Aivoiskemian havaitseminen ei-invasiivisella neurometabolisella optisella monitorilla (NNOM)

Monet kriittisesti sairaat potilaat joutuvat sairaalaan ilman infarktin aiheuttamaa aivokudosta, ja silti äärimmäisen intensiivisen ja kalliin tehohoidon jakson jälkeen potilaat kotiutetaan uudella sairaalasta hankitulla kuolleella aivokudoksella, johon liittyy elinikäinen vamma tai aivokuolema. . Tämä tilanne johtuu siitä kriittisestä esteestä, että ei ole olemassa yksinkertaisia ​​vuodemenetelmiä aivojen verenvirtauksen (CBF) ja sen riittävyyden seuraamiseksi pahoinpitelyn jälkeisen sekundaarisen aivovaurion etenemisen aikana. Tämä on tärkeää, koska odotetaan, että CBF:n väheneminen, joka on vaarallisesti suurempi kuin aivojen hapen aineenvaihduntanopeuden (CMRO2) lasku, voidaan hoitaa aivoinfarktin estämiseksi, jos se havaitaan varhain. Tämän ongelman kliinisiä esimerkkejä monien muiden joukossa ovat iskeeminen aivohalvauksen jälkeinen turvotus, trombolyysin jälkeinen hyperemia tai okkluusio, SAH:n jälkeinen vasospasmi, hypereminen ja oligeeminen kallonsisäinen hypertensio traumaattisen aivovamman tai aivohalvauksen jälkeen, ICH:hen liittyvä globaali iskemia sekä kaulavaltimoiden endarterektomian intra- ja post-oligemia ja hyperperfuusio.

Tehohoidon lääkärit tarvitsevat CBF:n vuodemonitorin, joka on yhdistetty CMRO2:een. CMRO2-tiedot mahdollistavat CBF:n riittävyyden määrittämisen, koska toisinaan CBF-vähennykset yksinkertaisesti vastaavat CMRO2:n muutoksia. Tällaisen seurantakyvyn puute on johtanut siihen, että lääkärit tekevät usein hyödyttömiä terapeuttisia päätöksiä, jotka kohdistuvat ei-neurologisiin päätepisteisiin, esim. verenpaineeseen, PaC02:een ja niin edelleen, "toivoen", että sellaisilla interventioilla on haluttu vaikutus aivojen perfuusioon ja aineenvaihduntaan.

Diffuse Correlation Spectroscopy (DCS) ja Diffuse Optical Spectroscopy (DOS) ovat lupaavia NNOM-optisia tekniikoita, joita kehitetään UPennissä (Dr. Arjun Yodh), joka voi tarjota jatkuvaa vuodepaikan kvantitatiivista CBF-, CMRO2- ja happiuuttofraktiota (OEF) koskevia tietoja. Anaerobisten olosuhteiden havaitsemiskyvyn määrittäminen, kuten tutkijat ehdottavat, tekee mahdolliseksi käsitteen yksilöllisestä CBF-, CMRO2- ja OEF-mittauksesta ja aivoohjatusta terapeuttisesta optimoinnista sängyn vieressä olevien hoitajien toimesta. Tämä tukee lopulta merkittävää muutosta tavassa, jolla neurokriittistä hoitoa harjoitetaan, titraamalla hoito neurofysiologisiin päätepisteisiin kardiovaskulaaristen/keuhkojen päätepisteiden sijaan. UPenn-tutkimustekniikat tarjoavat tällä hetkellä tietoa suhteellisista kvantitatiivisista muutoksista CBF:ssä ja CMRO2:ssa lähtötasosta. Tutkijat ehdottavat myös menetelmän kehittämistä absoluuttisen CBF:n ja CMRO2:n mittaamiseksi ja absoluuttisen CBF:n edelleen validointia invasiivisia lämpölaimennustekniikoita (ThD) vastaan. Tutkijoiden pitkän tähtäimen tavoite ja yleistavoite on ehkäistä sairaalassa tapahtuvaa aivokudoksen kuolemaa kehittämällä parannettuja CBF/CMRO2/OEF (NNOM) -seurantatekniikoita.