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”急重症世界翻译组“出品，作者： 在过去二十年中，床旁超声的使用显著增加。它已成为一种随时可用的、无创的床旁检查方式，用于各种环境下的患者快速诊断和管理。在评估心脏、肺、腹部、气道和血管系统的运用中已经很成熟。经颅多普勒超声用于评估脑血流已经使用多年。近年来，脑超声检查已被证明是快速评估床旁脑血流动力学和结构病理学的有力工具。脑超声已被证明在急诊科和神经重症监护环境中对颅内压升高的无创评估、脑自动调节和颅内血肿及其他占位性病变的诊断都很有用。床旁超声是常规成像和侵入性监测技术的重要替代技术，其结果具有可比性。没有正式的放射学培训，就很容易获得这种能力。随着技术的进步，脑超声的应用不断增长。本文综述了床旁超声在脑损伤诊断和治疗中的临床应用。
床旁超声（POCUS）已被广泛应用，目前已在急诊科、ICU和手术室常规使用。虽然POCUS在评估心脏、肺、腹部、气道和血管系统方面的应用已经得到了很好的证实，但由于颅骨穹窿限制了足够的声学窗口，POCUS在评估大脑方面的应用往往受到限制。随着床旁超声的使用增加和技术进步，用于神经系统评估的POCUS不断扩大和发展。虽然脑超声的使用已在神经重症监护病房确立，但在急诊科使用床旁脑超声的趋势才开始出现。对于遭受严重创伤的患者，传统上通过脑部CT成像来评估颅内病理。将脑超声纳入创伤聚焦超声评估（FAST）方案可能提供有关ICP的信息，并诊断颅内血肿和/或挫伤的存在。这有助于急性脑损伤患者的及时诊断和早期治疗。本综述的目的是描述POCUS在急性脑损伤患者中的技术和应用，并为其在围手术期和ICU的临床管理中的应用提供证据。尽管Karl Dussik早在1942年就首次描述了脑超声检查[1]，但直到1982年经颅多普勒（TCD）的发展，经颅多普勒超声检查的临床应用才开始加速[2]。经颅多普勒被用作急性脑损伤患者脑血流的无创评估手段已许多年。由于高分辨率和高性能探头的技术进步，围手术期超声成像大幅增加，因为它是一种安全、无创、成本相对较低的检查，可以在床旁进行[3,4]。尽管脑超声成像已经获得了广泛的关注，并继续扩大其临床应用，但它仍然受到颅骨高声阻抗的限制，因此需要一个合适的声学窗口至关重要。有四个主要的声学窗口：跨眼眶；跨颞窗；下颌下；和枕骨（图1和表1）。此外，接受过去骨瓣减压术的患者或囟门未闭的儿童有额外的无骨声学窗[3,4]。
图1. 颅脑超声的4个声学窗口 
表1. 使用床旁超声可视化的声学窗口和结构 脑超声主要有两种技术：TCD和经颅彩色编码双功超声（TCCS）。经颅多普勒通过基于多普勒频移的血流速度频谱显示来识别特定的颅内动脉。根据随血流深度、角度和方向的变化而变化的波形分析，识别单个血管。较新的超声波机具有彩色M模式功能，更容易检测血流。获得的基本参数包括：收缩期峰值速度（SV）；舒张速度；平均流速（MV）；小搏动指数（PI=SV-DV/MV）；电阻指数（RI=SV-DV/SV）。经颅多普勒用于连续监测急性脑损伤患者的脑血流速度。此外，可以评估非侵入性ICP、脑灌注压和脑自动调节等高级参数。表2显示了TCD的主要优点和局限性。
表2. 经颅多普勒的优点和局限性 经颅彩色编码双功能超声使用与常规临床使用相同的超声机器和换能器探头，并将彩色编码多普勒与二维脉冲波超声成像相结合。除了TCD等血流动力学评估外，TCCS还可以提供脑实质的二维成像以及相关血管的彩色多普勒。通过跨颞窗的二维成像允许通过三个平面对大脑进行结构成像：中脑；间脑的；还有脑室。这项技术的主要优点是校正内旋角度，因此流速测量更准确。通过眶平面，可以测量视神经鞘直径。更先进的技术，如对比剂增强和三维TCCS是可用的，但尚未在临床环境中广泛使用。TCD和TCCS等技术构成了许多脑POCUS应用的一部分（方框1）。下面讨论一些最常见的应用和支持其临床应用的证据。
迟发性脑缺血是动脉瘤性蛛网膜下腔出血最严重的并发症之一，可导致显著的发病率和死亡率。高达70%的动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者出现血管造影血管痉挛，约50%的患者出现迟发性脑缺血[6]。因此，血管痉挛的早期检测可能为预防神经系统恶化提供干预窗口。TCD/TCCS作为检测血管痉挛的有效筛查工具的使用是其在神经危重症治疗中最常见的指征，并已被广泛研究[7]。美国心脏协会和美国神经成像学会都建议使用TCD监测血管痉挛[8,9]。根据伯努利原理，动脉中的血流速度与动脉直径成反比。因此，血流速度的变化可以用来估计血管直径的变化和检测血管痉挛。基于TCD或TCCS方法的超声成像可以根据血流速度升高提供血管狭窄的指示。TCD测量速度与CT血管造影的对比显示了检测大脑中动脉（MCA）血管痉挛的敏感性和特异性约89～98%。TCD用于血管痉挛的诊断和分级有几个标准。其中最常见的是基于120-159cm.s-1、160-199cm.s-1和>200cm.s-1分别用于轻度、中度和重度血管痉挛[2、10、11]。Lindegaard指数是一种替代方法，它使用同侧MCA平均速度与同侧颅外颈内动脉速度之比，值>3表示血管痉挛[10]。这也有助于区分充血和血管痉挛，因为两者都会增加平均速度。此外，最近还有描述颅内动静脉的指数。这与罗森塔尔大脑中动脉和基底静脉的流速有关，并用于评估血管痉挛，平均流速的动静脉指数>10，收缩速度的动静脉指数>12表示血管痉挛。与林德加德指数相比，该指数更可靠，误差率更低[12]。最近的一项meta分析显示，TCD检测MCA血管痉挛的总敏感性为66.7%，特异性为89.5%[13]。TCD和TCCS在检测MCA以外的动脉血管痉挛方面的作用尚不清楚[12]。超声检查已被用于诊断大血管闭塞，并评估再通的效果[14]。在中风发病的早期阶段，TCD和TCCS可用于检测大血管闭塞，尤其是在院前环境中，从而允许患者被分诊到综合性中风中心进行血管内治疗[15]。此外，超声检查可用于评估侧支循环，检测颈动脉和椎动脉的狭窄或闭塞[16]。在急性中风的早期阶段，脑血管自动调节功能经常受损[17,18]，患者更容易出现脑低灌注或脑高灌注，这两种情况都可能由于脑水肿和ICP增加而导致脑缺血。超声检查也有助于评估再通的成功率和监测潜在并发症，如出血性转化和恶性脑水肿的发展。一般来说，TCCS主要用于诊断目的，与CT和MRI一起使用[19]。ICP升高是一种常见且可能危及生命的疾病，由多种病理条件引起。脑超声可以提供ICP的估计值，并允许对升高的ICP进行早期诊断。已经描述了几种基于超声波的ICP评估技术[20–23]。这些包括：动脉和静脉血流波形分析；视神经鞘直径测量；以及中线移位的评估。ICP的增加会导致外部压力和脑血管受压，导致流动阻力增加。经颅多普勒显示，在收缩期MCA速度最初增加，在舒张期速度相应降低。当ICP严重升高时，舒张血流可能消失或逆转[24]。颅内压可以通过计算PI来估计，PI的增加表明ICP的增加[25]。与速度测量不同，PI是一个相对比率，可以抵抗内旋的离轴角度。还有一个从PI计算ICP的衍生公式。根据该公式，正常PI<1.2对应于12 mmHg的ICP值，而PI>2.13则与ICP>22 mmHg相关[26]。然而，研究质疑了PI评估ICP的可靠性[27]。除PI外，还研究了用于ICP估算的其他公式和数学计算。然而，其中许多方法的临床实用性有限，主要用于研究目的[22]。经眶超声检查是最近描述的一种非侵入性的ICP替代测量方法[28]。视神经鞘是包裹大脑的连续硬脑膜的一部分，直接与脑脊液沟通。因此，ICP的任何变化都反映在ONSD的变化中（图2）。研究发现，ONSD的超声测量与放射学评分系统和直接ICP测量之间存在良好的相关性[29,30]。此外，ONSD的跨眶超声测量结果已被证明具有良好的观察者间和观察者内的可靠性[31]。ONSD和ICP之间的可重复关系已通过高碳酸血症引起的脑血容量增加得到证实[32]。Robba等人表明，与其他无创ICP测量技术相比，ONSD具有很强的预测能力[21,22]。
图2. 视网膜后3mm视神经直径和视神经鞘直径的测量。在视神经周围高回声区，视神经直径垂直测量为软脑膜内距离，视神经鞘直径垂直测量为硬脑膜内距离。 总的来说，没有一个统一的临界值作为颅内高压的指标。最近对成人患者ONSD研究的系统回顾和meta分析表明，研究中定义颅内高压的阈值存在显著的异质性，并且发现4.8–6.3 mm范围内的阈值显示了评估颅内高压的强大预测能力（曲线下面积0.96）[33]。框2中总结了ONSD测量的优点、可靠性和局限性。
大脑中线移位是一种危及生命的疾病，需要紧急诊断和及时的神经外科干预，以防止继发性神经损伤。当头部CT显示中线移位超过0.5厘米时，中线移位被认为是显著的，并且是神经系统预后不良的预测因素[43]。脑超声最直接的临床应用是检测中线移位。由于脑超声可以显示第三脑室，这可以被认为是超声解剖学中线的参考点。Seidel等人描述了一种确定中线移位的简单超声方法，包括测量同侧颞骨和双侧第三脑室之间的距离[43]；中线偏移可以计算为两边之间的差值除以2。与金标准测定相比，超声评估中线移位与基于CT的评估呈正相关[44]。因此，床旁超声评估中线移位有助于检测急性脑损伤患者的早期并发症。Tang等人的研究表明，中线移位≥2.5mm预测大出血的敏感性为0.78，特异性为0.89，准确性为0.82[45]。然而，价值趋势比单一测量更可靠。此外，有研究表明，对于颅骨缺损（去骨瓣减压术或颅骨骨折）、颞部血肿或继发于创伤的颅内解剖结构不对称的患者，中线移位的超声评估可能不准确[46,47]。大脑自动调节是指大脑在面对不同的脑灌注压力时保持恒定血流的能力。在健康个体中，脑血管阻力随着脑灌注压的变化而变化，以维持60–150 mmHg平均动脉压之间的恒定脑血流量。急性脑损伤后，自动调节功能受损很常见，与脑缺血和水肿的风险增加有关。Czosnyka等人首先描述了TCD作为创伤性脑损伤后持续评估大脑自动调节的一种工具[48]。从那时起，多项研究都在关注TCD在不同类型急性脑损伤患者中评估大脑自动调节和脑血管反应性的效用[49]。然而，我们应该意识到，在自动调节评估期间，流速被用作脑血流的替代物，并且有许多因素可以改变流速，而脑血流没有相应的变化。同样，在大多数研究中，自动调节评估通常仅在前循环中进行。
根据神经学标准确定死亡是一种临床诊断，目前需要对脑干功能进行具体评估。然而，在某些情况下，需要辅助测试来证明没有脑血流，尤其是当临床检查被其他因素（如低温、代谢紊乱、鼓膜穿孔等）所干扰时。当双侧血管满足三个标准之一时，TCD可确认脑循环停止，至少间隔30分钟进行两次测量：收缩和舒张流量接近相等的振荡波形；小于50cm.s-1的收缩期小尖峰和<200ms持续时间；所有之前看到的颅内和颅外血流消失仍然存在[50]。最近的一项meta分析表明，TCD在确认神经系统标准的死亡判定方面具有高度的准确性，其敏感性和特异性分别为90%和98%[51]。
脑超声已被用于诊断颅内（实质内）和轴外（硬膜下和硬膜外）血肿[52]。急性血肿表现为高回声肿块；这也有助于区分低回声的缺血性中风区域。由于肿瘤和动静脉畸形也表现为高回声肿块，因此用CT确认超声检查结果很重要。Maurer等人进行了一项研究，以评估151名急性偏瘫患者TCCS在区分脑出血和缺血性卒中方面的敏感性和特异性[53]。在大多数患者中，CT和TCCS评估均在入院后24小时内进行。TCCS检测颅内出血的敏感性和特异性分别为94%和95%[53]，阳性和阴性预测值分别为91%和95%。因此，在急诊科和CT检查受限的情况下，脑超声可能有助于快速诊断颅内血肿。此外，脑超声评估也有助于快速诊断血肿扩大，并已被证明与CT有良好的相关性[52]。它还被证明可以可靠地估计超急性脑出血时的血肿体积和扩张[54]。对于轴外血肿，报告的检出率为88%[55]。由于无回声脑脊液（CSF）和高回声脑室内衬之间存在明显区别，因此使用TCCS可以轻松测量心室大小。似乎与CT和MRI测量结果有很好的相关性[56]。年龄<60岁的患者的正常第三脑室大小范围为1.20至5.06 mm，年龄>60岁的患者的正常第三脑室大小范围为3.34至9.16 mm，与MRI测量值高度相关（r=0.8）[57]。侧脑室的直接测量更为困难，因为内睡的角度。一项评估出血性脑积水患者的研究显示，其与CT有中度相关性（r=0.73）[58]。此外，超声波有助于确认心室引流管尖端的位置，并诊断引流管移位[58,59]。Kiphuth等人观察到，TCCS是预测脑脊液引流必要性的可靠方法[58]。对于脑室外引流的患者，他们估计钳夹后脑室宽度增加5.5 mm的截止值对CSF引流的需求具有较高的敏感性（100%）和阴性预测值（100%）。作者认为，脑室宽度的增加低于临界值是安全去除脑室外引流的指标[58]。脑超声也被用于其他疾病[3]。在颈动脉内膜切除术中，TCD用于监测脑血流已经得到了很好的证实[60]。此外，在接受清醒开颅术和全身麻醉下开颅术的患者中，超声波越来越多地用于头皮阻滞，以提供术中血流动力学稳定性和术后镇痛[61]。虽然头皮阻滞可以使用骨骼或浅表标志物盲目进行，但有报道称，椎间孔位置和神经走行的解剖变异增加了失败的可能性和血管损伤的风险。超声检查可以精确定位椎间孔和神经。据报道，使用超声波进行特定头皮神经阻滞的成功率在86%到100%之间[62–64]。脑床旁超声是一种有效、无创、安全且易于获得的技术，用于快速评估急性脑损伤患者的脑解剖和脑血流动力学。随着技术的进步和可用性的提高，其应用继续增长。总的来说，大脑POCUS已被证明是常规成像和其他侵入性技术的重要替代技术，结果是可比的。
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