מדידה אופטית לא פולשנית של מטבוליזם ופרמטרים המודינמיים במוח אצל תינוקות

Summary

אנחנו בשילוב אמצעי ספקטרוסקופיה תדר תחום קרוב אינפרא האדום של חמצון המוגלובין מוחות עם אמצעים מפוזרים מתאם ספקטרוסקופיה של מדד זרימת דם במוח כדי להעריך מדד חילוף חומרים של חמצן. בדקנו את התועלת של אמצעי זה ככלי מיון מיטה כדי להעריך את הבריאות והתפתחות המוח של התינוק.

Abstract

פגיעה מוחית סביב לידה נשארה גורם משמעותי בתמותת תינוקות ותחלואה, אך אין עדיין כלי מיטה יעילה שיכול להקרין במדויק לפגיעה מוחית, פגיעה בהתפתחות לפקח, או להעריך את התגובה לטיפול. האנרגיה בשימוש על ידי נוירונים נגזרה במידה רבה מחילוף חומרי חמצון רקמות, והיפראקטיביות עצבית ומוות של תאים באים לידי ביטוי בשינויים מתאימים בחילוף חומרים של חמצן במוח (CMRO _2). לכן, מדדים של CMRO ₂ הם שיקוף של כדאיות עצבית ולספק מידע אבחון קריטי, מה שהופך CMRO ₂ יעד אידיאלי למדידה ליד המיטה של בריאות מוח.

טכניקות הדמיה מוחית כגון טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים (PET) ו( SPECT) צעדים חד פליטת פוטון טומוגרפיה ממוחשבת תשואה של גלוקוז במוח ולחילוף חומרים של חמצן, אולם טכניקות אלו דורשות ניהול radionucleotides, ולכן הם משמשים רק במקרים הקשים ביותר.

ספקטרוסקופיה רציפת גל הקרובה אינפרא אדום (CWNIRS) מספקת אמצעי קרינה בלתי פולשניים ובלתי מייננת של רוויון חמצן המוגלובין (SO ₂₎ כתחליף לצריכת חמצן במוח. עם זאת, SO ₂ הם פחות אידיאלי כתחליף לחילוף חומרים של חמצן במוח כפי שהוא מושפע גם אספקת חמצן וצריכה. יתר על כן, מדידות של SO ₂ אינן רגישות מספיק כדי לזהות שעות לאחר פגיעה מוחית ^1,2 העלבון, כי צריכת חמצן ואספקה ​​להגיע שיווי משקל לאחר ארעיים חריפה ^3. חקרנו את האפשרות של שימוש בNIRS המתוחכם יותר בשיטות אופטיות לכמת חילוף חומרים של חמצן במוח בצד המיטה בתינוקות בריאים והמוח פגועים. באופן ספציפי יותר, אנו משלבים את NIRS תדר התחום (FDNIRS) המדד של SO ₂ עם ספקטרוסקופיה המפוזרת המתאם (DCS) מדד של מדד זרימת דם (CBF _אני) לyielד מדד CMRO ₂ (CMRO _2i) ^4,5.

עם FDNIRS המשולב / מערכת DCS אנחנו מסוגלים לכמת את חילוף חומרים ופרמטרים המודינמיים מוחות. זה מייצג שיפור לעומת CWNIRS לאיתור בריאות מוח, התפתחות מוח, ותגובה לטיפול בילודים. יתר על כן, שיטה זו שומרת על כל יחידה לטיפול הנמרצת בילוד המדיניות (פגייה) בבקרת זיהום ומדיניות מוסדית על בטיחות ליזר. עבודה עתידית מבקשת לשלב את שני מכשירים כדי לקצר את זמן רכישה במיטה וליישם משוב בזמן אמת על איכות נתונים כדי להפחית את השיעור של דחיית נתונים.

Introduction

מכשיר FDNIRS הוא מערכת מותאמת אישית תדר תחום מISS Inc עם שני סטים זהים של 8 דיודות ליזר פולטת בשמונה אורכי גל הנעים 660-830 ננומטר, ושני גלאי צינור מכפיל (PMT). מקורות וגלאים הם מווסתים ב110 מגהרץ ו 110 מגה רץ בתוספת 5 קילוהרץ, בהתאמה, על מנת להשיג זיהוי אבוכי ^6. כל דיודת ליזר מופעלת למשך 10 אלפיות שני ברצף, במשך זמן 160 msec סך רכישה בכל מחזור. מקורות וגלאים הם מצמידים לסיבים אופטיים ומסודרים בשורה בבדיקה אופטית. הסידור של סיבים על הבדיקה הוא כזה שמייצר ארבע פרדות מקור במכונת האמת. באמצעות מדידת אור מועבר (הנחתת המשרעת ופאזה) במרחקים שונים, אנו יכולים לכמת את הקליטה (μa) ופיזור מקדמים (μs ') של הרקמה תחת השגחה. מהמקדמים הקליטה באורכי גל מרובים, אז אנחנו מעריכים את הערכים המוחלטים של חמצן (HBO) ו(HBR) ריכוזי deoxygenated המוגלובין ^7, נפח דם מוחי (CBV) וריווי חמצן המוגלובין (SO _2).

מכשיר DCS הוא בית - מערכת בנויה בדומה לזה שפותח על ידי בני הזוג. ארג'ון Yodh וטורגוט Durduran באוניברסיטת פנסילבניה ^8,9. מערכת DCS שמורכב ממוצק - ליזר מדינה, ארוך קוהרנטיות ב785 ננומטר, ארבעה מפולת photodiode גלאי פוטון ספירה-(APD) (EG & G פרקין אלמר SPCM-AQRH) הכוללים ספירה כהה נמוכה (<50 ספירות / שני) וגבוה קוונטי תשואה (> 40% ב 785 ננומטר), וערוץ 4, 256-סל רב טאו עם מתאם, עם רזולוצית 200 NSEC. עם DCS למדוד את זרימת דם כלי דם בקליפת מוח על ידי כימותי התנודות בעצמה הזמניות של אור פזור מתרבה העולות מדופלר המשמרות הופק על ידי הזזת תאי דם אדומים. טכניקה, בדומה לflowmetry דם דופלר הליזר (כלומר הם הפורים Transform אנלוגים), מודדים פונקצית autocorrelation מהתנודות בעצמה של כל ערוץ גלאי מחושב על ידי עם מתאם דיגיטלי על פני טווח זמן עיכוב של 200 NSEC - 0.5 שניות. עם המתאם מחשב את העוצמת הזמנית אוטומטי המתאם של האור מחדש מתעורר-מרקמות. אז אנחנו מתאימים את משוואת קורלציה דיפוזיה לפונקצית autocorrelation נמדדה, שנרכשנו ברצף, בערך פעם בשנייה, כדי להשיג את מדד זרימת הדם (CBF _אני) ^10,11. צעדי DCS של שינויים בזרימת דם אומתו ^12,13 בהרחבה. על ידי שילוב של אמצעי FDNIRS של SO ₂ עם הצעדים של DCS CBF _אני, אנחנו יכולים להשיג אומדן של חילוף חומרים של חמצן במוח (CMRO _2i).

Protocol

1. הכנה לצעדי המיטה

1. את FDNIRS ומערכות DCS הם קומפקטיים וקלים להזזה על עגלה קטנה לצד מיטתו של התינוק בבית החולים (איור 1).
2. אחרי שהעביר את העגלה עם התקנים למיטה, להפעיל את המערכות ולחבר את הבדיקה האופטית לFDNIRS והתקני DCS. ודא ששני הנסיינים נוכחים לכל מידה: אחד לניהול המכשירים והמחשבים, וכדי להחזיק בחללית.
3. בחר את הבדיקה המתאימה בהתאם לגיל ההריון של התינוק (PMA). הבדיקה האופטית עם FDNIRS הפרדות מקור גלאי של 1, 1.5, 2 ו -2.5 סנטימטר משמשת לתינוקות <37 wks PMA ואת החללית עם הפרדות FDNIRS 1.5, 2, 2.5 ו 3 סנטימטר משמש לתינוקות מבוגרים יותר (איור 2- ). הבחירה של הפרדות קצרות מקור גלאים מוכתבת על ידי גודל הקטן של התינוקות פגים ועקמומיות ראש גדולות. בעת שימוש בחללית גדולה יותר עם תינוק מוקדם, relatגודל קטן יותר של ively ראשו של התינוק והעקמת המשמעותית שלה יחד לסכל קשר אפקטיבי בין ראשו של התינוק וכל המקורות והגלאים. מסיבה זו, הבדיקה עם FDNIRS הפרדות מקור גלאי של 1, 1.5, 2 ו -2.5 סנטימטר ראויה לשימוש בפגים. המחקר הוכיח שההפרדות שנבחרו מקור הגלאים מספיקות למדידת תכונות אופטיות של קליפת המוח של ¹⁴ שניהם מוקדמים וארוכים. סיבי מקור וגלאי DCS מסודרים בשורה מקבילה לסיבי FDNIRS עם מרחקי מקור גלאים של 1.5 (גלאי אחד) ו 2 סנטימטר (שלושה גלאים) בשתי בדיקות פגים וטווח.
4. לטהר את הבדיקות האופטיות עם סאני בד החיטוי לנגב ולהכניס את החללית וסיבים לתוך שרוול פלסטיק פוליפרופילן שימוש יחיד.

2. FDNIRS הגדרות רווח וכיול

1. פתח את ממשק המשתמש הגרפי FDNIRS (GUI) ובחר את קובץ הגדרות התכניתמקביל לבדיקה וכיול בלוק בשימוש.
2. כדי לכוונן את רווחי גלאי, מניח בעדינות את הבדיקה בשטח של ראשו של הנושא בלי שיער (רצוי בצד השמאל של המצח) ולשמור אותו באותה התנוחה ללא החלה כל לחץ. הפעל מקורות וגלאים ולהתאים את מתח PMT עד המשרעת של כל אחד מלייזרי המקור מגיעה 20,000 סעיפים. 32,000 ספירות הן דיגיטציה המרבית של אנלוגי לכרטיס רכישה דיגיטלי, ורווחים צריכים להיות מוגדרים מתחת לסף, כדי למנוע רוויה במהלך רכישת נתונים. הרווחים צריכים להיות מוגדרים בחלק הקדמי, כי אזור זה בדרך כלל יש קליטה הנמוכה של אור ליזר, ולכן הוא נוטה ביותר לרוויה.
3. כבה את המקורות וגלאים ולהחזיר את החללית לבלוק הכיול. הלייזרים צריכים להיות כבוי בעת מעבר לבדיקת בטיחות עין; הגלאים צריכים להיות כבוי בגלל PMTs רגישים מאוד וחשיפה לכל אור בהיר אניncreases רעשי רקע, ויכול לגרום ניזק בלתי הפיך אותם.
4. עם החללית חזרה על בלוק הכיול, השתמש במסנן הצפיפות הניטראלי (ND), אם בכלל, מרווה את זוג המקור במכונת האמת. ניתן לבחור מסנני ND שונים עקב רווחי אופטימיזציה בתינוקות עם גווני עור שונים החזק את החללית עדיין ל16 שניות תוך כדי ריצת הליך הכיול. מכיוון שאנחנו לא פיסיים להעביר את המקור אחד למרחקים שונים מגלאי יחיד להשיג ערכה רבת מרחק, אך במקום להשתמש בארבעה שילובים של שני מקורות עצמאיים ושני גלאים עצמאיים, אנחנו צריכים לכייל לכוח השונה של שני מקורות ו הרווחים השונים של שני הגלאים. על ידי מדידת בלוק כיול של תכונות אופטיות ידועות, אנו מעריכים את המשרעת וגורמי תיקון שלב הדרושים כדי לשחזר את מקדמי קליטה ופיזור של בלוק הכיול.
5. לאחר כיול, תרכוש 16 שניות יותר של נתונים על הבלוק וחזותי להעריך את הלימות הכיול עם דואר בבית MATLAB GUI. Μa נמדד וμs 'צריך להתאים את המקדמים בפועל של בלוק כיול בכל אורכי הגל. לכייל מחדש אם בכושר ירוד.
6. אם רווחי גלאי צריכים להיות שונים, או סיבי מקור וגלאי צריכים להיות מנותקים במהלך מדידות, לחזור על תהליך הכיול של מכשיר FDNIRS.
7. בסיומה של פגישת המדידה, לרכוש 16 שניות נוספות של נתונים על בלוק הכיול כדי לוודא אם הכיול נשמר במהלך מדידות בנושא. אם הכיול לא נשמר, לקחת כיול 2 בסוף המדידה ותחול על המידע שנרכש.

3. הגדרות DCS

1. פתח בבית DCS נתוני רכישת GUI ולטעון את הקובץ המתאים לבדיקה האופטית בשימוש בהגדרות.
2. לפני שמתחיל מדידות, ודא שכוח הליזר של מקור DCS מתאים לחשיפת עור על ידי מדידה לאהוא כוח הליזר של מקור DCS עם מד כוח ובדיקת גודל המקום עם כרטיס צפיית IR (הליזר פולט ב785 ננומטר, אשר אינו גלוי). כוח ליזר DCS הוא ~ 60 mW ומצמיד את הסיבים בקוטר קטן יחסית (400-600 מיקרומטר). כדי לעמוד בסטנדרטים של ANSI לחשיפת עור, האור בבדיקה חייב להיות מוחלש ומתפזר על פני שטח גדול. זו מושגת על ידי כיסוי קצה הסיב בקוטר 3 מ"מ לבן טפלון גיליון (איור 2-A). הטפלון מאוד פיזור נרחב ומפזר את קרן הליזר. ליד מיטת החולה, להבטיח כי כוח הליזר בבדיקה הוא פחות מ 25 mW וגודל הנקודה גדול יותר מ 3 מ"מ בקוטר. באשר לFDNIRS, תמיד לכבות מקורות וגלאים כשעוברים בדיקה האופטית.
3. איתור DCS הוא פוטון-ספירה ואין התאמת רווח APD כנדרש עבור מכשיר FDNIRS. דגל בתוכנת הרכישה מציין אם יותר מדי אור מזוהה, ובמקרה כזה אור הצימוד לeitהמקור שלה או סיבי גלאי צריך להיות מופחת באמצעות הפיכת מחברי הסיב. גילוי נאות הוא אור בטווח של 200,000-4,000,000 פוטונים אותרו (מקביל ל-26 ~ 0 dB על צג המחשב). הימנע מאור בחדר מוגזם כדי להפחית את רעש רקע.
4. DCS אינו דורש כיול למדוד CBF _אני. זרימת דם היא פרופורציונלית לזמן שנדרש כדי לאבד את הקשר. גוש מוצק לא יספיק כדי לבדוק את איכות אות כי אין פיזור חלקיקים נעים לגורמים עששת. הזרוע של הנסיין במקום תערוכות ריקבון - מהר יותר את זרימת הדם, הריקבון התלול יותר.

4. רכישת נתונים

1. אמנם ניתן לעשות FDNIRS ומדידות DCS מהירות ברצף, למדוד תחילה את כל המקומות במכשיר אחד ולאחר מכן לחזור על אותה ההתקדמות עם מכשיר האחר, באמצעות תוכנת רכישה עצמאית מתאימה לכל אחד.
2. מדדו שבעה מקומות כיסוי חזיתי, זמני וparietאזורי al, על פי 10-20 מערכת (FP1, FpZ, FP2, C3, C4, P3, P4), ברצף (איור 2-B). חלק השיער לאורך קו מקור הגלאי ולמקם את החללית שבאזור הראש.
3. הפעל לייזרים וגלאי FDNIRS ולבדוק את איכות האות: ספירת האמפליטודה צריכה להיות בין 2000 ל -20,000 ושלב משמרות SNR <2 מעלות. אם מחוץ לטווחים אלו, למקם מחדש את החללית, שיער הבטחתו נפרד וכל המקורות והגלאים נמצאים במגע עם העור.
4. לרכוש נתונים עבור 16 שניות. חזור על מדידות עד שלוש פעמים בכל מיקום (איור 2-C), פרידת השיער ולמקם מחדש את החללית בנקודה שונה מעט לכל רכישה. הדבר נעשה כדי למזער את ההשפעה של inhomogeneities המקומי כגון שיער וספינות גדולות, שטחיות ולספק ערכים מייצגים של אזור, ולא נקודה אחת.
5. הפעל DCS הליזר וגלאים ולרכוש נתונים עבור 10 שניות. שנה את מיקום הבדיקה והנציגלאכול את הרכישות (כמו באמצעי FDNIRS).
6. כבה את כל הלייזרים בעת מעבר בין מקומות הבדיקה. איסוף נתונים בכל השבעה המקומות לא תמיד אפשרי. יש להפסיק את מדידות אם הנושא בא לידי ביטוי כל סימן של מצוקה או תנועה. נסה שוב את הרכישה אם זה אפשרי. אלקטרודות EEG או ציוד נשימה עשויות גם למנוע מדידות במקומות מסוימים.

5. מדד של פרמטרים מערכתיים

1. לחישוב CMRO _2i, שני פרמטרים מערכתיים, חמצון העורקי (סאו ₂₎ והמוגלובין בדם (HGB), חייב להיות שנרכש. HGB נחוץ גם כדי לחשב CBV. בעוד oximetry הדופק הקונבנציונלי מספק מדדים של סאו _2, HGB נמדד כמקובל בבדיקת דם. Oximeter דופק חדש, שפותח על ידי חברת Masimo, הוא מסוגל למדוד HGB הלא פולשני באמצעות אורכי גל מרובים. המכשיר הוא-FDA אשר לתינוקות> 3 ק"ג, ומאפשר MEAs bedside מהיריור של שניהם סאו ₂ ו HGB.
2. שיא סאו ₂ ו HGB באמצעות Masimo דופק oximeter (נקודת Pronto לבדוק את הדופק של שיתוף oximeter). מדידות אלה, לצרף חיישן דבק חד פעמי לבוהן רגלו של התינוק. HGB יוצג על המסך תוך כמה שניות.
3. כאשר לא ניתן להשתמש Masimo דופק השיתוף oximeter, מדד סאו ₂ עם oximeters דופק-FDA האחר. HGB ניתן לשחזר או מתרשימים הקליניים של המטופלים או נאמד באמצעות ערכים נורמטיביים.

6. ניתוח נתונים

1. פתח בבית לאחר עיבוד נתוני ניתוח GUI באמצעות MATLAB. תוכנה זו לא רק מעריכה את כל הפרמטרים המודינמים, אלא גם משתמשת ביתירות של נתונים כדי להעריך באופן אוטומטי את איכות מדידה והגבלת תוצאות.
2. קריטריונים אובייקטיביים אוטומטיים לבקרת איכות מורכבת מנתוני השלכת לFDNIRS אם: R2 <0.98 להתאמת המודל של הנתונים הניסיוניים, p-value> 0.02 למקדם פירסון מוצר רגע המתאם בין מקדם הקליטה נמדדה 8 וכושר המוגלובין (איור 3-), p-value> 0.02 להתאמה ליניארית של מקדמי הפיזור המופחתים לעומת אורך גל (איור 3-B) ^15. אם יותר מ 33 אחוזים מנתוני גוף השלכת, המערך השלם נמחק. לDCS, הנתונים נמחקים אם: הזנב של העקומה ההולמת שונה מ1 על ידי יותר מ 0.02, הווריאציה מצטברת בין 3 הנקודות הראשונות של העקומה היא יותר מ -0.1, או השווי הממוצע של 3 הנקודות הראשונות הוא יותר מ -1.6 (איור 4). אם עברתי יותר מ 50 אחוזים מעיקולים מבוטלים, או את הערכים המתאימים יש לי מקדמים שונים> 15 אחוזים, המערך השלם נמחק ^15.
3. חישוב ריכוזי HBr המוחלט HBO והולם את מקדמי קליטה בכל אורכי הגל, תוך שימוש בערכי המוגלובין ספרות להכחדת ¹⁶ מקדמים וריכוז 75 אחוזים ממים ברקמות ^17. לגזור ריכוז מוחלט המוגלובין (= HBT HBO + HBr) וכן ₂ (HBO / HBT) מריכוזי HBO וHBr.
4. מעריך נפח דם במוח באמצעות המשוואה המתוארת בIjichi אח' ^18. CBV = (HBT × MW _{המוגלובין)} / (HGB × D _BT), שבו MW _Hb = 64500 [ג'/ מול] הוא משקל המולקולרי של המוגלובין, וD _BT = 1.05 הוא גרם / מיליליטר צפיפות רקמת המוח.
5. חישוב CBF _אני ידי התאמת פונקציות autocorrelation הזמניות המדודות למשוואת קורלציה דיפוזיה. המסגרת התיאורטית המפורטת לחשב CBF _אני נמצא בבועז ואח'. ובועז וYodh ^10,11. במשוואות, השתמש מקדם קליטה בודדה שנמדד מFDNIRS וממוצע של המקדמים התפזרו על פני כל האוכלוסייה.
6. לחשב את מדד צריכת חמצן במוח על ידי שימוש באמצעי FDNIRS של SO _{2 ומידת DCS של CBFi עם המשוואה הבאה: CMRO 2i = (HGB × × CBFi (סאו 2 - SO 2)) / (4 × MW Hb × β) ^15, שבו הגורם 4 משקף את 2 ארבע מולקולות O חייבים כל ההמוגלובין וβ הוא תרומת אחוזים מתא הוורידים למדידת חמצון המוגלובין ^19.}

תוצאות

בחמש השנים האחרונות יש לנו הוכחנו את הכדאיות ותועלת קלינית של השיטה המוצעת. בפרט, אנו הראינו CMRO ₂ כדי לייצג טובים יותר לבריאות והתפתחות המוח מאשר SO _2.

במחקר חתך על יותר מ 50 תינוקות בריאים, מצא כי בעוד CBV הוא יותר מכפול במהלך השנה הראשונה לחיים, ולכן קבוע ₂ שרידים ⁴ (איור 5). במחקר שנערך על 70 תינוקות בריאים מצאנו גם כי SO ₂ הוא קבוע על פני אזורים במוח בזמן CMRO _2i, CBV וCBF הם גבוהים יותר באזורי זמן והקודקודית מאשר באיזור הקדמי (איור 6) ^20, העולה בקנה אחד עם ספיגת גלוקוז PET ממצאים ^21. בשני המחקרים שלנו, הקבוע SO _2, בטווח 60-70 אחוזים מציין כי אספקת חמצן תואמת במידה רבה לצריכה מקומית, ואילו CBV, CBF וCMRO ₂ הם מומחדש באופן הדוק עם התפתחות עצבית.

כדי לוודא שCMRO _2i הוא כלי סינון טוב יותר מאשר SO ₂ באיתור פגיעה מוחית בילוד, מדדו תינוקות מוח פגועים בשלב החריף ^5, ו( בכמה תינוקות) בשלב הכרוני כמה חודשים לאחר פציעה. תוצאות באיור 7 תכנית כיצד SO ₂ הן לא השתנה באופן משמעותי על ידי פגיעה במוח בשני המוקדמים (1-15 ימים לאחר עלבון) וכרוניים (חודשים לאחר פציעה) השלבים, תוך CMRO _2i הוא שונה באופן משמעותי מרגיל במהלך שני השלבים האקוטיים וכרוניים . באופן ספציפי, CMRO _2i הוא גבוה בשלב החריף בשל פעילות התקפים לאחר פגיעה מוחית, והנמוך מרגילים בשלב הכרוני עקב איבוד עצבי.

תינוקות עם פציעות איסכמי Hypoxic כרגע מטופלים עם היפותרמיה טיפולית (TH) לחילוף חומרים במוח נמוך יותר ולהפחית את הניזק לאחר תוספות היפוקסיult. היפותרמיה טיפולית נשמרה במשך שלושה ימים והיינו מסוגל לעקוב אחר 11 תינוקות במהלך הטיפול (איור 8). מצאנו כי CMRO _2i מקטין באופן משמעותי לרמות נמוכות נורמלי במהלך TH, וירידה זו נראית כקשורה לתגובה לטיפול ותוצאה התפתחותית. תוצאות ראשוניות אלו עולות כי שיטת FDNIRS-DCS ייתכן שתוכל להדריך ולייעל את הטיפול ביפותרמיה.

איור 1. תמונה של העגלה עם FDNIRS והתקני DCS. שני המכשירים הן קומפקטית מספיק כדי להתאים על עגלה קטנה שניתן להעביר לצד מיטתו של התינוק בפגייה.

איור 2. () תצורת בדיקה אופטית. (ב ') ערכת מיקום המדידה. (ג') תמונה של מדידה אופיינית FDNIRS-DCS על תינוק.

איור 3. דוגמאות מייצגות של כושר טוב והרע של מדוד (א) מקדם קליטה ו( B) מקדמי פיזור המתאים ההמוגלובין ואת ההתאמה ליניארית. P-ערך> 0.02 מתייחסים להתאמה טובה. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 4. דוגמה מייצגת של כושר טוב והרע של פונקצית autocorrelation מהתנודות בעצמה חושבועל ידי עם מתאם על פני טווח זמן השהיה של 200 NSEC - 0.5 שניות. בדמות הכושר הרעה הזנב של העקומה ההולמת שונה מ1 על ידי יותר מ 0.02 ואת הווריאציה של 3 הנקודות הראשונות היא יותר מ -0.1. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 5. שינויים בCBV וSO ₂ פני אזורים בקליפת מוח קדמיים, זמניים והקודקודית בתינוקות מלידה ועד גיל שנה.

איור 6. CBF, SO _2, CBV וCMRO _2i של החזיתי, teאזורי mporal והקודקודית ב70 תינוקות בריאים.

איור 7. דוגמאות של צריכת חמצן חריגה ולכן ₂ נורמלים לאחר פגיעה מוחית בתינוקות. פגיעה מוחית מתאפיינת בשינויים בCMRO ₂ ביחס למצב נורמלי תוך SO ₂ הן לא שונה באופן משמעותי מרגיל. שים לב שבשתי הדמויות האלה, CMRO ₂ חושבים באמצעות יחסי הגרב, בגלל מידת DCS לא הייתה זמינה בעת המדידות אלה.

איור 8. rCMRO ₂ מתוך 11 תינוקות במהלך היפותרמיה טיפולית לעומת בקרות גיל מתאים בריאות. חילוף חומרים של חמצן מופחת מאוד בכל התינוקות עם טיפול היפותרמיה.

Discussion

אנחנו הדגמנו מדידת כמותית של המודינאמית וחילוף חומרים במוח ובFDNIRS DCS באוכלוסיית הילודים. תצורת החללית היא מותאמת למדידת קליפת מוח ילוד ^14. שינויים בזרימת דם נמדדים על ידי DCS אומתו נרחב נגד שיטות אחרות בבעלי חיים ומחקרים בבני אדם ^22,23. על ידי שימוש במדד DCS ישיר של זרימת דם, אנו מסוגלים להקטין את השונות בחישוב CMRO ²⁴ _2i. השונות מצעדים חוזרים ונשנים היו גם קטנות יותר מהשינויים בין אזורים במוח ובגיל ^20.

מהתוצאות הקודמות שלנו, וCBFi CMRO _2i הראו שינויים משמעותיים עם PMA בפגים בריאים. המדד של CMRO _2i הוא טוב יותר מסוגל לזהות ניזק מוחי לעומת האמצעי של SO _2. הדבר מרמז כי אמצעים משולבים של פרמטרים וסקולריים וטבולים לשרת ב כחזק יותרiomarkers של בריאות מוח ילוד ופיתוח מרוויון חמצן בלבד. שיפורים טכניים יתמקדו בשילוב של שני מכשירים כדי לקצר את זמן רכישה 35-40% בכל הפעלה והיישום של משוב בזמן אמת על איכות נתונים כדי להפחית את התדירות של צעדים שהושלכו. בעתיד הקרוב, מערכת זו יכולה להיות מועברת למשתמשי קצה קליניים כצג מיטת רומן של חילוף חומרים של חמצן במוח שונה. על ידי מדידה של מסלולי CMRO ₂ לאורך הזמן עשוי גם להגדיל משמעות קלינית ולחזות את התוצאות. כלי זה סופו של דבר יכול לתרום תרומה משמעותית לניהול משופר של פגיעה מוחית בילוד.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
ציוד	חברה	מספר קטלוגים	תגובות (אופציונלי)
Imagent	ISS		FDNIRS
DCS סיבי ליזר	Thorlabs	FT400	מרכיב DCS
סיבי גלאי DCS	Thorlabs	780HP	מרכיב DCS
DCS ליזר	CrystaLaser	DL785-070-S	מרכיב DCS
DCS גלאי	הפייסר בינלאומי	SPCM-AQRH-14-FC	מרכיב DCS
DCS עם המתאם	Correlator.com	Flex05-8ch	מרכיב DCS
פרונטו שיתוף oximeter	Masimo		HGB וסאו 2 צג
NOVA	אופיר	7Z01500	מד כוח הליזר
כרטיס חיישן	ניופורט	ה-F-IRC1-S	IR צופה
מסנן צפיפות ניטראלי	קודאק	NT54-453