圍產(chǎn)兒腦損傷｜多普勒超聲監(jiān)測(cè)新生兒腦血流動(dòng)力學(xué)的研究進(jìn)展(完整版)

1、圍產(chǎn)兒腦損飭I多普勒超聲監(jiān)測(cè)新生兒腦血流動(dòng)力學(xué)的研究進(jìn)展(完整版)新生兒腦發(fā)育不成熟，腦血流自動(dòng)調(diào)節(jié)能力有限，窒息、感染、早 產(chǎn)等多種因素均可導(dǎo)致腦血流動(dòng)力學(xué)紊亂，嚴(yán)重持久的腦血流動(dòng)力學(xué) 紊亂可引起腦出血或缺血性損傷，并導(dǎo)致遠(yuǎn)期神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙。 監(jiān)測(cè)新生兒腦血流動(dòng)力學(xué)的變化，對(duì)預(yù)防和減少因腦血流動(dòng)力學(xué)紊亂 引起的腦損傷具有重要意義。目前新生兒腦血流監(jiān)測(cè)手段較有限, 彩色多普勒超聲(color Doppler ultrasound )是一項(xiàng)可實(shí)時(shí)、無(wú)創(chuàng) 評(píng)估腦血流動(dòng)力學(xué)的技術(shù)。目前新生兒可利用經(jīng)前因二維超聲疊加彩 色多普勒以及經(jīng)顱多普勒(transcranial Doppler, TCD )超

2、聲的方法 監(jiān)測(cè)腦血流變化，兩者的工作原理雖類似，但TCD在成人及兒童中應(yīng) 用更為廣泛，在成人腦血管疾病篩查、腦血流監(jiān)測(cè)及神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后評(píng) 估中有重要價(jià)值，得到了較好的應(yīng)用3-5。近年來(lái)，多普勒超聲越來(lái)越 多地被應(yīng)用于新生兒腦血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)，學(xué)者們也建議將監(jiān)測(cè)的腦血 流動(dòng)力學(xué)變化作為新生兒缺氧缺血性腦病(hypoxic-ischemic encephalopathy, HE )的超聲診斷依據(jù)之一。現(xiàn)將多普勒超聲在 新生兒腦血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期指導(dǎo)臨床。一、多普勒超聲監(jiān)測(cè)腦血流的發(fā)展史1982年挪威學(xué)者Rune Aaslid利用脈沖低頻超聲通過(guò)適當(dāng)聲窗探 測(cè)顱內(nèi)血流情況，發(fā)明了

3、TCD并將其應(yīng)用于臨床，經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展， 其臨床價(jià)值已得到全球范圍內(nèi)的廣泛認(rèn)同，對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄的診斷和 具有腦卒中高危風(fēng)險(xiǎn)的卵圓孔未閉的篩查也先后被寫(xiě)入美國(guó)和歐洲的 腦卒中指南回叫TCD于1989年引入我國(guó)，目前已建立了適于我國(guó) 的基本操作規(guī)范及診斷標(biāo)準(zhǔn)劃，并廣泛應(yīng)用于顱內(nèi)動(dòng)脈病變?cè)\斷、溶 栓治療效果評(píng)估、顱內(nèi)壓及微栓子監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域在兒科領(lǐng)域，開(kāi) 展了對(duì)包括煙霧病和煙霧綜合征等腦血管病變?cè)趦?nèi)的檢測(cè)、顱內(nèi)壓監(jiān) 測(cè)和腦死亡判定等相關(guān)研究【16-17，均取得了較好的應(yīng)用效果。TCD在 新生兒臨床領(lǐng)域應(yīng)用不久，就開(kāi)始了早產(chǎn)兒及足月兒大腦中動(dòng)脈血流 速度的探測(cè)，而后則聯(lián)合實(shí)時(shí)顱腦超聲，對(duì)新生兒腦積水及顱內(nèi)

4、壓升 高情況進(jìn)行評(píng)估劃,還用于新生兒腦梗死的診斷口叫經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展, 目前TCD在兒科領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但也存在設(shè)備配備不足和操 作人員經(jīng)驗(yàn)欠缺等問(wèn)題2叫二、常用檢查方法、聲窗和觀察指標(biāo)多普勒超聲的基本原理是超聲探頭發(fā)出一定頻率和聲強(qiáng)的脈沖超 聲波，聲波被流動(dòng)的紅細(xì)胞反射回探頭，利用不同聲窗探測(cè)顱內(nèi)不同 血管的血流,并根據(jù)多普勒效應(yīng)計(jì)算出相應(yīng)血流參數(shù)，進(jìn)而對(duì)顱內(nèi)動(dòng) 脈的血流動(dòng)力學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)。新生兒檢查時(shí)一般取仰臥位，保持安靜， 必要時(shí)檢查前可予以鎮(zhèn)靜，檢測(cè)時(shí)血流信號(hào)保持恒定至少15 s后進(jìn)行 各參數(shù)測(cè)量，首次檢查宜在生后12 h內(nèi)進(jìn)行，動(dòng)態(tài)檢查更有意義0】。檢查時(shí)需注意探頭放置位置和超聲束投射

5、的方向和角度，盡可能使 聲波與血流束方向間的夾角在030。，主要檢查窗口包括以下幾個(gè) 口叫(1 )顆因窗：分前、中、后3個(gè)聲窗，分別檢測(cè)大腦中動(dòng)脈、 前動(dòng)脈、后動(dòng)脈和頸內(nèi)動(dòng)脈末段，采樣深度設(shè)置為2535 mm ; (2) 眼窗：探頭置于閉合的眼瞼上，檢測(cè)眼動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈虹吸部的血流 情況；(3)枕窗：探頭置于枕骨粗隆下方，檢測(cè)雙側(cè)椎動(dòng)脈、小腦后 下動(dòng)脈和基底動(dòng)脈的情況,采樣深度設(shè)置為2735 mm ; ( 4 )新生 兒因前因未閉，通過(guò)前因聲窗，利用二維超聲基礎(chǔ)上疊加彩色多普勒 的方法監(jiān)測(cè)腦血流狀況，采樣深度設(shè)置為5572 mm。常用的觀察血流參數(shù)指標(biāo)有以下幾個(gè)。(1 )采樣深度：依據(jù)血管 解

6、剖結(jié)構(gòu)決定監(jiān)測(cè)采樣深度。(2 )血流速度：通常以速度單位cm/s 表示，包括:收縮期峰值流速systolic velocity( Vs )或peak systolic velocity ( PSV )為心臟左心室收縮期內(nèi)受檢血管的血流速度；平均 血流速度(mean velocity, Vm )為心動(dòng)周期內(nèi)受檢血管平均血流速 度；舒張末期流速end of diastolic velocity ( Vd )或 end-diastolic velocity ( EDV )為心臟左室舒張期末受檢血管的血流速度。(3 )血 流方向：通常根據(jù)探頭與紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系確定，紅細(xì)胞朝 向探頭為正向，背離

7、探頭為負(fù)向。(4 )血管搏動(dòng)指數(shù)(pulsatility index, PI )和阻力指數(shù)(resistance index, RI )均為評(píng)價(jià)顱內(nèi)動(dòng)脈彈性和血 管阻力及腦血流灌注狀態(tài)的指標(biāo)PI= ( Vs-Vd ) /Vm、RI= ( Vs-Vd ) / Vs。( 5 )血流頻譜形態(tài)：血流頻譜的形態(tài)反映血液在血管內(nèi)流動(dòng)的狀態(tài)，低阻力頻譜通常見(jiàn)于大動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄、畸形等，而高阻力頻 譜通常見(jiàn)于顱內(nèi)壓增高、動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄22。三、多普勒超聲對(duì)新生兒腦血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用.中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾?。憾嗥绽粘暱捎糜谛律鷥褐袠猩窠?jīng) 感染后的腦血流監(jiān)測(cè)。在急性感染期，因顱內(nèi)炎癥，可出現(xiàn)顱內(nèi)血管 收縮、血流速

8、度增快，表現(xiàn)為Vd和Vm增加；感染伴發(fā)腦室炎時(shí)， 腦脊液中微粒(白細(xì)胞或紅細(xì)胞)增多，TCD可檢測(cè)到腦室中的流動(dòng) 腦脊液，且顱內(nèi)動(dòng)脈Vs和Vm明顯增加；嚴(yán)重感染后出現(xiàn)腦脊液循 環(huán)障礙、顱內(nèi)壓升高,顱內(nèi)血管Vs和Vd下降，RI升高【2叫 同時(shí)， 通過(guò)測(cè)量顱內(nèi)壓情況,可區(qū)分顱內(nèi)壓升高所致的腦積水與正常顱內(nèi)壓 下的腦萎縮性腦室擴(kuò)張【24】。此外，Shimy等125利用TCD技術(shù)監(jiān)測(cè)了 96例敗血癥新生兒的大腦前、中動(dòng)脈的Vs、Vd及RI等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn) 敗血癥及中毒性腦病新生兒大腦前動(dòng)脈和中動(dòng)脈Vs、Vd升高，RI降 低，說(shuō)明全身重癥感染對(duì)新生兒腦血流循環(huán)可產(chǎn)生影響。.顱內(nèi)出血：腦血流減少、全身循環(huán)血流

9、波動(dòng)、腦血管自動(dòng)調(diào)節(jié)功 能受損，是導(dǎo)致新生兒顱內(nèi)出血的常見(jiàn)原因，利用多普勒技術(shù)早期發(fā) 現(xiàn)腦血流動(dòng)力學(xué)的變化并及時(shí)干預(yù),可減少顱內(nèi)出血的發(fā)生。Rhee 等261對(duì)186例胎齡(26.22.0 )周、出生體重(824237 ) g的早 產(chǎn)兒進(jìn)行研究，在生后1周動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)早產(chǎn)兒的動(dòng)脈血壓，并利用TCD 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)大腦中動(dòng)脈血流速度，觀察腦血流及壓力的變化與顱內(nèi)出血 的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)臨界關(guān)閉壓(critical closing pressure, CrCP ) 和舒張期閉合壓差(diastolic closing margin, DCM )即有效灌注壓, 與顱內(nèi)出血密切相關(guān)；經(jīng)多因素回歸分析，發(fā)現(xiàn)DCM

10、升高與顱內(nèi)出 血密切相關(guān)，且DCM每升高1 mmHg ( 1 mmHg = 0.133 kPa ), 顱內(nèi)出血的風(fēng)險(xiǎn)增加15% ;同時(shí),5 min Apgar評(píng)分降低、Vm升高、 平均動(dòng)脈壓降低也與顱內(nèi)出血密切相關(guān)。另外，腦血管痙攣是各種腦 損傷或者腦出血等造成的腦血管收縮，可引起腦血流減少甚至腦缺血。 Eisenhut和Choudhury便刀通過(guò)利用動(dòng)物模型、TCD監(jiān)測(cè)腦血流以 及檢測(cè)腦脊液代謝物等方法，發(fā)現(xiàn)早產(chǎn)兒顱內(nèi)出血時(shí)，可通過(guò)血紅蛋 白誘導(dǎo)炎性介質(zhì)白細(xì)胞介素-1的釋放和一氧化氮的過(guò)度消耗，導(dǎo)致腦 血管痙攣及相關(guān)神經(jīng)功能障礙；而通過(guò)解除腦室內(nèi)出血性腦脊液循環(huán) 梗阻、抗炎、擴(kuò)血管等治療，可

11、預(yù)防和減輕腦血管痙攣，降低腦損傷 的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。.顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)：顱內(nèi)壓升高，常因腦實(shí)質(zhì)腫脹、間質(zhì)性或血管源 性腦水腫及腦血容量改變等引起，是一種可能導(dǎo)致嚴(yán)重后遺癥甚至死 亡的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。早產(chǎn)兒腦室內(nèi)出血，可導(dǎo)致腦脊液循環(huán)障礙， 出現(xiàn)顱內(nèi)壓升高、腦室擴(kuò)張，超過(guò)50%的早產(chǎn)兒腦室內(nèi)出血存活者可 存在神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥，而腦出血后的腦積水則常需行腦室-腹腔分流術(shù) 等治療，有效的顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)對(duì)于是否需行腦室引流術(shù)以及手術(shù)時(shí)機(jī)的 選擇，均具有積極指導(dǎo)意義3-2叫目前常用的顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)方法包括有 創(chuàng)的腰椎穿刺腦脊液測(cè)壓及腦室測(cè)壓等直接測(cè)壓法，但這些方法均具 有較大創(chuàng)傷性及感染風(fēng)險(xiǎn)；但視覺(jué)誘發(fā)電位、視神經(jīng)鞘直徑測(cè)量

12、等間 接無(wú)創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測(cè)法的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性較差3。而新生兒前因未閉, 可作為良好的聲窗，利用多普勒測(cè)量顱內(nèi)動(dòng)脈血流速度評(píng)估顱內(nèi)壓。 顱內(nèi)壓升高時(shí)，腦室擴(kuò)張和顱內(nèi)動(dòng)脈Vd降低，導(dǎo)致RI和PI升高， 但動(dòng)脈導(dǎo)管未閉、低血容量和血二氧化碳分壓低等異常，也可降低顱 內(nèi)動(dòng)脈的Vd ,導(dǎo)致顱內(nèi)壓的監(jiān)測(cè)存在一定的誤差。有研究發(fā)現(xiàn)，若動(dòng) 脈導(dǎo)管已關(guān)閉，RI0.85則提示顱內(nèi)壓升高z RI1.0則提示患兒顱 內(nèi)血流灌注障礙】。臨床可利用TCD監(jiān)測(cè)顱內(nèi)動(dòng)脈血流速度作為評(píng)估顱內(nèi)壓力的替代 方法：顱內(nèi)壓升高會(huì)影響腦血管血流速度，因此頸內(nèi)動(dòng)脈顱內(nèi)段Vs 較顱外段升高是顱內(nèi)壓升高的早期表現(xiàn)；而前因門(mén)緊張伴顱內(nèi)血管Vd 降低

13、、RI升高，則提示顱骨順應(yīng)性消失和顱內(nèi)壓進(jìn)一步升高3紇4. HIE :圍產(chǎn)期窒息導(dǎo)致的H正是引起新生兒早期死亡和嚴(yán)重傷殘 的重要原因之一。多普勒超聲顯示HIE患兒腦血流速度明顯加快或減 慢、舒張期逆灌注或無(wú)灌注、RI明顯增高或降低等對(duì)新生兒腦損傷的 診斷和預(yù)后判斷有重要提示意義，而出現(xiàn)無(wú)效性腦血流或血流信號(hào)消 失，則可能提示不可逆的腦損傷甚至腦死亡133】。Wu等34的研究納 入了 20例胎齡(38.82.0 )周、出生體重(3 346695 ) g的H正 患兒，在進(jìn)行亞低溫治療時(shí),連續(xù)監(jiān)測(cè)患兒血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，如心率、 平均動(dòng)脈血壓、心輸出量、動(dòng)脈氧飽和度、腎臟和腦組織氧飽和度等, 并利用多普

14、勒超聲監(jiān)測(cè)腦血流情況，發(fā)現(xiàn)治療后逐步復(fù)溫過(guò)程中，大 腦中動(dòng)脈Vs也逐步增加，如聯(lián)合腦組織血氧飽和度監(jiān)測(cè)，可有效監(jiān) 測(cè)H正患兒的腦血流變化以及亞低溫等治療手段的效果。.評(píng)估動(dòng)脈導(dǎo)管未閉(patent ductus arteriosusz PDA )對(duì)腦血 流的影響：有血流動(dòng)力學(xué)意義的PDA( hemodynamically significant PDA, hsPDA )被認(rèn)為是影響早產(chǎn)兒腦灌注的因素之一。有研究發(fā)現(xiàn) hsPDA不僅可導(dǎo)致新生兒各種并發(fā)癥，也可導(dǎo)致新生兒腦血流改變 135-3% TCD監(jiān)測(cè)到hsPDA患兒大腦中動(dòng)脈、前動(dòng)脈和頸內(nèi)動(dòng)脈末段 RI升高和Vm降低，可能與PDA分流所致的

15、竊血引起的腦灌注減少、 氧供減少、區(qū)域腦氧合水平降低有關(guān)，進(jìn)而導(dǎo)致大腦中動(dòng)脈RI升高。 hsPDA對(duì)腦血流動(dòng)力學(xué)的影響，在生后3 d內(nèi)的早產(chǎn)兒更為顯著 137-3叫利用TCD監(jiān)測(cè)PDA對(duì)腦血流的影響，也有助于指導(dǎo)治療。Bravo 等【39】研究發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用布洛芬關(guān)閉PDA后24 h ,應(yīng)用多普勒測(cè)定顱 內(nèi)動(dòng)脈RI0.74 ,是中-大型PDA治療有效的監(jiān)測(cè)指標(biāo),其靈敏度 (82% )及特異度(72% )均較高;Kim等40將11 3例胎齡23-29 周的早產(chǎn)兒，根據(jù)PDA的大小，分為無(wú)-小型、中型、大型PDA組共 3組，在生后1周內(nèi)動(dòng)態(tài)評(píng)估PDA、動(dòng)脈血壓等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)3組患兒 動(dòng)脈收縮壓、舒張壓

16、、平均動(dòng)脈壓之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且大型 PDA組的新生兒血壓最低，但收縮期、舒張期各組早產(chǎn)兒大腦血流速 度間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，各組間CrCP和DCM亦無(wú)差異，提示腦自 動(dòng)調(diào)節(jié)功能可能在維持腦血流穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用。.神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后評(píng)估：目前TCD技術(shù)的PI、RI等反映腦血管阻 力的參數(shù)，不僅被用于評(píng)價(jià)腦血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，有時(shí)也被用來(lái)評(píng)估神 經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后，低RI值( 0.55 )常與較差的神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后有關(guān)。Kumar 等對(duì)50例H正新生兒在生后72 h內(nèi)進(jìn)行了大腦前動(dòng)脈RI測(cè)量， 發(fā)現(xiàn)其中25例（50%）患兒的RI異常（0.55或0.80），其612 月齡死亡及神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加；但一項(xiàng)

17、納入23項(xiàng)研究 共2 095例早產(chǎn)兒的meta分析，卻未發(fā)現(xiàn)常規(guī)使用RI或其他TCD 衍生參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)早產(chǎn)兒神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后的證據(jù)42。.其他：Jani等14刃利用心臟超聲、TCD及腦組織氧合監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì) 40例胎齡（26.71.6）周、出生體重（855.25190.70） g的早產(chǎn) 兒進(jìn)行前瞻性研究，探索輸注紅細(xì)胞對(duì)大腦循環(huán)系統(tǒng)的影響，分別在 輸血前、輸血結(jié)束即刻及輸血后24 h動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)腦組織氧合指數(shù)、大腦 前動(dòng)脈及中動(dòng)脈的流速和心輸出量等，發(fā)現(xiàn)輸血結(jié)束即刻及輸血24 h 后，患兒大腦RI、PI及右室輸出量均顯著改善，但腦組織氧合指數(shù)無(wú) 顯著變化，提示輸血雖未改善早產(chǎn)兒的腦組織氧合指數(shù)，但提高了腦

18、動(dòng)脈血流量和心輸出量。Zamora等處利用多普勒超聲對(duì)36例接受 體夕卜膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation, ECMO ） 治療的患兒進(jìn)行了研究，每日分別在按壓和不按壓前因門(mén)狀態(tài)下，測(cè) 量顱內(nèi)動(dòng)脈的RI值，同時(shí)記錄患兒ECMO輔助治療的年齡、性別、 胎齡、分娩方式、適應(yīng)證、ECMO類型及持續(xù)時(shí)間等，發(fā)現(xiàn)RI值的 變異幅度與患兒的腦血管并發(fā)癥發(fā)生有一定相關(guān)性，ECMO輔助治療 的前5 d內(nèi)RI值的變異性較大，為10%或更高，與腦血管并發(fā)癥發(fā) 生風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。四、多普勒超聲監(jiān)測(cè)腦血流臨床應(yīng)用的不足與展望多普勒超聲監(jiān)測(cè)腦血流技術(shù)簡(jiǎn)單直觀，是一種非侵入性、無(wú)輻射的 技術(shù)，可根據(jù)各參數(shù)的變