头颅彩色多普勒成像在高危儿神经监测中的评估作用

袁宇峰，熊俊鹏，翁诗瑶，谢芸芸,2，洪 燕,2，罗 秀,2,邹时朴,2

(1.南昌大学儿科医学院，南昌 330031； 2.江西省儿童医院儿童保健科，南昌 330006)

近年来，随着产科技术和新生儿急救技术的提高，高危婴幼儿的生存率大幅提高，而婴儿神经系统近、远期后遗症的发生率也高，是目前高危儿门诊所面临的压力和挑战。行为学指标结合头颅彩色多普勒成像检查可作为高危婴幼儿神经监测的可靠手段，特别是频谱多普勒成像可以识别测量血流方向、流速和血管阻力，经前囟和颞骨检查，选择感兴趣的血管区域，通过矢状切面扫查显示颅内动脉(大脑前、中动脉、胼胝体周围动脉)和颈内动脉、中央静脉和浅静脉，是评价颅内血流动力学的基础。常规的彩色多普勒超声检查(彩超)可以较为清楚地显示大脑实质的病变、脑室的大小及形态(室管膜区域显示较为清晰)、脑外间隙(可通过皮层的折叠和厚度等判断脑成熟度)等[1]，所以，经颅彩超是目前较为经济、快捷和准确的婴幼儿神经监测手段。本研究旨在通过头颅彩色多普勒频谱成像，结合20项神经运动检查和发育筛查等发育行为学指标监测，研究大脑前、中动脉血流频谱和阻力指数(RI)在高危儿神经监测中的评估作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021年6月至2022年1月在江西省儿童医院儿童保健科和新生儿联合门诊就诊的0～6月龄120例婴儿为研究对象(研究组)。入选标准：存在围产期高危因素(宫内窘迫、高胆红素血症、出生后窒息、出生后低血糖、化脓性脑炎、呼吸窘迫综合征、颅内出血、缺氧缺血性脑病、新生儿坏死性小肠结肠炎)[2]，排外先天性心脏病、血管结构畸形。选取同时期无高危因素的正常足月0～6月龄124例婴儿为对照组，体检时告知完善相关检查。

所有入选婴儿均按照测试时年龄进行分类[3]，分为0～3月龄组和>3～6月龄组。0～3月龄组中，研究组74例，男女比例1.39：1，出生体重(2.57±0.45)kg，胎龄(36.75±0.46)周；对照组78例，男女比例1.29：1，出生体重(2.84±0.39)kg，胎龄(37.89±0.42)周。>3～6月龄组中，研究组46例，男女比例1.30：1，出生体重(2.52±0.41)kg，胎龄(36.85±0.42)周；对照组46例，男女比例1.30：1，出生体重(2.81±0.40)kg，胎龄(38.45±0.38)周。研究组和对照组性别比较差异无统计学意义(P>0.05)，胎龄、出生体重、生产方式比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 2组一般资料比较 例

1.2 研究方法

1.2.1 头颅彩超常规扫描

入选对象均在门诊体检后，进行颅内血管段彩超检查；超声检查采用迈瑞Resona R9型超声诊断仪，C11-3E凸阵探头、频率5～8 MHz(适用于0～3月龄)，L14-6NE线阵探头、5～12 MHz(适用于>3～6月龄)。嘱婴儿睡眠或喂奶安静状态下进行检查，患儿取仰卧位、头侧位，通过前囟对脑实质、脑室系统、颅内血管进行常规扫查，通过后囟、侧囟、乳突囟进行补充扫查，显示记录脑实质回声有无异常、脑室形态有无改变(以测量值为准)、脑外间隙以及脑沟回有无形态改变；同时对于出血灶按标准进行分级：1级脑出血改变，室管膜下出血(丘脑尾状核沟回声增强)；2级脑出血改变，室管膜下出血及未扩张的脑室系统中积血；3级脑出血改变，生发基质出血合并脑室扩张并积血；4级脑出血改变，脑实质内出现肿块样高回声灶，边缘不规则，邻近一侧或双侧侧脑室、脑室壁与出血之间分界不清。

1.2.2 频谱多普勒扫描

采用彩色多普勒血流显像(CDFI)，调整最佳参数，显示大脑中动脉、大脑前动脉的走形和充盈情况，通过频谱多普勒(PW)，选取大脑中动脉水平段、大脑前动脉上升段为取样框，取样线跟血流主干方向的夹角控制角度<30°(图1)，进行至少5个心动周期频谱检测、测量(图2—3)，CDFI显示血流走形有无显著畸形(图4)，重复使用PW进行邻近区域测量，采用PW成像评估血流速度和RI来评估血流灌注模式,其中RI与收缩期峰值速度(PSV)和舒张末期最低速度(EDV)密切相关[RI=(PSV-EDV)/PSV]。测量大脑大动脉(大脑前、中动脉)的血流速度并计算出血流RI值，将5次监测、取样的平均值作为最终结果。所有颅脑超声检查操作及图像分析均由两名经验丰富的医学影像科医师共同进行。

图1 取样线的角度选择 图2 收缩峰值流速和舒张末期流速测量

图3 大脑前动脉PSV、EDV和RI的测量 图4 CDFI的血流充盈显示

1.2.3 20项神经运动检查及评判标准

采用标准化工具包进行测试，检查的条目主要为视、听觉反应，大运动，姿势控制，神经反射，肌张力5个方面，任何条目中出现2条及以上异常即可判断此方面神经功能异常，需要标记并在后期随诊复查。

1.2.4 发育筛查及评判标准

采用丹佛发育筛查测验(DDST)，其筛查记录分布为4个能区：1)个人-社交能区；2)精细动作-适应性能区；3)语言能区；4)大运动能区。一共104个筛查项目；2个或更多区有2项或更多项迟缓或者一区2项或更多项加上1个或多个区出现迟缓判定为异常。

1.3 观察指标

1)大脑前、中动脉的PSV、RI值；2)20项神经运动检查结果、发育筛查异常率。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 头颅彩超常规扫描结果

研究组和对照组在4种脑形态表现分布、7种脑出血分级和无出血灶表现分布上差异均有统计学意义(P<0.05)。0～3月龄脑形态表现异常率研究组[24%(18/74)]高于对照组[1.2%(1/78)],脑出血发生率研究组[49%(36/74)]高于对照组[2.6%(2/78)]；>3～6月龄脑形态表现异常率研究组[15%(7/46)]高于对照组[0%(0/46)]，脑出血发生率研究组[24%(11/46)]高于对照组[2.1%(1/46)]。见表2。

表2 研究组和对照组头颅彩超常规扫描结果比较 例

2.2 PW数据和发育测试指标分析

0～3月龄的大脑前动脉PSV值研究组低于对照组，RI值研究组高于对照组(P<0.05)，大脑中动脉PSV值和RI值研究组均高于对照组(P<0.05)。20项神经运动测试结果研究组异常率(69%)高于对照组(46%)(P<0.05)。见表3。

表3 0～3月龄研究组和对照组的PSV和RI值与神经运动测试检查结果比较

>3～6月龄的大脑前动脉和大脑中动脉PSV值和RI值研究组均低于对照组(均P<0.05)。20项神经运动测试结果研究组异常率(67%)高于对照组(24%)(P<0.05)；发育筛查结果研究组异常率(78%)高于对照组(30%)(P<0.05)。见表4。

表4 >3～6月龄研究组和对照组的PSV和RI值与神经运动检查/发育筛查结果比较

3 讨论

本研究主要探讨婴儿的运动、神经反射、肌张力、姿势控制、视听感知等发育行为学参数与血流频谱多普勒成像的关系，故而，选择支配前额叶和大脑额叶皮层的大脑前动脉和支配基底节区、胼胝体周围、扣带回、运动及听觉皮层的大脑中动脉作为感兴趣血管(ROI)，这两根血管均源自于颈内动脉系。理论上，颈内动脉流速明显高于大脑中动脉流速，大脑前、中动脉的血流容易受到多种因素的影响，特别是动脉导管未闭的血流动力学特征以及脑血管阻力增加等情况，如动脉导管未闭时，血液从主动脉左向右分流进入肺循环，降低颅内动脉的舒张期振幅，使脑血流阻力增高，增加颅内阻力的情况如脑出血、脑水肿、硬膜下积液、脑室周围白质软化和脑积水等，也会阻碍舒张期血流[4]，所以本研究频谱参数测量值的数据排除标准为：大脑前动脉及大脑中动脉PSV值测量值过小(<20 cm·s-1)和测量值过大(>100 cm·s-1)；与临床测量值标准不符，与测量者的测量方法和被试的哭闹程度相关。

分别测量大脑前动脉和大脑中动脉的PSV及RI数据，可以作为监测脑发育的重要指标，本文研究组包含了多种高危因素，具有多种多样的脑损伤因素[5]，例如早产脑损伤、脑发育不良、缺氧缺血性脑损伤、炎症性脑损伤、低糖性代谢性脑损伤、脑血流动力学不稳定的病理生理学改变[6]，因此，结合结构成像和多普勒成像，在早期发现脑发育的各种病理性改变的同时也可以结合脑功能的成像原理，对发育行为学进行监测，可以达到尽早发现、尽早诊断、尽早干预的目的[7]。

本研究考虑0～6月龄年龄跨度大，很多行为学参数变化大，发育里程碑动态变化[2]，所以人为划分为0～3月龄和>3～6月龄2个年龄组，分别记录2组的行为参数数据。0～3月龄婴儿发育筛查由于检查条目少，故采用20项神经运动检查数据；>3～6月龄采用发育筛查参数和20项神经运动检查参数。本研究结果示，20项神经运动检查结果0～3月龄婴儿研究组异常率为69%，高于对照组(46%)(P<0.05)，2组之间的异常结果主要集中在大运动发育项目和肌张力检查项目，特别是头部控制、拉坐姿势、竖头等大动作发育；肌张力异常主要体现在下肢肌张力异常(增高/降低)，说明研究组在大运动发育、肌张力改变方面要显著落后于对照组，在类似的喂养和养育环境条件下，高危因素对于婴儿的大脑发育的影响是比较显著的，会让大脑的行为发育出现偏倚，甚至迟缓；随着年龄的增长，大脑快速发育，行为的复杂性也同步加快，协调功能出现精细化。>3～6月龄组婴儿20项神经运动检查的结果显示，研究组异常率为67%，高于对照组(24%)(P<0.05)；发育筛查结果显示，研究组异常率为78%，高于对照组(30%)(P<0.05)。提示：1)随着年龄的增加，脑发育的发育轨迹也不断前行[8]，研究组的大脑发育行为学参数明显落后于对照组；2)随着年龄的增加，在神经运动发育层面，研究组相对于对照组在发育差距方面进一步拉大；3)对照组在发育早期的落后情况随着年龄的增加会逐渐改善，而研究组发育早期的落后情况在年龄的增长和没有接受干预的情况下，发育轨迹的偏倚不能迅速纠正。说明高危因素在婴儿的大脑发育过程中的影响是持续存在的[9]，发育早期落后，且随着发育的变化，大脑的髓鞘化过程也随之受到阻碍，最终导致发育迟缓[10]；而正常儿童，由于多种原因可能在发育早期出现迟缓，但是随着发育的进行，其发育轨迹能够出现明显的追赶，这就体现了神经的可塑性和完善的神经元轴突的迁移机制[11]，也从侧面反映了高危因素对大脑发育关键机制的影响[12]。

本研究重点监测大脑前动脉和大脑中动脉的PSV、EDV和根据两者计算出来的RI值，这些数据参数能比较客观地反映大脑血流灌注情况，尤其是大脑前动脉和大脑中动脉支配脑区的代谢情况[3]。本研究结果显示，在0～3月龄研究组的脑发育过程中，大脑前动脉的PSV值低于对照组、RI值高于对照组(P<0.05)。在发育早期，大脑前动脉所供应脑区(如前额叶PFC等)均处于低灌注状态，且大脑中动脉PSV值高于大脑前动脉，而对照组大脑前动脉PSV高于大脑中动脉PSV，RI值低于大脑中动脉，说明正常发育儿童在早期大脑前动脉供应脑区处于优势灌注状态，结合研究组的神经运动发育异常率高于对照组，提示对照组前脑发育显著优于高危因素婴儿；可以推测，研究组在后期的运动协调功能(如精细动作的发育)要显著低于对照组。随着发育的变化，特别是各个脑区发育的全面性发育的高峰期，也是脑体积快速增长期[13]，>3～6月龄研究组大脑前动脉及大脑中动脉PSV及RI均低于对照组，但是其差异性较0～3月龄的下降，提示>3～6月龄研究组虽然大脑前中动脉的血流灌注低于对照组，但是差异性较发育早期缩小，说明在脑发育中期，研究组的脑灌注(脑组织活性)继续提升，但整体大脑前、中动脉支配的脑区的发育仍低于正常发育婴幼儿，这个结果与行为学测试的结果是相同的，进一步验证了高危因素在脑发育轨迹中的影响作用[14]，血流频谱参数可以作为监测脑神经发育功能的重要监测数据参数。既往的研究[3]中，主要关注于大脑中动脉的PSV和RI值。虽然在临床实际操作中，由于体位和解剖学位置的关系，大脑前动脉的PSV和RI的测量难度大于大脑中动脉，但是本研究发现，在发育早期，监测大脑前动脉的彩色多普勒成像数据也是同样具有临床参考意义的。