Nosljiva optična naprava bi lahko zaznala poporodno krvavitev – Physics World

Nosljiva optična naprava bi lahko zaznala poporodno krvavitev – Physics World

Časovni žig: 8. november 2023 10:00
Izvorno vozlišče: 3023747


Fotografija nove nosljive naprave za slikanje, ki spremlja spremembe krvnega pretoka v pacientovih dlaneh, nogah ali rokah. Naprava je pritrjena na zapestje osebe in oseba gleda graf na zaslonu prenosnika
Opozorilni znaki: Raziskovalci so razvili nosljivo napravo za nošenje na zapestju, ki uporablja lasersko pikčasto slikanje za odkrivanje zgodnjih znakov poporodne krvavitve. (Z dovoljenjem: Francesca Bonetta-Misteli, Univerza Washington v St. Louisu)

Novo nosljivo slikovno napravo, ki spremlja spremembe krvnega pretoka v pacientovih dlaneh, nogah ali rokah, bi lahko uporabili kot zgodnji opozorilni sistem za poporodno krvavitev – razmeroma pogost zaplet pri porodu, ki vsako leto povzroči več kot 30 % smrti mater. Laserski senzor, ki je bil uspešno preizkušen v simuliranih tkivih in pri prašičih, se zdaj preskuša na zdravih človeških prostovoljcih.

Poporodna krvavitev je glavni vzrok maternalne umrljivosti po vsem svetu in se trenutno diagnosticira s preprostim opazovanjem ali s spremljanjem standardnih vitalnih znakov, kot sta srčni utrip in krvni tlak. Te tehnike pogosto podcenjujejo resnost izgube krvi, ker se telo na krvavitev odzove tako, da preusmeri pretok krvi v vitalne organe in ga omeji na perifernih predelih, kot so dlani, stopala in roke. Rezultat – vazokonstrikcija v perifernih območjih, skupaj z normalnim ali skoraj normalnim pretokom krvi v jedru telesa – pomeni, da vitalni znaki lahko ostanejo nespremenjeni, dokler se ne izgubi veliko krvi. Zmožnost zaznavanja periferne vazokonstrikcije v realnem času bi torej zdravnike prej opozorila na izgubo krvi, kar bi jim omogočilo začetek zdravljenja, ki bi lahko rešilo življenja.

Merjenje pretoka krvi

Nova naprava, ki jo je razvil Christine O'Brien in sodelavci pri Washington University v St Louisu v ZDA uporablja tehniko, imenovano lasersko slikanje s pegastim kontrastom, za merjenje pretoka krvi. Laserska svetloba iz naprave, ki jo nosite na zapestju, sveti v tkivo in se nato razprši nazaj v kamero ali detektor. Rezultat je značilen laserski pegasti vzorec, ki nastane, ko svetloba medsebojno vpliva na krvne celice, ki gredo skozi pacientov obtočni sistem.

"Vzorec se sčasoma spreminja in hitrost, s katero se spreminja, je neposredno povezana s pretokom krvi," pojasnjuje Francesca Bonetta-Misteli, glavni avtor študije v Biomedicinska optika Express ki opisuje novo napravo. "Te spremembe lahko zajamemo na videu in nato uporabimo algoritem, ki ustvari eno samo vrednost na sličico videa, ki je neposredno povezana s pretokom krvi."

Raziskovalci so svojo napravo sprva preizkusili tako, da so jo postavili na platformo, ki posnema tkivo, z votlim kanalom, v katerem je bila mleku podobna tekočina. Ko so spremenili pretok te tekočine, ki simulira kri, so opazili skoraj popoln linearni odziv na spremembe pretoka. Pomembno je, da so ugotovili, da je bil signal, izmerjen iz naprave, znan kot laserski pegasti indeks pretoka (LSFI), močneje povezan s količino izgube krvi kot standardni vitalni znaki, kot so ravni oksigenacije krvi. Nadaljnji testi na živih, sediranih prašičih, ki so izgubili kri, so dali podobno obetavne podatke.

»Ta rezultat kaže, da lahko naprava natančno spremlja spremembe v perfuziji v zapestju, ki se pojavijo kot posledica izgube krvi. vivo,« pripoveduje O'Brien Svet fizike. "Še več, naprava je presegla meritve vitalnih znakov, ki so trenutni standard za odkrivanje krvavitev po porodu."

"Neizmerne klinične uporabe"

Delo je prvi korak pri razvoju in testiranju dokazov o konceptu začetnega prototipa naprave, dodaja. »Tehnologija ima ogromno kliničnih aplikacij kot monitor pretoka krvi v katerem koli okolju (bolnišnica, porodnišnica ali podeželsko okolje). Bolnice, ki porodijo, lahko nosijo napravo med porodom in po porodu, da nenehno merijo spremembe krvnega pretoka in odkrivajo tako notranje kot zunanje krvavitve.«

Poleg krvavitve bi lahko tehnologijo uporabili tudi za spremljanje učinka zdravil na hemodinamiko ali za preučevanje zdravja srca in ožilja, dodaja.

Ekipa Washingtonske univerze zdaj dela na izboljšanju zasnove naprave (na primer, da bi bila manjša) in na razvoju metod za kalibracijo LSFI, ki bi naredila odčitke bolj primerljive med različnimi testiranci. Raziskovalci bi radi tudi podaljšali življenjsko dobo baterije naprave in dodali druge senzorje, ki bi dali celovitejšo sliko pacientovega stanja.

"Načrtujemo, da bomo enake meritve izvajali tudi pri nenosečih in nosečih bolnicah, da bi preučili znane hemodinamične spremembe, do katerih pride med nosečnostjo," pravi O'Brien. "Prav tako želimo spremljati periferni pretok krvi pri bolnicah, ki rodijo tako vaginalno kot s carskim rezom, da bi potrdili, da je naprava sposobna zaznati poporodno krvavitev v obeh primerih pri ljudeh."

Časovni žig:

Več od Svet fizike