Echtzeit-Monitoring neurokritischer Patienten mit diffuser optischer Spektroskopie

Rodrigo Menezes Forti; Marilise Katsurayama; Giovani Grisotti Martins; Lenise Valler; Andrés Quiroga; Luiz Simioni; Julien Menko; Antonio  L. E. Falcão; Li  Min Li; Rickson  C. Mesquita

doi:10.3791/61608

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Methodenartikel

Echtzeit-Monitoring neurokritischer Patienten mit diffuser optischer Spektroskopie

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DOI:

10.3791/61608

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19. November 2020

Rodrigo Menezes Forti¹^,² , Marilise Katsurayama²^,³ , Giovani Grisotti Martins¹ , Lenise Valler²^,³ , Andrés Quiroga¹^,² , Luiz Simioni¹ , Julien Menko⁴ , Antonio L. E. Falcão³ , Li Min Li²^,⁵ , Rickson C. Mesquita¹^,²

¹Institute of Physics, University of Campinas, ²Brazilian Institute of Neuroscience and Neurotechnology, ³Clinical Hospital, University of Campinas, ⁴Department of Emergency Medicine, Albert Einstein College of Medicine, ⁵School of Medical Sciences, University of Campinas

In diesem Artikel

Erratum-Hinweis

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Zusammenfassung

Hier wird ein Protokoll zur nicht-invasiven Überwachung der zerebralen Hämodynamik neurokritischer Patienten in Echtzeit und am Krankenbett mittels diffuser Optik vorgestellt. Insbesondere verwendet das vorgeschlagene Protokoll ein hybrides diffuses optisches System, um Echtzeitinformationen über die zerebrale Sauerstoffversorgung, den zerebralen Blutfluss und den zerebralen Stoffwechsel zu erkennen und anzuzeigen.

Zusammenfassung

Die neurophysiologische Überwachung ist ein wichtiges Ziel bei der Behandlung neurokritischer Patienten, da sie Folgeschäden verhindern und sich direkt auf die Morbiditäts- und Mortalitätsraten auswirken kann. Derzeit fehlt es jedoch an geeigneten nicht-invasiven Echtzeittechnologien für die kontinuierliche Überwachung der zerebralen Physiologie am Krankenbett. Diffuse optische Techniken wurden als potenzielles Werkzeug für Messungen des zerebralen Blutflusses und der zerebralen Sauerstoffversorgung bei neurokritischen Patienten am Krankenbett vorgeschlagen. Die diffuse optische Spektroskopie wurde bereits zur Überwachung von Patienten in verschiedenen klinischen Szenarien untersucht, die von der Überwachung von Neugeborenen bis hin zu zerebrovaskulären Eingriffen bei Erwachsenen reichen. Die Machbarkeit der Technik, Kliniker durch die Bereitstellung von Echtzeitinformationen am Krankenbett zu unterstützen, bleibt jedoch weitgehend ungeklärt. In dieser Arbeit berichten wir über die Translation eines diffusen optischen Systems zur kontinuierlichen Echtzeitüberwachung des zerebralen Blutflusses, der zerebralen Oxygenierung und des zerebralen Sauerstoffstoffwechsels während der Intensivmedizin. Die Echtzeitfunktion des Instruments könnte Behandlungsstrategien ermöglichen, die auf der patientenspezifischen zerebralen Physiologie basieren, anstatt sich auf Surrogatmetriken wie den arteriellen Blutdruck zu verlassen. Durch die Bereitstellung von Echtzeitinformationen über die zerebrale Durchblutung auf verschiedenen Zeitskalen mit relativ billigen und tragbaren Instrumenten kann dieser Ansatz besonders in Low-Budget-Krankenhäusern, in abgelegenen Gebieten und für die Überwachung auf offenem Feld (z. B. Verteidigung und Sport) nützlich sein.

Einleitung

Die meisten Komplikationen, die bei kritisch kranken neurologischen Patienten zu schlechten Ergebnissen führen, stehen im Zusammenhang mit sekundären Verletzungen, die durch zerebrale hämodynamische Beeinträchtigungen verursacht werden. Daher kann sich die Überwachung der zerebralen Physiologie dieser Patienten direkt auf die Morbiditäts- und Mortalitätsraten^auswirken 1,2,3,4,5,6,7. Derzeit gibt es jedoch kein etabliertes klinisches Werkz....