Near-infrared spectroscopy: bilateral brain monitoring in termed newborns with hypoxic-ischemic lesions.

Assessment of cerebral oxygenation using near-infrared spectroscopy (near-infrared spectroscopy, near-infrared spectroscopy, NIRS) has significant strong correlation with the assessment of brain perfusion using MRI in full-term infants with severe hypoxic-ischemic encephalopathy. However, there are still no recommendations on the use of NIRS monitoring data for making important clinical decisions in newborns with asphyxia and hypoxic-ischemic encephalopathy in routine clinical practice. The role of interhemispheric variations in the values of regional tissue oxygen saturation (rSO2) in severe hypoxic-ischemic encephalopathy against the background of therapeutic hypothermia remains unexplored. The aim of the study was to evaluate the results of bilateral brain monitoring using NIRS in full-term newborns with severe hypoxic-ischemic lesions (with and without destructive changes in brain tissue). All examined children were full-term newborns with severe asphyxia at birth, who underwent therapeutic hypothermia. We analyzed the results of NIRS recordings of 33 newborns who did not have signs of destructive hypoxic-ischemic brain damage, and NIRS data of 15 newborns who were diagnosed with signs of destructive hypoxic-ischemic brain damage. The hemisphere difference in cerebral oximetry indices was presented in the form of statistical processing results - average, median, mode, 25th percentile, 75th percentile of pairwise comparisons, namely the difference of values (ΔrSO2) of the measurement “ΔrSO2=rSO2on the right-rSO2on the left” in each moment of recording (12000-22000 measurement moments during the monitoring session), as well as the percentage of recording time when the ΔrSO2 value was recorded below the 25th percentile and above the 75th percentile. Reliable correlations between the fact of the formation of destructive hypoxic-ischemic brain lesions in full-term newborns and the average ΔrSO2 values of the NIRS record (R=-0.410), median values (R=-0.400), modes (R=-0.357), and values 25-the percentile ΔrSO2 (R=-0.326) and the 75th percentile ΔrSO2 (R=-0.429) were registered. In 73.3% of children with destructive hypoxic-ischemic lesions, the average ΔrSO2 values were higher for the right hemisphere (the average ΔrSO2 value of the group was 0.11±2.39%). In 93.9% of children without destructive brain damage, the average rSO2 values were higher for the right hemisphere (the average ΔrSO2 value of the group was 6.92±0.80%). Significant differences in mean ΔrSO2 (p=0.005) were determined. Mean ΔrSO2 median for the group with destructive brain lesions was 0.33±2.38%, for the group without destructive lesions - 6.88±0.82% (p=0.004), the average ΔrSO2 mode for the group with destructive brain lesions was 1,46±1.73%, for the group without destructive lesions - 6.51±0.92% (p=0.014). The average of the 25th percentile of ΔrSO2 values for the group with destructive brain lesions was (-1.93)±2.72%, and for the group without destructive lesions it was 4.42±0.84% (p=0.026). The average of the 75th percentile of ΔrSO2 values for the group with destructive brain lesions was 2.87±2.11%, and for the group without destructive lesions it was 9.33±0.80% (p=0.003). The results of bilateral brain monitoring using NIRS in full-term newborns with severe hypoxic-ischemic lesions on the background of therapeutic hypothermia have significant dif­ferences between groups of children with and without destructive changes in brain tissue. In newborns with destructive brain lesions, a decrease in manifestations of dominance of rSO2 indicators of the right hemisphere was recorded, namely, significantly lower mean ΔrSO2, median, mode, average values of the 25th and 75th percentiles ΔrSO2

Ventilatory Support, Extubation and Cerebral Perfusion Changes in Preterm: a NIRS study

Objective: to investigate any change in cerebral oxygenation (rScO2) and fractional tissue oxygen extraction (cFTOE) after extubation in preterm infant. Study design: single-centre observational study with retrospective analysis of near infrared spectroscopy (NIRS) data of all consecutive preterm patient born at our institution in 1 year. Correlation analysis and comparison between subgroups was made. Result: 19 patients were included; average gestational age (GA): 29,4 weeks.No significant change was noted in rScO2 and cFTOE after extubation in whole population. A correlation between GA, GMH-IVH and DrScO2, DcFTOE were noted. A significant increase of cFTOE was noted in patient with previous GMH-IVH (+0.040; p=0.036). Conclusion: extubation per se is not linked with significant change in cerebral oxygenation and perfusion. Patient with GMH-IVH shows an increase in cFTOE suggesting a perturbation in cerebral perfusion.Further observations on larger populations should corroborate this data highlighting cautious extubation in preterm babies with GMH-IVHpe

Prevention, Reduction and Repair of Brain Injury of the Preterm Infant

Periventricular-intraventricular hemorrhages (PIVH) and (diffuse) white matter injury (WMI) are the most important acquired brain lesions of the very and extremely prematurely born neonate. Both carry a high risk for death or adverse neurodevelopmental outcome. The first part of the review discusses the standard of care and latest insights with respect to prevention and/or reduction of PIVH and WMI, taking into account their etiopathogenesis which is tightly linked to (functional) immaturity of the cerebral vascular bed and nervous system and commonly encountered inflammation. The second part discusses repair of hemorrhagic- ischemic and post-inflammatory brain lesions as it is an increasingly important topic in newborn medicine. In the near future trials of trophic and (autologous or allogenic) cell-therapy in infants at risk of or demonstrating established PIVH and WMI will be started. The focus of these potential trials will be discussed

Eine dreifach nutzbare Aufgabe für pädiatrische fMRT-Studien zur kombinierten Untersuchung von sprachlicher, visueller und motorischer Domäne

Die Funktionelle Magnetresonanztomographie ist eine wichtige, auch im Kindesalter einsetzbare neurowissenschaftliche Untersuchungsmethode. Allerdings ist sie immer noch durch die lange Untersuchungsdauer limitiert. Es scheint daher relevant, fMRT-Aufgaben methodisch zu verbessern, sodass kognitive Domänen robust und schnell untersucht werden können. Durch Kombination mehrerer kognitiver Funktionen in einer Aufgabe kann eine Verkürzung der Untersuchungszeit erreicht werden, was wiederum die erfolgreiche Untersuchungsrate vor allem bei Kindern verbessert. Die dieser Studie zugrunde liegende Hypothese war, dass die Mehrfachuntersuchung von kognitiven Domänen nicht nur für zwei (Ebner et al., 2011), sondern für drei unterschiedliche kognitive Domänen in einer einzigen Aufgabe effektiv durchführbar ist. Hierfür wurde der Aktiven Bedingung einer bereits etablierten kinderfreundlichen Sprachaufgabe (BST, Beep-story-Aufgabe) eine kombinierte visuell-motorische und ebenfalls aktive Bedingung gegenüber gestellt. Mit der Modifikation könnte die BST mod als dreifach nutzbare Aufgabe eingesetzt werden, um die sprachliche Domäne (Sprachverständnis und Sprachproduktion; AB 1 > AB 2) zeitgleich mit der motorischen (AB 1 < AB 2) und der visuellen Domäne (AB 1 < AB 2) zu untersuchen. Es wurden 20 Probanden rekrutiert (12w; 8m; 31,7 ± 6,9 Jahre) und konnten in die Auswertung der Datensätze eingeschlossen werden. Die Probanden bearbeiteten die modifizierte BST, die aus der aktiven Bedingung 1 (Domäne: Sprache) und der aktiven Bedingung 2 (Domänen: Motorik und Visus) besteht. Zusätzlich bearbeiteten sie den Edingburgh Handedness Inventory (88 ± SD 11) zur Feststellung der Händigkeit und den Peabody Picture Vocabulary Test (92,15 ± SD 11,11) zur Einschätzung des Sprachverständnisses. Nach der Untersuchung beantworteten alle einen Fragebogen zur Kontrolle der Aufmerksamkeit mit mindestens drei von fünf Antworten richtig. Die MR-Daten wurden mit einem 1,5-Tesla-Magnetresonanz-Tomographen der Firma Siemens aufgenommen. Die Datenauswertung wurde wie lokal etabliert mittels Matlab und SPM8 durchgeführt. Nach räumlicher Normalisierung und Glättung (FWHM = 6mm) wurden Random Effects Analysen (p ≤ 0,001, auf Voxel-Level FDR-korrigiert für multiple Vergleiche und zusätzlich auf Cluster-Level FWE-korrigiert mit p ≤ 0,05) durchgeführt. Die Aktivierungsmuster der Studie waren vergleichbar mit Aktivierungen von bisherigen Voruntersuchungen durch die BST ori und mit motorisch sowie visuell ähnlich aktivierenden fMRT-Aufgaben: in der BST mod konnte eine Aktivierung in klassisch perzeptiven und produktiven Spracharealen („Wernicke“ und „Broca“) nachgewiesen werden, wobei die bilaterale Aktivierung des Lobus temporalis, Gyrus temporalis superior, geringer ausfiel als in der BST ori. In der BST mod konnte eine Aktivierung in den klassisch motorischen Arealen (primär motorischer Kortex M1, sowie in der SMA und im Cerebellum) nachgewiesen werden. In der BST mod konnte außerdem eine Aktivierung in klassischen visuellen Regionen (V1 und V5) nachgewiesen werden. Aus diesen Erkenntnissen kann geschlossen werden, dass die BST mod zur Untersuchung der sprachlichen, motorischen und visuellen Domäne geeignet ist. Sie kann somit eingesetzt werden, um die entsprechenden Funktionen zu lokalisieren. Ob die BST mod bei Kindern mit gleichem Erfolg einsetzbar ist kann noch nicht abschließend beurteilt werden; aufgrund des einfachen Designs, den einfach zu folgenden Anweisungen und der kurzen Dauer der Aufgabe ist hiervon aber auszugehen. Es muss bei einer dreifach nutzbaren Aufgabe mehr als bei einfacheren fMRT-Aufgaben darauf geachtet werden, durch drei verschiedene Aufgabenstellungen keine sich überlappende Aktivierung mit Löschungseffekt hervorzurufen. Vorteilhaft an dem Ansatz der dreifach nutzbaren fMRT-Aufgabe ist die verkürzte Untersuchungszeit für drei gleichzeitig untersuchte Gehirnfunktionen. Somit können entweder drei Domänen gleichzeitig in verkürzter Zeit untersucht werden, oder die Aktivierungen können in derselben Gesamtzeit noch mit einer zweiten Aufgabe verifiziert werden. Daher eignet sich das Konzept der dreifach nutzbaren fMRT-Aufgabe besonders als zeitsparende Untersuchungsmethode und scheint ein aussichtsreicher Ausgangspunkt für weitere mehrfach nutzbare Aufgaben zu sein

Medición de la saturación de oxígeno regional cerebral y esplácnica, a 2880 metros de altura sobre el nivel del mar mediante el uso de la espectroscopía cercana al infrarrojo (NIRS) en recién nacidos a término y pretérminos que ingresaron a neonatología del Hospital Enrique Garcés de la ciudad de Quito – Ecuador con problema: respiratorio, digestivo, infeccioso o cerebral, en sus primeras 48 horas de vida durante el 2017- 2018

Niveles óptimos de oxígeno en la sangre permiten el funcionamiento correcto de las células del organismo, el indicador de este parámetro es la saturación de oxígeno regional cerebral y esplácnica, que se mide a través de Espectroscopía Cercana al Infrarrojo (NIRS). A partir de esta realidad, se inicia una investigación que utiliza como modelo el estudio realizado por López y Romero (2016) donde se midió la fluctuación de la saturación en recién nacidos sanos y prematuros dentro de sus primeras 48 horas de vida. Se establece entonces un estudio similar que plantea como objetivo principal determinar la variación de la saturación de oxígeno regional cerebral y esplácnica a 2880 mts en recién nacidos con patología ingresados al Hospital Enrique Garcés(HEG) en sus primeras 48 horas de vida durante el período diciembre 2017 / febrero 2018. Para ello se delimitó una muestra poblacional de 80 recién nacidos en edades gestacionales comprendidas entre pre término, término y post término. El método consistió en la toma de datos de las historias clínicas de neonatos ingresados al HEG, organizando los mismos a través del programa excel para luego ser insertados en el programa (SPSS) y posteriormente analizados. Se obtuvieron diferencias significativas entre la saturación cerebral derecha y edad gestacional (p = 0,2%) y entre la saturación cerebral izquierda y edad gestacional (p =0,9%); mientras que la saturación hepática e infraumbilical no obtuvieron una diferencia estadísticamente significativa (p>0,05); concluyendo que los valores de saturación cerebral (derecha e izquierda) en neonatos enfermos varían de acuerdo a su edad gestacional, mientras que los valores de saturación hepática e infraumbilical no presentan cambios, por último, se establece que los valores encontrados en la investigación se consideran “normales” pues los mismos entran dentro del rango citado por López y Romero (2016)

Gestione e valutazione degli outcomes dei neonati con encefalopatia ipossico ischemica sottoposti a ipotermia terapeutica trattati presso la Terapia Intensiva Neonatale di Padova

L’asfissia perinatale è una delle principali condizioni patologiche responsabili di mortalità e morbilità neonatale. L’encefalopatia ipossico-ischemica (EII), come diretta conseguenza del danno neuronale ipossico, è associata ad elevata mortalità e nel 25% dei sopravvissuti causa importante disabilità neurologica a lungo termine. L’ipotermia attiva rappresenta lo standard of care per la gestione dei neonati con diagnosi di EII di grado moderato-severo e riduce del 25% il rischio di morte e disabilità neurologiche maggiori a 18 mesi nei pazienti trattati. Per via della complessità del livello di assistenza richiesto, è disponibile ed eseguita solo in centri di Neonatologia di Terzo Livello che possano garantire supporto continuativo e specialistico. La Terapia Intensiva Neonatale e l’U.O.C. di Patologia Neonatale dell’Azienda Ospedaliera di Padova sono centro di riferimento per l’ipotermia terapeutica per i presidi Ospedalieri del Veneto Orientale. Nella definizione della prognosi dei pazienti con diagnosi di asfissia perinatale e EII riveste un ruolo centrale l’esecuzione di neuroimaging e indagini elettrofisiologiche. È importante inserire i pazienti con diagnosi di EII in un programma di follow-up per la valutazione del neurosviluppo e l’eventuale necessità di interventi di supporto

Magnesium Sulphate Neuroprotection in Neonatal Encephalopathy

The efficacy of therapeutic hypothermia (HT) in neonatal encephalopathy (NE) is incomplete; mortality and morbidity remain high at almost 50% despite treatment. This is likely due to both limitations in hypothermic neuroprotection and heterogeneity in aetiology. Improving hypothermia therefore requires both adjunctive neuroprotective agents as well as improved diagnostic tools to differentiate injury subtypes. In Part (I), we established the safety and efficacy of MgSO4 combined with HT (Mg+HT; n=8) compared to HT (HT; n=7) in piglets after hypoxia ischaemia (HI). MgSO4 (180mg/kg bolus; 8mg/kg/h infusion) was administered 1h post-HI and HT for 12h. In Part (II), we explored whether MgSO4 attenuates cytokine gene expression in the same animals. Inflammation exacerbates brain injury, therefore anti-inflammatory agents such as MgSO4 may be particularly efficacious in patients with prior inflammation-sensitisation. There are however no biomarkers available to identify this patient subgroup. In Part (III), we utilised advanced biological techniques to distinguish hypoxia (Hypoxia; n=6), inflammation (LPS; n=5) and inflammation-sensitised hypoxia (LPS+Hypoxia; n=5) in a piglet model of inflammation-sensitised NE. LPS was commenced 4h prior to hypoxia (2μg/kg bolus; 1μg/kg infusion). We demonstrated that MgSO4 bolus and infusion provided a stable, raised serum magnesium without significant hypotension in hypothermic piglets post-HI. MgSO4 reduced overall cell death, however did not demonstrate a significant reduction in the primary outcome of MRS Lac/NAA. This suggests that the observed improvement was incremental and most likely insufficient to provide long-term benefit. MgSO4 did not alter microglial activation or astrogliosis, suggesting combination therapy did not attenuate inflammation post-HI. Consistent with this finding, magnesium exposure did not alter serum mRNA levels of inflammatory cytokines, chemokines or inducible nitric oxide synthetase. Whilst there is insufficient evidence to translate MgSO4 to clinical trials, magnesium remains an agent of interest which may yet find its place as part of a cocktail of neuroprotective medications that work incrementally and synergistically

Utilidad de la oximetría cerebral en el recién nacido con encefalopatía hipóxico-isquémica en tratamiento neuroprotector con hipotermia

Introducción: En la última década el tratamiento con hipotermia terapéutica (HT) ha demostrado mejorar el pronóstico de los pacientes con encefalopatía hipóxico-isquémica (EHI). Sin embargo también ha introducido modificaciones en la capacidad predictiva de las herramientas utilizadas para el diagnostico del daño neurológico sufrido por estos pacientes. Examinar en este contexto la utilidad de otras herramientas menos utilizadas habitualmente como la oximetría cerebral es un asunto de máxima importancia. La escasa evidencia existente parece señalar que valores altos de oximetría cerebral se relacionan con un mal pronóstico neurológico, sin embargo hay resultados contradictorios entre los estudios publicados hasta la fecha. El objetivo del presente trabajo es intentar aclarar la utilidad de la oximetría cerebral en el recién nacido con EHI sometido a HT utilizando el monitor INVOS 5100C, uno de los monitores más utilizados en nuestro país. Metodología: estudio retrospectivo de pacientes con EHI sometidos a tratamiento con HT en el Hospital de Burgos Resultados: 23 pacientes fueron incluidos. Se observa que aquellos con EHI grave presentan valores de saturación regional cerebral de oxígeno (rScO2) más altos especialmente en las primeras 48 horas de vida respecto a aquellos con EHI moderada. Aquellos pacientes con valores de rScO2 > 90% presentan un incremento del riesgo de presentar EHI grave, trazado patológico y crisis en la electroencefalografía integrada por amplitud y desenlace de muerte y/o resonancia patológica respecto a aquellos pacientes con valores de rScO2 entre 55-90%. A sí mismo la variabilidad en los valores de rScO2 es menor en aquellos pacientes con clínica de EHI grave o desenlace de muerte y/o resonancia patológica. Conclusiones: 1. Los valores de la rScO2 en las primeras horas de vida pueden ayudarnos a diferenciar entre EHI moderada y grave. 2. Existe una relación entre valores superiores al 90% de rScO2 y la gravedad de la agresión hipóxico-isquémica. 3. La variabilidad en los valores de la saturación regional cerebral de oxígeno se asocia con la gravedad de la EHI y con la evolución adversa.Departamento de Pediatría, Inmunología, Obstetricia y Ginecología, Nutrición y Bromatología, Psiquiatría e Historia de la Cienci