经颅多普勒超声在新生儿缺氧缺血性脑病诊治中的应用进展

马骥 马苏亚

新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）是由于围生期窒息、缺氧缺血所致的新生儿脑病，临床上主要表现为意识障碍、肌张力异常等中枢神经系统症状，发生率在活产儿中为4‰～ 6‰，是引起新生儿死亡和远期神经系统后遗症的主要原因之一。HIE 起病急、进展快，预后差异较大，轻度预后较好，中重度致残致死率较高，即使存活也多留有神经系统后遗症。2018年昆士兰HIE指南提出应在新生儿状态稳定后尽快对其进行HIE 程度评估，对符合亚低温治疗标准的患儿应及时给予亚低温治疗以提高中重度HIE患儿的存活率并改善其神经系统预后。目前临床上主要依据临床特征对HIE患儿进行诊断分度，由于新生儿脑损伤早期临床表现缺乏特异性，因此影像学评估十分必要。目前常用的影像学检查方法主要包括CT、磁共振以及超声检查，其中超声检查具有安全无创、操作简便、可实时床旁检查等优势，在HIE病程早期即可开始应用；且HIE 患者脑血流动力学的改变往往先于形态学和临床表现的异常，超声多普勒技术可通过监测患儿脑血流动力学的异常变化来评估其脑损伤程度，在临床的应用日益广泛。本文就经颅多普勒超声（TCD）在新生儿HIE诊治中的应用进展作一综述。

1 TCD

1.1 起源  传统观念认为超声波无法穿透颅骨，超声检查在颅脑病变中的应用一直受到限制。新生儿由于颅骨发育不成熟，可利用尚未闭合的骨缝为声窗进行超声检查。1982 年Aaslid 等利用低频超声波穿透入颅并测量脑血流动力学变化的多普勒信号，即TCD。TCD 是一种安全无创、能实时监测脑血流动力学改变并获得其血流频谱参数的检查方法，在HIE 患儿的诊断及治疗随访中发挥着重要作用。

1.2 成像原理及常用测量参数  TCD探测脑血流动力学改变的成像基础是超声波的多普勒效应，即声源与接收器发生相对运动时，接收到的声波频率与声源发射频率存在差异的现象。当应用于人体内血管时，超声波遇到红细胞发生散射现象，由于血液流动与声源产生相对运动，探头发射的声波频率与红细胞背向散射回探头的频率发生变化，当红细胞朝向探头运动时频率增高，产生正向多普勒频移，当红细胞背离探头运动时频率减低，产生负向多普勒频移，检测这种频移并予以显示即为多普勒超声。依据声波发射及显像方式的不同可分为连续波多普勒、脉冲波多普勒、彩色多普勒血流显像及彩色多普勒能量图，前两种又称为频谱多普勒超声。通过多普勒频移公式fd =（2×V×Ft×cos ）/C 可以获得感兴趣血管的血流速度，其中“V”代表红细胞的运动速度，“Ft”代表探头的发射频率，“C”代表声波在组织内的传播速度，“ ”代表声束与血流方向的夹角。当声束与血流方向平行时，多普勒频移最大，所测得流速最接近于真实血流速度。

大脑中动脉（MCA）为颈内动脉在颅内的直接延伸，是供应大脑半球最为重要的颅内血管，其供血量约占大脑半球血供的80%，当发生窒息缺氧时MCA血流动力学变化最为敏感。新生儿由于MCA 变异较少位置相对固定，经颞窗探测MCA的成功率可达90%以上，且经颞窗扫查时MCA血流方向与声束方向近似于平行，所获得的测量速度近似于真实血流流速，故临床多选择MCA 为HIE 时主要观察的血管。TCD 可通过监测一系列血流频谱参数来评估HIE 患儿脑血流灌注情况，主要包括收缩期峰值血流速度（PSV）、舒张末期血流速度（EDV）、平均流速（MFV）以及由血流速度计算所得的衍生参数，包括血管阻力指数（RI），RI=（PSV―EDV）/PSV，血管搏动指数（PI），PI=（PSV―EDV）/MFV 等。

2 HIE 脑血流动力学特点

2.1 正常新生儿脑血流动力学特点  正常情况下脑血管具备自主调节功能，即当平均动脉血压在50 ～150 mmHg（1 mmHg≈0.133 kPa）范围内波动时，脑内小动脉可通过收缩、舒张的方式改变脑血管阻力使脑血流量维持恒定。新生儿在出生后即具备这种自主调节能力，当平均动脉血压下降时脑内小动脉舒张，平均动脉血压增加时脑内小动脉收缩来维持脑血流量的稳态保护大脑不受损伤。但由于新生儿脑血管管壁发育不完善，其调节范围具有一定的限制，当超出脑血管自主调节的范围时即形成“压力被动依赖性”脑血流。当脑血流量降低时脑灌注不足，引起缺氧缺血性脑损伤；当脑血流量增加时脑灌注过多，引起脑水肿等损伤。

2.2 HIE新生儿脑血流动力学特点  围生期窒息是HIE 发生的主要原因，由于窒息导致大脑缺氧缺血，脑血管的自主调节功能被破坏，脑血流动力学发生改变是HIE 发生、发展的病理生理基础。HIE 脑血流动力学改变主要包括3 个阶段：（1）异常阻力增高导致的“持续性低灌注”。HIE 早期脑血流的调节主要以血管阻力改变为基础，由于低氧、高碳酸血症等因素作用引起血管内皮细胞受损肿胀、血管周围星形细胞水肿、脑血管管腔狭窄闭塞，脑血管处于高度痉挛状态，脑血管阻力增加，异常增高的阻力将导致持续性低灌注，脑血流量明显减少。（2）异常阻力下降导致的“压力被动依赖性”脑血流。随着缺氧的进一步发展，脑血管的自主调节功能被破坏，脑的小动脉失去对灌注压和CO2 浓度变化的反应能力，大脑血管逐渐从痉挛过度到麻痹状态，形成“压力被动依赖性”脑血流，脑血流量将随着平均动脉压的变化而变化。当外周血压降低时，脑血流灌注不足，酸性代谢产物增加，钠泵及钙泵失衡，自由基及兴奋性氨基酸增加，造成缺氧缺血性脑损害；当外周血压增高时，脑血流过度灌注，引起脑出血及再灌注损伤。（3）病程3 ～5 d 脑血流逐渐开始恢复：随着新生儿脑血流自主调节功能的逐步恢复，脑血流灌注可逐步恢复正常。

3 TCD 在HIE 诊治中的应用

3.1 TCD 在HIE早期诊断中的应用  

脑组织对窒息引起的缺氧最为敏感，从新生儿发生窒息缺氧到脑损伤开始出现前是临床可实施有效干预的最佳时期，应在此阶段早期发现新生儿缺氧缺血并予以纠正，避免其进一步进展为中重度HIE。HIE 时脑血流动力学的变化多先于临床症状的出现，应用TCD监测脑血流动力学状态的改变在HIE的早期诊断中具有重要的价值。（1）血流速度变化：PSV 与血压、心排血量、大血管顺应性等密切相关，而EDV 除了与血压、心排血量相关，还可反映小血管顺应性及血管远端阻力的大小。新生儿脑血管发育不完善，在HIE 脑损伤早期，脑血流的细微波动即可导致血流速度发生改变，主要表现为脑血流速度的减慢，TCD可通过检测脑血流速度的变化早期发现HIE。（2）阻力指数（RI）变化：HIE 早期脑血管处于高度痉挛状态，脑血流的调节以阻力增加为主，RI是反映脑血管顺应性及远端血管阻力大小的参数，RI 异常升高提示血管阻力增加，在HIE 的早期诊断中有重要价值。研究发现在出生后24 h 内，HIE 患儿脑血管RI值显著高于正常新生儿，并且这种RI 值的异常增高可从生后24 h 一直持续到生后48 h 内。因此在HIE早期脑血流动力学的异常主要表现为脑血流速度的下降及阻力指数的增高，早期行TCD 检查可为HIE的早期诊断提供重要的参考依据。

3.2 TCD 在HIE 临床分度及预后评估中的应用

早期准确的临床分度有助于HIE脑损伤程度及预后的判断，TCD 检查通过监测脑血流动力学相关参数的改变可有效评估HIE 脑损伤程度并判断其预后。（1）RI 不同：正常足月新生儿脑动脉RI 值在0.6 ～0.8，RI异常增大或减小均提示存在脑血管自主调节功能受损。研究发现，不同临床分度的HIE 患儿之间RI 值也存在显著差异，随着HIE 病情的加重，RI值亦呈上升趋势，两者呈线性相关。当RI ＞ 0.7 即提示轻度HIE 的存在，RI 在0.75 ～ 0.8 多为中度HIE，RI ＞ 0.9 提示重度HIE。此外RI 值亦与生存率成负相关，可将RI 作为评估预后的指标之一。当RI ＞ 0.9 时，脑血管痉挛严重，脑灌注量明显减少，脑损伤严重，患儿死亡率显著上升；当RI＞ 1.0 预示脑死亡；同时在部分重症HIE 患儿也可观察到RI 异常降低的现象，可能与脑血管麻痹导致脑血管扩张有关。因此RI 可作为评估HIE 严重程度并判断预后的指标，RI 异常升高或降低均提示脑血流自主调节功能紊乱及HIE 预后不良。（2）血流速度不同：脑血流速度的变化与HIE 病情严重程度具有相关性，缺氧缺血程度越重，血流速度下降越明显，尤其是舒张期流速下降对病情判断更有价值。在生后24 h内，TCD 检查即可发现不同临床分度的HIE 患儿之间脑血流速度存在显著差异，且随着HIE程度加重，血流速度呈下降趋势，中重度组脑血流速度要明显低于轻度组。此外脑血流速度的变化还与HIE 患儿的预后密切相关，一项针对HIE 患儿的前瞻性研究表明，预后越好的患儿其脑血流速度越接近正常水平，而预后越差者其脑血流速度变化越显著。（3）血流频谱形态不同：研究显示中重度HIE 患儿多可见舒张期频谱形态的异常，当舒张期血流信号消失或为负数，频谱表现为低矮的“单峰”形，说明病情严重；同时频谱收缩峰“圆钝”，多与严重窒息所致的心肌损害有关。总之，随着HIE 病情的加重，患儿脑血流速度呈下降趋势，而RI 则呈升高趋势。

3.3 TCD 在HIE 动态监测及治疗随访中的应用

HIE患儿在出生后不同时间段内脑血流动力学状态是动态变化的，对临床疑诊或确诊为HIE 的患儿应在出生后连续动态监测其脑血流动力学变化情况以了解脑血流灌注及脑血流的自主调节功能，为临床治疗及预后评估提供有力证据。TCD 是动态观察HIE时脑血流动力学改变最有效的检查方法，在HIE的临床监测及治疗随访中有重要的应用价值。

目前临床上HIE的治疗方式主要包括支持治疗及亚低温治疗等，其中亚低温治疗可显著降低中重度HIE 患儿的死亡率并改善其神经系统预后。TCD检查可通过动态监测亚低温治疗过程中脑血流动力学状态来评估患儿脑损伤病情变化并反映患儿治疗后的转归情况，是HIE 追踪监测及治疗随访的首选方式。Ho 等回顾性分析了26 例在窒息后6 h 内即实施亚低温治疗的中重度HIE 患儿TCD检查结果，分析其在亚低温治疗过程中血流动力学变化与脑损伤程度的关系，结果显示在治疗过程中脑血流速度的变化较RI 值对脑损伤程度及预后判断的敏感性更高，其中大脑中动脉的MFV 异常升高、降低甚至消失与脑损伤关系最为密切。Lin 等回顾性分析了17 例复苏后实施亚低温治疗的HIE患儿，认为TCD检查可提供亚低温治疗前、治疗中及复温阶段脑血流灌注的动态变化信息，在亚低温治疗过程中TCD表现为舒张期血流反向甚至消失时，患儿预后多较差，而在复温阶段血流速度及RI值表现为正常的患儿预后多较好。因此在亚低温治疗过程中早期实施连续动态的TCD监测可为HIE的治疗及预后评估提供有效帮助。

综上所述，TCD 检查可用于新生儿HIE 脑损伤的评估，可动态观察HIE 患儿的病情变化过程，在HIE 的早期诊断、临床分度及后期的治疗随访中具有重要的应用价值。

原文来源：马骥，马苏亚，宁波市鄞州区第二医院，经颅多普勒超声在新生儿缺氧缺血性脑病诊治中的应用进展[J]，现代实用医学，2020，32(11):1308-1310

平博网页版,平博（中国）平博（中国）TCD

平博网页版,平博（中国）平博（中国）公司是一家专业从事神经科学领域相关医疗设备研发、生产、销售、服务于一体的国家高新技术企业。超声经颅多普勒血流分析仪系列是主要产品线之一。

公司用户覆盖全球三十多个国家和地区，在中国、美国、韩国等国际主流市场占有率领先，国内用户超万家。在超声经颅多普勒血流分析仪领域，国内市场占有率超过50%！

平博网页版,平博（中国）平博（中国）公司也是《中华人民共和国医药行业标准（YY/T 0593-2015代替YY 0593-2005）：超声经颅多普勒血流分析仪Ultrasound Transcranial Doppler System》修订工作的主要执行者。

点击跳转链接，查看平博网页版,平博（中国）平博（中国）TCD系列产品