脑血流剪切力作用机制下的游泳训练对HIE患儿康复效果分析

罗小茜,关汭昕,郭 放,陈俊屿,李秀杰

(1.哈尔滨医科大学大庆分校,黑龙江 大庆 163000;2.吉林大学第一医院,吉林 长春 130021)

新生儿缺血缺氧脑病(hypoxia ischemic encep- halopathy,HIE)是指在围产期由于各种原因引起的脑组织缺血缺氧导致的脑部病变,HIE常遗留不同程度的神经功能障碍,如脑性瘫痪、癫痫等,严重影响患儿的生命安全和生长发育[1].目前,新生儿HIE的发病率呈上升趋势[2],因此,积极改善患儿的生长发育状况是该疾病的主要治疗方向.有研究[3]表明,2岁以内的婴幼儿神经发育可塑性最高,中枢神经发育最为迅速,脑部代偿能力最强,及时、科学、有效的功能训练可有效促进此年龄阶段内HIE患儿脑功能的重塑和脑损伤神经的修复,改善患儿预后.因此,本研究通过回顾性分析探讨脑血流剪切力作用机制下游泳训练对HIE患儿康复治疗效果,并阐明其作用机制.

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年1月—2023年1月于安达市妇幼保健院住院出生和门诊收治入院的HIE患儿64例,患儿均符合中华医学会中儿科学会新生儿学组制定的《新生儿缺血缺氧性脑病临床诊断标准》[4],依据其临床表现分为轻度、中度和重度.在常规治疗康复手段基础上参与游泳的患儿为观察组(n=31例),未参与的为对照组(n=33例).观察组男17例,女14例,胎龄(38.58±1.28)周,出生体质量(3.63±0.53)kg,Apgar评分(4.84±0.44)分;出生方式:顺产20例,剖宫产11例;患病程度:轻度20例,中度9例,重度2例;对照组男18例,女15例,胎龄(38.89±1.31)周,出生体质量(3.57±0.51)kg,Apgar评分(4.60±0.75)分;出生方式:顺产23例,剖宫产10例;患病程度:轻度24例,中度8例,重度1例.两组患儿一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05).本研究经医院医学伦理委员会批准,患者及家属知情同意.

1.2 纳入标准

符合中华医学会中儿科学会新生儿学组制定的《新生儿缺血缺氧性脑病临床诊断标准》[4];出生后7 d起自愿参加医院游泳训练,2次/周,持续6个月;具有完整的临床资料且随访≥12个月.

1.3 排除标准

产伤性颅内出血者;宫内感染性脑炎以及中枢神经系统先天畸形者;由电解质紊乱所致的抽搐患儿.

1.4 方 法

观察组和对照组患儿在住院期间均采取常规治疗和护理,出院后给予保健指导.

1)治疗方法:吸氧,使其维持正常的血氧饱和度水平;控制惊厥,降颅压,消除脑干症状,维持各器官的血流灌注,调控心率和血压在正常范围;纠正酸中毒,维持水和电解质平衡,保持血液酸碱度在正常范围.

2)护理方法:监测患儿的生命体征、经皮黄疸值、潜在并发症和用药不良反应等;环境温度24～26 ℃,湿度55%～60%,常规循环风紫外线空气消毒.对患儿进行合理喂养,轻症患儿产后由母乳或配方奶粉喂养,中重度患儿采取静脉内营养.

3)出院保健指导:患儿家属加入保健院儿保门诊微信交流群,由儿童保健专科医生在群内解答出院后的各项问题.

在常规治疗护理基础上,观察组患儿出生7 d后参与保健院的游泳训练,2次/周,15～20 min/次,全程6个月.

1.5 观察指标

新生儿神经行为测定(NBNA)[5]：出生后7 d和28 d分别采用新生儿20项神经行为测定方法进行NBNA,包括行为能力、被动肌张力、主动肌张力、原始反射和一般评估共5大类,分别对两组患儿进行测定评分(37～40分为正常,≤36分为异常).

丹佛智能发育筛查(DDST):出生后3个月、6个月、8个月和12个月采用丹佛智能发育筛查(DDST)[6],DDST包括4个能区:个人-社会能区、精细运动-适应性能区、语言能区和大运动能区,共计104个项目,评估时间15～20 min.部分项目可通过医护人员现场观察儿童对测试项目的反应和完成情况进行评判,小部分项目可通过询问家长得知.测试结果分正常、可疑、异常和无法判断.

评定标准,异常:≥2个能区,有≥2项迟缓;1个能区有≥2项迟缓,同时另外1个或≥2个能区有1项迟缓,且同区年龄线切过的项目均测试失败.可疑:1个能区有≥2项迟缓;或≥1个能区有1项迟缓且同区年龄线切过的项目均测试失败.无法判断;不合作者:本研究中无此类患儿.正常:无上述情况者.将测试结果中可疑或异常者合并,计算可疑异常率,定义为DDST阳性.

1.6 统计学分析

2 结 果

2.1 两组患儿不同日龄NBNA评分

本研究结果显示,与对照组比较,28 d时观察组患儿在行为能力、被动肌张力、主动肌张力、原始反射、一般评估和总分上均有所提高(P<0.05).见表1.

表1 两组患儿不同日龄NBNA评分

2.2 两组患儿不同月龄DDST结果

不同月龄的DDST结果显示,观察组与对照组在3月龄时阳性率比较差异无统计学意义(P>0.05);而随着月龄的增长,观察组在不同月龄时的阳性率更低(P<0.05).见表2.两组患儿不同月龄DDST组间比较结果显示,观察组不同月龄间阳性率比较差异具有统计学意义,随着月龄的增长,阳性率逐步降低(P<0.05).见表3.

表2 两组患儿不同月龄DDST结果

表3 两组患儿不同月龄DDST组间比较结果

3 讨 论

3.1 HIE的治疗与康复

HIE是在围产期由各种原因引起的脑组织缺血缺氧导致的脑部病变,患儿生命早期伴随脑部血氧分压降低、脑组织能量代谢下降、神经细胞肿胀等多种病理变化,进而影响神经元和脑区之间信息的传递、加工和交互整合,宏观上体现为脑网络连接异常,由于广泛皮层功能区不能有效整合,高级认知活动功能调节出现异常,最终导致患儿在运动、认知和社交等众多领域出现功能损害[7].目前,关于HIE的临床治疗以物理治疗与药物治疗相结合为主[8].通过反复的运动训练和物理刺激可将信息不断地输入神经系统,使神经系统的结构和功能发生改变,产生神经重塑和功能强化,逐渐恢复其肌肉运动功能,改善协调性,同时语言能力、执行能力、空间认知及记忆等也得到不断发展[9].但现阶段,随着HIE发病率的逐年增加,与其匹配的医疗康复资源紧缺问题日趋突显,且康复费用普遍较高,进而导致一定数量的HIE患儿得不到及时的康复治疗,错失最佳干预时期[10].可见,基于家庭可行性的视角,开发机制明确简便可行的干预训练手段,对患儿临床康复具有重要意义.

3.2 游泳训练的康复作用机制

脑血流剪切力(τ)是指脑血液顺着流动方向作用于管壁单位面积上的侧压力.脑血流剪切力与血液黏滞度(η)和血流速度(vm)成正比,与血管内径(D)成反比,即有τ=η× 4 ×vm/D[11].由于血液黏滞度和血管内径很难通过干预改变,因此,通过增加血流速度以提高脑血流剪切力是最为可行的途径.而增加血流速度最为安全便捷的方式是运动,临床实践[12]证明,运动可通过增加脑血流速度影响脑血流剪切力,进而发挥神经保护作用.KÖNÖNEN M等[12]通过功能性磁共振、脑血流图研究发现,进行运动康复训练的脑卒中患者,脑内缺血区及其周边的脑血流量明显增加,与运动相关脑区的血流速度也明显增加;动物实验研究[13]发现,缺血性脑卒中后,运动训练能够增加大脑中动脉血流灌注,增加包括海马及梗死对侧相应皮层的单位时间血流量,促进神经功能恢复.在众多的运动康复疗法中,游泳训练是改变血流剪切力较为有效和直接的方法,同时也已被广泛证实在儿童应用中的安全性和年龄跨度性.

脑血流剪切力的增加可参与调控脑网络结构和功能的重建,调节神经可塑性,发挥康复作用.其具体的作用机制主要包括:1)调控突触结构和功能:有研究[14]表明,突触的结构和功能呈现一定可塑性,包括突触结构参数的改变、新的突触连接的形成以及突触传递效率的改变.通过游泳训练可以逆转突触体数量衰减和突触体膜流动性下降,促进突触和突触前末梢线粒体数量的增加,影响突触后致密层的厚度、突触间隙宽度和突触界面曲率的变化,从而调控功能区突触结构和功能.2)改善血液供给:丰富的脑血流可有效促进损伤区域的血液循环,改善缺血细胞代谢,为神经元的重塑提供良好环境.研究[15]证实,游泳训练后的梗死大鼠血管构筑出现较早,边缘胶质细胞增生,散在小血管芽向坏死灶区生长,从而挽救缺血半暗带区可塑性损伤.也有研究[16]表明,通过在大鼠静脉中增加血液流体剪切力,可诱导红细胞释放ATP,增加钙离子的释放,促进内皮间隙的形成,增加微血管通透性,在一定程度上促进血管重筑.3)促进营养因子释放:营养因子的分泌与释放参与神经营养和保护,介导血管内皮的增殖分化.研究[17]显示,脑血流剪切力的变化可上调脑源性神经营养因子、胰岛素样生长因子-1和血管内皮生长因子的表达水平,开放离子通道,增强神经元电导性,调控神经结构和功能的可塑性.

3.3 游泳训练对HIE患儿神经行为和智能发育的影响

NBNA是鲍秀兰教授通过结合Amicl-Tison新生儿神经评估和Brazelton新生儿行为评分法制定[5],可用于动态观察HIE对新生儿神经行为的影响,与患儿脑损伤程度和患儿预后有明显的相关性.而在本次回顾性分析中发现,观察组和对照组HIE患儿在出生后28 d的评估中行为能力、被动肌张力、主动肌张力、原始反射和一般评估方面比较差异均具有统计学意义(P<0.05).提示通过游泳训练可在一定程度上参与脑结构和功能的重建,调节神经可塑性,减轻患儿脑损伤程度[18-19].

DDST筛查是我国于1982年制定的适用于中国0～6岁儿童发育筛查的量表,通过个人-社会能区、精细运动-适应性能区、言语能区和大运动4个能区快速筛查和识别发育迟缓儿童,还可对高危婴幼儿进行发育监测以便及时发现问题,从而为早期教育及医疗干预提供依据.本研究结果显示,两组患儿在3月龄的DDST阳性率比较差异无统计学意义(P>0.05),而在6个月、8个月和12个月的DDST阳性率比较差异具有统计学意义(P<0.05),同时,观察组不同月龄间阳性率比较差异具有统计学意义(P<0.05),随着月龄的增长,阳性率逐步降低,提示游泳训练具有一定的累积效应.

综上所述,游泳训练通过增加脑血流速度以提高脑血流剪切力,进而从调控突触结构和功能、改善血液供给以及营养因子的释放等路径参与脑网络结构和功能的重建,调节神经可塑性,发挥康复作用.通过早期、长效的游泳训练可在一定程度上改善HIE患儿的神经行为和智能发育,且从经济成本和操作程度上具有较强的可行性.未来的研究可扩大样本量,以期在控制年龄及发育水平的条件下对研究结果进一步拓展及验证,同时还可借助现代化手段,实现居家训练和远程平台指导.