Crainio ikke-invasiv ICP-monitor til TBI

Intrakranielt tryk (ICP) overvåges rutinemæssigt hos patienter, der lider af traumatisk hjerneskade (TBI). Forhøjet ICP kan resultere i kompression af den cerebrale vaskulatur og efterfølgende reduktion i ilt- og næringsstoftilførsel til hjernen, hvilket fører til betydelig morbiditet og dødelighed. Faktisk er forhøjet ICP den mest almindelige dødsårsag hos patienter med svær TBI.

Standard ICP-overvågning kræver indsættelse af en kraniebolt i kraniet, hvorigennem en elektrisk transducer indsættes. Alternativt indsættes et intraventrikulært kateter gennem et grathul. Begge disse overvågningsmetoder er forbundet med risici, herunder blødning og infektion, samt forsinkelse i etableringen af ​​nødovervågning og begrænsning til hospitaler, der har neurokirurgi.

Der har været meget forskning i de senere år for at finde en metode til at måle intrakranielt tryk non-invasivt (nICP), herunder måling af tryk i retinale vener, måling af trommehindeforskydning, transkraniel Doppler ultralyd og billeddannelsesbaserede løsninger. Disse metoder kræver alle betydelig brugerindgriben og er ikke-kontinuerlige.

Dette projekt har til formål at indsamle cerebrale fotoplethysmogram-signaler og samtidige invasive ICP-målinger fra patienter med traumatisk hjerneskade for at udvikle Crainio machine learning (ML) algoritmer. Kernen i intellektuel ejendom (IP) i dette kontinuerlige eksterne overvågnings-ICP-system blev oprindeligt udviklet af akademikere i laboratoriet hos professor Kyriacou ved City, University of London. Crainio er en spin-out virksomhed, der blev skabt for at industrialisere og kommercialisere denne forskning på eksklusiv basis.

Enheden omfatter en pandemonteret sensor indeholdende infrarøde lyskilder, der kan belyse det dybe hjernevæv i frontallappen. Fotodetektorer i sensoren registrerer det tilbagespredte lys, som moduleres af pulsering af hjernearterierne. En kontrolenhed behandler det tilbagespredte lys (kaldet fotoplethysmogram, PPG) og sender det til en computerenhed for at træne ML-modeller, der estimerer en absolut værdi af ICP.

Den grundlæggende videnskab bag denne metode til måling af ICP er, at ændringer i det ekstramurale arterielle tryk påvirker morfologien af ​​den registrerede optiske puls, så analyse af det erhvervede signal ved hjælp af en passende algoritme vil muliggøre beregning af nICP. Den rapporterede nICP vil give screening på triagestadiet, hvilket indikerer behovet for billeddannelse eller hurtig intervention (såsom hæmatomevakuering) og vejlede hovedskadebehandling, især ICP-målrettede behandlingsregimer. I sidste ende kan dette føre til betydelige forbedringer i sekundær skadesrelateret dødelighed, længde af hospitalsophold og reduceret posttraume-invaliditet.

Denne feasibility-undersøgelse har til formål at indsamle de kliniske data, som kan træne nICP-algoritmerne til det punkt, at de kan detektere forhøjet intrakranielt tryk (ICP>20 mmHg) med tilstrækkelig sensitivitet og specificitet til, at Crainio-enheden kan reguleres til klinisk brug.