Rilevamento dell'ischemia cerebrale con un monitor ottico neurometabolico non invasivo (NNOM)

Molti pazienti in condizioni critiche sono ricoverati in ospedale senza tessuto cerebrale infartuato e tuttavia, dopo un periodo di terapia intensiva estremamente intensa e costosa, i pazienti vengono dimessi con nuovo tessuto cerebrale morto acquisito in ospedale, con associata disabilità permanente o morte cerebrale . Questa situazione deriva dalla barriera critica di non esistere metodi diretti al capezzale per monitorare il flusso sanguigno cerebrale (CBF) e la sua adeguatezza durante la progressione del danno cerebrale secondario post-insulto. Questo è importante a causa dell'aspettativa che le diminuzioni del CBF in un pericoloso eccesso di diminuzioni del tasso metabolico cerebrale per l'ossigeno (CMRO2), se rilevate precocemente, possano essere trattate per evitare l'infarto cerebrale. Esempi clinici di questo problema, tra molti altri, includono edema post ictus ischemico, iperemia o occlusione post trombolisi, vasospasmo post SAH, ipertensione intracranica iperemica e oligemica dopo trauma cranico o ictus, ischemia globale associata a ICH e oligemia intra e post endoarterectomia carotidea e iperperfusione.

I medici di terapia intensiva hanno bisogno di un monitor al posto letto di CBF accoppiato a CMRO2. I dati CMRO2 consentiranno di delineare l'adeguatezza del CBF poiché occasionalmente i decrementi del CBF corrispondono semplicemente ai cambiamenti nel CMRO2. La mancanza di tale capacità di monitoraggio ha portato i medici a prendere decisioni terapeutiche spesso non utili dirette a endpoint non neurologici, ad esempio pressione sanguigna, PaCO2 e così via, "sperando" che tali interventi abbiano l'effetto desiderato sulla perfusione cerebrale e sul metabolismo.

La spettroscopia di correlazione diffusa (DCS) e la spettroscopia ottica diffusa (DOS) sono promettenti tecniche ottiche NNOM in fase di sviluppo presso UPenn (Dr. Arjun Yodh) che può fornire informazioni quantitative continue sul CBF, sul CMRO2 e sulla frazione di estrazione dell'ossigeno (OEF) al posto letto. La determinazione della capacità di rilevare le condizioni anaerobiche, come propongono i ricercatori, renderà fattibile il concetto di misurazione personalizzata di CBF, CMRO2 e OEF e l'ottimizzazione terapeutica diretta dal cervello da parte degli operatori sanitari al capezzale. Ciò alla fine sosterrà un cambiamento significativo nel modo in cui viene praticata la terapia neurocritica, titolando la terapia agli endpoint neurofisiologici piuttosto che cardiovascolari/polmonari. Le tecniche di ricerca UPenn attualmente forniscono informazioni sui cambiamenti quantitativi relativi di CBF e CMRO2 rispetto al basale. I ricercatori propongono anche di sviluppare un metodo per la misurazione del CBF assoluto e del CMRO2 e di convalidare ulteriormente il CBF assoluto contro le tecniche CBF di termodiluizione invasiva (ThD). L'obiettivo a lungo termine dei ricercatori e l'obiettivo generale è prevenire la morte del tessuto cerebrale in ospedale attraverso lo sviluppo di tecniche di monitoraggio CBF/CMRO2/OEF (NNOM) migliorate al posto letto.