顱腦彩超應用于早產兒腦白質損傷的研究進展

【摘要】 早產兒腦白質損傷是指由圍生期缺血、缺氧及炎癥反應導致，影響腦發育進程，導致神經系統后遺癥，對家庭和社會造成極大負擔。顱腦彩超是早產兒初始和連續神經影像學檢查的首選方式，具有操作便捷、重復性強等優勢，可以評估腦損傷隨時間的演變過程，以及大腦的生長和成熟情況。還可以通過動態監測大腦中動脈的血流參數，反映早產兒腦組織灌注，有助于評估腦白質損傷及神經預后。本文就早產兒腦白質損傷的腦血流變化及顱腦彩超在其中的應用進展做一綜述。

【關鍵詞】 早產兒 腦白質損傷 大腦中動脈血流 顱腦彩超

Research Progress on the Application of Craniocerebral Color Ultrasound in White Matter Injury of Premature Infants/CHEN Meng， AO Dang. //Medical Innovation of China， 2023， 20（22）： -188

[Abstract] White matter injury in preterm infants is caused by perinatal ischemia， hypoxia and inflammation， which affects the process of brain development and leads to neurological sequelae， causing great burden to the family and society. Craniocerebral color ultrasound is the preferred method for initial and continuous neuroimaging examination of preterm infants. It has the advantages of convenient operation and high repeatability， and can evaluate the evolution of brain injury over time， as well as the growth and maturity of the brain. It can also dynamically monitor the blood flow parameters of middle cerebral artery to reflect the perfusion of brain tissue in preterm infants， which is helpful to evaluate the prognosis of white matter injury and nerve. This article reviews the changes of cerebral blood flow in premature infants with white matter injury and the application of craniocerebral color ultrasound.

[Key words] Premature infants White matter injury Middle cerebral artery Craniocerebral color ultrasound

First-author's address： Affiliated Hospital of Guangdong Medical University， Zhanjiang 524000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.22.044

早產兒腦白質損傷（white matter injury，WMI）常因體內炎癥反應、缺氧缺血再灌注損傷造成，主要為局灶性和彌漫性WMI，是早產兒主要的腦損傷形式[1]。WMI早產兒中0.5%～10%出現腦性癱瘓，25%～50%出現認知、行為、注意力及社交缺陷[2]。吳文華等[3]對80例腦損傷早產兒研究發現從糾正胎齡40周開始干預組腦癱發生率、全面發育落后發生率及語言發育遲緩發生率均顯著低于糾正胎齡2個月和3個月的干預組。因此，早期診斷及干預腦白質損傷，減少神經系統不良后遺癥，是提高早產兒生存質量的關鍵。而腦白質損傷患兒早期臨床癥狀缺乏特異性，早期診斷主要靠影像學檢查。新生兒顱腦彩超具有作為床邊工具的優勢，可實現安全、可靠的連續成像，評估腦損傷隨時間的演變過程，以及大腦的發育和成熟情況[4]，是早期篩查早產兒WMI的主要方法。早產兒大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）血供是腦白質灌注的主要來源，其血流動力學參數對評估早產兒預后具有重要的臨床價值[5]。

1 腦白質發育特點與腦血流關系

從大腦前、中、后動脈發出的長穿支在受孕24～28周出現，延長到腦室周圍，保證腦室周圍深部白質的血流供給。受孕32～40周，是短穿支發育活躍期，其滿足皮層下白質的血供。長穿支與短穿支間的吻合支在受孕32周后才開始逐漸形成，因此，胎齡32周前的早產兒，供應腦白質血流的小動脈在組織解剖結構上并未完全發育成熟[6]。早產兒腦血管調節能力差，功能發育不成熟，仍存在“壓力被動性血流”，腦血液供給特別容易隨著全身血流動力學的改變而變化，導致腦白質損傷[7]，特別是腦室周圍白質位于腦動脈血流供給的臨界處和末端，當缺血缺氧時，腦血流灌注壓降低，腦血液供給不足，易造成腦白質損傷[8]。

早產兒大腦中動脈是大腦動脈中最粗壯的一支，攜帶全腦80%左右血流供給至大腦半球[9]，供應額葉、頂葉、顳葉前部的絕大部分半球突面皮層結構及深部腦白質，還供應大部分尾狀核、內囊膝部和后部的前上部、基底節、腦室旁白質和室管膜下血管床等。故MCA血流動力學參數變化可較正確地體現腦白質灌注情況。

2 早產兒腦血流變化與腦白質損傷的關系

早產兒由于各種因素如不當通氣、高滲藥物應用、宮內感染、寒冷損傷、血管活性藥物、輸液速度過快等原因，會干擾腦血流灌注。缺氧缺血早期，憑借機體自主調節機制，優先供應心腦血管，此時MCA代償性擴張，大腦中動脈阻力指數（resistance index，RI）下降，收縮期峰值血流速度（peak systolic velocity，PSV）和舒張末期流速（end diastolic velocity，EDV）升高，腦組織血流供應增加，一般發生于出生后12 h內[10]。隨著病情進一步加重，缺氧缺血引起氧自由基增多，導致腦細胞氧化代謝障礙，形成腦水腫，使顱內壓增高，腦血管收縮，此時RI升高，PSV、EDV均下降，腦組織血液供應相應地減少[11]。

3 大腦中動脈血流參數在腦白質損傷中的評估

國內外研究認為MCA血流動力學參數可直接反映大腦的血供情況，對早期診斷窒息引起的腦損傷及評估預后有重要意義[12-13]。孫玉梅[14]研究表明80例中重度顱腦損傷患兒大腦中動脈PSV、EDV水平均顯著低于輕度患兒，中重度組患兒RI值顯著高于輕度組（Plt;0.05），說明RI值與腦損傷程度呈正相關。田飛[15]通過對126例腦損傷的早產兒進行顱腦超聲的研究發現，隨著腦損傷程度的加重，大腦中動脈PSV和EDV逐漸降低，RI逐漸升高。

Ojala等[16]研究發現早產兒出生后24 h內的腦血流速度（cerebral blood flow velocity，CBFV）與12個月時的精神運動發育有關，并發現低CBFV與不良精神運動結果有關。Arditi等[17]通過對51名低出生體重兒研究發現，右側CBFV與神經行為成熟呈負相關，特別是與新生兒注意力相關，而左側CBFV與嬰兒期嬰兒心理發育過程呈正相關。大腦中動脈供應部分顳葉、頂葉和額葉，腦血流速度不對稱對神經行為成熟和認知發育的影響可能與這些區域中的激活有關。Zhang等[18]對28周嬰兒的研究表明，連續超聲成像顯示廣泛周圍白質軟化與24個月時較差的心理和精神運動發育相關。蔡蓉等[5]通過顱腦彩超對174例早產低出生體重兒在出生后3 d內的MCA血流動力學參數研究顯示，神經預后不良組早產兒PSV和EDV均低于預后良好組，RI高于預后良好組。

4 顱腦彩超評估早產兒腦白質損傷的預后

4.1 顱腦彩超中腦室周圍回聲增強在WMI中的應用

一般來說，早產兒WMI在顱腦彩超上的特點是腦室周圍回聲增強（periventricular echoenhance，PVE），這些腦室周圍的高回聲變化可以在幾天內消失或持續更長時間，演變成膠質性或囊性變化和/或腦室擴大，并伴有腦容量減少和發育不良的其他特征。文獻[19]研究表明，腦室周圍白質軟化（periventricular leukomalacia，PVL）患兒中大多數顱腦彩超表現為PVE，少部分出現小囊腔，極小部分患兒無明顯改變。張敏等[20]對261例早產兒研究發現出生28 d后檢查腦室周圍強回聲仍未消退的患兒，回聲增強區出現了單個或者多個大小不等的小囊腔變化，經MRI確診為腦白質軟化。

4.2 腦室周圍白質軟化在顱腦彩超中的評估

文獻[21]研究發現PVL的超低出生體重兒與糾正年齡8歲時的神經發育障礙密切相關，表現為中度或重度腦癱、失明或耳聾等。在一項對28周早產兒的顱腦彩超研究發現，連續顱腦彩超成像顯示的廣泛PVL患兒與24個月時較差的心理和精神運動發育相關[18]。

4.3 腦室內出血在顱腦彩超的評估

Patra等[22]研究表明在糾正年齡20個月時，Ⅰ、Ⅱ級腦室內出血（intraventricular hemorrhage，IVH）的極低出生體重早產兒的認知和語言結果比顱腦彩超正常的嬰兒差，他們的主要神經系統異常和神經發育障礙的發生率也較高。Bolisetty等[23]研究也表明在糾正年齡2～3歲時的早產兒，與沒有IVH的早產兒相比，Ⅰ、Ⅱ級IVH與神經感覺障礙、發育遲緩、腦癱（cerebral palsy，CP）和耳聾的發生率增加有關。一項研究檢查超低出生體重兒出生后8歲時不同級別IVH的結果發現，低級別IVH的腦癱發生率高于沒有IVH的患兒，而較高級別的IVH與運動、智力和一些學術功能的損害有關[24]。IVH的另一種并發癥，即腦室周圍出血性梗死與胎齡26周早產兒的2年預后較差有關；即腦室周圍出血性梗死的大小和嚴重程度的增加與Bayley嬰幼兒發育量表的粗大運動評分呈負相關，與較差的認知和運動結果相關[25]。

4.4 腦室擴大在顱腦彩超中的評估

Kuban等[26]研究發現腦室擴大與2歲時小頭畸形和腦癱的風險增加相關，腦癱影響44%的腦室擴大兒童。一項針對妊娠30周前出生的44名嬰兒的小型單中心研究報告了1個月時腦室擴大與2歲時運動和語言發育延遲之間的關聯[27]。一項對4 193名胎齡lt;27周的新生兒的多中心觀察性隊列研究發現，患有非出血性腦室擴大的嬰兒在糾正胎齡18至22個月時出現神經發育障礙、認知結果差、中度至重度腦癱及死亡或神經發育障礙的概率比顱腦彩超檢查正常的正常新生兒更高[28]。

一項對433名超低出生體重兒的早產兒進行的大型隊列研究結果表明，晚期顱腦彩超的異常和腦白質的嚴重程度與18～22個月大的精細運動顯著相關，精細運動缺陷的發生率幾乎是腦癱的3倍[29]。

綜上所述，顱腦彩超具有床旁操作、簡單快捷、重復性強的優勢，可實現安全、可靠的連續成像，并結合顱腦大腦中動脈血流參數，能評估腦損傷隨時間的演變，以及大腦的生長發育和成熟情況，可早期診斷腦白質損傷，早期行干預治療，改善早產兒神經預后。目前局限性有：還未定論大腦中動脈RI值高于多少能預測腦白質損傷；左右大腦中動脈的血流參數是否對腦白質有不同影響；大腦中動脈血流的相關性仍需大樣本去佐證，同時其臨床應用價值到目前為止還沒有被很好地描述。目前彌散張力成像（diffusion tension imaging，DTI）是診斷腦白質損傷的金標準，顱腦彩超對非囊性及直徑較小的囊性病灶的診斷敏感度并不高。

參考文獻

[1]張洪濤，李揚，寇曉娜，等.早產兒腦白質損傷發病影響因素及不同損傷程度特征分析[J].河北醫科大學學報，2020，41（7）：815-818.

[2] ARULKUMARAN S，TUSOR N，CHEW A，et al.MRI findings at term-corrected age and neurodevelopmental outcomes in a large cohort of very preterm infants[J].AM J Neuroradiol，2020，41（8）：1509-1516.

[3]吳文華，張慧琴.超早期綜合康復治療早產兒腦損傷的可行性[J].中國當代醫藥，2019，26（5）：117-119，122.

[4] SKI?LD B，HALLBERG B，VOLLMER B，et al.A novel scoring system for term-equivalent-age cranial ultrasound in extremely preterm infants[J].Ultrasound Med Biol，2019，45（3）：786-794.

[5]蔡蓉，惠品晶，王麗春.大腦中動脈多普勒超聲血流動力學參數在早產兒預后評估中的應用價值[J].臨床超聲醫學雜志，2021， 23（8）：637-639.

[6] JUUJ?RVI S，SAARELA T，HALLMAN M，et al.Intravenous paracetamol was associated with closure of the ductus arteriosus in extremely premature infants[J].Acta Paediatr，2018，107（4）：605-610.

[7]裘艷梅，侯洪濤，王煒，等.血清髓鞘堿性蛋白、S100B及血氣分析在早產兒腦損傷早期診斷中的價值[J].實用醫學雜志，2017，33（8）：1306-1309.

[8] BACK S A.White matter injury in the preterm infant： pathology and mechanisms[J].Acta Neuropathol，2017，134（3）：331-349.

[9] AMANITI E M，HASENPUSCH-THEIL K，LI Z，et al.Gli3 is required in Emx1+ progenitors for the development of the corpus callosum[J].Dev Biol，2013，376（2）：113-124.

[10] KIRIMI E，TUNCER O，ATAS B，et al.Clinical value of color Doppler ultrasonography measurements of full-term newborns with perinatal asphyxia and hypoxic ischemic encephalopathy in the first 12 hours of life and long-term prognosis[J].Tohoku J Exp Med，2002，197（1）：27-33.

[11] BENJAK V， CULJAT M，PAVLOVI? M，et al.Changes of the corpus callosum in children who suffered perinatal injury of the periventricular crossroads of pathways[J].Coll Antropol，2008， 32（1）：25-29.

[12] KOLSUZ L D，TOPCUOGLU S，GURSOY T，et al.Amplitude-integrated electroencephalographic activity and middle cerebral artery Doppler flow measurements in preterm small for gestational age infants[J].J Child Neurol，2015，30（4）：412-416.

[13]霍亞玲，鄭彬，王丹，等.彩色多普勒超聲對新生兒缺氧缺血性腦病的診斷價值[J].中國超聲醫學雜志，2018，34（2）：101-104.

[14]孫玉梅.分析新生兒顱腦損傷中頭顱彩超的診斷價值[J].齊齊哈爾醫學院學報，2018，39（4）：434-436.

[15]田飛.顱腦超聲在早產兒腦損傷早期診斷及預后評價中的應用特異性研究[J].影像研究與醫學應用，2021，5（13）：202-203.

[16] OJALA T，KAAPA P，HELENIUS H.Low cerebral blood flow resistance in nonventilated preterm infants predicts poor neurologic outcome[J].Pediatr Crit Care Med，2004，5（3）：264-268.

[17] ARDITI H，FELDMAN R，HAMMERMAN C，et al.Cerebral blood flow velocity asymmetry， neurobehavioral maturation， and the cognitive development of premature infants across the first two years[J].J Dev Behav Pediatr，2007，28（5）：362-368.

[18] ZHANG X H，QIU S J，CHEN W J，et al.Predictive value of cranial ultrasound for neurodevelopmental outcomes of very preterm infants with brain injury[J].Chinese Med J，2018，131（8）：920-926.

[19] WANG L，LIN Y，TU Y，et al.Isolated cystic periventricular leukomalacia differs from cystic periventricular leukomalacia with intraventricular hemorrhage in prevalence， risk factors and outcomes in preterm infants[J].Neonatology，2017，111（1）：86-92.

[20]張敏，羅丹.早產兒腦室周圍回聲增強提示腦白質軟化的臨床價值[J].當代醫學，2018，24（32）：80-82.

[21] CHEONG J L Y，LEE K J，BOLAND R A，et al.Changes in long-term prognosis with increasing postnatal survival and the occur-rence of postnatal morbidities in extremely preterm infants offered intensive care： a prospective observational study[J].Lan-cet Child Adolesc Health，2018，2（12）：872-879.

[22] PATRA K，WILSON-COSTELLO D，TAYLOR H G，et al.Grades Ⅰ-Ⅱ intraventricular hemorrhage in extremely low birth weight infants： effects on neurodevelopment[J].J Pediatr，2006，149（2）：169-173.

[23] BOLISETTY S，DHAWAN A，ABDEL-LATIF M，et al.Intraventricular hemorrhage and neurodevelopmental outcomes in extreme preterm infants[J].Pediatrics，2014，133（1）：55-62.

[24] HOLLEBRANDSE N L，SPITTLE A J，BURNETT A C，et al.School-age out-comes following intraventricular haemorrhage in infants born extremely preterm[J].Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed，2021，106（1）：4-8.

[25] CIZMECI M N，GROENENDAAL F，LY L G，et al.Periventricular hemor-rhagic infarction in very preterm infants： characteristic sono-graphic ?ndings and association with neurodevelopmental outcome at age 2 years[J].J Pediatr，2019，217：79-85.

[26] KUBAN K C，ALLRED E N，O'SHEA T M，et al.ELGAN study investigators. Cranial ultrasound lesions in the NICU predict cerebral palsy at age 2 years in children born at extremely low gestational age[J].J Child Neurol，2009，24（1）：63-72.

[27] FOX L M，CHOO P，ROGERSON S R，et al.The relationship between ventricular size at 1 month and outcome at 2 years in infants less than 30 weeks' gestation[J].Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed，2014，99（3）：209-214.

[28] PAPPAS A，ADAMS-CHAPMAN I，SHANKARAN S，et al.Neurodevelopmental and behavioral outcomes in extremely premature neonates with ventriculomegaly in the absence of periventricular-intraventricular hemorrhage[J].Jama Pediatr，2018，172（1）：32-42.

[29] DUNCAN A F，BANN C M，DEMPSEY A G，et al.Neuroimaging and Bayley-Ⅲ correlates of early hand function in extremely preterm children[J].J Perinatol，2019，39（3）：488-496.