گروهی از مهندسان و دانشمندان از موسسه فناوری کالیفرنیا(Caltech) و دانشکده پزشکی کک(Keck) یک دستگاه غیرتهاجمی ساخته‌اند که می‌تواند خطر سکته مغزی را با نظارت بر جریان خون و تغییرات حجم در طول آزمایش حبس نفس برسی کند.

این دستگاه از یک سیستم مبتنی بر لیزر منفعت گیری می‌کند و نتایج امیدوارکننده‌ای را در تشخیص افراد با خطر سکته کم و زیاد نشان داده است.

سایمون مالر(Simon Mahler) یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: با این دستگاه برای اولین بار می‌خواهیم راهی داشته باشیم که بدانیم آیا خطر سکته مغزی در آینده قابل دقت است یا خیر.

پیش‌بینی سکته مغزی با لیزر

این تیم یک دستگاه پوشیدنی فشرده ساخته است که از نور لیزر فروسرخ برای برسی جریان خون مغز از طریق تکنیکی به نام «طیف‌سنجی نوری کنتراست لکه‌ای»(SCOS) منفعت گیری می‌کند. این دستگاه نور لیزر را از طریق جمجمه می‌تاباند و یک دوربین تخصصی نور پراکنده شده را بعد از تعامل با رگ‌های خونی در مغز می‌گیرد.

روش SCOS افت شدت نور را از نقطه ورود تا محل جمع‌آوری اندازه‌گیری می‌کند و حجم خون را در عروق اندازه می‌گیرد. علاوه بر این، نحوه پراکندگی نور به لکه‌ها را ردیابی می‌کند که بر پایه شدت جریان خون در نوسان می باشند. به این علت هرچه جریان خون سریع تر باشد، الگوهای لکه‌ها سریع تر تحول می‌کنند.

محققان با تجزیه و تحلیل این اندازه‌گیری‌ها نسبت جریان خون به حجم را محاسبه می‌کنند و به آنها پشتیبانی می‌کند تا خطر سکته مغزی را در بیماران بسنجند.

تکنیک SCOS در مطالعه‌ای با ۵۰ شرکت‌کننده محققان را قادر ساخت تا مقدار انبساط رگ‌های خونی و مقدار افزایش جریان خون در طول آزمایش حبس نفس را برسی کنند و بینش‌های ارزشمندی را در رابطه خطر سکته مغزی در هر شرکت‌کننده اراعه دهد.

مالر می‌گوید: این اندازه‌گیری‌های واکنشی نشان‌دهنده سختی رگ می باشند و فناوری ما امکان انجام این نوع اندازه‌گیری‌ها را برای اولین بار به طور غیرتهاجمی فراهم می‌کند.

یو شی هوانگ(Yu Xi Huang) یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: آنچه ما اشکار کردیم، شواهد آشکار و قابل توجهی از عکس العمل متفاوت جریان خون و حجم خون بین دو گروه است.

محققان در گروه کم خطر سکته مغزی، افزایش کمتری در جریان خون در طول آزمایش حبس نفس را در قیاس با گروه پرخطر مشاهده کردند، اما افزایش بیشتری در حجم خون مشاهده کردند. این مشخص می کند که رگ‌های خونی در افراد کم‌خطر توانایی بیشتری برای گشاد شدن دارند تا جریان خون زیاد تر شود.

این تیم اکنون تحقیقات خود را با آزمایش نمونه اولیه بر روی گروه بزرگتر و متنوع‌تری از بیماران در بیمارستانی در کالیفرنیا گسترش می‌دهد. آنها این چنین تصمیم دارند فناوری یادگیری ماشینی را در این دستگاه ادغام کنند تا تجزیه و تحلیل داده‌ها را بهبود دهند.

علاوه بر این آنها تصمیم دارند یک کارآزمایی بالینی شامل ردیابی طویل زمان بیمار طی دو سال را برای اصلاح زیاد تر این فناوری انجام بدهند.

در نهایت، محققان امیدوارند که این دستگاه نه تنها خطر سکته مغزی را بازدید و پیش‌بینی کند، بلکه به تعیین دقیق محل سکته در مغز نیز پشتیبانی کند.

این مطالعه در مجله Biomedical Optics Express انتشار شده است.