211service.com
Føler hjernetryk uden kirurgi
En af de vigtigste ting at overvåge hos patienter, der har fået et alvorligt slag i hovedet eller en alvorlig blødning, er tryk i hjernen. Dette kan afsløre en stigning i hjernens volumen, takket være blødning, hævelse eller andre faktorer, som kan komprimere og beskadige hjernevæv og udsulte blodorganet. Forøgelser i tryk har også været impliceret i andre, mindre kritiske neurologiske problemer, såsom migræne og gentagne hjernerystelser. Men de nuværende metoder til overvågning af intrakranielt tryk er meget invasive - en neurokirurg borer et hul i kraniet og indsætter et kateter, som indebærer en risiko for infektion.
Under pres: Forskere har udviklet en ikke-invasiv måde at vurdere høje niveauer af tryk i hjernen (som det ses i denne MRI), som ofte skyldes hjerneskade.
Thomas Heldt , en forsker ved Research Laboratory of Electronics ved MIT, og samarbejdspartnere Faisal Kashif og George Verghese, også ved MIT, håber at ændre det med en ny, ikke-invasiv metode til overvågning af intrakranielt tryk. Mens teknologien stadig er i sine tidlige udviklingsstadier, viser indledende undersøgelser af data fra komatøse patienter, at den er omtrent lige så præcis som intrakraniel overvågning med et kateter og mere præcis end andre, mindre invasive muligheder, som involverer indsættelse af et kateter i vævet lag mellem det indre kranium og hjernen. Heldt præsenterede forskningen på Næste generation af medicinske elektroniske systemer workshop på MIT tidligere på måneden.
Hvis vi havde en måde at bestemme trykket i feltet, selv en simpel heuristik, som om trykket er større end 20 mmHg (millimeter kviksølv - standardmålet, hvor læger griber ind), ville det være enormt nyttigt, siger Rajiv Gupta , direktør for Ultra-High-Resolution Volume CT Lab på Massachusetts General Hospital i Boston. Triage er baseret på det. Gupta var ikke involveret i forskningen.
For at vurdere tryk ikke-invasivt startede Heldts team med at skabe en simpel kredsløbsmodel af tryk i hjernen ved hjælp af viden om hjernens anatomi og hvordan blod og cerebrospinalvæske strømmer gennem organet. De udviklede derefter en algoritme til at beregne intrakranielt tryk for et givet niveau af arterielt blodtryk og cerebral blodgennemstrømning. Arterielt blodtryk kan måles enten med et kateter indsat i håndleddet eller indirekte med en fingermanchet, en enhed, der ligner en armblodtryksmanchet, men som giver kontinuerlige aflæsninger af blodtrykket. En ikke-invasiv ultralydsteknik kendt som transkraniel Doppler kan detektere hastigheden af kraniel blodgennemstrømning, som er direkte relateret til selve flowet.
Forskere validerede tilgangen ved hjælp af tidligere indsamlede data fra 45 komatøse patienter. Estimatet matchede guldstandardmålet med en afvigelse på omkring otte til ni mmHg. Andre metoder til at måle tryk, såsom katetre indsat i mellemrummet mellem kraniet og hjernevævet, varierer med 10 mmHg fra læsning til læsning i samme hjerne.
Heldt siger, at målet er at opnå nøjagtighed inden for fire til fem mmHg, hvilket vil gøre det muligt for læger at skelne mellem et sikkert tryk - en rask persons intrakranielle tryk varierer fra omkring syv til 15 mmHg - og et, der kræver indgriben. Når trykket stiger til mellem 20 og 25 mmHg, forsøger læger at bringe det ned til et mere sikkert område, enten gennem trin så enkle som at få patienten til at sidde op, eller så alvorlige som at fjerne et stykke af kraniet for at lette trykket.
Forskere er ved at begynde en ny test af teknologien med samarbejdspartnere på Beth Israel Deaconess Medical Center i Boston ved hjælp af data indsamlet i realtid fra intensivafdelinger (ICU) patienter. De håber, at data af bedre kvalitet vil forbedre foranstaltningens nøjagtighed. (Det tidligere datasæt blev indsamlet for mere end et årti siden med ældre udstyr.) De håber også at vise, at en ikke-invasiv metode til opsamling af arterielt tryk vil fungere såvel som intraarteriel overvågning.
Mens forskerne i første omgang er fokuseret på at validere teknologien hos ICU-patienter, hvor de kan sammenligne målingen med intrakranielle katetre, siger de, at det største potentiale for værktøjet er at undersøge patienter med mild traumatisk hjerneskade, tilbagevendende migræne og visse vestibulære lidelser.
Den kumulative effekt af mild hjerneskade er af stor bekymring for både atleter og militæret, givet voksende beviser på, at gentagne skader kan have alvorlige langsigtede virkninger. For mild traumatisk hjerneskade ved vi ikke, hvad intrakranielt tryk gør, siger Heldt. Nyere forskning i rotter har vist, at eksponering for en eksplosion, som genererer en trykbølge, udløser en stigning i det intrakranielle tryk; jo større sprængning, jo større stigning i tryk. Til sidst planlægger forskerne at udvikle miniaturiserede enheder, der kan placeres på slagmarken eller sportspladsen.
Heldt tilføjer, at hans hold ikke er det første, der forsøger at vurdere intrakranielt tryk baseret på arteriel og cerebral blodgennemstrømning. Men tidligere indsats brugte data mining eller maskinlæringstilgange til at skabe algoritmen. Sådanne tilgange kræver en database over tidligere foranstaltninger. Hvis en ny patient er væsentligt forskellig fra dem i databasen, fejler algoritmen. Ved at inkorporere simpel fysiologisk viden om hjernen kunne hans team skabe en model, der ikke kræver nogen forudgående viden om patienten eller nogen anden.