Související Testování
Metody k Měření Mozkové Autoregulace
Posouzení tlakové autoregulace je tradičně prostřednictvím výpočtu průtoku krve mozkem na dvou různých rovnovážných stavů arteriální krevní tlak. Tyto ustálené stavy odpovídají konkrétním hodnotám průtoku krve mozkem. Jedno měření tlaku by mohlo být provedeno na začátku a druhé měřeno po manuální nebo farmakologické manipulaci s krevním tlakem, kdy by se mohl znovu měřit průtok krve mozkem. Protože tento přístup zahrnuje stabilní tlaky a toky, označuje se jako statické autoregulační měření.
příchodem transkraniální Doppler (TCD) ultrazvuk povoleno pro vizualizaci v reálném čase průtok krve rychlostí (s časovým rozlišením cca 5 msec), dláždit cestu pro dynamické hodnocení autoregulace. Dynamická AUTOREGULACE se týká krátkodobých, rychlých reakcí průtoku krve mozkem na změny systémového tlaku. Protože TCD nemůže měřit průtok přímo, rychlost průtoku krve je užitečná jako náhrada. Změny tlaku jsou indukovatelné pomocí podnětů, jako je naklonění těla, uvolnění stehenní manžety nebo nižší podtlak těla.
zatímco kontrola přesného načasování a velikosti hemodynamického stimulu poskytuje přesnou výhodu, manipulace s tlakem u kriticky nemocných pacientů jsou potenciálně škodlivé. Například sekvence nafukování-deflace stehenní manžety může podněcovat prudký pokles tlaku až o 25 až 35 mmHg. U pacienta s ischemickou cévní mozkovou příhodou, tento pokles by mohl způsobit sekundární poranění mozku z významné hypoperfuze, zejména v prostředí, kdy je autoregulační fyziologie kompromis na prvním místě. Alternativně, jeden může insonovat intrakraniální cévy bez zvláštních výzev krevního tlaku a měřit CBF odpověď na spontánní kolísání arteriálního krevního tlaku. Tento přístup činí dynamické hodnocení mozkové AUTOREGULACE bezpečné a proveditelné pro pacienty s akutním poškozením mozku. Dynamická odpověď se pravděpodobně objeví během 10 až 15 sekund, což naznačuje, že arterioly mohou čelit pomalejším výkyvům systémového krevního tlaku. Rychlejší změny, jako jsou změny větší než 0, 5 Hz, nejsou kompenzovány – například ty, které se vyskytují při každé srdeční systole. Tato selektivní kompenzace se označuje jako princip high-pass filtru. Cerebrovaskulární systém tedy tlumí pomalé hemodynamické oscilace (0, 01 až 0.4 Hz), zatímco vyšší frekvence mohou procházet nefiltrovaným oběhem mozku.
kromě rychlosti průtoku krve jsou při dynamickém vazoregulačním vyšetřování často užitečné i jiné intrakraniální signály. Příklady zahrnují blízké infračervené spektroskopie (NIRS), místní okysličení mozkové tkáně (PbtO2) a intrakraniálního tlaku (ICP), monitorování z mozkomíšního moku (CSF) odvodňovací systémy. Základní princip těchto dynamických měření je stejný napříč metodikami-vstupním signálem je změna krevního tlaku nebo objemu. Výsledná změna v intrakraniálním kompartmentu působí jako výstupní signál. Pomocí spontánních výkyvů krevního tlaku a průtoku krve mozkem vyvinuli vědci několik matematických metod pro modelování autoregulačních indexů. V tomto krátkém přehledu bude věnována zvláštní pozornost, aby přenosová funkce analýzy a času-srovnávací přístup, s následným kývne na waveletové analýzy a projekce výkon regrese.
přenosová Funkce Analýzy
Transfer function analysis (TFA) má svůj základ, na lineární, stacionární modelování a rychlá Fourierova transformace algoritmus pro výpočet spektrálních odhadů krevní tlak a průtok krve mozkem. Autoregulace, při správném fungování, zmírňuje vliv krevního tlaku na mozek rychlost proudění krve tím, že brání přímému šíření tlakové vlny s nižší frekvencí (obvykle pod 0.2 Hz). Z TFA lze při každé frekvenci odvodit dva klíčové parametry – zisk a fázový posun. Zisk odráží kompresi změny amplitudy rychlosti průtoku krve mozkem v reakci na krevní tlak. Například zisk 0,65 znamená, že 65% relativní amplitudy rychlosti průtoku krve mozkem je oslabeno s ohledem na jednotku změny arteriálního krevního tlaku. Fázový posun kvantifikuje časové zpoždění mezi krevním tlakem a rychlostí toku mozku při dané frekvenci a je reprezentován ve stupních nebo radiánech. Větší fázové posuny mezi těmito dvěma signály znamenají, že AUTOREGULACE správně tlumí cerebrovaskulární strom ze změn krevního tlaku. Je třeba poznamenat, že TFA může racionalizovat pouze lineární vztahy mezi arteriálním krevním tlakem a střední rychlostí toku, a proto koherence obvykle doprovází TFA k testování linearity mezi dvěma průběhy. Obecně je koherence nad 0,5 považována za přijatelnou pro TFA. Pokud jde o frekvenční pásma, hodnoty zisku, fázového posunu a koherence se uvádějí ve třech zásobnících: velmi nízké (0,02 až 0,07 Hz), nízké (0,07 až 0,2 Hz) a vysoké (0,2 až 0,5 Hz) rozsahy. Princip high-pass filtru AUTOREGULACE se promítá do snížení koherence a zisku se zvýšením fázového posunu. Tyto modulace vedou k relativní desynchronizaci mezi krevním tlakem a oscilacemi průtoku krve mozkem. Navíc, protože vazomotorická adaptace je pomalá a vyžaduje zhruba 10 až 15 sekund, AUTOREGULACE s největší pravděpodobností funguje při nižších frekvencích.
Time Domain Analýza
Tato metoda měří stupeň korelace mezi krevním tlakem a různými mozkové výstupní signály. Rolling Pearsonův korelační koeficient je vypočítávána mezi 30 po sobě jdoucích, čas-v průměru (10 sec) hodnoty arteriálního krevního tlaku a průtoku krve mozkem (nebo jeho náhražky). Výsledný koeficient poskytuje odhad autoregulační funkce příslušné pro každou proměnnou. Koeficient pro střední rychlost průtoku krve mozkem je Mx, zatímco index okysličení tkáně (TOx) pochází z NIRS. Celkově existuje více než 20 indexů mozkové AUTOREGULACE, což má zjevné výhody a nevýhody pro autoregulační výzkum. Snad nejpřísněji studovaným indexem je index reaktivity tlaku (PRx), který pochází z ICP místo rychlosti průtoku krve mozkem nebo okysličení tkáně. Cerebrální perfuzní tlak (CPP = MAP – ICP) může být také nahrazen arteriálním krevním tlakem. Každý index získává unikátní práh poruchou autoregulace, s řadou zahrnující 0.069 o 0,46, v závislosti na zařízení se používá k měření průtoku krve mozkem nebo náhradní součásti. Ve všech případech pozitivní korelační koeficient odráží synchronizaci mezi dvěma signály, což naznačuje zhoršenou mozkovou autoregulaci, přičemž systémové tlaky se pasivně šíří do mozkové vaskulatury. Mezitím negativní nebo téměř nulový koeficient znamená aktivní pufrování mozkové vaskulatury proti změnám krevního tlaku a tedy intaktní autoregulační fyziologii.
Wavelet Analýzy
Tento přístup, známý také jako multimodální tlak-flow analýzy, představuje alternativu ke klasické spektrální analýzy, jako je rychlá Fourierova transformace, a domnívá se, že obě časové a frekvenční obsah signálu. Waveletová analýza vytváří mapy fázového posunu a koherence mezi krevním tlakem a rychlostí průtoku krve mozkem v rozsahu frekvencí a časových bodů. Prosazení minimálního prahu koherence a zaměření analýzy na oblasti v mapě časových frekvencí s vysokým stupněm korelace zvyšuje spolehlivost odhadu fázového posunu. Rozklad signálu pomocí vlnkové analýzy byl také aplikován na okysličení tkáně pomocí NIRS.
Projection Pursuit Regrese
Projection pursuit regrese (PPR) je non-parametrické metody, kde model není uvedeno a priori, ale vychází přímo z proměnné zájmu (tj. od arteriální tlak a průtok krve mozkem). Analýza modifikuje lineární přenosovou funkci mezi vstupem (krevní tlak)a výstupem (průtok krve mozkem). Lineární autoregresivní přenosová funkce prochází jádrovými funkcemi, také známými jako ridge functions, určenými minimalizací střední kvadratické chyby. Metoda charakterizuje nelineární vztah mezi tlakem a průtokem a identifikuje oblasti, ve kterých se tento vztah mění. Sklon) vztahu tlaku a průtoku v každé oblasti poskytuje měřítko účinnosti AUTOREGULACE v této oblasti. Zajímavá studie z roku 2016 Santos et al. používá PPR ukázat, že pacienti, kteří trpí opožděná mozková ischemie (DCI) po subarachnoidální krvácení měl výrazné hemodynamické profily týkající se těch, kteří trpí DCI. Autoři se pak dovolávali dříve zjištěných farmakologických účinků na autoregulační parametry odvozené od PPR. Po kombinuje jejich výsledky s těmi parametry, výzkumný tým tvrdil, že myogenní dysfunkce vede k vasospasmu, zatímco sympatický overaction a cholinergní dysfunkcí vést k DCI, zatímco deficity ve všech třech patofyziologických mechanismů plodit oba vasospasmus a DCI.
V posledních dvou desetiletích, tyto autoregulační indexy mají také sloužil pro generování optimální cerebrální perfuzní tlak a ideální tlak se pohybuje založené na dolní a horní hranice autoregulace. Steiner et al. publikoval mezník studie v roce 2002 s využitím kontinuálního autoregulačního monitorování k identifikaci optimálního cerebrálního perfuzního tlaku u pacientů s traumatickým poraněním mozku. Tato optimální tlak se vypočítá vynesením mozkové autoregulace indexy proti řadě krevní tlak v průběhu 4-hodinové období sledování a montáž U-tvaru křivky k údajům, k identifikaci krevní tlak, vzdálenost, na kterou autoregulace je nejvíce zachována. Hypotéza okolní tomto okně cerebrální perfuzní tlak, je, že mozek arteriol může udržovat konstantní průtok krve mozkem s největší autoregulační rezerva na ty tlaky. Na individuální úrovni v prostředí kritické péče představuje kontinuální odhad ideálního cerebrálního perfuzního tlaku atraktivní cíl pro hemodynamické řízení.