Crainio Niet-invasieve ICP-monitor voor TBI

De intracraniale druk (ICP) wordt routinematig gecontroleerd bij patiënten die lijden aan traumatisch hersenletsel (TBI). Een verhoogde ICP kan resulteren in compressie van het hersenvasculatuur en daaropvolgende vermindering van de zuurstof- en voedingsstoffentoevoer naar de hersenen, wat kan leiden tot aanzienlijke morbiditeit en mortaliteit. In feite is een verhoogde ICP de meest voorkomende doodsoorzaak bij patiënten met ernstig traumatisch hersenletsel.

Standaard ICP-monitoring vereist het inbrengen van een schedelbout in de schedel waardoor een elektrische transducer wordt ingebracht. Als alternatief wordt een intraventriculaire katheter via een boorgat ingebracht. Beide monitoringmethoden brengen risico's met zich mee, waaronder bloedingen en infecties, evenals vertraging bij het opzetten van noodmonitoring en het beperken ervan tot ziekenhuizen met neurochirurgie.

Er is de afgelopen jaren veel onderzoek gedaan naar een methode voor het niet-invasief meten van de intracraniale druk (nICP), waaronder het meten van de druk in de aderen van het netvlies, het meten van verplaatsing van het trommelvlies, transcraniële Doppler-echografie en op beeldvorming gebaseerde oplossingen. Deze methoden vereisen allemaal aanzienlijke tussenkomst van de gebruiker en zijn niet-continu.

Dit project heeft tot doel cerebrale fotoplethysmogramsignalen en gelijktijdige invasieve ICP-metingen van patiënten met traumatisch hersenletsel te verzamelen om Crainio machine learning (ML)-algoritmen te ontwikkelen. Het belangrijkste intellectuele eigendom (IP) van dit ICP-systeem voor continue externe monitoring werd oorspronkelijk ontwikkeld door academici in het laboratorium van professor Kyriacou aan de City, Universiteit van Londen. Crainio is een spin-outbedrijf dat werd opgericht om dit onderzoek op exclusieve basis te industrialiseren en te commercialiseren.

Het apparaat bestaat uit een op het voorhoofd gemonteerde sensor met infraroodlichtbronnen die het diepe hersenweefsel van de frontale kwab kunnen verlichten. Fotodetectoren in de sensor detecteren het terugverstrooide licht, dat wordt gemoduleerd door pulsatie van de hersenslagaders. Een besturingseenheid verwerkt het terugverstrooide licht (het fotoplethysmogram, PPG genoemd) en verzendt het naar een computerapparaat om ML-modellen te trainen die een absolute waarde van ICP schatten.

De basiswetenschap achter deze methode voor het meten van ICP is dat veranderingen in de extramurale arteriële druk de morfologie van de opgenomen optische puls beïnvloeden, dus analyse van het verkregen signaal met behulp van een geschikt algoritme zal berekening van nICP mogelijk maken. De gerapporteerde NICP zal screening bieden in de triagefase, wat de noodzaak van beeldvorming of snelle interventie (zoals evacuatie van hematomen) aangeeft en de behandeling van hoofdletsel begeleiden, met name ICP-gerichte behandelingsregimes. Uiteindelijk zou dit kunnen leiden tot aanzienlijke verbeteringen in de sterfte als gevolg van secundaire verwondingen, de duur van het verblijf in het ziekenhuis en een verminderde invaliditeit na een trauma.

Deze haalbaarheidsstudie heeft tot doel de klinische gegevens te verzamelen waarmee de nICP-algoritmen kunnen worden getraind tot het punt dat ze verhoogde intracraniale druk (ICP>20 mmHg) kunnen detecteren met voldoende gevoeligheid en specificiteit zodat het Crainio-apparaat kan worden gereguleerd voor klinisch gebruik.