经颅多普勒在儿童脑死亡或神经学标准死亡评估中的临床应用价值与局限性：一项为期10年的回顾性研究

《Frontiers in Pediatrics》：Clinical utility and limitations of transcranial Doppler in evaluating pediatric brain death or death by neurologic criteria: a 10-year retrospective study

　　

摘要 目的： 评估经颅多普勒（transcranial Doppler, TCD）在儿童脑死亡或神经学标准死亡（brain death or death by neurologic criteria, BD/DNC）判定中的表现，以及导致TCD与临床检查结果不一致的因素。 方法： 研究人员回顾性分析了2016年至2025年间收治于儿科重症监护病房（pediatric intensive care unit, PICU）的512例格拉斯哥昏迷评分（Glasgow Coma Scale, GCS）为3T的儿童。根据BD/DNC判定状态，患者被分为BD/DNC组（n = 47）、非BD/DNC组（n = 266）和未完成判定组（n = 199）。研究人员分析了TCD表现及TCD与临床结果不一致的病例。 结果： 在BD/DNC组中，80.9%（38/47）的患者观察到与BD/DNC一致的TCD表现；非BD/DNC组中无一例出现该表现；未完成判定组中58.8%（117/199）的患者出现该表现。在9例临床检查符合BD/DNC但TCD表现不符合BD/DNC的患者中，颅内动脉血流仍可被检测到。可能导致这种不一致的因素包括：闭合颅内系统破坏（脑室引流、前囟未闭或多发性颅骨骨折；n = 4）、静脉-动脉体外膜氧合（venoarterial extracorporeal membrane oxygenation, VA-ECMO）支持（n = 1）、脑血管畸形（n = 1）以及TCD检查延迟（n = 1）。 结论： 与BD/DNC一致的TCD表现有力地支持BD/DNC的诊断。鉴于其无创性和床旁适用性，TCD有望成为儿童BD/DNC评估中一项有价值的辅助检查工具。然而，在一部分临床确诊为BD/DNC的儿童中仍可检测到颅内动脉血流，这强调了在将TCD用作儿童BD/DNC确认性检查时，考虑潜在干扰因素的重要性。

儿童脑死亡判定中经颅多普勒的临床应用价值与局限：一项十年回顾性研究解读

一、研究背景与意义

脑死亡（brain death, BD）或称神经学标准死亡（death by neurologic criteria, DNC），定义为脑功能的完全且永久性丧失。准确及时的BD/DNC判定对于临终决策至关重要。BD/DNC的诊断基于临床检查，辅助检查用于支持临床结论，尤其是在临床检查受限或不确定时。然而，在中国等一些国家，辅助检查并非可选项，而是BD/DNC判定中的强制性组成部分。

经颅多普勒（transcranial Doppler, TCD）通过评估颅内动脉频谱波形来识别脑循环停止，具有无创、可重复、床旁可行、成本相对较低且不受镇静药物影响的优势。其在成人BD/DNC判定中的应用已较为成熟。然而，TCD在儿童BD/DNC判定中的应用仍存在争议。婴幼儿的解剖特点，如前囟未闭和颅缝未闭合，可部分缓冲颅内压（intracranial pressure, ICP）的升高，可能降低TCD的敏感性。此外，儿童TCD诊断性能的证据有限，多数研究样本量小且方法学异质性较大，限制了研究结果的稳健性和普适性。在此背景下，美国、加拿大、澳大利亚和新西兰的最新指南不推荐将TCD作为儿童BD/DNC判定的确认性检查。

因此，研究人员开展了一项针对严重脑损伤儿童的回顾性研究，以评估TCD在BD/DNC判定中的表现，并特别分析TCD结果与临床检查不一致的病例特征。

二、研究方法概述

该研究为单中心回顾性研究，经首都医科大学附属北京儿童医院医学伦理委员会批准。研究人员回顾性分析了2016年至2025年间收治于北京儿童医院PICU、格拉斯哥昏迷评分（Glasgow Coma Scale, GCS）为3T且排除镇静因素影响、并于同日接受TCD检查的患儿电子病历。根据BD/DNC判定状态将参与者分为三组：BD/DNC组（依据中国儿童标准确诊）、非BD/DNC组（因保留脑功能而排除BD/DNC）和未完成判定组（临床未排除但判定过程未启动或未完成）。TCD检查使用Sonara系统（2.0 MHz探头，2023年4月前）或EMS-9F系统（1.6 MHz探头，此后），通过颞窗、枕下窗和颌下窗常规探测大脑中动脉（middle cerebral artery, MCA）、颈内动脉（internal carotid artery, ICA）终末段、大脑前动脉、大脑后动脉、基底动脉（basilar artery, BA）、颅内椎动脉（vertebral artery, VA）和颅外ICA。所有检查由两名持有中国儿童BD/DNC判定TCD评估认证的全职技师完成，并由第三名认证研究者盲法复核。BD/DNC判定依据中国儿童标准（2014版或2019版）执行，要求两套检查均符合BD/DNC，每套包含临床检查和确认性检查，两套检查之间设有基于年龄的观察间隔。

三、研究结果

3.1 基线特征

在10年研究期间，516例患者符合纳入标准，排除4例因严重颅面创伤或枕部手术伤口无法完整评估前后循环的患者，最终纳入512例。中位年龄为81个月（四分位距[IQR]：33–130个月，范围：1个月–17.6岁），304例（59.4%）为男性。最常见的脑损伤病因是感染相关脑病（21.9%）、缺氧缺血性脑损伤（20.9%）和创伤性脑损伤（13.7%）。中位TCD检查次数为2次（IQR：1–3次）。总体而言，47例（9.2%）归入BD/DNC组，266例（52.0%）归入非BD/DNC组，199例（38.8%）归入未完成判定组。

3.2 TCD表现

在BD/DNC组中，80.9%的患者观察到与BD/DNC一致的TCD表现；非BD/DNC组中无一例出现。在未完成判定组中，未启动BD/DNC评估的患者中52.9%出现与BD/DNC一致的TCD表现，未完成呼吸暂停试验者中为66.7%，未完成重复检查者中为100.0%。在43例基于临床检查、脑电图（electroencephalography, EEG）和短潜伏期体感诱发电位（short-latency somatosensory evoked potentials, SLSEP）结果符合BD/DNC标准的患者中，34例（79.1%）的TCD表现与BD/DNC一致。

3.3 BD/DNC组中TCD检查时机

在BD/DNC组的47例患者中，44例在初始临床检查达到BD/DNC标准之前接受了TCD检查。其中34例（77.3%）在该时间点前中位28.4小时（IQR：16.0–59.1小时）已出现与BD/DNC一致的TCD表现。1例患者在初始临床检查达到BD/DNC标准后5小时进行的重复TCD检查随后显示与BD/DNC一致的表现。4例患者在随访检查中持续存在与BD/DNC不一致的TCD表现，5例未进行进一步TCD检查。其余3例患者在初始临床检查达到BD/DNC标准后2–16小时进行了首次TCD检查，均显示与BD/DNC一致的表现。

3.4 BD/DNC组中TCD表现与BD/DNC不一致患者的特征

在TCD一致与不一致亚组之间，人口学特征、病因、临床特征、TCD使用特征或临床结局均未发现统计学显著差异（所有P > 0.05）。然而，TCD不一致亚组患者往往具有更高的脑室引流频率、更少的TCD检查次数、更长的BD/DNC宣告后PICU住院时间以及更长的总住院时间。9例TCD不一致患者中，4例存在闭合颅内系统破坏（脑室引流、前囟未闭或多发性颅骨骨折），这些病例中部分颅内动脉检测到持续前向舒张期血流。1例脑血管畸形患者在初始临床检查达到BD/DNC标准前21小时表现出不对称脑灌注，患侧残留前向血流而对侧血流显著减少或缺失。1例缺氧缺血性脑损伤患者在重度意识障碍发作后28天才接受TCD检查，仅显示舒张期血流速度降低。1例接受静脉-动脉体外膜氧合（venoarterial extracorporeal membrane oxygenation, VA-ECMO）支持的患者，TCD检查显示从非搏动性向搏动性血流转变，但前向舒张期血流仍然存在。其余2例未发现明确的干扰因素。

四、讨论与结论

讨论总结： 本研究中非BD/DNC组未观察到与BD/DNC一致的TCD表现，支持TCD的高特异性（100%，266/266）。然而，BD/DNC组中仅81%（38/47）的儿童表现出与BD/DNC一致的TCD表现，与近期两项较大儿科队列报告的敏感性（88%和76%）相当，表明儿童BD/DNC判定中TCD假阴性结果并不少见。在中国等辅助检查为强制性的国家，临床检查与TCD结果不一致可能引发临床医生和家属对诊断的疑虑。假阴性TCD表现主要以显著减少但持续存在的前向舒张期血流为特征，可能代表向脑循环停止演变的过渡状态，或表明残余脑灌注已降至维持脑功能所需的阈值以下。与既往报告一致，闭合颅内系统破坏是假阴性TCD表现最常见的原因，脑室引流、去骨瓣减压术、前囟未闭和多发性颅骨骨折等因素可缓冲ICP升高，延迟脑循环停止特征性TCD模式的出现。异常脑血管结构也可能干扰TCD表现，动静脉畸形（arteriovenous malformation, AVM）可能作为低阻力分流通道，在ICP显著升高的情况下仍维持驱动血液从动脉系统流向静脉系统的局部压力梯度。VA-ECMO产生的持续非搏动性血流可扭曲TCD表现，即使恢复心脏搏动性，ECMO驱动压力仍可能维持颅内连续血流，从而掩盖典型的振荡血流或收缩期尖峰模式。TCD检测脑循环停止具有时间依赖性，但本研究中大多数患者在临床BD/DNC判定完成前已检测到TCD证据，这可能源于满足严格前提条件和观察间隔的内在延迟，以及中国方案在呼吸暂停试验前进行确认性检查的策略。此外，在病程延长的患者中观察到残余血流，可能是亚急性或慢性期脑水肿消退和坏死组织吸收降低了ICP所致。关于无血流信号的问题，本研究中仅9例患者初始TCD检查出现血流信号缺失，其中1例最终宣告BD/DNC，其余8例属于未完成判定组，提示在经验丰富的操作者确认下，多个窗口前后循环信号缺失应高度怀疑BD/DNC。本研究中未发现假阳性TCD表现，可能归因于库欣反应和强化血流动力学支持将血压维持在正常高值或以上以维持脑灌注。研究局限性包括：TCD检查时机和频率未标准化；部分高度怀疑BD/DNC的患者因临床不稳定或家属意愿未能启动或完成判定过程；TCD表现可能影响部分患者启动或继续BD/DNC判定过程的决策，可能引入验证偏倚；缺乏与其他脑血流评估方法的同期验证以及部分病例缺乏系列影像学或纵向TCD随访，限制了对BD/DNC后持续颅内动脉血流机制的解读。

结论翻译： 当TCD显示脑循环停止时，该发现为BD/DNC提供了强有力的支持性证据。鉴于其无创、可重复和床旁可行的优势，TCD有望成为儿童BD/DNC评估中有用的辅助检查手段。然而，在一些临床确诊为BD/DNC的儿童中，TCD仍可检测到颅内动脉血流。闭合颅内系统破坏、机械循环支持、脑血管畸形和检查时机等因素可能影响TCD确认BD/DNC的性能。因此，在临床高度怀疑BD/DNC或符合临床标准的儿童中，当TCD表现与BD/DNC不一致时，应结合这些潜在干扰因素和波形特征来解读结果。未来纳入其他脑血流评估手段的研究需进一步阐明BD/DNC后TCD持续检测到颅内动脉血流的机制。