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

圍產(chǎn)兒腦損傷｜多普勒超聲監(jiān)測新生兒腦血流動力學(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)致腦血流動力學(xué)紊亂，嚴(yán)重持久的腦血流動力學(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[1]。監(jiān)測新生兒腦血流動力學(xué)的變化，對預(yù)防和減少因腦血流動力學(xué)紊亂引起的腦損傷具有重要意義[2]。目前新生兒腦血流監(jiān)測手段較有限，彩色多普勒超聲（colorDopplerultrasound）是一項可實(shí)時、無創(chuàng)評估腦血流動力學(xué)的技術(shù)。目前新生兒可利用經(jīng)前囟二維超聲疊加彩色多普勒以及經(jīng)顱多普勒（transcranialDoppler,TCD）超聲的方法監(jiān)測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)測及神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后評估中有重要價值，得到了較好的應(yīng)用[3-5]。近年來，多普勒超聲越來越多地被應(yīng)用于新生兒腦血流動力學(xué)監(jiān)測，學(xué)者們也建議將監(jiān)測的腦血流動力學(xué)變化作為新生兒缺氧缺血性腦?。╤ypoxic-ischemicencephalopathy,HIE）的超聲診斷依據(jù)之一[6]。現(xiàn)將多普勒超聲在新生兒腦血流動力學(xué)監(jiān)測中的應(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)測腦血流的發(fā)展史1982年挪威學(xué)者RuneAaslid利用脈沖低頻超聲通過適當(dāng)聲窗探測顱內(nèi)血流情況發(fā)明了TCD并將其應(yīng)用于臨床[7]經(jīng)過不斷的發(fā)展，其臨床價值已得到全球范圍內(nèi)的廣泛認(rèn)同，對顱內(nèi)動脈狹窄的診斷和具有腦卒中高危風(fēng)險的卵圓孔未閉的篩查也先后被寫入美國和歐洲的腦卒中指南[8-9]。TCD于1989年引入我國，目前已建立了適于我國的基本操作規(guī)范及診斷標(biāo)準(zhǔn)[10]，并廣泛應(yīng)用于顱內(nèi)動脈病變診斷、溶栓治療效果評估、顱內(nèi)壓及微栓子監(jiān)測等領(lǐng)域[11-15]。在兒科領(lǐng)域，開展了對包括煙霧病和煙霧綜合征等腦血管病變在內(nèi)的檢測、顱內(nèi)壓監(jiān)測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，就開始了早產(chǎn)兒及足月兒大腦中動脈血流速度的探測，而后則聯(lián)合實(shí)時顱腦超聲，對新生兒腦積水及顱內(nèi)壓升高情況進(jìn)行評估[18]，還用于新生兒腦梗死的診斷[19]。經(jīng)過不斷發(fā)展，目前TCD在兒科領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛但也存在設(shè)備配備不足和操作人員經(jīng)驗(yàn)欠缺等問題[20]。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，聲波被流動的紅細(xì)胞反射回探頭，利用不同聲窗探測顱內(nèi)不同血管的血流，并根據(jù)多普勒效應(yīng)計算出相應(yīng)血流參數(shù)，進(jìn)而對顱內(nèi)動脈的血流動力學(xué)進(jìn)行評價。新生兒檢查時一般取仰臥位，保持安靜，必要時檢查前可予以鎮(zhèn)靜檢測時血流信號保持恒定至少15s后進(jìn)行各參數(shù)測量，首次檢查宜在生后12h內(nèi)進(jìn)行，動態(tài)檢查更有意義[21]。檢查時需注意探頭放置位置和超聲束投射的方向和角度盡可能使聲波與血流束方向間的夾角在0~30°，主要檢查窗口包括以下幾個[10]。（1）顳囟窗：分前、中、后3個聲窗，分別檢測大腦中動脈、前動脈、后動脈和頸內(nèi)動脈末段，采樣深度設(shè)置為25~35mm（2）眼窗：探頭置于閉合的眼瞼上，檢測眼動脈、頸內(nèi)動脈虹吸部的血流情況；（3）枕窗：探頭置于枕骨粗隆下方，檢測雙側(cè)椎動脈、小腦后下動脈和基底動脈的情況，采樣深度設(shè)置為27~35mm；（4）新生兒因前囟未閉，通過前囟聲窗，利用二維超聲基礎(chǔ)上疊加彩色多普勒的方法監(jiān)測腦血流狀況，采樣深度設(shè)置為55~72mm。常用的觀察血流參數(shù)指標(biāo)有以下幾個。（1）采樣深度：依據(jù)血管解剖結(jié)構(gòu)決定監(jiān)測采樣深度。（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[systolicvelocit（Vs或peaksystolicvelocity（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（meanvelocity,Vm）為心動周期內(nèi)受檢血管平均血流速度；舒張末期流速[endofdiastolicvelocit（Vd或end-diastolicvelocit（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)動方向之間的關(guān)系確定，紅細(xì)胞朝向探頭為正向背離探頭為負(fù)向（4血管搏動指（pulsatilityindex,PI）和阻力指數(shù)（resistanceindex,RI）均為評價顱內(nèi)動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)流動的狀態(tài)，低阻力頻譜通常見于大動脈嚴(yán)重狹窄、畸形等，而高阻力頻譜通常見于顱內(nèi)壓增高、動脈嚴(yán)重狹窄[22]。三、多普勒超聲對新生兒腦血流動力學(xué)監(jiān)測的應(yīng)用1.中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾病：多普勒超聲可用于新生兒中樞神經(jīng)感染后的腦血流監(jiān)測。在急性感染期，因顱內(nèi)炎癥，可出現(xiàn)顱內(nèi)血管收縮、血流速度增快，表現(xiàn)為Vd和Vm增加；感染伴發(fā)腦室炎時，腦脊液中微粒（白細(xì)胞或紅細(xì)胞）增多，TCD可檢測到腦室中的流動腦脊液，且顱內(nèi)動脈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[23]。同時，通過測量顱內(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[25]利用TCD技術(shù)監(jiān)測了96例敗血癥新生兒的大腦前、中動脈的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脈和中動脈Vs、Vd升高，RI降低，說明全身重癥感染對新生兒腦血流循環(huán)可產(chǎn)生影響。2.顱內(nèi)出血：腦血流減少、全身循環(huán)血流波動、腦血管自動調(diào)節(jié)功能受損，是導(dǎo)致新生兒顱內(nèi)出血的常見原因，利用多普勒技術(shù)早期發(fā)現(xiàn)腦血流動力學(xué)的變化并及時干預(yù)，可減少顱內(nèi)出血的發(fā)生。Rhee等[26]對186例胎齡（26.2±2.0）周、出生體重（824±237）g的早產(chǎn)兒進(jìn)行研究，在生后1周動態(tài)監(jiān)測早產(chǎn)兒的動脈血壓，并利用TCD動態(tài)監(jiān)測大腦中動脈血流速度，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（criticalclosingpressure,CrCP）和舒張期閉合壓（diastolicclosingmargin,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升高與顱內(nèi)出血密切相關(guān)，且DCM每升高1mmHg（1mmHg＝0.133kPa），顱內(nèi)出血的風(fēng)險增加15%同時5minApgar評分降低Vm升高、平均動脈壓降低也與顱內(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[27]通過利用動物模型、TCD監(jiān)測腦血流以及檢測腦脊液代謝物等方法，發(fā)現(xiàn)早產(chǎn)兒顱內(nèi)出血時，可通過血紅蛋白誘導(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，可預(yù)防和減輕腦血管痙攣，降低腦損傷的發(fā)生風(fēng)險。3.顱內(nèi)壓監(jiān)測：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)測對于是否需行腦室引流術(shù)以及手術(shù)時機(jī)的選擇，均具有積極指導(dǎo)意義[28-29]。目前常用的顱內(nèi)壓監(jiān)測方法包括有創(chuàng)的腰椎穿刺腦脊液測壓及腦室測壓等直接測壓法，但這些方法均具有較大創(chuàng)傷性及感染風(fēng)險；但視覺誘發(fā)電位、視神經(jīng)鞘直徑測量等間接無創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測法的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性較差[30]。而新生兒前囟未閉，可作為良好的聲窗，利用多普勒測量顱內(nèi)動脈血流速度評估顱內(nèi)壓。顱內(nèi)壓升高時，腦室擴(kuò)張和顱內(nèi)動脈Vd降低，導(dǎo)致RI和PI升高，但動脈導(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)動脈的Vd，導(dǎo)致顱內(nèi)壓的監(jiān)測存在一定的誤差。有研究發(fā)現(xiàn)，若動脈導(dǎo)管已關(guān)閉，RI＞0.85則提示顱內(nèi)壓升高，RI＞1.0則提示患兒顱內(nèi)血流灌注障礙[31]。臨床可利用TCD監(jiān)測顱內(nèi)動脈血流速度作為評估顱內(nèi)壓力的替代方法：顱內(nèi)壓升高會影響腦血管血流速度，因此頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段Vs較顱外段升高是顱內(nèi)壓升高的早期表現(xiàn)而前囟門緊張伴顱內(nèi)血管Vd降低、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[32]。4.HIE圍產(chǎn)期窒息導(dǎo)致的HIE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、舒張期逆灌注或無灌注、RI明顯增高或降低等對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)無效性腦血流或血流信號消失，則可能提示不可逆的腦損傷甚至腦死亡[33]。Wu等[34]的研究納入了20例胎齡（38.8±2.0）周、出生體重（3346±695）g的HIE患兒，在進(jìn)行亞低溫治療時，連續(xù)監(jiān)測患兒血流動力學(xué)指標(biāo)，如心率、平均動脈血壓、心輸出量、動脈氧飽和度、腎臟和腦組織氧飽和度等，并利用多普勒超聲監(jiān)測腦血流情況，發(fā)現(xiàn)治療后逐步復(fù)溫過程中，大腦中動脈Vs也逐步增加，如聯(lián)合腦組織血氧飽和度監(jiān)測，可有效監(jiān)測HIE患兒的腦血流變化以及亞低溫等治療手段的效果。5.評估動脈導(dǎo)管未閉（patentductusarteriosus,PDA）對腦血流的影響有血流動力學(xué)意義的PD（hemodynamicallysignificantPDA,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[35-36]。TCD監(jiān)測到hsPDA患兒大腦中動脈、前動脈和頸內(nèi)動脈末段RI升高和Vm降低可能與PDA分流所致的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)致大腦中動脈RI升高。hsPDA對腦血流動力學(xué)的影響，在生后3d內(nèi)的早產(chǎn)兒更為顯著[37-38]利用TCD監(jiān)測PDA對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24h，應(yīng)用多普勒測定顱內(nèi)動脈RI≥0.74，是中-大型PDA治療有效的監(jiān)測指標(biāo)，其靈敏度（82%）及特異度（72%）均較高Kim等[40]將113例胎齡23~29周的早產(chǎn)兒，根據(jù)PDA的大小，分為無-小型、中型、大型PDA組共3組，在生后1周內(nèi)動態(tài)評估PDA、動脈血壓等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)3組患兒動脈收縮壓、舒張壓、平均動脈壓之間的差異有統(tǒng)計學(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統(tǒng)計學(xué)意義，各組間CrCP和DCM亦無差異，提示腦自動調(diào)節(jié)功能可能在維持腦血流穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用。6.神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后評估：目前TCD技術(shù)的PI、RI等反映腦血管阻力的參數(shù)，不僅被用于評價腦血流動力學(xué)狀態(tài)，有時也被用來評估神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后低RI（＜0.55常與較差的神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后有關(guān)Kumar等[41]對50例HIE新生兒在生后72h內(nèi)進(jìn)行了大腦前動脈RI測量，發(fā)現(xiàn)其中25（50%患兒的RI異（＜0.55或＞0.80其6~12月齡死亡及神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥的風(fēng)險明顯增加；但一項納入23項研究共2095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)來預(yù)測早產(chǎn)兒神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后的證據(jù)[42]。7.其他：Jani等[43]利用心臟超聲、TCD及腦組織氧合監(jiān)測技術(shù)對40例胎齡（26.7±1.6）周、出生體重（855.25±190.70）g的早產(chǎn)兒進(jìn)行前瞻性研究，探索輸注紅細(xì)胞對大腦循環(huán)系統(tǒng)的影響，分別在輸血前輸血結(jié)束即刻及輸血后24h動態(tài)監(jiān)測腦組織氧合指數(shù)大腦前動脈及中動脈的流速和心輸出量等發(fā)現(xiàn)輸血結(jié)束即刻及輸血24h后，患兒大腦RIPI及右室輸出量均顯著改善，但腦組織氧合指數(shù)無顯著變化，提示輸血雖未改善早產(chǎn)兒的腦組織氧合指數(shù)，但提高了腦動脈血流量和心輸出量。Zamora等[44]利用多普勒超聲對36例接受體外膜肺氧合（extracorporealmembraneoxygenation,ECMO）治療的患兒進(jìn)行了研究，每日分別在按壓和不按壓前囟門狀態(tài)下，測量顱內(nèi)動脈的RI值，同時記錄患兒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5d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)險增加相關(guān)。四、多普勒超聲監(jiān)測腦血流臨床應(yīng)用的不足與展望多普勒超聲監(jiān)測腦血流技術(shù)簡單直觀是一種非侵