Il Progetto PASCAL vince un importante finanziamento del Ministero della Salute

Lo studio del Policlinico San Donato premiato all’interno del bando di Ricerca Finalizzata 2021 sezione ‘Giovani Ricercatori’ 

Il progetto PASCAL, Predicting cerebrovascular Adverse events post cardiac Surgery with cardiopulmonary bypass by means of Cerebral AutoreguLation indices, vince un finanziamento da parte del Ministero della Salute all’interno del bando di Ricerca Finalizzata 2021, sezione progetti presentati da Giovani Ricercatori.

Come nasce il progetto e in quale ambito di ricerca si inserisce? Quale la struttura e gli obiettivi? Ne parliamo con la dott.ssa Vlasta Bari, ingegnere biomedico e ricercatrice presso l’Università degli Studi di Milano e l’IRCCS Policlinico San Donato, responsabile del progetto di ricerca. 

 

Gli obiettivi del progetto PASCAL 

Lo studio si propone di predire l’insorgenza di eventi avversi cerebrovascolari a seguito di operazione cardiochirurgica con bypass cardiopolmonare. Nello specifico, l’équipe di ricercatori intende:

1. valutare lo stato dell’autoregolazione cerebrale durante le diverse fasi dell’intervento cardiochirurgico, ovvero prima dell’anestesia generale, durante anestesia e durante bypass cardio-polmonare;
2. comparare diverse tecniche di misurazione dell’autoregolazione cerebrale al fine di determinare la più performante in termini di rapporto costo/beneficio;
3. sviluppare un modello predittivo del rischio di ictus post-intervento a partire dai parametri perioperatori estratti.

 

Uno staff formato da giovani ricercatori

Il progetto, il cui avvio è previsto nella primavera 2023, avrà una durata stimata di 3 anni. L’ing. Bari si avvarrà della collaborazione di un team di giovani ricercatori, tutti under 40, formato da: 

• dott. Giacomo Bortolussi, Unità Operativa di Cardiochirurgia; 
• dott. Moreno Zanardo, Unità Operativa di Radiodiagnostica; 
• ing. Beatrice Cairo dell’Università degli studi di Milano, partner del progetto. 

Lo studio nasce, infatti, dalla collaborazione multidisciplinare del team di Bioingegneria con lo staff del Dipartimento di Anestesia, Rianimazione e Terapia Intensiva Postoperatoria Cardiochirurgica, l’Unità di Cardiochirurgia, l’Unità di Radiodiagnostica e il Servizio di Psicologia Clinica dell’IRCCS Policlinico San Donato. 

“La vittoria di questo GRANT ci permetterà nei prossimi 3 anni di esplorare nel dettaglio e con le più recenti tecnologie l’andamento dei meccanismi di autoregolazione cerebrale durante l’intervento chirurgico e come possano essere utilizzati per predire eventi avversi - afferma l’ing. Vlasta Bari -.
La disponibilità di tutte le diverse expertise e Unità all’interno dell’IRCCS Policlinico San Donato, unita alla possibilità di collaborare in sinergia con giovani, ma esperti professionisti è uno dei punti di forza di questo progetto, che ci aiuterà a portare avanti le attività rispettando le tempistiche e con successo. Inoltre, il diverso background clinico e tecnico dei collaboratori coinvolti favorirà una stimolante collaborazione scientifica interdisciplinare, termine chiave per lo sviluppo della sanità del futuro”, conclude la ricercatrice.

 

Cos’è l’autoregolazione cerebrale e cosa succede se viene meno

L’autoregolazione cerebrale è un meccanismo fisiologico necessario alla vita, che permette di mantenere un flusso di sangue cerebrale costante nonostante possibili variazioni di pressione sistemica. Qualora venga meno, anche transitoriamente, il paziente può andare incontro a un maggiore rischio di sviluppare eventi cerebrovascolari avversi come l’ictus. 

Tale condizione può verificarsi durante interventi di cardiochirurgia, quando il paziente viene collegato alla macchina cuore-polmone per permettere al cardiochirurgo di effettuare l’intervento. In questa delicata fase, detta ‘bypass cardio-polmonare’, è necessario mantenere una perfusione e un’autoregolazione cerebrale adeguata.  Valutare l’autoregolazione cerebrale e, tramite tale parametro, poter predire l’insorgenza dell’ictus postoperatorio permetterebbe ai medici di effettuare strategie compensatorie, con un conseguente impatto sul decorso del paziente e sui costi per il sistema sanitario.

“Un’importante innovazione tecnologica verrà data dalla comparazione della tecnologia tradizionalmente utilizzata per rilevare i flussi cerebrali, il Doppler transcranico, con la spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS, near infrared spectroscopy), strumento di molto più facile utilizzo e rilevazione rispetto al Doppler transcranico, ma non ancora totalmente validato per il calcolo dell’autoregolazione cerebrale. Qualora verificata, la possibilità di utilizzare macchinari basati su tecnologia NIRS porterà ulteriore innovazione in ambito cardiochirurgico, rendendo il monitoraggio a 360° del paziente più facile”, spiega l’ingegnere.

 

Come si svolge lo studio

È possibile calcolare indici di autoregolazione cerebrale e della funzionalità autonomica del paziente tramite tecniche di analisi dei segnali fisiologici come: 

• elettrocardiogramma;
• pressione arteriosa;
• velocità dei flussi cerebrali rilevati tradizionalmente con tecniche di tipo Doppler transcranico. 

Tali segnali verranno rilevati in maniera non invasiva dai pazienti durante le differenti fasi dell’intervento ed elaborati con le più avanzate tecniche di analisi da parte del team di Bioingegneria del Laboratorio di Modellistica di Sistemi Complessi, struttura parte sia dell’IRCCS Policlinico San Donato che dell’Università degli Studi di Milano, esperta nell’elaborazione di segnali biomedici e guidata, in questo progetto, dall’ing. Vlasta Bari.

 

I pazienti verranno, inoltre, sottoposti a una risonanza magnetica cerebrale e a test psico-cognitivi per determinare l’insorgenza di ictus.

“La possibilità di predire l’insorgenza di ictus e capire quali pazienti sono più a rischio migliorerà la qualità di vita dei pazienti in termini di tempi di recupero e outcome a breve e lungo termine, riducendo inoltre il rischio che sviluppino problematiche cognitive e patologie neurodegenerative come la demenza. La disponibilità di un modello di predizione del rischio di eventi avversi potrebbe aiutare molto i professionisti dell’ambiente cardiochirurgico, come chirurghi, anestesisti e perfusionisti, in modo da identificare l’adatto livello di perfusione a cui mantenere ogni paziente durante l’intervento per ridurre al minimo l’insorgenza di ictus e, in generale, di eventi cerebrovascolari avversi post-intervento”.