Multimodal overvågning af cerebral autoregulering efter pædiatrisk hjerneskade

A. Baggrund og formål

Akut neurologisk skade (ANI) er en vigtig og almindelig årsag til dødelighed og sygelighed i pædiatri såsom traumatisk hjerneskade (TBI), stoke og hypoxisk-iskæmisk encefalopati (HIE). Der er gjort fremskridt inden for intensivbehandling af børn med ANI, hvilket forbedrer dødeligheden, men overlevende efterlades ofte med langvarige neurologiske og neuropsykologiske handicap. Det anslås, at så mange som 50-60% af børn, der lider af en svær TBI, vil lide af nogle langsigtede neurologiske følgesygdomme såsom kognitive, adfærdsmæssige, psykiatriske og psykologiske defekter på trods af moderne avanceret pleje. Overlevende fra ANI kan også opretholde en reduktion i deres livskvalitet og evne til at deltage i daglige aktiviteter, og deres langtidspleje kan resultere i en betydelig socioøkonomisk byrde. Hjernen er et stærkt metabolisk organ, der repræsenterer 2% af den samlede kropsvægt, men forbruger 20% af ilten. Hjernens afhængighed af en høj hastighed af aerob cellulær metabolisme nødvendiggør en kontinuerlig tilførsel af ilt og glucose. Dette store energibehov betyder dog også, at hjerneceller er særligt sårbare over for skader, når næringsstoffer er frataget selv i meget korte perioder. Leveringen af ​​cerebrale energinæringsstoffer er en meget kontrolleret proces, der opretholdes gennem et indviklet afbalanceret cerebrovaskulært system, som regulerer cerebral blodgennemstrømning (CBF) med en konstant hastighed for at imødekomme vævsbehovet. I den simpleste model er CBF proportional med trykforskellen over det cerebrovaskulære system og er omvendt proportional med den cerebrale vaskulære modstand (CVR). Drivtryksdifferensen eller cerebralt perfusionstryk (CPP) repræsenterer den vaskulære trykforskel over hjernevævet, udtrykt som det gennemsnitlige arterielle tryk (MAP) minus det intrakranielle tryk (ICP).

I normale fysiologiske tilstande er CBF stort set uafhængig af CPP over et bredt trykområde ved at ændre CVR, en proces kendt som cerebral autoregulering (CA). Cerebral autoregulering styres af det komplekse samspil mellem neurogene, metaboliske og myogene mekanismer. Under CA udvides arterioler i hjernen (aftagende modstand) eller trækker sig sammen (øger modstand) ved at opretholde en tilstrækkelig CBF til at opfylde vævsmetaboliske krav (figur 1). Efter ANI kan de endogene autoregulatoriske mekanismer være svækket, hvilket prædisponerer sårbart væv for iskæmi eller vasogent ødem. I normal tilstand opretholder CA en konstant CBF over et bredt spektrum af perfusionstryk, men med tab af CA bliver CBF lineær med perfusionstrykket, således at enhver reduktion i CPP eller MAP vil forårsage et tilsvarende fald i blodgennemstrømningen. Efter alvorlig TBI, hjertestop eller spontan intrakraniel blødning kan børn lide af en kombination af cerebrale og systemiske patofysiologiske ændringer såsom hypotension, shock, cerebralt ødem, øget intrakranielt tryk, akut blodtab anæmi og respirationssvigt. Derfor er det biologiske system af CA en klinisk vigtig mekanisme, der fungerer til at beskytte mod cerebral hypoperfusion eller hyperperfusion under de patofysiologiske ændringer, der almindeligvis forekommer ved neurokritisk sygdom, hvor patienter kan have hurtige ændringer i blodtryk, intrakranielt tryk eller systemisk ilttilførsel.

Cerebral blodgennemstrømning måles ikke direkte ved sengekanten i klinisk praksis, derfor bruges enten CPP (hvis ICP måles) eller MAP til at målrette et aldersbaseret mål i klinisk praksis. Der er dog adskillige begrænsninger med denne tilgang, 1) den optimale MAP/CPP-tærskel er ukendt hos børn på tværs af aldersgrupper, 2) den optimale MAP/CPP-værdi vil med stor sandsynlighed ikke kun afspejles af aldersbaseret mål, men være meget høj. afhængig af individuelle patient- og skadestypefaktorer og 3) på grund af denne usikkerhed eksisterer der bred klinisk variabilitet, hvilken værdi medicinske udbydere vælger at målrette MAP/CPP efter ANI. Da autoregulering desuden er et kontinuerligt spektrum, der afhænger af CVRs adaptive respons til at regulere flow, kan forstyrrelser ændre sig over tid og kan også afvige hos den samme patient med varierende grader af fysiologisk forstyrrelse. Da CBF ikke måles i klinisk praksis, antages patientens faktiske evne til at opretholde en tilstrækkelig CBF ved en given MAP/CPP, men ikke kendt. At stole på perfusionstryk alene tager ikke højde for ændringer i CA, der opstår efter hjerneskade, der hindrer klinikerens evne til at bestemme, om CBF er tilstrækkelig til at opfylde metaboliske behov ved en given MAP/CPP

Der er nye undersøgelser, der understøtter teorien om, at svækket CA er en vigtig faktor i ANI. Hos voksne er svækkelse af CA forbundet med et værre resultat og har vist sig at opstå efter et bredt spektrum af neurologiske skader, herunder TBI, HIE, subaraknoidal blødning og slagtilfælde.

Lignende rapporter om dårlige resultater efter pædiatrisk TBI og neonatal og pædiatrisk HIE med er blevet fundet svækket hos patienter med nedsat CA. Der eksisterer dog stadig betydelige videnshuller i vores nuværende forståelse af, hvordan man måler CA, hvilke patienter der er i risiko for nedsat CA, hvis ændringer i CA er forbundet med dårligere langsigtede funktionelle resultater, og vigtigst af alt, hvordan kan efterforskerne bruge data fra patientens CA-status for at optimere vores ICU-styring for at forbedre resultaterne. Nuværende behandlingsmuligheder for børn efter svær TBI og intrakraniel blødning kan omfatte brugen af ​​en invasiv ICP-monitor og arteriel linje til kontinuerlig måling af arterielt blodtryk (ABP) og CPP, men disse enheder i sig selv giver ikke information om status for det cerebrovaskulære system . Vores undersøgelse sigter mod at bruge to nye ikke-invasive metoder til at vurdere dynamisk autoregulering til at beskrive forekomsten og den tidsmæssige profil af CA-forstyrrelser under den akutte fase efter ANI hos børn, der inkorporerer kliniske data leveret af patientens nuværende eksisterende monitoreringsudstyr. Efterforskerne sigter også på at undersøge sammenhængen mellem svækket CA og kort- og langsigtet funktionelt neurologisk resultat. Dette forskningsforslag forsøger at løse nogle af vores videnshuller i bestemmelsen af ​​CA-forstyrrelser og optimale MAP/CPP-mål for børn efter ANI. Efterforskerne håber, at denne undersøgelse vil øge vores forståelse af CA-svækkelser, der opstår efter ANI, og data opnået fra denne undersøgelse vil føre til klinisk nyttige værktøjer, der inkorporerer CA-vurdering ved sengekanten for at forbedre behandlingen af ​​pædiatriske neurokritiske patienter.

Metoder til vurdering af dynamisk cerebral autoregulering Forskellige metoder er tidligere blevet undersøgt for at evaluere CA, og i øjeblikket er der ingen universelt accepteret metode til at vurdere integriteten af ​​det cerebrale autoregulerende neurovaskulære system. Målinger af CA er blevet beskrevet i form af en statisk eller dynamisk proces. Statisk CA relaterer sig til nettoændringen i CBF efter manipulation af ABP under steady state-betingelser, typisk med lægemidler, der enten øger eller sænker blodtrykket. I denne metode, hvis CBF forblev konstant med ændringer i ABP, anses autoregulering for at være intakt. Dynamisk CA beskriver de hurtige mekanismer, der tillader genoprettelse af blodgennemstrømningen efter hurtige ændringer i ABP, som typisk opstår over længere perioder. Traditionelle metoder til undersøgelse af CA bruger teknikker såsom vasopressoradministration, squat-manøvre, carotiskompression og deflation af lårmanchetter for at inducere store udsving i blodtrykket for at måle CBF-responsen. Disse manøvrer er dog afhængige af patientsamarbejde og kan være uegnede i tilfælde af neurokritisk sygdom. I det sidste årti er der gjort fremskridt med at udvikle nye metoder til at vurdere den dynamiske cerebrale autoregulering (dCA) respons ved at kvantificere krydskorrelation mellem spontane svingninger i MAP og CPP og de tilsvarende svingninger i CBF eller oxygenering i modsætning til eksperimentelle inducerede ændringer. Mens spontane oscillationer i ABP og CBFv har været kendt for at forekomme i mange år, forbliver funktionen af ​​disse svingninger ukendt. De menes at stamme fra autonome reaktioner genereret i hjernestammen og perifere baroreceptorer. De cerebrale arteriolers reaktion på ændringer i ABP er muligvis ikke hurtig nok til at modvirke højfrekvente ændringer, hvorfor fluktuationer ved disse frekvenser føres uændret videre til cerebral cirkulation. I modsætning hertil kan langsommere frekvensoscillationer (0,02 Hz til 0,2 Hz modvirkes af cerebrale arterioler for at opretholde konstant flow. Det er ved disse lavfrekvente eller langsomme bølgeperioder, at CA menes at fungere som system til ændringer i ABP. Overførselsfunktionsanalyse og wavelet-kohærensanalyse er matematiske modeller, der muliggør samtidig analyse af CA-input og -output over en bred vifte af fysiologisk relevante CA-oscillatoriske frekvenser. Målinger fortolkes ud fra konceptet om, at dCA vil arbejde for at minimere effekten af ​​spontane svingninger i MAP på CBFv. Uden et funktionelt CA-respons ville hver spontan oscillation i MAP være forbundet med en lignende oscillation i CBFv med hensyn til størrelse, varighed og frekvens. Efterforskerne vil kombinere to ikke-invasive teknikker til at undersøge det tidsmæssige dCA-forhold efter ANI ved hjælp af spontane fluktuationer af patientens MAP eller CPP som input og CBFv eller hjerneregional oxygenering som output. Det er vigtigt, at de to metoder, som efterforskerne vil undersøge, udnytter spontane udsving i en patients fysiologiske bølgeformer. Dette eliminerer kravet om en eksperimentel manipulation af blodtrykket, hvilket kan medføre en vis risiko for patienten. I den første metode vil der blive udført en 30-minutters transkraniel doppler (TCD) sonografisk undersøgelse for at analysere overførselsfunktionsanalysen (TFA) af spontane svingninger af MAP/CPP og CBFv på dag 1-10 efter skade. I den anden metode vil efterforskerne undersøge dCA-ændringer, der opstår kontinuerligt i løbet af de første 7-10 dage af skaden ved hjælp af en ikke-stationær model for wavelet-kohærensanalyse mellem MAP/CPP og cerebralt vævs iltmætning. I begge modeller vil efterforskerne bruge MAP/CPP værdier målt fra en indlagt arteriel linje placeret som en del af standard medicinsk behandling.

Overførselsfunktionsanalyse (TFA) Overførselsfunktionsanalyse er en matematisk model til at beskrive de spontane fluktuationer i MAP og cerebral blodgennemstrømningshastighed (CBFv), som kan analysere både statiske og dynamiske komponenter i CA. I tidsdomænet opnås middelværdier af ABP og CBFv for hver hjertecyklus, og spektralanalysealgoritmen Fast Fourier Transform bruges til at opnå spektrale estimater i frekvensdomænet, der bruges til at beregne kohærens, forstærkning og fase for at beskrive effektiviteten og latensen af CA-frekvensresponsen over meget lav (VLF: 0,02-0,07 Hz), lav (LF: 0,07-0,20 Hz) og høj (HF: 0,20-0,50 Hz) frekvensområder. Analysen er baseret på den antagelse, at autoregulering fungerer i et "stationært" lineært system, hvor MAP betragter input og CBFv som output. Analysen vil blive udført i en periode med patientstabilitet, hvor der ikke vil blive foretaget akutte indgreb. Indstillinger for dataindsamling og efterfølgende analyse for TFA vil være i overensstemmelse med hvidbogen fra det internationale cerebrale autoreguleringsforskningsnetværk. En kontrolgruppe af patienter vil blive indskrevet som en del af denne undersøgelse med arterielle linier, men uden neurologisk skade, og vil få udført CBFv og TFA for at tjene som sammenligningsgruppen.

Wavelet Coherence Analysis (WCA) Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) er en ikke-invasiv lysemitterende elektrodemetode til at måle regional vævsiltning. Prober, der er følsomme over for lysabsorption af iltet hæmoglobin (HbO2) og deoxygeneret hæmoglobin (Hb) kan placeres direkte på huden i panden for at måle cerebralt vævs iltmætning (SctO2) eller den differentielle hæmoglobinkoncentration (HbD = HbO2 - Hb). SctO2 er blevet brugt som en ikke-invasiv metode til at måle ændringer i regional cerebral perfusion eller blodgennemstrømning for at vurdere CA. Spontane svingninger i CBF kan derfor estimeres ved ændringer i SctO2-værdier over tid og analyseres mod ændringer i MAP. Tidligere undersøgelser har brugt en lineær korrelationskoefficient til at analysere forholdet mellem SctO2 og MAP i voksne og pædiatriske undersøgelser for at vurdere dCA efter hjertekirurgi, subaraknoidal blødning og TBI. Disse tidligere analytiske metoder er baseret på antagelsen om at opnå målinger i et stationært system, med andre ord ændres den neurovaskulære og systemiske hæmodynamik ikke over tid. I virkeligheden ved efterforskerne, at blodtryk og cerebrale faktorer såsom ICP og blodtryk er ikke-stationære og ændrer sig ofte, især i de tidlige timer og dage efter kritisk sygdom. Wavelet-kohærensanalyse forudsætter et ikke-stationært system og kan være i stand til bedre at karakterisere dCA-forstyrrelser i et kontinuerligt bevægende system under de fysiologiske ændringer i realtid, der forekommer ved ekstremerne af systemspænding, som ikke kan testes med tidligere metoder. Wavelet kohærensanalyse kan også bruges til at kvantificere det dynamiske forhold mellem MAP og SctO2 på tværs af meget længere tidsrammer sammenlignet med TCD-baseret analyse. I lighed med TFA bruger wavelet kohærens fase, forstærkning og kohærens til at bestemme en sammenhæng mellem de to kurveformværdier MAP/CPP og SctO2. Brug af NIRS-baseret SctO2 til at måle ændringer i CBF har fordelene ved at være en stabil sensor uden bevægelsesforstyrrelser, en non-invasiv rutinemonitor på intensivafdelingen og en metode, der ikke kræver specialiseret træning og er velegnet til langvarig løbende overvågning. En kontrolgruppe af patienter vil blive indskrevet som en del af denne undersøgelse uden neurologisk skade, men med arterielle linjer og NIRS-monitorering for at tjene som sammenligningsgruppen ved at få udført wavelet-kohærensanalyse af MAP og SctO2 i 72 timer.

B. Studiemål

Mål 1: Brug overførselsfunktionsanalyse til at analysere den cerebrale autoreguleringsforstærkning og faseværdier på tværs af meget lave (VLF: 0,02-0,07) Hz), lav (LF: 0,07-0,20 Hz) og høj (HF: 0,20-0,50 Hz) frekvensområder for MAP/CPP og CBFv efter akut hjerneskade på post-skade dag 1-10.

Formål 2: Udnytte wavelet-kohærensanalyse til at analysere sammenhængsværdierne af kontinuerligt målt MAP/CPP og regional cerebral oxygenationsmætning på tværs af tids- og periodedomæner i løbet af post-skadedage 1-10 dage hos hjerneskadede patienter.

Mål 3: Vurder det funktionelle resultat af mellem patienter, der demonstrerer forstyrret cerebral autoregulering ved brug af hospitalsudskrivning, 3 og 6 måneder efter skaden neurologiske målinger.

C. Studiedesign

C.1 Kortfattet projektresumé I denne undersøgelse vil efterforskerne bruge to ikke-invasive metoder til at undersøge tidsmæssige ændringer i dynamisk CA ved at udføre krydskorrelationsanalyse af spontane fluktuationer i MAP/CPP med cerebral blodgennemstrømningshastighed og cerebrale regionale iltningsdomæner til undersøge CA-forstyrrelser efter akut pædiatrisk akut neurologisk skade. I den første metode vil efterforskerne bruge overførselsfunktionsanalyse af MAP/CPP- og TCD-baserede CBFv-bølgeformer til at måle CA-komponenters forstærkning og fase på dag 1, 2, 3, 5, 7 og 10 efter skade. Denne model antager et stationært system, som det udføres i 30 minutter i en periode med patientstabilitet. I den anden metode vil efterforskerne bruge wavelet-kohærensanalyse af MAP/CPP og NIRS-baseret vævsiltmætning (StO2) og til at måle de kontinuerlige og dynamiske CA-ændringer, der forekommer over en bred vifte af patientfysiologiske variabler i løbet af de første 7-10 dage efter skaden. Denne model giver mulighed for måling af CA under forudsætning af et ikke-stationært system, som mere præcist afspejler de faktiske patofysiologiske og biologiske forstyrrelser, der opstår hos patienter i løbet af de første dage efter neurokritisk skade. Til sammenligning med normale CA-værdier vil efterforskerne bruge en kontrolgruppe af patienter uden nogen neurologisk skade, som allerede er intuberet og bedøvet efter standardbehandling. Undersøgelses- og kontrolgruppen vil få placeret arterielle linjer som en del af deres standardbehandling for at måle MAP til undersøgelsesanalyse. De primære analyser vil blive udført ved hjælp af to matematiske modeller af spontane oscillationer i fysiologiske bølgeformer ved hjælp af kontinuerlig MAP/CPP som CA-input og CBFv (TFA) eller cerebral regional oxygenering (wavelet-kohærens) som CA-output. Efterforskerne vil også måle den indvirkning, som CA har på funktionelle resultater ved at måle pædiatriske neurologiske funktions- og handicapskalaer ved hospitalsudskrivning, 3, 6 og 12 måneder. At fremme vores viden om de tidsmæssige ændringer, der forekommer i CA under de indledende kritiske faser af hjerneskade, vil føre til en bedre forståelse af, hvordan hjernen regulerer flow efter skade, hvilket forhindrer sekundær iskæmi og hjælper med at udvikle patientspecifikke fysiologiske mål for MAP eller CPP til optimere CBF, der tager højde for heterogeniteten og individuelle forskelle hos patienter, der forbedrer neurologiske resultater.

C.2 Beskrivelse af infrastruktur Alle undersøgelsespatienter vil blive tilmeldt Children's Medical Center Dallas. Dataindsamlingen vil ske gennem både papir-caserapporter, gennemgang af den elektroniske journal og direkte download af emnedata fra Phillips Intellivue-monitoren. Dr. Miles (PI) er assisterende professor i pædiatri ved UTSW Medical Center og har været til stede på den pædiatriske intensivafdeling (PICU) siden 2005. Dr. Miles vil give direkte supervision til forskningsstudiet og har erfaring med både TCD-teknikker og udførelse af kliniske forsøg i PICU. Dr. Miles har i øjeblikket følgende forskningsudstyr opnået til denne undersøgelse, 1) specialiseret bærbar arbejdsstation med personlig computer, skærm og DWL transkraniel doppler-enhed til måling af CBF-hastigheder og samtidig download af MAP og CBFv med Medicollector-software, 2) ekstra pc og mindre arbejdsstation til kontinuerlig NIRS-data til kontinuerlig Phillips-monitor datafangst med Medicollector-software og 3) to specialdesignede sæt pædiatriske hovedstykker med bærbare TCD-sonder til måling af 30 minutters kontinuerlig TCD-bølgeform. Wavelet kohærensanalyse af CA vil blive udført i samarbejde med Dr. Fenghua Tian Ph.D, et fakultetsmedlem i Institut for Bioingeniør ved University of Texas i Arlington. Dr. Tians forskningsekspertise omfatter brugen af ​​NIRS og ikke-invasive metoder til at måle CA og adskillige publikationer ved hjælp af wavelet kohærens, der undersøger CA hos nyfødte efter HIE og børn, der modtager ekstrakorporal støtte. Dr. Tian vil også yde statistisk analytisk støtte. Overførselsfunktionsanalyse af CA vil blive udført i samarbejde med Dr. Sushmita Purkayastha, adjunkt ved Institut for Anvendt Fysiologi og Sundhedsledelse ved Southern Methodist University. Dr. Purkayastha laboratorium undersøger sammenhængen mellem kliniske symptomer på mild traumatisk hjerneskade og cerebral blodgennemstrømning. Hun bruger i øjeblikket lignende metoder til TFA til at studere ændringer i CA efter hjernerystelse hos college-atleter og har offentliggjort resultater hos patienter med slagtilfælde og abnormiteter i hvid substans. Laurence Ryan Ph.D. vil levere computer-teknisk support og statistisk analyse, der skaber en tilpasset MatLab (Mathowrks, Natick, MA) softwarekode til signalbehandling af bølgeform CBFv og MAP data til TFA frekvensplot.

C.3 Undersøgelsesmål Undersøgelsesmålingerne for mål 1 vil være gennemsnitlige estimater af overførselsfunktions forstærkning (cm/s/mmHg), fase (radianer) og kohærens for meget lav (VLF: 0,02-0,07) Hz), lav (LF: 0,07-0,20 Hz) og høj (HF: 0,20-0,50 Hz) frekvensområder beregnet ud fra spontane MAP- og CBFv-svingninger. Undersøgelsesmål for mål 2 undersøgelsesmålinger inkluderer beregning af kvadratisk krydsbølgekohærens (R2) i området fra 0-1, som repræsenterer betydningen af ​​korrelationer i spontane svingninger i MAP- og SctO2-værdier i løbet af de første 7-10 dage af skaden. I denne model repræsenterer en R2-værdi på 1 nedsat autoreguleringskorrelation, hvor ændringer i MAP er signifikant korreleret med ændringer i cerebral oxygenering. En ikke-signifikant værdi ville indikere, at spontane fluktuationer i SctO2 stort set ikke er forbundet med ændringer i MAP. En kvadreret cross-wavelet kohærens tærskelværdi på > 0,7 vil blive brugt til signifikans og vil blive plottet over patientovervågningstid (X-akse) og frekvens eller periode (Y-akse). I denne model bliver der målt meget lavere frekvensoscillationer end for TFA til analyse fra 30 minutter til 256 minutter. Procentdelen af ​​den samlede overvågningstid med signifikant cross-wavelet MAP og SctO2 sammenhæng vil blive målt for hver patient.

C.4 Tidslinje for undersøgelse Studieaktiviteter vil fortsætte i en 3-årig periode, eller når et mål på 35 forsøgspersoner er nået. Baseret på historiske tal for årlige indlæggelser for svær TBI, slagtilfælde og HIE-mekanismer i PICU'en ville efterforskerne forvente at nå studiemålet inden for undersøgelsens tidsramme med en samtykkeafvisning/missed berettigelsesrate på 20-40 %. I betragtning af undersøgelsens ikke-invasive og observationelle karakter håber efterforskerne, at samtykkeraten vil være høj for denne undersøgelse. Inkludering af børn med forskellige typer af akut neurologisk skade bør også bidrage til at nå målet for optagelse inden for undersøgelsens tidsramme. Neurologisk opfølgning vil fortsætte i 12 måneder efter hospitalsudskrivning fra den sidst indskrevne patient.

D. Undersøgelsesprocedurer

D1. Transkraniel doppler sonografi Undersøgelsesteamets personale vil udføre transkraniel doppler (TCD) sonografi på dag 1, 2, 3, 5, 7 og 10 efter skade for at insonere den højre og venstre midterste cerebrale arterie middel-, top- og diastoliske flowhastigheder (cm/sek. ) via tindingebensvinduet. TCD bruger ultralydsbølger til at måle hastigheden af ​​bevægende blod i intrakranielle blodkar. Da blodgennemstrømningshastigheden og karsignalopsamlingen er meget følsom over for probebevægelse, vil et fast probeapparat til pædiatrisk hovedstykke (LAM-Rack eller Elastic Headband, DWL, Tyskland) blive brugt til kontinuerlig overvågning. Dette hovedstykke bruger enten en fast metalramme eller bløde silikonestropper til at fastgøre TCD-proberne til overfladen af ​​kraniet, efter at karsignalet er opnået. Hovedstykket har bløde skumtilbehør og bør ikke forårsage ubehag. Hovedomkredsen vil blive målt, og ved at bruge standard 10 mm til venstre og højre for midtlinjen vil den midterste cerebrale arterie/anterior cerebral arterie (MCA/ACA) bifurkation blive identificeret først af en håndholdt sonde, hvor optimal insonationsposition først vil blive markeret i den optimale placeres med en skarp filtpen på huden. Dette giver mulighed for hurtigere og mere ensartet placering med det faste hovedstykke til efterfølgende målinger. Efterforskerne vil bruge det midterste MCA eller det mest optimale signal for hver patient, men den samme dybde af MCA-karret vil blive brugt til gentagne målinger. Denne procedure kræver 20-30 minutters kontinuerlige TCD-målinger og den sameksisterende MAP-bølgeform fra en indlagt invasiv arteriel linje forbundet til Phillips Intellivue patientplejemonitor. Målinger vil blive indsamlet i en periode med patientstabilitet, hvor der ikke foretages akutte medicinske indgreb eller ventilatorændringer. Arterielle blodtryksmålinger vil blive målt fra en invasiv arteriel tryktransducer, der allerede er placeret til klinisk overvågning af blodtrykket. TCD-målinger vil blive udført på en dedikeret TCD-maskine (Doppler-BoxTM, Compumedics DWL, Tyskland) installeret med QL-billeddannelsessoftware og analoge TCD-signaludgangsfunktioner. En specielt designet bærbar computer i vognstil-arbejdsstation bestående af Doppler-Box, pc-bærbar og stationær computer og 22-tommer skærm, der er dedikeret til brug i forskningsstudier, kan nemt flyttes ind i ethvert rum i den kritiske afdeling til overvågning ved sengekanten. Selvom der ikke er rapporteret bivirkninger i over 20 års erfaring med brug af TCD i anvendelsen af ​​neurosonografi, kan undersøgelsespatienter opleve en vis stimulation med anbringelse af hovedstykke og sonde. Efterforskerne vil forsøge at minimere dette så meget som muligt, hvis patientens fysiologiske tilstand ikke tolererer selv milde bevægelser med anbringelse af hovedstykket, vil efterforskerne stoppe proceduren.

D2. Nær-infrarød spektroskopi Cerebral regional oximetri Data for wavelet-kohærens vil blive indsamlet kontinuerligt i de første 7-10 dage af indlæggelsen ved hjælp af de kombinerede NIRS/MAP-monitoreringsenheder. Det er vigtigt at analysere ændringerne i SctO2 med fluktuation i MAP/CPP kontinuerligt ved brug af wavelet-kohærens over de første 7-10 dage, da dette vil afdække dynamiske ændringer i CA, der opstår under de faktiske patofysiologiske forstyrrelser i marginerne af målværdier ved neurokritisk sygdom som f.eks. perioder med lavt MAP/CPP eller forhøjet ICP intrakranielt tryk (ICP). Cerebral oximetri-værdier vil blive indsamlet ved 1 Hz fra en NIRS-monitor (Medtronic, INVOS 5100C Cerebral Oximetry, Minneapolis, MN). Den NIRS selvklæbende engangssensor vil blive placeret på et rent og tørt sted på højre/venstre eller bilateral pande over øjenbrynet og under hårlinjen og væk fra beskadiget væv, sinus sagittal eller frontale ekstra aksiale blødninger under sensoren . Huden omkring sensoren vil blive inspiceret to gange dagligt, og sensorer vil blive holdt væk fra stærkt lys og fugt. Sensorer vil blive fjernet, hvis patienten skal have en MR-scanning, men ikke hvis de har en hjerne-CT. Hvis en patient vil have NIRS som en del af deres standard for medicinsk behandling, vil efterforskerne give samtykke til indsamling af de SctO2-værdier, der bruges af det kliniske team i op til 10 dage eller så længe monitoren er på plads. Hos patienter, hvor NIRS-monitorering ikke er en standardbehandlingsenhed, vil NIRS-sensoren og -monitoren blive leveret af undersøgelsesholdet, og SctO2-værdien vil blive dækket på displayet under undersøgelsesprocedurerne. Det medicinske team vil blive blindet for eventuelle TCD- og/eller SctO2-værdier, hvis de indsamles udelukkende til forskningsformål. Skærmen er beskyttet med adgangskode, og streamingdata vil ikke være tilgængelige for personalet eller familien uden en adgangskode til at låse pauseskærmen op.

D3. Neurologisk resultatvurdering Neurologisk resultat vil blive vurderet ved hospitalsudskrivning, 3, 6 og 12 måneder efter skaden. 8-punkts Glasgow Outcome Scale Extended-Pediatrics (GOSEP) vil blive brugt til neurologiske funktionelle udfaldskategorier. En GOSEP-score på 1 = normal, 2 = let handicap, 3 = øvre moderat funktionsnedsættelse eller 4 = lavere moderat funktionsnedsættelse klassificeres som et gunstigt resultat. En GOSEP-score på 5 = øvre svær invaliditet, 6 = lavere svær invaliditet, 7 = vegetativ tilstand eller 8 = død blev klassificeret er et ugunstigt resultat. GOSEP'en vil blive udført af et studiemedlem gennem en 10-minutters samtale med forældre/værge over telefonen. Neuropsykologiske resultater vil også blive målt ved hjælp af Pediatric Evaluation of Disability Inventory Computer Adaptive Test (PEDI-CAT), et valideret værktøj til at måle domæner af daglige aktiviteter, mobilitet, social/kognitiv funktion og ansvar fra fødslen til 18 år. PEDI-CAT er et computerbaseret program, som vil blive udført over telefonen, hvor intervieweren læser spørgsmål og indtaster afidentificerede svar i det webbaserede program til analyse og rapport.