超聲監測胎兒及新生兒腦血流進展

余 倩，王 冬，姜 嵐

(重慶醫科大學附屬第一醫院超聲科，重慶 400016)

腦血流動力學異常在一定程度上影響腦和神經系統發育，是導致兒童神經系統發育不良的最常見原因[1]，且受圍產期疾病影響較大。貧血、胎兒生長受限(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。目前監測腦血流的影像學方法主要包括MRI、近紅外光譜和多普勒超聲。MRI是理想的腦成像技術，如相位對比電影MRI可量化嬰幼兒腦血流[2]，但受掃描時間長、運動偽影及便捷性差的影響，其臨床應用不及超聲廣泛。近紅外光譜在檢測高危新生兒腦血流方面占據主導地位，但對于自動調節的標準閾值仍待進一步研究[3]。隨著影像學技術的不斷發展，生物醫學光聲成像[4]和超聲造影[5]也已用于監測胎兒和新生兒腦血流，但前者存在誘導光能的安全性和侵入性等問題，在高危胎兒中應用較少。本文就多普勒超聲監測胎兒及新生兒腦血流進展進行綜述。

1 腦血流病理生理機制

胎兒腦動脈結構及功能與成人不同，如軟腦膜血管被認為是腦血流自動調節的主要部位，周細胞不僅是構成血腦屏障的主要細胞，還能控制中樞神經系統毛細血管的直徑，以響應神經活動變化[6]。在胎兒向新生兒過渡期間，胎盤與體循環離斷，肺開始通氣，房間隔水平分流通道閉合，肺血管阻力急劇下降，整個體循環出現的上述變化可致腦血流出現輕微波動[7]。正常情況下，腦血流自動調節機制能夠確保過渡期腦血流與腦氧合穩定進行，但當肺血管阻力未正常下降或其他因素導致血流動力學不穩定時，則可能出現大腦血流自動調節失衡和腦灌注不足等問題。

人腦發育受區域性腦血流量改變的影響，且胎兒/新生兒腦血流量也會因胎齡/生長發育不同而有所差異，如2歲前腦血流量可隨腦體積增長而增加[2]。早產兒大腦島葉、前扣帶回皮質及聽覺皮質腦血流量顯著降低[8]，與其語言和聽覺能力較差有關[9]。相關基礎研究[10]證實，胎兒期腦灌注異常可致腦和神經發育異常，并與疾病嚴重程度相關。

2 超聲監測胎兒腦血流

2.1 貧血 紅細胞同種異體免疫疾病胎兒常出現貧血，其中的胎母輸血綜合征(fetomaternal hemorrhage， FMH)和雙胎貧血-紅細胞增多序列征(twin anemia-polycythemia sequence， TAPS)較為罕見[11]。DIVAKARAN等[12]研究發現，以大腦中動脈(middle cerebral artery， MCA)收縮期峰值速度(peak systolic velocity， PSV)預測胎兒貧血的效果優于肝臟長度、脾周長、臍靜脈及主動脈流速：根據MCA-PSV高于中位數1.5倍能夠有效評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，且以δMCA-PSV高于中位數的0.5倍預測TAPS的準確性更高。BENEVENTI等[14]定量觀察FMH并進行臨床評估，發現MCA-PSV無法為檢出FMH提供有效信息；但亦有相反的報道[15]，認為根據MCA-PSV異常增加聯合胎心監護可大大提高FMH產前診斷率。

2.2 FGR 胎盤功能障礙是FGR最常見原因，發生FGR時，臍動脈及MCA最先受累；臨床常以臍動脈搏動指數(pulse index， PI)增高、靜脈導管A波缺失/反向及MCA-PI降低初步預測FGR[16]。MA等[17]研究發現，FGR MCA收縮期與舒張期峰值流速比值(S/D)、阻力指數(resistance index， RI)及PI均可隨缺氧加重而降低，且出生后Apgar評分較低，提示以上MCA指標可用于預測妊娠結局。為提高FGR診斷率及預測率，有學者[18]提出將MCA與臍動脈PI比值——腦胎盤比(cerebroplacental ratio， CPR)用于評估胎兒血流分布，高CPR可能與胎盤灌注受損和死產風險有關；但CPR測量誤差可致提前娩出胎兒決策，因此CPR不宜用于預測正常胎兒結局。STAMPALIJA等[19]的前瞻性研究結果顯示，MCA-PI和臍腦比(umbilicocerebral ratio， UCR)與圍產期結局的相關性更高，故認為UCR可較CPR更好地識別胎兒血流異常變化。YU等[20]應用經驗小波轉換(empirical wavelet transform， EWT)算法，通過信號頻譜特性選擇一組帶通濾波器并確定其頻率范圍，結合線路跟蹤技術可提高脈沖多普勒測速精度，精確測量胎兒臍動脈血流速度，進而有效預測FGR。

3 超聲監測新生兒腦血流

3.2 CHD 越來越多的證據表明，CHD患兒腦血流量在出生前即已出現異常[26]，出生后可出現腦血流量減少，進而導致腦發育遲緩，如CHD胎兒CPR<1時，產后18個月認知發育評分較低[27]。ZUN等[28]發現動脈導管未閉(patent ductus arteriosus， PDA)患兒腦血流量明顯減少，且以腦白質和深灰質最為顯著。ECKERSLEY等[29]指出，左心發育不全綜合征新生兒MCA的PI、RI與正常新生兒相近，接受米力農藥物治療后其綜合心輸出量、MCA和腸系膜上動脈血流速度增加，提示治療后氧氣輸送和血流灌注得到改善，而其PI和RI與治療前相比無顯著變化，與新生兒期腦保護效應有關。RIOS等[30]的前瞻性研究結果顯示，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，且降主動脈、腹主動脈和MCA舒張末期血流反向率升高，腦室出血及腦室周圍白質軟化發生率增高。另有研究[31]發現持續性PFO和PDA可增加成人隱源性栓塞性卒中和慢性肺動脈高壓發生風險。以上結果提示，超聲心動圖發現患兒存在心內分流時，雖應以臨床隨訪觀察為主[32]，但因新生兒期是大腦快速發育時期，仍建議隨訪監測腦血流，以便及時改善喂養方式或給予臨床干預[33]，以保證大腦正常發育。

4 小結

已有研究監測胎兒和新生兒期腦血流，以期精準診斷相關疾病，但尚缺乏對產前腦血流異常胎兒出生后腦血流變化的連續性評估。傳統腦血流監測方法有助于了解相關疾病的血流動力學變化。隨著超聲生物醫學的發展和智能算法等新技術逐漸用于超聲評估血流動力學，探索更多腦血流超聲參數和指標已成為當務之急。聯合產前和產后相關指標，早期、精準預測和評估腦血流變化對胎兒/兒童生長發育的影響，有助于了解何時存在潛在風險以及如何及時干預以降低或消除風險。