美国马里兰州巴尔的摩约翰•霍普金斯大学儿科系的 Strouse 医生等描述了 120 名 6～60 月龄儿童脑组织氧合（tSO2）情况，并发表在 JAMA Pediatrics 杂志上。
脑血管循环是人体循环的特殊组成部分，正常的脑血管循环是保证脑代谢及维持颅内压的重要条件。脑血流量受脑灌注压的调节，正常情况下，0～5 岁儿童的脑灌注压应维持在 40 mmHg 以上， 6～17 岁儿童应维持在 50 mmHg 以上。
脑血流量还与红细胞压积成反比，当氧分压下降到 50 mmHg 以下时，可刺激中脑动脉、微动脉的血管细胞，产生 NO，促进血管舒张。当 CO2 分压增高时，胞外氢离子可刺激血管平滑肌，使脑血流量增加。如果脑血流量不足，机体会增加氧摄入，以避免缺氧对脑组织造成的不可逆损伤。
贫血患者，其红细胞压积下降，脑血流量会代偿性增加。贫血还会降低血管对高碳酸血症的反应性。严重的贫血会导致代偿性脑充血（患有疟疾的儿童代偿反应迟钝），但仍不足以维持脑所需的供氧量。
纳入该研究的患儿血红蛋白浓度 < 5 g/dL，血乳酸水平 > 45 mg/dL，其中 73% 患有疟疾，21% 患有镰状细胞贫血，同时伴有心动过速和呼吸急促，但无低血压症状。32 名儿童（17 名患有镰状细胞贫血，15 名患有疟疾）脑 tSO2 显著下降（<65%），49 名儿童脑 tSO2 轻度下降（65%～75%）。
给予所有儿童输红细胞，10 mL/kg，持续 120 min，用近红外光谱监测儿童的脑 tSO2，其中 37% 儿童接受二次输血。输血后，大部分儿童脑 tSO2 水平升高，尤其是初始值比较低的儿童，增加幅度比较大。但是，仍有 21% 的儿童在输血后，脑 tSO2 仍低于正常水平。
在镰状细胞贫血的儿童和成人中，低脑 tSO2 是一个比较常见的现象，但低脑 tSO2 对儿童中枢神经系统的影响尚不明确。有研究表明，镰状细胞贫血患者的脑 tSO2 水平较健康人群或其他类型贫血患者低，且仅有部分可通过输血改善。
调查研究发现，脑 tSO2 水平偏低（<65%）的儿童中，75% 患有镰状细胞贫血，35% 同时患有 β 镰刀形细胞和地中海贫血。经过输血治疗的患儿中，仍有 60% 脑 tSO2 低于正常水平（<65%）。
严重的贫血会导致急性脑缺血，可能是脑血流灌注无法满足脑代谢需求。镰状细胞贫血的患儿中（平均血红蛋白浓度 < 5.5 g/dL），有 18% 发生了急性脑缺血。急性脑缺血会导致儿童认知功能障碍，另外严重贫血会影响儿童脑发育，进而影响儿童认知功能发育。
这项研究表明，严重贫血的患儿会出现脑供血不足，且能通过输血改善。未来，需要有更多的研究来进一步证实脑组织氧和脑局部缺血与认知发育的关系。此外，应更深入地了解镰状细胞贫血、疟疾与严重贫血间的关系。脑血氧仪可能成为未来知道贫血患者进行输血治疗的一个指标。
