校企联合技术攻坚！EIT作为一种新技术可实时无创评估全主动脉弓置换术后危重患者的脑血流灌注状态

杭州永川科技研发的电阻抗断层成像技术（EIT）为重症脑血流灌注监测和疗效评估提供了新方法新思路，合作团队的最新成果已发表。

空军军医大学与永川科技联合研究团队提出了一种利用动态脑血流灌注电阻抗断层成像（EIT）技术来评估甘露醇脱水治疗对全主动脉弓置换（TAAR）术后重症患者脑血流灌注影响的新方案。完成临床初步验证其相关成果已被国际权威期刊《Bioengineering》发表。

一、研究背景

全主动脉弓置换（TAAR）作为心外科高难度大血管手术，术后脑水肿、脑缺血及神经功能损伤的发生率居高不下。临床常规采用甘露醇脱水治疗来保护脑组织，实际操作中医护人员面临三大痛点：

（1）传统影像无法床旁实时化：CT/MRI无法在床旁进行连续监测，危重患者的院内转运伴随着极高的风险，且由于不能动态跟踪，很难及时捕捉脑血流的细微动态变化。

（2）现有床旁手段存在局限：经颅多普勒（TCD）、近红外（NIRS）监测各有短板，难以实现全脑覆盖，更对深部脑缺血病灶的探测深度不足。

（3）经验用药难以做到精准化：不同患者对甘露醇的药效反应存在显著的个体差异。缺乏客观指标时，往往只能凭借临床经验给药，容易引发肾损伤或电解质紊乱等并发症。

既往研究已经验证电阻抗断层成像技术（EIT）是一种对脑血流变化非常敏感的新成像技术，具备无创、无辐射、可床旁连续实时动态监测的潜力，但在临床应用中，如何突破传统对比剂的有创限制，实现无创捕捉极微弱的脉动血流信号，并建立全脑各区域脑血流灌注变化的量化评估体系，依然是临床亟待突破的世界难题。

二、研究概述

本研究的目的是证明高速度、高精度的DCP-EIT技术在ICU床旁实时动态监测脑血流灌注以及定量评估甘露醇脱水疗效的可行性。为了排除平均动脉压（MAP）剧烈波动对脑血流灌注带来的混杂干扰，研究团队采用了相对变化不超过5%的严格控制策略，最终前瞻性地将36例TAAR术后重症患者（包含17例神经功能正常患者与19例伴有神经功能障碍ND的患者）纳入数据分析。在临床数据采集阶段，实验使用永川科技自主研发的DCP-EIT设备及 EH-PET-16-CS 一次性使用脑电传感器（16通道等间距环形银/氯化银传感器）。该设备凭借超高的信噪比表现，在复杂的ICU监护环境下成功克服了运动伪影与干扰，精准捕捉到了由心脏搏动引起的微弱脑血流阻抗信号，为系统的底层核心算法与NOSER逆向算法重建高分辨率可视化图像提供了关键支撑。

 图1：实验场地示意图及实验时间线。（A）：脑灌注监测实验场地；（B）：监测与脱水治疗的时间线。

     （图片来自原文）

  图2：正常人与ND患者在整个监测过程中脑血流灌注分布及变化   

（图片来自原文）

针对DCP-EIT这一颠覆性监测技术，本研究有以下核心发现：

高度的空间一致性验证：研究首次将EIT重建的脑血流灌注图像与患者术后平稳期的传统CT图像进行对照，发现系统捕捉到的低灌注（缺血）区域，与CT提示的脑梗塞及缺血损伤病灶展现出了高度的空间对应性，有力证实了该设备在重症床旁诊断中的精准度。 

 精准提取4大核心参数：系统成功实现了对平均灌注速度（MV）、收缩波高度（Hs）、流入容积速度（IV）以及上升支与基线夹角 4大核心灌注参数的量化提取与归一化处理（详细了解可至网站下载原刊论文）。   

揭示不同患者的脱水药效演变规律：17例神经功能正常患者的4大相对灌注参数在甘露醇给药后始终在1附近微幅波动（0.97 - 1.04），与基线无显著差异（p>0.05），提示正常脑组织具备良好的脑血流自动调节机制，临床应规避过度用药的副作用。相反，19例ND（神经功能障碍）患者对脱水治疗表现出极高的敏感性，各参数在用药后显著爬升，并在14 - 20分钟时精准达到改善的最佳峰值（其中相对平均灌注速度RMV峰值达1.28，相对收缩波高度RHs达1.20）。  

明确药效长尾改善效应：监测数据显示，伴有神经功能障碍的危重患者，在脱水给药结束直至100分钟后，其脑血流灌注改善效果依然显著高于初始基线状态（p<0.001）。可彻底打破了过往只能盲目凭经验评估药物时效的僵局。 

图3.从动态 ARV 曲线中提取脑血流灌注参数的示意图。
（图片来自原文）

三、研究意义

本研究成功证明了EIT技术在ICU床旁可无创动态监测脑血流灌注、量化评估脱水疗效、指导精准临床层面的颠覆性价值。它有效解决了既往对比剂增强MRI的有创性问题，在无需转运患者、无辐射的绝对硬核优势下，实现了高质量、高时间分辨率的重症脑血流常态化连续监测。这不仅为临床心外科、神经重症及急诊急救等多个临床领域的个体化脑保护策略制定提供了直观、科学的数字化客观工具，更在提升精准诊疗质量、优化临床医疗资源配置方面迈出了坚实的一步。  

合作团队对杭州永川科技有限公司在实验顺利、平稳开展中所提供的实质性核心技术协助与支持，表达了由衷的致谢。未来，永川科技将继续秉承“创新服务 精准诊疗”的企业宗旨，深耕医工交叉创新，携手顶尖院校推进高端脑科学医疗成果的深度转化，为危重症领域的生命安全保驾护航！