Vedci z Imperial College London prišli s revolučným objavom, ktorý môže zachrániť životy ľudí po poranení mozgu. Nová technológia funguje na báze optických vlákien a umožňuje kontinuálne a s vysokou presnosťou sledovať zdravotný stav mozgu. Vedci veria, že táto technológia pomôže pacientom s poranením mozgu a potenciálne zachráni ich životy.
Po traumatickom poranení mozgu sa totižto často stáva, že tento úraz vedie ku komplikáciám, ktoré môžu vyústiť až v smrť pacienta. Hoci sa optické vláka bežne spájajú s rýchlym internetom, vedci prišli aj na ďalšie praktické využitie. Optické vlákna je možné využiť v medicíne a výrazne tým pomôcť pacientom. O téme informoval portál New Atlas.
Optické vlákna môžu zachrániť ľudský život
Tím vedcov použil optické vlákna na meranie viacerých biomarkerov mozgu. Sledovala sa napríklad teplota, pH alebo koncentrácie kyslíka, glukózy, sodíkových a vápenatých iónov. Technológia optických vlákien využíva impulzy svetla na prenos údajov, čím sa môže ľahšie diagnostikovať napríklad nebezpečný edém mozgu, ktorý je sprievodným javom po zranení.
Práve nepretržité a komplexné sledovanie mozgu je kľúčové pre skorú identifikáciu zmien alebo zhoršenia jeho funkcií. To potom umožňuje lekárom rýchly zásah a nasadenie personalizovanej liečby. Vedci využili optické vlákna, ktoré dokážu sledovať všetky podstatné parametre, čo zvyšuje šancu pacienta na prežitie. Biomarkery sa merajú pomocou cerebrospinálnej tekutiny (CSF), ktorá vypĺňa a obklopuje mozog a miechu a poskytuje živiny. Zároveň slúži aj na odstránenie škodlivých látok a pôsobí ako tlmič nárazov.
Najskôr sa testovalo na zvieracích modeloch
Vedci vybavili špičky optických vlákien fluorescenčnými senzormi. Tie pomocou multi-vlnového lasera umožnili selektívne a kontinuálne meranie každého z biomarkerov. Vlákna boli vložené do 2,5 milimetra hrubého katétera, ktorý bol pôvodne vložený do zvieracích mozgových modelov s traumatickým poranením. Následne sa algoritmy strojového učenia použili na dešifrovanie prichádzajúcich meraní biomarkerov.
Keď sa preukázalo, že zariadenie dokáže nepretržite a presne merať všetkých šesť dôležitých biomarkerov v zvieracích mozgoch, vedci prešli k validácii svojich zistení pomocou klinických vzoriek ľudského CSF. Vzorky získali od 11 pacientov a použili systém snímania optických vlákien na meranie vybraných markerov. Aj v tomto prípade systém preukázal vysokú presnosť snímania. Na základe toho vedci dospeli k záveru, že snímací systém v spojení s inteligentnými algoritmami má veľký potenciál v multiplexnom monitorovaní hlbokých mozgových biomarkerov na liečbu traumatického poranenia mozgu.
Veľký potenciál do budúcna
Zariadenie má do budúcna potenciál merať aj ďalšie biomarkery. Hovorí sa, že by mohlo zvládnuť sledovať až desať biomarkerov súčasne. Je ale nutné optimalizovať konektor aj jednotlivé rozmery vlákna. Na dosiahnutie cieľa by boli potrebné ďalšie lasery s rôznymi vlnovými dĺžkami. Nový systém má podľa vedcov aj ďalšie využitie. Uplatnenie by mohol nájsť napríklad pri magnetickej rezonancii (MRI).
