Физические основы эхоэнцефалографии

Эхоэнцефалография.

Эхоэнцефалография (ЭхоЭГ) - метод неинвазивной ультразвуковой диагностики, основанный на регистрации ультразвука, отражённого от границ внутричерепных образований и сред с различным акустическим сопротивлением (кости черепа, мозговое вещество, кровь, цереброспинальная жидкость). До настоящего времени на доклиническом этапе ЭхоЭГ остаётся неотъемлемой частью комплексного обследования больных с черепно-мозговой травмой, гипертензионными синдромами и объёмными поражениями головного мозга травматического, опухолевого, воспалительного или паразитарного происхождения для установления показаний к дальнейшему исследованию больных с помощью современных методов нейровизуализации (КТ, МРТ и др.).

Использование эхоэнцефалографии не имеет противопоказаний и весьма информативно при экспресс - диагностике внутричерепных травматических гематом, в особенности при массовых поражениях, когда быстрота установления диагноза и хирургической тактики определяет результаты лечения. Метод ЭхоЭГ получил признание в нейрохирургической клинике после работ шведского учёного Lexell (1955), заложившего основные принципы ультразвуковой локации внутричерепных образований через неповреждённые покровы головы. В нейрохирургической практике ЭхоЭГ позволяет контролировать как непосредственные, так и отдалённые результаты оперативных вмешательств, наблюдать за динамикой развития отёка мозга и гипертензионно - гидроцефальных проявлений, выявлять развитие рецидивов. Простота и экономическая доступность методики, быстрота и безвредность обследования обосновывают целесообразность применения метода при решении достаточно большого объёма задач, стоящих перед практической медициной.

Свойства ультразвуковых колебаний.

Ультразвук представляет собой упругие акустические волны, возникающие в источнике механической вибрации и распространяющиеся в твёрдой, жидкой или газообразной средах при частоте выше верхнего диапазона восприятия звука (20 кГц). Обычно в медицинской диагностике применяется ультразвук с частотой от 1 до 15 МГц. Колебания частиц среды, сопровождающие процесс распространения ультразвуковой волны, приводят к чередованию зон сжатия и расширения. Расстояние между двумя соседними зонами сжатия и расширения называют длиной волны. В однородной среде скорость распространения ультразвука постоянна.

Для тканей мозга эта скорость близка к скорости распространения ультразвука в воде и составляет 1500 м/с.

Использование в диагностике свойств ультразвуковых колебаний основано на следующем:

1. Ультразвуковые колебания в различных средах организма распространяются с различной скоростью, зависящей от физических характеристик этих сред.

2. Проходя через исследуемый объект, ультразвуковая энергия частично отражается на границах сред с различными акустическими сопротивлениями. Коэффициент отражения тем больше, чем больше разность акустических сопротивлений. На границе с воздухом ультразвуковая энергия отражается почти полностью. Следовательно, наличие даже тончайшей прослойки воздуха между ультразвуковым зондом и головой приведёт к тому, что ультразвуковая энергия отразится этой прослойкой и не попадёт вглубь объекта. Поэтому при ЭхоЭГ исследованиях пользуются промежуточными средами в виде акустических гелей, вазелинового масла или воды.

3. Распространение ультразвукового луча происходит по законам геометрической оптики: угол падения равен углу отражения.

4. При распространении в различных средах ультразвуковые колебания поглощаются по-разному, причём в однородной среде поглощение тем больше, чем выше частота колебаний.

При распространении ультразвука в структурах головного мозга происходит частичное поглощение и отражение ультразвука, обусловленное направлением ультразвукового луча, акустическим сопротивлением и отражательными характеристиками его сред. Помимо коэффициентов отражения на величину отражённого сигнала существенное влияние оказывает форма отражающей поверхности (выпуклая или вогнутая).

Под акустическим сопротивлением или импедансом среды (Z) подразумевают её способность проводить ультразвуковую энергию. Акустический импеданс, выражаемый в г/см², прямо пропорционален плотности ткани (р) и скорости (v) распространения ультразвука:

Z = р х v

В мягких тканях человека их акустическое сопротивление различается мало. Существенно

отличается лишь акустический импеданс костной ткани. При отёке головного мозга его акустическое сопротивление снижается, приближаясь к акустическому импедансу цереброспинальной жидкости.

Дата добавления: 2014-01-06