颅脑超声：方法、基本和高级原理、临床应用

翻译/总结: 席绍松             编辑：殷婷

关键点：

    颅脑超声检查可以评估大脑的主要结构，包括脑实质和主要脑血管。

    通过四个主要的超声窗位（经颞、枕、下颌和经眶），可以使用常用的超声系统进行颅脑超声检查。

    颅脑超声可用于快速评估神经危重患者的病理变化，例如评估颅内血肿、估计颅内压升高以及检测中线移位和颅内肿块。

    颅脑超声检查并不是专门用于神经重症监护的技术；以及描述了在不同环境中的临床应用，包括普通重症监护病房和急诊科。

摘要

颅脑超声可以通过对血流速度的分析来评价大脑的解剖和病理，以及脑循环。经颅彩色多普勒超声是一种安全、可重复、无创的床边技术，对于许多临床情况下的神经危重病患者，包括创伤性脑损伤、动脉瘤性蛛网膜下腔出血、脑积水和脑循环停止的诊断等，具有很强的优势。此外，这项技术的临床应用可能扩展到不同的环境，包括普通重症监护室和急诊室。颅脑超声的不断使用反映了人们对非侵入性的大脑和全身评估的兴趣与日俱增。本文目的是总结颅脑超声的基本和高级原理，并概述不同颅脑超声技术在危重病人的监测和治疗中的临床应用。

技术

基本上，目前有两种颅脑超声技术：B型经颅彩色多普勒超声（TCCD）和经颅多普勒（TCD）超声。TCD大约在40年前引入临床实践，根据光谱显示和标准条件（包括动脉深度、动脉血流方向和波形分析），对脑动脉进行“非直视”识别。它允许对CBF速度进行评估和连续监测，因此是一种针对颅脑基本和高级参数进行多模态监测和评估的优秀技术。TCD可用于评估脑循环自身调节、临界闭合压力和脑顺应性等高级参数，也可用于实施脑血管反应性评估的功能性试验。

TCCD结合了彩色多普勒血管表现和二维脉冲波多普勒超声成像技术，并进行了进一步改进，允许直接可视化和更好地识别脑动脉。因此，TCCD是一种更新的、技术上更先进的工具，它对于大脑的高精度徒手实时扫描和血流动力学评估非常有用。虽然它实现了脑实质和血管的直接可视化，但它不允许长时间连续监测CBF。

TCCD通常使用一个2-2.5兆赫的探针来执行，该探针允许对主要的大脑结构和血管进行可视化检测。在双重成像中，中脑可以通过颞窗（Fig.1）识别，然后可以实现Willis环的单个动脉可视化。每个动脉都是通过其深度和血流方向与探针和其他可视化动脉的关系来识别的。TCCD可以提供关于动脉血流速度（收缩、舒张和平均值）以及搏动指数（PI）的基本信息。

Fig.1 用于大脑超声透入的声窗。颞窗从头侧延伸至眶中缝和眶侧壁之间的颧弓。“太阳穴”处的这一区域可以在头骨上被触诊为直径为3-4厘米的凹陷区域。如图所示，放置在该区域的相控阵传感器可使大脑基底节区的基础结构和Willis环水平的脑动脉超声波透入。按照惯例，索引标记指向眼睛的前方。在枕窗中，传感器位于枕骨大孔后缘和第一颈椎棘突之间，位于中线（或其附近），超声束指向鼻梁，索引标记点位于3点钟位置。这种方法可以可视化枕骨大孔和椎动脉末段（最近的超声透入区）和基底动脉（远端超声透入区）。超声通过闭上的眼睑透入，可以看到眼动脉、颈动脉虹吸和视神经鞘。最后，超声通过下颌窗入路可看到颈内动脉（ICA）的颅外段，以计算大脑中动脉和ICA之间的平均血流速比（Lindegard指数）。

本文主要综述了TCCD在临床上的应用。Fig.1和Fig.2描述了允许进行基于TCCD的完整大脑检查（包括正常解剖和声窗，以及大脑动脉的正常血流速度）的基本条件，以及采集技术和图像解释。

Fig.2 经颞窗的超声切面：未行和行去骨瓣减压术（DC）患者的三个不同颅脑超声切面（中脑、间脑、脑室）的图像。中脑切面是最基本的层面；对侧颅骨（通常在12-15厘米）的识别证实了有足够的声窗；中脑通常很容易在中线识别，它像蝴蝶，翅膀指向前方。从中脑切面到间脑切面，超声探头倾斜大约10度，可以识别第三脑室，表现为两条脉冲平行线（通常相距不到10 mm），位于略高于颅骨和中脑前部。脑室切面—超声束的进一步倾斜可看到丘脑和侧脑室前角。

临床应用

在Table. 1中总结了颅脑超声的所有临床应用。下面，我们将对神经重症监护、重症监护室（ICU）、急诊室和院前医疗机构中最常见的情况进行逐个分析。

Table. 1 颅脑超声的临床应用（形态表现和基础/高级TCCD/TCD参数）

颅脑超声在神经重症的应用

颅脑超声可以广泛应用于神经危重症的临床治疗，其主要应用见下文。一般来说，尽管我们建议在临床实践中实施这一技术，但我们也建议它不应取代有创性神经监测技术[如有创颅内压（ICP）监测]或替代诊断工具，如计算机断层扫描（CT）或磁共振成像（MRI）。

颅内血肿

TCCD可以识别和区分颅内血肿和缺血性中风，血肿是高回声，而缺血性病变是低回声。在151名因急性神经功能损伤住院的患者队列中，与CT相比，TCCD能够正确检测颅内出血或缺血性卒中的存在（Fig 3）。12%的患者（n=18）出现不良的声窗。在剩下的133名患者中，126名患者的脑超声检查与CT检查结果一致（出血性卒中、缺血性卒中、或两者均有），显示其敏感性为94%，特异性为95%。TCCD也被证明能够可靠地估计超急性颅内出血患者的血肿体积和进展（例如，在症状出现后3小时内行TCCD检查）。在52名符合TCCD评估条件的患者中，6名患者的经颞窗透声较差，8名患者的TCCD无法检测颅内出血（由于其在CT或脑干/小脑位置上测量的尺寸较小）。在发病3小时内和入院后6小时内接受TCCD的34例患者中，该技术与CT血肿体积定量（r=0.85；p=0.022）和早期血肿进展检测（r=0.78；p=0.03）显示出良好的相关性。我们建议每天测量脑血肿体积，以便早期发现颅内出血扩大。

脑积水

脑脊液（CSF）是无回声的，而脑室内层的室管膜细胞是高回声的。第三脑室和侧脑室表现为含有无回声脑脊液的双高回声线。在测量第三脑室宽度（r=0.83-0.95）、右侧（r=0.86）和左侧（r=0.92）侧脑室前角、以及侧脑室中部（r=0.73）时，TCCD与CT之间有很好的相关性。对于出血后脑积水的患者，行脑室外引流夹闭试验时，用TCCD评估的侧脑室大小变化超过5.5 mm与重新开放引流的需要有相关性（敏感性100%，特异性83%）。因此，对于特定的患者和有经验的操作人员来说，TCCD监测脑室宽度可能是CT扫描的有效替代方法。最后，TCCD还可以显现出脑室外引流尖端的位置，特别是接受了去骨瓣减压手术的患者。TCCD可用于床边评估第三脑室的直径和脑室外引流的位置，并可早期发现脑积水和脑室引流移位。

脑中线移位

脑中线移位（MLS）是一种危及生命的情况，需要紧急诊断和治疗。1996年，Seidel等人在缺血性卒中患者中，描述了一种确定MLS存在的简单超声方法：它涉及测量颅骨和第三脑室之间的距离（双侧）。MLS可以计算为两侧的差值除以2（Fig 3）。超声评估MLS与CT结果有良好相关性，是急性脑卒中患者早期预后的预测因子。神经危重症患者的CT和超声检查对MLS评估的一致性最近得到证实（皮尔逊相关系数0.65；p<0.001）。大多数超声评估MLS的研究都是在恶性卒中和幕上脑出血的病例中进行的。对于大多数创伤性脑损伤（TBI）患者的混合人群，超声测量的MLS与CT扫描测量到的第三脑室水平（CT移位0.5cm的曲线下面积为0.85，95%CI：0.73—0.94%）和透明隔水平（CT移位0.5cm的曲线下面积为0.86，95%CI：0.74—0.94%）的之间存在良好的相关性。MLS的床边评估可用于检测早期颅脑并发症和进一步影像检查或神经外科干预的需要。然而，这些结果表明，使用超声评估的MLS不应被视为“绝对”数字，而应更多地视为一种变化趋势。

Fig. 3 颅脑超声在神经重症监护的临床应用

视神经鞘直径

    脑脊液从后向前在视神经鞘间隙循环。由于其特殊的小梁结构，视神经鞘前部（或延髓后部）比后部更容易膨胀。如果没有脑脊液流阻塞，脑脊液压力的上升会沿视神经鞘传导。由于视神经鞘的这种“死胡同”解剖结构，如果颅内压升高，脑脊液将积聚在其延髓后部分（Fig. 4）。超声研究证实了颅内压与眶周神经蛛网膜下腔扩张的密切关系。通过脑实质内探针检测到ICP变化后，视神经鞘直径（ONSD）的变化（在几秒钟内）也会非常迅速地出现。根据最近对7项研究（320名患者）进行的系统回顾和荟萃分析，评估成人超声ONSD测量的诊断准确性，发现阈值在4.80-6.30 mm范围内，可以证实对颅内高压（阈值为大于20 mmHg，或大于25 cmH20））的评估具有强大的预测能力（AUC为0.94）。综合诊断优势比、阳性和阴性似然比分别为67.5（95%CI：29-135）、5.35（95%CI：3.76-7.53）和0.088（95%CI：0.046-0.152）。尽管如此，检测颅内高压的ONSD临界值仍存在争议，大多数研究报告最佳临界值在5.0-6.0 mm范围内。

此外，已经证明，将ONSD测量与其他超声方法（如对直窦的静脉经颅多普勒评估）相结合，可以提供比单用ONSD测量更好的颅内高压检测的预后准确性。Robba等人的研究显示，与单独使用ONSD相比，联合应用ONSD和直窦收缩流速检测使AUC值在统计学上有显著改善。

Fig. 4 视神经鞘直径（ONSD）。A. 无颅内压增高患者的视神经鞘轴位图像。ONSD是垂直于视网膜后3mm处的电子卡尺测量的。B. 颅内压增高患者的视神经鞘轴位图像，显示玻璃体腔中视神经盘水肿，与视乳头水肿和ONSD增宽一致。

基于TCCD/TCD的无创颅内压评估方法

颅内压（ICP）的评估和处理在许多神经疾病中至关重要。目前可用的ICP监测方法需要侵入性手术，并具有出血、血肿和感染等固有风险，CBF速度波形分析是一种广泛探索的非侵入性ICP（nICP）评估技术。借助TCCD-/TCD的nICP评估方法是基于ICP和CBF流速指数之间的关系。脑血管壁顺应性产生的血管内压力与脑血流速度之间存在生理关联，因此通过TCD可以发现升高的颅内压会影响CBF速度，表现为舒张流速降低、波形变尖和搏动指数（PI）增高等血流速度波形的变化。这些干扰CBF的“标记物”已应用于多种描述脑血流动力学的方法，以及nICP监测。

1. 基于TCCD-/TCD获取PI的方法，定义为最大和最小血流速差值与平均血流速的比值。该指数用于预测ICP的有效性存在争议，因为PI的变化不仅取决于ICP的变化，还取决于脑灌注压（CPP）、动脉血压及其搏动性、以及二氧化碳分压的变化；

2. 基于无创CPP评估的ICP计算方法，公式为：ICP=MAP-nCCP；

3. 基于与CBF血流速和动脉血压有关的数学模型方法。

     Schmidt等人通过使用公式nCPP=MAP*FVd/FVm+14mmHg，发现此nCPP评估与有创CPP测量具有很好的相关性。

无创方法不应取代使用侵入性工具进行有创ICP评估。然而，当有创ICP监测不可用或禁止时（严重凝血障碍患者，如肝性脑病），作为一种可靠的替代，nICP评估方法可能有助于患者筛查，并评估其演变和治疗干预的反应。

血管痉挛

     尽管血管痉挛（VSP）和迟发性脑缺血不应被视为同义词，但基于TCD-/TCCD的方法可以根据脑血流速的升高提供血管狭窄（即VSP）的线索，并且也可以用于评估大脑自身的调节，这种自调节对VSP和迟发性脑缺血有预测作用。事实上，在血管造影中发现CBF速度增加和动脉直径减小之间存在明显的相关性。TCCD有助于指导成像决策，直接针对TCD进行测试时，发现TCCD CBF速度测量对检测VSP的灵敏度更高。TCCD比TCD对VSP检测更敏感有四个原因。首先，彩色多普勒超声可以使目标血管可视化，这让操作者能够选择到速度增加最快的位置，而不是像“非可视”TCD那样通过反复试错发现它。其次，对多普勒信号血管源的误判是传统“非可视”TCD的一个常见错误。第三，TCCD提供的影像学决策指导拥有更高比例的彻底性检测[双侧大脑中动脉（MCA）、大脑前动脉（ACA）、大脑后动脉]。第四，CBF速度测量取决于超声波束与血流方向之间的角度（Fig 3）。

（未完待续。。。）

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