基于EEG和HRV信息融合的复苏后亚低温治疗监测与优化关键技术研究

基本信息
批准号:31771070
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:李永勤
学科分类:
依托单位:中国人民解放军第三军医大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈碧华,卢玉宝,黄园媛,龚渝顺,冯正权,陈刚,戴晨曦,魏良
关键词:
心率变异性信息融合脑复苏体表心电信号体表脑电
结项摘要

The neurological function recovery targeted cerebral resuscitation is an important link for the treatment of cardiac arrest. Current Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care recommend at least 24 hours of therapeutic mild hypothermia with targeted temperature management of 32℃ to 36℃ for all patients who are resuscitated from cardiac arrest. However, the targeted temperature management and duration of therapeutic mild hypothermia need to be optimized because of the severity of brain injury is correlated with causes of cardiac arrest, duration of untreated arrest and individual tolerance to ischemia/reperfusion. Therefore, how to accurately assess the prognosis of cerebral resuscitation and to perform individualized therapeutic mild hypothermia is still a big challenge in the field of critical care medicine. Based on the observations that characteristics of EEG and HRV can predict neurological outcome and these characteristics are very sensitive to targeted temperature management, we hypothesize that combination of EEG and HRV analysis could be used to monitor the effects of post resuscitation therapeutic mild hypothermia and to optimize targeted temperature managements. The proposed project aims to explore characteristics of earlier post-resuscitation EEG and HRV using different animal models of cardiac arrest; to extract quantitative features relating to severity of brain injury and prognosis of neurological outcome; to investigate the relationship between changes of these quantitative features and curative effects during therapeutic mild hypothermia with different targeted temperature managements and different durations; to develop a mathematical model and decision algorithm for prognosis evaluation, curative effects monitoring and optimization of targeted temperature managements with the use of D-S decision theory; and to provide a feasible technical solution for the implementation of precision brain resuscitation.

以神经功能恢复为主要目标的脑复苏是心搏骤停抢救与治疗的重要环节。现行的指南推荐对所有复苏后患者实施至少24小时、目标温度为32℃至36℃的亚低温治疗。但由于亚低温治疗的效果与心搏骤停的原因、停搏时长等因素密切相关,因此对不同患者实施目标温度管理的具体方案也应有所不同。如何准确地评估疗效并实施个性化的目标温度管理,是危重症医学面临的一项难题。本项目在研究发现EEG和HRV的分析指标可以预测脑复苏的预后并且对亚低温治疗非常敏感的基础上,提出一种基于EEG和HRV信息融合的复苏后亚低温治疗监测与优化研究方案:首先通过动物实验阐明复苏后EEG和HRV特征的变化规律,提取并筛选与脑损伤程度及预后相关的特征参数;然后研究亚低温治疗过程中这些参数的动态变化与疗效之间的关系;最后运用D-S决策理论构建可用于预后评估与疗效监测的数学模型及优化目标温度管理的决策算法,为实施精准化的脑复苏提供可行的技术方案。

项目摘要

本项目针对当前心脏骤停恢复自主循环后亚低温治疗过程中因缺乏有效的监测和评估手段而导致的疗效不佳的临床问题,研究了复苏后EEG和HRV特征的动态变化及其与神经功能结局之间的关系,提出了一种基于EEG和HRV信息融合的复苏后亚低温治疗监测与优化技术方案。研究结果表明:(1)心脏骤停时间、心肺复苏时间、EEG指标和HRV特征均为神经功能预后的独立预测指标。对于窒息引发的心脏骤停,EEG指标对生存结局的预测能力远远大于HRV特征,而对于室颤引发的心脏骤停,HRV特征对生存结局的预测能力则大于EEG指标;(2)在所有与脑损伤程度和神经功能缺损评分显著相关的指标中,WPE和nHF分别是EEG指标和HRV特征中对预后预测能力最佳的指标,采用基于Logistic回归的信息融合方法把WPE和nHF这两个指标进行结合,可以显著提高对结局的预测能力;(3)亚低温治疗、经颅直流电刺激、氢气以及纯氧疗虽然均可改善神经功能预后,但不同方式治疗的效果与心脏骤停的原因有关。此外,不同温度和不同时程的亚低温治疗对神经功能预后的作用效果也会产生重要影响。对无论哪种方式的治疗,复苏后EEG和HRV特征的动态变化均与神经功能结局显著相关;(4)运用基于EEG和HRV信息融合的脑复苏预测模型及优化亚低温治疗的决策算法,能够有效提高神经功能结局和生存率。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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