Påvisning av cerebral iskemi med en ikke-invasiv nevrometabolisk optisk monitor (NNOM)

Mange kritisk syke pasienter legges inn på sykehuset uten infarkt hjernevev, og likevel, etter en periode med ekstremt intens og kostbar kritisk behandling, blir pasientene skrevet ut med nytt sykehuservervet dødt hjernevev, med tilhørende livslang funksjonshemming eller hjernedød. . Denne situasjonen oppstår fra den kritiske barrieren med at det ikke er noen enkle metoder for å overvåke cerebral blodstrøm (CBF) og dens tilstrekkelighet under progresjon av sekundær hjerneskade etter fornærmelse. Dette er viktig på grunn av forventningen om at reduksjoner i CBF i farlig overkant av reduksjoner i cerebral metabolsk hastighet for oksygen (CMRO2), hvis de oppdages tidlig, kan behandles for å avverge hjerneinfarkt. Kliniske eksempler på dette problemet, blant mange andre, inkluderer post-iskemisk hjerneslagødem, post-trombolysehyperemi eller okklusjon, post SAH-vasospasme, hyperemisk og oligemisk intrakraniell hypertensjon etter traumatisk hjerneskade eller hjerneslag, ICH-assosiert global iskemi og intra- og post-carotis endarterektomi olimia og hyperperfusjon.

Kritiske leger trenger en nattbordsmonitor av CBF koblet til CMRO2. CMRO2-dataene vil tillate avgrensning av tilstrekkeligheten til CBF, da noen ganger CBF-dekrementer ganske enkelt samsvarer med endringer i CMRO2. Mangelen på slik overvåkingsevne har resultert i at klinikere tar ofte ikke nyttige terapeutiske beslutninger rettet mot ikke-nevrologiske endepunkter, for eksempel blodtrykk, PaCO2 og så videre, "håper" at slike intervensjoner vil ha en ønsket effekt på hjernens perfusjon og metabolisme.

Diffus korrelasjonsspektroskopi (DCS) og diffus optisk spektroskopi (DOS) er lovende NNOM optiske teknikker under utvikling ved UPenn (Dr. Arjun Yodh) som kan gi kontinuerlig kvantitativ CBF, CMRO2 og oksygenekstraksjonsfraksjon (OEF) informasjon. Bestemmelse av evnen til å oppdage anaerobe tilstander, slik etterforskerne foreslår å gjøre, vil muliggjøre ideen om individualisert CBF, CMRO2 og OEF-måling og hjernestyrt terapeutisk optimalisering av sengepersonell. Dette vil til slutt støtte en betydelig endring i måten nevrokritisk omsorg utøves på, og titrere terapi til nevrofysiologiske snarere enn kardiovaskulære/lungeendepunkter. UPenn-forskningsteknikker gir for tiden informasjon om relative kvantitative endringer i CBF og CMRO2 fra baseline. Etterforskerne foreslår også å utvikle en metode for måling av absolutt CBF og CMRO2 og videre validere den absolutte CBF mot invasiv termodilusjon (ThD) CBF-teknikker. Etterforskernes langsiktige mål og overordnede mål er å forhindre hjernevevsdød på sykehus gjennom utvikling av forbedrede CBF/CMRO2/OEF (NNOM) overvåkingsteknikker ved sengen.