Безопасная для глаз лазерная технология для диагностики черепно-мозговых травм

Иследователи из Университета Бирмингема спроектировали и разработали новое диагностическое устройство для выявления черепно-мозговой травмы (ЧМТ) путем воздействия безопасного лазера на глаза.

Описанный в журнале Science Advances , этот метод резко отличается от других диагностических методов и, как ожидается, будет преобразован в портативное устройство для использования в критический «золотой час» после черепно-мозговой травмы, когда необходимо принять жизненно важные решения о лечении.

Устройство включает в себя безопасный для глаз лазер класса 1 с маркировкой CE и уникальную систему рамановской спектроскопии, которая использует свет для выявления биохимических и структурных свойств молекул путем определения того, как они рассеивают свет, для обнаружения присутствия и уровней известных биомаркеров для Травма головного мозга.

Существует острая необходимость в новых технологиях для повышения своевременности диагностики ЧМТ, которая является основной причиной смертности во всем мире. ЧМТ вызывается внезапным шоком или ударом по голове, что может вызвать легкую или тяжелую травму головного мозга, и хотя для предотвращения дальнейшего необратимого повреждения она требует диагностики и лечения, ее трудно диагностировать на месте травмы. . Более того, радиологические исследования, такие как рентген или МРТ, очень дороги и медленно дают результаты.

Исследователи из Бирмингема под руководством профессора Полы Голдберг Оппенгеймер из Школы химического машиностроения спроектировали и разработали новое диагностическое портативное устройство для оценки состояния пациентов сразу после возникновения травмы. Он быстрый, точный и неинвазивный для пациента, не вызывает дополнительного дискомфорта, может предоставить информацию о серьезности травмы и подходит для использования на месте — на обочине дороги, на поле боя или на поле боя. спортивная площадка — для оценки ЧМТ.

Профессор Пола Гольдберг Оппенгеймер сказала: «Ранняя диагностика ЧМТ имеет решающее значение, поскольку жизненно важные решения о лечении должны быть приняты в первый «золотой час» после травмы. Однако нынешняя диагностическая процедура опирается на наблюдение бригад скорой помощи, а также МРТ или КТ. в больнице, которая может быть на некотором расстоянии».

Устройство работает путем сканирования задней части глаза, где находится зрительный нерв. Поскольку зрительный нерв так тесно связан с мозгом, он несет одну и ту же биологическую информацию в виде белковых и липидных биомаркеров. Эти биомаркеры существуют в очень жестко регулируемом балансе, а это означает, что даже малейшие изменения могут иметь серьезные последствия для «здоровья мозга». ЧМТ вызывает изменение этих биомаркеров, указывая на то, что что-то не так.

Предыдущие исследования показали, что эта технология может точно обнаруживать изменения в мозге и тканях глаз животных с различными уровнями черепно-мозговых травм, улавливая малейшие изменения. ^1,2,3

Устройство, подробно описанное в данной статье, обнаруживает и анализирует состав и баланс этих биомаркеров для создания «молекулярных отпечатков пальцев».

В текущем исследовании подробно описывается разработка, производство и оптимизация прототипа для проверки концепции, а также его использование для считывания биохимических отпечатков черепно-мозговой травмы на зрительном нерве, чтобы увидеть, является ли это жизнеспособным и эффективным подходом для начального этапа лечения. диагноз ЧМТ на месте происшествия.

Исследователи сконструировали фантомный глаз, чтобы проверить его расположение и способность фокусироваться на задней части глаза, использовали ткани животных, чтобы проверить, может ли он различать состояния с ЧМТ и без ЧМТ, а также разработали инструменты поддержки принятия решений для устройства, используя искусственный интеллект. , чтобы быстро классифицировать ЧМТ.

Теперь устройство готово для дальнейшей оценки, включая исследования клинической осуществимости и эффективности, а также приемлемости для пациентов.

Исследователи ожидают, что диагностическое устройство будет преобразовано в портативную технологию, подходящую для использования в условиях оказания медицинской помощи, способную быстро определить, возникает ли ЧМТ, а также классифицировать, является ли она легкой, средней или тяжелой, и, следовательно, провести прямую сортировку. надлежащим образом и своевременно.