Создана носимая неинвазивная система мониторинга кровообращения в мозге

МОСКВА, 21 октября. /ТАСС/. Американские и сингапурские физики создали набор оптических излучателей и датчиков, который можно использовать для постоянных неинвазивных наблюдений за кровотоком в глубинных слоях мозга и в сосудах кожи головы. Это позволит отслеживать наступление инсультов и перемены в кровоснабжении мозга в разных жизненных ситуациях, пишут исследователи в статье в научном журнале APL Bioengineering.

"Мы сделали большой шаг в развитии неинвазивных систем, позволяющих наблюдать за работой сосудов головного мозга в режиме реального времени. Мы впервые адаптировали для решения этой задачи систему многоканальной оптической спектроскопии, которая одновременно способна отслеживать перемены как в скорости течения крови, так и в ее объеме в толще тканей мозга и в сосудах на поверхности черепа", - говорится в исследовании.

Технология была разработана группой сингапурских и американских физиков под руководством профессора Университета южной Калифорнии (США) Чарльза Лю при поиске более удобных и дешевых альтернатив для систем магнитно-резонансной томографии и компьютерной томографии, которые сейчас используются для выявления инсультов, ишемии и других нарушений кровообращения внутри мозга пациента.

В последние годы ученые пытаются приспособить для этих целей различные спектроскопические технологии, отслеживающие то, как инфракрасное излучение, способное проходить через тело человека с минимумом препятствий, рассеивается на различных компонентах крови и тканях мозга. В теории это позволяет использовать его для наблюдений за кровотоком в тканях мозга, однако в прошлом оставалось непонятным, можно ли отличить световые сигналы, порождаемые движением крови внутри мозга и в тканях кожи и мышц на поверхности черепной коробки.

Ученые разработали подход, который позволил им физически "разделить" эти сигналы и найти различия в их свойствах, позволяющие системам мониторинга кровообращения в мозге игнорировать импульсы инфракрасного излучения, отраженные от сосудов и крови внутри кожи и мышц головы. Это позволило ученым создать набор из семи датчиков инфракрасного излучения и световодов, которые позволяют наблюдать за движением крови в разных слоях мозга в режиме реального времени.

Работу этой системы, которая представляет собой головную повязку с встроенным в нее набором сенсоров и световодов, ученые проверили на двух десятках добровольцев. Эти опыты показали, что созданный учеными подход действительно позволяет различать сигналы, порожденные переменами в движении крови на разной глубине, и подбирать оптимальное расстояние между детекторами и источником излучения для наблюдений за кровотоком. В перспективе этот подход позволит создать компактные и удобные мониторинговые системы, позволяющие отслеживать нарушения в кровообращении мозга, подытожили ученые.