Ультразвукова доплерографія судин

Загальновідомо, що стенотичні та оклюзійні ураження магістральних артерій голови мають велике значення в патогенезі цереброваскулярних захворювань. Водночас не тільки початковий, але й тяжкий стеноз сонних та хребетних артерій може протікати малосимптомно. У розвитку ангіоневрологічної патології важливий також внесок венозної дисциркуляції, яка іноді протікає також субклінічно. Своєчасна діагностика цих захворювань значною мірою пов'язана з такими сучасними ультразвуковими методами, як ТКДГ, дуплексне та триплексне дослідження з тривимірною реконструкцією зображення тощо. Проте найпростішим і найпоширенішим методом ультразвукової локації судин людини донині залишається ультразвукова доплерографія (УЗДГ). Основним завданням ультразвукової доплерографії в ангіоневрології є виявлення порушень кровотоку в магістральних артеріях та венах голови. Підтвердження субклінічного звуження сонних або хребетних артерій, виявленого за допомогою ультразвукової доплерографії, за допомогою дуплексної візуалізації, МРТ або церебральної ангіографії, дозволяє проводити активне консервативне або хірургічне лікування для запобігання інсульту. Таким чином, метою ультразвукової доплерографії є, перш за все, виявлення асиметрії та/або напрямку кровотоку в прецеребральних сегментах сонних та хребетних артерій та офтальмологічних артерій і вен. У більшості випадків вдається визначити наявність, сторону, локалізацію, протяжність та тяжкість зазначених порушень кровотоку.

Великою перевагою ультразвукової доплерографії є відсутність протипоказань до її проведення. Ультразвукову локацію можна проводити практично в будь-яких умовах – у лікарні, відділенні інтенсивної терапії, операційній, амбулаторії, кареті швидкої допомоги та навіть на місці аварії чи стихійного лиха, за умови наявності автономного блоку живлення.

Метод ультразвукової доплерографії базується на ефекті Г. А. Доплера (1842), який застосував математичний аналіз зсуву частоти сигналу, відбитого від рухомого об'єкта. Формула для доплерівського зсуву частоти має вигляд:

Fd = ( _2F0xVxCosa) /c,

Де F ₀ – частота переданого ультразвукового сигналу, V – лінійна швидкість потоку, a – кут між віссю судини та ультразвуковим променем, c – швидкість ультразвуку в тканинах (1540 м/с).

Одна половина датчика випромінює ультразвукові коливання з частотою 4 МГц у режимі "безперервної хвилі". Інша половина датчика, розташована під кутом до поверхні передавальної частини, реєструє ультразвукову енергію, відбиту від кровотоку. Другий п'єзоелектричний кристал датчика встановлено таким чином, що область максимальної чутливості являє собою циліндр розміром 4,543,5 мм, розташований на відстані 3 мм від акустичної лінзи датчика.

Таким чином, передана частота відрізнятиметься від відбитої. Зазначена різниця частот виділяється та відтворюється аудіосигналом або графічним записом у вигляді кривої "огинаючої" або за допомогою спеціального аналізатора частоти Фур'є у вигляді спектрограми. Більше того, можна визначити напрямок кровотоку, оскільки кровообіг, що йде до ультразвукового датчика, збільшує прийняту частоту, тоді як потік, спрямований у протилежному напрямку, зменшує її.

Існує особливість кровообігу в основних артеріях голови: у нормі кровотік не падає до нуля в жодній фазі серцевого циклу, тобто кров надходить до мозку безперервно. У плечовій та підключичній артеріях лінійна швидкість кровотоку між двома сусідніми циклами серцевого скорочення досягає нуля, не змінюючи напрямку, а в стегновій та підколінній артеріях в кінці систоли навіть спостерігається короткий період зворотного кровообігу. Згідно із законами гідродинаміки (кров можна розглядати як один із варіантів так званої ньютонівської рідини), існують три основні типи потоків.

• Паралельний, де швидкість кровотоку в усіх шарах, як центральному, так і тім'яному, практично однакова. Така схема кровотоку типова для висхідної аорти.
• Параболічний, або ламінарний, при якому існує градієнт центрального (максимальна швидкість) та тім'яного (мінімальна швидкість) шарів. Різниця між швидкостями максимальна в систолу та мінімальна в діастолу, і ці шари не змішуються один з одним. Подібний варіант кровотоку відзначається в неуражених магістральних артеріях голови.
• Турбулентний або вихровий потік виникає через нерівномірність судинної стінки, переважно при стенозі. Тоді ламінарний потік змінює свої властивості залежно від наближення до прямого проходження та виходу з місця стенозу. Впорядковані шари крові перемішуються завдяки хаотичним рухам еритроцитів.