The Vulnerable Brain and Very Preterm Infants - Findings from the PIPARI-Study

Preterm birth is a risk for normal brain development. Brain maturation that normally happens in the uterus is in very preterm infants a developmental challenge during their stay in a neonatal intensive care unit (NICU). Typical brain injuries of preterm infants include ischemic injuries, brain haemorrhages, ventricular dilatation (VD), and reduced brain volumes. Brain injury is a serious complication of prematurity leading to possible long term consequences for the neurodevelopment of the very low birth weight (VLBW) infant, such as cerebral palsy (CP), hearing impairments, vision problems, and delay in cognitive development.There is a need for further studies to ascertain the potential risk factors and their causal relationships to brain vulnerability, growth and development in the increasing number of surviving VLBW infants. This thesis consists of four studies evaluating the definitions, causes and consequences of brain lesions in VLBW(<1500g) or very low gestationalage (VLGA) (gestational age <32 gestational weeks) infants. We showed that the redistribution of fetal blood flow is a risk factor for smaller brain volumes at term. In addition,we showed that brain lesions related to prematurity are not associated with increased spontaneous crying behaviour or circadian rhythm development in infancy. However, the preterm infants began to fuss more often and were held more than term infants at five months of age. Furthermore, we showed that VD is associated with brain lesions and smaller brain volumes. Therefore, brain magneticresonance imaging can be recommended for infants with VD. VD together with other brain pathology is a risk factor for the onset of developmental impairments in VLBW/VLGA infants at two years of age.

Ennenaikainen syntymä on riski aivojen normaalille kehitykselle. Pikkukeskosilla aivojen tärkeitä kehitysvaiheita tapahtuu tehohoidon aikana kohdun ulkopuolella. Pikkukeskosen tyypillisiin aivokomplikaatioihin kuuluvat aivoverenvuodot, hapenpuutteen aiheuttamat vauriot, aivojen sivukammioiden laajentuminen ja aivoaineksen tilavuuksien pieneneminen. Aivovaurio on vakava keskosuuden komplikaatio, koska se voi johtaa pitkäaikaisiin kehityksen ongelmiin, kuten esimerkiksi CP-vammaisuuteen, kuulon tai näön ongelmiin tai älyllisen kehityksen viiveeseen. Koska yhä useampi pikkukeskonen jää henkiin ennenaikaisuudesta huolimatta, on tärkeä tutkia mahdollisia ris¬kitekijöitä pikkukeskosen aivojen vaurioitumiselle. Tämän väitöskirjan neljä osatyötä käsittelivät aivojen kuvantamistutkimuksissa todetun aivovaurion luokittelua, mahdollisia syitä aivovauriolle ja aivojen vaurioitumi¬sen seurauksia pikkukeskosen (<1500g / <32 raskausviikkoa syntyessä) kehitykselle. Tutkimuksemme osoitti, että sikiön verenkierron uudelleenjakautuminen hapenpuutteen seurauksena aiheuttaa riskin aivojen kasvulle. Osoitimme myös, ettei aivovaurio lisää spontaanin kokonaisitkun määrää tai vaikuta vuorokausirytmin kehittymiseen pikkukeskosilla imeväisiässä. Keskoset aloittivat täysiaikaisia lapsia useammin kitinäjakson viiden kuukauden korjatussa iässä ja heitä pidettiin sen seurauksena enemmän sylissä kuin täysiaikaisia verrokkeja. Lisäksi osoitimme, että keskosilla, joilla aivojen sivukammiot ovat laajentuneet, on usein muitakin poikkeavia aivolöydöksiä ja pienemmät aivojen kokonais- ja osatilavuudet lasketussa ajassa. Mikäli aivojen sivukammiot ovat poikkeavasti laajentuneet ultraäänitutkimuksessa lasketussa ajassa, voidaan tulostemme perusteella suositella aivojen magneettitutkimusta mahdollisten lisälöydösten varmentamiseksi. Aivojen sivukammioiden laajentuminen yhdessä muun aivovaurion kanssa liittyi suurentuneeseen riskiin kehityksen ongelmille kahden vuoden korjatussa iässä pikkukeskosilla.