Detectie van cerebrale ischemie met een niet-invasieve neurometabolische optische monitor (NNOM)

Veel ernstig zieke patiënten worden in het ziekenhuis opgenomen zonder herseninfarct en toch worden de patiënten na een periode van extreem intensieve en dure kritieke zorg ontslagen met nieuw in het ziekenhuis verkregen dood hersenweefsel, met levenslange invaliditeit of hersendood als gevolg. . Deze situatie komt voort uit de kritieke barrière dat er geen eenvoudige bedside-methoden zijn om de cerebrale bloedstroom (CBF) en de adequaatheid ervan te controleren tijdens de progressie van secundaire hersenschade na een aanval. Dit is belangrijk vanwege de verwachting dat afnames in CBF in gevaarlijke mate van afnames in cerebrale metabolische snelheid voor zuurstof (CMRO2), indien vroeg ontdekt, kunnen worden behandeld om herseninfarct te voorkomen. Klinische voorbeelden van dit probleem, naast vele andere, zijn oedeem na ischemische beroerte, hyperemie of occlusie na trombolyse, vasospasme na SAH, hyperemische en oligemische intracraniale hypertensie na traumatisch hersenletsel of beroerte, ICH-geassocieerde globale ischemie en intra- en post-carotis-endarteriëctomie oligemie en hyperperfusie.

Artsen op het gebied van kritieke zorg hebben een bedmonitor van CBF nodig die is gekoppeld aan CMRO2. De CMRO2-gegevens maken het mogelijk om de geschiktheid van CBF af te bakenen, aangezien af ​​en toe CBF-verlagingen simpelweg overeenkomen met veranderingen in CMRO2. Het ontbreken van een dergelijke monitoringcapaciteit heeft ertoe geleid dat clinici vaak onnuttige therapeutische beslissingen nemen die gericht zijn op niet-neurologische eindpunten, bijv. bloeddruk, PaCO2 enzovoort, "in de hoop" dat dergelijke interventies een gewenst effect zullen hebben op de hersenperfusie en het metabolisme.

Diffuse correlatiespectroscopie (DCS) en Diffuse optische spectroscopie (DOS) zijn veelbelovende NNOM optische technieken die worden ontwikkeld bij UPenn (Dr. Arjun Yodh) die continu kwantitatieve CBF-, CMRO2- en zuurstofextractiefractie (OEF)-informatie aan het bed kan verstrekken. Bepaling van het vermogen om anaërobe aandoeningen te detecteren, zoals de onderzoekers voorstellen, zal het idee van geïndividualiseerde CBF-, CMRO2- en OEF-metingen en hersengestuurde therapeutische optimalisatie door zorgverleners aan het bed mogelijk maken. Dit zal uiteindelijk een significante verandering ondersteunen in de manier waarop neurokritische zorg wordt toegepast, waarbij de therapie wordt getitreerd naar neurofysiologische in plaats van cardiovasculaire/pulmonale eindpunten. UPenn-onderzoekstechnieken bieden momenteel informatie over relatieve kwantitatieve veranderingen in CBF en CMRO2 vanaf de basislijn. De onderzoekers stellen voor om ook een methode te ontwikkelen voor het meten van absolute CBF en CMRO2 en om de absolute CBF verder te valideren tegen invasieve thermodilutie (ThD) CBF-technieken. Het langetermijndoel en de algemene doelstelling van de onderzoekers is om hersenweefselsterfte in het ziekenhuis te voorkomen door de ontwikkeling van verbeterde CBF/CMRO2/OEF (NNOM) monitoringtechnieken aan het bed.