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新生儿慢性肺部疾病(CLD)危害大,早期监测呼吸功能意义重大。研究人员利用新的肺部声音分析软件,对比 1 - 4 个月婴儿和 3 岁儿童肺部声音特征。结果显示婴儿肺部声音参数有特异性,且与年龄、性别等因素相关。这有助于早期诊断和治疗婴儿呼吸疾病。
在婴幼儿健康领域,新生儿慢性肺部疾病(CLD)就像一个隐藏在暗处的 “健康杀手”,威胁着那些低出生体重婴儿的长期健康。CLD 不仅会导致婴儿呼吸功能出现障碍,还可能影响他们的生长发育和神经发育。此外,它和早产一样,都是儿童肺功能持续下降以及哮喘发病的危险因素。正因如此,对婴儿进行早期呼吸功能评估和随访监测显得尤为重要。
过去,虽然肺部声音分析在评估幼儿和年龄更大人群的肺功能方面有一定应用,被认为安全且操作简单,但在早期婴儿领域却一直是个空白。随着人工智能(AI)技术的飞速发展,从呼吸声音中提取疾病相关信息的技术取得了显著进步。基于此背景,来自东海大学医学院(Tokai University School of Medicine)等机构的研究人员,如 Yoshifumi Murayama、Hiroyuki Mochizuki 等,开展了一项旨在探究早期婴儿肺部声音特征的研究,该研究成果发表在《European Journal of Pediatrics》上。
这项研究意义重大。通过深入了解早期婴儿肺部声音的特征,能够为早期诊断和治疗婴儿呼吸疾病提供有力支持,帮助医生更早地发现潜在的健康问题,及时采取干预措施,从而改善婴儿的健康状况。
研究人员在开展此项研究时,运用了多种关键技术方法。在样本选取上,纳入了在特定时间段内进行健康检查的 1 - 4 个月婴儿,以及部分 3 岁健康儿童的数据作对比,排除了有呼吸症状或严重疾病的婴儿。在肺部声音采集方面,使用商业肺部声音分析系统 LSA - 2020,在安静环境下收集呼吸声音超 10 秒 。分析时,借助自主研发的肺部声音分析软件,利用机器学习(ML)算法自动选取典型吸气声音并计算肺部声音参数。
下面来看具体的研究结果:
- 参与者情况:1 个月婴儿中,58 名婴儿的肺部声音成功分析,5 名因哭闹未成功;4 个月婴儿中,50 名在坐、卧两种姿势下完成分析,7 名因换姿势哭闹未完成。
- 1 - 4 个月婴儿肺部声音特征:1 个月婴儿的肺部声音参数,如PAP0与性别、身高有关,RPF75p和B4a/AT与出生体重相关 ;4 个月婴儿的肺部声音参数受多种因素影响较小,且坐、卧姿势对其肺部声音参数无明显影响。
- 1 - 4 个月婴儿与 3 岁儿童肺部声音参数比较:1 个月婴儿的PAP0、RPF50p和RPF75p显著高于 4 个月婴儿;1 - 4 个月婴儿的各项参数均高于 3 岁儿童。
- 1 - 4 个月婴儿与 3 岁儿童肺部声音频谱比较:1 - 4 个月婴儿肺部声音频谱曲线向高音区延伸,1.1kHz 附近高音区肺音功率增加,且与 3 岁儿童的频谱曲线形状差异明显 。
在研究结论和讨论部分,研究人员发现新软件分析得到的肺部声音参数证实了早期婴儿肺部声音的特异性。1 - 4 个月婴儿肺部声音频谱图中吸气音呈竖长矩形,与 3 岁儿童不同。年龄相关因素对肺部声音参数影响明显,这可能与肺部和胸壁的生长发育有关。不过,该研究也存在一些局限性,比如仅在单一焦点评估肺部声音,无法直接探究早期婴儿吸气时高音调声音的原因,且未充分考虑早期婴儿呼吸生理特点。但总体而言,这项研究为后续进一步研究早期婴儿呼吸疾病奠定了基础,未来还需更多研究来深入探索其中的机制,从而更好地服务于婴儿健康。