測定Cot-Side早産前の皮質機能上の非経口栄養の効果

Measuring Cot-Side the Effects of Parenteral Nutrition on Preterm Cortical Function.

• Viviana Marchi
• Nathan Stevenson
• Ninah Koolen
• Raffaele Mazziotti
• Francesca Moscuzza
• Stefano Salvadori
• Rossella Pieri
• Paolo Ghirri
• Andrea Guzzetta
• Sampsa Vanhatalo

抄録

早産後の早期の栄養障害は長期的な神経発達に影響を与えることが示されているが、栄養の影響の早期の機能的測定はこれまで不足していた。計算脳波（EEG）解析における最近の進歩は、皮質活動の早期成熟を測定する手段を提供している。我々の研究の目的は、初期の逐次脳波記録の計算上の指標が、生後1週間のエネルギーと多量栄養素の摂取量によって測定される初期の栄養ケアを反映できるかどうかを探ることであった。エネルギーや多量栄養素の摂取量が多いほど大脳皮質活動の発達が改善されると仮定した。月経後 32 週以前に生まれた早産児 28 名（範囲：24.3～32 週）のコホートにおいて，月経後 32 週（32.4 ± 0.7）および月経後 36 週（36.6 ± 0.9）に記録されたマルチチャンネル脳波を解析した．我々は、静かな睡眠（QS）のエポックからいくつかの定量的な脳波測定を計算した。(i)スペクトルパワー、(ii)連続性、(iii)大脳半球間同期だけでなく、(iv)成熟年齢の最近開発された推定値。1日目から7日目までの非経口栄養摂取量をモニターし、臨床的因子を収集した。低カロリーと炭水化物は、デルタバンドのスペクトル振幅の高い減少と相関することがわかった。低いタンパク質量は、より高い不連続性と関連していた。両方の高いタンパク質と脂質の摂取量は、脳波成熟年齢（EMA）の推定値のより良い進歩と同様に、半球間同期のより多くの発達の増加と相関していた。我々の研究では、早産後の早期の栄養バランスは、いくつかの直感的に推論と透明な計算脳波測定基準で観察することができる方法で、脳活動のその後の成熟に影響を与える可能性があることを示しています。このような測定法は、将来の治療介入の開発におけるベンチマークのための有望な早期機能バイオマーカーとなる可能性がある。

Early nutritional compromise after preterm birth is shown to affect long-term neurodevelopment, however, there has been a lack of early functional measures of nutritional effects. Recent progress in computational electroencephalography (EEG) analysis has provided means to measure the early maturation of cortical activity. Our study aimed to explore whether computational metrics of early sequential EEG recordings could reflect early nutritional care measured by energy and macronutrient intake in the first week of life. A higher energy or macronutrient intake was assumed to associate with improved development of the cortical activity. We analyzed multichannel EEG recorded at 32 weeks (32.4 ± 0.7) and 36 weeks (36.6 ± 0.9) of postmenstrual age in a cohort of 28 preterm infants born before 32 weeks of postmenstrual age (range: 24.3-32 weeks). We computed several quantitative EEG measures from epochs of quiet sleep (QS): (i) spectral power; (ii) continuity; (iii) interhemispheric synchrony, as well as (iv) the recently developed estimate of maturational age. Parenteral nutritional intake from day 1 to day 7 was monitored and clinical factors collected. Lower calories and carbohydrates were found to correlate with a higher reduction of spectral amplitude in the delta band. Lower protein amount associated with higher discontinuity. Both higher proteins and lipids intake correlated with a more developmental increase in interhemispheric synchrony as well as with better progress in the estimate of EEG maturational age (EMA). Our study shows that early nutritional balance after preterm birth may influence subsequent maturation of brain activity in a way that can be observed with several intuitively reasoned and transparent computational EEG metrics. Such measures could become early functional biomarkers that hold promise for benchmarking in the future development of therapeutic interventions.

Copyright © 2020 Marchi, Stevenson, Koolen, Mazziotti, Moscuzza, Salvadori, Pieri, Ghirri, Guzzetta and Vanhatalo.