testare înrudită
metode de măsurare a autoreglării cerebrale
evaluarea autoreglării presiunii a fost în mod tradițional prin calcularea fluxului sanguin cerebral la două stări de echilibru diferite ale tensiunii arteriale. Aceste stări de echilibru corespund unor valori particulare ale fluxului sanguin cerebral. O măsurare a presiunii ar putea fi luată la momentul inițial, iar a doua măsurată după manipularea manuală sau farmacologică a tensiunii arteriale, moment în care fluxul sanguin cerebral ar putea fi măsurat din nou. Deoarece această abordare implică presiuni și fluxuri stabile, este denumită o măsurare autoreglatoare statică.
apariția ultrasunetelor Doppler transcraniene (TCD) a permis vizualizarea vitezelor fluxului sanguin în timp real (cu o rezoluție temporală de aproximativ 5 msec), deschizând drumul pentru evaluări dinamice ale autoreglării. Autoreglarea dinamică se referă la răspunsurile rapide pe termen scurt ale fluxului sanguin al creierului la modificările presiunii sistemice. Deoarece TCD nu poate măsura fluxul direct, viteza fluxului sanguin este utilă ca surogat. Modificările de presiune sunt inductibile folosind stimuli precum înclinarea corpului, eliberarea manșetei coapsei sau presiunea negativă a corpului inferior.
în timp ce controlul momentului exact și magnitudinea stimulului hemodinamic oferă un avantaj de precizie, manipulările de presiune la pacienții cu afecțiuni critice sunt potențial dăunătoare. De exemplu, o secvență de inflație-deflație a manșetei coapsei poate provoca o scădere precipitată a presiunii de până la 25 până la 35 mmHg. La un pacient cu un accident vascular cerebral ischemic, această scădere ar putea provoca leziuni cerebrale secundare de la hipoperfuzie semnificativă, în special într-un cadru în care există în primul rând un compromis de fiziologie autoregulatorie. Alternativ, se pot insona vase intracraniene fără probleme speciale ale tensiunii arteriale și se poate măsura răspunsul CBF la fluctuațiile spontane ale tensiunii arteriale. Această abordare face ca evaluările dinamice ale autoreglării cerebrale să fie sigure și fezabile pentru pacienții cu leziuni cerebrale acute. Răspunsul dinamic este probabil să apară în decurs de 10 până la 15 secunde, sugerând că arteriolele pot contracara fluctuațiile mai lente ale tensiunii arteriale sistemice. Modificările mai rapide, cum ar fi cele mai mari de 0,5 Hz, nu sunt compensate – de exemplu, cele care apar cu fiecare sistol cardiac. Această compensare selectivă este denumită principiul filtrului de trecere înaltă. În consecință, sistemul cerebrovascular se tamponează împotriva oscilațiilor hemodinamice lente (0,01 până la 0.4 Hz), în timp ce frecvențele mai mari pot trece nefiltrate în circulația creierului.
în plus față de viteza fluxului sanguin, alte semnale intracraniene sunt frecvent utile în investigarea vasoregulatorie dinamică. Exemplele includ spectroscopie în infraroșu apropiat (NIRS), oxigenarea locală a țesutului cerebral (PbtO2) și monitorizarea presiunii intracraniene (ICP) de la sistemele de drenare a lichidului cefalorahidian (CSF). Principiul fundamental al acestor măsurători dinamice este același în metodologii – semnalul de intrare este tensiunea arterială sau modificarea volumului. Modificarea rezultată în compartimentul intracranian acționează ca semnal de ieșire. Folosind fluctuațiile spontane ale tensiunii arteriale și ale fluxului sanguin cerebral, cercetătorii au conceput mai multe metode matematice pentru modelarea indicilor autoregulatori. În această scurtă trecere în revistă, o atenție deosebită va fi acordată analizei funcției de transfer și abordării corelării timpului, cu noduri ulterioare la analiza wavelet și regresia urmăririi proiecției.
analiza funcției de Transfer
analiza funcției de Transfer (TFA) se bazează pe modelarea liniară, staționară și pe un algoritm rapid de transformare Fourier pentru a calcula estimările spectrale ale tensiunii arteriale și ale fluxului sanguin cerebral. Autoreglarea, atunci când funcționează corect, atenuează influența tensiunii arteriale asupra vitezei fluxului sanguin cerebral prin prevenirea propagării directe a formei de undă a presiunii la frecvențe mai mici (de obicei sub 0,2 Hz). Doi parametri cheie-câștig și schimbare de fază-pot fi derivați din TFA la fiecare frecvență. Câștigul reflectă compresia modificărilor amplitudinii vitezei fluxului sanguin cerebral ca răspuns la tensiunea arterială. De exemplu, un câștig de 0,65 indică faptul că 65% din amplitudinea relativă a vitezei fluxului sanguin cerebral se atenuează în ceea ce privește o unitate de modificare a tensiunii arteriale. Schimbarea de fază cuantifică decalajul de timp dintre tensiunea arterială și viteza fluxului cerebral la o anumită frecvență și este reprezentat în grade sau radiani. Schimbările de fază mai mari între cele două semnale înseamnă că autoreglarea tamponează corect arborele cerebrovascular de modificările tensiunii arteriale. De remarcat, TFA poate raționaliza doar relațiile liniare dintre tensiunea arterială arterială și viteza medie de curgere, motiv pentru care coerența însoțește de obicei TFA pentru a testa liniaritatea dintre cele două forme de undă. În general, o coerență peste 0,5 este considerată acceptabilă pentru TFA. În ceea ce privește benzile de frecvență, valorile pentru câștig, schimbare de fază și coerență sunt raportate în trei coșuri: intervale foarte scăzute (0,02 până la 0,07 Hz), scăzute (0,07 până la 0,2 Hz) și ridicate (0,2 până la 0,5 Hz). Principiul filtrului de trecere înaltă al autoreglării se traduce prin reduceri ale coerenței și câștigului cu creșteri ale schimbării de fază. Aceste modulații au ca rezultat desincronizarea relativă între tensiunea arterială și oscilațiile fluxului sanguin cerebral. În plus, deoarece adaptarea vasomotorie este lentă și necesită aproximativ 10 până la 15 secunde, autoreglarea este cel mai probabil să funcționeze la frecvențe mai mici.
analiza domeniului temporal
această metodă măsoară gradul de corelație între tensiunea arterială și diferitele semnale de ieșire cerebrală. Un coeficient de corelație Pearson rulant este calculat între 30 de valori consecutive, medii în timp (10 sec) ale tensiunii arteriale arteriale și ale fluxului sanguin cerebral (sau surogatele sale). Coeficientul rezultat oferă o estimare a funcției autoregulatorii corespunzătoare fiecărei variabile. Coeficientul pentru viteza medie a fluxului sanguin cerebral este Mx, în timp ce indicele de oxigenare a țesuturilor (TOx) derivă din NIRS. În total, există peste 20 de indici de autoreglare cerebrală, care are argumente pro și contra evidente pentru cercetarea autoreglării. Poate cel mai riguros studiat indice este indicele de reactivitate la presiune (PRx), care derivă din ICP în loc de viteza fluxului sanguin cerebral sau oxigenarea țesuturilor. Presiunea de perfuzie cerebrală (CPP = MAP-ICP)poate fi înlocuită și cu tensiunea arterială. Fiecare indice atrage un prag unic pentru autoreglarea afectată, cu un interval cuprins între 0,069 și 0,46, în funcție de dispozitivele utilizate pentru măsurarea fluxului sanguin cerebral sau a unui surogat al acestuia. În toate cazurile, un coeficient de corelație pozitiv reflectă sincronia dintre cele două semnale, sugerând autoreglarea cerebrală afectată, prin care presiunile sistemice se propagă pasiv la vasculatura cerebrală. Între timp, un coeficient negativ sau aproape zero implică tamponarea activă a vasculaturii cerebrale împotriva modificărilor tensiunii arteriale și, astfel, fiziologia autoregulatorie intactă.
analiza Wavelet
această abordare, cunoscută și sub numele de analiză multimodală presiune-flux, reprezintă o alternativă la analizele spectrale clasice, cum ar fi transformata Fourier rapidă, și ia în considerare atât conținutul de timp, cât și frecvența semnalului. Analiza wavelet produce hărți ale schimbării de fază și coerenței dintre tensiunea arterială și viteza fluxului sanguin cerebral pe o gamă de frecvențe și puncte de timp. Aplicarea unui prag minim de coerență și concentrarea analizei asupra zonelor din harta timp-frecvență cu un grad ridicat de corelare crește fiabilitatea estimării schimbării de fază. Descompunerea semnalului cu analiza wavelet a fost, de asemenea, aplicată oxigenării țesuturilor folosind NIRS.
regresia urmăririi proiecției
regresia urmăririi proiecției (PPR) este o metodă non-parametrică în care un model nu este specificat a priori, ci derivă direct din variabilele de interes (adică din presiunea arterială și fluxul sanguin cerebral). Analiza modifică o funcție de transfer liniar între intrare (tensiunea arterială) și ieșire (fluxul sanguin cerebral). O funcție de transfer autoregresiv liniar este trecută prin funcțiile kernel-ului, cunoscute și sub numele de funcții de creastă, determinate prin minimizarea erorii medii pătrate. Metoda caracterizează relația neliniară dintre presiune și debit și identifică regiunile în care această relație se schimbă. Câștigul (adică panta) relației presiune-flux din fiecare regiune oferă o măsură a eficacității autoreglării în acea regiune. Un studiu interesant din 2016 realizat de Santos și colab. s-a folosit PPR pentru a arăta că pacienții care suferă de ischemie cerebrală întârziată (ICD) după hemoragie subarahnoidă au avut profiluri hemodinamice distincte în ceea ce privește cei care nu suferă de ICD. Autorii au invocat apoi efectele farmacologice găsite anterior asupra parametrilor de autoreglare derivați din PPR. După combinarea rezultatelor lor cu acești parametri, echipa de cercetare a susținut că disfuncția miogenică duce la vasospasm, în timp ce suprasolicitarea simpatică și disfuncția colinergică duc la ICD, în timp ce deficitele din toate cele trei mecanisme fiziopatologice generează atât vasospasm, cât și ICD.
în ultimele două decenii, acești indici autoregulatori au servit, de asemenea, pentru a genera presiuni optime de perfuzie cerebrală și intervale de presiune ideale bazate pe limitele inferioare și superioare ale autoregulării. Steiner și colab. a publicat un studiu de referință în 2002 folosind monitorizarea continuă a autoreglării pentru a identifica presiunea optimă de perfuzie cerebrală la pacienții cu leziuni cerebrale traumatice. Această presiune optimă este calculată prin trasarea indicilor de autoreglare cerebrală împotriva unei game de presiuni sanguine pe perioade de monitorizare de 4 ore și montarea unei curbe în formă de U la date pentru a identifica intervalul tensiunii arteriale la care autoreglarea este cea mai păstrată. Ipoteza care înconjoară această fereastră a presiunilor de perfuzie cerebrală este că arteriolele cerebrale pot menține un flux sanguin cerebral constant cu cea mai mare rezervă autoreglatoare posibilă la aceste presiuni. La nivel individual în cadrul îngrijirii critice, o estimare continuă a unei presiuni ideale de perfuzie cerebrală prezintă o țintă atractivă pentru managementul hemodinamic.