Ocena stanu hemodynamiki mózgowej jest istotnym zagadnieniem we współczesnej medycynie, ponieważ prawidłowe ukrwienie mózgu jest kluczowe dla jego funkcjonowania. Nawet krótkotrwałe zaburzenia w przepływie krwi mogą mieć poważne implikacje zdrowotne, takie jak niedotlenienie mózgu. Monitorowanie stanu hemodynamiki mózgowej jest szczególnie ważne w przypadku takich schorzeń jak udar mózgu czy wodogłowie, a także po urazach czaszkowo-mózgowych.

Istnieje wiele metod oceny stanu hemodynamiki mózgu, jednak większość z nich posiada istotne wady, takie jak inwazyjność pomiaru, korzystanie z substancji kontrastujących, brak możliwości monitorowania w sposób ciągły, trudności w stosowaniu techniki pomiarowej u wszystkich grup populacji czy wreszcie wysoki koszt związany z wykorzystaniem danej techniki bądź niska dostępność. Prędkość przepływu krwi mózgowej (CBFV, z ang. cerebral blood flow velocity) mierzona za pomocą przezczaszkowej ultrasonografii dopplerowskiej (TCD, z ang. transcranial Doppler) i zmiana koncentracji hemoglobiny (tHb) mierzona za pomocą funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (NIRS, z ang. near-infrared spectroscopy) są wolne od tych wad. Obie te metody umożliwiają pomiar ciągły, są nieinwazyjne, mogą być stosowane u osób w każdym wieku i stanie zdrowia, w dowolnym miejscu, a wykorzystywana aparatura jest stosunkowo niedroga. Z tej przyczyny tak ważne jest określenie czy połączenie tych dwóch metod jest wystarczające do uzyskania rzetelnych informacji o stanie hemodynamiki mózgowej. Umożliwiłoby to bowiem szybszą i dokładniejszą diagnostykę patologii wewnątrzczaszkowych.

Celem badań objętych projektem jest zbadanie zależności pomiędzy sygnałami niosącymi informację o hemodynamice przepływu krwi w dużych i małych naczyniach mózgowych. Proponowane do realizacji badania zakładają wykorzystanie danych z NIRS razem z sygnałem CBFV. Tak przeprowadzone analizy mają na celu opracowanie nieinwazyjnej metody do oceny stanu hemodynamiki mózgowej zarówno w zdrowiu, jak i stanach patologicznych. W szczególności zbadane zostaną zależności morfologii tych sygnałów a wiekiem, płcią i stanem klinicznym pacjenta, jak również opóźnienia między sygnałami w mikro- i makrokrążeniu mózgowym, które również mogą pozostawać w relacji ze stanem zdrowia. Proponowane podejście może dostarczyć dodatkowych informacji o stanie krążenia mózgowego krwi i być w przyszłości przydatne w terapii pacjentów z patologią wewnątrzczaszkową.

Prowadzone badania obejmują m. in. utworzenie bazy danych na podstawie prowadzonych nieinwazyjnych pomiarów hemodynamicznych mózgu u osób zdrowych w różnym wieku, a także podobnego zbioru danych pochodzącego od osób chorych. Zgodnie z obecnymi trendami, analiza gromadzonych danych skupia się na rozpatrywaniu zmian szybkich CBFV i tHb, tj. związanych z pracą serca, celem wykorzystania pełnej informacji niesionej przez te sygnały.