Bærbar optisk enhed kunne detektere postpartum blødning – Physics World

Bærbar optisk enhed kunne detektere postpartum blødning – Physics World

Tidsstempel: 8. november 2023 kl. 10
Kildeknude: 3023747


Foto af en ny bærbar billedbehandlingsenhed, der overvåger ændringer i blodgennemstrømningen i en patients hænder, fødder eller arme. Enheden er fastspændt til en persons håndled, og personen ser på en graf på en bærbar computers skærm
Advarselstegn: Forskere udviklede en håndledsbåren enhed, der bruger laserpletter til at fange tidlige tegn på blødning efter fødslen. (Med høflighed: Francesca Bonetta-Misteli, Washington University i St. Louis)

En ny bærbar billedbehandlingsenhed, der overvåger ændringer i blodgennemstrømningen i en patients hænder, fødder eller arme, kunne bruges som et tidligt advarselssystem for blødninger efter fødslen – en relativt almindelig komplikation ved fødslen, der tegner sig for over 30 % af mødres dødsfald hvert år. Den laserbaserede sensor, som med succes er blevet testet i simuleret væv og i grise, bliver nu afprøvet i raske frivillige mennesker.

Postpartum blødning er den førende årsag til mødredødelighed på verdensplan, og den diagnosticeres i øjeblikket enten ved simpel observation eller ved at overvåge vitale standardtegn såsom hjertefrekvens og blodtryk. Disse teknikker undervurderer ofte sværhedsgraden af ​​blodtab, fordi kroppen reagerer på blødning ved at omdirigere blodgennemstrømningen til vitale organer og begrænse den i perifere områder såsom hænder, fødder og arme. Resultatet – vasokonstriktion i perifere områder, kombineret med normal eller næsten normal blodgennemstrømning i kroppens kerne – betyder, at vitale tegn kan forblive uændrede, indtil meget blod er gået tabt. At kunne detektere perifer vasokonstriktion i realtid vil derfor advare klinikere om blodtab tidligere, hvilket gør dem i stand til at begynde potentielt livreddende behandlinger.

Måling af blodgennemstrømning

Den nye enhed, udviklet af Christine O'Brien og kollegaer kl Washington University i St Louis, USA, bruger en teknik kaldet laser speckle contrast imaging til at måle blodgennemstrømningen. Laserlys fra den håndledsbårne enhed skinner ind i vævet og spredes derefter tilbage til et kamera eller en detektor. Resultatet er et karakteristisk lasersplettermønster, der dannes, når lyset interagerer med blodceller, der passerer gennem patientens kredsløb.

"Det producerede mønster ændrer sig over tid, og den hastighed, hvormed det ændrer sig, er direkte relateret til blodgennemstrømningen," forklarer Francesca Bonetta-Misteli, hovedforfatter af en undersøgelse i Biomedicinsk Optik Express beskriver den nye enhed. "Vi kan fange disse ændringer på video og derefter anvende en algoritme, der genererer en enkelt værdi pr. frame af video, der direkte korrelerer med blodgennemstrømningen."

Forskerne testede oprindeligt deres enhed ved at placere den på en vævslignende platform med en hul kanal indeholdende en mælkelignende væske. Da de ændrede flowhastigheden af ​​denne blodsimulerende væske, observerede de en næsten perfekt lineær reaktion på ændringer i flow. Det er vigtigt, at de fandt ud af, at signalet målt fra enheden, kendt som laser speckle flow index (LSFI), var stærkere korreleret med mængden af ​​blodtab end standard vitale tegn såsom blodiltningsniveauer. Yderligere tests i levende, bedøvede grise, der gennemgår blodtab, frembragte tilsvarende lovende data.

"Dette resultat indikerer, at enheden nøjagtigt kan overvåge ændringer i perfusion i håndleddet, der opstår som følge af blodtab in vivo,” fortæller O'Brien Fysik verden. "Hvad mere er, har enheden bedre end de vitale tegn-metrikker, der er den nuværende standard for påvisning af blødninger efter fødslen."

"Enorme kliniske anvendelser"

Arbejdet er det første skridt i udviklingen og proof-of-concept-testen af ​​den oprindelige enhedsprototype, tilføjer hun. "Teknologien har enorme kliniske applikationer som blodgennemstrømningsmonitor i alle omgivelser (hospital, fødecenter eller landlige omgivelser). Fødende patienter kan bære enheden under fødslen og efter fødslen for løbende at måle ændringer i blodgennemstrømningen og detektere både indre og ydre blødninger."

Ud over blødninger kan teknologien også bruges til at overvåge medicinens effekt på hæmodynamikken eller til at studere hjerte-kar-sundhed, tilføjer hun.

Washington University-teamet arbejder nu på at forbedre designet af enheden (for eksempel at gøre den mindre) og på at udvikle metoder til kalibrering af LSFI, som ville gøre aflæsninger mere sammenlignelige mellem forskellige testpersoner. Forskerne vil også gerne øge enhedens batterilevetid og tilføje andre sensorer, der ville give et mere omfattende billede af en patients tilstand.

"Vi planlægger også at udføre de samme målinger med ikke-gravide og gravide patienter for at studere de kendte hæmodynamiske ændringer, der opstår under graviditeten," siger O'Brien. "Vi ønsker også at overvåge perifer blodgennemstrømning hos patienter, der føder både vaginalt og ved kejsersnit for at bekræfte, at enheden er i stand til at detektere postpartum blødning i begge tilfælde hos mennesker."

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden