Nowa metoda pozwala na mniej inwazyjne monitorowanie ciśnienia śródczaszkowego u pacjentów po urazach.
WarsawNaukowcy z Johns Hopkins Medicine odkryli nową, mniej inwazyjną metodę pomiaru ciśnienia wewnątrzczaszkowego (ICP) u pacjentów z urazami mózgu. Ta metoda wykorzystuje sztuczną inteligencję (AI) i może zastąpić tradycyjne, bardziej inwazyjne techniki stosowane obecnie.
Obecne metody monitorowania ciśnienia śródczaszkowego (ICP) wymagają wykonania otworu w czaszce, aby wprowadzić zewnętrzny drenaż komorowy (EVD) lub monitor wewnątrzmiąższowy (IPM). Procedury te wiążą się z istotnym ryzykiem.
- Nieprawidłowe umiejscowienie cewnika: ryzyko 15,3%
- Infekcja: ryzyko 5,8%
- Krwawienie: ryzyko 12,1%
Metody te wymagają wykwalifikowanych chirurgów oraz specjalistycznych narzędzi, które nie zawsze są dostępne. Nowe badania oferują obiecującą, prostszą alternatywę.
Zespół z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, kierowany przez dr Roberta Stevensa, wykorzystał sztuczną inteligencję, aby sprawdzić, czy możliwe jest uzyskanie istotnych danych dotyczących wysokiego ciśnienia w mózgu bez metod inwazyjnych. Naukowcy przypuszczali, że poważne urazy mózgu i wysokie ciśnienie mózgowe mogą wpływać na wzorce pracy serca i przepływu krwi ze względu na problemy z centralnym autonomicznym układem nerwowym. To sugeruje, że dane zebrane z ciała poza mózgiem mogą pomóc w zrozumieniu poziomów ciśnienia w mózgu.
Badali nad zależnościami pomiędzy falą ICP a trzema innymi falami fizjologicznymi, które często są rejestrowane w warunkach OIOM-u.
- Inwazyjny pomiar ciśnienia krwi (ABP)
- Fotopletyzmografia (PPG)
- Elektrokardiografia (EKG)
Badacze wykorzystali te zestawy danych do trenowania różnych algorytmów głębokiego uczenia. Wyniki wykazały, że sztuczna inteligencja potrafi precyzyjnie przewidywać poziomy ciśnienia śródczaszkowego na podstawie sygnałów zewnątrzczaszkowych. Jej skuteczność była porównywalna lub lepsza niż obecne inwazyjne metody.
Nieinwazyjne monitorowanie ICP to znaczący postęp. Może stać się łatwiej dostępne, szczególnie w miejscach, gdzie brakuje narzędzi potrzebnych do stosowania obecnych metod wymagających operacji.
Dr Stevens uważa, że po przejściu pełnych testów ta metoda sztucznej inteligencji może ułatwić monitorowanie ciśnienia w mózgu. To oznacza, że więcej pacjentów mogłoby szybko i skutecznie otrzymać leczenie, co mogłoby poprawić wyniki u osób z poważnymi urazami mózgu, udarami lub nagromadzeniem płynu w mózgu.
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Computers in Biology and Medicine. W przedsięwzięcie to zaangażowani byli liczni eksperci, w tym absolwenci inżynierii biomedycznej: Shiker Nair, Alina Guo, Arushi Tandon oraz Joseph Boen, student studiów magisterskich Meer Patel, starsi studenci inżynierii biomedycznej: Atas Aggarwal, Ojas Chahal i Sreenidhi Sankararaman, profesor Nicholas D. Durr, rezydent neurochirurg Tej D. Azad oraz profesor Romain Pirracchio z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco.
Bezpieczniejszą metodą sprawdzania ciśnienia wewnątrzczaszkowego jest monitorowanie nieinwazyjne. Ta nowa technika może zrewolucjonizować opiekę nad osobami z poważnymi urazami mózgu. Różnorodny zespół ekspertów wspólnie pracuje nad wprowadzeniem tej technologii do praktyki medycznej.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.1016/j.compbiomed.2024.108677i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Shiker S. Nair, Alina Guo, Joseph Boen, Ataes Aggarwal, Ojas Chahal, Arushi Tandon, Meer Patel, Sreenidhi Sankararaman, Nicholas J. Durr, Tej D. Azad, Romain Pirracchio, Robert D. Stevens. A deep learning approach for generating intracranial pressure waveforms from extracranial signals routinely measured in the intensive care unit. Computers in Biology and Medicine, 2024; 177: 108677 DOI: 10.1016/j.compbiomed.2024.108677Udostępnij ten artykuł