Prelomový objav v medicíne: Technológia spájaná s vysokorýchlostným internetom zachráni milióny životov

Výskumníci z Imperial College London prišli s prelomovým objavom v medicíne, informuje o tom aj portál newatlas.com. Štúdia poukázala na to, že malá časť optických vlákien dokáže presne a takmer nepretržite merať šesť biomarkerov mozgu.

Optické vlákna pomáhajú predchádzať vážnym komplikáciám mozgu po traumatickom poranení. Vedci sú presvedčení, že nová technológia pomôže pacientom a potenciálne im zachráni aj životy.

„Táto technológia AI rozšíreného optického snímania spôsobí revolúciu v neurokritickej starostlivosti zvýšením presnosti diagnostiky, čo povedie k lepším výsledkom u pacientov s traumatickým poranením mozgu,“ povedal doktor a spoluautor štúdie Ali Yetisen, na ktorého sa odkazuje aj portál nrtimes.co.uk.

Technológia je v súčasnosti spojená aj s vysokorýchlostným internetom. Vďaka nej dosiahneme veci rýchlejšie. Napríklad sa rýchlejšie sťahujú a nahrávajú dáta.

Nová technológia vlákien 

Nová technológia optických vlákien, ktorá sa nazýva aj vláknová optika, používa svetelné impulzy na prenos údajov. Tie prechádzajú pozdĺž tenkých zväzkov prameňov skla alebo plastu. 

„Nepretržité a komplexné monitorovanie mozgu je kľúčové na včasnú identifikáciu zmien alebo zhoršenia funkcie mozgu, čo umožňuje rýchly zásah a personalizovanú liečbu. Existujúce systémy monitorovania mozgu však majú problém ponúknuť nepretržité a presné monitorovanie viacerých mozgových biomarkerov súčasne,“ informovali o tom vedci. 

Monitorovanie mozgu po závažnom poranení je veľmi rozhodujúce pri starostlivosti o pacienta. Po poranení mozog opuchne. Ide o oneskorenú reakciu, ktorá je známa ako sekundárne zrenie. Opuch tlačí na mäkké mozgové tkanivo. 

Sekundárne poškodenie mozgu, na rozdiel od prvotného poranenia, je možné zmierniť starostlivým sledovaním hodnôt, ako sú činnosť mozgu, tlak v lebke, prietok krvi a hladina kyslíka v mozgu. Na tieto merania sa dnes používajú rôzne samostatné prístroje. Sekundárne zranenie je jednou z hlavných príčin úmrtí v nemocniciach.

Vedci v novej štúdii využili moderné technológie na vývoj systému so senzormi z optických vlákien. Tie dokážu, ako sme už spomínali vyššie, naraz monitorovať šesť rôznych biomarkerov dôležitých pre zdravie mozgu. Konkrétne teplotu, pH a koncentrácie rozpusteného kyslíka, glukózy, sodíkových iónov a vápnika. Biomarkery sa v tele zisťujú prostredníctvom mozgovomiechového moku (CSF), ktorý obklopuje mozog a miechu, odstraňuje odpadové látky a zároveň funguje ako ochranný vankúš, ktorý tlmí nárazy.

Zloženie optických vlákien 

Špičky týchto optických vlákien sú vybavené fluorescenčnými senzormi, ktoré využívajú multivlnový laser na presné a nepretržité sledovanie jednotlivých biomarkerov. V prípade potreby je systém vybavený aj siedmym optickým vláknom, ktoré slúži na zosilnenie signálu, pričom môže merať aj ďalší biomarker. Vlákna sú spojené do katétra, ktorý má hrúbku približne 2,5 milimetra. Pri štúdii bol zavedený do mozgových modelov zvierat. Na spracovanie údajov sa použili pokročilé algoritmy strojového učenia.

Po zistení, že zariadenie dokáže presne merať šesť biomarkerov pri zvieratách, výskumníci prešli k ľudskému mozgu. Vzorky získali od 11 respondentov, pričom použili systém snímania optických vlákien na meranie vybraných biomarkerov.

„Pri meraní klinických vzoriek ľudského CSF ​​multiplexný snímací systém preukázal vysokú presnosť snímania na nepretržité meranie viacerých biomarkerov súčasne s vysokou selektivitou a stabilitou. Preto sme dospeli k záveru, že snímací systém spojený s inteligentnými algoritmami má veľký potenciál v multiplexnom monitorovaní hlbokých mozgových biomarkerov na liečbu TBI,“ uviedli výskumníci.

Vedci dodali, že toto zariadenie má aj iný potenciál a dá sa využiť aj v iných situáciách. 

„Konštrukcia zariadenia na báze optických vlákien ponúka plnú kompatibilitu so zobrazovaním magnetickou rezonanciou (MRI), vďaka čomu je vhodné na použitie pri operáciách riadených MR s diaľkovými vláknami a možnosťami vzdialeného monitorovania. Mohlo by byť tiež integrované so systémami dodávania liekov, využívajúcimi duté vlákna na priame meranie reakcií na farmakologické zásahy. Na posúdenie výkonu snímacieho systému v rôznych prostrediach sú potrebné ďalšie štúdie, aby sa plne preskúmal jeho potenciál v multiplexnom snímaní a mimo neho.“

Čítajte viac z kategórie: Zaujímavosti