211service.com
Wyczuwanie ciśnienia mózgu bez operacji
Jedną z najważniejszych rzeczy do monitorowania u pacjentów, którzy doznali poważnego uderzenia w głowę lub poważnego krwotoku, jest ciśnienie w mózgu. Może to ujawnić wzrost objętości mózgu z powodu krwawienia, obrzęku lub innych czynników, które mogą uciskać i uszkadzać tkankę mózgową i głodzić narząd krwi. Wzrost ciśnienia ma również związek z innymi, mniej krytycznymi problemami neurologicznymi, takimi jak migreny i powtarzające się wstrząsy mózgu. Jednak obecne metody monitorowania ciśnienia śródczaszkowego są wysoce inwazyjne — neurochirurg wierci otwór w czaszce i wprowadza cewnik, co niesie ryzyko infekcji.
Pod presją: Naukowcy opracowali nieinwazyjny sposób oceny wysokiego poziomu ciśnienia w mózgu (jak widać na tym MRI), które często wynika z uszkodzenia mózgu.
Thomas Heldt , naukowiec z Research Laboratory of Electronics w MIT, oraz współpracownicy Faisal Kashif i George Verghese, również z MIT, mają nadzieję zmienić to dzięki nowej, nieinwazyjnej metodzie monitorowania ciśnienia wewnątrzczaszkowego. Chociaż technologia jest wciąż na wczesnym etapie rozwoju, wstępne badania danych od pacjentów w stanie śpiączki pokazują, że jest ona mniej więcej tak dokładna jak monitorowanie wewnątrzczaszkowe za pomocą cewnika i dokładniejsza niż inne, mniej inwazyjne opcje, które obejmują wprowadzenie cewnika do tkanki warstwy między wewnętrzną czaszką a mózgiem. Heldt przedstawił badania na Medyczne systemy elektroniczne nowej generacji warsztaty w MIT na początku tego miesiąca.
Gdybyśmy mieli sposób na określenie ciśnienia w terenie, nawet prostą heurystykę, na przykład, czy ciśnienie jest większe niż 20 mmHg (milimetry słupa rtęci – standardowa miara, przy której interweniują lekarze), byłoby to bardzo pomocne, mówi Rajiv Gupta , dyrektor laboratorium tomografii komputerowej o ultrawysokiej rozdzielczości w Massachusetts General Hospital w Bostonie. Na tym opiera się triage. Gupta nie był zaangażowany w badania.
Aby ocenić ciśnienie w sposób nieinwazyjny, zespół Heldta rozpoczął od stworzenia prostego modelu obwodu ciśnienia w mózgu, wykorzystując wiedzę na temat anatomii mózgu oraz tego, jak krew i płyn mózgowo-rdzeniowy przepływają przez narząd. Następnie opracowali algorytm do obliczania ciśnienia śródczaszkowego dla danego poziomu ciśnienia tętniczego krwi i przepływu krwi w mózgu. Tętnicze ciśnienie krwi można mierzyć za pomocą cewnika wprowadzonego do nadgarstka lub pośrednio za pomocą mankietu na palec, urządzenia podobnego do mankietu na ramię, ale które zapewnia ciągłe odczyty ciśnienia krwi. Nieinwazyjna technika ultradźwiękowa znana jako doppler przezczaszkowy może wykryć prędkość przepływu krwi w czaszce, która jest bezpośrednio związana z samym przepływem.
Naukowcy zwalidowali podejście, korzystając z wcześniej zebranych danych od 45 pacjentów w stanie śpiączki. Szacunek odpowiadał złotemu standardowi z odchyleniem od około ośmiu do dziewięciu mmHg. Inne metody pomiaru ciśnienia, takie jak cewniki umieszczane w przestrzeni między czaszką a tkanką mózgową, różnią się o 10 mmHg od czytania do czytania w tym samym mózgu.
Heldt mówi, że celem jest osiągnięcie dokładności w zakresie od czterech do pięciu mmHg, co umożliwi lekarzom rozróżnienie między bezpiecznym ciśnieniem – ciśnienie śródczaszkowe zdrowej osoby waha się od około siedmiu do 15 mmHg – a takim, które wymaga interwencji. Kiedy ciśnienie wzrasta do od 20 do 25 mmHg, lekarze starają się obniżyć je do bezpieczniejszego zakresu, wykonując czynności tak proste, jak posadzenie pacjenta w pozycji siedzącej, albo tak poważne, jak usunięcie kawałka czaszki w celu zmniejszenia ciśnienia.
Naukowcy niebawem rozpoczną nowy test technologii ze współpracownikami z Beth Israel Deaconess Medical Center w Bostonie, wykorzystując dane gromadzone w czasie rzeczywistym od pacjentów oddziału intensywnej terapii (OIOM). Mają nadzieję, że lepszej jakości dane poprawią dokładność pomiaru. (Poprzedni zestaw danych został zebrany ponad dekadę temu przy użyciu starszego sprzętu). Mają również nadzieję, że pokażą, że nieinwazyjna metoda pomiaru ciśnienia tętniczego sprawdzi się, podobnie jak monitorowanie dotętnicze.
Chociaż naukowcy początkowo koncentrują się na walidacji technologii u pacjentów OIOM, gdzie mogą porównać środek z cewnikami wewnątrzczaszkowymi, ich zdaniem największy potencjał narzędzia tkwi w badaniu pacjentów z łagodnym urazowym uszkodzeniem mózgu, nawracającą migreną i niektórymi zaburzeniami przedsionka.
Skumulowany efekt łagodnego uszkodzenia mózgu jest bardzo niepokojący zarówno dla sportowców, jak i wojskowych, biorąc pod uwagę coraz więcej dowodów na to, że powtarzające się uszkodzenia mogą mieć poważne, długoterminowe skutki. Heldt mówi, że w przypadku łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu nie wiemy, co robi ciśnienie wewnątrzczaszkowe. Ostatnie badania na szczurach wykazały, że narażenie na podmuch, który generuje falę ciśnienia, powoduje wzrost ciśnienia wewnątrzczaszkowego; im większy wybuch, tym większy wzrost ciśnienia. Docelowo naukowcy planują opracować zminiaturyzowane urządzenia, które można by umieścić na polu bitwy lub boisku sportowym.
Heldt dodaje, że jego zespół nie jest pierwszym, który próbuje ocenić ciśnienie wewnątrzczaszkowe na podstawie przepływu krwi tętniczej i mózgowej. Jednak poprzednie wysiłki wykorzystywały metody eksploracji danych lub uczenia maszynowego do stworzenia algorytmu. Takie podejścia wymagają bazy danych poprzednich środków. Jeśli nowy pacjent znacznie różni się od tych w bazie danych, algorytm zawodzi. Dzięki włączeniu prostej fizjologicznej wiedzy o mózgu, jego zespół mógłby stworzyć model, który nie wymaga żadnej wcześniejszej wiedzy o pacjencie ani nikim innym.