Les chercheurs ont développé un dispositif laser qui peut être placé sur la tête pour surveiller de manière non invasive les changements dans le débit et le volume sanguin du cerveau. Le nouveau dispositif pourrait un jour contribuer à sauver des vies en offrant un moyen direct et simple d'évaluer le risque d'accident vasculaire cérébral en fonction de marqueurs physiologiques plutôt que de marqueurs indirects comme les facteurs liés au mode de vie.
Les accidents vasculaires cérébraux surviennent lorsque le flux sanguin vers le cerveau est bloqué ou réduit, provoquant des lésions débilitantes des cellules cérébrales. Avec environ 15 millions de personnes dans le monde touchées chaque année par un accident vasculaire cérébral, il s’agit de la deuxième cause de décès et de l’une des principales causes d’invalidité à long terme.
« L'absence d'un système d'évaluation du risque d'accident vasculaire cérébral rentable et évolutif complique la prévention à long terme des accidents vasculaires cérébraux, car un médecin ne peut pas dire si le risque d'un patient est stable ou s'aggrave », a déclaré Simon Mahler, membre de l'équipe de recherche et chercheur postdoctoral à Changhuei Yang. laboratoire du California Institute of Technology. « Cette nouvelle méthode pourrait aider à détecter les premiers signes d'un risque accru d'accident vasculaire cérébral, ce qui est essentiel pour réduire les risques d'accident vasculaire cérébral et réduire la gravité de l'accident vasculaire cérébral. »
Dans la revue Optica Publishing Group Optique Biomédicale Expressles chercheurs décrivent leur approche, qui utilise la spectroscopie optique à contraste speckle (SCOS) pour suivre les changements dans le flux sanguin et le volume pendant un exercice d'apnée. Ils rapportent que le système portable était capable de faire la différence entre un risque d'accident vasculaire cérébral faible et élevé dans un groupe de 50 volontaires. Le travail fait partie d'une collaboration plus large dirigée par Yang et Charles Liu de l'Université de Californie du Sud.
« Cette approche pourrait un jour être intégrée aux tests réguliers effectués lors des examens physiques annuels, fournissant ainsi aux médecins des informations cruciales sur la santé du patient », a déclaré Liu. « Cela pourrait être particulièrement bénéfique pour les communautés ayant un accès limité aux installations médicales avancées et pourrait potentiellement conduire à des stratégies personnalisées pour réduire le risque d'accident vasculaire cérébral. »
Spectroscopie en déplacement
Au cours des 40 dernières années, les chercheurs ont expérimenté diverses méthodes pour mesurer le flux sanguin dans le cerveau et les changements associés au risque d'accident vasculaire cérébral. La mesure du flux sanguin lorsque le cerveau est stressé, par exemple pendant l'apnée, peut être utilisée pour évaluer le risque d'accident vasculaire cérébral.
Bien que les techniques d'imagerie telles que la TEP, la SPECT et la tomodensitométrie puissent révéler des modifications du flux sanguin, elles sont coûteuses et ne sont pas faciles à utiliser en clinique ou pour un dépistage communautaire généralisé.. Pour résoudre ce défi, les chercheurs se sont tournés vers le SCOS comme moyen plus pratique d’accéder aux modifications du flux sanguin et du volume dans le cerveau. Ils ont construit un système de spectroscopie simple et portable composé d'une diode laser et d'une caméra CMOS qui peut être placée sur la tête sans éléments optiques externes.
SCOS fonctionne en projetant un laser ou une lumière infrarouge sur le cerveau et en analysant les modèles de lumière diffusée. La lumière infrarouge peut pénétrer dans le crâne et le cerveau, produisant un motif de taches rétrodiffusées qui varie en fonction des changements dans le flux sanguin et l'oxygénation des tissus. L’utilisation d’un laser cohérent permet de déterminer le débit sanguin cérébral en calculant la vitesse à laquelle le champ de taches laser capturé fluctue, ce qui s’accélère avec un flux sanguin plus rapide.
Évaluation simplifiée du flux sanguin
« À mesure que les gens vieillissent, leurs vaisseaux sanguins deviennent plus rigides, ce qui les rend plus sujets aux accidents vasculaires cérébraux », a déclaré Yang. « En demandant à une personne de retenir sa respiration, nous pouvons utiliser le SCOS pour mesurer l'expansion des vaisseaux sanguins et la rapidité avec laquelle le sang circule dans les vaisseaux en réponse. Ces mesures réactives sont indicatives de la rigidité des vaisseaux, et ces capacités de mesure sont uniques. aux méthodes optiques transcrâniennes.
Les chercheurs ont testé la méthode SCOS auprès de 50 personnes divisées en groupes à faible et à haut risque d'accident vasculaire cérébral, sur la base d'une évaluation du risque d'accident vasculaire cérébral réalisée avec le calculateur de risque d'accident vasculaire cérébral de Cleveland. Les chercheurs ont découvert que les modifications du débit sanguin et du volume sanguin étaient significativement différentes entre les deux groupes et pouvaient donc potentiellement servir de marqueurs physiologiques du risque d’accident vasculaire cérébral.
« Bien que l'étude actuelle soit très prometteuse, nous prévoyons des études supplémentaires pour mieux comprendre les implications cliniques des enregistrements laser SCOS sur des groupes de patients plus importants sur des périodes plus longues », a déclaré Liu. Ils travaillent également à intégrer l'apprentissage automatique pour améliorer l'analyse des données et valider davantage l'efficacité de la méthode.
