簡介腦部都卜勒超音波在小兒神經疾病之應用
臺北榮民總醫院 小兒部1 放射線部2
都卜勒超音波(Doppler ultrasound)主要乃藉由偵測腦部血流速度之變化, 以探討不同疾病之病理生理學機轉; 並進而得知正確診斷及監測病情變化。都卜勒超音波在適當能量下, 不會傷害嬰兒腦部, 且在病床旁就可操作, 是一優良方便診斷工具。本文針對基本原理及臨床應用兩方面, 對都卜勒超音波在小兒神經疾病之應用, 嚐試作一簡單介紹。
一 、基本原理
都卜勒超音波藉著一射出之超音波束,被血管中流動的紅血球反射後,所產生之頻移(frequency shift, Δf),以間接測知紅血球運動速度(blood flow velocity, V)。 此速度在腦中即代表腦血流速(cerebral blood flow velocity, CBFV)。 Δf與V之關係, 可用下列基本公式表示:
Δf =2f0VCosθ/c
其中Δf: 被反射回之超音波與射出之超音波的頻移
f0 : 射出之超音波的頻率
V: 紅血球速度
Cosθ: 射出之超音波與血流方向之夾角
c: 超音波在組織中行進速度
而在任一次檢查中,射出之超音波及受檢組織皆為固定。所以Δf只受紅血球速度及射出之超音波與血流方向之夾角所影響。理論上希望夾角(θ)能小於三十度,以減少誤差；而實際臨床應用時,如小於六十度,則可被接受。
以下介紹三個重要參數：
1.阻力指數(resistance index)
RI=(VS-Vd ) /VS
RI: 阻力指數
VS: 收縮期最大速度(peak systolic velocity)
Vd: 舒張末期速度(end-diastolic velocity)
2.脈動指數(pulsatility index)
PI= (VS-Vd )/MV
PI: 脈動指數
VS: 收縮期最大速度
Vd: 舒張末期速度
MV: 平均血流速度(mean velocity)
3.速度曲線面積(area under the velocity curve, AUVC)
以血流速度為縱軸,時間為橫軸,從收縮期開始至舒張末期速度止的曲線下面積。相當於以平均速度乘以此段時間所得面積。以上三個重要參數, 配合VS、Vd , 便可用來分析明瞭在各種病理生理情況下,腦血流變化情形。
二 、臨床應用
A. 檢查技術
因為嬰幼兒囪門(Fontanelle)並未完全閉合,故可使用脈衝式都卜勒超音波(pulsed wave Doppler ultrasound)結合彩色都卜勒影像(color Doppler imaging), 以得到精確解剖位置影像,及正確樣本體積(Sample volume)選擇。而囪門已關閉之較大孩童, 則受限於音窗(acoustic window)位置,在前、後大腦動脈(anterior & posterior cerebral artery, ACA&PCA) 處,夾角(θ)變大,易造成誤差。以下就常用音窗, 解剖位置及可測量之血管, 作一介紹：
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前囪門：以副矢狀面(parasagittal scan)及冠狀面(coronal scan), 測量內頸動脈(internal carotid a., ICA) 基底動脈(basilar a., BA), 胼胝體旁動脈(pericallosal a.) 及ACA。 |
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顳窗(temporal window)：嬰幼兒在鱗狀縫(Squamosal suture), 較大孩童在外耳道開口前上方, 以軸狀面(axial plane)測量中大腦動脈(middle cerebral artery, MCA) 及PCA。 |
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後囪門：以軸狀面測量PCA, 基底靜脈(basilar v., BV) 及 Galen靜脈(vein |
枕骨大孔(foramen
magnum)： 受檢者側臥, 頸略前屈, 超音波探頭垂直頸部,微朝上斜。 測量BA及脊椎動脈(vertebral a., VA)。
一般應用於經囪門(transfontanelle)超音波之頻率為5-7.5 MHz。應用於穿顱(transcranial)超音波之頻率為3-5 MHz。深度(depth)則視病童頭圍大小及欲測血管位置不同而異,通常不超過頭顱直徑。
不同年齡的兒童,VS、 Vd、RI及 PI的正常範圍也不同,判讀時要注意。大致說來,出生後此四者都慢慢增加,到十歲達最高值,隨後再漸下降,於十八歲接近成人值。除年齡會影響腦血流速外,下列因素也會影響：清醒,躁動或睡眠,血容積(Hematocrit),心跳,血壓,心輸出量,藥物,血中氧及二氧化碳分壓等。故在檢查前, 臨床資料的瞭解相當重要。
B. 常見之病變
以下就常見之診斷, 作一簡單介紹：
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窒息(asphyxia):因窒息後之過多血流(post-asphyxic luxury perfusion),造 |
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腦死: 起初VS 降低,接著Vd 降低, 甚至出現反向血流(retrograde |
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水腦(hydrocephalus): 在腦室增大的情況下,不論有無合併腦壓增高,皆易導致PI、RI增加,AUVC 降低。 |
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開放性動脈導管(patent ductus arteriosus): 因為左心至右心分流(left to |
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早產兒腦出血(intraventricular hemorrhage):若都卜勒超音波發現速度曲線個別差異(beat-to-beat velocity variation)太大,則腦出血機會大增。 |
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腦壓監測(intracranial pressure monitoring): 加護病房腦外傷的病童,以 |
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腦膜炎:監測因腦壓增高,而導致的PI、RI增加,AUVC 降低。 |
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血管動靜脈畸形(vascular malformation):靜脈端呈現動脈速度曲線,且彩色都卜勒影像清楚顯示彩色動靜脈畸形區。 |
三、結論
腦部都卜勒超音波在小兒神經疾病之應用極廣,可協助正確診斷及監測病情變化, 是一便捷之優良診斷工具
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