超聲監(jiān)測(cè)胎兒及新生兒腦血流進(jìn)展

余 倩，王 冬，姜 嵐

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲科，重慶 400016)

腦血流動(dòng)力學(xué)異常在一定程度上影響腦和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育，是導(dǎo)致兒童神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良的最常見(jiàn)原因[1]，且受?chē)a(chǎn)期疾病影響較大。貧血、胎兒生長(zhǎng)受限(fetal growth restriction, FGR)、缺氧缺血性腦病(hypoxie-ischemic encephalopathy, HIE)和先天性心臟病(congenital heart disease， CHD)常伴腦血流異常。目前監(jiān)測(cè)腦血流的影像學(xué)方法主要包括MRI、近紅外光譜和多普勒超聲。MRI是理想的腦成像技術(shù)，如相位對(duì)比電影MRI可量化嬰幼兒腦血流[2]，但受掃描時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)偽影及便捷性差的影響，其臨床應(yīng)用不及超聲廣泛。近紅外光譜在檢測(cè)高危新生兒腦血流方面占據(jù)主導(dǎo)地位，但對(duì)于自動(dòng)調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)閾值仍待進(jìn)一步研究[3]。隨著影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物醫(yī)學(xué)光聲成像[4]和超聲造影[5]也已用于監(jiān)測(cè)胎兒和新生兒腦血流，但前者存在誘導(dǎo)光能的安全性和侵入性等問(wèn)題，在高危胎兒中應(yīng)用較少。本文就多普勒超聲監(jiān)測(cè)胎兒及新生兒腦血流進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 腦血流病理生理機(jī)制

胎兒腦動(dòng)脈結(jié)構(gòu)及功能與成人不同，如軟腦膜血管被認(rèn)為是腦血流自動(dòng)調(diào)節(jié)的主要部位，周細(xì)胞不僅是構(gòu)成血腦屏障的主要細(xì)胞，還能控制中樞神經(jīng)系統(tǒng)毛細(xì)血管的直徑，以響應(yīng)神經(jīng)活動(dòng)變化[6]。在胎兒向新生兒過(guò)渡期間，胎盤(pán)與體循環(huán)離斷，肺開(kāi)始通氣，房間隔水平分流通道閉合，肺血管阻力急劇下降，整個(gè)體循環(huán)出現(xiàn)的上述變化可致腦血流出現(xiàn)輕微波動(dòng)[7]。正常情況下，腦血流自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制能夠確保過(guò)渡期腦血流與腦氧合穩(wěn)定進(jìn)行，但當(dāng)肺血管阻力未正常下降或其他因素導(dǎo)致血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定時(shí)，則可能出現(xiàn)大腦血流自動(dòng)調(diào)節(jié)失衡和腦灌注不足等問(wèn)題。

人腦發(fā)育受區(qū)域性腦血流量改變的影響，且胎兒/新生兒腦血流量也會(huì)因胎齡/生長(zhǎng)發(fā)育不同而有所差異，如2歲前腦血流量可隨腦體積增長(zhǎng)而增加[2]。早產(chǎn)兒大腦島葉、前扣帶回皮質(zhì)及聽(tīng)覺(jué)皮質(zhì)腦血流量顯著降低[8]，與其語(yǔ)言和聽(tīng)覺(jué)能力較差有關(guān)[9]。相關(guān)基礎(chǔ)研究[10]證實(shí)，胎兒期腦灌注異?？芍履X和神經(jīng)發(fā)育異常，并與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)。

2 超聲監(jiān)測(cè)胎兒腦血流

2.1 貧血 紅細(xì)胞同種異體免疫疾病胎兒常出現(xiàn)貧血，其中的胎母輸血綜合征(fetomaternal hemorrhage， FMH)和雙胎貧血-紅細(xì)胞增多序列征(twin anemia-polycythemia sequence， TAPS)較為罕見(jiàn)[11]。DIVAKARAN等[12]研究發(fā)現(xiàn)，以大腦中動(dòng)脈(middle cerebral artery， MCA)收縮期峰值速度(peak systolic velocity， PSV)預(yù)測(cè)胎兒貧血的效果優(yōu)于肝臟長(zhǎng)度、脾周長(zhǎng)、臍靜脈及主動(dòng)脈流速：根據(jù)MCA-PSV高于中位數(shù)1.5倍能夠有效評(píng)估胎兒中度和重度貧血[13]。TOLLENAAR等[11]指出，單絨毛膜雙胎MCA-PSV差異(δMCA-PSV)與血紅蛋白差異呈正相關(guān)，且以δMCA-PSV高于中位數(shù)的0.5倍預(yù)測(cè)TAPS的準(zhǔn)確性更高。BENEVENTI等[14]定量觀(guān)察FMH并進(jìn)行臨床評(píng)估，發(fā)現(xiàn)MCA-PSV無(wú)法為檢出FMH提供有效信息；但亦有相反的報(bào)道[15]，認(rèn)為根據(jù)MCA-PSV異常增加聯(lián)合胎心監(jiān)護(hù)可大大提高FMH產(chǎn)前診斷率。

2.2 FGR 胎盤(pán)功能障礙是FGR最常見(jiàn)原因，發(fā)生FGR時(shí)，臍動(dòng)脈及MCA最先受累；臨床常以臍動(dòng)脈搏動(dòng)指數(shù)(pulse index， PI)增高、靜脈導(dǎo)管A波缺失/反向及MCA-PI降低初步預(yù)測(cè)FGR[16]。MA等[17]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GR MCA收縮期與舒張期峰值流速比值(S/D)、阻力指數(shù)(resistance index， RI)及PI均可隨缺氧加重而降低，且出生后Apgar評(píng)分較低，提示以上MCA指標(biāo)可用于預(yù)測(cè)妊娠結(jié)局。為提高FGR診斷率及預(yù)測(cè)率，有學(xué)者[18]提出將MCA與臍動(dòng)脈PI比值——腦胎盤(pán)比(cerebroplacental ratio， CPR)用于評(píng)估胎兒血流分布，高CPR可能與胎盤(pán)灌注受損和死產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)；但CPR測(cè)量誤差可致提前娩出胎兒決策，因此CPR不宜用于預(yù)測(cè)正常胎兒結(jié)局。STAMPALIJA等[19]的前瞻性研究結(jié)果顯示，MCA-PI和臍腦比(umbilicocerebral ratio， UCR)與圍產(chǎn)期結(jié)局的相關(guān)性更高，故認(rèn)為UCR可較CPR更好地識(shí)別胎兒血流異常變化。YU等[20]應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)小波轉(zhuǎn)換(empirical wavelet transform， EWT)算法，通過(guò)信號(hào)頻譜特性選擇一組帶通濾波器并確定其頻率范圍，結(jié)合線(xiàn)路跟蹤技術(shù)可提高脈沖多普勒測(cè)速精度，精確測(cè)量胎兒臍動(dòng)脈血流速度，進(jìn)而有效預(yù)測(cè)FGR。

3 超聲監(jiān)測(cè)新生兒腦血流

3.2 CHD 越來(lái)越多的證據(jù)表明，CHD患兒腦血流量在出生前即已出現(xiàn)異常[26]，出生后可出現(xiàn)腦血流量減少，進(jìn)而導(dǎo)致腦發(fā)育遲緩，如CHD胎兒CPR<1時(shí)，產(chǎn)后18個(gè)月認(rèn)知發(fā)育評(píng)分較低[27]。ZUN等[28]發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈導(dǎo)管未閉(patent ductus arteriosus， PDA)患兒腦血流量明顯減少，且以腦白質(zhì)和深灰質(zhì)最為顯著。ECKERSLEY等[29]指出，左心發(fā)育不全綜合征新生兒MCA的PI、RI與正常新生兒相近，接受米力農(nóng)藥物治療后其綜合心輸出量、MCA和腸系膜上動(dòng)脈血流速度增加，提示治療后氧氣輸送和血流灌注得到改善，而其PI和RI與治療前相比無(wú)顯著變化，與新生兒期腦保護(hù)效應(yīng)有關(guān)。RIOS等[30]的前瞻性研究結(jié)果顯示，卵圓孔未閉(patent foramen ovale， PFO)≥1.5 mm合并房間隔缺損(atrial septal defect， ASD)>1 mm患兒肺靜脈D波速度和左心室輸出量增加，且降主動(dòng)脈、腹主動(dòng)脈和MCA舒張末期血流反向率升高，腦室出血及腦室周?chē)踪|(zhì)軟化發(fā)生率增高。另有研究[31]發(fā)現(xiàn)持續(xù)性PFO和PDA可增加成人隱源性栓塞性卒中和慢性肺動(dòng)脈高壓發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。以上結(jié)果提示，超聲心動(dòng)圖發(fā)現(xiàn)患兒存在心內(nèi)分流時(shí)，雖應(yīng)以臨床隨訪(fǎng)觀(guān)察為主[32]，但因新生兒期是大腦快速發(fā)育時(shí)期，仍建議隨訪(fǎng)監(jiān)測(cè)腦血流，以便及時(shí)改善喂養(yǎng)方式或給予臨床干預(yù)[33]，以保證大腦正常發(fā)育。

4 小結(jié)

已有研究監(jiān)測(cè)胎兒和新生兒期腦血流，以期精準(zhǔn)診斷相關(guān)疾病，但尚缺乏對(duì)產(chǎn)前腦血流異常胎兒出生后腦血流變化的連續(xù)性評(píng)估。傳統(tǒng)腦血流監(jiān)測(cè)方法有助于了解相關(guān)疾病的血流動(dòng)力學(xué)變化。隨著超聲生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展和智能算法等新技術(shù)逐漸用于超聲評(píng)估血流動(dòng)力學(xué)，探索更多腦血流超聲參數(shù)和指標(biāo)已成為當(dāng)務(wù)之急。聯(lián)合產(chǎn)前和產(chǎn)后相關(guān)指標(biāo)，早期、精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和評(píng)估腦血流變化對(duì)胎兒/兒童生長(zhǎng)發(fā)育的影響，有助于了解何時(shí)存在潛在風(fēng)險(xiǎn)以及如何及時(shí)干預(yù)以降低或消除風(fēng)險(xiǎn)。