计算机模型监测脑压力无侵入性钻孔 2016-11-06 05:01:07

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麻省理工学院的研究人员开发出一种方法来监测患者大脑内的压力,例如CT扫描中出现的出血图片:Lucien Monfils /维基百科麻省理工学院电子研究实验室的研究人员制定了一项新策略来帮助治疗和测量脑压没有头骨的侵入性钻孔通过使用血液如何流过大脑的计算机模型,医生可以根据动脉血压计算脑压力,并通过大脑的血流速度进行超声测量,从而可以测量压力的变化随着时间的推移脑肿瘤和头部创伤,包括脑震荡,可以提升颅骨内的压力,可能破坏脑组织或切断大脑的血液供应监测此类患者大脑的压力可以帮助医生确定最佳治疗方案,但手术是如此侵入性 - 它需要在头骨上钻一个洞 - 它只在大多数情况下完成严重受伤的患者可能会随着风险降低的新技术的发展而改变这种方法在4月11日出版的“科学转化医学”中有所描述,可以让医生测量头部受伤较轻的患者的脑压,但受益于密切监测由麻省理工学院电子研究实验室(RLE)的研究人员开发,这项新技术基于血液流过大脑的计算机模型使用该模型,研究人员可以通过两次侵入性较小的测量计算脑压力:动脉血压和超声测量血流通过大脑的速度通过这种方法,可以随时监测脑压的变化,提醒医生可能缓慢积聚的问题在压力下大脑压力,也称为颅内压(ICP),由于存在过多的液体(血液或脑脊液),脑肿瘤会上升或大脑肿胀为了测量这种压力,神经外科医生在颅骨上钻一个洞并将导管插入脑组织或大脑中充满液体的腔中除了最危重的病人之外,还有感染或损伤的风险

研究报告的共同作者乔治·维尔盖斯(George Verghese)说,大脑超过了这一程序的好处,麻省理工学院电子工程系的亨利·埃利斯·沃伦教授说:“医生们希望这种测量的患者人数要大得多,但是侵入性阻止他们获得它“Verghese说,他的实验室专注于使用人体生理学的计算机模型来解释患者数据

在他的博士论文中,现在是Verghese实验室的博士后和该论文的第一作者的Faisal Kashif开发了一种关联动脉的计算机模型血压和血液通过大脑流向大脑压力血液通过大脑的血流是由进入大脑的血液之间的压力差异引起的

大脑和脑内压力(ICP)因此,使用Kashif模型,ICP可以根据进入大脑的血液流量和血压来计算进入大脑的血液压力无法直接测量,因此麻省理工学院的团队使用桡动脉压然后,通过在手腕处插入导管,作为测量的代表,然后使用他们的血流模型来补偿位置的差异

外周动脉压也可以通过使用类似于手臂的指套连续且无创地测量

通常用于测量血压的袖带研究人员现在正在调查以这种方式获得的数据是否足够准确,可以在他们的模型中使用验证研究人员使用英国剑桥大学的合作者Marek Czosnyka几年前收集的数据验证了他们技术的准确性

来自创伤性脑损伤的患者这是包含所有测量结果的少数数据集之一因为需要,以及正确的时间戳,Czosnyka将桡动脉血压和超声血流速度的数据发送给麻省理工学院的团队,麻省理工学院的团队然后通过他们的模型运行数字并得出估计的ICP然后将它发送回Czosnyka用于比较他们的结果略微不如使用最佳侵入性手术获得的结果准确,但与仍在临床使用的其他侵入性手术相比,以及一些已尝试过的侵入性较小的技术 波士顿医疗中心神经外科主任James Holsapple说:“找到一种无创的方法来测量压力是临床神经外科手术的一个圣杯

如果我们能够获得可靠的东西,这将是一个很大的进步”麻省理工学院的新方法Holsapple说,这显示了承诺,并补充说下一步重要的是将该技术整合到一个易于医院工作人员使用的系统中,并且可以在数小时或数天内记录数据

麻省理工学院的团队以及共同作者Vera Novak位于波士顿的Beth Israel Deaconess医疗中心(BIDMC)正在与BIDMC的医生合作,测试他们对神经外科重症监护病房患者的治疗方法“它还处于验证阶段为了说服人们认为这种方法有效,你需要建立更多[数据]比我们现有的,“Verghese说”我们的希望是,一旦它在其他类型的患者身上得到验证,您就可以证明您可以匹配侵入性测量是的,人们将有信心开始将它应用于目前没有受到监控的患者那里我们看到了巨大的潜力“RLE的研究科学家,该论文的高级作者Thomas Heldt说,一旦数据收集和模型该团队希望测试不同的患者群体 - 例如脑震荡的运动员或经历过爆炸的士兵 - 以确定伤害程度以及何时对运动员或士兵不安全的方法进行测试返回战场另一个潜在的应用是在长距离太空飞行期间和之后监测宇航员NASA已经观察到其中一些宇航员的ICP升高迹象,现在正在寻找新的测量方法来源:安妮特拉福顿,麻省理工学院新闻办公室图片:Lucien孟菲尔斯/维基百科