Multimodální monitorování cerebrální autoregulace po dětském poranění mozku

A. Pozadí a účel

Akutní neurologické poranění (ANI) je důležitou a častou příčinou mortality a morbidity v pediatrii, jako je traumatické poranění mozku (TBI), mrtvice a hypoxicko-ischemická encefalopatie (HIE). Pokroky byly učiněny v intenzivní péči o děti s ANI, což zlepšuje úmrtnost, ale přeživší často zůstávají s dlouhodobým neurologickým a neuropsychologickým postižením. Odhaduje se, že až 50–60 % dětí, které trpí těžkou TBI, bude trpět některými dlouhodobými neurologickými následky, jako jsou kognitivní, behaviorální, psychiatrické a psychologické defekty navzdory moderní pokročilé péči. Osoby, které přežily ANI, mohou také trpět snížením kvality jejich života a schopnosti účastnit se každodenních činností a jejich dlouhodobá péče může mít za následek značnou socioekonomickou zátěž. Mozek je vysoce metabolický orgán, který představuje 2 % celkové tělesné hmotnosti, ale spotřebovává 20 % kyslíku. Závislost mozku na vysoké rychlosti aerobního buněčného metabolismu vyžaduje nepřetržitý přísun kyslíku a glukózy. Tato velká energetická potřeba však také znamená, že mozkové buňky jsou zvláště náchylné ke zranění, když jsou živiny zbaveny i na velmi krátkou dobu. Dodávka cerebrálních energetických živin je vysoce řízený proces udržovaný prostřednictvím složitě vyváženého cerebrovaskulárního systému, který reguluje průtok krve mozkem (CBF) konstantní rychlostí, aby uspokojil požadavky tkáně. V nejjednodušším modelu je CBF úměrná tlakovému rozdílu v cerebrovaskulárním systému a je nepřímo úměrná cerebrální vaskulární rezistenci (CVR). Hnací tlakový diferenciál neboli cerebrální perfuzní tlak (CPP) představuje rozdíl vaskulárního tlaku v mozkové tkáni, vyjádřený jako střední arteriální tlak (MAP) mínus intrakraniální tlak (ICP).

V normálních fyziologických stavech je CBF do značné míry nezávislý na CPP v širokém rozsahu tlaku změnou CVR, což je proces známý jako cerebrální autoregulace (CA). Mozková autoregulace je řízena komplexní souhrou neurogenních, metabolických a myogenních mechanismů. Během CA se arterioly v mozku rozšiřují (snižuje se odpor) nebo se zužují (zvyšuje se odpor), přičemž se udržuje adekvátní CBF, aby byly splněny metabolické požadavky tkání (obrázek 1). Po ANI mohou být narušeny endogenní autoregulační mechanismy, což predisponuje zranitelnou tkáň k ischemii nebo vazogennímu edému. V normálním stavu CA udržuje konstantní CBF v širokém rozsahu perfuzních tlaků, ale se ztrátou CA se CBF stává lineárním s perfuzním tlakem, takže jakékoli snížení CPP nebo MAP způsobí odpovídající pokles průtoku krve. Po těžké TBI, srdeční zástavě nebo spontánním intrakraniálním krvácení mohou děti trpět kombinací cerebrálních a systémových patofyziologických změn, jako je hypotenze, šok, mozkový edém, zvýšený intrakraniální tlak, akutní krevní ztráta anémie a respirační selhání. Biologický systém CA je proto klinicky důležitým mechanismem, který funguje jako ochrana proti mozkové hypoperfuzi nebo hyperperfuzi během patofyziologických změn, které se běžně vyskytují u neurokritických onemocnění, kdy pacienti mohou mít rychlé změny krevního tlaku, intrakraniálního tlaku nebo systémové dodávky kyslíku.

Průtok krve mozkem se v klinické praxi neměří přímo u lůžka, proto se v klinické praxi používá buď CPP (pokud se měří ICP), nebo MAP, aby se zaměřily na cíl založený na věku. Tento přístup má však několik omezení, 1) optimální práh MAP/CPP je neznámý u dětí napříč věkovými skupinami, 2) optimální hodnota MAP/CPP se velmi pravděpodobně nejen odráží na cíli založeném na věku, ale bude vysoce závisí na individuálním pacientovi a faktorech typu poranění a 3) v důsledku této nejistoty existuje široká klinická variabilita, jakou hodnotu si poskytovatelé lékařské péče vybírají, aby se zaměřili na MAP/CPP po ANI. Navíc, protože autoregulace je kontinuální spektrum závislé na adaptivní odezvě CVR na regulaci průtoku, poruchy se mohou v průběhu času měnit a mohou se také lišit u stejného pacienta s různým stupněm fyziologické poruchy. Protože se CBF v klinické praxi neměří, skutečná schopnost pacienta udržet si adekvátní CBF při daném MAP/CPP se předpokládá, ale není známa. Spoléhání se na samotný perfuzní tlak nedokáže vysvětlit změny v CA, ke kterým dochází po poranění mozku, což brání lékaři ve schopnosti určit, zda je CBF adekvátní pro splnění metabolických potřeb při daném MAP/CPP.

Objevují se studie podporující teorii, že narušená CA je důležitým faktorem v ANI. U dospělých jsou postižení CA spojena s horším výsledkem a bylo prokázáno, že k nim dochází po širokém spektru neurologických poranění, včetně TBI, HIE, subarachnoidálního krvácení a mrtvice.

Podobné zprávy o špatných výsledcích po pediatrické TBI a neonatální a pediatrické HIE s byly zjištěny zhoršené u pacientů s poruchou CA. Stále však existují významné mezery ve znalostech v našem současném chápání toho, jak měřit CA, kteří pacienti jsou ohroženi poruchou CA, pokud jsou změny v CA spojeny s horšími dlouhodobými funkčními výsledky, a co je důležité, jak mohou vyšetřovatelé použít data z pacientových Stav CA pro optimalizaci našeho řízení JIP pro zlepšení výsledků. Současné možnosti léčby u dětí po těžké TBI a intrakraniálním krvácení mohou zahrnovat použití invazivního ICP monitoru a arteriální linky pro kontinuální měření arteriálního krevního tlaku (ABP) a CPP, ale tato zařízení sama o sobě neposkytují informace o stavu cerebrovaskulárního systému. . Naše studie si klade za cíl využít dvou nových neinvazivních metod hodnocení dynamické autoregulace k popisu incidence a časového profilu poruch CA během akutní fáze po ANI u dětí se začleněním klinických dat poskytovaných současnými stávajícími monitorovacími zařízeními pacienta. Vyšetřovatelé se také zaměřují na prozkoumání souvislosti mezi poruchou CA a krátkodobým a dlouhodobým funkčním neurologickým výsledkem. Tento návrh výzkumu se pokouší řešit některé z našich mezer ve znalostech při určování poruch CA a optimálních cílů MAP/CPP pro děti po ANI. Vyšetřovatelé doufají, že tato studie zlepší naše chápání poruch CA, ke kterým dochází po ANI, a data získaná z této studie povedou ke klinicky užitečným nástrojům zahrnujícím hodnocení CA u lůžka ke zlepšení péče o pacienty s pediatrickou neurokritickou péčí.

Metody hodnocení dynamické cerebrální autoregulace Již dříve byly studovány různé metody pro hodnocení CA av současné době neexistuje žádná všeobecně přijímaná metoda pro hodnocení integrity cerebrálního autoregulačního neurovaskulárního systému. Měření CA byla popsána z hlediska statického nebo dynamického procesu. Statická CA se vztahuje k čisté změně CBF po manipulaci s ABP za podmínek ustáleného stavu, typicky s léky, které buď zvyšují nebo snižují krevní tlak. V této metodě, pokud CBF zůstal konstantní se změnami v ABP, autoregulace je považována za neporušenou. Dynamická CA popisuje rychlé mechanismy, které umožňují obnovení průtoku krve po rychlých změnách ABP, ke kterým obvykle dochází po delší dobu. Tradiční metody pro studium CA využívají techniky, jako je podávání vazopresorů, dřepový manévr, komprese karotidy a vyfukování stehenních manžet k vyvolání velké fluktuace krevního tlaku k měření odpovědi CBF. Tyto manévry však závisí na spolupráci pacienta a mohou být nevhodné v případech neurokritického onemocnění. V posledním desetiletí byly učiněny pokroky ve vývoji nových metod pro hodnocení odezvy dynamické cerebrální autoregulace (dCA) kvantifikací vzájemné korelace mezi spontánními oscilacemi v MAP a CPP a odpovídajícími oscilacemi v CBF nebo oxygenaci na rozdíl od experimentálně vyvolaných změn. Zatímco spontánní oscilace v ABP a CBFv jsou známé již mnoho let, funkce těchto oscilací zůstává neznámá. Předpokládá se, že vznikají jako autonomní reakce generované v mozkovém kmeni a periferních baroreceptorech. Reakce cerebrálních arteriol na změny ABP nemusí být dostatečně rychlá, aby působila proti vysokofrekvenčním změnám, a proto se fluktuace na těchto frekvencích přenášejí nemodifikované do cerebrální cirkulace. Oproti tomu pomalejším frekvenčním oscilacím (0,02 Hz až 0,2 Hz lze čelit mozkovými arterioly, aby byl zachován konstantní průtok. Předpokládá se, že CA v těchto obdobích nízké frekvence nebo pomalých vln funguje jako systém změn v ABP. Analýza přenosových funkcí a analýza vlnkové koherence jsou matematické modely umožňující současnou analýzu vstupu a výstupu CA v širokém rozsahu fyziologicky relevantních oscilačních frekvencí CA. Měření jsou interpretována na základě konceptu, že dCA bude pracovat na minimalizaci vlivu spontánních oscilací v MAP na CBFv. Bez funkční odezvy CA by každá spontánní oscilace v MAP byla spojena s podobnou oscilací v CBFv, pokud jde o velikost, trvání a frekvenci. Vyšetřovatelé zkombinují dvě neinvazivní techniky ke zkoumání dočasného vztahu dCA po ANI pomocí spontánních fluktuací MAP nebo CPP pacienta jako vstupu a CBFv nebo regionální oxygenace mozku jako výstupu. Důležité je, že dvě metody, které budou vyšetřovatelé zkoumat, využívají spontánní fluktuace fyziologických křivek pacienta. To eliminuje požadavek na experimentální manipulaci s krevním tlakem, která může představovat určité riziko pro pacienta. V první metodě bude provedeno 30minutové transkraniální dopplerovské (TCD) sonografické vyšetření za účelem analýzy analýzy přenosové funkce (TFA) spontánních oscilací MAP/CPP a CBFv ve dnech 1-10 po poranění. Ve druhé metodě budou vyšetřovatelé zkoumat změny dCA, ke kterým dochází nepřetržitě během prvních 7-10 dnů po poranění, pomocí nestacionárního modelu analýzy koherence vlnek mezi MAP/CPP a saturací mozkové tkáně kyslíkem. V obou modelech budou vyšetřovatelé používat hodnoty MAP/CPP měřené z trvalé arteriální linie umístěné jako součást standardní lékařské péče.

Analýza přenosových funkcí (TFA) Analýza přenosových funkcí je matematický model k popisu spontánních fluktuací MAP a rychlosti průtoku krve mozkem (CBFv), který může analyzovat statické i dynamické složky CA. V časové doméně se získají průměrné hodnoty ABP a CBFv pro každý srdeční cyklus a algoritmus spektrální analýzy Fast Fourier Transform je použit k získání spektrálních odhadů ve frekvenční doméně použité k výpočtu koherence, zisku a fáze k popisu účinnosti a latence. frekvenční odezva CA na velmi nízké úrovni (VLF: 0,02-0,07 Hz), nízké (LF: 0,07-0,20 Hz) a vysoké (HF: 0,20-0,50 Hz) frekvenční rozsahy. Analýza je založena na předpokladu, že autoregulace funguje ve "stacionárním" lineárním systému s MAP považovaným za vstup a CBFv za výstup. Analýza bude prováděna v období stability pacienta, kdy nebudou prováděny žádné akutní intervence. Nastavení sběru dat a následná analýza pro TFA bude v souladu s bílou knihou mezinárodní sítě pro výzkum autoregulace mozku. Kontrolní skupina pacientů bude zařazena jako součást této studie s arteriálními liniemi, ale bez neurologického poškození a bude jim provedena CBFv a TFA, která slouží jako srovnávací skupina.

Wavelet Coherence Analysis (WCA) Near-infrared spectroscopy (NIRS) je neinvazivní metoda elektrody emitující světlo k měření regionálního okysličení tkání. Sondy citlivé na absorpci světla okysličeným hemoglobinem (HbO2) a deoxygenovaným hemoglobinem (Hb) lze umístit přímo na kůži čela pro měření saturace mozkové tkáně kyslíkem (SctO2) nebo diferenciální koncentrace hemoglobinu (HbD = HbO2 - Hb). SctO2 se používá jako neinvazivní metoda k měření změn v regionální mozkové perfuzi nebo průtoku krve k posouzení CA. Spontánní oscilace v CBF lze tedy odhadnout na základě změn hodnot SctO2 v průběhu času a analyzovat proti změnám v MAP. Předchozí studie používaly lineární korelační koeficient k analýze vztahu mezi SctO2 a MAP ve studiích u dospělých a dětských pacientů k hodnocení dCA po kardiochirurgickém výkonu, subarachnoidálním krvácení a TBI. Tyto dřívější analytické metody jsou založeny na předpokladu získání měření ve stacionárním systému, jinými slovy neurovaskulární a systémová hemodynamika se v průběhu času nemění. Ve skutečnosti vědci vědí, že krevní tlak a mozkové faktory, jako je ICP a krevní tlak, jsou nestacionární a často se mění, zejména v časných hodinách a dnech po kritickém onemocnění. Analýza koherence vlnek předpokládá nestacionární systém a může být schopna lépe charakterizovat poruchy dCA v kontinuálně se pohybujícím systému během fyziologických změn v reálném čase, ke kterým dochází při extrémních zátěžích systému, které nebyly testovány předchozími metodami. Analýza koherence vlnek lze také použít ke kvantifikaci dynamického vztahu mezi MAP a SctO2 v mnohem delších časových rámcích ve srovnání s analýzou založenou na TCD. Podobně jako u TFA využívá vlnková koherence fázi, zesílení a koherenci k určení vztahu mezi dvěma hodnotami tvaru vlny MAP/CPP a SctO2. Použití SctO2 na bázi NIRS k měření změn v CBF má výhody v tom, že jde o stabilní senzor nepodléhající pohybovým poruchám, neinvazivní rutinní monitor na jednotce intenzivní péče a metodu, která nevyžaduje žádné specializované školení a je vhodná pro dlouhodobé používání. nepřetržité sledování. Kontrolní skupina pacientů bude zařazena jako součást této studie bez neurologického poškození, ale s arteriálními liniemi a monitorováním NIRS, aby sloužila jako srovnávací skupina, přičemž byla provedena analýza koherence vlnek MAP a SctO2 po dobu 72 hodin.

B. Studijní cíle

Cíl 1: Využití analýzy přenosové funkce k analýze cerebrálního autoregulačního zisku a fázových hodnot napříč velmi nízkými (VLF: 0,02-0,07 Hz), nízké (LF: 0,07-0,20 Hz) a vysoké (HF: 0,20-0,50 Hz) frekvenční rozsahy MAP/CPP a CBFv po akutním poranění mozku ve dnech 1-10 po poranění.

Cíl 2: Využití vlnkové koherenční analýzy k analýze koherenčních hodnot kontinuálně měřených MAP/CPP a regionální cerebrální saturace oxygenace napříč doménami času a období během dnů po poranění 1-10 dnů u pacientů s poraněním mozku.

Cíl 3: Zhodnotit funkční výsledek mezi pacienty, kteří vykazují narušenou autoregulaci mozku pomocí propuštění z nemocnice, 3 a 6 měsíců po neurologických měřeních po poranění.

C. Návrh studie

C.1 Stručné shrnutí projektu V této studii výzkumníci použijí dvě neinvazivní metody ke zkoumání časových změn dynamické CA provedením křížové korelační analýzy spontánních fluktuací MAP/CPP s rychlostí průtoku krve mozkem a oblastmi cerebrálního regionálního okysličení. vyšetřovat poruchy CA po akutním dětském akutním neurologickém poranění. V první metodě budou vyšetřovatelé používat analýzu přenosových funkcí křivek CBFv založených na MAP/CPP a TCD k měření zisku a fáze komponent CA ve dnech 1, 2, 3, 5, 7 a 10 po poranění. Tento model předpokládá stacionární systém, který se provádí po dobu 30 minut během období stability pacienta. Ve druhé metodě výzkumníci využijí vlnkovou koherenční analýzu MAP/CPP a saturace tkání kyslíkem na bázi NIRS (StO2) a změří kontinuální a dynamické změny CA vyskytující se v širokém rozsahu fyziologických proměnných pacienta během prvních 7-10 dny po zranění. Tento model umožňuje měření CA za předpokladu nestacionárního systému, který přesněji odráží aktuální patofyziologické a biologické poruchy, ke kterým dochází u pacientů během prvních dnů po neurokritickém poranění. Pro srovnání s normálními hodnotami CA použijí vyšetřovatelé kontrolní skupinu pacientů bez neurologického poškození, kteří jsou již intubováni a sedováni podle standardní péče. Studijní a kontrolní skupina budou mít arteriální linie umístěny jako součást jejich standardní péče pro měření MAP pro analýzu studie. Primární analýzy budou provedeny pomocí dvou matematických modelů spontánních oscilací ve fyziologických křivkách s použitím kontinuálního MAP/CPP jako vstupu CA a CBFv (TFA) nebo cerebrální regionální oxygenace (koherence vlnění) jako výstupu CA. Vyšetřovatelé budou také měřit dopad, který má CA na funkční výsledky, měřením pediatrických neurologických funkčních a invalidních škál při propuštění z nemocnice, 3, 6 a 12 měsíců. Rozšíření našich znalostí o časových změnách, ke kterým dochází u CA během počátečních kritických fází poranění mozku, povede k lepšímu pochopení toho, jak mozek reguluje průtok po poranění, čímž se zabrání sekundární ischemii, a pomůže vyvinout fyziologické cíle specifické pro pacienta pro MAP nebo CPP. optimalizovat CBF zohlednění heterogenity a individuálních rozdílů u pacientů zlepšujících neurologické výsledky.

C.2 Popis infrastruktury Všichni pacienti studie budou zapsáni v Dětském lékařském centru Dallas. Sběr dat bude probíhat prostřednictvím papírových formulářů kazuistik, kontroly elektronické zdravotní dokumentace a přímého stahování dat subjektu z monitoru Phillips Intellivue u lůžka. Dr. Miles (PI) je odborným asistentem pediatrie na UTSW Medical Center a od roku 2005 navštěvuje pediatrickou jednotku intenzivní péče (PICU). Dr. Miles bude poskytovat přímý dohled nad výzkumnou studií a má zkušenosti jak s technikami TCD, tak s prováděním klinických studií na PICU. Dr. Miles má v současné době k dispozici následující výzkumné vybavení získané pro tuto studii, 1) specializovanou přenosnou pracovní stanici s osobním počítačem, displejem a DWL transkraniálním dopplerovým zařízením pro měření rychlostí CBF a současné stahování MAP a CBFv pomocí softwaru Medicollector, 2) další PC a menší pracovní stanice pro kontinuální data NIRS pro kontinuální sběr dat monitoru Phillips se softwarem Medicollector a 3) dvě speciálně navržené sady pediatrických nástavců s přenosnými TCD sondami pro měření 30minutového kontinuálního tvaru vlny TCD. Waveletová koherenční analýza CA bude provedena ve spolupráci s Dr. Fenghua Tian Ph.D, členem fakulty na katedře bioinženýrství na University of Texas v Arlingtonu. Výzkumná odbornost Dr. Tiana zahrnuje použití NIRS a neinvazivních metod k měření CA a několik publikací využívajících vlnkovou koherenci zkoumající CA u novorozenců po HIE a dětí, které dostávají mimotělní podporu. Dr. Tian také poskytne statistickou analytickou podporu. Analýza přenosových funkcí CA bude provedena ve spolupráci s Dr. Sushmitou Purkayasthou, odborným asistentem na katedře aplikované fyziologie a managementu zdraví na Southern Methodist University. Laboratoř Dr. Purkayasthy zkoumá souvislost mezi klinickými příznaky mírného traumatického poranění mozku a regulací mozkového průtoku krve. V současné době používá podobné metody TFA ke studiu změn v CA po otřesu u vysokoškolských sportovců a publikovala výsledky u pacientů s mrtvicí a abnormalitami bílé hmoty. Laurence Ryan Ph.D. poskytne podporu počítačového inženýrství a statistickou analýzu vytvořením vlastního softwarového kódu MatLab (Mathowrks, Natick, MA) pro zpracování signálů z křivek CBFv a MAP dat do TFA frekvenčních grafů.

C.3 Opatření studie Míry studie pro cíl 1 budou průměrné odhady zisku přenosové funkce (cm/s/mmHg), fáze (radiány) a koherence pro velmi nízké (VLF: 0,02-0,07). Hz), nízké (LF: 0,07-0,20 Hz) a vysoké (HF: 0,20-0,50 Hz) frekvenční rozsahy vypočtené ze spontánních oscilací MAP a CBFv. Měřítka studie pro měření cíle 2 zahrnují výpočet druhé mocniny koherence příčných vln (R2) v rozmezí 0-1, což představuje významnost korelací ve spontánních oscilacích v hodnotách MAP a SctO2 během prvních 7-10 dnů poranění. V tomto modelu hodnota R2 1 představuje narušenou autoregulační korelaci, kde změny MAP významně korelují se změnami v okysličení mozku. Nevýznamná hodnota by naznačovala, že spontánní fluktuace SctO2 do značné míry nesouvisí se změnami MAP. Pro významnost bude použita kvadratická prahová hodnota koherence křížových vln > 0,7 a bude vykreslena napříč dobou monitorování pacienta (osa X) a frekvencí nebo periodou (osa Y). V tomto modelu jsou měřeny oscilace s mnohem nižší frekvencí než u TFA pro analýzu v rozsahu od 30 minut do 256 minut. Pro každého pacienta bude měřeno procento celkové doby monitorování s významnou koherencí MAP s křížovou vlnou a SctO2.

C.4 Časová osa studia Studijní aktivity budou pokračovat po dobu 3 let nebo po dosažení cílového počtu 35 subjektů. Na základě historických čísel každoročních přijetí pro těžkou TBI, mrtvici a HIE mechanismy na PICU by vyšetřovatelé očekávali dosažení cíle studie v časovém rámci studie s mírou odmítnutí souhlasu/zmeškané způsobilosti 20–40 %. Vzhledem k neinvazivní a pozorovací povaze studie výzkumníci doufají, že míra souhlasu bude pro tuto studii vysoká. Zahrnutí dětí s různými typy akutního neurologického poranění by také mělo přispět k dosažení cílového počtu v časovém rámci studie. Neurologické sledování bude pokračovat 12 měsíců po propuštění z nemocnice od posledního zařazeného pacienta.

D. Studijní postupy

D1. Pracovníci týmu studie transkraniální dopplerovské sonografie provedou transkraniální dopplerovskou (TCD) sonografii 1., 2., 3., 5., 7. a 10. den po poranění, aby insonovali střední, maximální a diastolickou rychlost průtoku pravé a levé střední mozkové tepny (cm/s ) přes okno spánkové kosti. TCD využívá ultrazvukové vlny k měření rychlosti pohybu krve v intrakraniálních krevních cévách. Vzhledem k tomu, že rychlost průtoku krve a akvizice signálu cévy je velmi citlivá na pohyb sondy, bude pro účely nepřetržitého monitorování používána pediatrická hlavice s pevnou sondou (LAM-Rack nebo Elastic Headband, DWL, Německo). Tato čelenka používá buď pevný kovový rám nebo měkké silikonové pásky k upevnění sond TCD k povrchu lebky po získání signálu cévy. Čelenka má měkké pěnové nástavce a neměla by způsobovat nepohodlí. Změří se obvod hlavy a pomocí standardních 10 mm vlevo a vpravo od střední osy bude nejprve pomocí ruční sondy identifikována bifurkace střední mozkové tepny/přední mozkové tepny (MCA/ACA), kde bude nejprve vyznačena optimální poloha insonace v optimálním pozice s ostrým plstěným perem na kůži. To umožní rychlejší a konzistentnější umístění s pevnou hlavicí pro následná měření. Vyšetřovatelé použijí střední MCA nebo nejoptimálnější signál pro každého pacienta, ale pro opakovaná měření bude použita stejná hloubka cévy MCA. Tento postup vyžaduje 20–30 minut nepřetržitého měření TCD a koexistující křivky MAP ze zavedeného invazivního arteriálního vedení připojeného k monitoru péče o pacienta Phillips Intellivue. Hodnoty budou shromažďovány během období stability pacienta, kdy nejsou prováděny žádné akutní lékařské zásahy nebo změny ventilátoru. Hodnoty arteriálního krevního tlaku budou měřeny z invazivního snímače arteriálního tlaku, který je již umístěn pro klinické monitorování krevního tlaku. Měření TCD budou prováděna na vyhrazeném stroji TCD (Doppler-BoxTM, Compumedics DWL, Německo) nainstalovaném se zobrazovacím softwarem QL a možností výstupu analogového signálu TCD. Speciálně navržená přenosná počítačová pracovní stanice ve stylu vozíku sestávající z Dopplerova boxu, PC laptopu a stolního počítače a 22palcového monitoru je určena pro použití ve výzkumných studiích a lze ji snadno přesunout do kterékoli místnosti na jednotce intenzivní péče pro monitorování u lůžka. Zatímco za více než 20 let zkušeností s používáním TCD při aplikaci neurosonografie nebyly hlášeny žádné nežádoucí účinky, pacienti ve studii mohou zaznamenat určitou stimulaci umístěním hlavice a sondy. Vyšetřovatelé se to pokusí co nejvíce minimalizovat, pokud fyziologický stav pacienta netoleruje ani mírné pohyby s umístěním hlavičky, vyšetřovatelé zákrok zastaví.

D2. Near Infrared Spectroscopy Cerebrální regionální oxymetrie Data pro vlnkovou koherenci budou shromažďována nepřetržitě po dobu prvních 7–10 dnů přijetí pomocí kombinovaných monitorovacích zařízení NIRS/MAP. Analýza změn SctO2 s fluktuací MAP/CPP kontinuálně pomocí vlnkové koherence během prvních 7-10 dnů je důležitá, protože odhalí dynamické změny v CA, ke kterým dochází během skutečných patofyziologických poruch na hranici cílových hodnot u neurokritických onemocnění, jako např. období nízkého MAP/CPP nebo zvýšeného intrakraniálního tlaku ICP (ICP). Hodnoty cerebrální oxymetrie budou shromažďovány při 1 Hz z monitoru NIRS (Medtronic, INVOS 5100C Cerebral Oximetry, Minneapolis, MN). Samolepicí jednorázový senzor NIRS bude umístěn na čisté a suché místo na pravé/levé nebo bilaterální čelo nad obočím a pod linii vlasů a mimo jakoukoli poškozenou tkáň, sagitální sinus nebo čelní extraaxiální krvácení pod senzorem . Kůže kolem senzoru bude kontrolována dvakrát denně a senzory budou chráněny před silným světlem a vlhkostí. Senzory budou odstraněny, pokud pacient podstupuje magnetickou rezonanci, ale nikoli, pokud má CT mozku. Pokud bude mít pacient NIRS jako součást své standardní lékařské péče, zkoušející budou souhlasit se sběrem hodnot SctO2, které jsou používány klinickým týmem po dobu až 10 dnů nebo tak dlouho, dokud bude monitor na místě. U pacientů, kde monitorování NIRS není standardním zařízením péče, poskytne senzor a monitor NIRS tým studie a hodnota SctO2 bude během studijních postupů pokryta na displeji. Lékařský tým bude zaslepený vůči jakýmkoli hodnotám TCD a/nebo SctO2, pokud jsou shromážděny pouze pro účely výzkumu. Obrazovka je chráněna heslem a bez hesla pro odemknutí displeje spořiče obrazovky nebudou streamovaná data k dispozici pro zobrazení zaměstnancům nebo rodině.

D3. Hodnocení neurologického výsledku Neurologické výsledky budou hodnoceny při propuštění z nemocnice, 3, 6 a 12 měsíců po zranění. Pro kategorie neurologických funkčních výsledků bude použita 8-bodová Glasgow Outcome Scale Extended-Pediatrics (GOSEP). Skóre GOSEP 1 = normální, 2 = lehké postižení, 3 = horní střední postižení nebo 4 = nižší střední postižení je klasifikováno jako příznivý výsledek. GOSEP skóre 5 = horní těžké postižení, 6 = nižší těžké postižení, 7 = vegetativní stav nebo 8 = smrt byla klasifikována je nepříznivý výsledek. GOSEP bude veden členem studie prostřednictvím 10minutového rozhovoru s rodičem/zákonným zástupcem po telefonu. Neuropsychologické výsledky budou také měřeny pomocí Pediatric Evaluation of Disability Inventory Computer Adaptive Test (PEDI-CAT), což je ověřený nástroj pro měření oblastí každodenních činností, mobility, sociálních/kognitivních funkcí a odpovědnosti od narození do 18 let. PEDI-CAT je počítačový program, který bude veden po telefonu, přičemž tazatel bude číst otázky a zadávat neidentifikované odpovědi do webového programu pro analýzu a zprávu.