神經超音波學檢查 王煇雄 醫師
前言
在診斷用超音波(diagnostic ultrasound)發展的初期，腦是第一個被測試的器官，那是在四年代的Dr. Karl Dussik，他被認為超音波穿過頭顱骨及大腦時被減弱(attenuation)的部份是由於腦室(ventricle)的關係，後來Ballantine等人也有同樣的錯誤論調，1952年Guttner等人才提出非腦室之故而是頭顱骨造成減弱的正確結論。此後雖然診斷用超音波的發展多以其他器官為主，但五年代中期超音波還是曾被使用在腦部的檢查，貢獻卓著者首推Leksell，因而今日提到腦部超音波的發展史時多以他為首。起初他是以一度空間的A-mode偵測顱內中線結構的有無偏移，或者腦室的擴大與否，有系統地提出B-mode的二度空間正常腦部超音波是在1963年，但是對於顱骨內之病灶則由於超音波之絕大部份無法穿透頭顱骨而一直沒有太大的診斷價值；嬰兒薄薄的頭顱骨提供了較少的超音波偵測障礙，1974年Kossoff等人詳細報告了新生兒至兩歲以下嬰兒的腦部超音波二度空間切面圖，1975年Shkolnik還報告了顱咽管瘤(craniopharyngioma)於一嬰兒的B-mode超音波圖，但是影像的清晰度還是不能令人滿意。
隨著科技的進步，更高解像力的灰諧掃描轉換器(gray-scan converter)及更高頻率的探頭(transducer)相繼問世，傳統式的靜態B-mode超音波機為動態的真時(real-timer)超音波機所取代，快速廣角多元組的扇形掃瞄器(sector scanner)更得以利用嬰兒的前囪門、後囪門或者分開的骨縫，甚至利用大枕孔(foramen magnum) 作為超音波一窺顱內究竟的天然音窗(acoustic window)。杜卜勒(Doppler)的發明更提供了超音波測量血流速度(blood flow velocity)的能力，讓超音波檢查進入了血行動檢查的境界，加上以彩色及亮度分別顯示流動方向與速度重疊在灰諧的影像上，在經新生兒囪門的方式幾乎達到了超音波腦血管攝影(sonogiopraphy)的水準，將內頸動脈、威利環(circle of Willis)、前大腦動脈、中大腦動脈和基底動脈披露得清清楚楚，甚至基底核的一些小動脈如豆核紋狀動脈(Lenticulostriate artery)等，還有靜脈系統，包括靜脈竇等均不比傳統的X光血管造影術遜色。再加上可測連續的血流速度，並定點測得收縮尖峰流速(peak systolic velocity, PS)舒張末期流速(end diastolic velocity, ED)及一個心博循環的平均流速(mean velocity, MV)，從而計算阻力指數(resistance index, RI)及博動指數(pulsatility index, PI)。
在了解血流阻力及臨床追蹤比較上均提供了量化的功用。
隨著嬰兒年齡漸增而前囪門漸小的緣故，超音波對顱內構造的解析度愈形減低，幸好電腦科技的進步彌補了這方面的缺陷，尤其是今日的穿顱杜卜勒超音波(transcranial
Doppler, TCD)更重新恢復了不經囪門的顱內超音波偵測。而隨著高頻超解像力硬體的出現，於是從中樞的腦和脊髓到周邊的肌肉，整個神經系統全部包涵在內，神經超音波學(neurosonology)一辭開始被用來涵蓋全部這一系列的學問。
腦部超音波學
嬰兒時期未閉合的前囟門是超音波檢查最佳的天然音窗。新生兒時期前囟門最大,以扇形掃描的方式時，幾乎顱內的每一個角落均可一覽無遺，尤其是腦室系統中的側腦室是腦部超音波上的最佳參考指標，於冠狀面的掃描時，通常很容易就在位於中線的大腦半球間溝(interhemispheric fissure)的稍下方兩側找到無超音波質(anechoic)的額角(frontal horn)，二者以透明隔(septum pellucidum)在正中分隔，仔細審視額角的下側則有一部份的高超音波質(echogenic)脈絡叢(choroid plexus)，條件許可時還可看到兩側腦室在此通入第三腦室的夢露孔(foramen of Monro)。第三腦室薄薄的通常不太容易顯現出來，除非第三腦室擴大則中間質(massa intermedia)可在稍斜向枕部的方向清楚看到。兩邊最靠近腦表面的部份則清晰可見"Y"字型的Sylvian溝，以及一些腦溝(cortical sulcus)分出一個個的腦回(gyrus)；只有在極度早產兒的腦和平腦畸型(lissencephaly)的情況才見不著。矢狀面掃描時，在正矢狀面上有胼胝體(corpus callosum)、第三、四腦室、小腦、腦幹等重要指標，還有幾乎平行於胼胝體的扣帶溝(cingulate sulcus)；斜矢狀面上則可先看到側腦室，條件許可時整側腦室從額角、體部到三角部(trigone)枕角還有顳角、腦絡叢，其至海馬回(hippocampus)都可清楚地看到;掃描斜角更大時可看到腦表的腦溝、腦回等等。藉助線狀排列(linear array)的探頭可更清楚看到前囟門下的腦表外有多餘的硬腦膜下(subdural)或蜘蛛網膜下(subarachnoid)的空隙，一部分的上矢狀竇亦可檢查有無栓塞。加上彩色杜卜勒更可看到所有主要的動脈、靜脈，包括前大腦動脈從威利環離開後走向中線環胼胝體(pericallosal)部份，接著分枝到內側部份的腦。後腦窩有基底動脈走在腦幹前面。靜脈系統包括深部的內腦靜脈、直竇和淺部的上矢狀竇等均可顯現出。整個腦解剖的初步了解上超音波幾乎就可勝任愉快了。
然而隨著嬰兒年紀增大,前囟門變小的前提下，顱內超音波偵測的死角漸多，通常一歲以後可以顯現得很滿意的已經不多，此時2MHz的扇形探頭經由平滑的太陽穴附近可彌補一些不足，尤是經此的軸狀面上剛好經過中腦(midbrain)，此乃穿顱杜卜勒超音波最重要指標。偏低超音波質的中腦前方就是腦底的威利環，條件許可時彩色杜卜勒可一舉顯現兩側的中大腦動脈血流各正向和逆向探頭而走，前大腦則可看短短的A1段，兩後大腦動脈則繞著中腦外側往後走。在年紀較小的小孩頭顱骨較薄，可能太陽穴以外的地方也可試試看個大概；我們就發現了額頭眼眶上方有另一個不錯的超音波音窗，甚至30歲的大人也可有不錯的效果，由此更可看到前大腦動脈A1以後的部份，當然穿過頭顱骨的超音波頻率必須低，自然就犧牲了解像力，但臨床上也可作為CT、MRI等昂貴檢查前的先遣工具，尤其是只有主觀症狀而理學檢查上毫無神經學徵象的病人，應可節省不少醫療成本。
可在超音波上有所發現的常見腦部病變，包括先天的腦部畸形，如水腦(hydrocephalus)、平腦(lissencephaly)、前空腦(holoprosencephaly)、先天性感染，後天的腦膿瘍、腦室炎、腦梗塞、硬腦膜下積液、血腫、腦瘤、腦腫等等。加上彩色杜卜勒的檢查則更多診斷一些血管性的病灶，如動靜脈畸形；還有腦壓上升時的血流速度變化，及其衍生出的PI和RI的改變。如新生兒窒息的PI在出生24小時後開始增加，同時RI則開始降低，如此的預測癒後準確率高達83%。水腦手術置入腦室引流管前後，及引流管阻塞前後的PI或RI有明顯不同，作為治療水腦的決斷及追蹤上均有幫忙。在早產兒的神經發展預後上，在出生第一週PI均持續偏高者兩歲時多有發展上的缺陷。當然最嚴重至腦死的無血行狀態，彩色杜卜勒就抓不著任何血流的信號。
水腦是超音波最容易診斷的疾病，正常的腦室因腦部成熟度而變化其大小，一般最常用來衡量腦室大小的方法，是以經過尾核的冠狀面為準，丈量其兩額角外側上端的距離，除以該切面上大腦的最大寬度而得到腦室指數(ventricular index)，0.3以下者為正常。然而側腦室的擴大有時會兩側或前後不平均，因而還有其他測量的方法以補腦室指數的不足。水腦經腦室引流手術後超音波在追蹤上也是最便捷的，如果腦室一直不變小，或腦內出現不該有的超音波質狀況，如固定在腦室某處者則恐怕是血塊，若是浮游在腦脊髓液中的點狀超音波則可能是腦室出血或發炎了。若腦室始終很小，有時可在腦表的硬腦膜下發現積液，最怕是有腦膜下的血腫。細菌性腦膜炎在治療過程中，也是極須偵查有無水腦、硬腦膜下積液、腦梗塞等併發症，超音波提供了最快速方便的服務，也是今後改善腦膜炎癒後的極佳利器；因為抗生素的進步已發揮不了提升腦膜炎癒後的作用，只有早期察覺併發症並予以正確的處理才可能有所改善，因此幾乎可以說今日沒有腦部超音波的設備與專家的醫院，沒有資格治療嬰兒的化膿性腦膜炎。
新生兒是腦部超音波最好發揮的時期；得中斷新生兒加強醫護的CT及MRI檢查常常作不得，可推到床側檢查的超音波變成最親切好用的工具。尤其是早產兒的照顧中，最怕也很常出現的就是腦部方面的併發症，如腦室出血(intraventricular hemorrhage)和腦室周白質軟化(periventricular leukomalacia)。足月兒的腦部病變則另具特色，像缺氧缺血性腦病變(hypoxic-ischemic encephalopathy)就有好幾種不同的變化，包括整個腦瀰漫性超音波質增加(又稱bright brain)，兩側性的閃亮視丘(bright thalamus)(或又基底核超音波質增高)、皮質下白質的超音波質增高或腦皮灰質的超音波增高，以及局部性在前、中或後大腦動脈的灌注區域出現楔形(wedge-shape)超音波質增高。以超音波質診斷這些特殊病理變化的敏感度和準確度均因硬體進步而逐漸增高。
體外膜性氧化(Extracorporeal membrane
oxygenation, ECMO)用在新生兒有極嚴重肺功能不良者，將缺氧嬰兒的去氧血分流到體外的一個特殊膜性氧化機，再將帶氧血送回病嬰的動脈循環。右頸靜脈和總頸動脈是兩條接上管子的血管，整個程序完成時終將結紮起來,而病嬰在整個過程中都要給予抗凝血劑heparine，因而進行ECMO的病嬰都有很高的危險性出現顱內出血和梗塞,曾有發生率高達52%的報告，雖然部份是因為先前缺氧造成的，但是ECMO可能也加重了原先腦出血者的嚴重度及原來梗塞處變成出血性的梗塞。
脊髓超音波學
脊髓平常由堅實的脊椎骨包裹著，只有在剛出生時脊椎骨鈣化尚不完全前的少數一、兩個月，才是超音波檢查有機可趁的時期。通常採側臥或爬臥的姿勢進行超音波質檢查，橫切面可見到橢圓形的低超音波質的脊髓面，中間偏前方有一可能是中間管或其類似構造的高超音波點,縱切面則可將脊髓切到三條平行線，由淺而深分別為脊髓背面、中間管及脊髓腹面，若是嬰兒採爬著姿勢時，則正常的脊髓是呈自由鬆弛的狀況而稍微貼前，且可看到博動,若是脊髓中間的超音波點擴大成囊狀則可能是脊髓空洞(syringomyelia)或脊髓積水(hydromyelia)。若脊髓內的超音波質有所變化，且髓徑變粗,則有可能是髓內腫瘤、出血或水腫。若髓外的空間出現不正常的超音波質或位移則可能是硬腦膜外血腫或積膿。
成人的脊髓圓椎(conus medullaris)位於第一、二腰椎的位置，過去一直以為從新生兒時期的第三腰椎慢慢上升來的，最近的研究發現懷孕週數在第33週以後就很少低於第三腰椎了，足月兒出生時就已經很接近第二腰椎的位置。若是脊髓圓椎的位置低於第三腰椎，則可能是扯髓症(tethered
cord)，當然還常伴隨脊髓不前傾或博動較差等間接的現象，新生兒的下背中線部份若有隆起、凹洞、長毛、血管瘤、或其他表皮異樣，都有必要以超音波篩檢。雖然滿月嬰兒的脊髓就不易用超音波看得清楚了，我們卻曾在一3歲女孩發現脊髓中有空洞，因而大小孩也可不妨試試，偶而會有意想不到的效果。
肌肉超音波學
肌肉的影像檢查是晚近才有可能的，超音波方面也有是直到硬體出現了高解像力的迅速發展。正常的肌肉是低超音波質的為主，夾雜著平行於肌纖維走向的高超音波質線條及肌膜的介面，深部則每個肢體部位均有高緻密度的骨骼邊緣，其後則為被骨骼擋住的無超音波質陰影(acoustic shadow)，此外皮下脂肪及肌肉的厚度也是肌肉檢查中必需一併包括在內的。
臨床上有肌肉酸痛、肌無力、低肌張力、肌萎縮等症狀者均有必要作肌肉的超音波檢查，另外像具遺傳性的裘馨氏失養萎縮症(Duchenne muscular dystrophy)病人的親戚也可用超音波篩檢有無帶原(carrier)或異質體(heterozygote)的可能，還有肌肉切片前以超音波先行決定切片部位的參考。對於各種肌炎、肌病變的治療追蹤上超音波也是最佳的工具，像肌病變退化至何程度可依超音波上的嚴重予以分級。超音波更可有效地看到休息期和主動收縮期的病態肌肉之肌震顫，甚至予以量化。斜頸在嬰兒時期多是先天性的胸鎖乳突肌發生纖維腫塊所致，超音波亦有助於診斷和追蹤。
結 語
綜合以上,診斷超音波的運用在神經系統方面，從腦、脊髓到周邊的肌肉病變均無所遁形。尤其其無侵襲性無放射性及可移動性等優點，極適於發育中的嬰幼兒神經檢查上不易完成的時期；嬰兒很難合作，看個眼底有時得大費周章，感覺方面的檢查也因不易溝通而幾乎行不得，超音波恰好稍可彌補這些不足。神經超音波延伸了小兒神經科醫師的手和眼，節省了CT和MRI高貴檢查的醫療支出，在一些未開發國家更值得大力推行。未來若能在硬體方面解像力更上一層樓、實現超音波質的量化及檢查切面的統一化後，神經超音波學的臨床運用必定更為寬廣且無可取代。