回声脑镜

脑回声镜检查（EchoES，同义词 - M法）是一种基于脑矢状结构回声定位来检测颅内病变的方法，这些结构通常位于颅骨颞骨的中间位置。当对反射信号进行图形配准时，该研究称为脑回声造影术。

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脑超声检查的适应症

脑超声检查的主要目的是快速诊断脑半球的体积性突起。该方法能够获得单侧脑幕上脑半球体积性突起是否存在的间接诊断体征，评估患侧脑半球体积性突起的大致大小和位置，以及脑室系统和脑脊液循环的状态。

所列诊断标准的准确率为90-96%。在某些观察中，除了间接标准外，还可以获得半球病理过程的直接征象，即肿瘤、脑出血、外伤性脑膜血肿、小动脉瘤或囊肿直接反射的信号。这些病变的检出率非常低，仅为6-10%。脑回声镜检查在单侧体积性幕上病变（原发性或转移性肿瘤、脑出血、外伤性脑膜血肿、脓肿、结核瘤）中最具指导意义。由此产生的M回声偏移使我们能够确定病变的存在、病变的侧向、大致位置和体积，在某些情况下还可以确定病变的最可能性质。

脑回声镜检查对患者和操作者都绝对安全。允许的超声波振动功率为13.25瓦/平方厘米^，接近对生物组织造成损害的边缘，且脑回声镜检查过程中的超声波辐射强度不超过每平方厘米百分之一瓦^。脑回声镜检查几乎没有禁忌症；即使在开放性颅脑损伤的情况下，也可以在事故现场直接进行检查，通过完整的颅骨从“未受损伤”的半球一侧确定M回声的位置，从而获得成功。

脑超声检查的物理原理

得益于瑞典神经外科医生 L. Leksell 的开创性研究，脑回声镜技术于 1956 年被引入临床实践。Leksell 使用了一种改进的工业探伤设备，这种设备在技术上被称为“无损检测”方法，其原理是基于超声波能够从不同声阻介质边界反射的特性。脉冲模式下的超声波传感器发出的回声信号穿透骨骼进入脑部。在这种情况下，会记录到三个最典型且重复的反射信号。第一个信号来自安装超声波传感器的颅骨骨板，即所谓的初始复合体 (IC)。第二个信号是由超声波束从脑部中间结构反射而形成的。这些结构包括大脑半球间裂、透明隔膜、第三脑室和松果体。通常将上述所有结构称为中间回声 (M-echo)。第三个记录信号是由超声波从颞骨内表面（与发射器位置相对）反射引起的，即最终复合体（FC）。除了这些最强大、最稳定且典型的健康脑信号外，在大多数情况下，还可以记录位于M-echo两侧的小振幅信号。这些信号是由超声波从大脑侧脑室颞角反射引起的，被称为侧向信号。通常，侧向信号的功率小于M-echo，并且相对于正中结构对称分布。

IA Skorunsky (1969) 在实验和临床条件下仔细研究了脑回波地形图，提出将中线结构信号有条件地分为 M 回波的前部（来自透明隔）和中后部（III 脑室和松果体）。目前，通常接受以下符号来描述回波图：NC - 初始复合波；M - M 回波；Sp D - 右侧透明隔的位置；Sp S - 左侧透明隔的位置；MD - 到右侧 M 回波的距离；MS - 到左侧 M 回波的距离；CC - 最终复合波；Dbt (tr) - 透射模式下的颞叶间直径；P - M 回波脉动幅度百分比。脑回波镜（脑回波仪）的主要参数如下。

• 探测深度是指在组织中仍可获取信息的最大距离。该指标取决于被检组织对超声波振动的吸收量、频率、发射器尺寸以及设备接收部分的增益水平。家用设备使用直径为 20 毫米、辐射频率为 0.88 MHz 的传感器。规定的参数允许获得高达 220 毫米的探测深度。由于成人头骨的平均颞骨间距通常不超过 15-16 厘米，因此高达 220 毫米的探测深度似乎绝对足够。
• 该设备的分辨率是指两个物体之间的最小距离，在此距离下，从它们反射的信号仍能被感知为两个独立的脉冲。最佳脉冲重复率（超声频率为0.5-5 MHz）是根据经验确定的，为每秒200-250次。在这些位置条件下，可以获得良好的信号记录质量和高分辨率。

进行和解释脑超声检查结果的方法

脑回声镜检查几乎可以在任何环境下进行：医院、门诊、救护车、患者床边或野外（如有独立电源）。患者无需特殊准备。对于新手研究人员而言，一个重要的方法论方面是患者和医生的最佳位置。在大多数情况下，患者仰卧时更方便进行研究，最好不枕枕头；医生坐在患者头部左侧略后方的可移动椅子上，设备的屏幕和面板位于正前方。医生自由地在患者顶颞区获得一些支撑，同时用右手进行回声定位，必要时将患者的头部向左或向右转动，同时用空闲的左手对回声测距仪进行必要的移动。

用接触凝胶润滑头部额颞区后，以脉冲模式进行回声定位（一系列持续时间为 5x10 ⁶秒的波，每个脉冲包含 5-20 个波）。首先在眉毛外侧或额结节上安装一个直径为 20 毫米、频率为 0.88 MHz 的标准传感器，使其朝向对侧颞骨的乳突。如果操作员经验丰富，大约 50-60% 的观测结果可以在 NC 附近记录到来自透明隔膜的反射信号。在这种情况下，辅助参考点是来自侧脑室颞角的明显更强大且恒定的信号，通常比来自透明隔膜的信号远 3-5 毫米。确定来自透明隔膜的信号后，将传感器从毛发部分的边缘逐渐移向“耳垂线”。在这种情况下，需要定位由第三脑室和松果体反射的M回波的中后部。这部分的研究要简单得多。当传感器位于外耳道上方3-4厘米、前方1-2厘米处时，最容易检测到M回波——位于第三脑室和松果体在颞骨上的投影区。放置在该区域可以记录到最强的中位回波，其脉动幅度也最高。

因此，M 回声的主要特征包括优势、明显的线性延伸和与侧面信号相比更明显的搏动。M 回声的另一个特征是 M 回声距离从前到后增加 2-4 毫米（在约 88% 的患者中检测到）。这是因为绝大多数人的头骨呈卵圆形，即极叶（前额和后脑勺）的直径小于中央叶（顶叶和颞区）。因此，对于颞叶间距（或换句话说，终端复合体）为 14 厘米的健康人来说，左右透明隔膜的距离为 6.6 厘米，第三脑室和松果体的距离为 7 厘米。

EchoES 的主要目标是尽可能准确地确定 M 回波距离。应反复仔细地识别 M 回波并测量到中线结构的距离，尤其是在疑难病例中。另一方面，在典型情况下，由于没有病理，M 回波模式非常简单且刻板，因此其解释并不困难。为了准确测量距离，必须将 M 回波前缘的底部与参考标记清晰地对齐，并在左右两侧交替放置。需要注意的是，通常有几种回波图选项。

检测到M回声后，测量其宽度，测量时先将标记移至前方，再移至后前方。值得注意的是，H. Pia于1968年通过比较脑超声检查结果与气脑造影和病理形态学研究结果，得出了颞叶间径与第三脑室宽度之间关系的数据，这些数据与CT数据具有良好的一致性。

第三脑室宽度与颞叶间距离的关系

第三脑室宽度，mm	颞叶间尺寸，厘米
3.0	12.3
4.0	13.0-13.9
4.6	14.0-14.9
5.3	15.0-15.9
6.0	16.0-16.4

然后记录侧向信号的存在、数量、对称性和幅度。回声信号脉动的幅度计算如下。在屏幕上接收到感兴趣信号的图像（例如第三脑室）后，通过改变按压力和倾斜角度，我们找到传感器在头皮上的一个位置，在该位置该信号的幅度最大。然后在心里将脉动复合体分成百分比，使得脉搏的峰值对应于 0%，底值对应于 100%。脉搏峰值在其最小幅度值处的位置将显示信号脉动幅度的大小，以百分比表示。标准被认为是 10-30% 的脉动幅度。一些家用脑回声仪具有以图形方式记录反射信号脉动幅度的功能。为此，在定位第三脑室时，计数标记被精确地置于 M 回波的前沿下方，从而突出显示所谓的探测脉冲，之后设备切换到脉动复合记录模式。

值得注意的是，记录脑回声搏动是脑回声检查的一个独特但明显被低估的机会。已知在收缩和舒张期间，在不可拉伸的颅腔内，伴随颅内血液的节律性振荡，会发生连续的介质体积振荡。这会导致脑室系统相对于换能器固定光束的边界发生变化，并以回声搏动的形式记录下来。许多研究人员已经注意到脑血流动力学的静脉成分对回声搏动的影响。特别是，有人指出绒毛丛起着泵的作用，将脑脊液从脑室吸入椎管方向，并在颅内系统-椎管水平产生压力梯度。 1981 年，研究人员在模拟脑水肿加重的狗身上进行了一项实验研究，连续测量动脉、静脉和脑脊液压力，监测回声搏动，并对头部主要血管进行超声多普勒图 (USDG)。实验结果令人信服地证明了颅内压值、M 回声搏动的性质和幅度以及脑内外动脉和静脉循环指标之间的相互依赖性。随着脑脊液压力适度增加，第三脑室（通常为一个狭缝状、壁几乎平行的腔体）会适度扩张。获得幅度适度增加的反射信号的可能性非常大，这在回声脉搏图上表现为搏动增加 50-70%。当颅内压升高幅度更大时，通常会记录到一种完全不寻常的回声搏动特征，这种搏动并非与心脏收缩节律同步（正常情况下），而是“颤动”（波动）。颅内压显著升高时，静脉丛会塌陷。因此，由于脑脊液流出严重受阻，脑室会过度扩张并呈圆形。此外，在非对称性脑积水病例中，这种情况通常出现在大脑半球的单侧体积增大中，脱位的侧脑室会压迫同侧的门罗室间孔，导致脑脊液流对第三脑室对侧壁的冲击力急剧增加，从而引起脑室震颤。因此，根据超声多普勒成像和经颅多普勒超声检查（TCDG）的数据，在第三脑室和侧脑室急剧扩张，并伴有颅内静脉循环障碍的背景下，用简单易行的方法记录到M回声颤动现象，是闭塞性脑积水的一个极具特征性的症状。

脉冲模式结束后，传感器切换到透射模式，其中一个传感器发射信号，另一个传感器接收穿过矢状结构后的信号。这是一种对颅骨“理论”中线的检查，如果中线结构没有位移，则来自颅骨“中部”的信号将与M回波前缘最后一次探测时留下的测距标记完全重合。

当M回波发生位移时，其值计算如下：从到M回波的较大距离(a)中减去较小距离(b)，然后将所得差值除以二。之所以除以2，是因为在测量到中线结构的距离时，相同的位移会被计算两次：一次是将其加到到理论矢状面的距离上（从较大距离的一侧计算），另一次是从理论矢状面的距离中减去（从较小距离的一侧计算）。

厘米=（ab）/ 2

为了正确解释脑超声数据，确定 M 回声错位在生理学上可接受的限度至关重要。LR Zenkov (1969) 在解决这个问题上功不可没，他令人信服地证明，不超过 0.57 毫米的 M 回声偏差应被视为可接受的。他认为，如果位移超过 0.6 毫米，则发生体积变化的概率为 4%；M 回声偏移 1 毫米，该数字将升至 73%，偏移 2 毫米则将升至 99%。尽管有些作者认为这种相关性有些夸大，但从这项经过血管造影和外科手术仔细验证的研究中，可以明显看出，研究人员在多大程度上犯了错误，认为 2-3 毫米的位移在生理上是可以接受的。这些作者大大缩小了脑超声的诊断范围，人为地排除了大脑半球受损时应检测到的微小位移。

脑超声检查诊断大脑半球肿瘤

在外耳道上方区域测定M回波时，位移的大小取决于肿瘤沿半球长轴的位置。颞叶肿瘤的位移最大（平均11毫米）和顶叶肿瘤的位移最大（平均7毫米）。当然，极叶肿瘤（枕叶肿瘤5毫米）和额叶肿瘤（额叶肿瘤4毫米）的位移较小。位于中部的肿瘤可能没有位移或位移不超过2毫米。位移的大小与肿瘤的性质之间没有明确的关系，但一般而言，良性肿瘤的位移平均（7毫米）小于恶性肿瘤的位移（11毫米）。

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脑回声镜检查在半球卒中中的应用

脑超声检查对半球中风的目的如下。

• 粗略判断急性脑血管意外的性质。
• 评估消除脑水肿的效果。
• 预测中风（尤其是出血）的病程。
• 确定神经外科干预的适应症。
• 评价手术治疗的有效性。

最初，有一种观点认为，93％的大脑半球出血病例会伴有M回声移位，而在缺血性中风中移位的发生率不超过6％。后来，仔细验证的观察表明，这种方法并不准确，因为大脑半球梗塞更容易引起中线结构移位 - 高达20％的病例。在评估脑回声镜能力时出现如此显著差异的原因是许多研究人员犯了方法论错误。首先，他们低估了发病率、临床表现性质和脑回声镜检查时间之间的关系。在急性脑血管意外的最初几个小时内进行脑回声镜检查但没有进行动态观察的作者确实注意到大多数大脑半球出血患者都有中线结构移位，而在脑梗塞中没有中线结构移位。然而，每日监测显示，如果脑出血的特征是中风后立即发生移位（平均5毫米），那么在脑梗塞的情况下，20%的患者在24-42小时后会出现M-echo移位（平均1.5-2.5毫米）。此外，一些作者认为超过3毫米的移位具有诊断意义。显然，在这种情况下，脑回声镜的诊断能力被人为低估了，因为恰恰在缺血性中风中，移位通常不超过2-3毫米。因此，在诊断半球卒中时，M回声位移是否存在的标准并非绝对可靠，但一般认为，半球出血通常会导致M回声位移（平均5毫米），而脑梗死则不伴有位移，或位移不超过2.5毫米。已证实，脑梗死中，中线结构位移最明显的表现是颈内动脉血栓形成时间较长，伴有Willis环断裂。

关于脑内血肿病程的预后，我们发现出血的部位、大小、发展速度与M回声位移的大小和动态之间存在明显的相关性。因此，如果M回声位移小于4毫米，且没有并发症，该疾病通常在生存和功能恢复方面都较为理想。相反，如果中线结构位移5-6毫米，死亡率会增加45-50%，或者会残留明显的局部症状。如果M回声位移超过7毫米（死亡率为98%），预后几乎完全不乐观。值得注意的是，CT和脑超声检查在出血预后方面的现代对比数据证实了这些长期获得的数据。因此，对急性脑血管意外患者进行反复的脑回声检查，尤其是与超声多普勒/经颅多普勒超声心动图（TCDG）结合使用，对于无创评估血液和脑脊液循环障碍的动态至关重要。特别是，一些关于中风的临床和仪器监测研究表明，重度颅脑外伤患者和急性脑血管意外进展期患者均以所谓的发作（即突发反复的缺血性脑脊液动力危机）为特征。这些发作通常发生在黎明前，并且根据一些观察结果，在出现血液突破脑室系统并伴有急剧静脉回流现象（有时还会出现颅内血管混响）的临床表现之前，会出现水肿加重（M回声偏移）以及第三脑室出现“颤动”回声搏动的情况。因此，这种简单易行的全面超声监测患者状况可以作为重复 CT/MRI 和与血管外科医生会诊以确定减压开颅手术是否合适的有力依据。

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创伤性脑损伤的脑超声检查

目前，道路交通事故已被认定为主要死亡原因之一（主要为创伤性脑损伤）。我们运用脑回声镜和超声多普勒检查了1500多例重度创伤性脑损伤患者（并将结果与CT/MRI数据、外科手术和/或尸检结果进行比较），结果表明，这些方法在识别创伤性脑损伤并发症方面具有很高的信息量。创伤性硬膜下血肿的超声现象有三联征：

• 血肿对侧M回声位移3-11毫米；
• 在最后的复合波之前存在信号，从未受影响的半球一侧观察时，直接从脑膜血肿反射回来；
• 通过超声多普勒检查发现患侧眼静脉有强大的逆流。

通过记录上述超声现象，在 96% 的病例中可以确定鞘下积血的存在、侧面和大致大小。因此，一些作者认为，所有即使是轻度 TBI 的患者都必须进行脑回声镜检查，因为在没有亚临床创伤性脑膜血肿的情况下永远无法完全确定。在绝大多数无并发症的 TBI 病例中，这种简单的程序可以显示完全正常的图像或轻微的颅内压升高的间接征象（M 回声脉动幅度增加但没有移位）。同时，关于昂贵的 CT/MRI 是否合适的重要问题也得到了解决。因此，在诊断复杂性 TBI 时，当脑压迫征象增多有时没有时间或机会进行 CT 扫描，而钻孔减压可以挽救患者时，脑回声镜检查基本上是首选方法。正是这种一维脑超声检查的应用为 L. Leksell 带来了如此高的声誉，他的研究被同时代人称为“颅内病变诊断的一场革命”。我们在急诊医院神经外科使用脑回声镜的亲身经历（在 CT 引入临床实践之前）证实了超声定位这种病理的高信息量。脑回声镜识别脑膜血肿的准确率（与临床表现和常规 X 线数据相比）超过 92%。此外，在一些观察中，临床和仪器对外伤性脑膜血肿定位的确定结果存在差异。当 M 回声明显移位到未受累半球时，局灶性神经系统症状不是在已识别血肿的对侧，而是在同侧。这与传统的局部诊断原则相悖，以至于超声脑镜专家有时不得不费尽心思才能避免在锥体偏瘫对侧进行计划的开颅手术。因此，除了识别血肿外，超声脑镜还能清晰地确定病变的侧向，从而避免手术治疗中的严重失误。血肿同侧出现锥体症状，可能是由于脑部剧烈的侧向移位伴随大脑脚脱位，大脑脚被压在脑幕切迹的锐利边缘上。

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脑积水的超声脑镜检查

脑积水综合征可伴发于任何病因的颅内病变。使用脑回声镜检测脑积水的算法基于评估透射法测量的M回声信号与侧脑室反射信号的相对位置（鞍中指数）。该指数的值与侧脑室扩张程度成反比，计算公式如下。

SI=2DT/ _DV2 DV1

其中：SI为鞍中指数；DT为采用透射检查法至头部理论中线的距离；DV ₁和DV ₂为至侧脑室的距离。

E. Kazner（1978）通过比较脑超声检查数据与气脑造影结果，指出成人SI正常值>4，4.1至3.9为正常值边缘值；低于3.8为病理性值。近年来，这些指标与CT结果显示出高度相关性。

高血压脑积水综合征的典型超声症状：

• 扩展并分裂至第三脑室信号的基部；
• 增加横向信号的幅度和范围；
• M 回波脉动的放大和/或波动性质；
• 根据超声多普勒和经颅压多普勒显示循环阻力指数增加；
• 记录颅外和颅内血管（尤其是眼眶静脉和颈静脉）的静脉循环。

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脑超声检查的潜在误差来源

根据大多数在常规和急诊神经内科使用超声脑镜经验丰富的作者的评估，该研究在确定幕上体积性病变的存在和侧向方面准确率为92-97%。值得注意的是，即使是最有经验的研究人员，在检查急性脑损伤（急性脑血管意外，TBI）患者时，假阳性或假阴性结果的发生率也最高。严重的脑水肿，尤其是不对称的脑水肿，会给超声脑图的解读带来极大的困难：由于存在多个附加反射信号，且颞角肥大尤为明显，因此很难清晰地确定M-echo的前部。

在双侧半球病灶（最常见的是肿瘤转移）的罕见情况下，由于两个半球的形成“平衡”，不存在 M 回声位移，导致不存在体积过程的假阴性结论。

对于伴有闭塞性对称性脑积水的脑幕下肿瘤，当第三脑室壁之一占据了反射超声的最佳位置时，可能会出现中线结构移位的错觉。记录M回波的波动性脉动有助于正确识别脑干病变。