EVALUATION OF CEREBRAL AUTOREGULATION: FROM THE TRADITIONAL PRESSURE-FLOW INDEXES TO A DIRECTIONAL MULTIVARIATE ANALYSIS

L'autoregolazione cerebrovascolare (CA) è essenziale per la vita, poiché garantisce una stretta regolazione del flusso ematico cerebrale e, di conseguenza, un adeguato apporto di ossigeno al cervello. Il sistema cerebrovascolare funziona in modo bidirezionale: la pressione arteriosa media (MAP) determina cambiamenti nella velocità media del flusso sanguigno cerebrale (MCBv), mentre situazioni di iper/ipoperfusione possono modificare la MAP. Anche l'apparato respiratorio influenza le interazioni ad anello chiuso tra MAP e MCBv, attraverso modifiche della pressione parziale dei gas nel sangue e perturbando meccanicamente sia MAP che MCBv. Data la complessità delle interazioni cerebrovascolari, vi è disaccordo tra i metodi di misurazione per valutare la componente dinamica della CA. Gli approcci usati più comunemente non riescono a districare la componente di feedforward dalla pressione al flusso dalla componentte di feedback dal flusso alla pressione. L'obiettivo di questa tesi è studiare la CA dinamica (dCA) tramite diversi metodi e proporre possibili approcci complementari per caratterizzare più a fondo il controllo cerebrovascolare. Verranno sviluppati metodi tradizionali, quali l’analisi della funzione di trasferimento (TFA) e l’indice di autoregolazione (ARI), confrontati ad un approccio causale ad anello chiuso, quale l’entropia di trasferimento (TE) e l’entropia condizionata di trasferimento (CTE), per valutare dCA da fluttuazioni spontanee di MAP e MCBv. Il controllo cerebrovascolare è stato valutato su tre protocolli: i) volontari sani sottoposti a test di stimolazione ortostatica passiva (TILT); ii) pazienti affetti da sindrome da tachicardia posturale ortostatica (POTS) durante il riposo supino, durante l’ortostatismo attivo (STAND) e durante la respirazione controllata lenta (SB); iii) soggetti nella fase acuta di un ictus ischemico con registrazioni bilaterali dell’emisfero danneggiato e non danneggiato. I principali risultati riguardanti le interazioni cerebrovascolari sono: i) in tutti i protocolli, le interazioni dinamiche tra MCBv-MAP sono bidirezionali; ii) nei soggetti sani durante TILT, MCBv si riduce, probabilmente come conseguenza dell'attivazione simpatica, ma dCA non viene modificata; iii) TE and CTE sono riuscite a separare gli individui POTS dai soggetti sani durante SB, a differenza dei tradizionali indici non causali; iv) nei pazienti con ictus, l’analisi causale ha rilevato in modo uniforme in entrambi gli emisferi un decremento dell’interazioni da pressione a flusso, suggerendo una compromissione della dCA, e un incremento da flusso a pressione, supportando l'attivazione del riflesso di Cushing. Questa tesi sottolinea l'importanza di indagare le interazioni ad anello chiuso tra MAP e MCBv quando si valuta il controllo cerebrovascolare. I risultati sui soggetti sani e patologici suggeriscono che il sistema nervoso autonomo svolge un ruolo nella CA, in particolare in situazioni che rinforzano il controllo vagale. Infine, il condizionamento sul segnale respiratorio è particolarmente importante quando la componente respiratoria è potenziata, come durante la respirazione controllata a ritmi respiratori lenti.

Grantor dc:publisher

Università degli Studi di Milano

Year dc:date

2025

Author dc:creator

• GELPI, FRANCESCA

Contributors dc:contributor

• tutor: A. Porta ; coordinatore: C. Sforza
• M. Clerici ; supervisori: V. Bari
• R. Panerai
• Panerai
• Ronney
• F. Gelpi
• PORTA, ALBERTO
• BARI, VLASTA
• SFORZA, CHIARELLA

• cerebral autoregulation
• cerebral blood flow
• stroke
• POTS
• transcranial Doppler
• Settore ING-INF/06 - Bioingegneria Elettronica e Informatica

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/2434/1129999

OAI identifier oai:identifier

oai:air.unimi.it:2434/1129999