近赤外拡散相関分光法を用いて頭蓋内圧と脳血流の関係を調べる (ICP-CBF)

脳自動調節（CA）は、脳組織に一定の酸素供給と栄養供給を提供するために、体が広範囲の平均動脈圧（MAP）にわたって脳への一定の血流（脳血流、CBF）を維持する複雑なプロセスです。 CA は、血液と脳脊髄液 (CSF) の圧力のバランスをとることにより、脳灌流圧 (CPP) を動的に安定させ、ひいては血流を安定させます。 CA が障害されると、脳組織への酸素と栄養素の供給が減少し、低酸素性および虚血性損傷が生じ、重大な罹患率および死亡率が発生する可能性があります。

高い頭蓋内圧 (ICP) は CA の機能不全に関連していることがよくあります。 したがって、外傷性脳損傷 (TBI) や CA 不全を引き起こす可能性のあるその他の症状に苦しむ患者では、ICP が定期的に監視されます。 頭蓋内圧の上昇は、重度の外傷性脳損傷後の死亡率の大部分に寄与しています。 現在利用可能なすべての ICP モニタリング システムでは、電気または空気圧トランスデューサーを頭蓋腔に挿入する必要があります。頭蓋腔は通常、脳実質内に設置されますが、硬膜下腔 (脳と頭蓋骨の間) または心室に挿入される場合もあります。 現在、この手術は脳神経外科医のみが行っており、出血や感染症の小さいながらも重大なリスクが伴います。

非侵襲的なICP、したがってCAモニタリングは合併症のリスクを排除し、すべての医療専門家が使用でき、その使用を病院外にも拡張し、ICPモニタリングの恩恵を受ける症状の範囲を広げる可能性があります。

このプロジェクトは、成人の入院患者における頭蓋内圧、動脈血圧、脳血流の間の基本的な生理学的相互作用について理解を広げるアプローチを試行します。

拡散相関分光法 (DCS) として知られる最近開発された近赤外 (NIR) 光学センシングは、ベッドサイドで脳血流を継続的に調査する機会を提供します。 DCS は、血流指数 (BFi) を決定することにより、脳の微小血管内の血流を測定します。

近赤外分光法 (NIRS) に基づく同様の技術が、最近、現在の提案 (IRAS ID: 219476、イングランド東部 - ケンブリッジ中央研究所によって承認) と同じ方法で、主任研究員によって同じ集団に適用されることに成功しました。倫理委員会 (18/EE/0276) 14/02/19)。 したがって、私たちはこれらの患者グループにおいて光学機器を扱った豊富な経験を持っています。

この提案では、カスタム DCS 研究機器を使用します。 この研究機器は、神経科学および神経学の研究用途のために微小血管の脳血流を測定するように設計されています。 この装置はこの研究を念頭に置いて作られた特注の装置ですが、確立された研究技術に基づいており、これまでに 20 人以上の健康なボランティアとさまざまな品質管理実験でのテストに成功しています。 これは、脳組織を非侵襲的かつ継続的に照射できる近赤外線光源を含む額に取り付けられた光プローブを使用します。 脳組織内の光の経路は、脳微小血管内の血流によって調整され、最終的には吸収または後方散乱されます。 後方散乱光は、プローブ内の別の点で収集されます。

平均動脈血（MAP）（動脈内カテーテル（ITU患者に対する通常の医療の一部）または非侵襲性指カフを使用して測定）とICPの間の相互作用は、動脈内の拍動流の形態に影響を与えます。したがって、これらの信号を同時に分析することは、ICP (臨床的に測定される)、MAP (臨床的に測定される)、および脳血流 (非臨床的に測定される) の間の関係をよりよく理解するのに役立ちます。 これは、頭部外傷管理、特に ICP を対象とした治療計画に関する新しい研究を支援するのに役立つ可能性があります。 最終的には、これにより二次傷害関連死亡率、入院期間、および外傷後の障害の軽減に大幅な改善がもたらされる可能性があります。 さらに、モニターの非侵襲性の性質により、脳卒中、脳腫瘍の監視、水頭症、外傷患者の入院前ケア、日常的な麻酔薬および ICU のモニタリング システムとスクリーニングを含む、ICP および CA モニタリングから恩恵を受ける可能性のある病状の範囲が広がる可能性があります。プライマリケアにおける頭痛患者の割合。

さらに、この技術の開発が成功すれば、脳神経外科医へのアクセス（したがって頭蓋内圧モニタリング）が非常に限られている低・中所得国にとっても非常に重要となる可能性があります。