Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) и Медицинской школы Кекка Университета Южной Калифорнии (USC) разработали носимое лазерное устройство, которое отслеживает изменения кровотока и объема крови в мозге, когда пациент задерживает дыхание. Анализ этого теста в режиме реального времени может позволяет мгновенно оценить риск инсульта у пациента.
"С помощью этого устройства мы впервые сможем определить, высок ли риск инсульта у человека в будущем, основываясь на физиологических измерениях. Мы считаем, что это действительно может изменить способ оценки риска инсульта и в конечном итоге поможет врачам определить, стабилен ли риск у пациента или ухудшается", - говорит соруководитель исследования Саймон Махлер, научный сотрудник Caltech.
Устройство направляет инфракрасный лазерный свет через череп в мозг, в то время как соседняя камера собирает данные, измеряя свет, отражающийся после рассеяния кровотоком внутри кровеносных сосудов. Этот метод, известный как спектроскопия оптического контраста пятен (SCOS), показывает скорость кровотока по тому, насколько быстро меняется рассеяние.
В исследовании команда набрала 50 участников, которые были затем разделены на две группы - с высоким и низким риском - на основе калькулятора риска инсульта Кливленда.
Скорость и объем кровотока в мозге каждого участника анались в течение трех минут. В течение одной минуты испытуемый должен был задерживать дыхание.
Задержка дыхания создает стресс для мозга, поскольку он лишен кислорода, что заставляет остальное тело реагировать, перекачивая больше крови в орган. Кровоток затем возвращается к исходному - или "нормальному" - уровню после возобновления регулярного дыхания. В ходе этого процесса анализ SCOS устройства выявил ключевые различия между группой с низким и высоким риском инсульта.
"С возрастом кровеносные сосуды становятся более жесткими, что делает их более подверженными инсульту. Попросив человека задержать дыхание, мы можем использовать SCOS для измерения того, насколько расширяются кровеносные сосуды и насколько быстрее кровь течет внутри сосудов в ответ. Эти реактивные измерения являются показателем жесткости сосудов, и такие возможности измерения уникальны для транскраниальных оптических методов", - говорит Чанхёй Ян, профессор Caltech.
Очень важно, что данная технология позволяет проводить такие измерения неинвазивно. Теперь исследователи рассматривают возможность добавления машинного обучения в анализ собранных данных и проведения клинического испытания для отслеживания пациентов в течение более двух лет. Более того, они надеются, что по мере развития этой технологии она сможет не только анализировать риск, но и определять место инсульта в мозге.
Исследование опубликовано в журнале Biomedical Optics Express.
