Implantoitavat paineanturit

Tämä kandidaatintutkielma on kirjallisuustutkimus implantoitavista paineantureista. Tutkielmassa keskitytään implantoitavien paineantureiden perusrakenteeseen ja kahteen yleiseen sovellukseen: kallonsisäisen paineen ja kardiovaskulaarisen paineen mittaamiseen. Implantoitava paineanturi asetetaan osittain tai kokonaan kehon sisälle. Paineanturi rakentuu painetta mittaavasta elementistä, sekä joko johdoista tai langattomasta toteutuksesta, jolla mitatut painearvot saadaan kuljetettua monitorille, lääkäreille analysoitaviksi. Langattomassa toteutuksessa painearvot yleensä lähetetään monitorille joko radioaalloilla tai induktiivisen linkin avulla. Kallonsisäisen paineen mittaaminen on erityisen tärkeää vakavan päähän kohdistuneen vamman jälkeen. Implantoitavilla paineantureilla saadaan tarkempia ja jatkuvia mittaustuloksia, mitkä ovat tärkeitä ominaisuuksia, sillä lääkäreiden on pystyttävä reagoimaan nopeasti mikäli painearvot alkavat kohota. Kardiovaskulaarista painetta mittaavilla implantoivilla paineantureilla tarkastellaan esimerkiksi sydämen toimintaa sydänkammion tukilaitteen asennuksen jälkeen. Lopuksi tutkielma käsittelee biohajoavia implantoitavia paineantureita, jotka tulevat käyttöön tulevaisuudessa. Tällä hetkellä biohajoavat paineanturit ovat testattavana laboratorioissa ja eläinkokeissa. Monet testien tuloksista ovat lupaavia. Biohajoavat implantoitavat paineanturit tiputtavat tulehdusriskiä, sillä ne eivät tarvitse toista leikkausta kuten ei-hajoavat paineanturit, jotka tarvitsevat poistoleikkauksen

In Vitro Evaluation of a Non-Invasive Photoplethysmography Based Intracranial Pressure Sensor

Intracranial pressure (ICP) is an important measurement in the treatment of Traumatic Brain Injury (TBI). Currently, ICP can only be measured invasively, which exposes patients to operative risk and can only be performed by neurosurgeons. Hence, there is a significant need for a non-invasive ICP technology. This paper describes the evaluation of a novel non-invasive intracranial pressure (nICP) monitor which uses the Photoplethysmogram (PPG) to measure the ICP. The monitor was evaluated in an in vitro model that simulated cerebral haemodynamics and allowed the controlled manipulation of ICP. A number of features from the PPG were extracted and utilised in a machine learning model to estimate ICP. Three separate measurements in which the ICP was varied were performed, and the estimated ICP (nICP) was compared with reference (invasive) ICP measurements. The ICP estimated by the nICP monitor was highly correlated with reference ICP measurements (Pearson’s correlation coefficient between 0.95 and 0.98). The nICP monitor also showed a low Root Mean Square Error from the reference ICP measure (3.12, 1.48, and 1.45 mmHg). Analysis of agreement by Bland and Altman also revealed good agreement between the two techniques. The optical nICP monitor was able to estimate the ICP non-invasively from an in vitro model simulating intracranial hypertension. The non-invasive ICP monitor showed very promising results which can set the base for further investigations. This work contributes significantly to the quest for non-invasive ICP monitoring in Traumatic Brain Injury (TBI), and paves the way for further research in this field