هدست لیزری کلتک نخستین دستگاه پیش‌بینی سکته مغزی غیرتهاجمی
تیمی از مهندسان و دانشمندان از مؤسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک) و مدرسه پزشکی کک در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، دستگاه غیرتهاجمی هدست بر پایه لیزر را توسعه داده‌اند که می‌تواند با نظارت بر جریان و تغییرات حجم خون در طول آزمایش نگه‌داری نفس، خطر سکته مغزی بیمار را ارزیابی کند.
این دستگاه از یک سیستم لیزری استفاده می‌کند و نتایج امیدوارکننده‌ای در تفکیک بین افراد با خطر سکته کم و بالا نشان داده است.
سایمون ماهلر، یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه می‌گوید: «با این دستگاه، برای اولین بار، ما راهی برای دانستن خطر سکته فرد در آینده بر اساس اندازه‌گیری فیزیولوژیکی خواهیم داشت.»
پیش‌بینی سکته با استفاده از لیزر
تیم کلتک یک دستگاه قابل پوشیدن کوچک توسعه داده که از نور لیزر مادون قرمز برای ارزیابی جریان خون مغز از طریق تکنیک موسوم به اسپکل کانتراست اپتیکال اسپکتروسکوپی (SCOS) استفاده می‌کند. این دستگاه نور لیزر را از طریق جمجمه می‌تاباند و یک دوربین تخصصی نور پراکنده‌شده بعد از تعامل آن با رگ‌های خونی در مغز را ضبط می‌کند.
SCOS کاهش شدت نور از نقطه ورود تا جایی که جمع‌آوری می‌شود را اندازه‌گیری کرده و حجم خون در رگ‌ها را تعیین می‌کند. علاوه بر این، اسکن پراکندگی نور به شکل اسپکل را که بر اساس نرخ جریان خون نوسان می‌کند، پیگیری می‌کند—هرچه سرعت جریان خون بیشتر باشد، الگوهای اسپکل سریع‌تر تغییر می‌کنند.
با تحلیل این اندازه‌گیری‌ها، محققان نسبت حجم به جریان خون را محاسبه کرده و خطر سکته در بیماران را ارزیابی می‌کنند. در یک مطالعه با 50 شرکت‌کننده، تکنیک SCOS به محققان امکان داد تا میزان انبساط رگ‌های خونی و افزایش جریان خون را در طول آزمایش نگه‌داری نفس ارزیابی کنند، که بینش‌های ارزشمندی درباره خطر سکته هر شرکت‌کننده ارائه داد.
یانگ می‌گوید: «این اندازه‌گیری‌های واکنشی نشان‌دهنده سختی رگ‌هاست. فناوری ما برای اولین بار امکان انجام این نوع اندازه‌گیری‌ها به صورت غیرتهاجمی را فراهم کرده است.»
ادغام یادگیری ماشینی
یو شی هوانگ، یکی از نویسندگان اصلی مطالعه، در بیانیه مطبوعاتی می‌گوید: «آنچه ما پیدا کردیم، شواهد واضح و قابل توجهی از واکنش مختلف جریان و حجم خون بین دو گروه است.»
در گروه با خطر سکته کم، محققان در طول آزمایش نگه‌داری نفس، افزایش کمتری در جریان خون در مقایسه با گروه با خطر سکته بالا مشاهده کردند، اما افزایش حجم خون بیشتر بود. این نشان‌دهنده این است که رگ‌های خونی در افراد با خطر کم، بیشتر قادر به گشادشدن برای اجازه دادن به افزایش جریان خون هستند.
تیم در حال حاضر تحقیقات خود را با آزمایش نمونه فعلی بر روی گروهی بزرگ‌تر و متنوع‌تر از بیماران در بیمارستانی در ویزالیا، کالیفرنیا، گسترش می‌دهند. آنها همچنین قصد دارند یادگیری ماشینی را در دستگاه ادغام کنند تا تحلیل داده‌ها را بهبود بخشند.
علاوه بر این، آنها قصد دارند یک آزمایش بالینی شامل پیگیری طولانی‌مدت بیماران به مدت دو سال برای بهبود بیشتر این فناوری انجام دهند. در نهایت، محققان امیدوارند که دستگاه نه تنها برای پیش‌نمایش خطر سکته بلکه برای تعیین دقیق محل سکته در مغز به کار رود.
این مطالعه در مجله Biomedical Optics Express منتشر شده است.
