超聲在新生兒顱腦疾病中的應用現狀及進展

陳珂珂

（北京大學深圳醫院 廣東 深圳 518035）

1 新生兒顱腦超聲的掃查方法

1.1 經前囟掃查

是首選檢查部位，從額葉層面開始由前向后冠狀掃查可依次獲得側腦室前角層面（可觀察到羊角或裂隙狀無回聲的側腦室前角、前角上方帶狀低回聲的胼胝體、前角之間的透明隔腔及前角下方低回聲的尾狀核頭部）、第三腦室層面（可觀察到側腦室體部、兩側丘腦、第三腦室、側腦室前角和中央部交界部的室間孔）、側腦室中央部- 后角層面（可觀察到小腦半球、小腦蚓部、顱后窩池、側腦室三角部及其內部的八字形脈絡叢強回聲），止于枕葉層面。然后探頭旋轉90度，從中央向兩旁矢狀掃查可依次獲得正中矢狀切面（可觀察到扣帶回高回聲、胼胝體、透明隔腔、第三腦室、小腦蚓部，蚓部前方的第四腦室，蚓部后方為顱后窩池）、旁矢狀切面（可顯示側腦室前角、體部、三角區、顳角和枕角及其內的脈絡叢、尾狀核頭部、丘腦），止于可見腦島顳葉的最外側切面。掃查的同時注意兩側大腦半球實質結構及回聲的比較，觀察腦室、中線等形態和位置的變化。

1.2 經顳窗掃查

常作為腦血管動力學檢查的聲窗，測量大腦中動脈的血流頻譜。“蝴蝶狀”中央低回聲的大腦腳，周圍被高回聲基底池包圍的中腦層面可作為獲取Willis 環的超聲解剖標志。

1.3 經乳突囟及后囟掃查

乳突囟可用于觀察后顱窩影像，可見小腦半球及之間的蚓部，蚓部后方為小腦延髓池，前方為第四腦室。后囟可觀察橫竇。

2 新生兒常見顱腦疾病的超聲表現

2.1 顱內出血（intracranial hemorrhage，ICH）

依據出血部位可分為腦室內出血、硬膜下出血、蛛網膜下腔出血、小腦出血等。新生兒顱腦出血最常見類型是腦室內出血（intraventricular hemorrhage，IVH），腦實質次之，硬膜下少見。1978年Papile基于對46個極低出生體重（VLBW，＜1500克）嬰兒的計算機斷層掃描將腦室內出血分為四級[1]：Ⅰ級：出血局限于室管膜下。超聲表現為冠狀切面上位于側腦室前角和體部下方、矢狀切面上位于丘腦尾狀核溝處的強回聲團；Ⅱ級：腦室內出血，未見腦室擴張。超聲顯示為側腦室內或脈絡叢內出現高回聲，未見腦室擴張現象；Ⅲ級：腦室內出血，并腦室擴張。超聲表現為側腦室部分或完全由高回聲的積血填充并擴張；Ⅳ級：腦實質出血。超聲表現為腦室周圍白質內球形或扇形高回聲區。Volpe指出[2]，Ⅳ級IVH不是腦室內出血直接擴展的結果，而是在嚴重的IVH后1～2天內發生的靜脈梗死。

研究表明[3]IVH在分娩后第一周發生的頻率最高，約62%的IVH在24小時內檢測到，78%在72小時內檢測到，95%以上在產后7天內檢測到。在出血早期，病灶的強回聲程度較低而淡薄，邊界欠清；穩定期回聲漸強、邊界清晰；吸收期病灶中央出現低回聲而邊緣仍為高回聲，并逐漸形成透聲差、有分隔的厚壁囊腔，80%以上囊腔可以在3個月內消失。

IVH有出血性腦積水（Post-hemorrhagic hydrocephalus，PHH）、腦萎縮等并發癥。Klinger等[4]在一項對極低出生體重患兒的隊列研究中發現雙側、一側Ⅲ級對側Ⅳ級的IVH發展為PHH的風險最高，單側Ⅲ級或Ⅳ級的IVH發展為PHH的風險為中度。Robinson S[5]表明出血性腦積水多為交通性腦積水，是由于出血使蛛網膜顆粒纖維化和腦膜纖維化，損害腦脊液的吸收。非交流性腦積水通常繼發于血塊阻塞腦室系統內腦脊液流動。Sancak等[6]對18例出生前3天內有腦室內出血（IVH）的26-30周早產兒進行腦蚓部高度（VH）和小腦橫徑（TCD）測量發現：有IVH早產兒的VH和TCD均明顯低于無IVH早產兒（P＜0.001），表明IVH可能對早產兒的小腦生長有顯著影響，尤其是那些IVH嚴重的早產兒。

研究表明[7-8]CUS對Ⅰ級IVH診斷率高于MRI，差異有統計學意義（P＜0.05）；Ⅱ～Ⅳ級IVH的檢出率與MRI差異無統計學意義（P＞0.05），對邊緣部位的出血如硬膜下出血、硬膜外出血、蛛網膜下腔出血識別的敏感性低于MRI，尤其是對出血有極高的敏感性的磁敏感成像（SWI），且MRI對深部灰質核團、腦白質、腦干、小腦損傷的診斷效果更好。因此對超聲檢查陰性而臨床仍高度懷疑顱內出血者，應進行CT或MRI檢查，避免漏診。

2.2 缺血缺氧性腦病（Hypoxic-ischemic encephalopathy，HIE）

新生兒缺血缺氧性腦病（HIE）是由圍產期缺氧引起的缺血性腦損傷，是導致新生兒死亡和神經發育障礙的主要原因[9]。其早期病理改變主要為腦水腫，超聲表現為腦室旁白質回聲局限性增強，嚴重腦水腫時表現為腦實質呈彌漫性高回聲，部分可伴有無回聲區，腦結構邊界模糊甚至消失，半腦球裂隙、腦溝和腦室存在變窄或者消失，腦血管搏動減弱，可并發顱內出血[10]。上述改變在輕度的HIE中可在7～10天內逐漸減小直至消失，而中重度HIE會在3～4周后發展為萎縮性改變和囊腔樣改變，前者表現為腦裂增寬，腦溝變深，腦額葉外間隙增寬等腦萎縮的表現。后者表現為原回聲增強區出現多個小囊腔，即發生了腦白質軟化（periventricular leukomalacia，PVL）[11]。腦白質軟化在早期只表現為白質回聲增強，容易忽略，只有在形成囊腫時才易判斷，因此有人認為，超聲診斷腦室周圍白質軟化的最佳時間是腦損傷后3～4 周[12]。

缺血性腦損傷的腦血流動力學可發生改變，Guan B[10]等研究發現：在44例嚴重HIE新生兒中，幾乎所有（97.7%）新生兒ACA和MCA的血流速度下降，尤其是舒張速度明顯降低，RI升高。僅有1例出現高灌注狀態，ACA和MCA的血流速度加快，RI下降，國內學者楊浩等指出[13]，RI＞0.7或＜0.55是預后不良的表現，尤其是RI升高達到1或＜0.5。

相比于MRI，顱腦超聲在HIE的診斷中缺乏可靠性和準確性，尤其在沒有囊性改變的異常實質回聲中。

2.3 中樞神經系統感染

中樞神經系統感染是各種生物性病原體，包括病毒、細菌、真菌和寄生蟲等引起腦實質、脊髓、腦脊髓膜和血管急性或慢性炎癥性疾病。新生兒中樞神經系統感染以化膿性腦膜炎較為多見，其次為病毒性腦膜炎、結核性腦膜炎及隱球菌性腦膜炎等[14]。新生兒化膿性腦膜炎最早期和最常見的發現為腦溝增厚（腦溝厚度＞2mm）和回聲增強、還有腦室擴大，腦室炎、硬膜下積液、腦實質改變等。腦室擴大表現為側腦室體部寬度＞11mm；腦室炎的超聲表現為腦室壁增厚、不規則和回聲增強，腦室腔內見低回聲的炎性滲出物，炎性滲出物可聚集形成纖維性分隔，從而形成腦室內囊腫和梗阻性腦積水。硬膜下積液的超聲表現為腦外間隙呈局限性新月形擴張、腦中線移位，彩色多普勒在鑒別硬膜下積液與良性蛛網膜下腔增寬中起重要作用，前者見腦表面皮層血管受壓，后者腦脊液內可見彩色血流信號穿過，即“皮層靜脈征”陽性。腦實質改變在超聲上的一般表現為腦實質回聲增強，可能為彌漫性的如腦炎，可能為局灶性的如梗死、膿腫形成、出血或局灶性腦炎。腦炎通常是腦實質感染的早期表現，腦炎治療不成功導致晚期膿腫形成，超聲表現為腦實質內散在分布的多個片狀高回聲，動態觀察逐漸變為邊界高回聲的低回聲區，最后液化，呈現多個大小不等無回聲區。

研究表明[15]化膿性腦膜炎組及結核性腦膜炎組腦膜回聲異常率、側腦室擴張率及硬膜下積液陽性率均高于病毒性腦膜炎組，腦實質改變陽性率低于病毒性腦膜炎組。

3 顱腦超聲的新技術

3.1 三維顱腦超聲（3-dimensional cranial ultrasonography，3DUS）

1999年Nagdyman等[16]利用三維超聲探查新生兒顱腦解剖結構，開辟了三維超聲在新生兒中應用的新領域。它可立體顯示病灶的空間位置、與周圍組織的毗鄰關系， 3DUS還增加了對一些圖像的診斷信心，顯著縮短了掃描時間[17]。目前的三維超聲有三維容積成像和三維血管成像兩種方式。三維容積成像可量化評價腦損傷和腦發育，如顱內出血量、梗死灶大小、側腦室容積、額葉體積等，Qiu等[18]首次提出了可用自動分割腦室的三維超聲技術定量測量出血后擴張的腦室容積。研究表明[19]三維容積成像比二維超聲測量更能準確地估計腦室大小。另外三維成像可對胼胝體發育不全進行診斷，但在診斷部分性胼胝體發育不良，特別是壓部缺如的情況下，超聲做出明確診斷存在一定困難[20]。三維血管成像不受目標血管位置的限制，可對二維取樣不到的腦血管進行采樣，還可用容積定量的分析功能，定量反映目標組織的血管數量及血流含量，因此可以早期發現腦組織血流動力學變化。劉莉等[21]研究了30例正常足月兒，發現測定的雙側大腦中動脈的三維技術參數和二維結果具有線性相關。

3.2 超聲彈性成像（ultrasound elastography）

超聲彈性成像概念最早由Ophir等人于1991年提出[22]，是用于測定組織應變或彈性的技術。目前有應變彈性成像和剪切波彈性成像（SWE）兩種主要技術，前者通過手動壓縮或內部生理運動（如呼吸和心跳）施加的應力來檢測軸向位移，以評價組織硬度，然而，由于所施加的壓縮力未知，只能顯示感興趣區域內組織的相對硬度而無定量數值。后者可根據剪切波速度的平方與組織彈性模量成正比：E=3ρc2（E為組織彈性模量又名楊氏模量，ρ為組織密度，c為剪切波的傳播速度），從而量化組織的硬度[23]。彈性成像目前雖已廣泛應用于成人如甲狀腺、乳腺、肝臟、肌肉、前列腺、淋巴結等器官，但在新生兒顱腦研究中的應用尚處于起步階段，因其在新生兒大腦中的安全性的數據有限，美國食品和藥物管理局批準的兒科超聲彈性成像僅限于實體腹部器官，使用顱腦彈性成像需要適當機構審查委員會的批準和同意[24]。由于與腦損傷相關的一些變化（如水腫、顱內壓和灌注變化）會影響組織硬度，新生兒的彈性成像可對新生兒腦室內出血、腦室周白質軟化、腦室擴大、腦積水等腦損傷進行定量分級及預后的評價，Si-DaWang等[25]用90只新生Wistar大鼠建立了新生兒缺氧缺血性腦損傷（HIBD）模型，用聲輻射力彈性成像（ARFI）測量聲觸診組織量化值（VTQ值）并與病理變化進行比較后發現：和對照組相比缺血組和窒息組VTQ值顯著升高（P＜0.05），與缺血組和對照組相比窒息組VTQ值顯著升高（P＜0.05），這和病理結果是一致的，說明隨著缺氧缺血程度的加重，腦組織損傷逐漸增加，其彈性逐漸降低。Xu等對16只小鼠的大腦中動脈進行45分鐘的閉塞建立了缺血性腦卒中模型，與正常對照組比較發現：在卒中后24h內，同側半球的剪切模量明顯低于對照組，對側半球的剪切模量高于對照組，卒中72h后同側和對側的平均剪切模量與對照組無明顯差異。由此可見彈性成像提供了一種檢測缺血性腦卒中后大腦細微變化的可能方法[26]。由于腦組織硬度隨著發展而改變，彈性成像還可提示早產兒和足月新生兒各個腦區的發育差異，Albayrak[27]對83名健康新生兒（44名足月兒，39名早產兒）的丘腦及腦室周圍白質進行彈性成像發現足月兒組的丘腦和腦室旁白質的硬度均高于早產兒組，且經過ROC分析得出早產兒丘腦和腦周圍白質硬度的平均最佳截斷值分別為＜8.28、＜6.59，無論是早產兒組還是足月兒組，腦室周圍白質的硬度均小于丘腦，Kim等[23]對平均胎齡為34周的21例健康新生兒進行顱腦彈性成像發現皮質灰質的彈性＞腦室周白質＞尾狀核，尾狀核和皮質下白質之間的彈性評分沒有顯著差異。由于樣本量有限，未來還需在MR彈性成像或者組織病理的對照下建立新生兒不同胎齡、不同腦區、不同患病狀態的大腦硬度值的正常參考值。且還需大樣本研究彈性成像在短期和長期對腦組織的生物效應以更好地了解其安全性。

3.3 超微血管成像：（superb microvascular imaging，SMI）

超微血管成像技術（SMI）是一種新型的微血管成像技術，它避免了低速血流被當成“雜波”過濾，使低速血流可視化，有高時間和空間分辨率，比彩色多普勒和能量多普勒成像更為敏感[28]。有灰度模式（mSMI）和彩色模式（cSMI）兩種可供選擇，前者通過抑制背景信號來增強血流信號，側重于血流的顯示，后者可同時顯示二維圖像和彩色信息。該技術目前成熟應用于評價頸動脈粥樣硬化斑塊的穩定性、評價甲狀腺及乳腺結節、評價類風濕性關節炎的活動度以及嚴重程度等領域。Goeral等[29]首次將他用于評價新生兒顱腦微血管，他們對19名健康新生兒進行了經前囟冠SMI超聲檢查發現：用高頻探頭掃查時，皮質血管位于淺層皮質，在冠矢狀切面上均呈垂直于大腦表面的“短平行線狀高回聲”，髓質血管位于深層白質，在冠狀面上成“噴泉”樣，矢狀面上為平行線樣高回聲，而71%紋狀體血管用在低頻探頭可被識別，矢狀面上呈蓮花形，但mSMI和cSMI都不能區分動脈和靜脈微血管。雖然目前只有一例文獻對新生兒顱腦的SMI進行研究，但它作為一種無創的方法，可在不需要造影劑的情況下對新生兒顱內微血管進行評價，將具有廣闊的運用前景。

3.4 超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）

是一種靜脈注入比紅細胞小的微泡后通過聲阻抗差異產生增強的超聲回聲從而反應腦血流灌注的技術。由于腦損傷會伴有腦灌注的變化，因此可以利用超聲造影能檢測到腦損傷區域。超聲造影有定性和定量的評估方法，定性超聲造影是主觀檢測異常的高或低灌注，研究表明[30]顱腦超聲對腦灌注的評估可與MRI媲美，可顯示腦死亡時的無血流灌注及新生兒的缺血缺氧性腦病低灌注；定量超聲造影是根據增強的時間-強度曲線量化灌注動力學參數，如峰值時間、峰值強度和曲線下面積等，評估灌注情況。與計算機斷層掃描（CT）或磁共振（MR）成像造影劑相比，超聲造影沒有相關的腎毒性，也不需要伴隨電離輻射或鎮靜，不良事件的風險在所有可用的造影劑中最低，為了使腦CEUS成為一項有臨床價值的技術，在未來的檢查中有必要將腦CEUS參數與CT或MRI等黃金標準檢查的參數進行比較，建立定量超聲造影的正常值參數，該技術有望在危重新生兒和需要床旁成像的嬰兒中，成為CT或MRI的一種有價值的替代方法。另外研究表明低頻超聲聯合適宜的超聲頻率、功率、輻照時長和微泡劑量可無創可逆地開放血腦屏障，從而可靶向遞送攜帶藥物的微泡。以新生兒獨有的未閉顱縫，相信在不久的將來，該手段將在新生兒顱內疾病的靶向治療中發揮重要的臨床價值[31]。

4 小結

綜上，隨著3DUS、SMI、CEUS等顯像技術的發展，超聲的成像效果進一步提高，顱腦超聲對新生兒顱腦疾病的評價將會成為一個十分重要的選擇。用顱腦超聲對腦血流灌注的評價及造影劑攜帶藥物或基因制劑突破血腦屏障進行局部定量治療是顱腦超聲未來可能的研究方向，相信在不久的將來會得到很好的發展。