この研究は、成長制限された患者の肺機能を改善する治療法の開発に役立つ可能性があります胎児

妊娠中に胎児が正常より成長しない場合、妊娠週数が増えるごとに一部の臓器が適切に発達しないリスクが高まり、出産後の赤ちゃんの健康に悪影響を及ぼす可能性があります。胎児の成長制限が脳と心血管の発達に及ぼす長期的な影響は数多くの研究の対象となっていますが、肺への影響に関する科学的データは不足しています。

これは、胎児医学研究センター BCNatal (バルセロナ クリニックおよびサン ジョアン デ デウ病院) とポンペウ ファブラ大学 (UPF) が共同で実施した研究の対象であり、成長制限のある胎児と正常な胎児の肺の発達において、血管抵抗の点で違いがあることが明らかになりました。研究者らは、胎児の血流速度を測定し、人工知能技術とコンピュータ モデルを活用してこのデータを分析することで、このことを研究しました。

最近 Scientific Reports に掲載されたこの研究は、成長制限のある胎児の肺の発達を改善し、呼吸器疾患を予防することを目的とした治療法の開発の可能性を切り開きます。このシステムは、小児期だけでなく、青年期や成人期にも継続できます。

この研究の主任研究者は、BCNatal および Clínic-IDIBAPS の胎児および周産期医学グループの研究者である Fatima Crispiy 氏と、UPF 工学部の BCN MedTech ユニットの研究者である Bart Bijnens 氏 (ICREA、UPF) です。残りの研究者は、Clínic-IDIBAPS のさまざまなサービスや研究グループに所属しており、バルセロナ大学や CIBER とも呼吸器疾患や希少疾患について提携しています。

この研究には 200 人以上の妊婦が参加しました。この研究では、妊娠 24 週から 37 週の 208 人の妊婦の胎児の血流と酸素供給量の増加による変化を分析しました。すべての女性はバルセロナの Clínic 病院で検査を受け、この研究に必要なすべての検査を受けました。

これらのケースのうち 97 件では、胎児の成長が制限され、非常に低い出生体重となりました。残りの 111 件の胎児は正常な成長を示しました。これらの胎児のそれぞれについて、主動脈と肺血管の血流速度が測定され、これらのデータが人工知能を使用して比較されました。さらに、コンピュータ モデルを使用して肺抵抗を計算しました。

胎児の主肺動脈と肺内動脈のドップラー画像の例。出典: Vellvé, K.、Garcia-Canadilla, P.、Nogueira, M.、他

胎児の肺の血流速度は、通常の母親の呼吸状態と、マスクによる酸素供給後 (過酸素状態) の両方で分析されました。この分析は、ドップラー原理に基づいて胎児の循環全体の血流速度を推定するために、胎児に超音波を放射する手法を使用して実行されました。

対照的に、肺などの臓器の抵抗は超音波を使用して直接測定することはできず、心臓と血管を表すコンピュータ モデルを使用して測定されました。比較のために、このコンピュータ モデルは電子回路のシミュレーションと比較できます。研究者らは胎児の血管系のコンピューター版を作成し、測定された血流速度と他のパラメータのモデル化を使用して、さまざまな臓器の抵抗と弾力性を推定することができました。

結論として、人工知能技術に基づく機械学習法を使用して胎児の血流パターンを比較し、血流パラメータと臨床指標に従って胎児をさまざまなカテゴリに分類するのに役立ちました。

その後、高酸素化の影響を検討した結果、母親への酸素供給の増加による肺抵抗の変化と関連していることが示され、酸素を増やすと、正常な胎児に影響を与えることなく、成長制限胎児の肺血流が改善されることが示されました。

「基本的に、研究結果は、成長制限のある胎児は肺の平均血流量と血管抵抗が正常胎児と異なっており、母親に酸素を補給することでこれを正常化できることを示しています」と、Bijnens 氏 (ICREA、UPF) は説明します。

「肺血管系におけるこれらの違いの発見は、成長制限のある胎児の肺機能を改善するための将来の治療戦略を開発する可能性を開きます。出生後、胎児の発達におけるこれらの改善は、後の人生で呼吸器疾患を発症するリスクを減らす可能性があります」と、Crispy 博士 (BCNatal、クリニック) は説明します。