Bảo vệ thần kinh của não chu sinh bằng thông tin ban đầu về mô hình tưới máu và oxy hóa não

Trừu tượng:

Các mô hình tưới máu/oxy hóa não bất thường có liên quan đến tổn thương tế bào thần kinh. Ở trẻ sơ sinh non tháng, tình trạng thiếu oxy máu, giảm/tăng CO2 máu và thiếu cơ chế tự điều hòa của não có liên quan đến xuất huyết quanh não thất và tổn thương chất trắng. Tổn thương tái tưới máu sau thiếu máu cục bộ do thiếu oxy chu sinh ở trẻ sơ sinh đủ tháng dường như liên quan đến tình trạng tăng oxy não. Vì mô sinh học trong suốt đối với ánh sáng cận hồng ngoại (NIR), quang phổ NIR (NIRS) là một công cụ đầu giường không xâm lấn để theo dõi quá trình oxy hóa và tưới máu não.

Tưới máu não đề cập đến việc cung cấp oxy và chất dinh dưỡng đến não thông qua các mạch máu để duy trì quá trình trao đổi chất bình thường của tế bào não. Trí nhớ đề cập đến khả năng con người lưu trữ thông tin trong não sau khi nhận được thông tin qua các giác quan và khả năng phản xạ, nhớ lại.

Sự tưới máu não có liên quan chặt chẽ đến trí nhớ. Đủ oxy trong máu và chất dinh dưỡng có thể kích thích hoạt động bình thường của tế bào thần kinh, tăng tốc độ trao đổi chất của não và cải thiện trí nhớ. Quá nhiều hoặc quá ít tưới máu não sẽ khiến tế bào não rơi vào trạng thái “đói” hoặc “quá bão hòa”, điều này sẽ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất bình thường của tế bào não và từ đó làm tổn thương trí nhớ.

Bấm vào Biết cách đểCải thiện bộ nhớ

Làm thế nào để duy trì tưới máu não đầy đủ? Điều đầu tiên cần làm là duy trì sức khỏe tốt, hình thành thói quen sinh hoạt và ăn uống lành mạnh, duy trì tập thể dục thường xuyên và ngủ đủ giấc. Thứ hai, hãy giữ thái độ tích cực, tham gia các hoạt động văn hóa xã hội thường xuyên và giữ cho bộ não của bạn luôn năng động và sáng tạo. Cuối cùng, hãy duy trì trạng thái tinh thần tốt, tránh lo lắng hoặc trầm cảm quá mức và tích cực đối phó với căng thẳng và các vấn đề.

Tóm lại, việc duy trì tưới máu não khỏe mạnh không chỉ có lợi cho sức khỏe não bộ mà còn cải thiện trí nhớ và khả năng sáng tạo. Chúng ta hãy hình thành thói quen sống lành mạnh ngay từ bây giờ, tích cực cống hiến hết mình cho cuộc sống và công việc, trở thành một người khỏe mạnh và tràn đầy năng lượng. Có thể thấy rằng chúng ta cần phải cải thiện trí nhớ của mình. Cistanche có thể cải thiện trí nhớ vì Cistanche là dược liệu cổ truyền của Trung Quốc với nhiều tác dụng độc đáo, một trong số đó là cải thiện trí nhớ. Hiệu quả của thịt băm đến từ nhiều hoạt chất có trong nó, bao gồm axit cacboxylic, polysacarit, flavonoid, v.v. Những thành phần này có thể tăng cường sức khỏe não bộ thông qua nhiều kênh khác nhau.

Đánh giá này tập trung vào việc đánh giá sớm và hướng dẫn các mô hình tưới máu/oxy hóa não bất thường để có thể làm giảm chấn thương não. Ở trẻ đủ tháng, các mẫu oxy hóa não sớm giúp quyết định xem có nên xem xét liệu pháp điều trị (hạ thân nhiệt) và các liệu pháp bổ sung hay không. Những tiến bộ kỹ thuật khác liên quan đến NIRS như việc sử dụng NIRS (chức năng) cho phép ước tính và tích hợp đồng thời nhịp tim, nhịp thở và theo dõi quá trình tự điều hòa của não sẽ được thảo luận.

Từ khóa:

Theo dõi oxy hóa não; quang phổ cận hồng ngoại; bảo vệ thần kinh; giám sát thần kinh; tưới máu não; sự tự điều hòa của não.

1. Giới thiệu
Giảm và phòng ngừa tổn thương não chu sinh tập trung vào các biện pháp khác, chủ yếu là giảm căng thẳng (trẻ sơ sinh non tháng), hạ thân nhiệt vừa phải (trẻ sơ sinh đủ tháng) và liệu pháp dược lý (bổ sung) [1–3]. Tuy nhiên, kiểu oxy hóa và/hoặc tưới máu bất thường thường xuất hiện trước tổn thương não. Sự xuất hiện và lan rộng của xuất huyết quanh não thất (PIVH) ở trẻ rất non tháng và cực kỳ non tháng (sinh từ 28–32 tuần tuổi thai và dưới 28 tuần), trong khi tình trạng thiếu oxy hoặc tăng oxy máu sâu và dai dẳng thường xảy ra trước tổn thương chất trắng (WMI) trong nhóm trẻ sơ sinh dễ bị tổn thương này [4,5].

Tương tự như vậy, ở trẻ sơ sinh đủ tháng bị thiếu oxy-thiếu máu cục bộ chu sinh hoặc ngạt khi sinh, tình trạng tăng oxy não (sớm), mất khả năng tự điều hòa của não và rối loạn tưới máu sau đó có liên quan đến tổn thương não bổ sung và kết cục bất lợi trong năm, hoặc thậm chí tử vong [6 -số 8]. Do đó, việc xác định sớm các mô hình tưới máu và/hoặc oxy hóa não sai lầm có thể rất quan trọng để có các biện pháp can thiệp khắc phục kịp thời, nếu có thể, nhằm ngăn ngừa hoặc ít nhất là giảm tổn thương cho não đang phát triển.

Mô sinh học trong suốt đối với phần ánh sáng cận hồng ngoại của quang phổ (700–1000 nm) và sự hấp thụ tiếp theo của nó bởi huyết sắc tố được oxy hóa và khử oxy làm cho quang phổ cận hồng ngoại (sóng liên tục) (NIRS) trở thành một công cụ lý tưởng để theo dõi không xâm lấn. những thay đổi về oxy hóa và tưới máu của não đang phát triển [9–12]. Nó đo độ bão hòa vùng não (rScO2) trong hỗn hợp máu động mạch, mao mạch và tĩnh mạch (thông thường với tỷ lệ tương ứng là ~25~5~75%) trong tầm với của cảm biến NIRS gắn trên da đầu [9]. Thông thường, người ta đo một khu vực hình quả chuối giữa các cực quang phát và thu. Độ sâu thâm nhập tối đa của ánh sáng cận hồng ngoại là từ 2 đến 3 cm, ít nhất là khi khoảng cách giữa các cực quang ít nhất là 4 cm [13].

Người ta cho rằng chất trắng và chất xám đều “vô âm”, ít nhất là ở trẻ non tháng. Điều này có thể ít đơn giản hơn khi tiếp xúc với trẻ sơ sinh đủ tháng. Quá trình oxy hóa ở các vùng não khác nhau dường như khá đồng nhất và không khác biệt đáng kể như chúng tôi đã nghiên cứu [14], cho thấy rằng một vị trí cảm biến duy nhất là đáng tin cậy để xác định rScO2 tổng thể. Điều quan trọng cần nêu rõ là các thiết bị NIRS được sử dụng trên lâm sàng theo dõi "xu hướng" hoặc những thay đổi trong rScO2 thay vì các giá trị tuyệt đối. Các nghiên cứu trước đây cho thấy độ chính xác của các thiết bị thương mại hiện có là khoảng 5,2% (khả năng đo cùng một giá trị sau các lần đo lặp lại) [9,10,15]. Hơn nữa, đôi khi có sự khác biệt khá đáng kể về số đọc rScO2 của các thiết bị hiện có khác nhau dựa trên các giả định hoặc thuật toán cơ bản khác nhau [10,16]. Tuy nhiên, người ta chấp nhận rộng rãi rằng giá trị "bình thường" của rScO2 ở trẻ sơ sinh là từ 55–85% [17,18]. Trong một số nghiên cứu thực nghiệm và lâm sàng, người ta đã chứng minh rằng các giai đoạn duy trì giá trị rScO2 dưới 40–45% làm ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa oxy của não đang phát triển và có thể gây tổn thương tế bào thần kinh [19–22].

Bất chấp sự dè dặt liên quan đến tính chính xác của quá trình oxy hóa não do NIRS xác định, chúng tôi nghĩ rằng "theo dõi xu hướng" quá trình oxy hóa của não chưa trưởng thành ở đầu giường theo cách không xâm lấn này có thể phù hợp cho việc chăm sóc lâm sàng. Việc nhận biết sớm các dạng bất thường (liên tục) của giá trị rScO2 và quá trình trích xuất oxy não có nguồn gốc từ NIRS có thể phản ánh sự chệch hướng của quá trình oxy hóa và tưới máu não [15,23,24] và sự điều chỉnh nhanh chóng và mạnh mẽ, nếu có thể, có thể bảo vệ bộ não non nớt.

Trong các phần tiếp theo, chúng tôi sẽ tập trung vào những lợi ích có thể có của việc chăm sóc lâm sàng trong việc đánh giá sớm tín hiệu bão hòa oxy được NIRS theo dõi (nhận dạng mẫu) ở trẻ cực non [15] và ở trẻ đủ tháng bị thiếu oxy và thiếu máu cục bộ chu sinh [8] . Những cải tiến sâu hơn như tích hợp với các thông số theo dõi khác như nhịp tim, nhịp thở và EEG tích hợp biên độ (aEEG) sẽ được thảo luận ngắn gọn, cũng như lợi ích của việc tích hợp tín hiệu NIRS với huyết áp để đánh giá (thiếu ) cơ chế tự điều hòa của não.

2. Cơ chế chấn thương não ở trẻ non tháng và oxy hóa não

Ở trẻ sơ sinh cực kỳ non tháng, PIVH là một trong những nguyên nhân quan trọng nhất dẫn đến kết quả bất lợi về phát triển (vận động) và tử vong, có tỷ lệ mắc lên tới 45% ở nhóm đối tượng này [25,26]. Hầu hết chảy máu chỉ giới hạn ở chất nền mầm hoặc có sự lan rộng vừa phải vào não thất bên (độ I và II, theo phân loại Papile [27]). Một số ít tiến triển thành PIVH lớn hơn, độ III (lượng máu lớn trong tâm thất bị giãn), hoặc thậm chí lan rộng máu vào nhu mô não xung quanh tâm thất não (độ IV hoặc nhồi máu tĩnh mạch). Nguyên nhân của PIVH là do nhiều yếu tố và PIVH phát triển chu sinh và/hoặc kéo dài trong vòng 12 giờ sau khi sinh dường như có liên quan chặt chẽ với các cytokine gây viêm và hình thành các loài oxy hóa [28,29].

Tuy nhiên, hầu hết PIVH phát triển và kéo dài trong 3 ngày đầu đời hoặc thậm chí muộn hơn. Sự kết hợp giữa sự non nớt của mạch máu trong vi tuần hoàn của ma trận mầm [30] và thường làm tăng đáng kể (và biến động) tưới máu não do hội chứng suy hô hấp (IRDS) gây ra, làm tăng cấp tính pCO2 và/hoặc tình trạng thiếu oxy [31,32] , thiết lập bộ não cho sự phát triển của PIVH và sự mở rộng của chúng sang các giai đoạn nghiêm trọng hơn (tức là độ III và IV) [28,33]. Điều quan trọng ở khía cạnh này là CO2 nội mạch khuếch tán rất nhanh đến khoang quanh mạch máu của sức cản mạch máu não (ngược lại với bicarbonate: hàng rào máu-não tương đối không thấm được bicarbonate [34]), tại đó nó làm giảm pH quanh mạch máu, gây giãn mạch cấp tính. [32]. Khả năng tự điều hòa mong manh của giường mạch não ở những trẻ sơ sinh cực kỳ non nớt này càng bị kích thích bởi tác dụng giãn mạch của tình trạng tăng CO2. Điều này có thể dẫn đến tuần hoàn não thụ động theo huyết áp góp phần tạo ra sự biến động trong tưới máu não, có thể xảy ra tình trạng thiếu oxy khi hạ huyết áp và kéo dài tình trạng chảy máu hiện có [35,36].

Có thể rõ ràng rằng việc phòng ngừa hoặc nhận biết sớm và giảm tình trạng tăng tưới máu/giảm oxy não và/hoặc kiểu dao động của lưu lượng máu não có khả năng làm giảm hoặc thậm chí ngăn chặn sự xuất hiện và lan rộng của PIVH. Về mặt này, điều đặc biệt quan trọng là hướng tới mức carbon dioxide động mạch ổn định trong giới hạn bình thường (tức là 35–50 mmHg). Theo dõi mô hình oxy hóa não bằng cách sử dụng rScO2 được NIRS xác định càng sớm càng tốt sau khi sinh, tốt nhất là đã có sẵn trên bàn hồi sức, ít nhất là đến ngày thứ 4 sau sinh ở những nhóm trẻ sơ sinh dễ bị tổn thương này có thể cảnh báo bác sĩ lâm sàng sớm về tình trạng tăng CO2 máu gây ra. tăng oxy/tăng tưới máu [25,35] và thiếu oxy hoặc giảm CO2 do oxy hóa/giảm tưới máu [32] của não chưa trưởng thành. Một nghiên cứu rất gần đây của Tamura et al. [37] cho thấy rằng chứng tăng CO2 trong phòng sinh có liên quan đến sự xuất hiện của tất cả các cấp độ PIVH trong một nhóm lớn trẻ sinh non.

Alderliesten et al. [35] showed supranormal rScO2 values [17] during 24 h preceding PIVH in a case–control study of 650 preterm infants below 32 gestational weeks. In the same study, it was shown that the combination of hyperoxygenation (hyperperfusion) and loss of autoregulation preceded the extension of PIVHs to a higher grade. It was also reported that inotropes were related to loss of cerebral autoregulation (defined as a moving correlation >0,5 giữa rScO2 và huyết áp động mạch trung bình). Các mô hình toán học có khả năng chính xác hơn khác để mô tả sự hiện diện hay vắng mặt của cơ chế tự điều hòa não chẳng hạn như sự gắn kết và tăng chức năng chuyển giao được nghiên cứu chuyên sâu về mức độ phù hợp lâm sàng của chúng [38], sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong phần khác của bài viết này. Một nghiên cứu tiếp theo vào lúc 15 và 24 tháng tuổi đã điều chỉnh độ tuổi của một nhóm gồm 734 trẻ sinh non cho thấy mối liên quan giữa giá trị rScO2 thấp và kết quả phát triển thần kinh bất lợi ở 2 tuổi [39]. Một nghiên cứu tiền cứu gần đây ở 185 trẻ sơ sinh cực non sử dụng rScO2 được NIRS theo dõi cho thấy tình trạng giảm độ bão hòa bão hòa trong não kéo dài có liên quan đến sự xuất hiện của bất kỳ cấp độ PIVH nào [40].

Vì vậy, can thiệp sớm để nhanh chóng bình thường hóa lượng carbon dioxide trong động mạch và mức độ bão hòa oxy não, đồng thời ngăn ngừa những biến động lớn trong tưới máu não do thiếu khả năng tự điều hòa của giường mạch máu não (chính sách "bỏ tay" và/hoặc thuốc an thần) có thể sẽ giảm tỷ lệ mắc PIVH và mức độ nghiêm trọng của nó [41]. Cho đến nay, chỉ có một nghiên cứu can thiệp ngẫu nhiên tiến cứu trong đó 166 trẻ sinh non sau dưới 28 tuần được oxy hóa não được theo dõi bằng NIRS (nhóm nghiên cứu) hoặc không (nhóm đối chứng) nhằm giảm các đợt giảm hoặc tăng oxy máu trong lần đầu tiên. 3 ngày của cuộc đời [42]. Có báo cáo rằng trẻ sơ sinh được theo dõi, trái ngược với những trẻ được theo dõi bị mù, đã giảm gánh nặng thiếu oxy và/hoặc tăng oxy máu và cho thấy độ bão hòa oxy não ổn định hơn, hầu hết nằm trong giới hạn bình thường (55–85%) [17]. Điều này làm giảm tỷ lệ mắc PIVH đặc biệt nghiêm trọng (độ III và IV) [43].

Mặc dù tỷ lệ mắc bệnh nhuyễn chất trắng quanh não thất dạng nang đã giảm đáng kể ở các đơn vị chăm sóc đặc biệt dành cho trẻ sơ sinh hiện đại, tổn thương chất trắng lan tỏa (dWMI) xảy ra ở khoảng 50% trẻ cực kỳ non tháng và rất non tháng theo nghiên cứu MRI [44,45]. Có ý kiến ​​​​cho rằng sự trưởng thành bị hủy bỏ của các tiền chất rất dễ bị tổn thương của oligodendrocytes và việc ngừng myelin hóa là nguyên nhân gây ra DWI [46] và một lý do rất quan trọng dẫn đến kết quả phát triển thần kinh dưới mức tối ưu của nhóm bệnh nhân này [47]. dWMI thường liên quan đến nhiễm trùng của mẹ và/hoặc thai nhi hoặc tình trạng thiếu oxy của thai nhi dẫn đến các cytokine tiền viêm và tăng hoạt động của microglia làm rối loạn sự phát triển của tiền chất oligodendrocyte [48]. Tuy nhiên, các vấn đề sau sinh và đặc biệt là tình trạng thiếu oxy có hoặc không có thiếu máu cục bộ cũng liên quan chặt chẽ đến DWI. Một vai trò tương đối quan trọng sau sinh là giảm CO2 cấp tính (và ở mức độ tăng oxy máu thấp hơn) dẫn đến co mạch tức thời của giường mạch máu não với hậu quả là giảm tưới máu và do đó cung cấp oxy thấp hơn [5,32]. Đặc biệt, giá trị rScO2 thấp bất thường ở trẻ sơ sinh ổn định nhưng được thở máy nhân tạo là điều đáng nghi ngờ đối với tình trạng giảm CO2 máu do thông khí dẫn đến tổn thương do thiếu máu cục bộ-thiếu oxy ở não chưa trưởng thành [49]. Sự kết hợp giữa quá trình oxy hóa não được theo dõi bởi NIRS, độ bão hòa oxy động mạch và theo dõi CO2 cuối thì thở ra, ngày càng được sử dụng nhiều trong chăm sóc lâm sàng tiêu chuẩn ở các đơn vị chăm sóc đặc biệt cho trẻ sơ sinh, có thể là một chính sách phòng ngừa mạnh mẽ chống lại WMI do giảm CO2 gây ra.

Một số thận trọng cũng được biện minh trong trường hợp ống động mạch được cấp bằng sáng chế về mặt huyết động học (hsPDA) đã tồn tại từ lâu, đặc biệt là hiện tại khi chính sách kỳ vọng về việc đóng ống động mạch (phẫu thuật) đã trở thành xu hướng chủ đạo [50,51]. HSPDA dẫn đến việc lấy máu theo ống dẫn ban đầu dành cho não với tiềm năng được tưới máu/oxy hóa của não chưa trưởng thành đang phát triển và có thể không đáp ứng được nhu cầu trao đổi chất [52]. Trong một nghiên cứu với số lượng trẻ sơ sinh mắc hsPDA tương đối lớn, chúng tôi nhận thấy giá trị rScO2 thấp bất thường, thường dưới 45% (thấp hơn rất nhiều so với giới hạn dưới của giá trị "bình thường" là 55% [17]). Giá trị dai dẳng thấp hơn 40–45% được báo cáo là có liên quan đến tổn thương não [19,53]. Mặt khác, chúng tôi thực sự đã tìm thấy mối liên quan giữa lượng oxy hóa não thấp và thời gian sử dụng hsPDA và thể tích thấp hơn, đặc biệt là tiểu não, vùng não có mức độ trao đổi chất cao đáng kể [53–55]. Phát hiện này đã xác nhận các nghiên cứu trước đó báo cáo tác động tiêu cực của hsPDA đối với sự phát triển tiểu não ở những trẻ sơ sinh chưa trưởng thành này [22,56]. Điều này cho thấy rằng các hsPDA lâu đời có thể không phải lúc nào cũng vô hại như người ta tin trước đó. Trong NICU của chúng tôi, tất cả trẻ sơ sinh có dấu hiệu oxy hóa não hsPDA sẽ được theo dõi vì những lý do như đã giải thích ở trên.

Định nghĩa về “hạ huyết áp” ở trẻ sinh non, chủ yếu được định nghĩa là huyết áp động mạch trung bình thấp hơn tuổi thai trong vài tuần, nhường chỗ cho việc điều trị quá mức bằng thuốc tăng co bóp dương tính. Một số nghiên cứu báo cáo rằng không có dấu hiệu rối loạn chức năng hệ thống cơ quan, nhiễm toan chuyển hóa hoặc tình trạng thiếu oxy của não được NIRS theo dõi trong các giai đoạn “hạ huyết áp” này [35,57]. Hơn nữa, kết quả phát triển lâu dài không khác biệt so với trẻ sơ sinh không bị hạ huyết áp [57,58]. Hiện tại, chính sách của chúng tôi đối với "hạ huyết áp" chỉ mang tính kỳ vọng khi quá trình oxy hóa não do NIRS xác định nằm trong giới hạn bình thường mà không có dấu hiệu thiếu tưới máu toàn thân hoặc nhiễm toan.

Các vấn đề khác trong đó quá trình oxy hóa não được NIRS theo dõi có thể giúp ngăn ngừa tổn thương cho não non nớt là thiếu máu và hạ đường huyết: thiếu máu với giá trị hemoglobin dưới 6 mmol/L được báo cáo là ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa thích hợp của não non tháng [59], trong khi hạ đường huyết sâu có thể được nhận biết bằng cách tăng mức độ oxy hóa não một cách tự nhiên do sự cạn kiệt glucose dẫn đến cản trở quá trình trao đổi chất và do đó việc sử dụng oxy [60].

3. Cơ chế chấn thương não ở trẻ sơ sinh và oxy hóa não

Bệnh não thiếu oxy-thiếu máu cục bộ (HIE) do ngạt chu sinh là nguyên nhân chính gây ra kết quả bất lợi về phát triển thần kinh và tử vong sơ sinh [61]. Mặc dù tổn thương tế bào thần kinh xảy ra trong (các) giai đoạn thiếu oxy thực tế (chủ yếu là ở thai nhi) do sự hình thành quá mức các chất dẫn truyền thần kinh bị kích thích, nhưng dòng canxi tràn vào tế bào thần kinh dẫn đến tổn thương oxy hóa cấp tính đối với màng tế bào, một phần đáng kể của não do ngạt khi sinh. tổn thương xảy ra trong 48 đến 96 giờ đầu đời và thậm chí có thể kéo dài hàng tuần và bắt đầu sau khi tái tưới máu và tái oxy hóa khi sinh [62]. Quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân phốt pho cho thấy rằng trong những giờ đầu tiên sau khi tái tưới máu/tái oxy hóa khi sinh, quá trình chuyển hóa oxy hóa ở não là bình thường, nhưng tình trạng suy giảm năng lượng não thứ phát bắt đầu sau 10 đến 12 giờ tuổi và dường như đạt mức tối đa trong khoảng từ 24 đến 72 giờ tuổi dẫn đến suy giảm năng lượng não thứ cấp. chấn thương não bổ sung đáng kể [22,62].

Việc sản xuất các gốc tự do, nitric monoxide và các hợp chất độc hại khác do quá trình tái oxy hóa không chỉ dẫn đến tổn thương cấp tính cho các tế bào thần kinh mà còn kích hoạt sản xuất cytokine gây viêm dẫn đến suy giảm năng lượng não thứ phát và giảm các yếu tố dinh dưỡng [63]. Thiệt hại chậm trễ do mất năng lượng thứ cấp này cung cấp cho chúng ta một cơ hội "trị liệu" trong đó có thể giảm tổn thương não bằng cách ngăn ngừa và/hoặc loại bỏ căng thẳng gốc tự do và oxy hóa, các chất độc hại quan trọng góp phần gây ra suy giảm năng lượng thứ cấp và tổn thương não đồng thời. Cho đến nay, hạ thân nhiệt vừa phải xuống 33,5 ◦C trong 72 giờ là liệu pháp duy nhất được chứng minh giúp giảm tổn thương tái tưới máu sau ngạt sinh. Tuy nhiên, liệu pháp bổ sung với (sự kết hợp) các hợp chất bảo vệ thần kinh dược lý hiện đang được nghiên cứu: Có vẻ như rất có thể sự kết hợp giữa hạ thân nhiệt với các hợp chất dược lý góp phần làm giảm thêm tổn thương não liên quan đến ngạt khi sinh [63].

Để giảm thiểu tối ưu hoặc thậm chí ngăn ngừa tổn thương tái tưới máu-tái tưới máu do ngạt khi sinh ở não đang phát triển, điều quan trọng là phải chọn những trẻ sơ sinh sẽ được hưởng lợi từ việc điều trị sau sinh. Việc lựa chọn này cần phải được thực hiện càng sớm càng tốt trong thời điểm "trị liệu" này (được cho là giai đoạn 6 giờ đầu đời).

Abnormally high values of rScO2 (>80%) trong 72 đến 96 giờ đầu đời ở trẻ sơ sinh bị ngạt chu sinh ở mức độ vừa phải và nặng, có thể cho thấy việc sử dụng oxy ít hơn do suy giảm năng lượng thứ cấp và tổn thương não đang diễn ra, có liên quan đến kết quả phát triển thần kinh lâu dài bất lợi với giá trị tiên đoán cao ngay từ 3 giờ đầu đời [8,64,65]. Do đó, mẫu rScO2 có thể là một phương tiện không xâm lấn hấp dẫn để xác định liệu liệu pháp bảo vệ thần kinh (bổ sung) có cần thiết để giảm tổn thương não hay không: mặc dù chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng, việc bình thường hóa các giá trị rScO2 trong giới hạn bình thường (bổ sung) on) có thể cho thấy hiệu quả điều trị có lợi.

Do các kỹ thuật hình ảnh thần kinh như siêu âm sọ, ngày nay tiêu chuẩn được triển khai trong chăm sóc lâm sàng ở phòng chăm sóc đặc biệt cho trẻ sơ sinh và MRI (tiên tiến) của não trẻ sơ sinh được cải thiện đáng kể trong những năm gần đây, đột quỵ do thiếu máu cục bộ động mạch chu sinh (PAIS) dường như xảy ra thường xuyên hơn trước đây. được báo cáo và với tỷ lệ mắc ít nhất là 1:2300 trẻ sơ sinh thì đây không còn là một biến chứng hiếm gặp [66]. PAIS xuất hiện chủ yếu trong những ngày đầu tiên sau khi sinh với các cơn động kinh và có thể dẫn đến liệt não, suy giảm nhận thức và vận động [67,68]. Các lựa chọn điều trị bảo vệ thần kinh/tái tạo thần kinh chưa tồn tại cho đến gần đây và việc điều trị chủ yếu chỉ giới hạn ở liệu pháp chống động kinh. Tuy nhiên, hiện nay, các chiến lược can thiệp bảo vệ thần kinh sớm có khả năng mang lại lợi ích đã được báo cáo, chẳng hạn như sử dụng các chất dinh dưỡng thần kinh như erythropoietin và tế bào gốc trung mô để tăng cường tái tạo thần kinh [69,70].

Theo dõi thần kinh, tức là sự kết hợp giữa oxy hóa não được theo dõi bởi NIRS và chụp não tích hợp biên độ (EEG), có giá trị tiên lượng quan trọng trong PAIS [71]. Hơn nữa, mẫu ban đầu của mẫu nền điện rScO2 và chu kỳ giấc ngủ của aEEG có lẽ hữu ích trong việc xác định trẻ sơ sinh mắc PAIS có thể được hưởng lợi từ các biện pháp can thiệp bảo vệ thần kinh và để đánh giá tác động có lợi của các biện pháp can thiệp này [71]. rScO2 cao hơn đáng kể ở nửa não bị ảnh hưởng so với nửa bên đối diện, có thể cho thấy sự tưới máu cao ở bán cầu bị ảnh hưởng [72,73]. Mức độ và thời gian của sự khác biệt này có liên quan đến kết quả phát triển thần kinh [71]. Tương tự như vậy, thời gian để nền điện có nguồn gốc từ aEEG bình thường (điện áp bình thường liên tục) của nửa não bị ảnh hưởng dài hơn so với nửa não khỏe mạnh. Thời gian để bình thường hóa mô hình nền điện của bên bị ảnh hưởng cũng liên quan đến kết quả phát triển thần kinh [71]. Có thể hình dung rằng các biện pháp can thiệp bảo vệ thần kinh có thể rút ngắn thời gian của những sự bất đối xứng này cho thấy hiệu quả điều trị. Tuy nhiên, giả định này vẫn đang được điều tra.

Bảng 1 tóm tắt mối liên quan giữa một mặt là bản chất của chấn thương não mắc phải và sinh non và mặt khác là mô hình oxy hóa não.

4. Quan điểm tương lai của việc theo dõi oxy hóa não đa phương thức: Nó có thể bổ sung gì vào việc bảo vệ thần kinh của não chu sinh trong môi trường lâm sàng?

Việc theo dõi dựa trên NIRS về mô hình oxy hóa não ở trẻ sơ sinh non tháng và ở mức độ thấp hơn ở trẻ sơ sinh đủ tháng, có tiềm năng bảo vệ thần kinh không thể phủ nhận như đã trình bày ở trên. Tuy nhiên, nghiên cứu ứng dụng giám sát oxy hóa, tưới máu não và tự điều hòa não có nguồn gốc từ NIRS đang tiến triển nhanh chóng với mục tiêu cuối cùng là cải thiện chăm sóc lâm sàng.

Theo quan điểm này, chúng tôi muốn thảo luận về hai bước phát triển quan trọng trong nghiên cứu NIRS chu sinh có thể sớm dẫn đến ứng dụng lâm sàng: đánh giá thích hợp về điều hòa huyết động não nhằm mục đích kết hợp các biến số hệ thống (huyết động và oxy hóa) với tín hiệu NIRS; một phân tích chi tiết hơn về các tín hiệu cường độ có nguồn gốc từ NIRS đối với sự gia tăng các biến số sinh lý có thể sử dụng khác và phát hiện các hiện tượng giả được xem xét trong Phần 5 và 6 bên dưới.

5. Đánh giá sự điều hòa huyết động học não bằng tín hiệu NIRS

Về việc điều hòa huyết động não, người ta phải tính đến cơ chế Tự điều hòa mạch máu não (CVAR)—hoặc phản ứng dòng chảy áp lực. Đặc tính này của não có mục tiêu cuối cùng là duy trì lưu lượng máu não ở mức không đổi, bất kể huyết áp hệ thống (HA)—nhưng vẫn nằm trong phạm vi giới hạn của các giá trị HA [74,75]. Trong trường hợp HA xuống quá thấp (hoặc quá cao), cơ chế CVAR, thông qua các tiểu động mạch, không còn có thể điều chỉnh áp lực xuyên thành và lưu lượng máu trong não sẽ giảm hoặc tăng tương ứng [76] (xem Hình 1).

Trẻ đủ tháng có chức năng tự điều hòa và phản ứng vận mạch, nhưng trẻ sinh non được sinh ra với hệ thống mạch máu não kém phát triển [74,77]. Đây là lý do tại sao nghiên cứu về CVAR trở nên phù hợp khi người ta xem xét thực tế rằng (rất) trẻ non tháng có nguy cơ mất ổn định huyết động cao hơn—và do đó, tổn thương não—dẫn đến PIVH hoặc tổn thương chất trắng [78] như cũng đã nêu ở trên. Vì lý do này, việc đánh giá và theo dõi trực tuyến quá trình oxy hóa mô não, kết hợp với trạng thái của cơ chế tự điều chỉnh, là vô cùng quan trọng trong tuyến đầu ngăn ngừa chấn thương não và các rối loạn phát triển thần kinh hơn nữa [39,79].

Bằng cách đánh giá liên tục mối quan hệ giữa HA và Lưu lượng máu não (CBF), có thể đánh giá được cơ chế của CVAR [75]. Vì không có cách trực tiếp và không xâm lấn để đo CBF và giả sử độ bão hòa oxy động mạch (SaO2) không đổi, tín hiệu NIRS có thể được sử dụng làm đại diện cho những thay đổi của CBF, cung cấp thông tin về độ bão hòa oxy của não (rScO2) [39,80,81]. Bằng cách quan sát tín hiệu rScO2, có thể phát hiện những thay đổi đột ngột và cuối cùng liên hệ chúng với các biến thể của huyết áp, từ đó xác định sự hiện diện hay vắng mặt của động lực tự điều hòa và cung cấp cho chúng ta khả năng can thiệp như đã đề xuất ở trên [74].

Các bước đầu tiên trong phân tích này tập trung vào giai đoạn tiền xử lý, bao gồm lọc dữ liệu, loại bỏ thành phần lạ và hiệu chỉnh SaO2 [39]. Khi bước này được thực hiện, có hai cách tiếp cận chính: phân tích trong miền thời gian hoặc miền tần số. Phân tích miền thời gian tính toán mối tương quan giữa HA và rScO2 trên các đoạn ngắn liên tục, sau đó có thể tính trung bình và phân phối theo các giá trị HA tương ứng, do đó có một giá trị tương quan trên mỗi "thùng" giá trị huyết áp [80,82–84] . Phân tích miền tần số cũng khám phá mối quan hệ giữa hai tín hiệu này nhưng tập trung vào các dải tần số cụ thể [39]. Điều này có thể là một lợi thế khi người ta cho rằng CVAR có thể bao gồm các phản hồi với độ trễ thời gian khác nhau, do đó có tính đến độ trễ giữa những thay đổi về HA và rScO2 [39]. Một trong những phương pháp này tập trung vào Hàm truyền (TF), phân tích mật độ phổ công suất (PSD) của tín hiệu, biểu thị sự hiện diện của từng tần số khác nhau trong các phân đoạn được xem xét. Từ đó, người ta có thể đánh giá mức tăng TF, cho biết tác động của sự thay đổi tín hiệu đầu vào (HA) đối với tín hiệu đầu ra (rScO2), và do đó đánh giá xem CVAR có thực sự xuất hiện hay không [39,77] . Một phương pháp phân tích khác là Coherence: hàm này đo độ tuyến tính của hai tín hiệu được xem xét (BP và rScO2) trong miền tần số, cho biết liệu có mối quan hệ tuyến tính giữa đầu vào và đầu ra của hệ thống được lấy nét hay không [39,76, 77,80,84].

Trong tất cả các phương pháp được mô tả ở trên, người ta phải tính đến độ dài của các kỷ nguyên được xem xét để phân tích, vì các kỷ nguyên ngắn hơn có thể tạo ra các giá trị nhiễu hơn—do số lượng cửa sổ phụ nhỏ hơn trong phân tích—nhưng các kỷ nguyên quá dài có thể cho thấy sự hiện diện của nhiều phân đoạn không cố định hơn các phân đoạn liên quan đến CVAR và do đó tạo ra các giá trị thấp hơn và cản trở kết quả [84]. Một yếu tố khác theo quan điểm chăm sóc lâm sàng là điều quan trọng cần lưu ý là các phương pháp này yêu cầu tín hiệu đủ liên tục và ổn định để cung cấp kết quả đáng tin cậy [85].
Do đó, chúng ta phải luôn hướng tới một cơ chế CVAR ổn định, mặc dù vẫn chưa có sự thống nhất về phương pháp phân tích tốt nhất cũng như phương pháp giám sát trực tuyến phù hợp tại giường bệnh.
Bất chấp các phương pháp được trình bày ở trên, vẫn còn thiếu sự đồng thuận toàn cầu, vì hệ thống (trực tuyến) lý tưởng phải dễ dàng được tái tạo bất kể dân số tập trung và độ tuổi sinh non. Nghiên cứu đang tiến hành về đánh giá CVAR cũng nên tập trung vào việc trình diễn một công cụ hoặc phương pháp được chấp nhận trên toàn cầu để theo dõi CBF và rScO2, xác nhận mối quan hệ của những thay đổi trong các tín hiệu đó với kết quả phát triển thần kinh [76].
6. Tín hiệu cường độ có nguồn gốc từ NIRS và tầm quan trọng của việc đánh giá chất lượng tín hiệu

Sử dụng kỹ thuật NIRS, có thể thu được nhiều thông tin khác nhau từ cường độ ánh sáng được đo bằng máy thu. Như đã nêu ở trên oxy hóa não (rScO2) là thông tin phổ biến nhất thu được khi sử dụng NIRS trong các ứng dụng lâm sàng. Tuy nhiên, các tín hiệu cường độ có nguồn gốc từ NIRS còn cung cấp, ngoài việc ước tính lượng oxy trong não, một số thông tin sinh lý và chức năng bổ sung hữu ích. Các tín hiệu cường độ có thể được chuyển đổi thành sự thay đổi nồng độ của huyết sắc tố được oxy hóa (O2Hb) và huyết sắc tố khử oxy (HHb) [86], có thể được sử dụng để xác định phản ứng huyết động của não ở các vùng não khác nhau [86–88 ]. Các tín hiệu cường độ và nồng độ chứa một số thông tin sinh lý bao gồm nhịp tim, hô hấp và hoạt động vận mạch [89–92]. Hình 2 cho thấy một ví dụ về tín hiệu O2Hb và HHb, trong đó nhịp tim được nhìn thấy rõ ràng với các khoảng thời gian khoảng 0.{11}}, cùng với rScO2 được đo bằng thiết bị đo nồng độ oxy trong não Artinis (TOM, Artinis Hệ thống y tế BV, Elst, Hà Lan).

6.1. Mẫu nhịp tim có nguồn gốc từ NIRS

Thông tin sinh lý nổi bật nhất trong tín hiệu NIRS là các dao động theo nhịp tim gây ra bởi nhịp tim sẽ được thảo luận ở đây. Thông tin này trong tín hiệu NIRS cho phép trích xuất nhịp tim (HR). Một số nghiên cứu đã cho thấy sự tương thích của HR có được từ NIRS với HR được lấy từ điện tâm đồ và quang thể tích [93–95]. Hơn nữa, HR có nguồn gốc từ NIRS đã được chứng minh là nguồn thông tin phong phú hơn HR có nguồn gốc từ PPG hoặc ECG trong điều kiện căng thẳng về thể chất và tinh thần [92,94–96]. Việc lấy HR từ tín hiệu NIRS rất hữu ích ở trẻ sơ sinh vì nó có thể loại bỏ nhu cầu sử dụng thêm điện cực để ghi thông tin này [97]. Việc loại bỏ các điện cực bổ sung có thể làm giảm căng thẳng về thể chất cho trẻ sơ sinh do đặt điện cực và có khả năng làm giảm nguy cơ chấn thương [98].

Thông tin huyết động nhân sự và não trong tín hiệu NIRS có thể được hợp nhất trong các ứng dụng khác nhau trong đó cả chức năng não và tim đều bị thay đổi. Ví dụ, chúng có thể được kết hợp để đánh giá chính xác căng thẳng (thể chất) [92,94,97]. Hơn nữa, việc trích xuất thông tin nhân sự từ NIRS có thể làm giảm sự mơ hồ của mô hình phản ứng huyết động [96,99–101]. Thông tin nhân sự được trích xuất có thể được sử dụng như một thuật ngữ sinh lý đã biết trong một phần của mô hình đại diện cho các thành phần sinh lý khác nhau trong tín hiệu NIRS. Điều này có thể cải thiện mô hình phản ứng huyết động và nâng cao độ chính xác của ước tính phản ứng huyết động não trong bối cảnh lâm sàng.

6.2. Đánh giá chất lượng tín hiệu

Trong kỹ thuật NIRS, ánh sáng NIR truyền qua các lớp mô khác nhau bao gồm các lớp trong và ngoài sọ trước khi chiếu vào não. Một số yếu tố ở lớp ngoài sọ ảnh hưởng trực tiếp đến đường truyền quang của ánh sáng truyền qua. Ví dụ: độ dày của da đầu, đặc tính của da cũng như sự hiện diện và màu sắc của tóc có thể làm gián đoạn ánh sáng truyền qua đầu (102.1031. Kết quả là sự kết hợp giữa cảm biến NIRS và da đầu bị giảm và chất lượng tín hiệu NIRS khi đó xấu đi (104). Điều này có thể dẫn đến những diễn giải sai và hậu quả là phát hiện sai trong phân tích. Do đó, việc đánh giá chất lượng của tín hiệu NIRS trước khi phân tích tín hiệu là rất quan trọng, có thể làm tăng độ tin cậy của phân tích thống kê và giảm diễn giải sai.

Để đánh giá chất lượng tín hiệu NIRS, sự hiện diện của thành phần tim mạnh thường được sử dụng làm chỉ số chính của khớp nối cảm biến-da đầu đáng tin cậy [105–108]. Khớp nối cảm biến-da đầu đáng tin cậy đảm bảo rằng ánh sáng NIR truyền qua cả lớp trong và ngoài sọ. Kết quả là ánh sáng nhận được (tín hiệu NIRS) chứa thông tin về huyết động và sinh lý não từ cả hai lớp. Do đó, sự hiện diện của nhịp tim, thông tin hệ thống nổi bật nhất trong tín hiệu NIRS, cho thấy các cảm biến đã được kết nối tốt với da đầu và đủ ánh sáng chiếu vào não và tán xạ ngược trở lại máy thu. Kiến thức này sẽ cải thiện đáng kể độ tin cậy của tín hiệu NIRS và do đó việc sử dụng nó trong lâm sàng.

7. Kết luận

Việc sử dụng rộng rãi phương pháp theo dõi oxy hóa não có nguồn gốc từ NIRS dựa trên việc nhận biết kịp thời mô hình oxy hóa não bất thường dường như là một phương tiện tương đối đơn giản để phòng ngừa và/hoặc giảm tổn thương não ở trẻ sơ sinh rất non tháng (tức là PIVH và dWMI) và để ở mức độ thấp hơn cũng xảy ra ở trẻ sơ sinh bị ngạt. Mặc dù vậy, điều rất quan trọng là độ chính xác của độ bão hòa oxy não được theo dõi bởi NIRS phải tăng thêm. Điều quan trọng không kém là nghiên cứu mở rộng về tín hiệu NIRS để theo dõi CVAR một cách đáng tin cậy và việc sử dụng tín hiệu NIRS (chất lượng và tính đa dạng) để theo dõi các chức năng huyết động, góp phần đưa ra quyết định sáng suốt hơn về việc có nên xử lý trẻ sơ sinh vào một thời điểm nhất định hay không. Những phát triển này có thể góp phần hơn nữa vào việc ngăn ngừa tổn thương não chu sinh. Sự hợp tác quốc tế và các định nghĩa thống nhất là rất quan trọng để tăng cường sử dụng NIRS như một chiến lược bảo vệ thần kinh tiềm năng.

Sự đóng góp của tác giả:

Khái niệm hóa: FVB; Viết—chuẩn bị bản thảo gốc: FVB, FGC, và NH; Viết—xem xét và chỉnh sửa: FVB, FGC, và NH; Tất cả các tác giả đã đọc và đồng ý với phiên bản đã xuất bản của bản thảo.

Kinh phí:

Nghiên cứu này không nhận được tài trợ từ bên ngoài.

Tuyên bố của Ban Đánh giá Thể chế:

Không áp dụng được.

Tuyên bố đồng ý sau khi được thông báo:

Không áp dụng được.

Xung đột lợi ích:

Các tác giả tuyên bố không có xung đột lợi ích. Filipe Gonçalves Costa và Naser Hakimi đều là thành viên của EU H2020 MSCA-ITN-2018: Tích hợp các biện pháp đánh giá chức năng cho biện pháp bảo vệ trẻ sơ sinh (INFANS), do Ủy ban Châu Âu tài trợ theo Thỏa thuận tài trợ số 813483. Naser Hakimi cũng đang làm việc tại Artinis Medical Systems BV, Elst, Hà Lan.

Người giới thiệu

1. van Bel, F.; Vaese, J.; Groenedaal, F. Phòng ngừa, giảm thiểu và sửa chữa chấn thương não ở trẻ non tháng. Đằng trước. Physiol. 2019. [Tham khảo chéo]

2. Jacobs, SE; Berg, M.; Săn, R.; Tarnow-Mordi, WO; Inder, TE; Davis, PG Làm mát cho trẻ sơ sinh mắc bệnh não thiếu máu cục bộ do thiếu oxy. Cơ sở dữ liệu Cochrane. Hệ thống cơ sở dữ liệu Cochrane Bản sửa đổi năm 2013, 1. [Tham khảo chéo]

3. van Bel, F.; Groenendaal, F. Thuốc bảo vệ thần kinh sau ngạt khi sinh: Thuốc hỗ trợ hạ thân nhiệt. Hội thảo. Perinatol. 2016, 40, 152–159.

4. Perlman, JM; McMenamin, JB; Volpe, JJ Tốc độ lưu lượng máu não dao động trong hội chứng suy hô hấp. Liên quan đến sự phát triển đến sự phát triển của xuất huyết não thất. N. Anh. J. Med. 1983, 309, 204–209. [Tham khảo chéo]

5. Shankaran, S.; Langer, JC; Kazzi, SN; Máy tính xách tay, AR; Walsh, M. Chỉ số tích lũy về việc tiếp xúc với tình trạng giảm CO2 và tăng oxy máu là yếu tố nguy cơ gây nhuyễn chất trắng quanh não thất ở trẻ nhẹ cân. Nhi khoa 2006, 118, 1654–1659. [Tham khảo chéo]

6. Greisen, G. Lưu lượng máu não và oxy hóa ở trẻ sơ sinh bị ngạt sau khi sinh. Thông tin hữu ích về mặt lâm sàng? Hum sớm. Dev. 2014, 90, 703–705. [CrossRef] [PubMed]

7. Howlett, JA; Northington, FJ; Gilmore, MM; Tekes, A.; Huisman, TA; Parkinson, C.; Chung, SE; Jennings, JM; Jamrogowicz, JJ; Larson, AC; et al. Tự động điều hòa não và tổn thương thần kinh trong bệnh não do thiếu oxy-thiếu máu cục bộ ở trẻ sơ sinh. Nhi khoa Res. 2013, 74, 525–535. [CrossRef] [PubMed]

8. Lemmers, Thủ tướng; Zwanenburg, RJ; Máy uốn cong, MJ; de Vries, JS; Groenendaal, F.; van Bel, F.; Toet, M. Oxy hóa não và hoạt động của não sau ngạt chu sinh: Liệu hạ thân nhiệt có làm thay đổi giá trị tiên lượng của chúng không? Nhi khoa Res. 2013, 74, 180–185. [Tham khảo chéo]

9. Van Bel, F.; Lemmers, P.; Naulaers, G. Theo dõi độ bão hòa oxy não vùng ở trẻ sơ sinh trong thực hành lâm sàng: Giá trị và những cạm bẫy. Sơ sinh 2008, 94, 237–244. [Tham khảo chéo]

10. Greisen, G.; Andresen, B.; Plomgaard, AM; Hyttel-Sørensen, S. Đo oxy não ở trẻ non tháng: Một chương trình nghiên cứu với mục tiêu lâm sàng rõ ràng. Quang tử học thần kinh 2016, 3, 31407. [Tham khảo chéo]

11. Skov, L.; Pryds, O.; Greisen, G. Ước tính lưu lượng máu não ở trẻ sơ sinh: So sánh quang phổ cận hồng ngoại và độ thanh thải 133Xe. Nhi khoa Res. 1991, 30, 570–573. [CrossRef] [PubMed]

12. Alderliesten, T.; De Vis, JB; Lemmers, Thủ tướng; Hendrikse, J.; Groenendaal, F.; Văn Bel, F.; Máy uốn cong, MJ; Petersen, ET Đánh giá độ bão hòa oxy não ở trẻ sơ sinh bằng cách sử dụng hình ảnh T{1}}máu được chuẩn bị về độ bão hòa oxy và quang phổ cận hồng ngoại. Anh. J. Pharm. 2017, 37, 902–913. [Tham khảo chéo]

13. Greisen, G. Liệu quang phổ cận hồng ngoại có đáp ứng được những hứa hẹn của nó không? Hội thảo. Med sơ sinh của thai nhi. 2006, 11, 498–502. [CrossRef] [PubMed]

14. Wijbenga, RG; Lemmers, Thủ tướng; van Bel, F. Oxy hóa não trong những ngày đầu đời ở trẻ sơ sinh non tháng và đủ tháng: Sự khác biệt giữa các vùng não khác nhau. Nhi khoa. Res. 2011, 70, 389–394. [CrossRef] [PubMed]

15. Bel, V.; Mintzer, J. Theo dõi quá trình oxy hóa não của não chưa trưởng thành: Một chiến lược bảo vệ thần kinh? Nhi khoa. Res. 2018, 84, 159–164.

For more information:1950477648nn@gmail.com