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近紅外光譜技術(shù)在早期識別新生兒胃腸道疾病中的應(yīng)用

閱讀:56      發(fā)布時間:2025-5-13
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概述



      近年來,隨著早產(chǎn)兒、低出生體重兒存活率明顯提高,新生兒胃腸道疾病如壞死性小腸結(jié)腸炎(NEC)易患人群增加,NEC主要發(fā)病對象為早產(chǎn)兒,具有進(jìn)展快、病死率高的特點(diǎn)。診斷NEC的金標(biāo)準(zhǔn)為病理檢查,但在實(shí)際工作中沒有可操作性,目前常規(guī)應(yīng)用Bell 分期標(biāo)準(zhǔn)診斷和評價病情的嚴(yán)重程度 。其中,Bell Ⅰ期為疑似病例,主要表現(xiàn)為胃潴留,伴有輕度腹脹等表現(xiàn),與喂養(yǎng)不耐受(FI)表現(xiàn)相似,影像學(xué)表現(xiàn)無特異性 ,難以與FI進(jìn)行早期識別。NEC發(fā)病隱匿,病情進(jìn)展迅速,病死率高,幸存者常可合并如短腸綜合征、生長受損、神經(jīng)發(fā)育受損等嚴(yán)重的遠(yuǎn)期并發(fā)癥,但現(xiàn)有的診斷方法不能進(jìn)行連續(xù)、動態(tài)的觀察,評估器官血流動力學(xué)改變,以及早期評價器官灌注改變后的臨床表現(xiàn)。

 

近紅外光譜技術(shù)在早期識別新生兒胃腸道疾病中的應(yīng)用

 

      FI是早產(chǎn)兒不能消化腸內(nèi)營養(yǎng),表現(xiàn)為胃殘余量超過上一次喂養(yǎng)量的50%,腹脹和/或嘔吐,導(dǎo)致腸內(nèi)喂養(yǎng)計(jì)劃中斷。FI病因不清,可能與早產(chǎn)所致腸道發(fā)育不成熟有關(guān),也可能是NEC或敗血癥等嚴(yán)重疾病的早期臨床表現(xiàn),常發(fā)生于胎齡小于32周或出生體重小于1500g的早產(chǎn)兒 ,目前尚無公認(rèn)的鑒別診斷標(biāo)準(zhǔn)以早期有效區(qū)分 FI 及NEC的前驅(qū)癥狀,研究發(fā)現(xiàn)發(fā)育性喂養(yǎng)不耐受(DFI)以及與 NEC 相關(guān)的病理性喂養(yǎng)不耐受(PFI)的概念,并認(rèn)為新生兒血流動力學(xué)變化與FI之間存在密切關(guān)聯(lián),利用近紅外光譜(NIRS)技術(shù)監(jiān)測新生 兒腸道組織氧飽和度( rSO2 )或可評估有無出現(xiàn)FI。
      NIRS是一項(xiàng)可持續(xù)監(jiān)測rSO2、反映特定組織或者器官血流灌注狀態(tài)的技術(shù),具有無創(chuàng)、實(shí)時、連續(xù)、可床邊操作的優(yōu)點(diǎn)。其原理是利用對人體組織有良好穿透性的近紅外光 (光譜范圍為700~900 nm) 監(jiān)測局部組織氧合及血流動力學(xué),通過血紅蛋白的變化來反映局部組織的氧供和氧耗的動態(tài)平衡。不同氧化狀態(tài)下的血紅蛋白吸收近紅外光的波長范圍不同,含氧血紅蛋白(HbO2)以吸收紅外光為主,脫氧血紅蛋白(Hb)以吸收紅光為主,利用 NIRS 測量組織血管內(nèi) HbO2和 Hb 濃度的變化,再利用修正的比爾-蘭伯特定律描述HbO2和Hb對近紅外光的吸收與在組織中濃度之間的關(guān)系,最終得出rSO2。綜上,利用NIRS可以快速連續(xù)地測量血管內(nèi)氧合狀態(tài)和血流動力學(xué)的變化,測定臟器rSO2并反映局部組織是否存在缺氧及缺血。

 

近紅外光譜技術(shù)在早期識別新生兒胃腸道疾病中的應(yīng)用

 

      近年來新生兒胃腸道疾病領(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn)是如何預(yù)防、早期識別及規(guī)范治療NEC,研究表明腸道供氧障礙是NEC發(fā)病的主要因素之一,利用NIRS或可及時發(fā)現(xiàn)新生兒腸道組織缺血 ,有望早期改善腸道組織的血流灌注,幫助減少腸道損傷發(fā)生,同時還能輔助臨床早期識別FI與NEC的前驅(qū)癥狀,從而在疾病早期就進(jìn)行有效鑒別并及時建立腸內(nèi)喂養(yǎng)。



NIRS的監(jiān)測部位


 


      大部分研究中NIRS的監(jiān)測部位主要是臍下,使用NIRS同時監(jiān)測肝臟和臍下區(qū)域氧飽和度的方法是安全可行的,但是,肝臟和臍下氧飽和度值相關(guān)性和一致性較差。關(guān)于NIRS監(jiān)測的最佳部位,需進(jìn)一步探索已明確新生兒肝臟和臍下NIRS監(jiān)測的基線值,從而更有效地將NIRS技術(shù)應(yīng)用于預(yù)測早產(chǎn)兒NEC的發(fā)病和病程。部分學(xué)者使用4個監(jiān)測器探頭,對NEC新生兒腹部的4個不同部位同時進(jìn)行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)右側(cè)腹的腸道rSO2值波動最劇烈,且顯著低于其他3個位置。

 




NIRS技術(shù)在健康新生兒中的研究


 


      NIRS連續(xù)72h監(jiān)測健康早產(chǎn)兒腸道rSO2,同時持續(xù)3d超聲監(jiān)測進(jìn)食前后腸系膜血流,發(fā)現(xiàn)腸道rSO2與B超監(jiān)測的腸系膜上動脈血流動力表現(xiàn)顯著相關(guān),提出NIRS可以用來監(jiān)測腸道血流灌注。健康足月兒生后第1天腸道rSO2的平均值為69.9%±12.1%,第2天為75.3%±12.4%,腸道rSO2隨著時間的推移而增加。無獨(dú)有偶,McNeill等使用NIRS觀察到健康早產(chǎn)兒腸道rSO2在32%~66%間波動,健康早產(chǎn)兒在出生后第1周腸道rSO2值呈下降趨勢,達(dá)到最低值的天數(shù)為4.5~7d,隨后開始上升。觀察到胎齡<30周的早產(chǎn)兒正常腸道rSO2值為36.7%~46.0%。腸道rSO2同時受胎齡及生后日齡的影響,因此僅一個參考值范圍不足以對不同胎齡、不同生后日齡的新生兒進(jìn)行個體化評估。通過NIRS監(jiān)測儀記錄了220 名胎齡<32 周和/或出生體重<1200g 的早產(chǎn)兒生后1周的腸道rSO2值,首次建立了預(yù)測模型,發(fā)現(xiàn)入組早產(chǎn)兒在前4d平均腸道rSO2值呈下降趨勢,第5~7天呈上升趨勢,并在第7天基本恢復(fù)至出生水平,這與McNeill等的研究結(jié)果相似。張敬華等的研究結(jié)果也支持以上結(jié)論,通過觀察極低出生體重兒腸道rSO2,發(fā)現(xiàn)在生后前2周其腸道rSO2值可隨日齡增長呈波動變化。同樣,Cortez等的研究發(fā)現(xiàn),胎齡<30周的嬰兒腸道rSO2值在出生后的最初9d呈下降趨勢,從第10~14天開始上升。因此可以認(rèn)為,在出生后的各時間段健康早產(chǎn)兒的腸道rSO2值都存在變異。

 




NIRS技術(shù)在FI中的應(yīng)用


 


      幾乎1/3的早產(chǎn)兒都會因胃腸道的不成熟出現(xiàn)FI,F(xiàn)I的臨床表現(xiàn)與Ⅰ期NEC十分相似,早期很難進(jìn)行有效鑒別。當(dāng)出現(xiàn)FI時,通常會中斷腸內(nèi)營養(yǎng),導(dǎo)致建立腸內(nèi)營養(yǎng)時間延遲,從而增加早產(chǎn)兒感染的風(fēng)險,這就要求臨床醫(yī)師早期有效識別FI與NEC的前驅(qū)癥狀,然而目前尚無明確的鑒別診斷標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分FI及NEC。發(fā)現(xiàn)最終發(fā)展為NEC的嬰兒腸道rSO2基線值與未出現(xiàn)NEC的嬰兒相比明顯偏低,在監(jiān)測期間可能會出現(xiàn)NEC患兒的NIRS基線值變異性缺失和NIRS信號丟失等情況,而出現(xiàn)FI但未發(fā)展至NEC的嬰兒腸道rSO2基線值雖持續(xù)低下,卻存在變異性,提出通過監(jiān)測早產(chǎn)兒腸道rSO2,可早期鑒別FI與NEC的前驅(qū)癥狀。李旭芳等應(yīng)用NIRS監(jiān)測極低出生體重兒生后第1~14天腸道rSO2和腦組織氧飽和度(cerebral regional oxygen saturation, CrSO2 ),同時監(jiān)測其間出現(xiàn)FI患兒腸道rSO2的變化,并與喂養(yǎng)耐受的新生兒進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)FI患兒的腸道rSO2基線值在胃潴留、嘔吐或腹脹等臨床表現(xiàn)前1d出現(xiàn)明顯波動,認(rèn)為對極低出生體重兒進(jìn)行床旁連續(xù)NIRS監(jiān)測腸道rSO2變化,對于及時調(diào)整喂養(yǎng)計(jì)劃具有重要意義。目前國內(nèi)外均缺乏NIRS在FI中應(yīng)用的有效研究,需進(jìn)行大量腸道rSO2、FI相關(guān)性研究來探索FI的早期識別與診斷。

 




NIRS技術(shù)在NEC中的應(yīng)用



5.1 利用NIRS技術(shù)早期預(yù)測NEC
      研究發(fā)現(xiàn)腸道rSO2<30%有增加極早產(chǎn)兒發(fā)生NEC的風(fēng)險;為進(jìn)一步明確腸道rSO2<30%在預(yù)測極早產(chǎn)新生兒NEC方面的實(shí)用性,通過監(jiān)測86例極早產(chǎn)兒的腸道rSO2,發(fā)現(xiàn)最終發(fā)展為NEC的極早產(chǎn)兒平均腸道rSO2<30%,而未發(fā)展為NEC的極早產(chǎn)兒平均腸道rSO2≥30%,提出NIRS技術(shù)有助于識別不會發(fā)生NEC的嬰兒的觀點(diǎn)。
      出生后48h內(nèi)腸道rSO2<70%的嬰兒發(fā)生NEC的概率明顯升高,認(rèn)為臨床發(fā)生NEC前嬰兒就已存在腸道組織缺氧表現(xiàn),指出監(jiān)測新生兒腸道rSO2能夠早期識別NEC。NIRS監(jiān)測100例胎齡<32周、體重<1.5 kg嬰兒的腸道rSO2,提出腸道rSO2≤56%是NEC 發(fā)生的獨(dú)立危險因素,認(rèn)為通過監(jiān)測早產(chǎn)兒腸道rSO2可能有助于早期篩查有發(fā)生NEC風(fēng)險的嬰兒。可以認(rèn)為,NIRS能監(jiān)測腸道rSO2,反映腸道局部灌注情況,是一種能用于評估NEC發(fā)生風(fēng)險的技術(shù)。

 

近紅外光譜技術(shù)在早期識別新生兒胃腸道疾病中的應(yīng)用

 

      監(jiān)測CrSO2與腸道rSO2的比值(cerebro-splanchnic oxygenation ratio, CSOR)比單獨(dú)監(jiān)測腸道rSO2更有意義,因?yàn)槟X灌注具有自我調(diào)節(jié)能力,在正常情況下可以認(rèn)為內(nèi)臟與腦血氧的比率是恒定的,但在缺血缺氧期間,該比率可能低于正常值;并使用NIRS同時監(jiān)測CrSO2、腸道rSO2,發(fā)現(xiàn)CSOR<0.75 提示可能存在腸缺血,CSOR>0.96基本可以排除腸缺血,與單獨(dú)使用腸道rSO2相比,CSOR能更好地預(yù)測腸道缺血。監(jiān)測一對32周早產(chǎn)雙胞胎 (一個正常、一個被診斷為NEC)的CrSO2、腸道rSO2,結(jié)果發(fā)現(xiàn)健康嬰兒腹部CSOR>0.75,而 NEC患兒 腹部CSOR<0.75。通過監(jiān)測75名早產(chǎn)兒的腸道rSO2和CrSO2并計(jì)算CSOR值,認(rèn)為CSOR每增加0.1,診斷NEC的概率便增加約28%,腸道rSO2的高變異性有助于臨床排除NEC的可能,即變異系數(shù)每升高0.1,排除NEC的可能性便升高2.6倍。
5.2 NIRS聯(lián)合生物標(biāo)志物或可更加精確地預(yù)測NEC
      腹部X線和超聲檢查是診斷NEC的經(jīng)典手段,但NEC患兒在發(fā)病前常缺乏特異性臨床表現(xiàn),通過腹部X線及超聲等常見方法難以早期診斷和治療,且一旦確診,往往病情已十分危重并處于進(jìn)展惡化期。近年來越來越多的研究報(bào)道NEC 相關(guān)生物標(biāo)志物如脂肪酸結(jié)合蛋白、細(xì)胞因子、腸道菌群等在預(yù)測、早期診斷、嚴(yán)重度評估、預(yù)后方面具有潛在價值,生物標(biāo)志物具有客觀、可量化,可以準(zhǔn)確和重復(fù)測量的特征,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)通過NIRS聯(lián)合生物標(biāo)志物評估NEC的發(fā)生,有望為臨床精準(zhǔn)診斷和個體化治療提供方向。彭文玲等提出聯(lián)合應(yīng)用NIRS與血清腸脂肪酸結(jié)合蛋白(intestinal-fatty acid binding protein, I-FABP),或可提高NIRS預(yù)測腸道組織缺血的敏感性和特異性,有助于更好地預(yù)測NEC的發(fā)生及轉(zhuǎn)歸。與之相反,Kuik等評估聯(lián)合應(yīng)用腸道rSO2和尿I-FABP是否能夠預(yù)測NEC發(fā)生后腸道的恢復(fù)情況,納入了27名Bell分期≥Ⅱ期的早產(chǎn)兒,結(jié)果顯示,尿I-FABP在預(yù)測NEC患兒腸道恢復(fù)方面的作用仍有待驗(yàn)證。接雙雙等通過監(jiān)測57例早產(chǎn)兒的腸道rSO2并檢測血清C反應(yīng)蛋白(Creactive protein, CRP)水平,觀察到NEC組早產(chǎn)兒腸道rSO2低于非NEC組,血清CRP水平高于非NEC組,NIRS技術(shù)對早產(chǎn)兒NEC的診斷價值高于CRP,且其與腸道 rSO2聯(lián)合CRP對早產(chǎn)兒NEC的診斷價值相當(dāng)。除以上幾種生物標(biāo)志物外,近年來腸道堿性磷酸酶、白細(xì)胞介素-27等新型NEC生物標(biāo)志物陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)可以識別早期NEC,進(jìn)一步聯(lián)合分析研究NIRS與這些生物標(biāo)志物有助于更好地預(yù)測NEC的發(fā)生及轉(zhuǎn)歸。
      綜上,可以認(rèn)為新生兒早期低NIRS值有助于早期發(fā)現(xiàn)NEC的發(fā)生,聯(lián)合NIRS及生物標(biāo)志物能夠高度預(yù)測NEC的發(fā)生,有助于在出現(xiàn)疾病臨床表現(xiàn)之前更早地識別患有NEC的新生兒。



小結(jié)



 

      利用NIRS技術(shù)監(jiān)測新生兒尤其是早產(chǎn)兒的腸道rSO2和CSOR,可識別異常的腸道血流動力學(xué)表現(xiàn),從而對NEC前驅(qū)癥狀和FI進(jìn)行早期鑒別,進(jìn)而盡早干預(yù)疾病并避免進(jìn)一步發(fā)展;同時,NIRS與其他生物標(biāo)志物的聯(lián)合分析或許可以更加精確地預(yù)測 NEC 相關(guān)臨床事件的發(fā)生。在未來研究中需要進(jìn)一步評估不同部位以及不同新生兒人群的腸道rSO2和CSOR基線值及相關(guān)疾病的NIRS變化特點(diǎn),尤其是關(guān)于腸道等rSO2的研究,這對預(yù)測新生兒 FI、減少NEC的發(fā)生有著深遠(yuǎn)的意義。

近紅外光譜技術(shù)在早期識別新生兒胃腸道疾病中的應(yīng)用

 

 


近紅外光譜技術(shù)在早期識別新生兒胃腸道疾病中的應(yīng)用

近紅外光譜技術(shù)在早期識別新生兒胃腸道疾病中的應(yīng)用

博聯(lián)眾科MOC系列腦組織氧飽和度監(jiān)測儀可提供連續(xù)、實(shí)時、無創(chuàng)的組織氧飽和度 (rSO2)監(jiān)測值,可反映特定器官(如腦、腸系膜、腎臟等) 及全身灌注狀態(tài)。研究表明,rSO2監(jiān)測可在早期發(fā)現(xiàn)常規(guī)血流動力學(xué)檢測方法無法發(fā)現(xiàn)的灌注受損狀態(tài),能夠及時監(jiān)測腦及區(qū)域組織的氧供需平衡、腦血流的動態(tài)變化,及早對腦及組織缺血、缺氧做出評價,指導(dǎo)圍術(shù)期管理,可以減少圍術(shù)期并發(fā)癥的發(fā)生率,可靈敏反映組織的氧合狀態(tài)并予以干預(yù),優(yōu)化整個臨床治療管理,縮短住院時間、改善患者預(yù)后。

 

 

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