신생아 중환자실에서 심폐 모니터링은 이미 가장 기본적인 모니터링이 되었지만, 여전히 뇌 산소 포화도에 대한 모니터링이 부족하며, 특히 의심스럽거나 뇌 손상 환자를 확진한다.중환자실은 만삭이든 미숙아든 뇌 손상 위험이 높습니다.뇌손상이 발생하는 과정에서 뇌조직 산소의 변화는 뇌전도, 신경기능, 조직형태보다 앞서며 뇌조직 산소 모니터링을 진행하면 위중한 신생아를 효과적으로 뇌보호할 수 있다.2021년 전문가 공감대는 NIRS가 신생아의 뇌 발달 및 뇌 손상 상황을 평가해 조기 진단을 실현할 수 있다고 제안했다.뇌 혈액 역학적 변화 및 뇌 산소 포화도 감소는 미숙아 뇌 손상 발병 메커니즘에서 중요한 역할을합니다. 미숙아의 가장 흔한 뇌 손상에는 기질/뇌 실내 출혈 (GM-IVH), 미숙아 뇌 백질 손상 (WMI) 및 저산소성 뇌 질환 (HIE), 심각한 심폐 질환과 관련된 뇌 손상이 포함됩니다.
NIRS 모니터링 시간은 병세에 따라 몇 시간에서 수일이 걸리며, 머리에 배치된 광학 신호 센서를 통해 서로 다른 파장의 근적외선을 피부와 두개골을 통해 뇌 조직으로 전송한다. 뇌 조직에서 빛은 주로 산소 헤모글로빈(HbO2)과 디옥시 헤모글로빈(Hb)에 의해 흡수되어 산란된다. 둘은 파장에 따라 서로 다른 흡수 패턴이 존재하며, 분석을 통해 센서로 되돌아오는 수치를 얻는다.근적외선분광기는 상기 두가지 측정매개변수를 리용하여 뇌조직의 국부적산소포화도 (rSO2) 값을 계산해냈는데 이를 조직산소합지수 (TOI) 라고도 한다.rSO2는 센서 아래 2~3cm 지점의 뇌혈관의 산소합성 상태를 반영하며, 뇌조직에는 미정맥, 미동맥, 모세혈관을 포함한 대량의 미혈관이 밀집되어 있으며, 뇌산소포화도는 사실상 국소 뇌헤모글로빈의 혼합산소포화도로 주로 정맥혈 (70%) 을 대표하며, 뇌조직의 산소공급과 대사의 상황을 반영한다.rSO2의 증가는 O2 수송의 증가에 기인할 수 있으며, 이는 뇌 주입의 증가 또는 혈액 내 O2 함량의 증가 또는 O2 추출의 감소를 반영할 수 있으며 그 반대도 마찬가지입니다.
2.미숙아 뇌 손상에 뇌 산소 포화도 측정의 응용
신생아 중환자 치료 보급 기술이 향상됨에 따라 미숙아의 생존율이 뚜렷하게 증가하여 아동 중 약 45% 의 뇌성 마비, 35% 의 시력 장애, 25% 의 인지 및 청력 장애는 조산에 기인할 수 있으며, 미숙아의 태령이 적을수록 신경 발육 결말이 좋지 않을 위험이 높다.rSO2와 흡입산소농도의 변화가 거의 동시에 발생하여 EEG의 변화보다 113사 59s 일찍 발생하여 뇌조직의 산소결핍여부를 조기에 식별할수 있다는 연구결과가 있다.NIRS는 신생아 산소부족 허혈성 뇌질환 진단의 민감도, 특이도, 정확도가 각각 85.72%, 91.49%, 90.74%, SpO2의 민감도, 특이도, 정확도가 각각 50%, 86.96%, 81.49%로 NIRS가 HIE를 진단하는 민감도, 특이도, 정확도가 SpO2보다 높다는 것을 알 수 있다.퇴원 전 중대한 뇌손상이 없는 미숙아 63명 (태령 <32주 또는 체중 <1500g) 을 대상으로 3h 연속 rSO2 모니터링을 실시한 연구가 있는데, 6개월 동안 rSO2와 발달상 (DQ) 의 현저한 관련성이 관찰되었지만, 이후 (12, 18, 24월) 심리운동 평가에서는 무의미하여 rSO2가 단기적인 예측 가치가 있음을 알 수 있다.rSO2는 뇌 조직의 산소 합성 실제 상태를 객관적으로 평가할 수 있으며, HE 환자의 뇌 손상 정도를 평가하기 위해 객관적이고 계량화된 근거를 제공한다.2.1 뇌산소포화도 측정이 미숙아 동맥 도관 미폐에서의 응용동맥도관은 대동맥과 폐동맥이 교차하는 근좌 폐동맥 사이에 연결되어 있어 태아 순환의 중요한 통로이다. 현재 동맥도관 미폐(patent ductus arteriosus, PDA)는 출생 후 동맥도관 개방이 72h 이상 지속되고 미숙아의 태령이 적을수록 발병률이 높다.혈류 역학적 의미가 있는 동맥 도관 미폐(hemodynamically significant PDA, hsPDA)는 뇌 주입 감소, 심지어 뇌 실내 출혈과 관련이 있어 장기적인 신경계 발달 지연을 일으킨다.호흡기순환계통에 미치는 영향외에 PDA는 또 페-체순환혈액량의 재분포를 일으키는"도관절도"현상이 존재하는데 이는 혈액을 대뇌, 장계막, 신장에서 페로 분류하여 페순환에 멍이 들고 체순환혈액량이 감소되여 여러가지 질병을 유발한다.123건의 미숙아 rSO2 연구에서 hsPDA 환아의 rSO2가 낮아지고 뇌 산소 추출이 증가하며 FROE가 높아지고 hsPDA가 꺼진 후 rSO2가 현저하게 증가하며 FTOE가 현저하게 낮아지는 것을 발견하여 PDA가 꺼지면 뇌 산소 부족을 줄일 수 있음을 제시했다.이로부터 NIRS는 hsPDA 미숙아를 치료하는 일반적인 모니터링 방법이 될 것으로 보인다.
2.2 미숙아 뇌출혈에 대한 뇌 산소포화도 측정의 예측 가치뇌실 주위-뇌실출혈(PIVH)은 미숙아에게 가장 흔한 출혈 유형으로 미숙아의 신경발육 불량의 중요한 원인이다. 저주입은 PIVH 또는 뇌실 주위의 백질손상(PVL)이 발생하는 주요 위험요소로 여겨진다. 미숙아의 뇌혈류 자동조절 기능이 아직 성숙하지 않고 뇌혈류, 뇌내압이 불안정하여 뇌내 소혈관이 파열되는 출혈은 미숙아의 저혈증, 저혈증, 저혈증, 산후 혈액증과 직접적인 원인이다., 과속 및 과도한 수액, 혈압 및 체온 파동 등.어떤 연구는 3차원 두개골 초음파와 기능 근적외선 스펙트럼이 미숙아 뇌실내 출혈 및 출혈 후 뇌실에 중요한 의의가 있으며, 매우 유망한 침대 옆 모니터링 도구이며, 임상 의사에게 더 많은 신생아 뇌 구조와 기능 정보를 제공할 수 있다고 제기하였다.62명의 미숙아 (태령<28주) 가 태어난 지 48h 이내의 rSO2 모니터링에서 GM/IVH 환아의 rSO2는 GM/IH를 합병하지 않은 환아보다 현저히 낮았다.건강한 미숙아에 비해 <1500g의 IVH 또는 PVL 미숙아는 출생 72h 내에서 낮은 rSO2를 가지고 있으며, 뇌 산소 포화도의 가장 큰 차이는 출생 전 3h 내에 나타나며, 낮은 주입-재주입 손상은 IVH 발병 메커니즘의 중요한 요소이다.이상의 연구에 따르면 IVH/PVL이 발생하기 전에 뇌 주입이 감소할 수 있지만 rSO2의 정상 범위를 확정하고 rSO2 모니터링을 통해 임상에 특정 관여 조치를 제정하도록 지도함으로써 미숙아의 뇌 손상 발생 감소 및 심각도 경감을 위한 추가 연구가 필요하다.2.3 적혈구 주입이 조산아의 뇌 산소포화도에 미치는 영향빈혈은 조산아에게 흔히 볼수 있는 합병증이다. 환아에게 빈혈이 나타났을 때 조직의 산소휴대능력이 떨어지고 일정한 수준보다 낮을 때 전신의 각 장기는 상대적으로 산소가 부족한 환경에 처해있을수 있으며 엄중하면 뇌손상을 일으킬수 있다. 적혈구를 주입하는것은 여전히 현재 림상에서 광범위하게 응용되고 효과가 뚜렷한 조산아의 빈혈을 바로잡는 방법이다.그러나 수혈은 수혈 반응, 감염 질환, 수혈과 관련된 신생아 괴사성 소장 결장염, 두개내 출혈 등 일정한 위험이 있기 때문에 수혈에 일정한 제한이 있다.어떤 연구에서는 적혈구를 주입하면 미숙아의 뇌조직산소합을 개선할수 있고 중증빈혈미숙아가 더욱 뚜렷해질수 있다는것을 보여주었으며 동시에 NIRS감측기를 리용하여 뇌조직합감측을 진행하면 환아의 뇌조직산소결핍여부를 판단할수 있으며 환아가 적혈구주입이 필요한가를 한층 더 명확히 할수 있다고 지적하였다.160건의 미숙아의 연구에 따르면 적혈구 주입을 받은 후 미숙아의 rSO2 수준이 높아지고 산소섭취점수 (FTOE) 수준이 낮아진 것은 미숙아가 적혈구 주입 후 유기체의 산소 휴대 능력이 커지고 산소 운송 능력이 향상되어 환아의 뇌 조직 산소 합성 기능을 크게 향상시켰음을 나타낸다.이상의 연구는 뇌 산소가 미숙아 빈혈의 임상 관리에 좋은 지도 작용을 한다는 것을 보여주며, 미숙아 수혈 지침에 임상 근거를 제공한다.
2.4 서로 다른 통기 방식과 신생아 호흡곤란증후군이 조산아의 뇌 산소포화도에 미치는 영향기계통기는 미숙아의 대뇌혈류역학에 큰 영향을 미치는데 이는 미숙아의 원기신경계의 불량한 예후와 관련된다.신생아 호흡곤란증후군을 앓고 있는 미숙아가 폐 표면 활성물질을 치료하는 과정에서 기계통기, 수동통기 모두 rSO2를 상향 조정할 수 있지만, 수동통기의 합병증이 더 높으며, 주로 뇌출혈 발생률이 높고, 양자의 장기 치료 효과는 차이가 없다는 연구결과가 있다.정위가 49건의 미숙아에 대한 연구에 따르면 페표면활성물질은 신생아의 호흡곤궁증후군 (RDS) 을 치료하는데 치료기간에 rSO2가 상승하고 FTOE가 하강한다. FTOE는 뇌산소리용률을 대표하고 FTOE가 하강하면 뇌조직의 산소리용저하를 대표한다. 이는 PS를 응용하여 RDS를 치료하면 조산아의 뇌산소공급이 리용보다 많아 미숙아의 뇌조직산소공급을 개선한다.기계통기 및 PS대체치료는 모두 미숙아의 대뇌혈류역학에 영향을 끼칠수 있으며 변화폭이 비교적 큰 뇌산소대사로 인한 원기신경계의 영향도 진일보 관찰해야 한다. 이로부터 기계통기 및 PS대체치료를 진행할 때 될수록 뇌산소대사의 변화를 줄일수 있다는것을 알수 있으며 RDS치료과정에서 뇌산소감측의 중요성을 제시한다.2.5 뇌산소포화도 측정 기타 신생아 질병이나 사건에서 발생하는 뇌손상의 측정 가치FTOE 모니터링은 SPO2보다 심각한 미숙아 망막병증(ROP) 예방에 더 가치가 있으며, NIRS는 대상 SPO2 가이드의 실행 가능한 대체 기술이 될 수 있습니다.무호흡 정지는 일정 기간 무호흡 운동을 말한다.례를 들면 호흡정지시간이 > 20초이고 심장박동률이 <100회/분 느려지거나 청자색, 혈산소포화도가 낮아지는것을 호흡정지라고 하는데 대부분 미숙아에게 보인다.NIRS 기술을 통해 329건의 미숙아 호흡 정지에 대한 모니터링 결과, 미숙아 호흡 정지 발작 시 rSO2와 SPO2의 뚜렷한 관련성이 발견되었고, 모니터링 결과 rSO2가 SPO2보다 더 일찍 나타났으며, 미숙아가 주기성 호흡을 보일 때 SPO2는 여전히 정상 범위에 있었고 rSO2는 현저하게 감소하였다.따라서 미숙아 호흡 정지 발작 시 rSO2가 SPO2보다 뇌 조직의 뇌 산소 상태를 객관적으로 평가할 수 있다는 것을 알 수 있다.국내에서는 중증 신생아 고콜레스테롤혈증 52건에 대한 연구를 통해 환혈 과정에서 SPO2보다 rSO2의 상승폭이 더 크다는 것을 밝혀냈으며, 이를 통해 NIRS는 신생아 환혈 과정에서 뇌의 산소 합성이 개선되는 상황을 모니터링하여 환혈 과정에서 뇌 산소 결핍성 손상이 발생하지 않도록 할 수 있음을 알 수 있다.미숙아가 심각한 호흡기 순환기 질환을 앓고 있거나 다기관 기능이 부전되었을 때, 순환 중에 산소를 가지고 있거나 혈액 공급이 부족하면 뇌의 산소 포화도가 감소하여 뇌 손상을 일으킬 수 있다.신생아가 출산할 때와 소생기간, 기관삽관, 가래흡입, 정맥영양, 간호조작 등 많은 림상사건은 모두 뇌혈류변화에 영향을 주고 나아가 뇌산소의 변화에 영향을 주어 미숙아의 뇌손상을 일으킬수 있다.요약하자면, NIRS 기술은 빠르고 시약 분석이 없으며 안전 효율이 높고 비용이 낮은 등의 특징을 가지고 있으며, 이미 효과적이고 가장 유망한 분석 기술 중의 하나가 되었고, 점점 더 임상 의사들의 사랑을 받고 있다.NIRS 기술의 미숙아 뇌조직 산소에 대한 모니터링은 전통적인 SPO2보다 더 객관적이고 정확하게 뇌조직 산소의 실제 상황을 반영할 수 있다. 특히 아이가 뇌실 주변-뇌실내 출혈, 동맥도관 미폐, RDS 등 질병을 합병할 때 임상에 가치 있는 뇌산소 대사 정보를 제공함으로써 임상 초기에 관여 조치를 하도록 지도한다.
박련중과 MOC 시리즈 뇌조직 산소포화도 측정기는 연속, 실시간, 무창조의 조직 산소포화도 (rSO2) 측정치를 제공할 수 있으며, 특정 기관 (예: 뇌, 장계막, 신장 등) 및 전신 주입 상태를 반영할 수 있다.연구에 따르면 rSO2 모니터링은 일반적인 혈류 역학 검사 방법으로는 발견할 수 없는 관주 손상 상태를 조기에 발견할 수 있으며, 뇌 및 지역 조직의 산소 수급 균형, 뇌 혈류의 동태 변화를 적시에 모니터링할 수 있으며, 뇌 및 조직의 혈액 부족, 산소 부족에 대한 평가를 조기에 내릴 수 있고, 수술 기간 관리를 지도할 수 있으며, 수술 기간 합병증의 발생률을 줄일 수 있고, 조직의 산소 합치 상태를 민감하게 반영하고 간섭할 수 있으며, 전체 임상 치료 관리를 최적화하고, 입원 시간을 단축하고, 개선 후 환자를 개선할 수 있다.
