fNIRS pro poruchy vědomí

Funkční spektroskopie v blízké infračervené oblasti (fNIRS) je neinvazivní neurozobrazovací metoda, která měří změny v okysličeném (HbO) a deoxygenovaném hemoglobinu (HbR) v kortikální tkáni. Prostřednictvím neurovaskulárního párování (NVC) je nervová aktivita v specifických oblastech mozku spojena se zvýšenou metabolickou potřebou a lokalizovanými změnami v mozkovém průtoku krve, což vede k měřitelným posunům v koncentracích HbO a HbR. Tyto změny tvoří základ signálu závislého na hladině kyslíku v krvi (BOLD), měřeného při funkční magnetické rezonanci (fMRI), a optických signálů detekovaných pomocí fNIRS.

Hodnocení úrovně vědomí u pacientů s těžkým poškozením mozku zůstává klinickou výzvou. Standardní hodnocení u lůžka se primárně spoléhají na pozorovatelné chování, jako jsou pohyby očí, motorické reakce nebo verbální projevy. Když je toto chování narušeno poškozením mozku, pozorovatelné chování nemusí přesně reprezentovat zachované kognitivní funkce. Funkční neurozobrazovací studie prokázaly, že někteří jedinci s diagnostikovanými poruchami vědomí (DoC) mohou generovat mozkové reakce během kognitivních úkolů, i když chybí behaviorální odpovědi. Mnoho neurozobrazovacích metod, zejména fMRI, je však obtížné implementovat u kriticky nemocných pacientů, protože vyžadují specializovaná zařízení a transport pacienta mimo jednotku intenzivní péče. fNIRS poskytuje přenosnou metodu u lůžka pro měření hemodynamických odpovědí spojených s nervovou aktivitou, což ji činí potenciálně vhodnou pro použití na neurointenzivní péči.

Tato studie je neterapeutická observační pilotní studie navržená k vyhodnocení fNIRS signálových odpovědí a proveditelnosti implementace strukturovaného kognitivního paradigmatu během monitorování u lůžka. Studie je prováděna ve dvou fázích.

V první fázi je protokol implementován u zdravých dospělých účastníků, aby se charakterizovala velikost a konzistence fNIRS odpovědí během série senzorických a kognitivních paradigmat. Tyto údaje stanoví základní vzorce odpovědí a pomohou identifikovat podmínky úkolů, které produkují spolehlivé hemodynamické signály.

Ve druhé fázi je upravený protokol implementován u pacientů s DoC na neurointenzivní péči, aby se vyhodnotila proveditelnost a získala předběžná pozorování kortikálních hemodynamických odpovědí v této populaci.

Během fNIRS monitorování jsou účastníci vystaveni sérii paradigmat navržených k zapojení různých úrovní senzorického a kognitivního zpracování. Patří sem somatosenzorická stimulace, úlohy sluchového zpracování, sémantické jazykové zpracování, představy prostorové navigace a motorické představy. Úkoly jsou prezentovány v blokovém designu se střídajícími se obdobími úkolů a odpočinku, aby umožnily detekci hemodynamických změn spojených s nervovou aktivací.

Cílem této pilotní studie je zjistit, zda monitorování fNIRS u lůžka může produkovat spolehlivé hemodynamické signály během těchto paradigmat a zda lze protokol proveditelně implementovat v prostředí neuro-JIP. Zjištění z této studie poskytnou předběžná data pro informování budoucího výzkumu o objektivních metodách hodnocení mozkové aktivity u pacientů s DoC.