Apresenta-se um protocolo de monitorização não invasiva da hemodinâmica cerebral de pacientes neurocríticos em tempo real e à beira do leito utilizando óptica difusa. Especificamente, o protocolo proposto utiliza um sistema óptico híbrido difuso para detectar e exibir informações em tempo real sobre oxigenação cerebral, fluxo sanguíneo cerebral e metabolismo cerebral.
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Artigo de método
Monitoramento em Tempo Real de Pacientes Neurocríticos com Espectroscopias Ópticas Difusas
Neste artigo
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Resumo
Resumo
O monitoramento neurofisiológico é um objetivo importante no tratamento de pacientes neurocríticos, pois pode prevenir danos secundários e impactar diretamente nas taxas de morbidade e mortalidade. No entanto, atualmente há uma falta de tecnologias adequadas e não invasivas em tempo real para a monitorização contínua da fisiologia cerebral à beira do leito. Técnicas ópticas difusas têm sido propostas como uma ferramenta potencial para medidas à beira do leito do fluxo sanguíneo cerebral e oxigenação cerebral em pacientes neurocríticos. Espectroscopias ópticas difusas têm sido previamente exploradas para monitorar pacientes em vários cenários clínicos, desde monitoramento neonatal até intervenções cerebrovasculares em adultos. No entanto, a viabilidade da técnica para ajudar os clínicos, fornecendo informações em tempo real à beira do leito, permanece em grande parte não abordada. Aqui, relatamos a tradução de um sistema óptico difuso para monitoramento contínuo em tempo real do fluxo sanguíneo cerebral, oxigenação cerebral e metabolismo do oxigênio cerebral durante terapia intensiva. O recurso em tempo real do instrumento poderia permitir estratégias de tratamento baseadas na fisiologia cerebral específica do paciente, em vez de depender de métricas substitutas, como a pressão arterial. Ao fornecer informações em tempo real sobre a circulação cerebral em diferentes escalas de tempo com instrumentação relativamente barata e portátil, essa abordagem pode ser especialmente útil em hospitais de baixo orçamento, em áreas remotas e para monitoramento em campos abertos (por exemplo, defesa e esportes).
Introdução
A maioria das complicações que levam a maus resultados em pacientes neurológicos gravemente enfermos está relacionada a lesões secundárias causadas por comprometimentos hemodinâmicos cerebrais. Portanto, o acompanhamento da fisiologia cerebral desses pacientes pode impactar diretamente nas taxas de morbidade e mortalidade 1,2,3,4,5,6,7. Atualmente, entretanto, não há uma ferramenta clínica estabelecida para a monitorização contínua e não ....
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Protocolo
O protocolo foi aprovado pelo comitê local da Universidade Estadual de Campinas (protocolo número 56602516.2.0000.5404). Consentimento informado por escrito foi obtido do paciente ou de um representante legal antes das medidas. Foram acompanhados pacientes admitidos no Hospital das Clínicas da Universidade Estadual de Campinas com diagnóstico de acidente vascular cerebral isquêmico ou hemorragia subaracnóidea acometendo a circulação anterior. Pacientes com acidente vascular cerebral isquêmico afetando a circulação posterior, pacientes com craniectomias descompressivas devido à pressão intracraniana elevada e pacientes com outras doenças neurodegenerativas (demência, P....
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Resultados
Idealmente, as curvas de autocorrelação normalizadas obtidas com o módulo DCS devem ser de aproximadamente 1,5 na extrapolação de tempo de atraso zero (quando se usa fibrasmonomodo14), e as curvas devem decair para 1 em tempos de atraso maiores. A curva deve ser suave e deve ter um decaimento mais rápido para as separações mais longas fonte-detector. Um exemplo de boa autocorrelação é mostrado na Figura 2A. A Figura 2B mostra um exemplo d.......
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Discussão
Este trabalho apresentou um sistema óptico híbrido que pode fornecer informações em tempo real sobre o fluxo sanguíneo cerebral, oxigenação cerebral e metabolismo de oxigênio cerebral de pacientes neurocríticos ao lado. O uso de técnicas ópticas difusas já havia sido abordado anteriormente como um potencial marcador para monitoramento não invasivo à beira do leito em cenários clínicos. Um estudo anterior enfocou os aspectos clínicos e a viabilidade da monitorização óptica durante a internação na neuro-UTI por meio de um .......
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Divulgações
O(s) autor(es) declarou(m) os seguintes potenciais conflitos de interesse com relação à pesquisa, autoria e/ou publicação deste artigo: RC Mesquita tem um pedido de patente pendente e duas outras patentes relevantes para este trabalho (patentes dos Estados Unidos 10.342.488 e 10.064.554). Atualmente, nenhum autor recebe royalties ou pagamentos dessas patentes.
Agradecimentos
Agradecemos o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) por meio dos Proc. 2012/02500-8 (RM), 2014/25486-6 (RF) e 2013/07559-3. Os financiadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo, coleta e análise de dados, decisão de publicação ou preparação do manuscrito.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Impressora 3D | Sethi3D | S2 | Impressora 3D utilizada para imprimir as sondas personalizáveis |
| Arduino UNO | Arduino | UNO REV3 | Microcontrolador responsável por intercalar as medições DCS e FD-DOS |
| DCS Correlacionador | Correlator.com | Flex11-16ch | Componente do módulo DCS |
| DCS Dectectors IO Boards | Excelitas Technology | SPCM-AQ4C-IO | Componente do módulo DCS |
| Detectores | DCS Tecnologia Excelitas | SPCM-AQ4C | Componente do módulo DCS |
| Laser DCS | CrystaLaser | DL785-120-SO | Componente do módulo DCS |
| Fonte de alimentação DCS | Artesyn | UMP10T-S2A-S2A-S2A-IES-00-A | Componente do módulo DCS (fonte de alimentação para o sensor DCS; 2, 5 e 30V) |
| Fibras FD-DOS | ISS | Imagent suprimentos | As fibras usadas para detecção e iluminação FD-DOS são fornecidas pela ISS |
| Material de impressora 3D flexível | Sethi3D | NinjaFlex | Material usado para imprimir as sondas personalizáveis flexíveis |
| Módulo | Imagent ISS | Imagent FD-DOS | |
| Óculos de segurança a laser | Thorlabs | LG9 | |
| Fibra multimodo | Thorlabs | FT400EMT | Fibra multimodo usada para iluminação DCS |
| Filtro de densidade neutra 1.0 OD | Edmund Optics | 53-705 Filtro de | densidade neutra para as separações de detectores de fonte curta |
| Fibra óptica monomodo | Thorlabs | 780HP | Fibra óptica monomodo usada para os detectores DCS Bateria |
| sistema | SMS | NET4 | Bateria do sistema usada para transporte |
Referências
- Papanikolaou, J., et al. Cardiac and central vascular functional alterations in the acute phase of aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Critical Care Medicine. 40 (1), 223-232 (2012).
- Sarrafzadeh, A. S., Vajkoczy, P., Bijlenga, P., Schaller, K.
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Reimpressões e permissões
Errata
Formal Correction: Erratum: Real-Time Monitoring of Neurocritical Patients with Diffuse Optical Spectroscopies
Posted by JoVE Editors on 12/07/2022. Citeable Link.
An erratum was issued for: Real-Time Monitoring of Neurocritical Patients with Diffuse Optical Spectroscopies. The Authors section was updated from:
Rodrigo Menezes Forti1,2
Marilise Katsurayama2,3
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
to:
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
