經顱多普勒超聲在新生兒缺氧缺血性腦病診治中的應用進展

馬驥 馬蘇亞

新生兒缺氧缺血性腦?。℉IE）是由于圍生期窒息、缺氧缺血所致的新生兒腦病，臨床上主要表現(xiàn)為意識障礙、肌張力異常等中樞神經系統(tǒng)癥狀，發(fā)生率在活產兒中為4‰～ 6‰，是引起新生兒死亡和遠期神經系統(tǒng)后遺癥的主要原因之一。HIE 起病急、進展快，預后差異較大，輕度預后較好，中重度致殘致死率較高，即使存活也多留有神經系統(tǒng)后遺癥。2018年昆士蘭HIE指南提出應在新生兒狀態(tài)穩(wěn)定后盡快對其進行HIE 程度評估，對符合亞低溫治療標準的患兒應及時給予亞低溫治療以提高中重度HIE患兒的存活率并改善其神經系統(tǒng)預后。目前臨床上主要依據(jù)臨床特征對HIE患兒進行診斷分度，由于新生兒腦損傷早期臨床表現(xiàn)缺乏特異性，因此影像學評估十分必要。目前常用的影像學檢查方法主要包括CT、磁共振以及超聲檢查，其中超聲檢查具有安全無創(chuàng)、操作簡便、可實時床旁檢查等優(yōu)勢，在HIE病程早期即可開始應用；且HIE 患者腦血流動力學的改變往往先于形態(tài)學和臨床表現(xiàn)的異常，超聲多普勒技術可通過監(jiān)測患兒腦血流動力學的異常變化來評估其腦損傷程度，在臨床的應用日益廣泛。本文就經顱多普勒超聲（TCD）在新生兒HIE診治中的應用進展作一綜述。

1 TCD

1.1 起源  傳統(tǒng)觀念認為超聲波無法穿透顱骨，超聲檢查在顱腦病變中的應用一直受到限制。新生兒由于顱骨發(fā)育不成熟，可利用尚未閉合的骨縫為聲窗進行超聲檢查。1982 年Aaslid 等利用低頻超聲波穿透入顱并測量腦血流動力學變化的多普勒信號，即TCD。TCD 是一種安全無創(chuàng)、能實時監(jiān)測腦血流動力學改變并獲得其血流頻譜參數(shù)的檢查方法，在HIE 患兒的診斷及治療隨訪中發(fā)揮著重要作用。

1.2 成像原理及常用測量參數(shù)  TCD探測腦血流動力學改變的成像基礎是超聲波的多普勒效應，即聲源與接收器發(fā)生相對運動時，接收到的聲波頻率與聲源發(fā)射頻率存在差異的現(xiàn)象。當應用于人體內血管時，超聲波遇到紅細胞發(fā)生散射現(xiàn)象，由于血液流動與聲源產生相對運動，探頭發(fā)射的聲波頻率與紅細胞背向散射回探頭的頻率發(fā)生變化，當紅細胞朝向探頭運動時頻率增高，產生正向多普勒頻移，當紅細胞背離探頭運動時頻率減低，產生負向多普勒頻移，檢測這種頻移并予以顯示即為多普勒超聲。依據(jù)聲波發(fā)射及顯像方式的不同可分為連續(xù)波多普勒、脈沖波多普勒、彩色多普勒血流顯像及彩色多普勒能量圖，前兩種又稱為頻譜多普勒超聲。通過多普勒頻移公式fd =（2×V×Ft×cos ）/C 可以獲得感興趣血管的血流速度，其中“V”代表紅細胞的運動速度，“Ft”代表探頭的發(fā)射頻率，“C”代表聲波在組織內的傳播速度，“ ”代表聲束與血流方向的夾角。當聲束與血流方向平行時，多普勒頻移最大，所測得流速最接近于真實血流速度。

大腦中動脈（MCA）為頸內動脈在顱內的直接延伸，是供應大腦半球最為重要的顱內血管，其供血量約占大腦半球血供的80%，當發(fā)生窒息缺氧時MCA血流動力學變化最為敏感。新生兒由于MCA 變異較少位置相對固定，經顳窗探測MCA的成功率可達90%以上，且經顳窗掃查時MCA血流方向與聲束方向近似于平行，所獲得的測量速度近似于真實血流流速，故臨床多選擇MCA 為HIE 時主要觀察的血管。TCD 可通過監(jiān)測一系列血流頻譜參數(shù)來評估HIE 患兒腦血流灌注情況，主要包括收縮期峰值血流速度（PSV）、舒張末期血流速度（EDV）、平均流速（MFV）以及由血流速度計算所得的衍生參數(shù)，包括血管阻力指數(shù)（RI），RI=（PSV―EDV）/PSV，血管搏動指數(shù)（PI），PI=（PSV―EDV）/MFV 等。

2 HIE 腦血流動力學特點

2.1 正常新生兒腦血流動力學特點  正常情況下腦血管具備自主調節(jié)功能，即當平均動脈血壓在50 ～150 mmHg（1 mmHg≈0.133 kPa）范圍內波動時，腦內小動脈可通過收縮、舒張的方式改變腦血管阻力使腦血流量維持恒定。新生兒在出生后即具備這種自主調節(jié)能力，當平均動脈血壓下降時腦內小動脈舒張，平均動脈血壓增加時腦內小動脈收縮來維持腦血流量的穩(wěn)態(tài)保護大腦不受損傷。但由于新生兒腦血管管壁發(fā)育不完善，其調節(jié)范圍具有一定的限制，當超出腦血管自主調節(jié)的范圍時即形成“壓力被動依賴性”腦血流。當腦血流量降低時腦灌注不足，引起缺氧缺血性腦損傷；當腦血流量增加時腦灌注過多，引起腦水腫等損傷。

2.2 HIE新生兒腦血流動力學特點  圍生期窒息是HIE 發(fā)生的主要原因，由于窒息導致大腦缺氧缺血，腦血管的自主調節(jié)功能被破壞，腦血流動力學發(fā)生改變是HIE 發(fā)生、發(fā)展的病理生理基礎。HIE 腦血流動力學改變主要包括3 個階段：（1）異常阻力增高導致的“持續(xù)性低灌注”。HIE 早期腦血流的調節(jié)主要以血管阻力改變?yōu)榛A，由于低氧、高碳酸血癥等因素作用引起血管內皮細胞受損腫脹、血管周圍星形細胞水腫、腦血管管腔狹窄閉塞，腦血管處于高度痙攣狀態(tài)，腦血管阻力增加，異常增高的阻力將導致持續(xù)性低灌注，腦血流量明顯減少。（2）異常阻力下降導致的“壓力被動依賴性”腦血流。隨著缺氧的進一步發(fā)展，腦血管的自主調節(jié)功能被破壞，腦的小動脈失去對灌注壓和CO2 濃度變化的反應能力，大腦血管逐漸從痙攣過度到麻痹狀態(tài)，形成“壓力被動依賴性”腦血流，腦血流量將隨著平均動脈壓的變化而變化。當外周血壓降低時，腦血流灌注不足，酸性代謝產物增加，鈉泵及鈣泵失衡，自由基及興奮性氨基酸增加，造成缺氧缺血性腦損害；當外周血壓增高時，腦血流過度灌注，引起腦出血及再灌注損傷。（3）病程3 ～5 d 腦血流逐漸開始恢復：隨著新生兒腦血流自主調節(jié)功能的逐步恢復，腦血流灌注可逐步恢復正常。

3 TCD 在HIE 診治中的應用

3.1 TCD 在HIE早期診斷中的應用  

腦組織對窒息引起的缺氧最為敏感，從新生兒發(fā)生窒息缺氧到腦損傷開始出現(xiàn)前是臨床可實施有效干預的最佳時期，應在此階段早期發(fā)現(xiàn)新生兒缺氧缺血并予以糾正，避免其進一步進展為中重度HIE。HIE 時腦血流動力學的變化多先于臨床癥狀的出現(xiàn)，應用TCD監(jiān)測腦血流動力學狀態(tài)的改變在HIE的早期診斷中具有重要的價值。（1）血流速度變化：PSV 與血壓、心排血量、大血管順應性等密切相關，而EDV 除了與血壓、心排血量相關，還可反映小血管順應性及血管遠端阻力的大小。新生兒腦血管發(fā)育不完善，在HIE 腦損傷早期，腦血流的細微波動即可導致血流速度發(fā)生改變，主要表現(xiàn)為腦血流速度的減慢，TCD可通過檢測腦血流速度的變化早期發(fā)現(xiàn)HIE。（2）阻力指數(shù)（RI）變化：HIE 早期腦血管處于高度痙攣狀態(tài)，腦血流的調節(jié)以阻力增加為主，RI是反映腦血管順應性及遠端血管阻力大小的參數(shù)，RI 異常升高提示血管阻力增加，在HIE 的早期診斷中有重要價值。研究發(fā)現(xiàn)在出生后24 h 內，HIE 患兒腦血管RI值顯著高于正常新生兒，并且這種RI 值的異常增高可從生后24 h 一直持續(xù)到生后48 h 內。因此在HIE早期腦血流動力學的異常主要表現(xiàn)為腦血流速度的下降及阻力指數(shù)的增高，早期行TCD 檢查可為HIE的早期診斷提供重要的參考依據(jù)。

3.2 TCD 在HIE 臨床分度及預后評估中的應用

早期準確的臨床分度有助于HIE腦損傷程度及預后的判斷，TCD 檢查通過監(jiān)測腦血流動力學相關參數(shù)的改變可有效評估HIE 腦損傷程度并判斷其預后。（1）RI 不同：正常足月新生兒腦動脈RI 值在0.6 ～0.8，RI異常增大或減小均提示存在腦血管自主調節(jié)功能受損。研究發(fā)現(xiàn)，不同臨床分度的HIE 患兒之間RI 值也存在顯著差異，隨著HIE 病情的加重，RI值亦呈上升趨勢，兩者呈線性相關。當RI ＞ 0.7 即提示輕度HIE 的存在，RI 在0.75 ～ 0.8 多為中度HIE，RI ＞ 0.9 提示重度HIE。此外RI 值亦與生存率成負相關，可將RI 作為評估預后的指標之一。當RI ＞ 0.9 時，腦血管痙攣嚴重，腦灌注量明顯減少，腦損傷嚴重，患兒死亡率顯著上升；當RI＞ 1.0 預示腦死亡；同時在部分重癥HIE 患兒也可觀察到RI 異常降低的現(xiàn)象，可能與腦血管麻痹導致腦血管擴張有關。因此RI 可作為評估HIE 嚴重程度并判斷預后的指標，RI 異常升高或降低均提示腦血流自主調節(jié)功能紊亂及HIE 預后不良。（2）血流速度不同：腦血流速度的變化與HIE 病情嚴重程度具有相關性，缺氧缺血程度越重，血流速度下降越明顯，尤其是舒張期流速下降對病情判斷更有價值。在生后24 h內，TCD 檢查即可發(fā)現(xiàn)不同臨床分度的HIE 患兒之間腦血流速度存在顯著差異，且隨著HIE程度加重，血流速度呈下降趨勢，中重度組腦血流速度要明顯低于輕度組。此外腦血流速度的變化還與HIE 患兒的預后密切相關，一項針對HIE 患兒的前瞻性研究表明，預后越好的患兒其腦血流速度越接近正常水平，而預后越差者其腦血流速度變化越顯著。（3）血流頻譜形態(tài)不同：研究顯示中重度HIE 患兒多可見舒張期頻譜形態(tài)的異常，當舒張期血流信號消失或為負數(shù)，頻譜表現(xiàn)為低矮的“單峰”形，說明病情嚴重；同時頻譜收縮峰“圓鈍”，多與嚴重窒息所致的心肌損害有關?？傊?，隨著HIE 病情的加重，患兒腦血流速度呈下降趨勢，而RI 則呈升高趨勢。

3.3 TCD 在HIE 動態(tài)監(jiān)測及治療隨訪中的應用

HIE患兒在出生后不同時間段內腦血流動力學狀態(tài)是動態(tài)變化的，對臨床疑診或確診為HIE 的患兒應在出生后連續(xù)動態(tài)監(jiān)測其腦血流動力學變化情況以了解腦血流灌注及腦血流的自主調節(jié)功能，為臨床治療及預后評估提供有力證據(jù)。TCD 是動態(tài)觀察HIE時腦血流動力學改變最有效的檢查方法，在HIE的臨床監(jiān)測及治療隨訪中有重要的應用價值。

目前臨床上HIE的治療方式主要包括支持治療及亞低溫治療等，其中亞低溫治療可顯著降低中重度HIE 患兒的死亡率并改善其神經系統(tǒng)預后。TCD檢查可通過動態(tài)監(jiān)測亞低溫治療過程中腦血流動力學狀態(tài)來評估患兒腦損傷病情變化并反映患兒治療后的轉歸情況，是HIE 追蹤監(jiān)測及治療隨訪的首選方式。Ho 等回顧性分析了26 例在窒息后6 h 內即實施亞低溫治療的中重度HIE 患兒TCD檢查結果，分析其在亞低溫治療過程中血流動力學變化與腦損傷程度的關系，結果顯示在治療過程中腦血流速度的變化較RI 值對腦損傷程度及預后判斷的敏感性更高，其中大腦中動脈的MFV 異常升高、降低甚至消失與腦損傷關系最為密切。Lin 等回顧性分析了17 例復蘇后實施亞低溫治療的HIE患兒，認為TCD檢查可提供亞低溫治療前、治療中及復溫階段腦血流灌注的動態(tài)變化信息，在亞低溫治療過程中TCD表現(xiàn)為舒張期血流反向甚至消失時，患兒預后多較差，而在復溫階段血流速度及RI值表現(xiàn)為正常的患兒預后多較好。因此在亞低溫治療過程中早期實施連續(xù)動態(tài)的TCD監(jiān)測可為HIE的治療及預后評估提供有效幫助。

綜上所述，TCD 檢查可用于新生兒HIE 腦損傷的評估，可動態(tài)觀察HIE 患兒的病情變化過程，在HIE 的早期診斷、臨床分度及后期的治療隨訪中具有重要的應用價值。

原文來源：馬驥，馬蘇亞，寧波市鄞州區(qū)第二醫(yī)院，經顱多普勒超聲在新生兒缺氧缺血性腦病診治中的應用進展[J]，現(xiàn)代實用醫(yī)學，2020，32(11):1308-1310

德力凱TCD

德力凱公司是一家專業(yè)從事神經科學領域相關醫(yī)療設備研發(fā)、生產、銷售、服務于一體的國家高新技術企業(yè)。超聲經顱多普勒血流分析儀系列是主要產品線之一。

公司用戶覆蓋全球三十多個國家和地區(qū)，在中國、美國、韓國等國際主流市場占有率領先，國內用戶超萬家。在超聲經顱多普勒血流分析儀領域，國內市場占有率超過50%！

德力凱公司也是《中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標準（YY/T 0593-2015代替YY 0593-2005）：超聲經顱多普勒血流分析儀Ultrasound Transcranial Doppler System》修訂工作的主要執(zhí)行者。

點擊跳轉鏈接，查看德力凱TCD系列產品