Az agyi autoreguláció multimodális monitorozása gyermekkori agysérülés után

A. Háttér és cél

Az akut neurológiai sérülés (ANI) a mortalitás és morbiditás fontos és gyakori oka a gyermekgyógyászatban, mint például a traumás agysérülés (TBI), a stoke és a hipoxiás-ischaemiás encephalopathia (HIE). Előrelépés történt az ANI-ben szenvedő gyermekek intenzív terápiás kezelésében, javítva a halálozási arányokat, de a túlélők gyakran maradnak hosszú távú neurológiai és neuropszichológiai fogyatékossággal. Becslések szerint a súlyos TBI-ben szenvedő gyermekek 50-60%-a szenved majd valamilyen hosszú távú neurológiai következményektől, például kognitív, viselkedési, pszichiátriai és pszichológiai hibáktól a modern, fejlett ellátás ellenére. Az ANI-t túlélők életminősége és a mindennapi tevékenységekben való részvételi képességük is csökkenhet, és hosszú távú gondozásuk jelentős társadalmi-gazdasági terhet jelenthet. Az agy egy erősen metabolikus szerv, amely a teljes testtömeg 2%-át teszi ki, de az oxigén 20%-át fogyasztja. Az agy nagy sebességű aerob sejtanyagcserétől való függése folyamatos oxigén- és glükózellátást tesz szükségessé. Ez a nagy energiaigény azonban azt is jelenti, hogy az agysejtek különösen érzékenyek a sérülésekre, ha még nagyon rövid ideig is hiányoznak a tápanyagok. Az agyi energiatápanyagok szállítása egy nagyon ellenőrzött folyamat, amelyet egy bonyolultan kiegyensúlyozott agyi érrendszer tart fenn, amely állandó sebességgel szabályozza az agyi véráramlást (CBF), hogy kielégítse a szöveti igényeket. A legegyszerűbb modellben a CBF arányos a cerebrovaszkuláris rendszer nyomáskülönbségével, és fordítottan arányos az agyi vaszkuláris rezisztenciával (CVR). A vezetői nyomáskülönbség vagy az agyi perfúziós nyomás (CPP) az agyszöveten átívelő vaszkuláris nyomáskülönbséget jelenti, az átlagos artériás nyomás (MAP) mínusz a koponyaűri nyomás (ICP) értékében kifejezve.

Normál fiziológiás állapotokban a CBF nagymértékben független a CPP-től széles nyomástartományban a CVR megváltoztatásával, amely folyamat az agyi autoreguláció (CA) néven ismert. Az agyi autoregulációt neurogén, metabolikus és miogén mechanizmusok összetett kölcsönhatása szabályozza. CA során az agy arteriolái kitágulnak (csökkenő rezisztencia) vagy összehúzódnak (növekszik a rezisztencia), fenntartva a megfelelő CBF-et a szöveti metabolikus igények kielégítésére (1. ábra). Az ANI után az endogén autoregulációs mechanizmusok károsodhatnak, ami a sérülékeny szövetet ischaemiára vagy vazogén ödémára hajlamosíthatja. Normál állapotban a CA állandó CBF-et tart fenn a perfúziós nyomások széles skáláján, de a CA elvesztésével a CBF lineárissá válik a perfúziós nyomással, így a CPP vagy MAP bármilyen csökkenése a véráramlás megfelelő csökkenését okozza. Súlyos TBI, szívmegállás vagy spontán intracranialis vérzés után a gyermekek agyi és szisztémás patofiziológiai elváltozások kombinációjától szenvedhetnek, mint például hipotenzió, sokk, agyi ödéma, megnövekedett koponyaűri nyomás, akut vérveszteség anémia és légzési elégtelenség. Ezért a CA biológiai rendszere klinikailag fontos mechanizmus, amely az agyi hipoperfúzió vagy hiperperfúzió ellen véd a neurokritikus betegségekben gyakran előforduló patofiziológiai változások során, ahol a betegek vérnyomása, koponyán belüli nyomása vagy szisztémás oxigénszállítása gyors változást mutathat.

Az agyi véráramlást nem közvetlenül az ágy mellett mérik a klinikai gyakorlatban, ezért vagy a CPP-t (ha az ICP-t mérik), vagy a MAP-ot használják életkor alapú cél megcélzására a klinikai gyakorlatban. Ennek a megközelítésnek azonban számos korlátja van: 1) az optimális MAP/CPP küszöb nem ismert a gyermekeknél a különböző korcsoportokban, 2) az optimális MAP/CPP érték nagy valószínűséggel nemcsak az életkoron alapuló célt tükrözi, hanem magas is. függ az egyéni betegtől és a sérülés típusú tényezőktől, és 3) e bizonytalanság miatt nagy a klinikai eltérés, hogy az egészségügyi szolgáltatók milyen értéket választanak a MAP/CPP megcélzására az ANI után. Ezen túlmenően, mivel az autoreguláció egy folyamatos spektrum, amely a CVR áramlásszabályozásra adott adaptív válaszától függ, a zavarok idővel változhatnak, és ugyanazon betegnél eltérő fokú fiziológiai eltérésekkel is. Mivel a CBF-et a klinikai gyakorlatban nem mérik, a páciens tényleges képessége a megfelelő CBF fenntartására egy adott MAP/CPP mellett feltételezhető, de nem ismert. Ha önmagában a perfúziós nyomásra hagyatkozunk, az nem veszi figyelembe az agysérülés után fellépő CA-változásokat, amelyek akadályozzák a klinikus azon képességét, hogy megállapítsa, a CBF megfelelő-e az anyagcsere-szükségletek kielégítésére adott MAP/CPP mellett.

Vannak olyan tanulmányok, amelyek alátámasztják azt az elméletet, hogy a károsodott CA fontos tényező az ANI-ben. Felnőtteknél a CA károsodása rosszabb eredménnyel jár, és kimutatták, hogy számos neurológiai sérülés után fordul elő, beleértve a TBI-t, a HIE-t, a subarachnoidális vérzést és a stroke-ot.

A gyermekkori TBI, valamint az újszülött és gyermekkori HIE utáni rossz eredményekről szóló hasonló jelentések károsodott CA-ban szenvedő betegeknél. Mindazonáltal még mindig jelentős tudásbeli hiányosságok vannak a CA mérésének jelenlegi felfogásában, amely betegeknél fennáll a károsodott CA kockázata, ha a CA változásai rosszabb hosszú távú funkcionális eredményekkel járnak, és ami fontos, hogyan használhatják fel a vizsgálók a páciens adatait. CA státusz az intenzív osztály kezelésének optimalizálásához az eredmények javítása érdekében. A súlyos TBI és intracranialis vérzések utáni gyermekek jelenlegi kezelési lehetőségei között szerepelhet invazív ICP monitor és artériás vezeték használata az artériás vérnyomás (ABP) és CPP folyamatos mérésére, de ezek az eszközök önmagukban nem adnak információt az agyi érrendszer állapotáról. . Vizsgálatunk célja a dinamikus autoreguláció értékelésének két új, non-invazív módszere a CA-zavarok előfordulási gyakoriságának és időbeli profiljának leírására az ANI-t követő akut fázisban gyermekeknél, figyelembe véve a páciens jelenlegi monitorozó eszközei által szolgáltatott klinikai adatokat. A kutatók célja az is, hogy megvizsgálják az összefüggést a károsodott CA és a rövid és hosszú távú funkcionális neurológiai kimenetel között. Ez a kutatási javaslat megkísérli orvosolni néhány tudásbeli hiányosságot a CA-zavarok és az optimális MAP/CPP-célok meghatározásában az ANI utáni gyermekek számára. A kutatók azt remélik, hogy ez a tanulmány jobban megérti az ANI után fellépő CA-károsodásokat, és az ebből a vizsgálatból nyert adatok klinikailag hasznos eszközökhöz vezetnek, amelyek magukban foglalják az ágy melletti CA-értékelést a gyermekkori neurokritikus betegek ellátásának javítása érdekében.

A dinamikus agyi autoreguláció értékelésének módszerei A CA értékelésére korábban számos módszert tanulmányoztak, és jelenleg nincs általánosan elfogadott módszer az agyi autoregulációs neurovaszkuláris rendszer integritásának felmérésére. A CA méréseit statikus vagy dinamikus folyamatként írták le. A statikus CA a CBF nettó változására vonatkozik, amely az ABP-nek az állandósult állapotú körülmények között végzett manipulációját követően jellemzően olyan gyógyszerekkel történik, amelyek növelik vagy csökkentik a vérnyomást. Ebben a módszerben, ha a CBF állandó maradt az ABP változásaival, az autoreguláció sértetlennek tekintendő. A dinamikus CA leírja azokat a gyors mechanizmusokat, amelyek lehetővé teszik a véráramlás helyreállítását az ABP gyors változásai után, amelyek jellemzően hosszabb ideig fordulnak elő. A CA tanulmányozásának hagyományos módszerei olyan technikákat alkalmaznak, mint a vazopresszor beadása, a guggolás manőver, a nyaki nyaki kompresszió és a combmandzsetták leeresztése a vérnyomás nagy ingadozásának indukálására a CBF válasz mérésére. Ezek a manőverek azonban a betegek együttműködésén alapulnak, és alkalmatlanok lehetnek neurokritikus betegség esetén. Az elmúlt évtizedben előrelépések történtek a dinamikus agyi autoregulációs (dCA) válasz értékelésére szolgáló új módszerek kidolgozásában a MAP és a CPP spontán oszcillációi és a CBF vagy az oxigenizáció megfelelő oszcillációi közötti keresztkorreláció számszerűsítésével, szemben a kísérleti indukált változásokkal. Míg az ABP és a CBFv spontán oszcillációi már évek óta ismertek, ezeknek az oszcillációknak a funkciója ismeretlen. Úgy gondolják, hogy az agytörzsben és a perifériás baroreceptorokban generált autonóm válaszokból származnak. Előfordulhat, hogy az agyi arteriolák válasza az ABP változásaira nem elég gyors ahhoz, hogy ellensúlyozza a nagyfrekvenciás változásokat, ezért az ezen frekvenciákon tapasztalható ingadozások változatlanul átkerülnek az agyi keringésbe. Ezzel szemben a lassabb frekvenciájú oszcillációkat (0,02 Hz-től 0,2 Hz-ig) az agyi arteriolák ellensúlyozhatják az állandó áramlás fenntartása érdekében. Úgy gondolják, hogy a CA ezekben az alacsony frekvenciájú vagy lassú hullámú periódusokban az ABP változásainak rendszereként működik. Az átviteli függvényelemzés és a wavelet koherencia analízis olyan matematikai modellek, amelyek lehetővé teszik a CA bemenetek és kimenetek egyidejű elemzését a fiziológiailag releváns CA oszcillációs frekvenciák széles tartományában. A mérések értelmezése azon az elven alapul, hogy a dCA úgy fog működni, hogy minimalizálja a MAP spontán oszcillációinak a CBFv-re gyakorolt ​​hatását. Funkcionális CA válasz nélkül a MAP minden spontán oszcillációja a CBFv hasonló oszcillációjával járna a nagyság, az időtartam és a gyakoriság tekintetében. A kutatók két nem invazív technikát kombinálnak az ANI utáni időbeli dCA kapcsolat vizsgálatára, a páciens MAP-jának vagy CPP-jének spontán fluktuációit használva bemenetként, és kimenetként CBFv-t vagy agyi regionális oxigenizációt. Fontos, hogy a vizsgálók által vizsgált két módszer a páciens fiziológiai hullámformáinak spontán ingadozásait használja fel. Ez kiküszöböli a vérnyomás kísérleti manipulációjának szükségességét, amely bizonyos kockázatot jelenthet a páciens számára. Az első módszerben 30 perces transzkraniális doppler (TCD) ultrahangvizsgálatot végeznek a MAP/CPP és CBFv spontán oszcillációinak transzfer függvényelemzés (TFA) elemzésére a sérülést követő 1-10. napon. A második módszerben a kutatók a sérülés első 7-10 napja során folyamatosan fellépő dCA-változásokat vizsgálják a MAP/CPP és az agyszövet oxigéntelítettsége közötti wavelet koherencia-analízis nem stacionárius modelljének segítségével. Mindkét modellben a vizsgálók a MAP/CPP értékeket használják, amelyeket a szokásos orvosi ellátás részeként elhelyezett bentlakó artériás vezetékből mértek.

Transfer Function Analysis (TFA) Az átviteli függvényelemzés egy matematikai modell a MAP és az agyi véráramlás sebességének (CBFv) spontán ingadozásainak leírására, amely képes a CA statikus és dinamikus összetevőinek elemzésére egyaránt. Az időtartományban az ABP és a CBFv átlagértékeit minden szívciklusra megkapjuk, és a gyors Fourier-transzformáció spektrális elemzési algoritmust használjuk a koherencia, az erősítés és a fázis kiszámításához használt frekvenciatartományban spektrális becslések készítésére, hogy leírjuk a hatékonyságot és a késleltetést. a CA frekvenciaválasz nagyon alacsony (VLF: 0,02-0,07 Hz), alacsony (LF: 0,07-0,20 Hz) és magas (HF: 0,20-0,50) Hz) frekvenciatartományok. Az elemzés azon a feltételezésen alapul, hogy az autoreguláció egy "stacionárius" lineáris rendszerben működik, ahol a MAP a bemenetet és a CBFv kimenetet tekinti. Az elemzést a beteg stabilitásának időszakában kell elvégezni, amikor nem kerül sor akut beavatkozásokra. Az adatgyűjtési beállítások és a TFA későbbi elemzése összhangban lesz a nemzetközi agyi autoregulációs kutatóhálózat fehér könyvével. A vizsgálat részeként a betegek egy kontrollcsoportját vonják be artériás vonalakkal, de neurológiai sérülés nélkül, és összehasonlító csoportként CBFv-t és TFA-t végeznek.

Hullámkoherencia-analízis (WCA) A közeli infravörös spektroszkópia (NIRS) egy non-invazív fénykibocsátó elektródos módszer a regionális szöveti oxigenizáció mérésére. Az oxigénes hemoglobin (HbO2) és a deoxigénezett hemoglobin (Hb) fényelnyelésére érzékeny szondák közvetlenül a homlok bőrére helyezhetők az agyszövet oxigéntelítettségének (SctO2) vagy a differenciális hemoglobin koncentrációnak (HbD = HbO2 - Hb) mérésére. Az SctO2-t nem invazív módszerként használták a regionális agyi perfúzió vagy véráramlás változásainak mérésére a CA értékelésére. A CBF spontán oszcillációi ezért az SctO2 értékek időbeli változásai alapján megbecsülhetők, és a MAP változásai alapján elemezhetők. Korábbi tanulmányok lineáris korrelációs együtthatót használtak az SctO2 és a MAP közötti kapcsolat elemzésére felnőtt- és gyermekgyógyászati ​​vizsgálatokban, hogy értékeljék a dCA-t szívműtét, szubarachnoidális vérzés és TBI után. Ezek a korábbi analitikai módszerek azon a feltételezésen alapulnak, hogy a méréseket stacionárius rendszerben kapják meg, vagyis a neurovaszkuláris és szisztémás hemodinamika nem változik az idő múlásával. Valójában a nyomozók tudják, hogy a vérnyomás és az agyi tényezők, mint például az ICP és a vérnyomás nem stacionáriusak, gyakran változnak, különösen a kritikus betegség utáni korai órákban és napokon. A hullámkoherencia analízis nem stacionárius rendszert feltételez, és képes lehet jobban jellemezni a dCA zavarokat egy folyamatosan mozgó rendszerben a valós idejű fiziológiai változások során, amelyek a rendszer igénybevételének korábbi módszerekkel nem tesztelhető szélsőségeinél jelentkeznek. A hullámkoherencia-elemzés a MAP és az SctO2 közötti dinamikus kapcsolat számszerűsítésére is használható a TCD-alapú elemzéshez képest sokkal hosszabb időkeretekben. A TFA-hoz hasonlóan a wavelet koherencia fázist, erősítést és koherenciát használ a két hullámforma MAP/CPP és SctO2 közötti kapcsolat meghatározására. A NIRS-alapú SctO2 használata a CBF változásainak mérésére azzal az előnnyel jár, hogy stabil érzékelő, nincs kitéve mozgási zavaroknak, non-invazív rutin monitor a kritikus osztályon, és olyan módszer, amely nem igényel speciális képzést és alkalmas hosszú távú használatra. folyamatos monitorozás. A vizsgálat részeként a betegek egy kontrollcsoportját vonják be neurológiai sérülés nélkül, de artériás vonalakkal és NIRS-monitorozással összehasonlító csoportként szolgálnak a MAP és az SctO2 wavelet koherencia elemzésével 72 órán keresztül.

B. Tanulmányi célok

1. cél: Használja az átviteli függvényanalízist az agyi autoreguláció erősítésének és fázisértékeinek elemzésére nagyon alacsony értékeken (VLF: 0,02-0,07) Hz), alacsony (LF: 0,07-0,20 Hz) és magas (HF: 0,20-0,50) Hz) a MAP/CPP és a CBFv frekvenciatartományai akut agysérülés után a sérülés utáni 1-10. napon.

2. cél: A wavelet koherencia analízis alkalmazása a folyamatosan mért MAP/CPP és a regionális agyi oxigenizációs telítettség koherencia értékeinek elemzésére az idő és időszak tartományaiban a sérülés utáni napokon 1-10 napon belül agysérült betegeknél.

3. cél: Az agyi autoreguláció zavarát mutató betegek funkcionális kimenetelének felmérése kórházi elbocsátással, 3 és 6 hónappal a sérülés utáni neurológiai mérésekkel.

C. Tanulmánytervezés

C.1 A projekt tömör összefoglalása Ebben a tanulmányban a kutatók két nem invazív módszert alkalmaznak a dinamikus CA időbeli változásainak vizsgálatára oly módon, hogy keresztkorrelációs elemzést végeznek a MAP/CPP spontán fluktuációira az agyi véráramlás sebességével és az agyi regionális oxigenizációs tartományokkal. akut gyermekkori akut neurológiai sérülés utáni CA-zavarok vizsgálata. Az első módszerben a kutatók a MAP/CPP és a TCD-alapú CBFv hullámformák átviteli függvényanalízisét használják a CA komponensek növekedésének és fázisának mérésére a sérülés utáni 1., 2., 3., 5., 7. és 10. napon. Ez a modell álló rendszert feltételez, amelyet 30 percig végeznek a páciens stabilitásának időszakában. A második módszerben a kutatók a MAP/CPP és a NIRS alapú szöveti oxigénszaturáció (StO2) wavelet-koherencia analízisét alkalmazzák, és mérik a folyamatos és dinamikus CA-változásokat, amelyek a páciens fiziológiai változóinak széles körében az első 7-10. nappal a sérülés után. Ez a modell lehetővé teszi a CA mérését nem stacionárius rendszert feltételezve, amely pontosabban tükrözi a betegekben a neurokritikus sérülést követő első napokban fellépő tényleges patofiziológiai és biológiai zavarokat. A normál CA-értékekkel való összehasonlításhoz a vizsgálók egy olyan, neurológiai sérülés nélküli, már intubált és szedált betegek kontrollcsoportját használják, mint a standard ellátás. A vizsgálati és a kontrollcsoportban artériás vezetékeket helyeznek el a standard ellátás részeként, hogy a MAP-ot mérjék a vizsgálati elemzéshez. Az elsődleges elemzéseket a fiziológiás hullámformák spontán oszcillációinak két matematikai modelljével végezzük, folyamatos MAP/CPP-t használva CA bemenetként, és CBFv-t (TFA) vagy agyi regionális oxigenizációt (hullámkoherencia) CA kimenetként. A vizsgálók azt is mérik, hogy a CA milyen hatást gyakorol a funkcionális eredményekre, a gyermek neurológiai funkcionális és rokkantsági skáláinak mérésével a kórházi elbocsátáskor, 3, 6 és 12 hónapos korban. A CA-ban az agysérülés kezdeti kritikus fázisaiban fellépő időbeli változásokkal kapcsolatos ismereteink bővítése jobb megértéshez vezet, hogy az agy hogyan szabályozza a sérülés utáni áramlást, megelőzve a másodlagos ischaemiát, és elősegíti a MAP vagy CPP betegspecifikus fiziológiai célpontjainak kidolgozását. optimalizálja a CBF-et, figyelembe véve a betegek heterogenitását és egyéni különbségeit, javítva a neurológiai kimeneteleket.

C.2 Az infrastruktúra leírása Az összes vizsgálati beteget a Dallasi Children's Medical Centerbe írják be. Az adatgyűjtés papíralapú esetjelentési űrlapokon, az elektronikus kórlap áttekintésén és az alanyi adatok közvetlen letöltésén keresztül történik az ágy melletti Phillips Intellivue monitorról. Dr. Miles (PI) az UTSW Medical Center gyermekgyógyászati ​​adjunktusa, és 2005 óta a gyermek intenzív osztályon (PICU) dolgozik. Dr. Miles közvetlenül felügyeli a kutatási tanulmányt, és tapasztalattal rendelkezik mind a TCD-technikák, mind a PICU klinikai vizsgálatai terén. Dr. Miles jelenleg a következő kutatási berendezésekkel rendelkezik ehhez a tanulmányhoz: 1) speciális hordozható munkaállomás személyi számítógéppel, kijelzővel és DWL transzkraniális doppler készülékkel a CBF sebességek mérésére, valamint a MAP és CBFv egyidejű letöltésére Medicollector szoftverrel, 2) további PC és kisebb munkaállomás a folyamatos NIRS adatokhoz a folyamatos Phillips monitor adatrögzítéshez a Medicollector szoftverrel és 3) két speciálisan tervezett gyermekfejhallgató készlet hordozható TCD szondákkal a 30 perces folyamatos TCD hullámforma mérésére. A CA hullámelemes koherencia-elemzését Dr. Fenghua Tian Ph.D.-vel, az arlingtoni Texasi Egyetem Biomérnöki Tanszékének oktatójával együttműködésben végzik el. Dr. Tian kutatási szakértelme magában foglalja a NIRS és a noninvazív módszerek használatát a CA mérésére, valamint számos olyan publikációt, amelyek a wavelet koherenciáját vizsgálják újszülötteknél a HIE után és a testen kívüli támogatásban részesülő gyermekeknél. Dr. Tian statisztikai elemzési támogatást is nyújt majd. A CA transzferfüggvény-elemzése Dr. Sushmita Purkayastha-val, a Southern Methodist Egyetem Alkalmazott Élettani és Egészségügyi Menedzsment Tanszékének adjunktusával együttműködésben történik. A Dr. Purkayastha laboratórium az enyhe traumás agysérülés klinikai tünetei és az agyi véráramlás szabályozása közötti kapcsolatot vizsgálja. Jelenleg is hasonló TFA-módszereket használ az agyrázkódást követő CA-változások tanulmányozására egyetemi sportolóknál, és eredményeket publikált szélütésben és fehérállomány-rendellenességben szenvedő betegeknél. Laurence Ryan Ph.D. Számítógépes mérnöki támogatást és statisztikai elemzést fog nyújtani egy egyedi MatLab (Mathowrks, Natick, MA) szoftverkód létrehozásával a CBFv hullámforma és MAP adatok jelfeldolgozásához TFA frekvencia diagramokká.

C.3 Vizsgálati intézkedések Az 1. cél vizsgálati intézkedései az átviteli függvény erősítés (cm/s/mmHg), a fázis (radiánok) és a koherencia nagyon alacsony (VLF: 0,02-0,07) átlagos becslései. Hz), alacsony (LF: 0,07-0,20 Hz) és magas (HF: 0,20-0,50) Hz) MAP és CBFv spontán rezgésekből számított frekvenciatartományok. A 2. cél vizsgálati intézkedései közé tartozik a négyzetes kereszthullám-koherencia (R2) kiszámítása 0-1 között, amely a MAP és SctO2 értékek spontán oszcillációiban a korrelációk jelentőségét jelenti a sérülés első 7-10 napjában. Ebben a modellben az 1-es R2 érték károsodott autoregulációs korrelációt jelent, ahol a MAP változásai szignifikánsan korrelálnak az agyi oxigénellátás változásaival. A nem szignifikáns érték azt jelzi, hogy az SctO2 spontán ingadozása nagyrészt nincs összefüggésben a MAP változásaival. A 0,7-nél nagyobb kereszthullám-koherencia küszöbérték négyzetes értéke kerül felhasználásra a szignifikancia szempontjából, és a páciens megfigyelési ideje (X tengely) és gyakorisága vagy periódusa (Y tengely) között lesz ábrázolva. Ebben a modellben sokkal alacsonyabb frekvenciájú oszcillációkat mérnek, mint a TFA esetében a 30 perctől 256 percig terjedő analízishez. A teljes monitorozási idő százalékos arányát szignifikáns cross-wavelet MAP és SctO2 koherenciával minden betegnél mérjük.

C.4 A tanulmányok ütemezése A tanulmányi tevékenységek 3 évig folytatódnak, vagy ha elérik a 35 alany felvételét. A súlyos TBI, stroke és HIE mechanizmusok miatt a PICU-ban előforduló éves felvételek történelmi számai alapján a vizsgálók a vizsgálati cél elérését a vizsgálati időkereten belül 20-40%-os hozzájárulás-visszautasítás/elmulasztott jogosultsági arány mellett várták. Tekintettel a vizsgálat nem invazív és megfigyeléses jellegére, a kutatók azt remélik, hogy a beleegyezés aránya magas lesz ebben a tanulmányban. A különböző típusú akut neurológiai sérülésekben szenvedő gyermekek bevonása szintén hozzá kell, hogy járuljon a tanulmányi időkereten belüli célfelvételhez. A neurológiai nyomon követés 12 hónapig folytatódik, miután az utoljára beiratkozott beteg kórházba került.

D. Tanulmányi eljárások

D1. A transzkraniális doppler-szonográfiás vizsgálati csoport munkatársai a sérülés utáni 1., 2., 3., 5., 7. és 10. napon transzkraniális doppler (TCD) ultrahangvizsgálatot végeznek a jobb és bal középső agyi artéria átlagának, csúcsának és diasztolés áramlási sebességének (cm/sec) besugárzására. ) a halántékcsont ablakon keresztül. A TCD ultrahanghullámokat használ a vér mozgásának sebességének mérésére az intrakraniális erekben. Mivel a véráramlás sebessége és az érjelek felvétele nagyon érzékeny a szonda mozgására, a folyamatos monitorozáshoz egy rögzített szondakészülékkel ellátott gyermekfejet (LAM-Rack vagy Elastic Headband, DWL, Németország) használnak. Ez a fejrész rögzített fémkeretet vagy puha szilikon hevedereket használ a TCD szondák koponya felszínéhez rögzítéséhez, miután megkapta az érjelet. A fejrész puha habszivacs rögzítéssel rendelkezik, és nem okozhat kellemetlenséget. Megmérik a fej kerületét, és a középvonaltól balra és jobbra 10 mm-rel a középső agyi artéria/elülső agyi artéria (MCA/ACA) bifurkációját először egy kézi szondával azonosítják, ahol először az optimális inszonációs pozíciót jelölik meg az optimálisban. helyezze éles filctollal a bőrre. Ez lehetővé teszi a gyorsabb és egyenletesebb elhelyezést a rögzített fejrésszel a későbbi mérésekhez. A vizsgálók minden betegnél a középső MCA-t vagy a legoptimálisabb jelet használják, de az ismételt mérésekhez ugyanazt az MCA érmélységet használják. Ez az eljárás 20-30 perces folyamatos TCD-méréseket és a Phillips Intellivue betegápoló monitorhoz csatlakoztatott invazív artériás vezetékből származó, párhuzamos MAP hullámformát igényel. Az értékeket a beteg stabilitási időszakában gyűjtik, amikor nem történik akut orvosi beavatkozás vagy lélegeztetőgépcsere. Az artériás vérnyomást a vérnyomás klinikai monitorozására már elhelyezett invazív artériás nyomásmérővel mérik. A TCD méréseket egy dedikált TCD gépen (Doppler-BoxTM, Compumedics DWL, Németország) végzik, amely QL képalkotó szoftverrel és analóg TCD jelkimeneti képességekkel rendelkezik. A speciálisan tervezett hordozható számítógépes kocsi stílusú munkaállomás, amely a Doppler-Box-ból, PC laptopból és asztali számítógépből, valamint 22 hüvelykes monitorból áll, amelyet kutatási célokra használnak, könnyen áthelyezhető a kritikus osztály bármely helyiségébe az ágy melletti megfigyelés céljából. Míg a TCD neuroszonográfia alkalmazásának több mint 20 éves tapasztalata során nem jelentettek nemkívánatos eseményeket, a vizsgálatban részt vevő betegek némi stimulációt tapasztalhatnak a fejrész és a szonda elhelyezésekor. A vizsgálók igyekeznek ezt a lehető legkisebbre csökkenteni, ha a páciens fiziológiai állapota még az enyhe mozdulatokat sem viseli el fejfedő elhelyezéssel, a vizsgálatot leállítják.

D2. Közeli infravörös spektroszkópia agyi regionális oximetria A wavelet koherenciára vonatkozó adatokat folyamatosan gyűjtik a felvétel első 7-10 napjában a kombinált NIRS/MAP megfigyelő eszközök segítségével. Az SctO2 változásainak elemzése a MAP/CPP fluktuációjával, az első 7-10 nap során a wavelet koherenciájának folyamatos elemzése fontos, mivel ez feltárja a CA dinamikus változásait, amelyek a tényleges patofiziológiás zavarok során lépnek fel a célértékek határán neurokritikus betegségekben, például alacsony MAP/CPP vagy emelkedett ICP intrakraniális nyomás (ICP) időszakai. Az agyoximetriai értékeket 1 Hz-en gyűjtik egy NIRS-monitorról (Medtronic, INVOS 5100C Cerebral Oximetria, Minneapolis, MN). Az öntapadó, egyszer használatos NIRS érzékelőt tiszta és száraz helyen kell elhelyezni a jobb/bal vagy kétoldali homlokon a szemöldök felett, a szőrvonal alatt, távol minden sérült szövettől, sinus sagittalis vagy frontális extra axiális vérzésektől, amelyek az érzékelő alatt állnak. . Az érzékelő körüli bőrfelületet naponta kétszer ellenőrzik, és az érzékelőket erős fénytől és nedvességtől távol tartják. Az érzékelőket eltávolítják, ha a betegnek MRI-t végeznek, de nem, ha agyi CT-t végeznek. Ha a beteg NIRS-t kap a szokásos orvosi ellátás részeként, a vizsgálók beleegyeznek a klinikai csoport által használt SctO2 értékek gyűjtésébe 10 napig, vagy amíg a monitor a helyén van. Azoknál a betegeknél, akiknél a NIRS-monitorozás nem szabványos gondozási eszköz, a NIRS-érzékelőt és -monitort a vizsgálati csoport biztosítja, és az SctO2-érték a kijelzőn látható lesz a vizsgálati eljárások során. Az orvosi csoportot nem ismerik minden TCD és/vagy SctO2 értékre, ha azokat kizárólag kutatási célból gyűjtik. A képernyő jelszóval védett, és a streaming adatok nem lesznek elérhetők a személyzet vagy a család számára a képernyővédő feloldásához szükséges jelszó nélkül.

D3. Neurológiai eredmények értékelése A neurológiai kimenetel a kórházi elbocsátáskor, a sérülés után 3, 6 és 12 hónappal kerül értékelésre. A 8 pontos Glasgow Outcome Scale Extended-Pediatrics (GOSEP) a neurológiai funkcionális kimenetel kategóriáihoz kerül felhasználásra. Az 1 = normál, 2 = enyhe fogyatékosság, 3 = felső közepes rokkantság vagy 4 = alacsonyabb közepes rokkantság a GOSEP pontszám kedvező eredménynek minősül. Az 5-ös GOSEP-pontszám = felső súlyos rokkantság, 6 = alacsonyabb súlyos rokkantság, 7 = vegetatív állapot vagy 8 = a halálozás besorolása kedvezőtlen eredmény. A GOSEP-et a tanulmány egyik tagja egy 10 perces szülői/törvényes gyám-interjún keresztül fogja lefolytatni telefonon. A neuropszichológiai eredményeket a Pediatric Evaluation of Disability Inventory Computer Adaptive Test (PEDI-CAT) segítségével is mérik, amely validált eszköz a napi tevékenységek, a mobilitás, a szociális/kognitív funkciók és a felelősség mérésére születéstől 18 éves korig. A PEDI-CAT egy számítógépes program, amelyet telefonon keresztül vezetnek le, miközben a kérdező elolvassa a kérdéseket és beírja az azonosítatlan válaszokat a web alapú programba elemzés és jelentés céljából.