超声无创评估颅内压增高的研究进展

柴佳园 黄斌 孙希希 姚蓝

颅内压是指颅腔内围绕神经组织和脑血管的脑脊液的静水压，正常成人仰卧位的脑脊液压力平均为5～15 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）[1]。颅内压增高在神经内外科疾病中十分常见，颅内压增高会引起脑灌注压降低，脑血流量减少，造成脑缺血、神经损伤甚至脑死亡。因此，早期诊断颅内压增高对指导后续治疗十分关键。然而危重患者仅依靠临床表现和体格检查很难发现颅内压变化。目前颅内压监测的金标准是有创的脑室内置管监测，但该操作可能有颅内出血、感染、脑组织损伤等并发症，加之费用昂贵，并不能在临床上广泛使用。因此，寻找一种无创且能准确评估颅内压增高的方法具有重要临床意义。既往研究表明，超声/CT/MRI检查均可用于无创筛查颅内高压[2-3]，但CT和MRI检查需要搬运患者且耗时较长，并不适用于临床上情况较危急的患者。超声检查可实时床旁进行，且具有低成本、安全和可重复测量的优点，已广泛应用于急诊室和重症监护室。本文就国内外应用超声无创评估颅内压增高的研究进展作一综述。

1 二维超声检查

1.1 视神经鞘直径（optic nerve sheath diameter,ONSD）法 视神经鞘是脑膜的直接延续，其包绕着视神经，鞘内的蛛网膜下腔与颅内相通，当颅内压增高时，颅内的脑脊液进入视神经蛛网膜下腔引起视神经蛛网膜下腔压力升高，表现为视神经鞘扩张，尤其以球后3 mm处扩张最为显著，故常测量此处的视神经鞘宽度作为理论上的ONSD值。Maissan等[4]研究表明超声测量ONSD是一种准确、简单、快速的检测方法，可用于检测颅内压升高以及颅内压的实时变化，尤其是在无法进行侵入性颅内压监测的情况下。然而当颅内压长时间超过一定压力范围时（＞45 mmHg），视神经鞘的可逆性受损，颅内压恢复正常后ONSD仍保持增大[5]，因此，对于重度颅内高压患者，不能仅凭ONSD检查来指导临床诊断与治疗。

1.2 视神经鞘超声检查评估颅内压增高的新方法

1.2.1 ONSD联合视盘高度（optic disc height,ODH）法 Knodel等[6]对25例特发性颅内高压（idiopathic intracranial hypertension,IIH）患者和19例颅内压正常患者进行了前瞻性研究，在初次就诊时，IIH患者与对照组相比ONSD显著扩大，且IIH患者中有36只眼出现了视盘抬高，即视盘水肿，而所有对照组患者均未发现视盘水肿，表明ONSD联合ODH是检测IIH患者颅内压升高的一种有价值的非侵入性方法。一项Meta分析表明，与颅内压正常患者相比，IIH患者ONSD值及出现视盘水肿的概率更大，使用经眶超声无创评估ONSD和视盘水肿可能有助于临床诊断成人IIH[7]。

1.2.2 ONSD/眼球横向直径（eyeball transverse diameter,ETD）法 研究发现，超声检测ONSD与ETD比值可能是预测创伤性脑损伤患者颅内高压的可靠指标[8]。Youm等[9]研究发现，在50例非重度颅内高压脑损伤患者中，与不包括硬脑膜的ONSD或包括硬脑膜的ONSD相比，ONSD/ETD比值预测颅内压增加的效能最好，其AUC为0.897。

1.2.3 视神经蛛网膜下腔面积法 最新国内研究发现测量球后3～7 mm范围内的视神经蛛网膜下腔面积预测颅内压升高的AUC（0.894）＞ONSD（0.764），表明利用超声测量球后3～7 mm范围内的神经蛛网膜下腔面积对于颅内压升高具有较好的预测效能[10]。

1.2.4 视神经鞘变形指数（deformability index,DI） DI是一种量化视神经鞘搏动性质的动态参数，视神经鞘随心动周期中心血管搏动发生同步的横向运动，但各个方向的横向位移并非均等。Padayachy等[11]研究发现，颅内高压患者DI低于正常颅内压患者，接近90%的灵敏度和特异度表明DI是颅内压升高的一个有效的非侵入性指标，且将DI和ONSD联合分析时，诊断颅内压增高的准确性更高。但目前此类报道多见于儿童。虽然目前国内外超声测量ONSD正常值及临界值尚无明确的统一标准，但随着对视神经鞘解剖结构认识的深入，近十年来开展的各种视神经鞘超声检查的新方法大大提高了颅内压升高的预测效能。

2 多普勒超声检查

2.1 经颅多普勒超声（transcranial Doppler,TCD）检查 TCD检查是一种无创便捷的监测脑动脉内血流的技术[12]，目前广泛应用于神经内、外科。TCD检查可以通过检测颅内血管（如大脑中动脉等）的脑血流动力学变化来间接评估颅内压，其中脑血流动力学测量的参数主要为血流速度（bloodflow velocity,BFV）和搏动指数（pulsatility index,PI）。早期研究都是通过单参数间接预测颅内压变化，后来越来越多的学者通过TCD多参数建模定量评估颅内压，最经典的是Schmidt等[13]提出的黑盒子模型评估法。2012年Kashif等[1]开发了一种基于模型的无创颅内压估算方法，主要测量外周动脉血压和大脑中动脉BFV的连续波形。该研究获取了37例创伤性脑损伤患者35 h内的数据，然后运用数学算法分析，无需校准即可生成相对应的颅内压估计值。该方法与侵入性的颅内压测量方法相比，平均误差为1.6 mmHg，标准差为7.6 mmHg，且在颅内压高达100 mmHg时也表现良好。Fanelli等[14]研究证实此技术可与有创颅内压监测相媲美，为重症监护的疑似颅内压升高的儿科患儿做出合理的床旁治疗决策提供了可能性。Schmidt等[15]研究表明，如果利用该技术检测到低颅内压，则对疑似IIH的患者可能无需进行腰椎穿刺。此外，还有基于脑灌注压无创评估颅内压的方法[16]，包括临界闭合压法、PI法和舒张期脑血流法。既往研究发现PI法反映颅内压实时变化是最准确的，但由于PI个体差异较大，多数学者认为大脑中动脉PI可作为颅内高压或低灌注压的风险筛查工具，但不可作为无创估测颅内压/脑灌注压的量化工具。目前来说，TCD检查的测量精度还不足以代替有创的颅内压监测，TCD检查结果易受诸多因素的影响，如操作者的技术水平、PaCO2、脑血管痉挛等，但TCD检查所提供的重要血流动力学资料对临床诊治具有一定意义上的参考价值，如Chang等[17]回顾性分析发现TCD检查可用于创伤性脑损伤患者去骨瓣减压术后脑血流动力学变化的连续监测，有利于神经系统预后的改善。尽管TCD检查存在其局限性，但不可否认应用TCD检查评估颅内压变化具有无创和动态监测的优点。

2.2 双深度经眼眶多普勒超声（two-depth transorbital Doppler,TDTD）技术 TDTD技术是在TCD的基础上利用眼动脉作为线性自然压力传感器进行颅内压监测，无需重新校准即可监测颅内压长达1 h[18]。该技术是全自动的，大约10 min就可以获得颅内压的估计值，非常便捷。一项对62例神经系统疾病患者的临床研究表明，TDTD技术与腰椎穿刺相比具有良好的准确性和较高的精确性[19]。Kienzler等[20]研究也证实TDTD技术的偏倚几乎可以忽略不计，标准误差非常低，表明了该技术获得的非侵入性颅内压测量值具有可比性和可靠性。Ragauskas等[21]在对85例神经系统疾病患者的研究究发现中，使用TDTD技术检测颅内压升高的灵敏度和特异度均高于ONSD法，TDTD技术对颅内压升高的诊断可靠性优于ONSD法。然而，TDTD技术也有局限性，例如需要专门的设备、测量时需要对眼部施加一定的压力、一些患者需要评估可操作性、无法长时间连续监测等。

3 超声造影

超声造影是一种具有较高组织分辨能力、操作简单、可重复性强、无侵袭性，可以实时动态观察的超声检查方法。其在二维超声及彩色多普勒超声的基础上，应用超声对比剂增强回声与信号强度，从而更加清晰、动态地观察组织的病变特点。Heppner等[22]研究发现超声造影具有用于创伤性脑损伤患者术中和床边脑灌注评估的潜力。该技术可能适用于评估继发性脑缺血预防性治疗的反应和局部脑灌注异常。脑血流循环时间（cerebral blood flow circulation time,CCT）是指脑动静脉循环时间，即血流自颈内动脉入颅段循环通过脑实质至颈静脉孔出颅流入颈内静脉的时间。国内最新一项研究发现同一例患者病变侧CCT在有创颅内压增高时较有创颅内压正常时明显延长，差异有统计学意义，说明超声造影无创评估CCT可以反映血性脑卒中或急性颅脑创伤患者的颅内压情况，CCT对颅高压具有预测价值[23]。近年来，CCT的应用越来越受到重视，多用于评价颅内动静脉分流疾病、多发性硬化及阿尔茨海默病。可见超声造影无创评估CCT是无创颅内压监测的一个很有潜力的方法，但目前相关研究较少，样本量有限，且未能根据疾病种类进行分组，值得进一步深入研究。

4 超声弹性成像

超声弹性成像是一种新型超声诊断技术，根据成像方式的不同可分为应变式弹性成像和剪切波弹性成像（shear wave elastography,SWE）。SWE是一种可实时提供组织弹性信息的超声成像技术，其原理是通过超声探头发射的声脉冲在组织的不同深度连续聚焦引起组织微粒振动并产生横向剪切波，可对感兴趣区域切面内的剪切波传播过程进行实时监测，并在二维超声的基础上，对剪切波进行彩色编码后叠加，形成实时剪切波速度图。一般情况下，脑剪切波速度为（1.56±0.08）m/s，并随着受检者年龄的增长而降低[24]。Tzschätzsch等[25]开发了1种二维时间谐波弹性成像（time-harmonic elastography,THE）技术，用于生成全视场剪切波速度图。THE使用多个频率的外部谐波刺激来创建复合剪切波速度图。该装置包括：（1）用于剪切波激发的振动床；（2）用于剪切波采集的标准B型超声扫描仪；（3）用于剪切波评估和可视化的弹性成像计算机。Tzschätzsch等[24]最新研究将此技术用于颅脑，意在短时间内无创量化剪切波速度作为大脑硬度的替代标记。试验结果表明，大脑硬度与颅内压密切相关，未来可能用作颅内压的非侵入性替代标记物。Kreft等[26]研究发现在腰椎穿刺确诊为颅内高压的患者中，其脑剪切波速度为（1.81±0.10）m/s，而这些患者在腰椎穿刺放脑脊液后脑剪切波速度立即降低至正常硬度[（1.56±0.06）m/s，P＜0.01]，证明此技术可以在较短的检查时间内无创检测颅内高压，为脑超声THE在神经病学和急诊医学中的诊断应用开辟了道路。

5 小结

颅内压监测有助于颅内高压的早期诊断并指导早期治疗。目前无创评估颅内压的方法除了医学影像技术外还有近红外光谱、闪光视觉诱发电位和耳声发射等技术，主要是基于与颅内压增加相关的形态学变化和生理学变化进行评估。但现有的无创颅内压评估技术均有其缺陷，还不能完全代替有创颅内压监测技术。其中，二维超声测量ONSD和TCD监测脑血流动力学的相关报道较多，ONSD法主要用于颅内高压的初步筛查，并可进行床旁多次重复测量，但并不能估算颅内压的具体数值。近年来各种基于视神经鞘解剖结构的新方法大大提高了颅内高压的预测能力。最新研究还发现ONSD法在颅脑损伤患者术后疗效的评估及预测重症脑损伤患者的死亡风险具有一定的临床价值[27-28]。TCD检查主要用于估算颅内压，但测量的准确性受较多因素影响，存在局限性。TDTD技术、超声造影、超声弹性成像技术在颅内压方面的相关研究较少，样本量较小，且大多是国外研究，在国内具有广阔的应用前景，有待进一步深入。随着超声机器的普及以及超声技术的发展，近年来超声在颅内压监测方面的应用越来越受到重视，超声检查方便快捷，且安全可靠，更重要的是可以实时床旁进行，可以为临床急危病情的快速评估及治疗提供有效的指导，有望成为无创颅内压床旁监测不可替代的方法。