Vícekanálová časově rozlišená funkční blízko infračervená spektroskopie pro prevenci perioperačních poranění mozku

Perioperační cévní mozková příhoda je významnou komplikací po operaci. Skrytá mozková příhoda se bohužel vyskytuje u jednoho ze čtrnácti starších pacientů po nekardiálních operacích a je spojena se zvýšeným rizikem dlouhodobého poklesu kognitivních funkcí. Dále je perioperační zjevná cévní mozková příhoda spojena s 8násobným zvýšením perioperační mortality, prodlouženou délkou hospitalizace a sníženou kvalitou života. U operace ramene provedené v poloze na plážovém křesle může v důsledku systémové hypotenze a snížení mozkového perfuzního tlaku dojít až u 80 % pacientů k cerebrálním desaturačním příhodám a poruše mozkové autoregulace. Většina perioperačních cévních mozkových příhod v nekardiální chirurgii je ischemická a souvisí s hypoperfuzí mozku. Důležité je, že mozková hypoperfuze je potenciálně modifikovatelná jednoduchými opatřeními, jako je zvýšení systémového krevního tlaku (BP), pokud je mozková ischemie identifikována dostatečně včas. Záměrná hypertenze však není bez rizika a v současné době neexistuje účinný monitor, který by dokázal detekovat hypoperfuzi mozku během operace.

Cerebrální oxygenace se klinicky používá jako měřítko adekvátní perfuze mozku během operace. První klinická studie ve společnosti Western zjistila, že monitorování okysličení mozku bylo spojeno s menším počtem případů dysfunkce hlavních orgánů u pacientů po operaci srdce. Navzdory tomuto slibnému počátečnímu zjištění mají současné komerční mozkové oxymetry řadu omezení, která brání spolehlivému perioperačnímu neuromonitoringu, včetně nespecifity v důsledku kontaminace signálem z extracerebrální tkáně, zejména při podávání vazokonstriktorů nebo hypotermii. Kromě toho mají současné komerční cerebrální oxymetry pouze dva kanály pro monitorování oblastí čelního laloku (tj. území přední mozkové tepny). Tato strategie monitorování předpokládá, že okysličení mozku je homogenní napříč různými oblastmi mozku, takže měření z oblastí čelního laloku lze klinicky použít k vyjádření přiměřenosti globální okysličení mozku. Takové omezené prostorové pokrytí může vést k nedetekované cévní mozkové příhodě, přestože pacienti mají zjevně normální mozkovou oxygenaci ve frontálních oblastech během operace. Současný výzkumný projekt využívá k řešení těchto omezení vícekanálový tr-fNIRS s cílem včasné detekce a prevence ischemického poškození mozku.

Vícekanálová tr-fNIRS (časově rozlišená (tr) funkční blízka infračervená spektroskopie (fNIRS) (tr-fNIRS)) je nově vznikající technologie zobrazování mozku, která byla původně vyvinuta k prozkoumání změn v okysličení mozku generovaných kortikální neuronální aktivitou během různých kognitivní úkoly, jako je řeč, smyslové a motorické funkce a emoce. Je to proto, že tr-fNIRS dokáže změřit takové jemné změny okysličení mozku v milisekundách (až 100 ms), které doprovázejí neuroaktivaci, jako je klepání prstem. Vyšetřovatelé postavili několik zařízení tr-fNIRS a mají zkušenosti s adaptací zařízení tr-fNIRS s plným pokrytím hlavy pro perioperační neuromonitoring. Kromě toho tr-fNIRS funguje tak, že vysílá krátké (pikosekundové) pulsy světla do hlavy a přesně měří dobu cesty každého fotonu v tkáni. Vzhledem k tomu, že existuje ekvivalence mezi časem a vzdáleností, fotony, které jsou detekovány hned po pulzu, zkoumaly pouze extracerebrální vrstvy (pokožka hlavy a lebka), zatímco fotony, které jsou detekovány dlouho po (1-2 ms) pulzu, prošly hluboko do mozku. papírové kapesníky. Výzkumníci nedávno prokázali, že tento přístup snižuje signální kontaminaci extracerebrálních vrstev z 80 % u současných komerčních zařízení NIRS na méně než 8 % u tr-fNIRS. V této studii budou vyšetřovatelé používat nejmodernější zařízení tr-fNIRS s plným pokrytím hlavy k monitorování celého mozku, na rozdíl od pouze vybraných oblastí (jako jsou omezené možnosti současných mozkových oxymetrů) v perioperačním období. nastavení. Společně s interními analytickými algoritmy dokáže tr-fNIRS plné pokrytí hlavy detekovat specifické oblasti mozku ohrožené ischemickým poškozením s vysokou mírou jistoty díky většímu prostorovému rozlišení (v cm) a menší kontaminaci signálem z extracerebrální tkáně.

Všichni účastníci studie budou přijati a budou souhlasit s dodržováním místních etických směrnic. U všech účastníků studie bude chirurgická a anestetická léčba pacientů prováděna standardním způsobem a nebude v této studii měněna. Výjimkou je, že tr-fNIRS bude použit k monitorování regionálního okysličení mozku od indukce anestezie až po dokončení operace. Chirurgové, anesteziologové a sestry budou během zákroku zaslepeni vůči monitoru/měřením. Na základě výsledků tr-fNIRS nebude provedena žádná intervence.