מדידת עד כמה הדם זורם למוח חיונית להבנת מגוון רחב של בעיות נוירולוגיות, החל משבץ מוחי ועד מיגרנות ועד פציעות מוח טראומטיות. עם זאת, השגת מדידות כאלה באופן לא פולשני, נותרה אתגר. הקרקפת והגולגולת לא רק חוסמות צפייה ישירה במוח אלא יש גם אספקת דם משלהן, מה שמקשה עוד יותר על מדידות זרימת הדם במוח.
ב APL ביו-הנדסה, על ידי הוצאת AIP, חוקרים מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, אוניברסיטת דרום קליפורניה, מכון המחקר Rancho, אוניברסיטת טולדו והמכון הלאומי למדעי המוח של סינגפור פיתחו מערכת המשתמשת בספקטרוסקופיה אופטית למדידת זרימת דם באופן לא פולשני.
באמצעות שיטת הדמיה אופטית, המכשיר יכול לכוון לעומקים שונים כדי להבחין בין זרימת דם לקרקפת לבין זרימת דם למוח. הצוות הדגים את השימוש בו על ידי חסימה זמנית של זרימת הדם לקרקפת בעורק הזמני השטחי ובידוד דינמיקת הדם שלו.
העבודה מציינת את הפעם הראשונה שבה סוג זה של הדמיה – ספקטרוסקופיה אופטית ניגודיות כתמים, המסתמכת על זרימת אור לתוך הדם וניתוח טשטוש הכתמים מאלמנטים של הדם – הוגדרה כדי לכוונן את הרעש מזרימת הדם לקרקפת.
הקמנו מסגרת ניסויית בטוחה, פשוטה וניתנת לחזרה שבה חוקרים אחרים יכולים להשתמש כדי לאמת את המערכות האופטיות הלא פולשניות שלהם. במקום להסתמך רק על סימולציות, קבוצות יכולות כעת להשתמש בחסימה שטחית של העורקים הטמפורליים כדי לקבל נתונים מהעולם האמיתי על הקרקפת של המכשיר שלהם לעומת רגישות המוח."
מקס הואנג, מחבר מחקר וחוקר סטודנטים לתארים מתקדמים, המכון הטכנולוגי של קליפורניה
המכשיר נמצא ברצועת ראש העוברת על המצח ומכיל מקור אור ושבעה גלאים המסודרים במרחק הולך וגדל מהעורק. גלאים קרובים יותר קולטים נתונים אופטיים רדודים יותר, כמו אותות מהקרקפת, בעוד שגלאים עם מרחק גדול יותר מקבלים קבוצה עמוקה ורחבה יותר של אותות.
זיהוי האותות הקרובים יותר לפני השטח של העור, המכשיר של הקבוצה יכול לשרטט אילו חלקים של האותות העמוקים יותר תואמים לזרימת הדם במוח.
הם גם מצאו שחסימה זמנית של העורק הזמני השטחי, כלי דם שמקורו ליד האוזן ומספק זרימת דם לקדמת הקרקפת, הפחיתה משמעותית את האותות מהערוצים הרדודים יותר התואמים לקרקפת, אך לא שינתה את האותות מערוצים עמוקים יותר. הם עשו זאת על ידי לחיצה עדינה על העורק הטמפורלי השטחי של המטופלים למשך מספר שניות ומדידת אותות.
"לחלק מהאנשים יש שכבות קרקפת או גולגולת עבות יותר, בעוד שלאחרים ישנן שכבות דקות יותר", אמר הסופר סיימון מאהלר. "השונות הזו מקשה על עיצוב מכשיר בודד שניתן להשתמש בו בקלות על פני קבוצה גדולה של משתתפים ומשמעותה שהתוצאות יכולות להשתנות בין אנשים."
לאחר מכן, הקבוצה מחפשת להרחיב את המכשיר, כולל אימות נוסף והוספת חיישן המאפשר להניח אותו ישירות על העור.
