Erkennung von zerebraler Ischämie mit einem nichtinvasiven neurometabolischen optischen Monitor (NNOM)

Viele schwerkranke Patienten werden ohne infarziertes Hirngewebe ins Krankenhaus eingeliefert, und doch werden die Patienten nach einer Zeit extrem intensiver und teurer Intensivpflege mit neuem im Krankenhaus erworbenen toten Hirngewebe entlassen, was mit lebenslanger Behinderung oder Hirntod einhergeht . Diese Situation ergibt sich aus der kritischen Barriere, dass es keine einfachen Methoden am Krankenbett gibt, um den zerebralen Blutfluss (CBF) und seine Angemessenheit während des Fortschreitens einer sekundären Hirnschädigung nach einer Insult zu überwachen. Dies ist wichtig, weil erwartet wird, dass eine Abnahme des CBF in gefährlichem Übermaß der Abnahme der zerebralen Stoffwechselrate für Sauerstoff (CMRO2), wenn sie früh erkannt wird, behandelt werden kann, um einen Hirninfarkt abzuwenden. Zu den klinischen Beispielen dieses Problems zählen neben vielen anderen Ödeme nach ischämischem Schlaganfall, Hyperämie oder Okklusion nach Thrombolyse, Vasospasmus nach SAH, hyperämischer und oligemischer intrakranieller Hypertonie nach traumatischer Hirnverletzung oder Schlaganfall, ICH-assoziierte globale Ischämie und intra- und postkarotisale Endarterektomie-Oligämie und Hyperperfusion.

Intensivmediziner benötigen einen CBF-Monitor am Krankenbett, der mit CMRO2 gekoppelt ist. Die CMRO2-Daten ermöglichen die Abgrenzung der Angemessenheit von CBF, da gelegentlich CBF-Dekremente einfach Anpassungsänderungen in CMRO2 sind. Das Fehlen einer solchen Überwachungsfähigkeit hat dazu geführt, dass Ärzte oft nicht hilfreiche therapeutische Entscheidungen treffen, die auf nicht-neurologische Endpunkte gerichtet sind, z. B. Blutdruck, PaCO2 usw.

Diffuse Korrelationsspektroskopie (DCS) und Diffuse Optical Spectroscopy (DOS) sind vielversprechende optische NNOM-Techniken, die am UPenn (Dr. Arjun Yodh), das kontinuierliche quantitative CBF-, CMRO2- und Sauerstoffextraktionsfraktionsinformationen (OEF) am Krankenbett liefern kann. Die Bestimmung der Fähigkeit, anaerobe Zustände zu erkennen, wie die Forscher dies vorschlagen, wird die Vorstellung einer individualisierten CBF-, CMRO2- und OEF-Messung und einer gehirngesteuerten therapeutischen Optimierung durch Pflegekräfte am Krankenbett möglich machen. Dies wird schließlich zu einer signifikanten Änderung der Art und Weise führen, wie Neurocritical Care praktiziert wird, indem die Therapie eher auf neurophysiologische als auf kardiovaskuläre/pulmonale Endpunkte titriert wird. UPenn-Forschungstechniken liefern derzeit Informationen zu relativen quantitativen Änderungen von CBF und CMRO2 gegenüber dem Ausgangswert. Die Forscher schlagen auch vor, ein Verfahren zur Messung des absoluten CBF und CMRO2 zu entwickeln und den absoluten CBF gegenüber CBF-Techniken mit invasiver Thermodilution (ThD) weiter zu validieren. Langfristiges Ziel und Gesamtziel der Forscher ist es, den Tod von Hirngewebe im Krankenhaus durch die Entwicklung verbesserter CBF/CMRO2/OEF (NNOM)-Überwachungstechniken am Krankenbett zu verhindern.