근적외선 확산 상관 분광법을 사용하여 두개내압과 뇌혈류 사이의 관계 조사 (ICP-CBF)

대뇌 자동 조절(CA)은 대뇌 조직에 지속적인 산소 공급과 영양 공급을 제공하기 위해 신체가 광범위한 평균 동맥압(MAP)에 걸쳐 뇌로의 일정한 혈류(대뇌 혈류, CBF)를 유지하는 복잡한 과정입니다. CA는 혈액과 뇌척수액(CSF) 압력의 균형을 유지함으로써 뇌관류압(CPP)과 그에 따른 혈류를 동적으로 안정화합니다. 장애가 있는 CA는 뇌 조직으로의 산소 및 영양분 전달을 감소시켜 저산소증 및 허혈성 손상을 초래하여 심각한 질병률과 사망률을 초래할 수 있습니다.

높은 두개내압(ICP)은 종종 CA 실패와 관련이 있습니다. 따라서 ICP는 외상성 뇌 손상(TBI) 및 CA 실패를 초래할 수 있는 기타 상태로 고통받는 환자에서 정기적으로 모니터링됩니다. 증가된 ICP는 심각한 TBI 이후 사망의 대부분에 기여합니다. 현재 사용 가능한 모든 ICP 모니터링 시스템은 일반적으로 뇌 실질 내에 위치하지만 때로는 경막하 공간(뇌와 두개골 사이) 또는 심실에 위치하는 두개강에 전기 또는 공압 변환기를 삽입해야 합니다. 이는 현재 신경외과의사에 의해서만 수행되며 작지만 상당한 출혈이나 감염 위험이 있습니다.

비침습적 ICP 및 그에 따른 CA 모니터링은 합병증의 위험을 제거하고, 모든 의료 전문가가 사용할 수 있으며, 사용을 병원 외부로 확장하고 ICP 모니터링의 혜택을 받을 수 있는 조건의 범위를 확장할 수 있습니다.

이 프로젝트는 성인 입원환자의 두개내압, 동맥혈압, 뇌혈류 사이의 기본적인 생리학적 상호작용에 대한 이해를 넓히는 접근 방식을 시험합니다.

확산 상관 분광법(DCS)으로 알려진 근적외선(NIR) 광학 감지의 최근 개발된 형태는 침대 옆에서 뇌 혈류를 지속적으로 조사할 수 있는 기회를 제공합니다. DCS는 혈류 지수(BFi)를 결정하여 뇌 미세혈관의 혈류를 측정합니다.

근적외선 분광법(NIRS)을 기반으로 한 유사한 기술이 최근 제안서(IRAS ID: 219476, 영국 동부에서 승인됨 - Cambridge Central Research)와 동일한 방식으로 동일한 모집단의 수석 연구원에 의해 성공적으로 적용되었습니다. 윤리위원회(18/EE/0276), 2019년 2월 14일). 따라서 우리는 이러한 환자 그룹에서 광학 기기를 사용한 광범위한 경험을 보유하고 있습니다.

이 제안에서는 맞춤형 DCS 연구 장비를 사용합니다. 이 연구 장비는 신경 과학 및 신경학 연구 응용 분야에서 미세혈관 대뇌 혈류를 측정하도록 설계되었습니다. 이 장치는 이 연구를 염두에 두고 제작된 맞춤형 장비이지만 확립된 연구 기술을 기반으로 하며 현재까지 20명 이상의 건강한 지원자와 다양한 품질 관리 실험에서 성공적으로 테스트되었습니다. 뇌 조직을 비침습적으로 지속적으로 조명할 수 있는 근적외선 광원이 포함된 이마 장착형 광학 프로브를 사용합니다. 뇌 조직 내의 빛의 경로는 뇌 미세혈관의 혈액 흐름에 의해 조절되며 궁극적으로 흡수되거나 후방 산란됩니다. 후방 산란된 빛은 프로브 내의 다른 지점에서 수집됩니다.

평균 동맥혈(MAP)(동맥 내 카테터(ITU 환자의 일반적인 의료 서비스의 일부) 또는 비침습적 손가락 커프를 통해 측정됨)와 ICP 사이의 상호 작용은 혈관 내 박동 흐름의 형태에 영향을 미칩니다. 따라서 이러한 신호를 일제히 분석하면 ICP(임상적으로 측정됨), MAP(임상적으로 측정됨) 및 뇌혈류(비임상적으로 측정됨) 간의 관계를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 이는 결과적으로 두부 손상 관리, 특히 ICP 표적 치료 체제에 대한 새로운 연구를 지원하는 데 도움이 될 수 있습니다. 궁극적으로 이는 2차 부상 관련 사망률, 입원 기간 및 외상 후 장애 감소의 상당한 개선으로 이어질 수 있습니다. 또한 모니터의 비침습적 특성은 뇌졸중, 뇌종양 감시, 수두증, 외상 환자의 병원 전 치료, 일상적인 마취 및 ICU 모니터링 시스템 및 검사를 포함하여 ICP 및 CA 모니터링의 혜택을 받을 수 있는 의학적 상태의 범위를 확장할 수 있습니다. 1차 진료에서 두통을 앓고 있는 환자의 수.

또한, 성공적으로 개발된다면 이 기술은 신경외과 의사에 대한 접근(따라서 ICP 모니터링)이 극도로 제한된 저소득 및 중간 소득 국가와 매우 관련이 있을 가능성이 높습니다.