超声监测胎儿及新生儿脑血流进展

余 倩，王 冬，姜 岚

(重庆医科大学附属第一医院超声科，重庆 400016)

脑血流动力学异常在一定程度上影响脑和神经系统发育，是导致儿童神经系统发育不良的最常见原因[1]，且受围产期疾病影响较大。贫血、胎儿生长受限(fetal growth restriction, FGR)、缺氧缺血性脑病(hypoxie-ischemic encephalopathy, HIE)和先天性心脏病(congenital heart disease， CHD)常伴脑血流异常。目前监测脑血流的影像学方法主要包括MRI、近红外光谱和多普勒超声。MRI是理想的脑成像技术，如相位对比电影MRI可量化婴幼儿脑血流[2]，但受扫描时间长、运动伪影及便捷性差的影响，其临床应用不及超声广泛。近红外光谱在检测高危新生儿脑血流方面占据主导地位，但对于自动调节的标准阈值仍待进一步研究[3]。随着影像学技术的不断发展，生物医学光声成像[4]和超声造影[5]也已用于监测胎儿和新生儿脑血流，但前者存在诱导光能的安全性和侵入性等问题，在高危胎儿中应用较少。本文就多普勒超声监测胎儿及新生儿脑血流进展进行综述。

1 脑血流病理生理机制

胎儿脑动脉结构及功能与成人不同，如软脑膜血管被认为是脑血流自动调节的主要部位，周细胞不仅是构成血脑屏障的主要细胞，还能控制中枢神经系统毛细血管的直径，以响应神经活动变化[6]。在胎儿向新生儿过渡期间，胎盘与体循环离断，肺开始通气，房间隔水平分流通道闭合，肺血管阻力急剧下降，整个体循环出现的上述变化可致脑血流出现轻微波动[7]。正常情况下，脑血流自动调节机制能够确保过渡期脑血流与脑氧合稳定进行，但当肺血管阻力未正常下降或其他因素导致血流动力学不稳定时，则可能出现大脑血流自动调节失衡和脑灌注不足等问题。

人脑发育受区域性脑血流量改变的影响，且胎儿/新生儿脑血流量也会因胎龄/生长发育不同而有所差异，如2岁前脑血流量可随脑体积增长而增加[2]。早产儿大脑岛叶、前扣带回皮质及听觉皮质脑血流量显著降低[8]，与其语言和听觉能力较差有关[9]。相关基础研究[10]证实，胎儿期脑灌注异常可致脑和神经发育异常，并与疾病严重程度相关。

2 超声监测胎儿脑血流

2.1 贫血 红细胞同种异体免疫疾病胎儿常出现贫血，其中的胎母输血综合征(fetomaternal hemorrhage， FMH)和双胎贫血-红细胞增多序列征(twin anemia-polycythemia sequence， TAPS)较为罕见[11]。DIVAKARAN等[12]研究发现，以大脑中动脉(middle cerebral artery， MCA)收缩期峰值速度(peak systolic velocity， PSV)预测胎儿贫血的效果优于肝脏长度、脾周长、脐静脉及主动脉流速：根据MCA-PSV高于中位数1.5倍能够有效评估胎儿中度和重度贫血[13]。TOLLENAAR等[11]指出，单绒毛膜双胎MCA-PSV差异(δMCA-PSV)与血红蛋白差异呈正相关，且以δMCA-PSV高于中位数的0.5倍预测TAPS的准确性更高。BENEVENTI等[14]定量观察FMH并进行临床评估，发现MCA-PSV无法为检出FMH提供有效信息；但亦有相反的报道[15]，认为根据MCA-PSV异常增加联合胎心监护可大大提高FMH产前诊断率。

2.2 FGR 胎盘功能障碍是FGR最常见原因，发生FGR时，脐动脉及MCA最先受累；临床常以脐动脉搏动指数(pulse index， PI)增高、静脉导管A波缺失/反向及MCA-PI降低初步预测FGR[16]。MA等[17]研究发现，FGR MCA收缩期与舒张期峰值流速比值(S/D)、阻力指数(resistance index， RI)及PI均可随缺氧加重而降低，且出生后Apgar评分较低，提示以上MCA指标可用于预测妊娠结局。为提高FGR诊断率及预测率，有学者[18]提出将MCA与脐动脉PI比值——脑胎盘比(cerebroplacental ratio， CPR)用于评估胎儿血流分布，高CPR可能与胎盘灌注受损和死产风险有关；但CPR测量误差可致提前娩出胎儿决策，因此CPR不宜用于预测正常胎儿结局。STAMPALIJA等[19]的前瞻性研究结果显示，MCA-PI和脐脑比(umbilicocerebral ratio， UCR)与围产期结局的相关性更高，故认为UCR可较CPR更好地识别胎儿血流异常变化。YU等[20]应用经验小波转换(empirical wavelet transform， EWT)算法，通过信号频谱特性选择一组带通滤波器并确定其频率范围，结合线路跟踪技术可提高脉冲多普勒测速精度，精确测量胎儿脐动脉血流速度，进而有效预测FGR。

3 超声监测新生儿脑血流

3.2 CHD 越来越多的证据表明，CHD患儿脑血流量在出生前即已出现异常[26]，出生后可出现脑血流量减少，进而导致脑发育迟缓，如CHD胎儿CPR<1时，产后18个月认知发育评分较低[27]。ZUN等[28]发现动脉导管未闭(patent ductus arteriosus， PDA)患儿脑血流量明显减少，且以脑白质和深灰质最为显著。ECKERSLEY等[29]指出，左心发育不全综合征新生儿MCA的PI、RI与正常新生儿相近，接受米力农药物治疗后其综合心输出量、MCA和肠系膜上动脉血流速度增加，提示治疗后氧气输送和血流灌注得到改善，而其PI和RI与治疗前相比无显著变化，与新生儿期脑保护效应有关。RIOS等[30]的前瞻性研究结果显示，卵圆孔未闭(patent foramen ovale， PFO)≥1.5 mm合并房间隔缺损(atrial septal defect， ASD)>1 mm患儿肺静脉D波速度和左心室输出量增加，且降主动脉、腹主动脉和MCA舒张末期血流反向率升高，脑室出血及脑室周围白质软化发生率增高。另有研究[31]发现持续性PFO和PDA可增加成人隐源性栓塞性卒中和慢性肺动脉高压发生风险。以上结果提示，超声心动图发现患儿存在心内分流时，虽应以临床随访观察为主[32]，但因新生儿期是大脑快速发育时期，仍建议随访监测脑血流，以便及时改善喂养方式或给予临床干预[33]，以保证大脑正常发育。

4 小结

已有研究监测胎儿和新生儿期脑血流，以期精准诊断相关疾病，但尚缺乏对产前脑血流异常胎儿出生后脑血流变化的连续性评估。传统脑血流监测方法有助于了解相关疾病的血流动力学变化。随着超声生物医学的发展和智能算法等新技术逐渐用于超声评估血流动力学，探索更多脑血流超声参数和指标已成为当务之急。联合产前和产后相关指标，早期、精准预测和评估脑血流变化对胎儿/儿童生长发育的影响，有助于了解何时存在潜在风险以及如何及时干预以降低或消除风险。