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对于新的瘫痪患者,更严格的血压管理可能会导致更多的流动性

医学研究 2022-05-25 22:01:14

克里斯·巴尔脊髓受伤前冲浪

信用:克里斯·巴尔 根据旧金山加州大学研究人员的一项新研究,新脊髓损伤患者的血压在手术过程中保持在新定义的范围内,可能有更好的机会恢复某些活动能力和功能——即使是在最严重损伤的患者中

尤其是对一名患者来说,他是一名在冲浪事故中受伤的两个孩子的父亲,随后的创新见解和从板凳到床边的研究意味着完全瘫痪和恢复生活之间的区别

使用一种叫做拓扑数据分析(TDA)的新型机器学习技术——所谓的拓扑数据分析是因为它借用了几何拓扑的概念——研究人员能够在大型数据集中识别模式,以找到以前从未理解过的联系,这解释了为什么一些人在严重受伤后恢复了一些运动控制,而另一些人则完全瘫痪

研究人员说,这项研究还可能对因更常见的疾病接受脊柱手术的患者产生影响,尽管还需要进一步的研究

“没有TDA的使用,数据将是异质的,压倒性的,超出人类的理解,”合著者亚当·弗格森博士说

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UCSF大脑和脊髓损伤中心数据科学主任,他是第一个利用机器学习作为工具来揭示脊髓损伤恢复和血压之间联系的科学家,使用了来自已发表和未发表研究的数据

“拓扑数据分析帮助我们‘看到’了人类难以看到的模式,”弗格森说,他也隶属于UCSF·威尔神经科学研究所

这项研究从医院手术室的回顾性数据中得出,发表在11月11日的《电子生活》杂志上

16,2021,并遵循弗格森的临床前研究,使用来自已发表和未发表研究的数据

该研究的作者包括来自其他四个机构的研究人员(见下文)以及TRACK-SCI的研究人员,这是一个由UCSF领导的研究人员、临床研究人员和临床医生的合作项目,任务是从长凳到床边产生新的治疗方法

机器学习的视频动画

学分:亚当·弗格森,博士,阿贝尔·托瑞斯-埃斯平,博士 车祸、跌倒是脊髓损伤最常见的原因 根据国家脊髓损伤统计中心的数据,美国每年约有18,000人受到脊髓损伤的影响,总患病率约为300,000例

车祸和跌倒是最常见的原因,超过50%的伤害影响颈椎,即颈部,这与更大的损伤和更严重的并发症有关

在目前的研究中,研究人员跟踪了两家医院的118名患者的数据,这两家医院都有一级创伤中心:扎克伯格旧金山综合医院和创伤中心(ZSFG)和圣克拉拉谷医疗中心

他们比较了入院时的估计损伤等级和出院时的估计损伤等级

等级遵循美国脊柱损伤协会损伤等级,范围从A到E,A表示损伤水平以下的完全运动和感觉功能丧失,E表示正常感觉和完全运动功能

弗格森在早期研究中使用的与临床前数据相同的机器学习技术被应用于当前研究,使用的是患者在手术室时每隔一到五分钟收集的临床数据

从入院到出院,42名患者的损伤至少改善了一个等级,其中18名患者的损伤等级为A级,8名为B级,11名为C级,5名为D级

弗格森说,这些TDA模式随后被脊髓损伤专家和统计学家验证,他们开发了严格的统计模型来“评估它们的真实性”

他说:“这是一个机器学习如何在生物医学中实现的理想用例——它是拥有临床领域知识的机器和人类之间的伙伴关系。”

“本质上,我们是机器学习辅助的半机械人

" 研究人员总结道,手术期间血压过高或过低的患者术后神经运动恢复较差

最大恢复与平均动脉血压保持在76-104-117毫米汞柱之间有关,这个范围比目前遵循较小临床研究的指南要窄

“特别有趣的是,这项工作确定了血压范围的上限,这在临床实践中以前并不被认为是有害的,”合著者乔纳森·潘博士说

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医学博士,来自UCSF麻醉和围手术期护理部

“如果这些结果可以在我们的前瞻性研究中得到验证,它有可能为我们急性脊髓损伤患者的血压管理提供新的指导

" 瘫痪造成“细胞应激源风暴” 研究报告的合著者阿贝尔·托雷斯-埃斯平博士说,受伤后的瘫痪是由于肿胀/瘀伤和“如果神经元在脊髓损伤的超急性期存活下来,细胞应激源风暴可能会在受伤后消失。”

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UCSF神经外科和UCSF威尔神经科学研究所

“脊髓损伤对神经元的损伤导致血压调节失调,进而限制了受压脊髓组织的血液和氧气供应,加剧了脊髓神经元的死亡

因此,精确的血压管理是脊髓损伤护理的关键目标,”Torres-Espin说,他建立了软件管道,使其开源,以便其他科学家可以将分析技术重新用于新的目的

研究人员指出,对于A级损伤最严重的患者,手术期间的最佳血压可能是将这些损伤降至C级的关键因素

“从A级到C级的差异在独立性和功能性方面可能是显著和有意义的,”合著者Debra Hemmerle说,RN,Ph

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,来自UCSF脑和脊髓损伤中心

“这意味着,原本可能依靠人的帮助来满足其最基本需求的患者,可能会自行从轮椅转移到床上,使用辅助设备行走,并在没有帮助的情况下从事一些日常生活活动

" 一个病人的故事:从断颈到站立 旧金山湾区的居民克里斯·巴尔(Chris Barr)是一名受伤等级从A级重新划分为C级的患者,他的颈椎在四年前的一次冲浪事故中有八处骨折

巴尔被紧急送往zfg,那里的UCSF医生已经实施了血压管理方案

克里斯·巴尔和他的妻子黛比在他脊髓受伤后

信用:克里斯·巴尔 在他受伤几小时后进行减压手术三周后,巴尔开始感觉到低于受伤程度的感觉,他被重新评定为B级

在受伤后的两个月,随着有限运动功能的恢复,他取得了更大的进步。6个月时,他恢复了自己进食、用杯子喝水、转动门把手和操作电脑鼠标的能力,达到了C级

在这一点上,很明显他的进步已经趋于平稳

巴尔当时是两个孩子的父亲,在梅奥诊所进行的干细胞治疗一期临床试验中,他以1号病人的身份迈出了信念的一大步,后来在加州大学洛杉矶分校参加了一项脊柱刺激试验

今天,他能够在无人帮助的情况下行走、驾驶和完成日常生活的所有活动

他将自己的显著康复归功于两次试验和zfg的血压方案

“这一切都始于扎克伯格

如果没有在那里取得的进展,我真的相信随后的干预不会如此成功

"

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