Crainio Non-invasive ICP Monitor för TBI

Intrakraniellt tryck (ICP) övervakas rutinmässigt hos patienter som lider av traumatisk hjärnskada (TBI). Förhöjt ICP kan resultera i komprimering av den cerebrala vaskulaturen och efterföljande minskning av syre- och näringstillförseln till hjärnan, vilket leder till betydande sjuklighet och dödlighet. Faktum är att förhöjd ICP är den vanligaste dödsorsaken hos patienter med svår TBI.

Standard ICP-övervakning kräver införande av en kranialbult i skallen genom vilken en elektrisk givare sätts in. Alternativt förs en intraventrikulär kateter in genom ett borrhål. Båda dessa övervakningsmetoder är förknippade med risker inklusive blödning och infektion, samt försening av att etablera akutövervakning och begränsa den till sjukhus som har neurokirurgi.

Det har gjorts mycket forskning de senaste åren för att hitta en metod för att mäta intrakraniellt tryck icke-invasivt (nICP), inklusive mätning av tryck i retinala vener, mätning av trumhinnan, transkraniell doppler ultraljud och bildbehandlingsbaserade lösningar. Dessa metoder kräver alla avsevärda användaringripanden och är icke-kontinuerliga.

Detta projekt syftar till att samla in cerebrala fotopletysmogramsignaler och samtidiga invasiva ICP-mätningar från patienter med traumatisk hjärnskada för att utveckla Crainio machine learning (ML) algoritmer. Den immateriella kärnan (IP) i detta kontinuerliga externa övervaknings-ICP-system utvecklades ursprungligen av akademiker i professor Kyriacous labb vid City, University of London. Crainio är ett spin-out-företag som skapades för att industrialisera och kommersialisera denna forskning på exklusiv basis.

Enheten består av en pannmonterad sensor som innehåller infraröda ljuskällor som kan belysa den djupa hjärnvävnaden i frontalloben. Fotodetektorer i sensorn upptäcker det bakåtspridda ljuset, som moduleras av pulsering av hjärnartärerna. En styrenhet bearbetar det bakåtspridda ljuset (kallat fotopletysmogram, PPG) och sänder det till en datorenhet för att träna ML-modeller som uppskattar ett absolut värde på ICP.

Den grundläggande vetenskapen bakom denna metod för att mäta ICP är att förändringar i det extramurala artärtrycket påverkar morfologin hos den inspelade optiska pulsen, så analys av den förvärvade signalen med hjälp av en lämplig algoritm kommer att möjliggöra beräkning av nICP. Den rapporterade nICP kommer att tillhandahålla screening i triage-stadiet, vilket indikerar behovet av avbildning eller snabb intervention (såsom hematomevakuering) och vägleda hantering av huvudskador, särskilt ICP-riktade behandlingsregimer. I slutändan kan detta leda till betydande förbättringar i sekundär skaderelaterad dödlighet, längd på sjukhusvistelse och minskad posttraumatisk funktionsnedsättning.

Denna genomförbarhetsstudie syftar till att samla in kliniska data för att träna nICP-algoritmerna till den grad att de kan detektera förhöjt intrakraniellt tryck (ICP>20 mmHg) med tillräcklig känslighet och specificitet för att Crainio-enheten kan regleras för klinisk användning.