Une augmentation de la pression intracrânienne (PIC) est une condition dangereuse qui peut être causée par des saignements cérébraux, une tumeur cérébrale, un œdème cérébral, une lésion cérébrale traumatique et une hydrocéphalie. La surveillance de la PIC est donc un aspect clé de la prise en charge des patients atteints de ces troubles. De plus, les mesures ICP sont pertinentes lors de l’estimation de la pression de perfusion cérébrale (PPC), un indicateur de l’autorégulation cérébrale (CA).
Le CPP est lié à la fonction neuronale et au couplage neurovasculaire, et l’AC définit la manière dont le cerveau maintient un flux sanguin constant. Compte tenu de ces vastes implications et applications dans la prise de décision clinique, la surveillance précise de la PIC est un outil vital de gestion des patients. Bien que les outils actuels de surveillance de la PIC soient précis, ils peuvent provoquer des hémorragies ou des infections et prennent du temps.
Bien qu’il existe des alternatives non invasives, elles présentent des limites telles qu’une faible généralisabilité, une faible capacité prédictive et un manque de fiabilité. Ainsi, la spectroscopie à corrélation diffuse (DCS) et la spectroscopie proche infrarouge (NIRS) apparaissent comme des solutions non invasives prometteuses. Notamment, le NIRS présente plusieurs avantages par rapport aux autres méthodes non invasives : faible coût, compatibilité au chevet du patient pour une surveillance à long terme et continue, ainsi que l’indépendance de l’utilisateur.
Dans une nouvelle étude publiée dans Neurophotonique, des chercheurs de l’Université Carnegie Mellon (CMU) ont déployé avec succès un dispositif NIRS pour surveiller en continu les changements de concentration d’hémoglobine. L’équipe s’est appuyée sur des recherches antérieures où elle a estimé l’ICP à partir des caractéristiques de forme d’onde cardiaque mesurées à l’aide de DCS, et a également identifié la corrélation entre les changements relatifs de la concentration d’oxyhémoglobine et l’ICP. Mais comment ont-ils pu mesurer l’ICP en utilisant les données du NIRS ? Le premier auteur de l’étude, Filip Relander, explique : « Nous avons développé et formé un algorithme de régression de forêt aléatoire (RF) pour corréler la morphologie des formes d’onde du pouls cardiaque obtenues par NIRS avec la pression intracrânienne. »
Pour valider leur algorithme, ils ont mené des tests préliminaires dans un modèle préclinique. Ils ont mesuré les fluctuations de l’ICP invasive et de la pression artérielle tout en profilant les changements dans les concentrations d’hémoglobine. Suite à cela, ils ont examiné les performances des signaux dérivés de la concentration d’hémoglobine et du CBF pour vérifier avec précision la précision de leur algorithme.
Du point de vue de la preuve de concept, les résultats étaient très prometteurs. Il y avait une forte corrélation entre l’ICP estimé à l’aide de l’algorithme RF et l’ICP réel mesuré à l’aide de techniques invasives.
Nous avons montré, en validant les résultats avec des données ICP invasives, que l’algorithme RF formé appliqué aux formes d’onde cardiaques basées sur le NIRS peut être utilisé pour estimer l’ICP avec un degré élevé de précision.
Jana Kainerstorfer, professeur agrégé de génie biomédical à la CMU et auteur principal de l’étude
De plus, les résultats ont indiqué que l’algorithme RF pouvait interpréter les caractéristiques de forme d’onde extraites à la fois du NIRS et du DCS, soulignant sa facilité d’utilisation.
Les paramètres utilisés dans l’algorithme peuvent être obtenus à partir des mesures NIRS, combinées aux électrocardiogrammes et à la pression artérielle moyenne, qui sont régulièrement utilisés pour l’évaluation clinique. Ainsi, si cette plate-forme basée sur RF peut produire des mesures ICP robustes lors d’essais humains ultérieurs, son potentiel d’utilisation clinique serait énorme. Selon Neurophotonique Le rédacteur en chef adjoint Rickson C. Mesquita, professeur à l’Université de Campinas, « L’évaluation non invasive de l’ICP est d’une grande valeur pour le suivi des patients dans un état critique, comme ceux de l’unité de soins intensifs. L’avenir du NIRS dans cet espace est passionnant ! »
