Ossigenazione cerebrale e renale misurata da NIRS correlata al dotto arterioso pervio nei neonati prematuri: uno studio osservazionale prospettico
Feb 23, 2022
SfondoI tassi di prevalenza del dotto arterioso pervio (PDA) tra i neonati prematuri a quattro giorni di età sono circa il 10% tra i bambini nati a 30-37 settimane di gestazione, l'80% tra quelli nati a 25-28 settimane di gestazione e il 90% tra quelli nati a 24 settimane di gestazione [1]. La presenza di PDA può provocare il fenomeno del furto duttale, noto anche come PDA emodinamicamente signifcante (hsPDA), che porta a iperperfusione polmonare e ipoperfusione sistemica. Il fenomeno del furto duttale riduce il fenomeno cerebrale erenale emorragia regionale e aumenta il rischio di emorragia polmonare e intraventricolare (IVH), enterocolite necrotizzante (NEC), acutadanno renale,displasia broncopolmonare (BPD) e morte [2-6].
L'ecocardiografia, un metodo non invasivo e relativamente semplice per la diagnosi della pervietà del dotto arterioso (DA) al capezzale, è ampiamente utilizzata nella popolazione neonatale. Può affrontare le caratteristiche anatomiche del DA (dimensione duttale e rapporto atrio sinistro/radice aortica (LA/Ao)) e gli effetti emodinamici (direzione e dimensione dello shunt) da parte del sangue del Doppler. Tuttavia, l'ecocardiografia richiede esperienza e formazione specifica e, spesso, non può essere eseguita in modo tempestivo dai cardiologi pediatrici.
La signifcance emodinamica del PDA, un fattore molto importante, dovrebbe essere interpretata considerando l'età gestazionale e cronologica e altri possibili contributori; tuttavia, i dibattiti sul metodo più appropriato di identificazione e persino di defnizione di hsPDA sono ancora in corso [7]. Ancora più importante, è attualmente sconosciuto come hsPDA infuences sangue regionale fow negli organi più vulnerabili dei neonati prematuri, vale a dire, il cervello,reni, e l'intestino, e la ricerca clinica esistente è controversa.
La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) è uno strumento clinico non invasivo in grado di fornire informazioni continue e in tempo reale sulla saturazione di ossigeno nei tessuti regionali (rSpO2) e indirettamente informazioni sulla perfusione di organi regionali. Si basa sulla relativa trasparenza dei tessuti biologici (ossa, pelle e tessuti molli) e sulla capacità di differenziare l'emoglobina ossigenata dall'emoglobina deossigenata, in quanto hanno spettri di assorbimento distinti. Il rapporto te tra emoglobina ossigenata e totale rappresenta l'rSpO2 [8]. Numerosi studi clinici sono stati condotti per determinare i normali valori di NIRS per i neonati pretermine e per valutare l'uso di NIRS per valutare il cervello regionale ereneossigenazione in diverse condizioni patologiche, incluso pda [9, 10]. Nonostante il crescente uso clinico del monitoraggio NIRS cerebrale e periferico nei neonati prematuri, il suo uso di routine e l'importanza nel determinare la signifcance pda è ancora controverso [11-13].
Lo scopo di questo studio era quello di valutare la pervietà e la significatività della DA utilizzando misurazioni NIRS a due siti in neonati prematuri di età superiore a 72 ore come strumento supplementare all'ecocardiografia. Abbiamo ipotizzato che l'hsPDA si traduca in segni cerebrali erenaleipoperfusione, che viene infettata dalle misurazioni NIRS.
Parole chiavi:Dotto arterioso pervio, Neonato pretermine, Ossigenazione cerebrale, Ossigenazione renale, Spettroscopia nel vicino infrarosso, Rene, Renale.
Metodi
PazientiUno studio prospettico basato su un centro osservazionale è stato condotto in una terapia intensiva neonatale di livello terziario. Lo studio è stato approvato dal comitato etico regionale e registrato presso il caltrials.com clini (reg. No. NCT04295395). Il consenso informato dei genitori è stato ottenuto prima dell'iscrizione. Peso alla nascita molto basso (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="">
Progettazione dello studio I partecipanti allo studio sono stati classificati in 3 gruppi: neonati senza PDA (1), neonati con PDA emodinamicamente insignifcante (2) e neonati con hsPDA (3). Secondo il protocollo clinico utilizzato nella nostra terapia intensiva neonatale, la signifcance emodianica è stata determinata dallo shunt duttale ecocardiografico da sinistra a destra, dal sovraccarico di volume secondo un rapporto LA/Ao≥1,4 e dalle dimensioni DA >2 mm. L'ecografia è stata eseguita dopo il 3 ° giorno di vita per evitare possibili smistamenti bidirezionali durante il periodo di transizione. I pazienti con DA aperta senza i suddetti criteri di signifcance emodinamica sono stati assegnati al gruppo PDA. Tutti gli studi ecocardiografici sono stati eseguiti da un cardiologo pediatrico. La DA è stata valutata da una vista parasternale elevata utilizzando la valutazione Doppler a colori. Il diametro di Te DA è stato misurato nel punto più stretto. Il rapporto Te LA/Ao è stato misurato nella vista parasternale ad asse lungo utilizzando la modalità M. La chiusura duttale è stata documentata dall'assenza di sangue duttale durante la scansione Doppler a colori. Se l'ecocardiografia ha mostrato DA chiuso o pervietà del dotto, le misurazioni sono state considerate valide per 24 ore. L'indice te resistivo (RI) è stato valutato nell'arteria cerebrale anteriore (ACA) utilizzando Doppler ad onde pulsate il giorno del monitoraggio NIRS. Raccolta dei dati: sono stati raccolti dati perinatali e demografici e i dati ecografici al basale cranico sono stati ottenuti dopo l'arruolamento. NIRS (NONIN SenSmart, X-100, USA) è stato utilizzato per misurazioni regionali di ossigenazione dei tessuti a due siti. Sensori neonatali/pediatrici (SenSmart 8004CB-NA non adesivo con tecnologia EQUANOXTM) sono stati applicati sulla fronte laterale alla linea mediana, superiore al sopracciglio e inferiore all'attaccatura dei capelli sul ventaglio posteriore sinistro o destro sopra la cresta iliaca e sotto il margine costale per misurare cerebrale erenalerSpO2, rispettivamente, utilizzando un involucro per fissare il sensore. L'apparato Te NIRS è stato lasciato in posizione per 12 ore per l'acquisizione continua dei dati. Le registrazioni sono state brevemente interrotte ogni 3 ore per riposizionare il sensore medialmente o lateralmente per prevenire lividi o rotture della pelle. Durante la registrazione dei dati, sono state seguite le linee guida per l'assistenza infermieristica a gestione minima [14]. Tutte le 12 ore di dati raccolti sono state analizzate in tutti i gruppi ad eccezione del gruppo hsPDA, dove è stata utilizzata 1 ora di analisi (per l'inizio tempestivo del trattamento). Allo stesso tempo, la SpO2 è stata misurata per calcolare l'estrazione frazionata di ossigeno tissutale (FTOE), che regola l'equilibrio tra la consegna di ossigeno nei tessuti e il consumo di ossigeno nei tessuti, infettando indirettamente la perfusione tissutale [15]. Tutti i gruppi avevano lo stesso obiettivo di saturazione dell'89-95% con il FiO2 più basso possibile e con limiti di allarme inferiori e superiori rispettivamente dell'88 e del 96%. Cerebrale-a-renaleIl rapporto di ossigenazione (CROR) è stato calcolato a partire darenalee livelli di ossigenazione del tessuto cerebrale. Per ogni neonato studiato, sono stati raccolti dati su GA, peso alla nascita, sesso, tipo di parto, steroidi prenatali, punteggi Apgar a 1 e 5 minuti, somministrazione di tensioattivi, pH del sangue, lattato, conta piastrinica, emoglobina, ematocrito, requisito di FiO2 all'arruolamento, necessità di supporto respiratorio (non invasivo (pressione positiva positiva continua nasale (NCPAP)) o invasivo (ventilazione meccanica)) e produzione di urina.
Analisi statistica:La frequenza e la media (deviazione standard) sono utilizzate per descrivere rispettivamente i dati quantitativi e qualitativi. Il test del chi-quadrato è stato utilizzato per confrontare i parametri quantitativi tra i gruppi di soggetti. ANOVA unidirezionale è stato utilizzato per valutare le differenze medie tra i gruppi di soggetti. L'analisi post hoc con regolazione Bonferroni per confronti multipli è stata utilizzata per confronti a coppie. Un valore p a due code inferiore a 0,05 è stato considerato significativo. L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando il pacchetto SAS (Statistical Analysis System) versione 9.2.
RisultatiUn totale di 147 pazienti ha soddisfatto i criteri di inclusione e 24 pazienti sono stati esclusi a causa della revoca del consenso (n = 10), malformazioni congenite (n = 5) e sepsi / instabilità emodinamica (n = 9) (Fig. 1). Sessantaquattro neonati non avevano PDA e 41 e 18 pazienti sono stati assegnati rispettivamente ai gruppi PDA e hsPDA. Le caratteristiche generali del paziente sono mostrate nella Tabella 1. Tere non ha avuto differenze significative nel sesso, nel punteggio di Apgar, nella conta piastrinica o nella produzione di urina tra i gruppi. GA e peso alla nascita erano più bassi, mentre la somministrazione di tensioattivi
i tassi e il fabbisogno di ossigeno erano più elevati nel gruppo HsPDA e differivano significativamente. I pazienti senza DA avevano più altorenalerSpO2 e versioni precedentirenaleValori FTOE rispetto ai gruppi PDA e hsPDA. La rSpO2 cerebrale è risultata significativamente più bassa nel gruppo hsPDA rispetto agli altri gruppi (Tabella 2). Tere non era una differenza significativa nell'FTOE cerebrale tra i gruppi. Il diametro duttale e il rapporto LA/Ao erano significativamente correlati conrenaleFTOE erenalerSpO2 ma non con misurazioni NIRS cerebrali. I coefcienti di correlazione di Spearman tra i parametri ecocardiografici della signifcance emodinamica e le misurazioni NIRS sono presentati nella Tabella 3.
Discussione Il nostro studio dimostra che nei neonati pretermine VLBW (<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="">renalel'ossigenazione regionale è maggiore nei pazienti senza PDA o DA chiuso rispetto ai neonati con PDA e hsPDA. Al contrario, l'ossigenazione cerebrale nei neonati con PDA emodinamicamente insignifcante e non è risultata diversa da quella dei neonati con DA chiuso. L'ossigenazione regionale influenza la quantità di ossigeno utilizzata dal tessuto. Il nostro studio ha trovato rSpO2 cerebrale significativamente più basso nel gruppo hsPDA. Questo è contrario a quelli di diversi studi, che non hanno trovato alcuna differenza nell'ossigenazione regionale cerebrale nei gruppi [11, 13, 16, 17]. Una spiegazione di questo fnding potrebbe
sia che i pazienti del gruppo hsPDA avevano una SpO2 più bassa nonostante ricevessero più ossigeno supplementare e supporto respiratorio invasivo. Tuttavia, nel nostro studio, l'FTOE cerebrale non era significativamente diverso nei gruppi, il che è coerente con gli studi di cui sopra. In teoria, una rSpO2 cerebrale più bassa dovrebbe comportare un FTOE cerebrale più elevato, che, secondo la ricerca pubblicata, infetta la perfusione cerebrale compromessa [18, 19]. Al contrario, l'autoregolazione cerebrale intatta garantisce una perdita di sangue stabile nonostante le fuctuazioni della pressione sanguigna. Tuttavia, studi precedenti hanno stabilito che la capacità di autoregolazione nei neonati pretermine è ridotta in misura sconosciuta [20]. Inoltre, un grande PDA nei neonati prematuri influisce negativamente sulla circolazione cerebrale, il che potrebbe comportare una minore ossigenazione cerebrale regionale [21]. Nel nostro studio, il gruppo hsPDA era composto dai bambini più piccoli e "malati", la maggior parte dei quali richiedeva ventilazione meccanica. Ricerche precedenti indicano che la sindrome da distress respiratorio (RDS) predispone i pazienti a una mancanza di autoregolazione cerebrale, il che potrebbe spiegare l'assenza di una correlazione tra rSpO2 cerebrale e FTOE nei nostri pazienti [22]. Tuttavia, Schwarz et al. [23] hanno trovato un FTOE cerebrale più elevato senza rSpO2 inferiore, e Arman et al. [24] e Poon & Tagamolila [25] hanno trovato rSpO2 cerebrale significativamente più basso e FTOE cerebrale più alto nei neonati pretermine VLBW con hsPDA prima della chiusura medica e / o chirurgica del PDA.
Il nostro studio ha anche dimostrato che i neonati con PDA e hsPDA hanno significativamente inferiorerenalelivelli di saturazione e FTOE più elevati rispetto ai neonati senza PDA. Tese fndings sono contrari a quelli di Chock VY et al., doverenalela saturazione inferiore al 66% è stata associata a hsPDA [11]. Ipotizziamo che il PDA, indipendentemente dalle dimensioni del DA e dalla signifcance emodinamica, abbia un impatto negativo surenalesangue fow. Sebbene la significatività statistica non sia stata raggiunta, van der Laan ha anche riportato un aumentorenalesaturazione e inferiorerenaleFTOE nei neonati senza PDA rispetto a quelli con PDA e hsPDA, un risultato parallelo al nostro [13]. Questo potrebbe essere ulteriormente implicito in uno studio condotto da Petrova et al. che ha dimostrato di nonrenalesaturazione regionale o differenze di FTOE renale tra PDA di medie e grandi dimensioni [16]. I tese fndings sono conclusivi che rappresentano il fenomeno dell'acciaio duttale che porta ad una significativa riduzione del sangue fow distale del PDA, compreso ilreni.Al contrario, l'autoregolazione cerebrale conservata probabilmente spiega la maggiore sensibilità di rSpO2 e FTOE renale rispetto alle misurazioni cerebrali nei neonati con hsPDA [11]. Nonostante gli effetti sulla saturazione renale e FTOE, la produzione di urina era all'interno del range normale in tutti e tre i gruppi. Non abbiamo trovato alcuna correlazione tra il RI dell'ACA e l'rSpO2 cerebrale, ma uno studio di Arman et al. ha scoperto che le misurazioni Doppler e NIRS erano correlate in modo significativo [24].
Tere sono diverse possibili ragioni per questi fndings incoerenti. Alcuni degli studi hanno valutato solo la dimensione duttale e non hanno valutato il modello fow e / o il possibile sovraccarico di volume [16, 17]. Inoltre, ci sono state variazioni significative dei tempi di applicazione nirs tra gli studi - NIRS più utilizzato fino a 1h, e solo Chock et al., Arman et al. e Poon & Tagamolila hanno usato NIRS per 24 ore o più. Inoltre, in alcuni studi, i neonati che ricevevano farmaci vasopressori sono stati inclusi nei gruppi hsPDA più spesso che nei gruppi di controllo, che potrebbero infumentare l'ossigenazione cerebrale [17, 26]. Inoltre, i tempi di inclusione differiti tra gli studi e la maggior parte ha eseguito il monitoraggio NIRS nelle prime 72 ore dopo la nascita, che potrebbe essere considerato un periodo di transizione [13, 16]. Infine, come è tipico nella ricerca neonatale, la maggior parte degli studi consisteva in campioni di dimensioni relativamente piccole, che potevano ridurre la capacità di ottenere differenze significative.
Altri risultati associati a hsPDA o PDA non erano diversi dai risultati precedenti. Il livello di lattato non differiva tra i gruppi, poiché studi precedenti hanno dimostrato che si trattava di un indicatore scarso di PDA [27]. La conta piastrinica non era diversa tra i nostri gruppi, anche se alcuni studi hanno indicato un'associazione marginale tra PDA e bassa conta piastrinica nei primi giorni di vita [28]. Questo risultato non è stato trovato, probabilmente perché i nostri pazienti erano oltre il periodo di transizione. Come descritto in ricerche precedenti, i pazienti con hsPDA avevano un fabbisogno di ossigeno più elevato e un aumento del tasso di ventilazione meccanica [7, 29]. Tuttavia, questo potrebbe essere attribuito ad altri fattori, come un peso alla nascita inferiore e GA, poiché alcuni studi non riportano differenze tra i gruppi noPDA e PDA [30, 31].
Riconosciamo i limiti del nostro studio. In primo luogo, non abbiamo ottenuto dati sulla terapia fuid prima dell'inclusione, che avrebbe potuto influenzare il raggruppamento del campione. Abbiamo anche scelto di valutare il PDA dopo un periodo transitorio di 3 giorni per evitare il bias confondente causato dai neonatologi, piuttosto che dai cardiologi pediatrici, valutando la signifcance emodinamica e la possibile chiusura del PDA. Inoltre, i neonati nei gruppi studiati hanno differito significativamente, e il gruppo hsPDA consisteva di neonati con i GA e il peso alla nascita più bassi. Tuttavia, questa correlazione inversa con GA e peso alla nascita è ben nota e prevedibile data la dimensione relativamente grande del campione [32, 33]. In secondo luogo, i pazienti sono stati inclusi all'interno di un'unica istituzione che favorisce la gestione aggressiva di hsPDA piuttosto che attendere una possibile chiusura duttale spontanea. Infine, la dimensione del gruppo hsPDA era relativamente piccola e potrebbe essere stata sottorappresentata. Tuttavia, i nostri studi dimostrano che i rapporti cerebrali erenalele misurazioni regionali NIRS possono fornire ulteriori informazioni per la valutazione della sPDA e le decisioni di trattamento. Ulteriori studi prospettici multicentrici potrebbero chiarire il ruolo del NIRS nella gestione del PDA. Il nostro studio ha anche alcuni punti di forza. Tutti i neonati hanno ricevuto valutazioni ecocardiografiche, che includevano esami delle dimensioni duttali, del modello fow e del rapporto LA/Ao, mentre alcuni degli studi precedenti includevano solo la dimensione duttale come unico determinante della signifcance emodinamica. Nessuno dei pazienti reclutati ha ricevuto farmaci vasoattivi, che potrebbero compromettere il cervello e / orenaleautoregolazione. Infine, tutti i dati sono stati raccolti in modo prospettico
ConclusioniNella nostra coorte, abbiamo trovato una differenza statisticamente significativa nell'ossigenazione cerebrale tra il gruppo hsPDA e i gruppi PDA e noPDA. Inoltre, suggeriamo cherenalerSpO2 e FTOE sono influenzati prima dalla presenza di dotto e sono più sensibili al furto duttale rispetto al rSpO2 cerebrale. Gli autori concludono che NIRS può essere utilizzato come strumento supplementare per fornire ulteriori informazioni in VLBW,< 32-week="" ga,="" preterm="" infants="" older="" than="" 72="" h="" regarding="" treat="" ment="">
