超聲在高危新生兒顱腦疾病的應(yīng)用及進(jìn)展

王小玲，葉 軍，邱鈞鈺，勒文文，鄧振宇，曾 君

（1.贛南醫(yī)學(xué)院2020級(jí)碩士研究生；2.贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科；3.贛南醫(yī)學(xué)院2019級(jí)碩士研究生，江西 贛州 341000）

隨著新生兒醫(yī)學(xué)的高速發(fā)展，高危新生兒是一個(gè)重大的公共衛(wèi)生問(wèn)題。有研究表明［1］，高危新生兒顱腦疾病及其并發(fā)癥導(dǎo)致的嬰兒死亡占整個(gè)嬰兒死亡的36%、出現(xiàn)腦癱的概率約占55%、神經(jīng)發(fā)育遲緩或自閉癥疾病譜系障礙大約為10%~20% 以及5% 出現(xiàn)認(rèn)知障礙。顱腦疾病的及時(shí)準(zhǔn)確診斷對(duì)治療、預(yù)后預(yù)測(cè)和指導(dǎo)長(zhǎng)期隨訪具有重要意義。新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房（Neonatal intensive care unit，NICU）的患兒大多危重，不宜移出保溫箱進(jìn)行放射學(xué)檢查，而超聲可以對(duì)危重患兒的重要器官結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行床旁實(shí)時(shí)評(píng)估，幫助完成有創(chuàng)的操作，并針對(duì)特定的臨床問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)檢查，結(jié)合臨床情況進(jìn)行反復(fù)評(píng)估。因此，在重癥醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。超聲檢查具有安全高效、無(wú)放射性輻射、檢查時(shí)新生兒幼小不需鎮(zhèn)靜、床旁快速檢查等優(yōu)點(diǎn)，可對(duì)顱腦疾病進(jìn)行定位和定性診斷。通過(guò)超聲定期復(fù)診可以動(dòng)態(tài)了解疾病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，對(duì)顱腦疾病早期診治具有重要價(jià)值。本文對(duì)超聲技術(shù)在高危新生兒顱腦疾病的應(yīng)用及進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 二維超聲（Ultrasound，US）

1980 年，BEN-ORA A 等［2］和BABCOCK D S 等［3］報(bào)道使用靜態(tài)B模式超聲掃描經(jīng)前囟獲取新生兒顱腦圖像。1981 年，GRANT EG 等［4］報(bào)道了首個(gè)使用前囟作為“聲窗”的多平面顱腦超聲實(shí)時(shí)成像。隨著實(shí)時(shí)灰度成像技術(shù)的發(fā)展，真正開(kāi)始了新生兒顱腦實(shí)時(shí)評(píng)估的時(shí)代。二維超聲（Ultrasound，US）是以灰階的灰度來(lái)表示其回聲強(qiáng)弱，不同性質(zhì)的病灶其回聲的強(qiáng)弱不一，能動(dòng)態(tài)觀察病灶的部位、范圍、回聲、形狀、內(nèi)部血流分布情況等，尤其是對(duì)高危新生兒顱腦疾病的變化過(guò)程及判斷預(yù)后是不可或缺的存在。US通過(guò)前囟獲得的冠狀面可見(jiàn)額葉、側(cè)腦室前后角和兩側(cè)大腦半球等腦部結(jié)構(gòu)，通過(guò)前囟獲得的矢狀面和旁矢狀面可見(jiàn)胼胝體、小腦、第四腦室、第三腦室、側(cè)腦室前后角和枕葉等顱腦結(jié)構(gòu)。US 通過(guò)側(cè)囟使用彩色多普勒成像獲得大腦中動(dòng)脈的血流頻譜。乳突囟可作為補(bǔ)充“聲窗”，可用于評(píng)估橫竇、乙狀竇和發(fā)現(xiàn)小腦出血。此外，超聲設(shè)備輕便、無(wú)放射性、檢查安全、便捷，且檢查費(fèi)用低廉，非常方便在NICU 實(shí)施床旁檢查，隨診檢查也極為方便。加拿大兒科學(xué)會(huì)［5］和美國(guó)兒科學(xué)會(huì)［6］建議使用US進(jìn)行高危新生兒顱腦疾病的常規(guī)篩查。

2 三維超聲（Three-dimensional ultrasound，3DUS）

1999 年NAGDYMAN N 等［7］第一次將三維超聲（Three-dimensional ultrasound，3DUS）應(yīng)用于新生兒顱腦組織的探查，開(kāi)啟了三維超聲在新生兒顱腦組織領(lǐng)域的新應(yīng)用。3DUS 使用算法在感興趣的體積內(nèi)快速自動(dòng)采集而獲取完整的數(shù)據(jù)集，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)解剖結(jié)構(gòu)和疾病實(shí)體的全面了解，以及重建掃描區(qū)域的立體結(jié)構(gòu)，大大提高顱腦疾病診斷的準(zhǔn)確性。2016 年，劉磊等［8］將3DUS 數(shù)據(jù)采集時(shí)間和US 操作時(shí)間相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)3DUS［（5.86±1.68）min］明顯快于US［（18.10±1.88）min］，減少新生兒暴露于保溫箱的時(shí)間且不影響診斷結(jié)果。KIM Y J 等［9］做了類似研究，結(jié)論一致。3DUS 還克服了二維超聲對(duì)大腦立體結(jié)構(gòu)測(cè)量的局限性，且有研究表明［10-11］，3DUS 用于測(cè)量側(cè)腦室容積和腦容積與磁共振有很好的一致性（r=0.992）。 2018 年，段淼等［12］應(yīng)用3DUS 定量評(píng)估新生兒顱腦出血，發(fā)現(xiàn)3DUS 與CT、MRI 在測(cè)量顱腦出血量方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且3DUS 診斷室管膜下出血和腦室內(nèi)出血的準(zhǔn)確率明顯高于CT。三維顱腦超聲應(yīng)結(jié)合二維超聲多方面對(duì)疾病進(jìn)行評(píng)估，可以在疾病發(fā)展早期對(duì)病灶進(jìn)行定量及定性分析，提高疾病診斷的靈敏度和特異性，對(duì)新生兒的顱腦疾病預(yù)后具有重要臨床價(jià)值［12］。

3 剪切波彈性成像（Shear wave elastography imaging，SWE）

在新生兒中，剪切波彈性成像（Shear wave elastog?raphy imaging，SWE）在肝、腎、甲狀腺和淋巴結(jié)等器官應(yīng)用廣泛［13］，但在顱腦方面還在初步階段中。SWE 是一種基于超聲的遠(yuǎn)程聲學(xué)觸診技術(shù)，可以提供對(duì)組織硬度的非侵入性和定量評(píng)估。SWE 是利用聚焦超聲束的輻射力在遠(yuǎn)處產(chǎn)生的剪切聲波來(lái)成像，從而顯示正常解剖結(jié)構(gòu)和勾勒出病變結(jié)構(gòu)和獲取組織硬度測(cè)量數(shù)值——剪切模量值。2011 年，MACé E 等［14］首次將SWE 應(yīng)用于小鼠顱腦組織，研究中對(duì)小鼠大腦的不同解剖區(qū)域進(jìn)行量化，發(fā)現(xiàn)小鼠大腦的剪切模量值范圍在2～25 kPa 之間，且可重復(fù)性好。XU ZS 等［15］將SWE 用于嚙齒動(dòng)物腦部疾?。ㄖ休p度創(chuàng)傷性腦損傷和缺血性卒中）的評(píng)估，研究表明，SWE 可以發(fā)現(xiàn)大腦中動(dòng)脈閉塞后小鼠雙側(cè)大腦半球間硬度值的差異和輕度顱腦損傷后24 h內(nèi)可觀察到大腦半球內(nèi)硬度值的變化，大腦半球間硬度值的變化可能反映了腦損傷的水腫和出血，為我們提供一種監(jiān)測(cè)腦外傷后腦內(nèi)細(xì)微變化的方法。ALBAYRAK E 等［16］首次將SWE應(yīng)用于新生兒大腦，此研究表明，剪切波彈性成像可以顯示早產(chǎn)兒和足月兒腦組織剪切模量值的差異，且結(jié)果中的剪切模量值可作為各種疾病研究中評(píng)估新生兒腦組織剪切模量值的參考點(diǎn)。吳友海等［17］將SWE應(yīng)用于158名正常足月新生兒顱腦并建立正常新生兒顱腦各部位的楊氏模量值范圍，為我國(guó)SWE 在新生兒顱腦的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，為疾病的診斷提供了參考值。由于國(guó)內(nèi)外專家很少涉及該領(lǐng)域，在新生兒大腦中的安全性數(shù)據(jù)有限，需要大量的試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證SWE 的可行性及安全性，為高危新生兒顱腦疾病的診斷開(kāi)辟新的超聲技術(shù)。

4 超聲造影（Contrast-enhanced ultrasound，CEUS）

由于高危新生兒腦損傷與腦灌注不足有關(guān)，優(yōu)化血管和灌注可視化在新生兒顱腦成像中具有重要 意 義。 超聲造影（Contrast-enhanced ultrasound，CEUS）通過(guò)靜脈注射比紅細(xì)胞小的充氣微泡，在聲阻抗失配的情況下，增強(qiáng)微小血管的回聲信號(hào)，使微小血管可視化，從而為臨床提供器官、組織的血流灌注功能情況。與常規(guī)二維超聲相比，CEUS 利用超聲造影劑可以精確顯示血管系統(tǒng)，測(cè)定相對(duì)血流量，并增強(qiáng)實(shí)體器官和病變的可視化。2014 年，KASTLER A 等［18］首次將CEUS 應(yīng)用到12 名新生兒中，將CEUS 的結(jié)果與MRI 比較，經(jīng)顱CEUS 診斷準(zhǔn)確率為10/12，認(rèn)為CEUS 在新生兒腦損傷的評(píng)估中是一種潛在的床邊非電離替代影像檢查方法。2017 年，HWANG M 等［19］研究認(rèn)為，與MRI 相比，CEUS 可以在新生兒受傷時(shí)、復(fù)蘇過(guò)程中和復(fù)蘇后數(shù)小時(shí)內(nèi)對(duì)其腦灌注進(jìn)行方便、安全的評(píng)估。目前不足的是，由于新生兒腦超聲造影應(yīng)用在新生兒顱腦方面才剛剛起步，CEUS 定量參數(shù)的正常值尚未確定。未來(lái)仍然需要大量的前瞻性實(shí)驗(yàn)研究來(lái)支持CEUS在新生兒顱腦的應(yīng)用。

5 超微血流成像（Superb microvascular imaging，SMI）

超微血流成像（Superb microvascular imaging，SMI）是由日本東芝公司開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)微血管的新型多普勒技術(shù)［20］。SMI是基于智能算法，利用多維過(guò)濾器來(lái)消除無(wú)序運(yùn)動(dòng)的偽影，從而使流速較低且管徑＞0.1 mm的血管血流信號(hào)顯示。SMI分為兩種模式：?jiǎn)紊玈MI（Monochrome SMI，mSMI）和彩色SMI（Colour SMI，cSMI）。cSMI可以在高時(shí)間和空間分辨率的灰度圖像上同時(shí)顯示彩色疊加的低流量血流。mSMI 通過(guò)減去解剖背景顯示了更高的敏感性微血管系統(tǒng)。自2016 年MACHADO P 等［20］首次報(bào)道SMI 用于甲狀腺以來(lái)，SMI 主要應(yīng)用于腫瘤（尤其是乳腺病變）、感染性疾病、胃腸道疾病等［21-23］。ISHIKAWA M 等［24］第一個(gè)將SMI 用于成人腦腫瘤切除中，SMI識(shí)別腫瘤血管，從而將腫瘤與周圍的健康組織區(qū)分開(kāi)來(lái)。GOERAL K 等［25］是首個(gè)將SMI 應(yīng)用到新生兒顱腦中，研究表明，SMI 可行性和再現(xiàn)性好，為評(píng)估新生兒腦實(shí)質(zhì)內(nèi)微血管（紋狀體外微血管和紋狀體微血管）提供了一種新的無(wú)創(chuàng)成像工具。雖然SMI 能詳細(xì)地描繪腦內(nèi)微血管，但mSMI 和cSMI 都不能區(qū)分動(dòng)脈微血管和靜脈微血管。由于缺氧缺血性腦病、腦畸形、感染和早產(chǎn)都是與微血管異常相關(guān)，故SMI 在新生兒大腦中的應(yīng)用可能具有巨大的潛力。SMI 作為新興的超聲技術(shù)，在新生兒顱腦方面研究的樣本量太小，仍需要進(jìn)行大量的臨床試驗(yàn)與探索。

6 功能性超聲成像（Functional ultrasound imaging，fUS）

2011年MACé E等［26］提出新興的腦活動(dòng)成像技術(shù)——功能性超聲成像，主要用于檢測(cè)腦活動(dòng)引起的腦血容量變化，已在大鼠腦中證實(shí)了其可行性。關(guān)于腦活動(dòng)成像技術(shù)，功能磁共振成像在臨床應(yīng)用中較為成熟，但由于嬰兒鎮(zhèn)靜和圖像解讀等問(wèn)題，功能磁共振成像在新生兒顱腦疾病很少進(jìn)行。功能性超聲成像（Functional ultrasound imaging，fUS）是將超聲和雙光子顯微鏡結(jié)合共同記錄一個(gè)單體素腦體積，通過(guò)特殊的算法測(cè)量特定神經(jīng)元和血管信號(hào)的樹(shù)突鈣信號(hào)，從而來(lái)識(shí)別、繪制和區(qū)分在任務(wù)誘發(fā)的腦溝深度皮層反應(yīng)期間的大腦激活區(qū)域。fUS 主要功能：（1）量化腦血容量；（2）研究神經(jīng)血管病變；（3）監(jiān)測(cè)腦功能。功能磁共振成像具有良好的深度穿透，但不能提供良好的空間和時(shí)間分辨率，而fUS具有良好的時(shí)空分辨率，在新生兒癲癇發(fā)作時(shí)記錄腦活動(dòng)更有優(yōu)勢(shì)。fUS 廣泛用于研究麻醉和清醒動(dòng)物的嗅覺(jué)、視覺(jué)和體感反應(yīng)［27-31］。2017 年DEMENE C 等［32］將fUS用于人類新生兒，通過(guò)fUS辨別新生兒的睡眠狀態(tài)、記錄新生兒癲癇活動(dòng)的血容量變化和定位腦神經(jīng)血管活動(dòng)的來(lái)源。fUS 是二維平面圖像采集，而不是像功能磁共振成像可以立體觀察全腦的動(dòng)態(tài)。2019年，SAUVAGE J等［33］研發(fā)出全腦4D fUS 成像克服了這一局限。fUS 雖然已有大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)做支撐，但是人腦的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，仍需要進(jìn)行大量的臨床研究。fUS 作為便捷式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腦功能的一種影像學(xué)檢查，為新生兒的顱腦功能監(jiān)測(cè)開(kāi)辟了新途徑。

7 小結(jié)與展望

綜上所述，高危新生兒在臨床并不少見(jiàn)，常伴有腦癱、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常及腦死亡等嚴(yán)重并發(fā)癥，甚至可致患兒死亡，故早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療尤為重要。超聲作為目前最常用的一種診斷檢查方法，對(duì)記錄高危新生兒大腦的生長(zhǎng)和發(fā)育程度以及顱內(nèi)病變的診斷、了解病情變化和評(píng)估療效后疾病轉(zhuǎn)歸具有方便性、時(shí)效性和依賴性，對(duì)高危新生兒顱腦疾病的預(yù)防、治療和預(yù)后有重要指導(dǎo)價(jià)值。提高高危新生兒顱腦疾病的檢出率和準(zhǔn)確率是超聲醫(yī)師急需解決的問(wèn)題，靈敏、特異和安全的超聲評(píng)估是高危新生兒顱腦疾病早期診斷、治療和存活的關(guān)鍵。我們應(yīng)在確保患兒安全的前提下，開(kāi)展顱腦超聲新技術(shù)（如SMI、SWE、3DUS、CEUS、fUS 等），觀察顱腦微血流情況，更早地識(shí)別顱腦疾病，為患兒爭(zhēng)取治療時(shí)間。