сами сосуды не увидеть. Можно рассмотреть некоторые ориентиры, например, ножки мозга, поэтому мы включаем цветное картирование и видим виртуальное изображение сосудов (не забывайте, что это информация о скорости потока крови), а, соответственно, можем оценить их ход, а также быть уверенными, что видим конкретно. Например, заднюю мозговую артерию или среднюю мозговую артерию, так как они имеют типичный ход (внешний вид в цвете).
Можно также судить о деформации хода. В принципе, можно увидеть аневризму, но даже крупные аневризмы не всегда видно. Поэтому транскраниальное УЗИ – это не метод выбора для поиска аневризм, АВМ. Их плохо видно, даже если они крупных размеров, а средние и малые вообще не различимы. Но если мы говорим не о том, что увидели аневризму или извитость, то основные выводы о наличии, например, стеноза или вазоспазма при субарахноидальном кровоизлиянии делаем именно по данным допплерографии.
Вместо заключения
Ультразвуковое исследование сосудов головы и шеи – это достаточно информативный, быстрый, дешевый и безопасный неинвазивный метод обследования. Но как и любой метод, он имеет свои ограничения, а, соответственно, при направлении на исследование необходимо верно ставить цели, задачи, чтобы получить результат, с которым сможет работать клиницист.
Ниже приведены задачи, с которыми может хорошо справиться ультразвуковое исследование сосудов шеи и головы. Многое из перечисленного в этой статье не разбиралось, так как она носит именно обзорный характер, но важно заметить, что все же на сегодняшний день наибольшая значимость остается именно при определении стенозов, как распространенной и потенциально курабильной патологии.
Наиболее актуальные цели для исследования сосудов шеи:
- в первую очередь как скрининг стенозов, отбор пациентов на дообследование для решения вопроса об операции;
- выявление извитостей и оценка их локальной гемодинамической значимости, также для того, чтобы решать может ли человек быть потенциально прооперирован в данной ситуации, требуется ли его дообследование для последующей операции (решение об операции по поводу стеноза или извитости как правило принимают после ангиографии);
- наблюдение стенозов у пациентов не требующих операции на данный момент;
- оценка динамики после операции, раннее выявление рестенозов;
- выявление аномалий развития сосудистой системы;
- выявление расслоения стенки сонной артерии;
- выявление аневризм и псевдоаневризм сонных артерий;
- выявление и оценка значимости изменений сосудистой стенки при васкулитах;
- выявление фиброзномышечной дисплазии;
- выявление опухолей каротидного гломуса.
Наиболее актуальные цели для исследования сосудов головы:
- выявление признаков крупных интракраниальных стенозов;
- выявление извитостей и оценка их гемодинической значимости;
- выявление вазоспазма при субарахноидальном кровоизлиянии, оценка его динамики, в том числе на фоне лечения;
- выявление интракраниальных аневризм, мальформаций (транскраниальная допплерография в данном случае малоинформативна, особенно для выявления средних и мелких аневризм);
- оценка сосудистой реактивности при проведении различных функциональных проб.
Непосредственно в статье был дан именно краткий обзор методики, а в итогах перечислены основные варианты патологии, которые можно обнаружить.
Текст: Кирилл Мельниченко
Источник
[читать] (или скачать)
статью в формате PDF
1. Ультразвуковая спектральная допплерография (ультразвуковая доплерография, УЗДГ) – оценка спектра скоростей кровотока, т.е. оценка и анализ доплерограмм (синонимы термина «допплерография» – «допплер» и «слепой» доплер; «слепой» доплер – это доплер без В-режима [см.п.2]).
УЗДГ – количественная методика позволяет определить скорость и интенсивность кровотока, но не позволяет определить размер сосуда или характер строения тромба. УЗДГ крайне редко используется для исследования вен. Однако при исследовании артерий, например при облитерирующем атеросклерозе, эта методика используется значительно чаще. УЗДГ артерий позволяет определить интенсивность и характер кровотока, а это зачастую определяет тактику лечения больного и вид оперативного вмешательства.
2. Дуплексное сканирование (ДС) – режим, при котором одновременно используются УЗДГ и В-режим (обычный режим двухмерного черно-белого УЗИ).
ДС – это качественная методика исследования сосудов, позволяющая «увидеть» сосуд изнутри (B-режим – дает информацию в виде двухмерных серошкальных томографических изображений анатомических структур в масштабе реального времени, что позволяет оценивать их морфологическое состояние). Методика ДС наиболее распространена в ангиологии (раздел науки, изучающий заболевания сосудов) и флебологии (раздел науки, изучающий заболевания вен), позволяет диагностировать стенооблитерирующие заболевания артерий различной локализации, аневризмы, варикозное расширение вен, тромбозы сосудов, ангиодисплазии и т. д. Разработка новых компьютерных технологий и конструкции датчиков позволили внедрить в повседневную практику один из новейших методов изображения кровотока сосудов В-поток, который показывает внутрисосудистый кровоток при помощи серошкального , или В-режима, и не является допплеровским методом, и основан на анализе специально кодированных сигналов и их отражения от движущих клеток крови. Что позволяет с высоким качеством разграничить движущуюся кровь и стенку сосуда, четко выделить в артериях атеросклеротическую бляшку, оценить неровности ее контура, участки изъязвления, тромботические наложения в крупных артериях. В венах В- поток хорошо демонстрирует тромбы особенно пристеночные , в виде дефекта наполнения.
3. Триплексное сканирование – одновременно применяются УЗДГ, В-режим и цветное допплеровское картирова-ние (ЦДК).
Режим цветового доплера (с помощью более высокой энергии излучаемых ультразвуковых сигналов) позволяет наблюдать отраженные сигналы от элементов крови (эритроцитов). В УЗ-сигналах, отраженных движущимися структурами (эритроцитами крови) в выбранном участке появляется допплеровский сдвиг частоты, позволяющий оценивать скорость и направление кровотока. Для визуальной оценки кровотока на экране монитора используется цветовая палитра: кровоток к датчику УЗИ кодируется (отображается) красным цветом, от датчика УЗИ – синим. Изменения этих цветов (красный-оранжевый-желтый и черный-фиолетовый-голубой) отражают возрастающую величину скорости кровотока. Преимуществом цветового допплера по сравнению с режимами спектрального допплера является возможность наблюдать в реальном времени двухмерное изображение кровотока одновременно на достаточно большом участке, с отображением информации о средней скорости (с возможностью ее измерения) кровотока в каждом элементе выбранного участка. При этом возможно проводить и оценку морфологического состояния выбранного участка сосуда. Недостатком цветового допплера является невозможность получения информации о состоянии мелких кровеносных сосудов (с низкой скоростью кровотока).
Таким образом (выводы):
Ультразвуковая допплерография (УЗДГ) = «(1) спектральный допплеровский режим»: позволяет исследовать только проходимость сосуда, и не позволяет уточнить причины нарушения проходимости.
Дуплексное (двойное) сканирование (дуплексный режим) = «(1) спектральный допплеровский режим (УЗДГ) + (2) В-режим»: позволяет оценить не только проходимость сосуда (функциональные показатели кровотока), но и определить причины нарушения проходимости сосуда (извитость хода, утолщение стенок – стеноз, наличие тромбов, аномалии развития сосудов и т.д.).
Триплексное (тройное) сканирование (триплексный режим) = «(1) спектральный допплер + (2) В-режима + (3) цветовой допплер»: позволяет исследовать анатомию сосудов, оценить кровоток (направление, скорость) и провести точную оценку проходимости сосудов в цветовом режиме.
Существует также M-mode (M-режим) – обычный, цветной и анатомический. M-режим (M-mode) – это одномерный режим ультразвукового сканирования (исторически первый ультразвуковой режим), при котором исследуются анатомические структуры в развертке по оси времени, в настоящий момент применяется в эхокардиографии. М-режим используется для оценки размеров и сократительной функции сердца, работы клапанного аппарата. С помощью этого режима можно рассчитать сократительную способность левого и правого желудочков, оценить кинетику их стенок (смотреть УЗ-сканы).подробнее о УЗ-методах исследования сосудов читайте в:
1. статье «Современная ультразвуковая диагностика: теория и практика» А.В. Зубарев ФГУ «УНМЦ» УД Президента РФ (журнал «Радиология – практика» №5, 2008) [читать]; 2. в главе «Технические основы ультразвукового доплеровского исследования» [читать]; 3. в книге «Допплерография магистральных сосудов шеи» Р.Я. Абдулаев и соавт., Харьков 2008 [читать];
в книге «Ультразвуковая допплеровская диагностика в клинике» под ред. Ю.М. Никитина и А.И. Труханова [читать]
Источник