การศึกษาจะช่วยพัฒนาวิธีการรักษาเพื่อปรับปรุงการทำงานของปอดในทารกในครรภ์ที่มีภาวะการเจริญเติบโตช้า

หากทารกในครรภ์เติบโตต่ำกว่าระดับปกติ ความเสี่ยงที่อวัยวะบางส่วนจะไม่พัฒนาเต็มที่จะเพิ่มขึ้นในแต่ละสัปดาห์ของการตั้งครรภ์ ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของทารกหลังคลอดได้ ผลกระทบระยะยาวของการที่ทารกเติบโตได้จำกัดต่อการพัฒนาสมองและหลอดเลือดหัวใจเป็นหัวข้อของการศึกษาวิจัยมากมาย แต่ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับผลกระทบต่อปอดกลับมีไม่เพียงพอ

งานวิจัยนี้จัดทำขึ้นโดยศูนย์วิจัยการแพทย์ทารกในครรภ์ BCNatal (โรงพยาบาล Clínic Barcelona และ Sant Joan de Déu) และมหาวิทยาลัย Pompeu Fabra (UPF) ร่วมกัน โดยระบุถึงความแตกต่างในการพัฒนาปอดระหว่างทารกในครรภ์ที่มีการเจริญเติบโตจำกัดและทารกในครรภ์ปกติในแง่ของความต้านทานของหลอดเลือด นักวิจัยศึกษาเรื่องนี้โดยวัดความเร็วของการไหลเวียนเลือดในทารกในครรภ์และวิเคราะห์ข้อมูลนี้ด้วยความช่วยเหลือของวิธีการปัญญาประดิษฐ์และแบบจำลองคอมพิวเตอร์

ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร Scientific Reportsเปิดโอกาสให้มีการพัฒนาวิธีการรักษาที่มุ่งปรับปรุงการพัฒนาปอดในทารกในครรภ์ที่มีการเจริญเติบโตจำกัด และป้องกันปัญหาทางระบบทางเดินหายใจที่อาจคงอยู่ไม่เพียงแค่ในวัยเด็กเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัยรุ่นและวัยผู้ใหญ่ด้วย

นักวิจัยหลักของการศึกษานี้คือ Fátima Crispiel ซึ่งเป็นนักวิจัยของ BCNatal และ Clínic-IDIBAPS ในกลุ่มการแพทย์ของทารกในครรภ์และปริกำเนิด และ Bart Beijnens (ICREA, UPF) ซึ่งเป็นนักวิจัยในหน่วย BCN MedTech ในแผนกวิศวกรรมของ UPF นักวิจัยคนอื่นๆ เป็นสมาชิกของกลุ่มบริการและการวิจัยที่แตกต่างกันของ Clínic-IDIBAPS และยังเกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัยบาร์เซโลนาและ CIBER สำหรับโรคทางเดินหายใจและโรคหายากอีกด้วย

การศึกษานี้เกี่ยวข้องกับสตรีมีครรภ์มากกว่า 200 ราย การศึกษานี้วิเคราะห์การไหลเวียนโลหิตของทารกในครรภ์และการเปลี่ยนแปลงของการไหลเวียนดังกล่าวด้วยออกซิเจนเพิ่มเติมในสตรีมีครรภ์ 208 รายที่มีอายุครรภ์ระหว่าง 24 ถึง 37 สัปดาห์ สตรีทั้งหมดได้รับการตรวจที่โรงพยาบาล Clínic ในบาร์เซโลนา ซึ่งพวกเธอได้รับการทดสอบที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับการศึกษานี้

ใน 97 กรณีดังกล่าว ทารกในครรภ์มีการเจริญเติบโตช้าในระดับจำกัด ส่งผลให้ทารกมีน้ำหนักแรกเกิดต่ำมาก ทารกในครรภ์ที่เหลืออีก 111 รายมีการเจริญเติบโตตามปกติ ในทารกในครรภ์แต่ละราย ความเร็วการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดแดงหลักและหลอดเลือดปอดจะถูกวัด จากนั้นเปรียบเทียบโดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ นอกจากนี้ ความต้านทานของปอดยังถูกคำนวณโดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์อีกด้วย

ภาพ Doppler ประกอบของหลอดเลือดแดงปอดหลักและหลอดเลือดแดงปอดของทารกในครรภ์ แหล่งที่มา: Vellvé, K., Garcia-Canadilla, P., Nogueira, M., et al.

วิเคราะห์ความเร็วการไหลเวียนของเลือดในปอดของทารกในครรภ์ภายใต้สภาวะการหายใจปกติของมารดาและหลังจากให้ออกซิเจนเสริมผ่านหน้ากาก (สภาวะออกซิเจนสูงเกินไป) การวิเคราะห์นี้ดำเนินการโดยใช้เทคนิคที่อาศัยการปล่อยคลื่นอัลตราซาวนด์ไปยังทารกในครรภ์เพื่อประมาณความเร็วการไหลเวียนของเลือดตลอดการไหลเวียนของเลือดตามหลักการดอปเปลอร์

ในทางตรงกันข้าม ความต้านทานของอวัยวะ เช่น ปอด ไม่สามารถวัดได้โดยตรงโดยใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ จึงใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่แสดงหัวใจและหลอดเลือดในการวัดค่าดังกล่าว เพื่อการเปรียบเทียบ แบบจำลองคอมพิวเตอร์นี้สามารถเปรียบเทียบกับการจำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้ นักวิจัยได้สร้างระบบหลอดเลือดของทารกในครรภ์ขึ้นใหม่ในรูปแบบคอมพิวเตอร์ และสามารถประมาณความต้านทานและความยืดหยุ่นของอวัยวะต่างๆ ได้โดยใช้ข้อมูลอัตราการไหลของเลือดที่วัดได้และการสร้างแบบจำลองพารามิเตอร์อื่นๆ

ในที่สุด วิธีการการเรียนรู้ของเครื่องจักรที่ใช้เทคนิคปัญญาประดิษฐ์ถูกนำมาใช้เพื่อเปรียบเทียบรูปแบบการไหลเวียนเลือดของทารกในครรภ์ ซึ่งช่วยในการจัดกลุ่มพวกมันเป็นหมวดหมู่ต่างๆ ตามพารามิเตอร์การไหลและตัวบ่งชี้ทางคลินิก

จากการตรวจสอบผลกระทบของภาวะออกซิเจนสูงเกินไปในเวลาต่อมา พบว่ามีความเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานของปอดอันเป็นผลจากออกซิเจนพิเศษที่ส่งไปยังมารดา และยังพบว่าออกซิเจนที่มากขึ้นสามารถปรับปรุงการไหลเวียนเลือดในปอดของทารกในครรภ์ที่มีการเจริญเติบโตจำกัดได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อทารกในครรภ์ปกติ

“โดยพื้นฐานแล้ว ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าทารกในครรภ์ที่มีการเจริญเติบโตจำกัดจะมีอัตราการไหลของเลือดเฉลี่ยรวมถึงความต้านทานของหลอดเลือดในปอดแตกต่างไปจากทารกในครรภ์ปกติ และสามารถทำให้เป็นปกติได้โดยการให้มารดาได้รับออกซิเจนเพิ่มเติม” Beijnens (ICREA, UPF) อธิบาย

“การค้นพบความแตกต่างเหล่านี้ในหลอดเลือดปอดเปิดโอกาสให้มีการพัฒนากลยุทธ์การรักษาในอนาคตเพื่อปรับปรุงการทำงานของปอดในทารกในครรภ์ที่มีการเจริญเติบโตจำกัด หลังคลอด การปรับปรุงพัฒนาการของทารกในครรภ์เหล่านี้อาจช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดโรคทางเดินหายใจในภายหลัง” ดร. คริสเปียส (BCNatal, Clínic) อธิบาย