Détecter la pression cérébrale sans chirurgie

L'une des choses les plus importantes à surveiller chez les patients qui ont subi un coup sévère à la tête ou une hémorragie grave est la pression dans le cerveau. Cela peut révéler une augmentation du volume du cerveau, grâce à des saignements, un gonflement ou d'autres facteurs, qui peuvent comprimer et endommager le tissu cérébral et priver l'organe de sang. Les augmentations de pression ont également été impliquées dans d'autres problèmes neurologiques moins critiques, tels que les migraines et les commotions cérébrales répétées. Mais les méthodes actuelles de surveillance de la pression intracrânienne sont très invasives : un neurochirurgien perce un trou dans le crâne et insère un cathéter, ce qui présente un risque d'infection.

Sous pression: Les chercheurs ont développé un moyen non invasif d'évaluer les niveaux élevés de pression dans le cerveau (comme on le voit dans cette IRM), qui résultent souvent d'une lésion cérébrale.

Thomas Heldt , chercheur au Laboratoire de recherche en électronique du MIT, et ses collaborateurs Faisal Kashif et George Verghese, également au MIT, espèrent changer cela avec une nouvelle méthode non invasive de surveillance de la pression intracrânienne. Alors que la technologie en est encore à ses premiers stades de développement, les premières études sur les données de patients comateux montrent qu'elle est à peu près aussi précise que la surveillance intracrânienne avec un cathéter et plus précise que d'autres options moins invasives, qui impliquent l'insertion d'un cathéter dans le tissu couches entre l'intérieur du crâne et le cerveau. Heldt a présenté la recherche au Systèmes électroniques médicaux de nouvelle génération atelier au MIT plus tôt ce mois-ci.

Si nous avions un moyen de déterminer la pression sur le terrain, même une simple heuristique, comme si la pression est supérieure à 20 mmHg (millimètres de mercure - la mesure standard à laquelle les médecins interviennent), ce serait extrêmement utile, dit Rajiv Gupta , directeur du laboratoire de tomodensitométrie ultra-haute résolution du Massachusetts General Hospital, à Boston. Le triage est basé sur cela. Gupta n'a pas été impliqué dans la recherche.

Pour évaluer la pression de manière non invasive, l'équipe de Heldt a commencé par créer un modèle de circuit simple de pression dans le cerveau en utilisant la connaissance de l'anatomie du cerveau et de la façon dont le sang et le liquide céphalo-rachidien circulent dans l'organe. Ils ont ensuite développé un algorithme pour calculer la pression intracrânienne pour un niveau donné de pression artérielle et de débit sanguin cérébral. La pression artérielle peut être mesurée soit à l'aide d'un cathéter inséré dans le poignet, soit indirectement à l'aide d'un brassard, un dispositif similaire à un brassard de tensiomètre au bras mais qui fournit des lectures continues de la pression artérielle. Une technique d'échographie non invasive connue sous le nom de Doppler transcrânien peut détecter la vitesse du flux sanguin crânien, qui est directement liée au flux lui-même.

Les chercheurs ont validé l'approche en utilisant des données précédemment collectées auprès de 45 patients comateux. L'estimation correspondait à la mesure de l'étalon-or avec un écart d'environ huit à neuf mmHg. D'autres méthodes de mesure de la pression, telles que les cathéters insérés dans l'espace entre le crâne et le tissu cérébral, varient de 10 mmHg d'une lecture à l'autre dans le même cerveau.

Heldt dit que l'objectif est d'atteindre une précision de quatre à cinq mmHg, ce qui permettra aux médecins de faire la distinction entre une pression sûre - la pression intracrânienne d'une personne en bonne santé varie d'environ sept à 15 mmHg - et une qui nécessite une intervention. Lorsque la pression monte entre 20 et 25 mmHg, les médecins essaient de la ramener à une plage plus sûre, soit par des étapes aussi simples que de faire asseoir le patient, ou aussi sévères que de retirer un morceau de crâne pour soulager la pression.

Les chercheurs sont sur le point de commencer un nouveau test de la technologie avec des collaborateurs du Beth Israel Deaconess Medical Center de Boston en utilisant des données collectées en temps réel auprès des patients des unités de soins intensifs (USI). Ils espèrent que des données de meilleure qualité amélioreront la précision de la mesure. (L'ensemble de données précédent a été collecté il y a plus de dix ans, avec un équipement plus ancien.) Ils espèrent également montrer qu'une méthode non invasive de collecte de la pression artérielle fonctionnera ainsi qu'une surveillance intra-artérielle.

Alors que les chercheurs se concentrent initialement sur la validation de la technologie chez les patients en soins intensifs, où ils peuvent comparer la mesure aux cathéters intracrâniens, ils disent que le plus grand potentiel de l'outil réside dans l'examen des patients atteints de lésions cérébrales traumatiques légères, de migraines récurrentes et de certains troubles vestibulaires.

L'effet cumulatif des lésions cérébrales légères est une grande préoccupation pour les athlètes et les militaires, étant donné les preuves croissantes que les dommages répétitifs peuvent avoir de graves effets à long terme. Pour les lésions cérébrales traumatiques légères, nous ne savons pas ce que fait la pression intracrânienne, explique Heldt. Des recherches récentes chez le rat ont montré que l'exposition à une explosion, qui génère une onde de pression, déclenche une augmentation de la pression intracrânienne ; plus le souffle est important, plus l'augmentation de la pression est importante. A terme, les chercheurs envisagent de développer des dispositifs miniaturisés qui pourraient être déployés sur le champ de bataille ou le terrain de sport.

Heldt ajoute que son équipe n'est pas la première à essayer d'évaluer la pression intracrânienne en fonction du débit sanguin artériel et cérébral. Mais les efforts précédents ont utilisé des approches d'exploration de données ou d'apprentissage automatique pour créer l'algorithme. De telles approches nécessitent une base de données des mesures antérieures. Si un nouveau patient est sensiblement différent de ceux de la base de données, l'algorithme échoue. En incorporant des connaissances physiologiques simples du cerveau, son équipe pourrait créer un modèle qui ne nécessite aucune connaissance préalable du patient ou de quiconque.

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