دستگاه جدید حسگر فیبر نوری، نشانگرهای زیستی کلیدی را به دنبال آسیب مغزی تروماتیک نظارت می کند

دستگاه جدید حسگر فیبر نوری، نشانگرهای زیستی کلیدی را به دنبال آسیب مغزی تروماتیک نظارت می کند

نتایج "امیدبخش" حاصل از آزمایش‌های روی بافت‌های مغز حیوانات نشان می‌دهد که می‌تواند به پزشکان کمک کند تا پیشرفت بیماری و پاسخ بیماران به درمان را بهتر از آنچه در حال حاضر ممکن است نظارت کنند، که نشان‌دهنده پتانسیل بالایی برای آزمایش‌های تشخیصی آینده در انسان است.

  نتایج "امیدبخش" حاصل از آزمایش‌های روی بافت‌های مغز حیوانات نشان می‌دهد که می‌تواند به پزشکان کمک کند تا پیشرفت بیماری و پاسخ بیماران به درمان را بهتر از آنچه در حال حاضر ممکن است نظارت کنند، که نشان‌دهنده پتانسیل بالایی برای آزمایش‌های تشخیصی آینده در انسان است.

افرادی که ضربه‌های جدی به سرشان وارد می‌شود، مانند هنگام تصادفات جاده‌ای، ممکن است دچار آسیب مغزی (TBI) شوند - یکی از علل اصلی مرگ و میر و ناتوانی در سراسر جهان که می‌تواند منجر به مشکلات طولانی مدت در حافظه، تمرکز و حل مشکلات شود.

TBI ها باید به طور مداوم در طول درمان کنترل شوند. به همین دلیل، پروب های داخل جمجمه ای در تنظیمات مراقبت های عصبی برای نظارت بر شاخص های کلیدی پیشرفت آسیب، به نام نشانگرهای زیستی، مانند فشار و اکسیژن در مغز، استفاده می شود.

برخی از این کاوشگرها می توانند تنها یک نشانگر زیستی را در یک زمان اندازه گیری کنند. برخی دیگر می توانند چندین نشانگر زیستی را بررسی کنند، اما برای انجام این کار نیاز به قرار دادن چندین لوله در مغز دارند که خطر آسیب بیشتر بافتی یا عفونت را در پی دارد.

محققان امپریالیستی اکنون یک سیستم نظارت بر بیمار را برای نظارت بر نشانگرهای زیستی متعدد پس از آسیب مغزی تروماتیک ایجاد کرده اند. این دستگاه توانایی نظارت بر چهار نشانگر زیستی را به طور همزمان با الگوریتم های یادگیری ماشینی ترکیب می کند که از داده های قبلی برای پیش بینی غلظت نشانگرهای زیستی بر اساس داده های به دست آمده در زمان واقعی استفاده می کند. در صورت بهینه سازی و اثبات استفاده در انسان، این دستگاه می تواند به بیمارستان ها در نظارت موثرتر TBI کمک کند.

این یک پیشرفت امیدوارکننده است. نتایج امیدوارکننده ما هم نظارت دقیق نشانگرهای زیستی و هم پیش‌بینی دقیق پیشرفت آسیب را نشان می‌دهد که پس از توسعه بیشتر، می‌تواند به پزشکان کمک کند سلامت مغز و پاسخ بیماران به درمان را نظارت کنند.»

دکتر یوبینگ هو، نویسنده اصلی، گروه مهندسی شیمی امپریال

این تحقیق در Matter منتشر شده است.

تست دستگاه

این دستگاه شامل یک فیبر نوری منعطف مبتنی بر سیلیس است که برای نظارت بر مایع مغزی نخاعی (CSF) - مایعی که مغز و نخاع را احاطه می کند - در بافت مغز قرار می گیرد. به نوک فیبر چهار فیلم حسگر متصل است که به طور همزمان و پیوسته سطح یک نشانگر زیستی را در CSF اندازه‌گیری می‌کنند: pH، دما، اکسیژن محلول و گلوکز. فیلم ها با یک غلاف سیاه پوشیده شده اند تا نویز پس زمینه را کاهش داده و دقت داده ها را بهبود بخشد.

برای آزمایش این دستگاه، محققان به طور مداوم سطوح این نشانگرهای زیستی را در مغز بره تحت شرایط مختلف کنترل کردند. مغز بره که دچار TBI نشده بود و در نتیجه سالم بود، در CSF مصنوعی تعلیق شد که محققان می‌توانستند آن را تغییر دهند تا شیمی مغز TBI خفیف و شدید را به میل خود تقلید کنند.