Российские учёные представили технологию, способную изменить подход к наблюдению за состоянием мозга в критических ситуациях. Разработка позволяет в реальном времени отслеживать, как мозг справляется с перепадами артериального давления. Это особенно важно для пациентов после инсульта и черепно-мозговых травм. Об этом сообщает международный научный журнал Sensors.
Церебральная ауторегуляция — это механизм, благодаря которому мозг поддерживает стабильный кровоток даже при колебаниях давления. В норме он защищает нервную ткань от ишемии и перегрузок. Однако после травм или сосудистых катастроф эта система часто выходит из строя, и стандартные показатели жизнедеятельности уже не дают полной картины состояния пациента.
Ранее оценка этого механизма требовала сложной обработки данных и не подходила для палат интенсивной терапии. В условиях, где счёт идёт на минуты, врачам было сложно понять, насколько адекватно обеспечивается мозговое кровоснабжение, подобно тому как при анализе ускоренного старения сосудов важны скрытые, а не очевидные маркеры.
Разработка стала результатом сотрудничества НМИЦ имени В.А. Алмазова и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Команда под руководством профессора В.Б. Семенютина создала комплекс, объединяющий медицинские датчики и математические алгоритмы в единую систему мониторинга.
Устройство одновременно фиксирует медленные колебания артериального давления и скорость кровотока в средних мозговых артериях. Для этого используются фотоплетизмография и транскраниальная допплерография. Ключевым показателем служит фазовый сдвиг между этими сигналами в диапазоне так называемых волн Майера — именно он отражает, насколько эффективно работает ауторегуляция.
Для анализа сигналов применяются кратковременное преобразование Фурье и вейвлет-анализ. Последний показал особую чувствительность: он позволяет выявлять моменты, когда механизм ауторегуляции активируется или, наоборот, перестаёт работать. Вся обработка занимает минимальное время, поэтому врач получает данные практически сразу, без длительных вычислений.
Такой подход сближает разработку с другими современными медицинскими технологиями, где точность и скорость анализа играют ключевую роль, как, например, при доставке лекарств в мозг с помощью наночастиц.
Комплекс протестировали на двух группах: 40 здоровых добровольцах и 60 пациентах с нейрососудистыми заболеваниями. У здоровых участников показатели ауторегуляции были симметричными и устойчивыми. У пациентов же выявлялись характерные нарушения.
В частности, у человека с артериовенозной мальформацией сосуды не реагировали должным образом на изменение уровня углекислого газа. Такие отклонения подтверждают, что система способна фиксировать тонкие, но клинически значимые различия в работе мозгового кровообращения.
«Мы получили инструмент, который позволяет видеть динамику регуляции мозгового кровотока здесь и сейчас», — подчеркнул профессор В.Б. Семенютин.
В реанимационных отделениях врачи отслеживают десятки параметров, но оценка адекватности кровоснабжения мозга долгое время оставалась слабым звеном. Новый комплекс закрывает этот пробел и даёт возможность принимать персонализированные решения — от коррекции давления до выбора тактики лечения при отёке мозга или вторичной ишемии.
По словам профессора Малыхиной из Политехнического университета, алгоритмы комплекса снижают риск ошибок и делают диагностику более надёжной даже в сложных клинических условиях.
Классические подходы основаны на разрозненных измерениях и последующем анализе. Они подходят для научных исследований, но плохо адаптированы к экстренной медицине. Новый комплекс объединяет сбор данных и интерпретацию в одном процессе, что повышает клиническую ценность мониторинга.
Разработка уже показала высокую эффективность, однако, как и любая новая система, она имеет свои особенности.
К основным преимуществам относятся:
Среди ограничений специалисты отмечают:
Подготовить медицинский персонал к интерпретации показателей ауторегуляции.
Интегрировать систему в существующие протоколы интенсивной терапии.
Использовать данные для динамической коррекции лечения.
Оценивать эффективность терапии в долгосрочной перспективе.
В первую очередь пациентам после инсульта, черепно-мозговых травм и нейрохирургических операций.
Да, он подходит и для научных исследований, и для оценки индивидуальных особенностей регуляции кровотока.
Нет, она дополняет стандартный мониторинг и помогает точнее интерпретировать его данные.