Интраоперационная визуализация коркового кровотока, используя фотоплетизмографию на базе видеокамеры при зеленом некогерентном освещении

Опубликована научная работа, посвященная первому опыту применения метода фотоплетизмографии для мониторинга перфузии коры головного мозга при нейрохирургических операциях. Данная уникальная методика разработана группой ученых под руководством проф. Камшилина А.А. и позволяет в режиме реального времени во время операции бесконтактным способом отслеживать кровонаполнение головного мозга и предупреждать развитие ишемических расстройств, а также оценивать эффективность реваскуляризации головного мозга с помощью экстра-интракраниального микроанастомоза при хронической и острой недостаточности мозгового кровообращения (ишемическом инсульте). Методика является уникальной и очень эффективной, т.к. длительность анализа занимает 1,5 минуты, не требует введения контрастных препаратов и позволяет исследовать кровоток на большой площади мозга. Метод визуализационной фотоплетизмографии позволит значительно снизить риски послеоперационных ишемических осложнений при хирургическом лечении сосудистых заболеваний головного мозга.

Перевод названия и абстракта статьи

Интраоперационная визуализация коркового кровотока, используя фотоплетизмографию на базе видеокамеры при зеленом некогерентном освещении.

Абстракт:

Цель нашей работы [AppliedScience, v.10, p.6192 (2020)] состояла в том, чтобы продемонстрировать возможность оценки церебральной микроциркуляции во время открытой операции на головном мозге с помощью фотоплетизмографии на базе цифровой видеокамеры (визуализирующая фотоплетизмография). Визуализация параметров кровотока проводилась после обработки видеоизображений коры головного мозга, записанных при зеленом освещении до и после хирургического вмешательства. Изменения кортикального кровотока мониторилось у пяти пациентов с разными диагнозами.

 В статье подробно представлены два случая (резекция опухоли и экстра-интракраниальное шунтирование). Мы получали пространственные распределения трёх параметров кровотока:
  • (а) амплитуды пульсации крови - параметра, пропорционального величине перфузии кортикальной крови, 
  • (б) времени прихода пульсового импульса в конкретные точки коры 
  • (с) формы импульса артериального давления.
Каждый из этих параметров рассчитывался с высоким пространственным разрешением (в каждом пикселе). Наше пилотное исследование отчётливо выявило изменения мозгового кровоснабжения, вызванные хирургическим вмешательством. Мы показали, что временная дисперсия времени прихода импульса в конкретной точке коры и пространственно-временная изменчивость формы пульсового импульса являются очень чувствительными маркерами нарушений мозгового кровообращения. Описанная система визуализирующей фотоплетизмографии с использованием зеленого света от обычного светодиода предлагает принципиально новый подход к объективной оценке изменений кровотока в головном мозге во время хирургического вмешательства. Предлагаемая система позволяет бесконтактно контролировать кровоток коры головного мозга в реальном времени с высоким разрешением, таким образом предоставляя полезную информацию для оптимизации хирургического вмешательства и достижения минимизации повреждения тканей головного мозга во время операции.

В заключение мы показали, что система визуализирующей ФПГ на зеленом свете предлагает новый подход к объективной оценке изменений кровотока в микрососудах головного мозга во время хирургического вмешательства. Синхронная запись видеоизображений коры головного мозга и ЭКГ позволила нам получить распределения с высоким пространственным разрешением трех параметров кровотока в микрососудах головного мозга (APC, PAT и форма импульсов PPG), что дает полезную информацию для максимизации положительного хирургического результата и минимизации риска. Низкая стоимость компонентов разработанной системы визуализирующей ФПГ, высокая информативность и неинвазивность метода, а также простота использования определяют большие перспективы его широкого применения в клинической практике.

Возврат к списку