Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Model of dependence between arterial blood pressure and cerebral blood flow. State of the art and the new proposal

Kalicka R., Mazur K.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2017

|

Vol. 23, nr 3

176--187

EN

Cerebral autoregulation is a very important and complicated process to maintain adequate and stable cerebral blood flow. In current medical practice cerebral autoregulation is diagnosed using two measurements: cerebral blood flow (by Doppler Ultrasonography, Magnetic Resonance Imaging or Computed Tomography) and arterial blood pressure. The aim of our study is to determine the dependence of the cerebral blood flow (CBF) on the mean arterial pressure (MAP) by measuring blood pressure and cerebral blood flow using modelling and data processing. The dependence will be presented as a curve based on the Strandgaard's observation of cerebral blood flow changes in response to changes in the mean arterial pressure. These observations we have described using polynomials of degree n = 3, 4, 5 and 6. The four curves were identified using least-squares fitting to Strandgaard's measurements. As the best of the considered curves of degree n = 3, 4, 5 and 6 we choose the one for which the Akaike Information Criterion AIC reaches a minimum. The criterion in the minimum finds compromise between the goodness of fit of the curve to the data and the curve complexity. Minimum of AIC was obtained for n = 4 (Kalicka&Mazur curve). The modelled dependence of CBF on MAP was used in CBF(MAP) simulations for important and typical pressure values: normotensive, hypertensive and patients under unexpected stress. The model selected by the AIC informative criterion, degree n = 4, proved to be good candidate for describing CBF(MAP). This model (Kalicka&Mazur) gives CBF values which are comparable to those the measured for successive MAP values. The measured and the modelled Kalicka&Mazur curve CBF values differed less than the measured and the modelled CBF values of the Dirnagl&Pulsinelli curve and the Olsen curve.

PL

Autoregulacja przepływu mózgowego jest niezwykle ważnym i skomplikowanym procesem umożliwiającym utrzymanie stałych i stabilnych wartości przepływu mózgowego. Obecnie, zaburzenia autoregulacji są diagnozowane dwoma metodami: ocena przepływu mózgowego krwi na tętnicy szyjnej (przy użyciu USG Dopplera) oraz w tkankach mózgowych (przy użyciu rezonansu magnetycznego). Celem tej pracy jest określenie zależności pomiędzy mózgowym przepływem krwi (CBF) a średnim ciśnieniem tętniczym (MAP). Utworzona i wykorzystana zależność CBF(MAP) bazuje na pomiarach Strandgaard'a. Na podstawie tych pomiarów zostały utworzone wielomiany 3, 4, 5 i 6 stopnia poprzez dopasowanie ich, metodą najmniejszych kwadratów, do pomiarów Strandgaard'a. Informacyjne kryterium Akaike (AIC) pozwoliło na wybranie wielomianu stopnia 4 jako modelu osiągającego najlepszy kompromis pomiędzy dobrocią dopasowania krzywej do danych a złożonością krzywej (najmniejsza wartość AIC). Wielomian ten został nazwany krzywa Kalicka&Mazur. Tak przygotowana zależność CBF(MAP) posłużyła do symulacji wartości CBF dla najbardziej typowych wartości ciśnienia: dla pacjentów ze standardowym ciśnieniem tętniczym, dla pacjentów ze stale podwyższonym ciśnieniem tętniczym, a także dla pacjentów z nagłym skokiem ciśnienia tętniczego (pacjenci poddani nagłemu stresowi). Wybrany i zamodelowany wielomian 4 stopnia, krzywa Kalicka&Mazur, wydaje się być dobrym pomysłem na opisanie zależności zmiany CBF(MAP). Wartości zamodelowane dzięki krzywej Kalicka&Mazur w porównaniu z istniejącymi krzywymi Dirnagl&Pulsinelli czy Olsena daje bardziej obiecujące efekty przy porównaniu na danych rzeczywistych.

2

Zastosowanie termowizji do śródoperacyjnej oceny metabolizmu i funkcji mózgu doniesienia wstępne

Kaczmarska K., Czernicki Z., Kastek M., Koźniewska E., Zębala M., Bogucki J., Piątkowski T., Polakowski H., Przykaza Ł.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2014

|

Vol. 20, nr 2

73--79

PL

Analiza termiczna powierzchni kory mózgowej ma na celu wyznaczenie granic funkcjonalnie ważnego obszaru kory oraz określenie lokalizacji guzów mózgu zdiagnozowanych innymi metodami obrazowymi. Celem badań jest również znalezienie korelacji pomiędzy stanem klinicznym pacjenta a rejestrowanymi śródoperacyjnie zmianami temperatury powierzchni kory mózgowej. Doświadczenia wstępne przeprowadzone na szczurach miały na celu zbadanie korelacji zmian temperatury powierzchni mózgu ze zmianami mózgowego przepływu krwi. Mózgowy przepływ krwi mierzono za pomocą sondy laserowego przepływomierza dopplerowskiego zarówno w warunkach prawidłowych, jak i w czasie wymuszonych zmian ukrwienia mózgu.

EN

Thermal analysis of the cortex surface allows to determine the borders of its functionally important areas and to localize brain tumors that are diagnosed by other imaging methods. The goal of the research is also to check the correlation between the patient's clinical status and temperature changes of the brain surface. Preliminary study conducted on rats aimed to verify the hypothesis that changes in the barin surface temperature correlate with changes of microflow in the cerebral cortex. The microflow was measured with laser Doppler flowmeter both in physiological conditions and during forced changes in cerebral blood supply.

3

Analiza zmian temperatury powierzchni mózgu podczas wymuszonych zmian przepływu krwi w korze mózgowej szczura

Kastek M., Piątkowski T., Polakowski H., Czernicki Z., Koźniewska E., Kaczmarska K., Przykaza Ł.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 9

867--870

PL

Celem badań było sprawdzenie czy zmiany temperatury powierzchni mózgu szczura rejestrowane za pomocą kamery termowizyjnej korelują ze zmianami mózgowego przepływu krwi. Przepływ krwi mierzono w korze mózgowej za pomocą sondy laser-Doppler w warunkach podstawowych oraz w czasie wymuszonych zmian ukrwienia mózgu takich jak: zwiększenie całkowitego przepływu krwi pod wpływem wzrostu stężenia dwutlenku węgla we krwi tętniczej oraz zmniejszenie/zwiększenie lokalnego przepływu krwi w wyniku czasowego zamknięcia/udrożnienia tętnicy środkowej mózgu. Przeprowadzono analizę dynamiki zmian rozkładu temperatury wykazując istotną dodatnią korelację tych zmian ze zmianami mikroprzepływu. Otrzymane wyniki potwierdzają możliwość wykorzystania kamery termowizyjnej jako nieinwazyjnej aparatury pomiarowej umożliwiającej oszacowanie zmian ukrwienia mózgu.

EN

This study was aimed at verifying the hypothesis that changes in the temperature of the rat brain surface assessed with a thermal imaging camera are correlated with changes of the microflow in cerebral cortex. The experiment was performed on a rat intubated and anaesthetized with 2.5% isoflurane in 30%O2/70%N2O. The SC5600 thermovision camera equipped with a lens with focal length of 54 mm (angle field of view 10° x 8°) and a matrix of cooled detectors InSb 640x480 with a sensitivity of 25 mK was used to record changes in the temperature of the dura matter-covered cerebral cortex, supplied by the middle cerebral artery (MCA). The microflow was measured with a laser-Doppler flowmeter positioned in the same territory [4]. Changes in the microflow (LDF) were elicited either by the increase in CO2 content in the blood or by occlusion/reperfusion of the MCA. Increase in the LDF by 81% during hypercapnia (Fig. 3) was accompanied by the rise in the brain temperature by 0,9 ºC (Fig. 5). During decrease of the LDF by about 80% due to the occlusion of the MCA (Fig. 6), the temperature decreased on average by 0.5 ºC (Fig. 7). Reperfusion resulted in the hyperemia, which was demonstrated as the increase in the LDF by 300% in comparison with the pre-occlusion value and the rise in the brain temperature by 1,6 ºC (Fig. 7). Moreover, a significant correlation was found between the LDF and brain temperature changes (Fig. 8). To the best of our knowledge, this is the first study which directly demonstrates a correlation between the microflow and temperature changes in the brain cortex.