本书由北京大学第一医院儿科新生儿专业医师团队和清华大学生物医学工程系学者团队共同撰写完成,内容丰富,包括NIRS技术的发展历史与基本原理、新生儿脑氧监测可行性的临床前和临床研究、NIRS在新生儿领域的应用历史与现状、正常与疾病状态下新生儿脑氧变化、监测结果的解读、仪器介绍与操作要点、发展前景等。全书分为四部分。第一部分主要介绍该技术的原理及在多个临床领域应用的发展史。第二部分内容涉及多中心研究得到脑氧正常值范围和低阈值,新生儿缺氧缺血性脑病和亚低温治疗,高原环境新生儿脑氧合,早产儿对于脑氧的近红外技术监测应用。第三部分主要包括操作、数据解读和理解等方面的阐述。第四部分涉及近红外光谱监测在新生儿神经重症监护中的应用,与其他技术指标的整合应用。
随着社会的发展和医学的全面进步,我国围产、新生儿医学在改革开放以后,特别是进入21 世纪以来,展现出世人瞩目的发展速度,最突出的成就之一是新生儿和婴儿死亡率降低,跻身于世界先进行列。显而易见的是大量的危重新生儿和极早产儿抢救成功率、存活率显著提高,但伴随而来的问题是这些存活的小儿后期存在多方面的健康困扰,尤其是神经系统异常,如不同程度的运动障碍、认知落后、癫痫、心理行为异常等,成为家庭、社会的沉重负担。鉴于此,在传统的新生儿重症监护生命支持基础上,2008 年美国学者首先提出了新生儿神经重症监护单元(neonatal nero intensive care unit,NNICU)的理念,其宗旨是加强高危新生儿脑保护,建立脑功能监护、发育护理、治疗和远期管理一体化的医疗模式,改善危重儿神经发育结局。脑功能监护包括神经功能临床评估、影像学检查、电生理监测、脑血流动力学监测、脑代谢监测等,其中对脑氧合与氧代谢水平的监测对及时采取有效治疗措施、改善神经系统预后具有重要意义。目前,世界上对新生儿脑氧合与氧代谢监测的方法主要是应用无创、实时、便捷的近红外光谱(near-infraredspectroscopy,NIRS)测定技术,用来评估脑组织氧合水平及脑血流、脑灌注等血流动力学状况。
我们基于NIRS 技术开展新生儿脑氧监测研究已二十余年,这也是一段挥之不去的历史记忆。早在1994 年,我们获得了美国科学院院士、宾夕法尼亚大学B.Chance 教授赠予的RUN MAN 近红外光组织氧检测仪,开始探讨该技术的临床应用。当年,我们还参加了在北京召开的首届NIRS 技术临床应用国际学术会议,其间有幸结识了与B.Chance 教授已有学术联系的清华大学生物医学工程系丁海曙教授,由此建立了北京大学第一医院儿科新生儿专业与清华大学生物医学工程系在NIRS 领域的科研合作,丁海曙教授作为清华团队的学术导师,两个团队,同一目标,携手并进,优势互补。二十余年的严谨求实、辛勤付出,换来了可喜的研究硕果,从实验室样机到不断优化的国产组织氧无创检测仪的研发、应用、推广,从临床前动物实验,到临床研究,再到成熟的高危新生儿脑氧监测方法,真正走出了一条医工结合的服务于临床、贡献于社会的科学研究之路。所有的成果都是两个团队全体成员不懈努力的结晶,也为今后继续开展深入的医工交叉研究打下了扎实基础。
当前,新生儿神经重症监护的理念已开始在我国新生儿医学领域推广、实施,但对新生儿脑氧监测的认识尚不够深入、广泛,NIRS 应用也较局限,因此,我们愿将所学到的NIRS 方面的理论、实践与体会撰写成书,奉献给从事儿科、新生儿神经、重症监护的同道们,以及一切对NIRS 有兴趣的学者,供大家学习、研究、参考,为推动新生儿神经重症监护的发展,贡献出我们应尽的努力。
本书由北京大学第一医院儿科新生儿专业医师团队和清华大学生物医学工程系学者团队共同撰写完成,内容丰富,包括NIRS 技术的发展历史与基本原理、新生儿脑氧监测可行性的临床前和临床研究、NIRS 在新生儿领域的应用历史与现状、正常与疾病状态下新生儿脑氧变化、监测结果的解读、仪器介绍与操作要点、发展前景等。在书写上尽可能贴切临床应用,通俗易懂,便于读者理解NIRS 技术,认识脑氧监测在新生儿医学应用的重要性,学习掌握操作方法。
谨将此书献给尊敬的B.Chance 教授和丁海曙教授,表示我们对两位教授深深的敬意与怀念!各位编者、秘书都为此书撰写付出了极大的精力与时间,在此一并表示谢意!本书出版之际,恳切希望广大读者在阅读过程中不吝赐教,欢迎发送邮件至邮箱renweifuer@pmph.com,或扫描封底二维码,关注“人卫儿科学”,对我们的工作予以批评指正,以期再版修订时进一步完善,更好地为大家服务。
周丛乐 侯新琳
2023 年1 月
博士,教授,主任医师,博士生导师。多年来从事儿科医疗、教学、科研工作,专长新生儿专业各种疾病的诊治及危重急症的抢救,自八十年代中以来重点研究新生儿神经系统疾病诊治有关问题,1992年后工作的重点集中于围产期脑损伤的诊断、治疗、发病机理及早期干预的研究,其中就包括新生儿颅脑超声的应用和推广工作。目前作为主编已出版《新生儿颅脑超声诊断学》、《新生儿神经病学》、《新生儿振幅整合脑电图》。
第一章近红外光谱技术的应用与发展历史/1
第一节基本原理/2
第二节发展历史与应用领域/11
第三节新生儿头部组织光学参数的测量与应用/19
第二章近红外光谱脑氧监测可行性的基础研究/25
第一节准确性的体外研究/26
第二节新生鼠缺氧后脑氧代谢变化的实验研究/30
第三节新生猪缺氧模型脑氧变化的研究/36
第三章近红外光谱脑氧监测在新生儿的临床应用/45
第一节历史与现状/46
第二节对正常与疾病状态下新生儿脑氧的监测/61
第三节在新生儿神经重症监护中的应用/70
第四节在早产儿的应用/83
第五节在新生儿缺氧缺血性脑病及亚低温治疗过程中的应用/93
第六节对新生儿出生前后脑氧变化的监测/104
第七节高海拔地区新生儿在正常与疾病状态的脑组织
氧合状况/108
第八节对新生儿脑功能发育的评价意义/111
第四章近红外光谱脑氧监测在新生儿应用时需注意的问题/119
第一节可获得的信息/120
第二节监测结果的判断/122
第三节新生儿脑氧监测仪/126
第五章近红外光谱脑氧监测技术在新生儿领域的发展前景/137
第一节光学成像(fNIRS技术)在新生儿领域的应用前景/138
第二节与新生儿脑事件相关电位的联合监测/145
第三节漫射相关光谱技术在新生儿监测领域中的应用/150
第四节与其他脑监测技术的联合应用/157
第五节在人工耳蜗植入术后中枢功能监测中的应用/161