211service.com
Hersendruk voelen zonder operatie
Een van de belangrijkste dingen om te controleren bij patiënten die een zware klap op het hoofd of een ernstige bloeding hebben opgelopen, is druk in de hersenen. Dit kan een toename van het hersenvolume aan het licht brengen, dankzij bloedingen, zwellingen of andere factoren die hersenweefsel kunnen comprimeren en beschadigen en het bloedorgaan kunnen verhongeren. Drukverhogingen zijn ook in verband gebracht met andere, minder kritieke neurologische problemen, zoals migraine en herhaalde hersenschudding. Maar de huidige methoden voor het bewaken van de intracraniale druk zijn zeer invasief: een neurochirurg boort een gat in de schedel en brengt een katheter in, wat een risico op infectie met zich meebrengt.
Onder druk: Onderzoekers hebben een niet-invasieve manier ontwikkeld om hoge niveaus van druk in de hersenen te beoordelen (zoals te zien is in deze MRI), die vaak het gevolg zijn van hersenletsel.
Thomas Heldt , een onderzoekswetenschapper aan het Research Laboratory of Electronics aan het MIT, en medewerkers Faisal Kashif en George Verghese, ook aan het MIT, hopen dat te veranderen met een nieuwe, niet-invasieve methode voor het bewaken van intracraniale druk. Hoewel de technologie zich nog in de beginfase van ontwikkeling bevindt, blijkt uit eerste onderzoeken naar gegevens van comateuze patiënten dat deze ongeveer net zo nauwkeurig is als intracraniële monitoring met een katheter en nauwkeuriger dan andere, minder invasieve opties, waarbij een katheter in het weefsel wordt ingebracht lagen tussen de binnenste schedel en de hersenen. Heldt presenteerde het onderzoek op de Medische elektronische systemen van de volgende generatie workshop aan het MIT eerder deze maand.
Als we een manier hadden om de druk in het veld te bepalen, zelfs een eenvoudige heuristiek, zoals of de druk groter is dan 20 mmHg (millimeter kwik - de standaardmaat waarmee artsen ingrijpen), zou dat enorm helpen, zegt Rajiv Gupta , directeur van het Ultra-High-Resolution Volume CT Lab in het Massachusetts General Hospital in Boston. Triage is daarop gebaseerd. Gupta was niet betrokken bij het onderzoek.
Om de druk niet-invasief te beoordelen, begon het team van Heldt met het creëren van een eenvoudig circuitmodel van druk in de hersenen met behulp van kennis van de hersenanatomie en hoe bloed en cerebrospinale vloeistof door het orgel stromen. Vervolgens ontwikkelden ze een algoritme om de intracraniale druk te berekenen voor een bepaald niveau van arteriële bloeddruk en cerebrale bloedstroom. Arteriële bloeddruk kan worden gemeten met een katheter die in de pols wordt ingebracht, of indirect met een vingermanchet, een apparaat dat lijkt op een armbloeddrukmanchet, maar dat continue bloeddrukmetingen geeft. Een niet-invasieve ultrasone techniek die bekend staat als transcraniële Doppler kan de snelheid van de craniale bloedstroom detecteren, die direct gerelateerd is aan de stroom zelf.
Onderzoekers valideerden de aanpak met behulp van eerder verzamelde gegevens van 45 comateuze patiënten. De schatting kwam overeen met de gouden standaardmaat met een afwijking van ongeveer acht tot negen mmHg. Andere methoden om druk te meten, zoals katheters die in de ruimte tussen de schedel en het hersenweefsel worden ingebracht, variëren met 10 mmHg van aflezing tot aflezing in dezelfde hersenen.
Heldt zegt dat het doel is om nauwkeurigheid binnen vier tot vijf mmHg te bereiken, waardoor artsen onderscheid kunnen maken tussen een veilige druk - de intracraniale druk van een gezond persoon varieert van ongeveer zeven tot 15 mmHg - en een die interventie vereist. Wanneer de druk stijgt tot tussen de 20 en 25 mmHg, proberen artsen deze naar een veiliger bereik te brengen, hetzij door middel van eenvoudige stappen als de patiënt rechtop laten zitten, of zo ernstig als het wegnemen van een stuk van de schedel om de druk te verlichten.
Onderzoekers staan op het punt om een nieuwe test van de technologie te beginnen met medewerkers van het Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston, met behulp van gegevens die in realtime zijn verzameld van patiënten op de intensive care (ICU). Ze hopen dat data van betere kwaliteit de nauwkeurigheid van de meting zullen verbeteren. (De vorige dataset is meer dan tien jaar geleden verzameld met oudere apparatuur.) Ze hopen ook aan te tonen dat een niet-invasieve methode voor het verzamelen van arteriële druk net zo goed zal werken als intra-arteriële monitoring.
Hoewel de onderzoekers zich in eerste instantie richten op het valideren van de technologie bij IC-patiënten, waar ze de maatregel kunnen vergelijken met intracraniële katheters, zeggen ze dat het grootste potentieel voor de tool ligt bij het onderzoeken van patiënten met licht traumatisch hersenletsel, terugkerende migraine en bepaalde vestibulaire stoornissen.
Het cumulatieve effect van licht hersenletsel is een grote zorg voor zowel atleten als het leger, gezien het groeiende bewijs dat herhaalde schade ernstige langetermijneffecten kan hebben. Voor mild traumatisch hersenletsel weten we niet wat intracraniële druk doet, zegt Heldt. Recent onderzoek bij ratten heeft aangetoond dat blootstelling aan een explosie, die een drukgolf genereert, een verhoging van de intracraniale druk veroorzaakt; hoe groter de ontploffing, hoe groter de toename van de druk. Uiteindelijk zijn de onderzoekers van plan om geminiaturiseerde apparaten te ontwikkelen die kunnen worden ingezet op het slagveld of op het sportveld.
Heldt voegt eraan toe dat zijn team niet de eerste is die probeert de intracraniale druk te beoordelen op basis van arteriële en cerebrale bloedstroom. Maar eerdere inspanningen gebruikten datamining of machine learning-benaderingen om het algoritme te maken. Dergelijke benaderingen vereisen een database met eerdere maatregelen. Als een nieuwe patiënt substantieel verschilt van die in de database, faalt het algoritme. Door eenvoudige fysiologische kennis van de hersenen op te nemen, kon zijn team een model creëren waarvoor geen voorafgaande kennis van de patiënt of iemand anders vereist is.