早产儿脑损伤监测技术进展2024.docx

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1、早产儿脑损伤监测技术进展2024摘要早产儿脑损伤的诊断和动态评估主要包括脑血流动力学监测、脑电图、近红外光谱技术、醐囱超声、磁共振成像等。这些方法在提供全面评估的同时，能尽早发现中枢神经系统异常，为及时有效的治疗提供支持。综合利用这些监测手段、实施多模态的脑损伤监测技术有助于早发现、早诊断、早治疗早产儿脑损伤，改善早产儿的神经发育结局。每年全世界约有1500万早产儿出生1,随着围产诊疗技术的提高，极/超早产儿存活率显著提高,目前临床的重点已经从救治存活逐渐转移到改善长期预后与提高生活质量上，而早产儿脑损伤的诊治是改善远期神经发育预后的重中之重20早产儿脑损伤的诊治包括监测、评估、保护和促进发育

2、四个方面3o由于早产儿神经系统症状和体征常无特异性，因此脑损伤的早期诊断和动态监测成为评估损伤程度和判断疗效的重要方法4o早产儿脑损伤指由于产前、产时和（或）出生后的各种病理因素导致的不同程度的脑缺血和出血性损害，严重者可导致远期神经系统后遗症甚至死亡51脑损伤由多种因素引起，包括发育不成熟和脑血流自主调节能力差，其亦受感染、缺氧缺血、机械通气和血流动力学不稳定等多重因素影响。尽管不同病因所致的损伤机制不尽相同，但关键的损伤过程主要涉及脑血流动力学-脑氧合代谢-脑功能的改变，最终导致结构性脑损伤。根据早产儿脑损伤的发生发展过程，可从以下几方面进行监测。一、脑血流动力学及氧合代谢全身和脑部血流动

3、力学紊乱均可导致早产儿脑损伤40全身血流动力学监测包括传统的心率、血压、脉搏氧饱和度测量，以及多普勒超声评估心输出量及局部器官血流量。然而，这些监测并未充分考虑脑组织中的血液分布，尤其是脑局部血管床的血供，以及脑血流的自主调节。早产儿脑血流的自主调节能力脆弱，易受各种疾病状态的影响。一旦超过脑自主调节的限度，脑灌注压将直接随动脉血压变化，这种压力被动灌注是脑室内出血的关键机制。但早产儿脑血流的自主调节限度尚不清楚。动脉血二氧化碳分压(arterialpartialpressureofcarbondioxide,PaCO2)的变化可显著影响脑血流动力学,新生儿重症监护病房中接受呼吸支持的新生儿可

4、出现高碳酸血症或低碳酸血症，当PaCO2升高时脑血流量增加，降低时则减少。低碳酸血症继发的脑血管收缩、脑血流量减少可导致脑室周围白质损伤。DiX等6使用呼气末二氧化碳(carbondioxide,C02)监测仪和近红外光谱(near-infraredspectroscopy,NIRS)监测脑组织氧饱和度，发现持续呼气末C02结合NIRS监测可测出PaCO2的波动，而早产儿出生后72h内PaCO2波动与脑氧合代谢和脑电活动的变化有关。因此，临床在超低出生体重儿的通气监护中引入了持续经皮C02监测(transcutaneousC02,TcCO2),设定TcCO2目标范围为4060mmHg,并严格监

5、测动脉/毛细血管血液PH值，使其维持在7.25-7.45之间，有助于减少PaCO2波动导致的脑损伤。此外，通过动态血压监测维持全身血流动力学稳定是减少超早产儿脑损伤的方法之一。然而，对于出生后48h内的早产儿，血压和全身血流量非正相关的关系，对于如何定义合适的目标血压尚未达成共识。如何界定脑血流动力学稳定的参考范围，仍然是新生儿医生面临的挑战3o二、脑电图监测振幅整合脑电图(amplitudeintegratedelectroencephalography,aEEG)已广泛用于新生儿脑功能的监测，在应用aEEG评估早产儿脑功能方面，Hellstrom-Westas7提出的脑电背景五分类适合于早

6、产儿。如果早产儿aEEG落后于同胎龄新生儿2周以上，则提示患儿可能存在脑损伤。aEEG背景活动变化与呼吸暂停程度相关，尤其是睡眠周期与呼吸暂停程度之间存在相关性。aEEG监测对早产儿重度脑损伤有较高的敏感度、特异度和预测预后价值。日TerS等8对60例胎龄(262)周的早产儿进行aEEG记录和头颅磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)监测，并随访至校正月龄24-36个月，发现早产儿在校正胎龄足月时如果aEEG仍缺乏醒睡周期(醒睡周期指5h连续aEEG中至少出现了3个连续周期，且下边界电压波动超过2V),则可能预示远期认知和运动发育迟缓。定量脑电图（quantit

7、ativeelectroencephalography,qEEG）是一种通过数学和统计方法对脑电图数据进行分析和量化的方法，将脑电信号转化为实时数据进行定量分析，能更直接、客观地反映脑功能状态9JoqEEG可从脑电图中提取多个信号处理特征评估脑成熟度，并对睡眠状态进行分类。OTooIe等10对28例胎龄中位数28.5周的早产儿进行连续qEEG监测，发现生后60h内脑电比宫内成熟速度快了2.36.0周，大多数脑电图（56%）特征在生后前3天发生了快速演变,这一时期的qEEG有望作为一项特定指标，用于识别神经功能受损的患儿（脑功能成熟速度慢），以及预测神经发育结局。三、NIRS与功能近红外光谱成像

8、技术近红外光是一种波长780900nm的非可见光,对人体组织具有良好透射性，应用近红外光可以看到脑血红蛋白的变化；基于神经血管耦合，又可通过血红蛋白的变化看到脑的功能活动。NIRS是一种测量脑局部组织氧合代谢的无创监测手段，反应脑组织氧输送和消耗之间的平衡和失衡。脑氧一旦出现失衡，可能代表病情恶化，这种亚临床变化是常规的脉搏氧饱和度监测不到的m因此通过NIRS监测脑组织氧饱和度，可早期发现脑组织氧合的异常改变，以便及时干预。Hoffman等12对61例胎龄24-29周早产儿生后12h内行有创血压+NIRS联合监测，每30s记录一次血压以反应全身血流动力学变化，同期记录脑局部氧饱和度（cereb

9、ralregionaloxygensaturation,CrSO2）以反应脑组织的氧合代谢，每Iomin计算平均动脉血压与CrSO2的相关系数，相关系数0.5提示脑血流自主调节功能受损，相关系数0提示脑血管床在灌注压改变时能够有效调节维持脑血流稳定，结果显示11IIV度脑室内出血和生后1个月内死亡的早产儿生后早期脑血管自主调节能力受损的时间更长。功能近红外光谱成像（functionalnearinfraredspectroscopyzfNIRS）技术通过多个近红外光源探测器，对多个脑区进行监测，生成基于脑血流变化的多脑区功能成像。fNIRS可对脑功能网络进行床旁监测，其原理基于神经血管耦合，即

10、脑功能活动同期局部脑血流发生相应改变，通过脑血流监测可反应脑功能的变化。2017年Wang等13提出，fNIRS监测7min即可得到稳定的脑功能网络参数,故fNIRS成像时间一般是18mino同年，Watanabe等14提出一种探测神经血管细微差异的方法，即利用fNIRS获得氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白自发低频（小于0.1Hz）振荡变化的时均相位差，即氧合血红蛋白与还原血红蛋白相位（hemoglobinphaseofoxygenationanddeoxygenation,hPodWatanabe等14监测足月儿、晚期早产儿（胎龄34-36周）和早期早产儿（胎龄23-33周）的hPod,结果显示各

11、组hPod值均随日龄增加逐渐降低，从正相（3/2-2）逐渐过渡到反相（-32）;组间比较显示，随着校画台龄的增加，3组hPod均快速下降，此后进入相对缓慢的下降阶段，早期早产JLW期hPod快速下降趋势较晚期早产儿和足月儿明显。fNIRS监测的hPod是确定脑循环、血流、代谢和神经血管功能发育阶段的良好指标，并且具有较高的敏感度。此外，Imai等15发现足月儿或晚期早产JL与早期早产儿的hPod无明显差异，而21三体综合征新生儿hPod明显升高考虑与21三体综合征患儿脑突触连接不紧密、脑容量相对小、转运蛋白缺乏相关。hPod可以提供早产儿神经血管系统发育状态，包括基线值和动态特性，未来需大样本

12、临床研究评估疾病状态下hPod的变化趋势，以早期识别早产儿可能面临的脑损伤风险。四、颅脑超声和MRl技术传统脑结构成像技术一般指颅脑超声和MRIo生后710d内常规颅脑超声或MRl仅能识别部分结构性脑损伤,而与早产相关的脑损伤大多缺乏结构性变化，发生脑结构改变时脑损伤往往已不可逆4,因此研究脑血流动力学的早期紊乱至关重要。1 .颅脑超声指标：颅脑超声是新生儿最常用的床旁影像学检查,极早产儿早期头卢页超声月并版体膝部至第四脑室顶间距和月并版体长度与神经发育结局有关。Beunders等16将225例胎龄小于29周的极早产儿分为脑损伤组（72例）和无脑损伤组（153例），在出生、胎龄29周、校正月龄

13、2个月时测量肝胀体膝部至第四脑室顶间距、月并脏体长度及头围,结果显示，无脑损伤组2个月时耕月氐体、月并脏体膝部至第四脑室顶间距越长,认知结局越好。上述头颅超声指标对早产儿脑损伤早期预测的潜在价值尚需大规模的临床研究进一步验证。2 .超声功能成像(functionalultrasoundzfUS):超声可对大脑前、中动脉行多普勒血流监测以评估颅脑大血管血流动力学变化。随着超声成像分辨率的提高，帧频可达上万赫兹，对缓慢、微小血流监测的灵敏度大幅提升，即fSofUS基于神经血管耦合的原理，即脑功能活动同期局部脑血流发生相应改变，通过脑血流监测可反映月囱功能。fS类似功能磁共振成像(functiona

14、lmagneticresonanceimaging,fMRI),可在床边监测，尤其适合早产儿。fs具有出色的空间(100m时间(10Hz)分辨率和灵敏度(1mm/s),能实现大视场(数厘米),监测效果介于fMRI和fNIRS之间。Demene等17对新生儿同时行fUS和视频脑电图监测，以视频脑电图监测的睡眠周期为参照，发现fS能够与脑电图同步并且清晰地显示新生儿睡眠周期。基于超快速能量多普勒成像的技术原理，fUS可在床旁监测到多种与新生儿疾病相关的微血管血流动力学改变，如豆纹动脉、大脑中动脉长穿支、大脑前中动脉皮层分支、髓静脉、上矢状窦。Baranger等18应用fUS比较足月儿和极早产儿静息

15、状态下脑功能的连接性，包括额叶和扣带回、双侧额叶、双侧扣带回，发现极早产儿的脑功能，尤其是丘脑与皮层的脑功能连接性落后于足月儿。床旁fUS通过检测血流动力学改变，能够直观的同时显示脑结构与功能,是床旁脑功能监测的重要环节，目前已在新生儿临床中应用，光入声出等新型床旁脑功能成像技术仪亦在积极开发中。3 .氢质子磁共振波谱成像(protonmagneticresonancespectroscopyz1H-MRS):1H-MRS是一种无创性检测人体组织代谢、生化改变及化合物定量的医学影像技术，可检测多种微量代谢物，包括胆碱、N-乙酰天门冬氨酸、肌酸、谷氨酸-谷氨酰胺复合物等19oBasu等20对53

16、例平均胎龄27周的早产儿在校正胎龄33周时行IH-MRS,发现早产儿小脑代谢产物N-乙酰天门冬氨酸绝对代谢物、胆碱和肌酸的浓度与胎龄呈正相关胆碱/肌酸比值与胎龄呈负相关常规MRI发现14例26.4%)早产儿存在中-重度小脑损伤，与无小脑损伤的早产儿相比，其小脑N-乙酰天门冬氨酸绝对代谢物、胆碱和肌酸浓度较低。因此对于MRl提示小脑损伤的极早产儿，小脑1H-MRS改变可预测其不良神经发育结局。4 .动脉自旋标记灌注功能磁共振成像(arterialspinlabeling-functionalmagneticresonanceimaging,ASL-fMRI):ASL-fMRI是一种新型的非侵入性脑血流成像技术，在不使用造影剂的情况下通过对动脉血液进行标记获得脑组织的血流信息，直接监测不同脑区的血流灌注，可用于识别脑损伤早产儿早期脑灌注异常。