Serebral Oksijenasyon ve Perfüzyon Paternlerinin Erken Bilgisiyle Perinatal Beynin Nörokorunması

Soyut:

Anormal serebral perfüzyon/oksijenasyon modelleri nöronal hasarla ilişkilidir. Prematüre yenidoğanlarda hipoksemi, hipo/hiperkapni ve serebral otoregülasyon eksikliği peri-intraventriküler kanamalar ve beyaz cevher hasarı ile ilişkilidir. Term yenidoğanlarda perinatal hipoksik iskemi sonrası reperfüzyon hasarı serebral hiperoksijenasyonla ilişkili gibi görünmektedir. Biyolojik doku yakın kızılötesi (NIR) ışığa karşı şeffaf olduğundan, NIR spektroskopisi (NIRS), beyin oksijenlenmesini ve perfüzyonunu izlemek için invazif olmayan bir başucu aracıdır.

Serebral perfüzyon, beyin hücrelerinin normal metabolizmasını sürdürmek için oksijen ve besin maddelerinin kan damarları yoluyla beyne iletilmesini ifade eder. Bellek, insanın duyular yoluyla bilgi aldıktan sonra bilgiyi beyinde depolayabilmesi, yansıtabilmesi ve hatırlayabilme yeteneğini ifade etmektedir.

Serebral perfüzyon hafızayla yakından ilişkilidir. Yeterli kan oksijeni ve besin maddeleri, nöronların normal çalışmasını uyarabilir, beyin metabolizma hızını artırabilir ve hafızayı geliştirebilir. Çok fazla veya çok az beyin perfüzyonu, beyin hücrelerini "açlık" veya "aşırı doygunluk" durumuna sokar, bu da beyin hücrelerinin normal metabolizmasını etkiler ve dolayısıyla hafızaya zarar verir.

Yolları Bilmenin Yollarını TıklayınHafıza geliştirmek

Yeterli serebral perfüzyon nasıl korunur? Yapılacak ilk şey sağlığınızı korumak, sağlıklı beslenme ve yaşam alışkanlıkları edinmek, düzenli egzersiz yapmak ve yeterince uyku çekmektir. İkincisi, olumlu bir tutum sergileyin, sosyal ve kültürel etkinliklere sık sık katılın ve beyninizi aktif ve yaratıcı tutun. Son olarak, iyi bir zihinsel durumu koruyun, aşırı kaygı veya depresyondan kaçının ve stres ve sorunlarla aktif olarak başa çıkın.

Hepsi birlikte ele alındığında, sağlıklı beyin perfüzyonunu sürdürmek yalnızca beyin sağlığı için faydalı olmakla kalmaz, aynı zamanda hafızayı ve yaratıcılığı da geliştirir. Bundan sonra sağlıklı yaşam alışkanlıkları edinelim, kendimizi aktif olarak hayata ve çalışmaya adayalım, sağlıklı ve enerjik bir insan olalım. Hafızamızı geliştirmemiz gerektiği görülebilir. Cistanche hafızayı geliştirebilir çünkü Cistanche birçok benzersiz etkiye sahip geleneksel bir Çin tıbbi malzemesidir ve bunlardan biri hafızayı geliştirmektir. Kıymanın etkinliği, içerdiği karboksilik asit, polisakkaritler, flavonoidler vb. dahil olmak üzere çeşitli aktif bileşenlerden gelir. Bu bileşenler, çeşitli kanallar aracılığıyla beyin sağlığını geliştirebilir.

Bu derleme erken değerlendirmeye ve beyin hasarını muhtemelen azaltmak için anormal serebral oksijenasyon/perfüzyon paternlerine rehberlik etmeye odaklanmaktadır. Zamanında doğan bebeklerde, beyin oksijenlenmesinin erken modelleri, tedavinin (hipotermi) ve ek tedavilerin dikkate alınıp alınmayacağına karar verilmesine yardımcı olur. Kalp atış hızı, solunum hızı ve serebral otoregülasyonun eşzamanlı olarak tahmin edilmesine ve entegrasyonuna olanak tanıyan (fonksiyonel) NIRS'nin kullanımı gibi NIRS ile ilgili diğer teknik gelişmeler tartışılacaktır.

Anahtar Kelimeler:

Serebral oksijenasyonun izlenmesi; Yakın kızıl ötesi spektroskopi; nörolojik koruma; nöromonitörizasyon; serebral perfüzyon; serebral otoregülasyon.

1. Giriş
Perinatal beyin hasarının azaltılması ve önlenmesi, diğer önlemlerin yanı sıra, temel olarak stresin azaltılması (preterm yenidoğan), orta derecede hipotermi (term yenidoğan) ve farmakolojik (ek) tedaviye odaklanır [1-3]. Ancak anormal oksijenlenme ve/veya perfüzyon düzenleri sıklıkla beyin hasarından önce gelir. Çok ve ileri derecede erken doğmuş bebeklerde (sırasıyla 28-32 gebelik haftası arasında ve 28 haftanın altında doğanlar) peri-intraventriküler kanamaların (PIVH) ortaya çıkması ve yayılması, derin ve kalıcı hipoksemi veya hiperoksemi sıklıkla beyaz madde hasarından (WMI) önce gelir. bu hassas yenidoğan grubunda [4,5].

Benzer şekilde, perinatal hipoksi-iskemi veya doğum asfiksisi yaşayan term yenidoğanlarda, (erken) serebral hiperoksijenasyon, serebral otoregülasyon kaybı ve bunu takip eden perfüzyon bozuklukları, ek beyin hasarı ve olumsuz 2-yıl sonuçları ve hatta ölümle ilişkilidir [6 –8]. Bu nedenle hatalı serebral oksijenasyon ve/veya perfüzyon paternlerinin erken tanımlanması, gelişmekte olan beyindeki hasarı önlemek veya en azından azaltmak için mümkünse zamanında düzeltici müdahaleler yapılması açısından önemli olabilir.

Biyolojik doku, spektrumun yakın kızılötesi ışık kısmı (700-1000 nm) için şeffaftır ve bunun ardından oksijenli ve oksijeni giderilmiş hemoglobin tarafından emilmesi, (sürekli dalga) yakın kızılötesi spektroskopiyi (NIRS), önemli miktardaki invaziv olmayan görüntüleme için ideal bir başucu aracı haline getirir. gelişmekte olan beynin oksijenlenmesinde ve perfüzyonunda değişiklikler [9-12]. Başın derisine bağlı NIRS sensörünün erişimi dahilinde, arteriyel, kılcal ve venöz kan karışımındaki (normalde sırasıyla ~%25~5~75 oranında) bölgesel serebral satürasyonu (rScO2) ölçer. [9]. Tipik olarak, verici ve alıcı optodlar arasında muz şeklinde bir alan ölçülür. Yakın kızılötesi ışığın maksimum nüfuz derinliği, en azından optod mesafesi en az 4 cm olduğunda 2 ila 3 cm arasındadır [13].

En azından erken doğmuş bebeklerde beyaz ve gri maddenin her ikisinin de "insonasyonlu" olması beklenir. Zamanında doğan bebeklerle uğraşırken bu daha az basit olabilir. Farklı beyin bölgelerinin oksijenlenmesi oldukça homojen görünmektedir ve bizim tarafımızdan araştırıldığı üzere önemli ölçüde farklılık göstermemektedir [14]; bu durum, global rScO2'nin belirlenmesi için tek bir sensör yerleşiminin güvenilir olduğunu düşündürmektedir. Klinik olarak kullanılan NIRS cihazlarının mutlak değerlerden ziyade rScO2'deki "eğilimleri" veya değişiklikleri izlediğini belirtmek önemlidir. Daha önceki çalışmalar, ticari olarak temin edilebilen cihazların hassasiyetinin yaklaşık %5,2 olduğunu (tekrarlanan ölçüm denemelerinden sonra aynı değeri ölçebilme yeteneği) göstermiştir [9,10,15]. Üstelik, farklı temel varsayımlara veya algoritmalara dayalı olarak mevcut çeşitli cihazlar tarafından rScO2 okumalarında bazen oldukça önemli farklılıklar olabilir [10,16]. Bununla birlikte, yenidoğanlarda rScO2'nin "normal" değerlerinin %55-85 arasında olduğu yaygın olarak kabul edilmektedir [17,18]. Çeşitli deneysel ve klinik çalışmalarda, %40-45'in altındaki rScO2 değerlerinin sürekli ataklarının gelişmekte olan beyindeki oksijen metabolizmasını tehlikeye attığı ve nöronal hasara neden olabileceği gösterilmiştir [19-22].

NIRS tarafından belirlenen serebral oksijenasyonun kesinliği ile ilgili çekincelere rağmen, olgunlaşmamış beyindeki oksijenasyonun yatak başında bu noninvazif şekilde "eğilim izlemesinin" klinik bakımla ilgili olabileceğini düşünüyoruz. rScO2 değerlerinin (kalıcı) anormal modellerinin ve NIRS'den türetilen serebral oksijen ekstraksiyonunun erken tanınması, serebral oksijenasyon ve perfüzyonun raydan çıkmasını yansıtabilir [15,23,24] ve mümkünse enerjik ve hızlı düzeltme, olgunlaşmamış beyni koruyabilir.

Sonraki bölümlerde, ileri derecede erken doğmuş bebeklerde [15] ve perinatal hipoksi ve iskemi yaşayan term bebeklerde [8] NIRS ile izlenen oksijen satürasyon sinyalinin (örüntü tanıma) erken değerlendirilmesine ilişkin klinik bakımın olası faydaları üzerinde yoğunlaşacağız. . Kalp atış hızı, solunum hızı ve amplitüd entegreli EEG (aEEG) gibi diğer izleme parametreleriyle entegrasyon gibi daha ileri iyileştirmelerin yanı sıra, değerlendirmek için NIRS sinyalinin kan basıncıyla entegrasyonunun yararları da kısaca tartışılacaktır. ) serebral otoregülasyon.

2. Erken Doğan Bebeklerde Beyin Hasarının Mekanizmaları ve Serebral Oksijenasyon

Aşırı prematüre yenidoğanlarda PIVH, olumsuz (motor) gelişimsel sonuçların ve ölümün en önemli nedenlerinden biridir ve bu popülasyonda görülme sıklığı %45'e kadar çıkmaktadır [25,26]. Çoğunlukla kanamalar germinal matriksle sınırlıdır veya lateral serebral ventriküllere orta derecede bir yayılımla sınırlıdır (Papil sınıflamasına göre sırasıyla derece I ve II [27]). Azınlık, daha büyük PIVH'lere, derece III'e (serebral ventriküllerde dilate olan büyük miktarda kan) veya hatta kanın serebral ventriküllerin etrafındaki beyin parankimine yayılmasına (derece IV veya venöz enfarktüs) dönüşür. PIVH'nin etiyolojisi çok faktörlüdür ve perinatal olarak gelişen ve/veya doğumdan sonraki 12 saat içinde yayılan PIVH'lerin, proinflamatuar sitokinler ve oksidatif türlerin oluşumu ile güçlü bir şekilde ilişkili olduğu görülmektedir [28,29].

Ancak PIVH'lerin çoğu yaşamın ilk 3 günü veya daha sonra gelişir ve yayılır. Germinal matriksin mikro dolaşımındaki vasküler olgunlaşmamışlığın [30] ve solunum sıkıntısı sendromunun (IRDS) indüklediği pCO2 ve/veya hipoksideki akut artışlara bağlı olarak beyin perfüzyonunda sıklıkla önemli artışların (ve dalgalanmaların) kombinasyonu [31,32] , beyni PIVH'lerin gelişimi ve bunların daha şiddetli aşamalara (yani derece III ve IV) yayılması için hazırlar [28,33]. Bu açıdan önemli olan, intravasküler CO2'nin serebral dirençli damar sisteminin perivasküler alanına çok hızlı bir şekilde difüze olması (bikarbonatın aksine: kan-beyin bariyeri bikarbonata nispeten geçirimsizdir [34]), burada perivasküler pH'ı düşürerek akut vazodilatasyona neden olur. [32]. Bu son derece olgunlaşmamış yenidoğanlarda serebral vasküler yatağın kırılgan otoregülatör yeteneği, hiperkarbinin damar genişletici etkisi ile daha da tetiklenir. Bu, serebral perfüzyonda dalgalanmalara, hipotansiyon sırasında olası hipoksi ataklarına ve halihazırda var olan kanamaların uzamasına katkıda bulunan kan basıncı-pasif beyin dolaşımıyla sonuçlanabilir [35,36].

Serebral hiper(hipo-)perfüzyon/-oksijenasyonun ve/veya serebral kan akışının dalgalı modelinin önlenmesi veya erken tanınması ve azaltılmasının, PIVH'lerin ortaya çıkmasını ve yayılmasını potansiyel olarak azalttığı ve hatta engellediği açık olabilir. Bu bakımdan arteriyel karbondioksit düzeyinin normal sınırlar içinde (yani 35-50 mmHg) stabil olmasını hedeflemek özellikle önemlidir. Serebral oksijenasyon modelinin NIRS ile belirlenen rScO2 kullanılarak doğumdan sonra mümkün olduğu kadar erken bir zamanda, tercihen zaten resüsitasyon masasındayken, bu hassas yenidoğan gruplarında en azından doğum sonrası 4. güne kadar izlenmesi, klinisyeni hiperkapninin neden olduğu erken bir noktada uyarabilir. olgunlaşmamış beyinde hiperoksijenasyon/hiperperfüzyon [25,35] ve oksijenasyon/hipoperfüzyon [32] altında hipoksi veya hipokapninin indüklediği durumlardır. Tamura ve ark.'nın çok yeni bir çalışması. [37], erken doğmuş bebeklerden oluşan geniş bir kohortta, doğum odasındaki hiperkapninin, tüm derecelerdeki PIVH'nin ortaya çıkmasıyla ilişkili olduğunu gösterdi.

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, rScO2 ile ortalama arter basıncı arasında). Tutarlılık ve transfer fonksiyonu kazanımı gibi serebral otoregülasyonun varlığını veya yokluğunu açıklamaya yönelik potansiyel olarak daha kesin matematiksel modeller, bu makalenin başka bir bölümünde daha ayrıntılı olarak tartışılacak olan, klinik ilgileri açısından yoğun bir şekilde araştırılmaktadır [38]. 734 erken doğmuş bebekten oluşan bir kohortun 15 ve 24 aylık düzeltilmiş yaşları üzerinde yapılan bir takip çalışması, düşük rScO2 değerleri ile 2 yaşındaki olumsuz nörogelişimsel sonuçlar arasında bir ilişki olduğunu gösterdi [39]. NIRS ile izlenen rScO2 kullanılarak 185 aşırı prematüre yenidoğan üzerinde yakın zamanda yapılan prospektif bir çalışma, uzun süreli serebral desatürasyonun herhangi bir derecedeki PIVH'nin ortaya çıkmasıyla ilişkili olduğunu gösterdi [40].

Bu nedenle, arteriyel karbondioksit ve serebral oksijen satürasyon düzeylerini hızlı bir şekilde normalleştirmek ve serebral vasküler yatağın otoregülatör yeteneğinin eksikliği nedeniyle serebral perfüzyondaki büyük dalgalanmaları önlemek için erken müdahale ("eller serbest" politikası ve/veya sedasyon) muhtemelen işe yarayacaktır. PIVH insidansını ve ciddiyetini azaltır [41]. Şimdiye kadar, 28 haftadan daha kısa bir sürede doğan 166 erken doğmuş bebeğin NIRS (çalışma grubu) ile izlendiği veya izlenmediği (kontrol grubu) ile ilk doğum sırasındaki hipo veya hiperoksi ataklarını azaltmayı amaçlayan yalnızca bir prospektif randomize müdahale çalışması. 3 günlük yaşam [42]. Monitörleri kör olan bebeklerin aksine, izlenen bebeklerin hipoksi ve/veya hiperoksi yükünü azalttığı ve çoğunlukla normal sınırlar içinde (%55-85) daha stabil bir serebral oksijen satürasyonu gösterdiği rapor edilmiştir [17]. Bu, özellikle şiddetli PIVH'lerin (derece III ve IV) görülme sıklığını azalttı [43].

Modern yenidoğan yoğun bakım ünitelerinde kistik periventriküler lökomalazi insidansı büyük ölçüde azalmış olsa da, MRI çalışmalarına göre aşırı ve çok erken doğmuş bebeklerin yaklaşık %50'sinde yaygın beyaz cevher hasarı (dWMI) meydana gelmektedir [44,45]. Oligodendrositlerin çok hassas prekürsörlerinin olgunlaşmasının durdurulmasının ve miyelinasyonun durdurulmasının DAG'den sorumlu olduğu [46] ve bu hasta grubunun optimal olmayan nörogelişimsel sonucunun çok önemli bir nedeni olduğu ileri sürülmüştür [47]. dWMI sıklıkla proinflamatuar sitokinlere ve oligodendrosit öncüllerinin gelişimini bozan mikroglia aktivitesinin artmasına yol açan anne ve/veya fetal enfeksiyon veya fetal hipoksi ile ilişkilidir [48]. Bununla birlikte, doğum sonrası sorunlar ve özellikle iskemi ile birlikte veya iskemi olmaksızın hipoksi de DAG ile güçlü bir şekilde ilişkilidir. Postnatal dönemde göreceli olarak önemli bir rol, serebral vasküler yatağın ani vazokonstriksiyonuna ve bunun sonucunda hipoperfüzyona ve dolayısıyla oksijen sunumunun azalmasına yol açan akut hipokapni (ve daha az ölçüde hiperoksi) oynar [5,32]. Stabil ancak yapay olarak ventile edilen bir bebekte özellikle anormal derecede düşük rScO2 değerleri, olgunlaşmamış beyinde iskemik-hipoksik hasara yol açan ventilasyonun neden olduğu hipokapni açısından şüphelidir [49]. Yenidoğan yoğun bakım ünitelerinde standart klinik bakımda giderek daha fazla kullanılan NIRS ile izlenen serebral oksijenasyon, arteriyel oksijen satürasyonu ve soluk sonu CO2 izleme kombinasyonu, hipokapninin neden olduğu WMI'ye karşı güçlü bir önleyici politika olabilir.

Uzun süredir hemodinamik olarak Patent Ductus Arteriosus (hsPDA) durumunda, özellikle de kanalın (cerrahi) kapatılmasına ilişkin beklenti politikasının ana akım haline geldiği günümüzde, bir miktar dikkatli olunması da haklıdır [50,51]. Bir hsPDA, gelişmekte olan olgunlaşmamış beynin perfüzyon/oksijenasyonu altında potansiyeli olan ve başlangıçta beyne yönelik olan duktal kanın çalınmasına neden olur ve metabolik taleplerle eşleşmeyebilir [52]. hsPDA'lı bebeklerden oluşan nispeten büyük bir popülasyonla yapılan bir çalışmada rScO2'nin anormal derecede düşük değerleri bulduk; sıklıkla %45'in altında (%55'lik "normal" değerlerin alt sınırının çok altında [17]). %40-45'in altındaki kalıcı değerlerin beyin hasarıyla ilişkili olduğu bildirilmektedir [19,53]. Gerçekten de, bir tarafta düşük serebral oksijenlenme ve hsPDA'nın süresi arasında, diğer tarafta ise oldukça yüksek metabolizmaya sahip bir beyin bölgesi olan özellikle serebellumun daha düşük hacmi arasında bir ilişki bulduk [53-55]. Bu bulgu, hsPDA'nın bu olgunlaşmamış yenidoğanlarda serebellar büyüme üzerindeki olumsuz etkilerini bildiren daha önceki çalışmaları doğruladı [22,56]. Bu, uzun süredir devam eden hsPDA'ların her zaman daha önce inanıldığı kadar masum olmayabileceğini göstermektedir. YYBÜ'müzde hsPDA serebral oksijenasyonu belirtileri olan tüm bebekler yukarıda açıklanan nedenlerle izlenecektir.

Prematüre "hipotansiyon" tanımı, çoğunlukla hafta cinsinden ortalama arteriyel basıncın gebelik haftasından daha düşük olması olarak tanımlanır ve yerini pozitif inotroplarla aşırı tedaviye bırakır. Çeşitli çalışmalar, bu "hipotansif" dönemlerde organ sistemi işlev bozukluğu, metabolik asidoz veya NIRS tarafından izlenen beyindeki yetersiz oksijenasyon belirtilerinin olmadığını bildirmektedir [35,57]. Üstelik uzun vadeli gelişimsel sonuç, hipotansiyonu olmayan bebeklerle karşılaştırıldığında farklı değildi [57,58]. Şu anda "hipotansiyona" yönelik politikamız, beynin NIRS tarafından belirlenen oksijenlenmesinin, sistemik yetersiz perfüzyon veya asidoz belirtisi olmadan normal sınırlar içinde olduğu durumlarda beklentiye yöneliktir.

NIRS tarafından izlenen serebral oksijenasyonun, olgunlaşmamış beyindeki hasarın önlenmesine yardımcı olabileceği diğer sorunlar, anemi ve hipoglisemidir: 6 mmol/L'nin altındaki hemoglobin değerlerine sahip aneminin, prematüre beynin uygun oksijenlenmesini etkilediği bildirilirken [59] derin hipoglisemi, metabolizmanın ve dolayısıyla oksijen kullanımının engellenmesine yol açan glikoz tükenmesine bağlı olarak serebral oksijenlenme seviyelerinin kendiliğinden artmasıyla tanınabilir [60].

3. Dönem Bebeklik Beyin Hasarının Mekanizmaları ve Serebral Oksijenasyon

Perinatal asfiksiye bağlı hipoksik-iskemik ensefalopati (HIE), olumsuz nörogelişimsel sonuçların ve neonatal mortalitenin önemli bir nedenidir [61]. Her ne kadar uyarıcı nörotransmiterlerin aşırı oluşumu nedeniyle gerçek (çoğunlukla fetal) hipoksik epizot(lar) sırasında nöronal hasar meydana gelse de, nöronal hücrelere derin kalsiyum akışı, doğum asfiksisinin neden olduğu beynin önemli bir kısmı olan hücre zarında akut oksidatif hasara yol açar. Yaralanma yaşamın ilk 48 ila 96 saati içinde meydana gelir ve hatta haftalarca sürebilir ve doğumda reperfüzyon ve reoksijenasyonla başlar [62]. Fosfor nükleer manyetik rezonans spektroskopisi, doğumda reperfüzyon/reoksijenasyondan sonraki ilk saatlerde serebral oksidatif metabolizmanın normal olduğunu, ancak sekonder serebral enerji yetmezliğinin 10 ila 12 saatlik yaştan sonra başladığını ve bunun 24 ila 72 saatlik yaş arasında maksimum gibi göründüğünü gösterdi. önemli miktarda ek beyin hasarı meydana gelir [22,62].

Serbest radikallerin, nitrik monoksitin ve diğer toksik bileşiklerin reoksijenasyonla indüklenen üretimi, yalnızca nöronal hücrelerde akut hasara yol açmakla kalmaz, aynı zamanda sekonder serebral enerji yetmezliğine ve trofik faktörlerde azalmaya yol açan pro-inflamatuar sitokin üretiminin aktivasyonuna da yol açar [63]. İkincil enerji yetmezliğinden kaynaklanan bu gecikmiş hasar, bize, ikincil enerji yetmezliğine ve eşlik eden beyin hasarına katkıda bulunan önemli toksik maddeler olan serbest radikal ve nitrozatif stresin önlenmesi ve/veya temizlenmesi yoluyla beyin hasarının azaltılmasının sağlanabileceği "terapötik" bir pencere sağlar. Şimdiye kadar, doğum asfiksisinden sonra reperfüzyon hasarını azaltan kanıtlanmış tek tedavi, vücudun 72 saat boyunca 33,5 °C'ye kadar orta dereceli hipotermisiydi. Bununla birlikte, farmakolojik nöroprotektif bileşikler (kombinasyonları) ile ek tedavi şu anda araştırılmaktadır: Hipoterminin farmakolojik bileşiklerle kombinasyonunun doğum asfiksisine bağlı beyin hasarının daha da azaltılmasına katkıda bulunması çok muhtemel görünmektedir [63].

Gelişmekte olan beyinde doğum asfiksisinin neden olduğu reoksijenasyon-reperfüzyon hasarının optimal düzeyde azaltılması ve hatta önlenmesi için, doğum sonrası tedaviden fayda görecek bebeklerin seçilmesi çok önemlidir. Bu seçimin bu "terapötik" pencerede (iddia edilen yaşamın ilk 6 saati) mümkün olduğu kadar erken yapılması gerekir.

Abnormally high values of rScO2 (>Perinatal olarak orta ve ciddi derecede asfiksi olan yenidoğanlarda yaşamın ilk 72 ila 96 saati boyunca %80, bu da muhtemelen ikincil enerji yetmezliği ve devam eden beyin hasarına bağlı olarak daha az oksijen kullanımının göstergesidir ve yüksek tahmin değeri olan olumsuz uzun vadeli nörogelişimsel sonuçlarla ilişkilidir. yaşamın 3 saati kadar erken bir zamanda [8,64,65]. Bu nedenle rScO2 paterni, beyin hasarını azaltmak için (ilave) nöroprotektif tedavinin gerekli olup olmadığını belirlemek için çekici, invazif olmayan bir araç olabilir: henüz tam olarak araştırılmamış olsa da, rScO2 değerlerinin normal sınırlar içinde normalleşmesi (eklenti) on) tedavisi, tedavinin yararlı bir etkisini gösterebilir.

Günümüzde yenidoğan yoğun bakım ünitesinde klinik bakımda standart olarak uygulanan kraniyal ultrason gibi nörogörüntüleme teknikleri ve yenidoğan beyninin (ileri) MRI'sı son yıllarda önemli ölçüde iyileştiğinden, perinatal arteriyel iskemik inmenin (PAIS) daha önce olduğundan daha sık meydana geldiği ortaya çıktı. rapor edilmiştir ve en az 1:2300 yenidoğanda görülme sıklığı ile artık nadir bir komplikasyon değildir [66]. PAIS çoğunlukla doğumdan sonraki ilk günlerde nöbetlerle kendini gösterir ve serebral parezi ile kognitif ve motor bozukluklara yol açabilir [67,68]. Nöroprotektif/nörorejeneratif tedavi seçenekleri yakın zamana kadar mevcut değildi ve tedavi çoğunlukla antiepileptik tedaviyle sınırlıydı. Ancak günümüzde, nörorejenerasyonu artırmak için eritropoietin ve mezenkimal kök hücreler gibi nörotrofik maddelerin kullanımı gibi potansiyel olarak faydalı erken nöroprotektif müdahale stratejileri rapor edilmektedir [69,70].

Nöromonitörizasyon, yani NIRS ile izlenen serebral oksijenasyon ve genlik entegre ensefalografinin (EEG) kombinasyonu, PAIS'de önemli bir prognostik değere sahiptir [71]. Ayrıca, rScO2 elektriksel arka plan modelinin erken modeli ve aEEG'nin uyku döngüsü, nöroprotektif müdahalelerden fayda görebilecek PAIS'li yenidoğanların belirlenmesinde ve bu müdahalelerin yararlı etkilerinin değerlendirilmesinde muhtemelen faydalıdır [71]. rScO2, etkilenen beyin yarısında karşı tarafla karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha yüksektir, bu muhtemelen etkilenen hemisferde lüks perfüzyonun göstergesidir [72,73]. Bu farkın büyüklüğü ve süresi nörogelişimsel sonuçla ilişkiliydi [71]. Benzer şekilde, etkilenen beyin yarısının normal aEEG kaynaklı elektriksel arka planına (sürekli normal voltaj) ulaşma süresi, sağlıklı beyin yarısına kıyasla daha uzundu. Etkilenen tarafın elektriksel arka plan modelinin normalleşmesine kadar geçen süre aynı zamanda nörogelişimsel sonuçlarla da ilişkiliydi [71]. Nöroprotektif müdahalelerin terapötik bir etki göstererek bu asimetrilerin süresini kısaltabileceği düşünülebilir. Ancak bu varsayımın araştırılması gerekmektedir.

Tablo 1, bir yanda preterm ve termde kazanılmış beyin hasarlarının doğası ile diğer yanda serebral oksijenlenme şekli arasındaki ilişkiyi özetlemektedir.

4. Multimodal Serebral Oksijenasyon İzlemenin Gelecek Perspektifleri: Klinik Ortamda Perinatal Beynin Nörokorunmasına Neler Katabilir?

Erken doğmuş yenidoğanda ve daha az ölçüde de yenidoğan döneminde serebral oksijenasyon modelinin NIRS'den türetilmiş izlenmesi, yukarıda gösterildiği gibi yadsınamaz nöroprotektif potansiyele sahiptir. Bununla birlikte, NIRS'den türetilen oksijenasyon, serebral perfüzyon ve serebral otoregülasyon sürveyansına ilişkin uygulamalı araştırmalar, klinik bakımın iyileştirilmesi nihai hedefiyle hızla ilerlemektedir.

Bu perspektifte, perinatal NIRS araştırmalarında kısa sürede klinik uygulamaya yol açabilecek iki önemli gelişmeyi tartışmak istiyoruz: sistemik (hemodinamik ve oksijenasyon) değişkenleri NIRS sinyalleriyle eşleştirmeyi amaçlayan serebral hemodinamik düzenlemenin doğru değerlendirilmesi; Diğer kullanılabilir fizyolojik değişkenlere ve artefaktların tespitine yönelik ani artış için NIRS'den türetilmiş yoğunluk sinyallerinin daha ayrıntılı bir analizi, aşağıdaki Bölüm 5 ve 6'da gözden geçirilmektedir.

5. NIRS Sinyallerini Kullanarak Serebral Hemodinamik Düzenlemenin Değerlendirilmesi

Serebral hemodinamik düzenlemeyle ilgili olarak, Serebral Vasküler Otoregülasyon (CVAR) mekanizması veya basınç-akım reaktivitesi dikkate alınmalıdır. Beynin bu özelliğinin nihai hedefi, sistemik kan basıncından (KB) bağımsız olarak serebral kan akışını sabit bir seviyede tutmaktır ancak yine de KB değerlerinin sınırlı bir aralığı içindedir [74,75]. Kan basıncının çok düşük (veya çok yüksek) olması durumunda, arteriyoller yoluyla CVAR mekanizması artık transmural basıncı düzenleyemez ve beyindeki kan akışı sırasıyla azalacak veya artacaktır [76] (bkz. Şekil 1).

Zamanında doğmuş bebeklerde fonksiyonel otoregülasyon ve vazoreaktivite vardır, ancak erken doğmuş bebekler az gelişmiş bir serebral vasküler sistemle doğarlar [74,77]. Bu nedenle, (çok) erken doğmuş bebeklerin daha yüksek hemodinamik instabilite riskine ve dolayısıyla PIVH veya beyaz madde hasarına yol açan beyin hasarına maruz kaldığı gerçeği dikkate alındığında CVAR çalışmasının anlamlı hale gelmesinin nedeni budur [78]. yukarıda da belirtildi. Bu nedenle, otoregülatör mekanizmanın durumu ile birlikte beyin dokusu oksijenasyonunun çevrimiçi değerlendirmesi ve izlenmesi, beyin hasarının ve diğer nörogelişimsel bozuklukların önlenmesinde ön saflarda son derece önemlidir [39,79].

KB ile Serebral Kan Akışı (CBF) arasındaki ilişkiyi sürekli olarak değerlendirerek CVAR mekanizmasını değerlendirmek mümkündür [75]. CBF'yi ölçmenin doğrudan ve invazif olmayan bir yolu olmadığından ve sabit bir arteriyel oksijen doygunluğu (SaO2) varsayıldığından, NIRS sinyali, beynin oksijen doygunluğu (rScO2) hakkında bilgi sağlayarak CBF değişiklikleri için bir vekil olarak kullanılabilir. [39,80,81]. rScO2 sinyalini gözlemleyerek ani değişiklikleri tespit etmek ve sonunda bunları KB'deki değişikliklerle ilişkilendirmek mümkün hale gelir, böylece otoregülasyon dinamiklerinin varlığını veya yokluğunu belirler ve bize yukarıda önerildiği gibi müdahale etme olanağı sağlar [74].

Bu analizdeki ilk adımlar, verilerin filtrelenmesi, artefaktların giderilmesi ve SaO2 düzeltmesini içeren ön işleme aşamasına odaklanır [39]. Bu adım gerçekleştirildikten sonra mümkün olan iki ana yaklaşım vardır: zaman alanında veya frekans alanında analiz. Zaman alanı analizi, kısa sürekli bölümler üzerinden KB ile rScO2 arasındaki korelasyonu hesaplar; bu korelasyon daha sonra karşılık gelen KB değerlerine göre ortalaması alınabilir ve dağıtılabilir, böylece kan basıncı değerinin "kutusu" başına bir korelasyon değeri elde edilir [80,82-84] . Frekans alanı analizi de bu iki sinyal arasındaki ilişkiyi belirli frekans bantlarına odaklanarak araştırır [39]. CVAR'ın farklı zaman gecikmelerine sahip yanıtlardan oluşabileceği, dolayısıyla KB ve rScO2'deki değişiklikler arasındaki gecikmenin hesaba katılması dikkate alındığında bu bir avantaj olabilir [39]. Bu yöntemlerden biri, dikkate alınan segmentlerdeki her farklı frekansın varlığının bir temsili olan sinyallerin güç spektral yoğunluğunu (PSD) analiz eden Transfer Fonksiyonuna (TF) odaklanır. Buradan, giriş sinyalindeki (BP) bir değişikliğin çıkış sinyali (rScO2) üzerindeki etkisini gösteren TF kazancı değerlendirilebilir ve dolayısıyla CVAR'ın gerçekten mevcut olup olmadığı değerlendirilebilir [39,77] . Diğer bir analiz yöntemi Tutarlılıktır: bu fonksiyon, frekans alanında dikkate alınan iki sinyalin (BP ve rScO2) doğrusallığını ölçer ve odaktaki sistemin girişi ve çıkışı arasında doğrusal bir ilişki olup olmadığını gösterir [39,76, 77,80,84].

Yukarıda açıklanan tüm yöntemlerde, analiz için dikkate alınan dönemlerin uzunluğunun hesaba katılması gerekir; çünkü daha kısa dönemler (analizdeki alt pencere sayısının daha az olması nedeniyle) daha gürültülü değerler üretebilir, ancak çok uzun dönemler, daha yüksek değerlere işaret edebilir. CVAR'a göre daha fazla durağan olmayan segmentin varlığı ve dolayısıyla daha düşük değerler üretilmesi ve sonuçların engellenmesi [84]. Klinik bakım açısından bir diğer faktör, bu yöntemlerin güvenilir sonuçlar sağlayacak kadar sürekli ve kararlı sinyaller gerektirmesinin akılda tutulmasının önemli olmasıdır [85].
Bu nedenle, analiz için en iyi yöntemin ne olduğu ve hasta başında uygun bir çevrimiçi izleme yönteminin ne olduğu konusunda hâlâ bir fikir birliği olmamasına rağmen, her zaman istikrarlı bir CVAR mekanizmasını hedeflememiz gerekir.
Yukarıda sunulan yöntemlere rağmen, ideal (çevrimiçi) sistemin odaklanılan popülasyona ve preterm yaştan bağımsız olarak kolayca tekrarlanabilir olması gerektiğinden küresel bir fikir birliği hala eksiktir. CVAR değerlendirmesiyle ilgili devam eden araştırmalar aynı zamanda CBF ve rScO2'yi izleyen ve bu sinyallerdeki değişikliklerin nörogelişimsel sonuçlarla ilişkisini doğrulayan, küresel olarak kabul edilen bir araç veya yöntemin gösterilmesine odaklanmalıdır [76].
6. NIRS'den Türetilen Yoğunluk Sinyalleri ve Sinyal Kalitesi Değerlendirmesinin Önemi

NIRS tekniği kullanılarak alıcılar tarafından ölçülen ışığın şiddetinden farklı bilgiler elde edilebilmektedir. Yukarıda belirtildiği gibi serebral oksijenasyon (rScO2), klinik uygulamalarda NIRS kullanıldığında elde edilen en yaygın bilgidir. Bununla birlikte, NIRS'den türetilen yoğunluk sinyalleri, serebral oksijenlenmeyi tahmin etmenin yanı sıra bazı yararlı ek fonksiyonel ve fizyolojik bilgiler sağlar. Yoğunluk sinyalleri, oksijenli hemoglobin (O2Hb) ve oksijensiz hemoglobindeki (HHb) [86] konsantrasyon değişikliklerine dönüştürülebilir ve bu, farklı beyin bölgelerinde beyin hemodinamik yanıtını belirlemek için kullanılabilir [86–88 ] Yoğunluk ve konsantrasyon sinyalleri, kalp nabzı, solunum ve vazomotor eylem dahil olmak üzere bazı fizyolojik bilgileri içerir [89-92]. Şekil 2, Artinis serebral oksimetre cihazı (TOM, Artinis) tarafından ölçülen rScO2 ile birlikte kalp atışlarının yaklaşık 0.4-s zaman aralıklarında gözle görülür şekilde görüldüğü O2Hb ve HHb sinyallerinin bir örneğini göstermektedir. Medical Systems BV, Elst, Hollanda).

6.1. NIRS'den Türetilmiş Kalp Atışı Modeli

NIRS sinyallerindeki en belirgin fizyolojik bilgi, burada ele alınacak olan kalp atışlarının neden olduğu nabız dalgalanmalarıdır. NIRS sinyallerindeki bu Bilgi, kalp atış hızının (HR) çıkarılmasına olanak sağlar. Çeşitli çalışmalar, NIRS'den elde edilen HR'nin, elektrokardiyografi ve fotopletismografiden elde edilen HR ile uyumluluğunu göstermiştir [93-95]. Ayrıca, NIRS'den elde edilen İK'nın, fiziksel ve zihinsel stresli koşullar altında PPG veya EKG'den elde edilen İK'dan daha zengin bir bilgi kaynağı olduğu gösterilmiştir [92,94-96]. HR'yi NIRS sinyallerinden elde etmek, bu bilgiyi kaydetmek için ekstra elektrot kullanma ihtiyacını ortadan kaldırabildiğinden yenidoğanlarda oldukça faydalıdır [97]. Fazladan elektrotların ortadan kaldırılması, yenidoğanları elektrot yerleştirmenin neden olduğu fiziksel streslerden kurtarabilir ve potansiyel olarak yaralanma risklerini azaltabilir [98].

NIRS sinyallerindeki HR ve beyin hemodinamik bilgileri, hem beyin hem de kalp fonksiyonlarının değiştirildiği farklı uygulamalarda birleştirilebilir. Örneğin, (fiziksel) stresi doğru bir şekilde değerlendirmek için birleştirilebilirler [92,94,97]. Ayrıca, HR bilgilerinin NIRS'den çıkarılması hemodinamik yanıt modelinin belirsizliğini azaltabilir [96,99-101]. Çıkarılan HR bilgisi, NIRS sinyalindeki farklı fizyolojik bileşenleri temsil eden modelin bir bölümünde bilinen bir fizyolojik terim olarak kullanılabilir. Bu, hemodinamik yanıt modelini iyileştirebilir ve klinik ortamda beyin hemodinamik yanıt tahmininin doğruluğunu artırabilir.

6.2. Sinyal Kalitesi Değerlendirmesi

NIRS tekniklerinde NIR ışığı beyne çarpmadan önce intra ve ekstrakraniyal katmanlar dahil olmak üzere farklı doku katmanlarından geçer. Ekstrakranyal katmandaki bazı faktörler iletilen ışığın optik yolunu doğrudan etkiler. Örneğin saç derisinin kalınlığı, cilt özellikleri, saçın varlığı ve rengi kafadan geçen ışığı bozabilir (102,1031. Bunun sonucunda NIRS sensörleri ile saç derisi arasındaki bağlantı azalır ve NIRS sinyal kalitesi daha sonra bozulur). Bu durum yanlış yorumlara ve dolayısıyla analizlerde yanlış bulgulara neden olabilir. Bu nedenle, sinyalleri analiz etmeden önce NIRS sinyallerinin kalitesinin değerlendirilmesi, istatistiksel analizin güvenilirliğini artırabilecek ve yanlış yorumlamaları azaltabilecek önemli bir husustur.

NIRS sinyal kalitesini değerlendirmek için güçlü bir kardiyak bileşenin varlığı, güvenilir bir sensör-kafa derisi eşleşmesinin ana göstergesi olarak sıklıkla kullanılmıştır [105-108]. Güvenilir bir sensör-kafa derisi bağlantısı, NIR ışığının hem intra hem de ekstrakranyal katmanlardan geçmesini garanti eder. Sonuç olarak alınan ışık (NIRS sinyalleri) her iki katmandan da beyin hemodinamik ve fizyolojik bilgilerini içerir. Dolayısıyla NIRS sinyallerinde en belirgin sistemik bilgi olan kalp atışının varlığı, sensörlerin kafa derisine iyi bir şekilde bağlandığını ve yeterli ışığın beyne çarparak alıcıya geri yansıdığını gösterir. Bu bilgi, NIRS sinyalinin güvenilirliğini ve dolayısıyla klinik kullanımını büyük ölçüde artıracaktır.

7. Sonuçlar

Anormal bir serebral oksijenasyon modelinin zamanında tanınmasına dayanan NIRS'den türetilen serebral oksijenlenmenin izlenmesinin geniş ölçekli kullanımı, çok erken doğan yenidoğanlarda (yani PIVH ve dWMI) beyin hasarının önlenmesi ve/veya azaltılması için nispeten basit bir araç gibi görünmektedir. boğulmuş yenidoğan teriminde de daha az bir ölçüde. Buna rağmen NIRS ile izlenen serebral oksijen satürasyonunun kesinliğinin daha da artması çok önemlidir. Aynı derecede önemli olan, CVAR'ı güvenilir bir şekilde izlemek için NIRS sinyallerinin genişletilmiş araştırması ve hemodinamik fonksiyonları izlemek için NIRS sinyalinin (kalite ve çeşitlilik) kullanılmasıdır; bu, bebeği belirli bir zamanda tutup tutmama konusunda daha bilinçli bir karara katkıda bulunur. Bu gelişmeler perinatal beyin hasarının önlenmesine daha da katkıda bulunabilir. NIRS'nin potansiyel bir nöroprotektif strateji olarak kullanımını artırmak için uluslararası işbirliği ve birleşik tanımlar önemlidir.

Yazar Katkıları:

Kavramsallaştırma: FVB; Yazma—orijinal taslak hazırlama: FVB, FGC ve NH; Yazma – inceleme ve düzenleme: FVB, FGC ve NH; Tüm yazarlar yazının yayınlanmış versiyonunu okudu ve kabul etti.

Finansman:

Bu araştırma hiçbir dış finansman almamıştır.

Kurumsal İnceleme Kurulu Bildirisi:

Uygulanamaz.

Bilgilendirilmiş Onam Beyanı:

Uygulanamaz.

Çıkar çatışmaları:

Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan etmektedir. Filipe Gonçalves Costa ve Naser Hakimi, Avrupa Komisyonu tarafından 813483 numaralı Hibe Anlaşması kapsamında finanse edilen AB Ufuk2020 MSCA-ITN-2018: Yenidoğan Güvenliği için İşlevsel Değerlendirme Önlemlerinin Entegrasyonu (INFANS) kapsamındadır. Naser Hakimi ayrıca Artinis Medical Systems BV, Elst, Hollanda'da da çalışmaktadır.

Referanslar

1.van Bel, F.; Vaese, J.; Groenedaal, F. Erken doğmuş bebeğin beyin hasarının önlenmesi, azaltılması ve onarımı. Ön. Fizyol. 2019. [CrossRef]

2. Jacobs, SE; Berg, M.; Hunt, R.; Tarnow-Mordi, WO; Inder, TE; Davis, PG Hipoksik iskemik ensefalopatili yenidoğanlar için soğutma. Cochrane Veritabanı. Cochrane Veritabanı Sist. Rev. 2013, 1. [CrossRef]

3.van Bel, F.; Groenendaal, F. Doğum asfiksisinden sonra nöroproteksiyona yönelik ilaçlar: Hipotermiye farmakolojik yardımcılar. Semin. Perinatol. 2016, 40, 152–159.

4. Perlman, JM; McMenamin, JB; Volpe, JJ Solunum sıkıntısı sendromunda dalgalanan serebral kan akış hızı. Gelişimin intraventriküler kanama gelişimi ile ilişkisi. N. İngilizce J. Med. 1983, 309, 204–209. [ÇaprazRef]

5. Shankaran, S.; Langer, JC; Kazzi, SN; Laptook, AR; Walsh, M. Düşük doğum ağırlıklı bebeklerde periventriküler lökomalazi için risk faktörleri olarak hipokarbi ve hiperoksiye maruz kalmanın kümülatif indeksi. Pediatri 2006, 118, 1654–1659. [ÇaprazRef]

6. Greisen, G. Doğum asfiksi sonrası bebeklerde serebral kan akışı ve oksijenlenme. Klinik olarak yararlı bilgiler? Erken Uğultu. 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; ve ark. Yenidoğan hipoksik-iskemik ensefalopatide serebral otoregülasyon ve nörolojik hasar. Pediatri Arş. 2013, 74, 525–535. [CrossRef] [PubMed]

8. Lemmers, PM; Zwanenburg, RJ; Benders, MJ; de Vries, JS; Groenendaal, F.; van Bel, F.; Toet, M. Perinatal asfiksi sonrası serebral oksijenasyon ve beyin aktivitesi: Hipotermi prognostik değerini değiştirir mi? Pediatri Arş. 2013, 74, 180–185. [ÇaprazRef]

9. Van Bel, F.; Lemmers, P.; Naulaers, G. Klinik pratikte neonatal bölgesel serebral oksijen satürasyonunun izlenmesi: Değer ve tuzaklar. Neonatoloji 2008, 94, 237–244. [ÇaprazRef]

10. Greisen, G.; Andresen, B.; Plomgaard, AM; Hyttel-Sørensen, S. Erken doğmuş bebeklerde serebral oksimetri: Açık bir klinik hedefi olan bir araştırma gündemi. Nörofotonik 2016, 3, 31407. [CrossRef]

11. Skov, L.; Pryds, O.; Greisen, G. Yeni Doğan Bebeklerde Serebral Kan Akışının Tahmin Edilmesi: Yakın Kızılötesi Spektroskopisi ve 133Xe Klirensinin Karşılaştırılması. Pediatri Arş. 1991, 30, 570–573. [CrossRef] [PubMed]

12. Alderliesten, T.; De Vis, JB; Lemmers, Başbakan; Hendrikse, J.; Groenendaal, F.; Van Bel, F.; Benders, MJ; Petersen, ET Yeni doğanlarda beyin oksijen doygunluğu değerlendirmesi, oksijen doygunluğunun T2-hazırlanmış kan görüntülemesini ve yakın kızılötesi spektroskopiyi kullanarak yapıldı. br. J. Pharm. 2017, 37, 902–913. [ÇaprazRef]

13. Greisen, G. Yakın kızılötesi spektroskopi vaatlerini yerine getiriyor mu? Semin. Fetal Yenidoğan Tıbbı. 2006, 11, 498–502. [CrossRef] [PubMed]

14. Wijbenga, RG; Lemmers, Başbakan; van Bel, F. Prematüre ve term yenidoğanlarda yaşamın ilk günlerinde serebral oksijenlenme: Farklı beyin bölgeleri arasındaki farklar. Pediatr. Res. 2011, 70, 389–394. [CrossRef] [PubMed]

15. Bel, V.; Mintzer, J. Olgunlaşmamış beynin serebral oksijenasyonunun izlenmesi: Nöroprotektif bir strateji mi? Pediatr. Res. 2018, 84, 159–164.

For more information:1950477648nn@gmail.com