剪切波弹性成像技术在新生儿缺氧缺血性脑病中的应用研究

王佳冰，魏柯香，童明辉（通信作者）

（兰州大学第二医院儿童功能检查科 甘肃 兰州 730030）

新生儿缺氧缺血性脑病（hypoxic-ischemic encephalopathy，HIE）指在围产期窒息而引起的脑缺氧缺血性损害，不仅严重威胁新生儿生命，亦是新生儿期后病残的重要原因。既往研究表明[1]，围产期窒息是HIE发生的主要原因，且会对母体、胎儿间血液循环和气体交换造成障碍，导致血氧浓度降低，引起窒息。因此，临床上积极采取有效的措施加强HIE患儿诊断及治疗，对改善其预后具有重要的意义。剪切波弹性成像技术是通过发射声辐射叩击组织施加激励，借助“马赫锥”原理，能在组织中产生足够强度的剪切波，通过彩色编码技术显示组织弹性图。由于剪切波在不同组织中传播速度不同，广泛应用于浅表组织及腹腔脏器组织杨氏模量值的检测，但是在HIE患儿中的应用研究较少[2]。因此，本研究以缺氧缺血性脑病新生儿为对象，探讨剪切波弹性成像技术在新生儿缺氧缺血性脑病患者中的应用效果，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2019年5月—2021年2月兰州大学第二医院收治的新生儿缺氧缺血性脑病患儿42例作为对象，设为观察组，包括男性患儿25例，女性患儿17例，日龄4 h～12 d，平均（6.19±0.72）d；Apgar评分为7～10 分，平均（8.93±1.07）分；经阴道分娩20例，剖宫产22 例。选择同期分娩的正常新生儿38例，设为对照组，日龄7 h～13 d，平均（6.21±0.77）d；Apgar评分为7～10分，平均（8.84±1.01）分；经阴道分娩20例，剖宫产18例。

纳入标准：①符合HIE诊断标准，均经临床检查确诊者；②具有胎儿宫内窘迫史、羊水Ⅲ度污染，且胎心＜100次的患儿；③分娩过程中持续窒息时间＞1 min，伴有不同程度神经症状者；④均完成剪切波弹性成像技术检查，新生儿均可耐受[4]。排除标准：①伴有遗传代谢性疾病、宫内感染者；②由于颅内出血引起脑损伤、电解质紊乱者；③先天性心脏病、先天性畸形者或研究期间死亡者。

1.2 方法

两组均常规行剪切波弹性成像技术检查，具体方法如下。仪器采用Supersonic imagine AixPlorer彩色多普勒超声诊断仪，对两组新生儿进行检查，选择SC6-1凸阵探头，频率为1 MHz～6 MHz，仪器自备SWE功能。新生儿取仰卧位，经前囟侧脑室中央部-后角切面清晰显示侧脑室旁脑白质、丘脑。在不施压状态下进一步固定探头，进入弹性成像模式，静置3 s后保存稳定的图像，调整定量分析取样框大小为3 cm×4 cm。彩色多普勒模式下完成两组大脑前动脉RI、大脑中动脉RI测定，为了降低人为因素的误差，每一位新生儿均连续完成3次测定，取平均值。

1.3 观察指标

分析剪切波成像技术在HIE中的价值，本研究中引入并绘制ROC曲线，分析剪切波弹性成像技术在新生儿缺血缺氧性脑损伤中的应用效能，包括灵敏度与特异度。

1.4 统计学方法

采用SPSS 24.0软件进行数据处理。计数资料采用频数（n）和百分比（%）表示，行χ2检验；计量资料采用（x-±s）表示，行t检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。采用MedCalc19.0.7统计软件，绘制ROC曲线。

2 结果

2.1 两组剪切波弹性成像技术检查结果比较

两组均完成剪切波弹性成像技术检查，并完成相关数据的整理与统计，结果表明，观察组HIE患儿大脑前动脉RI、大脑中动脉RI均显著高于对照组（P＜0.05）；侧脑室旁脑白质硬度值、丘脑硬度值显著低于对照组（P＜0.05），见表1。

表1 两组剪切波弹性成像技术检查结果比较（x- ± s）

2.2 剪切波弹性成像技术在HIE中的应用效能

ROC曲线结果表明，剪切波弹性成像技术用于HIE中AUC值为0.82，灵敏度为83.25%，特异度为70.48%，ROC曲线及典型病例见图1。

图1 剪切波弹性成像在HIE中的ROC曲线及典型病例

3 讨论

HIE是围生期由于窒息、缺氧等，导致脑组织代谢障碍、脑供血不足及细胞损伤，其病理改变是脑水肿，脑组织软化、坏死，脑萎缩及颅内出血。HIE程度不同、预后亦不同，轻度HIE患儿预后良好，但是中重度患儿则能导致脑组织不可逆损害，增高新生儿病死率。国内学者研究表明[3]，HIE是一个病变演变过程，HIE所致患儿颅脑损伤程度与患儿胎龄相关，缺氧缺血可致早产儿脑白质病变损伤，足月患儿则以基底节神经节病变及皮层脑白质损伤为主。此外HIE疾病进展过程中脑组织损伤程度与脑组织损伤时间密切相关，不同阶段影像学表现存在明显的差异性。因此加强患儿诊断、治疗，对改善预后具有重要的意义。

HIE发病机制复杂，脑组织损伤及修复机制尚未完全证实。已有研究表明脑组织缺氧可至脑部血流重新分配，缺氧程度不同，脑组织易损区域不同[4]。Annink等[5]综合分析3～7日龄新生儿HIE颅脑超声表现，提出HIE超声评价系统，用于评估HIE程度。评价系统中包括脑白质、脑深灰质受累部位及程度的评分（0～6分）以及颅内主要血管分支阻力指数的评分（0～1分）。HIE二维灰阶超声表现可见脑水肿，脑回增宽，脑沟变窄甚至消失，脑室受压变窄，脑白质声像图回声增高，脑白质与灰质间界限模糊等；亦可出现脑室扩张、脑积水、脑实质受压萎缩、脑实质软化等。二维灰阶超声可从颅内结构层面对HIE进行评估，对新生儿颅内脑血流的监测，彩色多普勒超声检查具备明显的优势。本研究中，观察组HIE患儿大脑前动脉RI、大脑中动脉RI均显著高于对照组健康体检者（P＜0.05）。大脑中动脉、大脑前动脉为颈内动脉直接延续和主要分支，HIE患儿脑组织缺氧，脑细胞水肿，脑血流灌注减少，颅内血管RI代偿增高，且随患儿病情加重，RI可持续增高，加重脑血管痉挛。陈文显等[6]研究中分别于患儿出生后24 h、48 h、72 h检测新生儿大脑中动脉超声血流参数，结果显示HIE患儿大脑中动脉RI高于正常对照组，本研究与其结果相一致；研究中同时对日龄28天HIE患儿进行随访，研究结果提示RI较高患儿预后不良，RI呈降低趋势患儿预后较好。新生儿脑代谢活跃，对超声彩色多普勒血流指标进行常规监测可为临床提供及时治疗提供宝贵时间。

近年来，剪切波弹性成像技术在临床中应用较广泛，且效果理想[7]，在新生儿颅脑中应用较少。目前尚未检索到结合大脑前动脉、大脑中动脉RI，观察相关区域脑组织硬度的研究。有学者[8]将新生小鼠作为研究对象，对SWE技术颅脑应用安全性进行检测，结果提示经SWE照射后小鼠的学习、记忆能力与未经SWE照射小鼠相比无明显差异，持续定点＞30 min的SWE照射可短暂影响轴突延伸相关蛋白和突触可塑性相关蛋白的表达，3月后重新检测上述蛋白表达与正常对照组无明显差异。相关动物研究为SWE技术在新生儿颅脑疾病临床应用研究提供了理论依据。现有临床研究表明[3,9-11]运用SWE检测新生儿不同区域脑组织杨氏模量值不同，不同年龄相同区域脑组织硬度不同，早产儿丘脑及侧脑室旁脑白质硬度低于足月儿。脑组织硬度差异的显示可能与不同区域、不同年龄脑组织神经纤维束走形的疏密及脑组织脱髓鞘程度相关。本研究与唐亚娟等[11]的研究结果均提示侧脑室旁脑白质硬度值、丘脑硬度值显著低于对照组健康体检者（P＜0.05）。但相关研究结果均未同时体现HIE患儿脑血流灌注、脑组织硬度与对照组的差异。从本研究结果可看出，剪切波弹力成像技术用于HIE中能定量评价侧脑室旁脑白质、丘脑的硬度，可反映患儿的疾病严重程度。分析其机制为新生儿发生脑白质损伤时会产生大量的自由基与谷氨酸。氧自由基则可以通过损伤细胞脂质阻断遗传物质的合成与传输，引起细胞发生凋亡。而谷氨酸则会影响前体胶质细胞功能，影响髓鞘的形成过程[12]。借助剪切波弹性成像技术分析HIE患儿白质软化的范围及程度，为临床精准治疗提供量化诊断信息[13]。为了进一步分析剪切波弹性成像技术在新生儿缺血缺氧脑损伤中的应用价值，本研究绘制ROC曲线，结果显示：剪切波弹性成像技术用于HIE中AUC值为0.82，应用灵敏度为83.25%，特异度为70.48%，研究结果表明，剪切波弹性成像技术在HIE诊断及患者病情转归评价中具有较高的应用效能。因此，临床上对HIE患儿应常规行剪切波弹性成像检查，评估患儿疾病进展程度，为临床诊疗提供参考依据。

综上所述，剪切波弹性成像技术用于HIE中效能较理想，超声多模态联合成像可在有效评价脑组织结构、脑血流灌注的同时，定量评价侧脑室旁脑白质、丘脑的硬度，可指导临床诊疗，值得推广应用。