Method Article

Мониторинг нейрокритических пациентов в режиме реального времени с помощью диффузной оптической спектроскопии

DOI:

10.3791/61608

⸱

November 19th, 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
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 This Article

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. Read More ...

Erratum

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Представлен протокол неинвазивного мониторинга церебральной гемодинамики нейрокритических пациентов в режиме реального времени и у постели больного с использованием диффузной оптики. В частности, предлагаемый протокол использует гибридные диффузные оптические системы для обнаружения и отображения в режиме реального времени информации о церебральной оксигенации, мозговом кровотоке и церебральном метаболизме.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Нейрофизиологический мониторинг является важной целью лечения нейрокритических пациентов, поскольку он может предотвратить вторичное повреждение и напрямую повлиять на показатели заболеваемости и смертности. Однако в настоящее время не хватает подходящих неинвазивных технологий в режиме реального времени для непрерывного мониторинга физиологии головного мозга у постели больного. Диффузные оптические методы были предложены в качестве потенциального инструмента для прикроватных измерений мозгового кровотока и церебральной оксигенации у нейрокритических пациентов. Диффузная оптическая спектроскопия ранее изучалась для наблюдения за пациентами в нескольких клинических сценариях, начиная от неонатального мониторинга и заканчивая цереброваскулярными вмешательствами у взрослых. Тем не менее, возможность использования этого метода для оказания помощи клиницистам путем предоставления информации в режиме реального времени у постели больного остается в значительной степени нерешенной. Здесь мы сообщаем о трансляции диффузной оптической системы для непрерывного мониторинга мозгового кровотока в режиме реального времени, церебральной оксигенации и церебрального метаболизма кислорода во время интенсивной терапии. Функция инструмента в режиме реального времени может позволить использовать стратегии лечения, основанные на специфической для пациента физиологии головного мозга, а не полагаться на суррогатные показатели, такие как артериальное давление. Предоставляя информацию о мозговом кровообращении в режиме реального времени в различных временных масштабах с помощью относительно дешевых и портативных инструментов, этот подход может быть особенно полезен в малобюджетных больницах, в отдаленных районах и для мониторинга на открытых полях (например, оборона и спорт).

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Большинство осложнений, которые приводят к неблагоприятным исходам у критически больных неврологических пациентов, связаны с вторичными травмами, вызванными нарушениями церебральной гемодинамики. Таким образом, мониторинг физиологии головного мозга этих пациентов может напрямую влиять на показатели заболеваемости и смертности 1,2,3,4,5,6,7. Однако в настоящее время не существует установленного клинического инструмента для непрерывного неи....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Протокол был утвержден местным комитетом Университета Кампинаса (номер протокола 56602516.2.0000.5404). Письменное информированное согласие было получено от пациента или законного представителя до проведения измерений. Мы наблюдали за пациентами, которые были госпитализированы в клинику Университета Кампинаса с диагнозом ишемический инсульт или субарахноидальное кровоизлияние, влияющее на переднее кровообращение. Пациенты с ишемическими инсультами, затрагивающими заднее кровообращение, пациенты с декомпрессивными кранэктомиями из-за повышенного внутричерепного давления и пациенты с другими нейродегенеративными заболеваниями (деменция, болезнь Паркинсона или любое друг....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В идеале нормализованные автокорреляционные кривые, полученные с помощью модуля DCS, должны быть приблизительно 1,5 при нулевой экстраполяции времени задержки (при использовании одномодовых волокон14), а кривые должны затухать до 1 при более длительном времени задержки. Кривая должна быть гладкой, и она должна иметь более быстрое затухание для более длительного разделения источника и детектора. Пример хорошей автокорреляции показан на рисунке 2А. .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В этой статье представлена гибридная оптическая система, которая может предоставлять информацию в режиме реального времени о мозговом кровотоке, церебральной оксигенации и церебральном метаболизме кислорода у нейрокритических пациентов. Использование диффузных оптических методов ранее рассматривалось в качестве потенциального маркера для неинвазивного прикроватного мониторинга в клинических сценариях. Предыдущее исследование было сосредоточено на клинических аспектах и возможности оптического мониторинга во время госпита.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Автор(ы) заявили о следующих потенциальных конфликтах интересов в отношении исследования, авторства и/или публикации этой статьи: RC Mesquita имеет одну находящуюся на рассмотрении патентную заявку и два других патента, относящихся к этой работе (патенты США 10,342,488 и 10,064,554). В настоящее время ни один автор не получает гонорары или платежи по этим патентам.

   

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы выражаем признательность за поддержку со стороны Исследовательского фонда Сан-Паулу (FAPESP) в соответствии с Proc. 2012/02500-8 (RM), 2014/25486-6 (RF) и 2013/07559-3. Спонсоры не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
3D-принтерSethi3DS23D-принтер, используемый для печати настраиваемых щупов
Arduino UNOArduinoUNO REV3Микроконтроллер, отвечающий за чередование измерений DCS и FD-DOS,
коррелятор DCSCorrelator.comFlex11-16chКомпонент модуля DCS
DCS Dectectors IO BoardsExcelitas TechnologySPCM-AQ4C-IOКомпонент модуля DCS
Детекторы DCSExcelitas TechnologySPCM-AQ4CКомпонент модуля DCS
Лазер DCSCrystaLaserDL785-120-SOКомпонент модуля DCS
Блок питанияDCS ArtesynUMP10T-S2A-S2A-S2A-S2A-IES-00-AКомпонент модуля DCS (блок питания для DCS detecto; 2, 5 и 30V)
FD-DOS волокнаISSImagent Расходные материалыВолокна, используемые для обнаружения и освещения FD-DOS, оживляются материалом для
гибкого 3D-принтераSethi3DNinjaFlexМатериал, используемый для печати гибких настраиваемых зондов
ImagentISSImagentFD-DOS модуль
Лазерная безопасность GoogleThorlabsLG9
Многомодовое волокноThorlabsFT400EMTМногомодовое волокно, используемое для освещения DCS
Фильтр нейтральной плотности 1,0 ODEdmund Optics53-705Фильтр нейтральной плотности для разделения детекторов короткого источника
Одномодовое оптическое волокноThorlabs780HPОдномодовое оптическое волокно, используемое для детекторов DCS Системная
батареяSMSNET4Системная батарея, используемая для транспортировки
ISS

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Sarrafzadeh, A. S., Vajkoczy, P., Bijlenga, P., Schaller, K.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Diffuse Optical SpectroscopiesCerebral Blood FlowCerebral OxygenationReal Time MonitoringNeurocritical PatientsDiffuse Correlation SpectroscopyOptical Probe CalibrationPatient Specific PhysiologyBedside MonitoringCerebral Oxygen Metabolism

Related Articles