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 ارزیابی کند.

این دستگاه از یک سیستم مبتنی بر لیزر استفاده 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 توجه است یا خیر.

پیش‌بینی سکته مغزی با لیزر

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

روش SCOS کاهش 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 اساس سرعت جریان خون در نوسان هستند. بنابراین هرچه جریان خون سریع‌تر باشد، الگوهای لکه‌ها سریع‌تر تغییر می‌کنند.

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

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

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

یو شی هوانگ(Yu Xi Huang) یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: آنچه ما پیدا کردیم، شواهد واضح و قابل توجهی از واکنش 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 مقایسه با گروه پرخطر مشاهده کردند، اما افزایش بیشتری در حجم خون مشاهده کردند. این نشان می‌دهد که رگ‌های خونی در افراد کم‌خطر توانایی بیشتری برای گشاد شدن دارند تا جریان خون بیشتر 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 همچنین قصد دارند فناوری یادگیری ماشینی را در این دستگاه ادغام کنند تا تجزیه و تحلیل داده‌ها را بهبود دهند.

علاوه بر این آنها قصد دارند یک کارآزمایی بالینی شامل ردیابی طولانی مدت بیمار طی دو سال را برای اصلاح بیشتر این فناوری انجام دهند.

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

این مطالعه در مجله Biomedical Optics Express منتشر شده است.