Nghiên cứu sẽ giúp phát triển liệu pháp cải thiện chức năng phổi ở thai nhi chậm phát triển

Nếu thai nhi phát triển dưới mức bình thường trong thai kỳ, nguy cơ tăng lên theo từng tuần thai kỳ rằng một số cơ quan của thai nhi có thể không phát triển bình thường, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của em bé sau khi sinh. Các tác động lâu dài của tình trạng hạn chế tăng trưởng của thai nhi đối với sự phát triển của não và tim mạch đã là chủ đề của nhiều nghiên cứu, nhưng vẫn thiếu dữ liệu khoa học về tác động của nó đối với phổi.

Đây là chủ đề của một nghiên cứu do Trung tâm nghiên cứu y học thai nhi BCNatal (Bệnh viện Clínic Barcelona và Sant Joan de Déu) và Đại học Pompeu Fabra (UPF) phối hợp thực hiện, trong đó xác định sự khác biệt về sự phát triển phổi giữa thai nhi chậm phát triển và thai nhi bình thường về sức cản mạch máu. Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu điều này bằng cách đo vận tốc dòng máu trong thai nhi và phân tích dữ liệu này với sự hỗ trợ của các phương pháp trí tuệ nhân tạo và mô hình máy tính.

Những phát hiện này, mới được công bố trên tạp chí Scientific Reports, mở ra khả năng phát triển các liệu pháp nhằm cải thiện sự phát triển phổi ở thai nhi chậm phát triển và ngăn ngừa các vấn đề về hô hấp có thể kéo dài không chỉ đến thời thơ ấu mà còn đến tuổi vị thành niên và trưởng thành.

Các nhà nghiên cứu chính của nghiên cứu này là Fátima Crispiel, một nhà nghiên cứu BCNatal và Clínic-IDIBAPS trong Nhóm Y học Thai nhi và Chu sinh, và Bart Beijnens (ICREA, UPF), một nhà nghiên cứu trong Đơn vị BCN MedTech thuộc Khoa Kỹ thuật UPF. Các nhà nghiên cứu khác thuộc các dịch vụ và nhóm nghiên cứu khác nhau của Clínic-IDIBAPS và cũng liên kết với Đại học Barcelona và CIBER về Bệnh hô hấp và Bệnh hiếm gặp.

Nghiên cứu này bao gồm hơn 200 phụ nữ mang thai. Nghiên cứu đã phân tích lưu lượng máu của thai nhi và những thay đổi của nó với oxy bổ sung ở 208 phụ nữ mang thai từ tuần thứ 24 đến tuần thứ 37 của thai kỳ. Tất cả phụ nữ đều được khám tại Bệnh viện Clínic ở Barcelona, nơi họ trải qua tất cả các xét nghiệm cần thiết cho nghiên cứu.

Trong 97 trường hợp này, thai nhi bị chậm phát triển hạn chế, dẫn đến cân nặng khi sinh rất thấp. 111 thai nhi còn lại có sự phát triển bình thường. Ở mỗi thai nhi này, vận tốc dòng máu trong các động mạch chính và mạch phổi được đo, sau đó so sánh bằng trí tuệ nhân tạo. Ngoài ra, sức cản của phổi được tính toán bằng mô hình máy tính.

Hình ảnh Doppler minh họa động mạch phổi chính và động mạch phổi trong của thai nhi. Nguồn: Vellvé, K., Garcia-Canadilla, P., Nogueira, M., et al.

Tốc độ dòng máu phổi của thai nhi được phân tích trong điều kiện thở bình thường của mẹ và sau khi cung cấp oxy bổ sung qua mặt nạ (điều kiện tăng oxy). Phân tích này được thực hiện bằng kỹ thuật dựa trên việc phát sóng siêu âm đến thai nhi để ước tính tốc độ dòng máu trong toàn bộ quá trình lưu thông của thai nhi dựa trên nguyên lý Doppler.

Ngược lại, sức đề kháng của các cơ quan như phổi không thể đo trực tiếp bằng siêu âm, và một mô hình máy tính đại diện cho tim và mạch máu đã được sử dụng để đo sức đề kháng. Để so sánh, mô hình máy tính này có thể được so sánh với mô phỏng mạch điện tử. Các nhà nghiên cứu đã tái tạo phiên bản máy tính của hệ thống mạch máu thai nhi và, bằng cách sử dụng lưu lượng máu được đo và mô hình hóa các thông số khác, có thể ước tính sức đề kháng và độ đàn hồi của các cơ quan khác nhau.

Cuối cùng, các phương pháp học máy dựa trên kỹ thuật trí tuệ nhân tạo đã được sử dụng để so sánh các mô hình lưu lượng máu của thai nhi, giúp nhóm chúng thành các loại khác nhau theo các thông số lưu lượng và chỉ số lâm sàng.

Sau đó, việc kiểm tra tác động của tình trạng tăng oxy cho thấy tình trạng này liên quan đến những thay đổi về sức cản phổi do lượng oxy cung cấp thêm cho người mẹ, và lượng oxy nhiều hơn đã được chứng minh là cải thiện lưu lượng máu phổi ở thai nhi chậm phát triển mà không ảnh hưởng đến thai nhi bình thường.

"Về cơ bản, kết quả nghiên cứu cho thấy thai nhi chậm phát triển có vận tốc lưu lượng máu trung bình cũng như sức cản mạch máu ở phổi khác với thai nhi bình thường và điều này có thể được bình thường hóa bằng cách cung cấp thêm oxy cho mẹ", Beijnens (ICREA, UPF) giải thích.

"Việc phát hiện ra những khác biệt này trong các mạch máu phổi mở ra khả năng phát triển các chiến lược điều trị trong tương lai để cải thiện chức năng phổi ở thai nhi bị hạn chế tăng trưởng. Sau khi sinh, những cải thiện này trong quá trình phát triển của thai nhi có thể làm giảm nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp sau này trong cuộc sống", Tiến sĩ Crispius (BCNatal, Clínic) giải thích.