Crainio ikke-invasiv ICP-monitor for TBI

Intrakranielt trykk (ICP) overvåkes rutinemessig hos pasienter som lider av traumatisk hjerneskade (TBI). Økt ICP kan resultere i kompresjon av cerebral vaskulatur og påfølgende reduksjon i oksygen- og næringstilførsel til hjernen, noe som fører til betydelig sykelighet og dødelighet. Faktisk er forhøyet ICP den vanligste dødsårsaken hos pasienter med alvorlig TBI.

Standard ICP-overvåking krever innsetting av en kranialbolt i skallen som en elektrisk transduser settes inn gjennom. Alternativt settes et intraventrikulært kateter inn gjennom et borehull. Begge disse overvåkingsmetodene er assosiert med risiko inkludert blødning og infeksjon, samt forsinkelse i etablering av nødovervåking og begrenset til sykehus som har nevrokirurgi.

Det har vært mye forskning de siste årene for å finne en metode for å måle intrakranielt trykk noninvasivt (nICP), inkludert måling av trykk i retinalvenene, måling av trommehinneforskyvning, transkraniell doppler ultrasonografi og bildebaserte løsninger. Disse metodene krever alle betydelig brukerintervensjon og er ikke-kontinuerlige.

Dette prosjektet har som mål å samle inn cerebrale fotopletysmogram-signaler og samtidige invasive ICP-målinger fra pasienter med traumatisk hjerneskade for å utvikle Crainio-maskinlæringsalgoritmer (ML). Kjernen intellektuell eiendom (IP) til dette kontinuerlige eksterne overvåkings-ICP-systemet ble opprinnelig utviklet av akademikere i laboratoriet til professor Kyriacou ved City, University of London. Crainio er et spin-out-selskap som ble opprettet for å industrialisere og kommersialisere denne forskningen på eksklusiv basis.

Enheten består av en pannemontert sensor som inneholder infrarøde lyskilder som kan lyse opp det dype hjernevevet i frontallappen. Fotodetektorer i sensoren oppdager det tilbakespredte lyset, som moduleres av pulsering av hjernearteriene. En kontrollenhet behandler det tilbakespredte lyset (kalt fotopletysmogram, PPG) og overfører det til en dataenhet for å trene ML-modeller som estimerer en absolutt verdi av ICP.

Den grunnleggende vitenskapen bak denne metoden for måling av ICP er at endringer i det ekstramurale arterielle trykket påvirker morfologien til den registrerte optiske pulsen, så analyse av det innhentede signalet ved hjelp av en passende algoritme vil muliggjøre beregning av nICP. Den rapporterte nICP vil gi screening på triagestadiet, som indikerer behovet for bildediagnostikk eller rask intervensjon (som hematomevakuering) og veilede hodeskadebehandling, spesielt ICP-målrettede behandlingsregimer. Til syvende og sist kan dette føre til betydelige forbedringer i sekundær skaderelatert dødelighet, lengde på sykehusopphold og redusert posttraume funksjonshemming.

Denne mulighetsstudien tar sikte på å samle inn kliniske data for å trene nICP-algoritmene til det punktet at de kan oppdage økt intrakranielt trykk (ICP>20 mmHg) med tilstrekkelig sensitivitet og spesifisitet til at Crainio-enheten kan reguleres for klinisk bruk.