Sauerstoffversorgung von Gehirn und Nieren, gemessen mit NIRS im Zusammenhang mit dem Ductus Arteriosus bei Frühgeborenen: Eine prospektive Beobachtungsstudie
Feb 23, 2022
HintergrundDie Prävalenzraten des persistierenden Ductus arteriosus (PDA) bei Frühgeborenen im Alter von vier Tagen betragen ungefähr 10 Prozent bei Säuglingen, die in der 30. bis 37. Schwangerschaftswoche geboren wurden, 80 Prozent bei denjenigen, die in der 25. bis 28. Schwangerschaftswoche geboren wurden, und 90 Prozent bei den Säuglingen, die in der 25. bis 28. Schwangerschaftswoche geboren wurden diejenigen, die in der 24. Schwangerschaftswoche geboren wurden [1]. Das Vorhandensein von PDA kann zu einem duktalen Steal-Phänomen führen, das auch als hämodynamisch signifikanter PDA (hsPDA) bekannt ist und zu pulmonaler Hyperperfusion und systemischer Hypoperfusion führt. Das duktale Steal-Phänomen reduziert zerebrale undNieren- regionalen Blutfluss und erhöht das Risiko für Lungen- und intraventrikuläre Blutungen (IVH), nekrotisierende Enterokolitis (NEC), akutNierenverletzung,bronchopulmonale Dysplasie (BPD) und Tod [2–6].
Die Echokardiographie, eine nicht-invasive und relativ einfache Methode zur Diagnose der Durchgängigkeit des Ductus arteriosus (DA) am Krankenbett, wird in der Neugeborenenpopulation häufig eingesetzt. Es kann anatomische DA-Merkmale (Ganggröße und linkes Atrium/Aortenwurzelverhältnis (LA/Ao)) und hämodynamische Effekte (Shunt-Richtung und -Größe) durch Blutfluss-Doppler adressieren. Die Echokardiographie erfordert jedoch Erfahrung und spezielles Training und kann häufig nicht rechtzeitig von Kinderkardiologen durchgeführt werden.
Die hämodynamische Bedeutung des PDA, ein sehr wichtiger Faktor, sollte unter Berücksichtigung des Gestationsalters und des chronologischen Alters und anderer möglicher Faktoren interpretiert werden; Die Debatten über die am besten geeignete Methode zur Identifizierung und sogar Definition von hsPDA dauern jedoch noch an [7]. Noch wichtiger ist, dass derzeit nicht bekannt ist, wie hsPDA den regionalen Blutfluss in den am stärksten gefährdeten Organen von Frühgeborenen, nämlich dem Gehirn, beeinflusst.Nieren, und Darm, und bestehende klinische Forschung ist umstritten.
Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist ein nicht-invasives klinisches Werkzeug, das kontinuierliche und Echtzeit-Informationen über die regionale Gewebesauerstoffsättigung (rSpO2) und indirekt Informationen über die regionale Organperfusion liefern kann. Es basiert auf der relativen Transparenz biologischer Gewebe (Knochen, Haut und Weichgewebe) und der Fähigkeit, sauerstoffreiches Hämoglobin von sauerstoffarmem Hämoglobin zu unterscheiden, da sie unterschiedliche Absorptionsspektren haben. Das Verhältnis von oxygeniertem und Gesamthämoglobin repräsentiert den rSpO2 [8]. Es wurden zahlreiche klinische Studien durchgeführt, um normale NIRS-Werte für Frühgeborene zu bestimmen und die Verwendung von NIRS zur Bewertung des regionalen Gehirns und zu bewertenNiereOxygenierung bei verschiedenen pathologischen Zuständen, einschließlich PDA [9, 10]. Trotz der zunehmenden klinischen Anwendung des zerebralen und peripheren NIRS-Monitorings bei Frühgeborenen ist sein routinemäßiger Einsatz und seine Bedeutung für die Bestimmung der PDA-Signifikanz immer noch umstritten [11–13].
Das Ziel dieser Studie war es, DA-Durchgängigkeit und -Signifikanz unter Verwendung von NIRS-Messungen an zwei Stellen bei Frühgeborenen, die älter als 72 Stunden sind, als ergänzendes Instrument zur Echokardiographie zu bewerten. Wir stellten die Hypothese auf, dass hsPDA zu signifikanten zerebralen undNieren-Hypoperfusion, die durch NIRS-Messungen widergespiegelt wird.
Schlüsselwörter:Offener Ductus arteriosus, Frühgeborenes, zerebrale Oxygenierung, renale Oxygenierung, Nahinfrarot-Spektroskopie, Niere, Niere.
Methoden
PatientenAuf einer tertiären neonatologischen Intensivstation wurde eine prospektive zentrumsbasierte Beobachtungsstudie durchgeführt. Die Studie wurde von der regionalen Ethikkommission genehmigt und unter clini caltrials.com (Reg.-Nr. NCT04295395) registriert. Die informierte Zustimmung der Eltern wurde vor der Einschreibung eingeholt. Sehr niedriges Geburtsgewicht (VLBW) (<1500g) infants="" with="" gestational="" ages="" (gas)="" less="" than="" 32weeks="" and="" older="" than="" 72h="" who="" underwent="" echocardiographic="" screening="" for="" pda="" were="" included="" in="" the="" study.="" te="" exclusion="" criteria="" were="" major="" congenital="" anomalies,="" the="" need="" for="" cardiovascular="" support="" with="" vasopressor="" medication="" and="" culture-proven="">
Studiendesign Study participants were classifed into 3 groups: infants with no PDA (1), infants with haemodynamically insignifcant PDA (2) and infants with hsPDA (3). According to the clinical protocol used in our NICU, haemody namic signifcance was determined by echocardiographic ductal left-to-right shunt, volume overload according to a LA/Ao ratio≥1.4 and DA size >2mm. Eine Echokardiografie wurde nach dem 3. Lebenstag durchgeführt, um ein mögliches bidirektionales Shunting in der Übergangszeit zu vermeiden. Patienten mit offener DA ohne die oben genannten hämodynamischen Signifikanzkriterien wurden der PDA-Gruppe zugeordnet. Alle echokardiographischen Untersuchungen wurden von einem Kinderkardiologen durchgeführt. DA wurde aus einer hohen parasternalen Ansicht unter Verwendung einer Farbdoppler-Beurteilung bewertet. Der DA-Durchmesser wurde an der engsten Stelle gemessen. Das LA/Ao-Verhältnis wurde in der parasternalen Längsachsenansicht im M-Mode gemessen. Der duktale Verschluss wurde durch keinen duktalen Blutfluss beim Farbdoppler-Scannen dokumentiert. Wenn die Echokardiographie eine geschlossene DA oder Ductus-Durchgängigkeit zeigte, wurden die Messungen für 24 Stunden als gültig betrachtet. Der Widerstandsindex (RI) wurde in der A. cerebri anterior (ACA) unter Verwendung von Pulswellen-Doppler am Tag der NIRS-Überwachung bewertet. Datenerhebung: Es wurden perinatale und demographische Daten erhoben, und nach der Aufnahme wurden kraniale Baseline-Ultraschalldaten erhoben. NIRS (NONIN SenSmart, X-100, USA) wurde für regionale Gewebeoxygenierungsmessungen an zwei Stellen verwendet. Neugeborene/pädiatrische Sensoren (SenSmart 8004CB-NA nicht haftend mit EQUANOXTM-Technologie) wurden an der Stirn seitlich der Mittellinie, oberhalb der Augenbraue und unterhalb des Haaransatzes entweder am linken oder rechten hinteren Fächer oberhalb des Beckenkamms und unterhalb des Beckenkamms angebracht Rippenrand zur Messung von zerebralen undNieren-rSpO2 unter Verwendung einer Umhüllung, um den Sensor zu sichern. Das NIRS-Gerät wurde für 12 h zur kontinuierlichen Datenerfassung belassen. Die Aufzeichnungen wurden alle 3 Stunden kurz unterbrochen, um den Sensor medial oder lateral neu zu positionieren, um Hautquetschungen oder Hautschäden zu vermeiden. Bei der Datenerfassung wurden Pflegerichtlinien mit minimalem Umgang befolgt [14]. Alle 12 Stunden gesammelter Daten wurden in jeder Gruppe analysiert, mit Ausnahme der hsPDA-Gruppe, wo 1 Stunde Analyse verwendet wurde (für einen sofortigen Behandlungsbeginn). Gleichzeitig wurde SpO2 gemessen, um die fraktionierte Gewebesauerstoffextraktion (FTOE) zu berechnen, die das Gleichgewicht zwischen Gewebesauerstoffzufuhr und Gewebesauerstoffverbrauch widerspiegelt und indirekt die Gewebeperfusion widerspiegelt [15]. Alle Gruppen hatten das gleiche Sättigungsziel von 89–95 Prozent bei möglichst niedrigem FiO2 und mit unteren und oberen Alarmgrenzen von 88 bzw. 96 Prozent. Gehirn-zu-Nieren-Oxygenierungsverhältnis (CROR) wurde aus regionalen berechnetNieren-und zerebrale Gewebeoxygenierungsniveaus. Für jeden untersuchten Säugling wurden Daten zu GA, Geburtsgewicht, Geschlecht, Entbindungsart, vorgeburtlichen Steroiden, Apgar-Scores bei 1 und 5 Minuten, Surfactant-Verabreichung, Blut-pH-Wert, Laktat, Thrombozytenzahl, Hämoglobin, Hämatokrit, FiO2-Bedarf bei der Aufnahme, Bedarf an Atemunterstützung (nicht-invasiv (nasaler kontinuierlicher positiver Atemwegsdruck (NCPAP)) oder invasiv (mechanische Beatmung)) und Urinausscheidung.
Statistische Analyse:Die Häufigkeit und der Mittelwert (Standardabweichung) werden verwendet, um quantitative bzw. qualitative Daten zu beschreiben. Der Chi-Quadrat-Test wurde verwendet, um quantitative Parameter zwischen Probandengruppen zu vergleichen. Eine Einweg-ANOVA wurde verwendet, um die mittleren Unterschiede zwischen den Subjektgruppen auszuwerten. Für paarweise Vergleiche wurde eine Post-hoc-Analyse mit Bonferroni-Anpassung für Mehrfachvergleiche verwendet. Ein zweiseitiger p-Wert kleiner als 0,05 wurde als signifikant angesehen. Die statistische Analyse wurde unter Verwendung der Paketversion 9.2 des Statistical Analysis System (SAS) durchgeführt.
ErgebnisseInsgesamt 147 Patienten erfüllten die Einschlusskriterien und 24 Patienten wurden wegen Widerruf der Einwilligung (n=10), angeborener Fehlbildungen (n=5) und Sepsis/hämodynamischer Instabilität (n=9) ausgeschlossen. ) (Abb. 1). 64 Neugeborene hatten keinen PDA und 41 bzw. 18 Patienten wurden den PDA- bzw. hsPDA-Gruppen zugeordnet. Allgemeine Patientencharakteristika sind in Tabelle 1 gezeigt. Zwischen den Gruppen gab es keinen signifikanten Unterschied in Geschlecht, Apgar-Score, Blutplättchenzahl oder Urinausscheidung. GA und Geburtsgewicht waren am niedrigsten, während Surfactant-Gabe
Raten und Sauerstoffbedarf waren in der HsPDA-Gruppe am höchsten und unterschieden sich signifikant. Patienten ohne DA hatten höhere WerteNieren-rSpO2 und niedrigerNieren-FTOE-Werte als die PDA- und hsPDA-Gruppen. Der zerebrale rSpO2 war in der hsPDA-Gruppe signifikant niedriger als in den anderen Gruppen (Tabelle 2). Zwischen den Gruppen gab es keinen signifikanten Unterschied in der zerebralen FTOE. Te Gangdurchmesser und LA/Ao-Verhältnis waren signifikant korreliert mitNieren-FTO undNieren-rSpO2, aber nicht mit zerebralen NIRS-Messungen. Korrelationskoeffizienten nach Spearman zwischen echokardiographischen Parametern der hämodynamischen Signifikanz und NIRS-Messungen sind in Tabelle 3 dargestellt.
Diskussion Unsere Studie zeigt, dass bei VLBW-Frühgeborenen (<32weeks of="" gestation)="" older="" than="" 72h="" of="" life="" cerebral="" oxygen="" saturation="" is="" signifcantly="" lower="" in="" infants="" with="" echocardiographic="" signs="" of="" highly="" signifcant="" pda="" compared="" to="" patients="" with="" no="" pda="" and="" closed="" da.="" we="" also="" demonstrated="" that="">Nieren-Die regionale Oxygenierung ist bei Patienten ohne PDA oder geschlossener DA höher als bei Säuglingen mit PDA und hsPDA. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, dass sich die zerebrale Oxygenierung bei Säuglingen mit hämodynamisch unbedeutendem PDA nicht von der von Neugeborenen mit geschlossenem DA unterschied. Die regionale Oxygenierung spiegelt die vom Gewebe verbrauchte Sauerstoffmenge wider. Unsere Studie fand signifikant niedrigere zerebrale rSpO2 in der hsPDA-Gruppe. Dieser Befund steht im Gegensatz zu mehreren Studien, die keinen Unterschied in der zerebralen regionalen Oxygenierung in den Gruppen fanden [11, 13, 16, 17]. Eine Erklärung für diesen Befund könnte
sein, dass Patienten der hsPDA-Gruppe einen niedrigeren SpO2-Wert hatten, obwohl sie mehr zusätzlichen Sauerstoff und invasive Atmungsunterstützung erhielten. In unserer Studie war die zerebrale FTOE jedoch in den Gruppen nicht signifikant unterschiedlich, was mit den oben genannten Studien übereinstimmt. Theoretisch sollte ein niedrigerer zerebraler rSpO2 zu einer höheren zerebralen FTOE führen, was in Übereinstimmung mit veröffentlichten Forschungsergebnissen eine beeinträchtigte zerebrale Perfusion widerspiegelt [18, 19]. Eine intakte zerebrale Autoregulation hingegen sorgt trotz Blutdruckschwankungen für einen stabilen Blutfluss. Frühere Studien haben jedoch festgestellt, dass die Autoregulationsfähigkeit bei Frühgeborenen in einem unbekannten Ausmaß reduziert ist [20]. Darüber hinaus wirkt sich ein großer PDA bei Frühgeborenen negativ auf die Gehirnzirkulation aus, was zu einer geringeren regionalen zerebralen Oxygenierung führen könnte [21]. In unserer Studie bestand die hsPDA-Gruppe aus den kleinsten und „kranksten“ Säuglingen, von denen die Mehrheit eine mechanische Beatmung benötigte. Frühere Untersuchungen deuten darauf hin, dass das Atemnotsyndrom (RDS) Patienten für einen Mangel an zerebraler Autoregulation prädisponiert, was das Fehlen einer Korrelation zwischen zerebralem rSpO2 und FTOE bei unseren Patienten erklären könnte [22]. Allerdings haben Schwarz et al. [23] fanden höhere zerebrale FTOE ohne niedrigeren rSpO2 und Arman et al. [24] und Poon & Tagamolila [25] fanden signifikant niedrigere zerebrale rSpO2 und höhere zerebrale FTOE bei VLBW-Frühgeborenen mit hsPDA vor medizinischem und/oder chirurgischem Verschluss des PDA.
Unsere Studie zeigte auch, dass Neugeborene mit PDA und hsPDA signifikant niedrigere Werte aufweisenNieren-Sättigungsniveaus und höhere FTOE als Säuglinge ohne PDA. Diese Ergebnisse stehen im Gegensatz zu denen von Chock VY et al., woNieren-eine Sättigung unter 66 Prozent war mit hsPDA assoziiert [11]. Wir spekulieren, dass PDA, unabhängig von DA-Größe und hämodynamischer Bedeutung, einen negativen Einfluss auf hatNieren-Blutfluss. Obwohl keine statistische Signifikanz erreicht wurde, berichtete van der Laan auch höherNieren-Sättigung und niedrigerNieren-FTOE bei Säuglingen ohne PDA als bei solchen mit PDA und hsPDA, ein Ergebnis, das zu unserem parallel ist [13]. Dieser Befund könnte in einer von Petrova et al. durchgeführten Studie weiter angedeutet werden. das bewies neinNieren-regionale Sättigung oder renale FTOE-Unterschiede zwischen mittelgroßen und großen PDAs [16]. Diese Befunde sind schlüssig und repräsentieren das Phänomen des duktalen Stahls, das zu einem signifikant reduzierten Blutfluss distal des PDA führt, einschließlich desNieren.Im Gegensatz dazu erklärt wahrscheinlich die erhaltene zerebrale Autoregulation die größere Sensitivität von renalem rSpO2 und FTOE als zerebrale Messungen bei Säuglingen mit hsPDA [11]. Trotz der Auswirkungen auf die Nierensättigung und FTOE lag die Urinausscheidung in allen drei Gruppen im Normbereich. Wir fanden keine Korrelation zwischen dem RI des ACA und dem zerebralen rSpO2, aber eine Studie von Arman et al. fanden heraus, dass Doppler- und NIRS-Messungen signifikant korrelierten [24].
Es gibt mehrere mögliche Gründe für diese widersprüchlichen Ergebnisse. Einige der Studien bewerteten nur die Duktusgröße und nicht das Flussmuster und/oder eine mögliche Volumenüberlastung [16, 17]. Darüber hinaus gab es signifikante Variationen der NIRS-Anwendungszeiten zwischen den Studien – die meisten verwendeten NIRS bis zu 1 Stunde, und nur Chock et al., Arman et al. und Poon & Tagamolila nutzten NIRS für 24 Stunden oder länger. Darüber hinaus wurden in einigen Studien Säuglinge, die Vasopressor-Medikamente erhielten, häufiger in hsPDA-Gruppen aufgenommen als in Kontrollgruppen, was die zerebrale Oxygenierung beeinflussen könnte [17, 26]. Darüber hinaus unterschied sich der Zeitpunkt der Aufnahme in den Studien, und die meisten führten eine NIRS-Überwachung in den ersten 72 Stunden nach der Geburt durch, was als Übergangszeit angesehen werden könnte [13, 16]. Schließlich bestanden die meisten Studien, wie es in der Neugeborenenforschung typisch ist, aus relativ kleinen Stichprobenumfängen, was die Möglichkeit einschränken könnte, signifikante Unterschiede zu erhalten.
Andere Befunde im Zusammenhang mit hsPDA oder PDA unterschieden sich nicht von früheren Befunden. Der Laktatspiegel unterschied sich nicht zwischen den Gruppen, da frühere Studien gezeigt haben, dass er ein schlechter Indikator für PDA ist [27]. Die Thrombozytenzahlen waren in unseren Gruppen nicht unterschiedlich, obwohl einige Studien auf einen geringfügigen Zusammenhang zwischen PDA und niedrigen Thrombozytenzahlen in den ersten Lebenstagen hinweisen [28]. Dieses Ergebnis wurde nicht gefunden, möglicherweise weil unsere Patienten über die Übergangszeit hinaus waren. Wie in früheren Untersuchungen beschrieben, hatten hsPDA-Patienten einen höheren Sauerstoffbedarf und eine erhöhte mechanische Beatmungsrate [7, 29]. Dies könnte jedoch auf andere Faktoren wie ein niedrigeres Geburtsgewicht und GA zurückgeführt werden, da einige Studien keine Unterschiede zwischen der noPDA- und der PDA-Gruppe berichten [30, 31].
Wir erkennen die Grenzen unserer Studie an. Erstens haben wir vor der Aufnahme keine Flüssigkeitstherapiedaten erhalten, die die Gruppierung der Stichprobe beeinflusst haben könnten. Wir haben uns auch dafür entschieden, die PDA nach einer Übergangszeit von 3- Tagen zu evaluieren, um die verwirrende Verzerrung zu vermeiden, die eher von Neonatologen als von Kinderkardiologen verursacht wird, die die hämodynamische Signifikanz und einen möglichen Verschluss der PDA bewerten. Darüber hinaus unterschieden sich die Neugeborenen in den untersuchten Gruppen signifikant, und die hsPDA-Gruppe bestand aus Säuglingen mit den niedrigsten GAs und Geburtsgewichten. Diese inverse Korrelation mit GA und Geburtsgewicht ist jedoch bekannt und angesichts der relativ großen Stichprobengröße zu erwarten [32, 33]. Zweitens wurden die Patienten in eine einzige Einrichtung aufgenommen, die ein aggressives Management von hsPDA bevorzugt, anstatt auf einen möglichen spontanen Duktusverschluss zu warten. Schließlich war die hsPDA-Gruppengröße relativ klein und möglicherweise unterrepräsentiert. Dennoch zeigen unsere Studienergebnisse, dass zerebrale undNieren-regionale NIRS-Messungen können zusätzliche Informationen für die h-sPDA-Bewertung und Behandlungsentscheidungen liefern. Weitere prospektive multizentrische Studien könnten die Rolle von NIRS im PDA-Management klären. Auch unsere Studie hat einige Stärken. Alle Säuglinge erhielten echokardiographische Untersuchungen, die Untersuchungen der Duktusgröße, des Flussmusters und des LA/Ao-Verhältnisses umfassten, während einige der früheren Studien nur die Duktusgröße als einzige Determinante der hämodynamischen Signifikanz einschlossen. Keiner der rekrutierten Patienten erhielt vasoaktive Medikamente, die zerebrale und/oder beeinträchtigen könntenNieren-Autoregulierung. Abschließend wurden alle Daten prospektiv erhoben
SchlussfolgerungenIn unserer Kohorte fanden wir einen statistisch signifikanten Unterschied in der zerebralen Oxygenierung zwischen der hsPDA-Gruppe und den PDA- und noPDA-Gruppen. Außerdem schlagen wir das vorNieren-rSpO2 und FTOE werden früher durch Ductuspräsenz beeinflusst und reagieren empfindlicher auf Ductus Steal als zerebrales rSpO2. Die Autoren schlussfolgern, dass NIRS als ergänzendes Instrument verwendet werden kann, um zusätzliche Informationen bei VLBW, < 32-="" woche="" ga,="" frühgeborenen="" älter="" als="" 72="" h="" bezüglich="" des="" behandlungsbeginns="">
