新设备使用无害的光粒子实时监测新生儿的大脑

原标题：新设备使用无害的光粒子实时监测新生儿的大脑

美国看病服务机构和生元国际了解到，据估计，全球每年有50万婴儿出现不必要的脑损伤，如果及时发现，这些损伤是可以治疗的，但监测这些婴儿脆弱的大脑极其困难。然而，在关键的早期阶段发现这些潜在的原因，一种新的光子学设备正在开发中，旨在通过使用无害的光粒子改善对新生儿的即时、实时监测，减少不必要的残疾。

目前还没有任何医疗工具可以在新生儿脆弱的大脑中创建一个无害的、实时的、持续移动的图像。

核磁共振扫描可以提供成年人体内的准确图像，但对于新生儿来说却非常不合适，因为新生儿需要在释放有害辐射的同时静坐。

神经发育障碍，如认知或运动技能障碍，每年影响全球50万婴儿——由血管缺陷造成——可以治疗，但很难及时监测和发现。

然而，与巴塞罗那光子科学研究所(ICFO)合作的“小大脑”健康联盟正在开发一种新的可穿戴设备，帮助医生更快地了解婴儿的大脑内部。

科学家们将近红外激光和led灯放入一个与脑电图电极结合的小可穿戴的帽子中，向婴儿的大脑发送无害的信号——工作方式几乎像超声波扫描，但使用光子学(或光)提供更多的信息，这是一幅更详细的图片和潜在大脑活动的图像，而不是解剖结构。

通过密切关注进出大脑的临界氧水平的任何轻微下降，这些信号可以测量出如此多不必要的神经发育障碍的原因。

心脏缺陷和神经系统并发症

TinyBrains项目协调员Turgut Durduran教授说:“全世界有50万人因先天性心脏缺陷(CHD)和其他心脏结构缺陷而遭受不必要的残疾，如果患者在出生后不尽快恢复健康，将极大地影响患者的生活。”

“目前，无论是技术上还是道德上，都很难监控这些高危人群，因为缺乏适当的工具，也因为必须考虑同意和风险。”

全世界每年有340万婴儿出生时患有先天性残疾，其中，先天性心脏缺陷(CHD)是最常见的。其中约40%的婴儿在出生后的第一年需要接受心脏手术干预，随后需要在重症监护室住院。

这些婴儿大多数能存活到成年，但由于干预期间发生的脑血流和灌注改变，他们面临着神经发育缺陷的风险。这些改变往往导致学习障碍，导致这些患者及其家属的生活质量低下，对公共卫生构成重大挑战。

扫描与光

这种帽子的传感器连接到一个便携式装置，可以测量大脑中氧的代谢率，即血液中的氧饱和度以及氧和脱氧血红蛋白的浓度，并实时生成3D彩色图像。

我们正在使用高密度近红外光谱(fNIRS)和弥漫相关光谱(DCS)来测量血液中的氧饱和度水平。通过将两者与脑电图(EEG)等成像设备集成，生成的3D图像具有更高的分辨率，增加了大脑的特异性和渗透性，这是此类测量的首次空间分辨率。”Turgut Durduran, TinyBrains教授和项目协调员

通过识别大脑功能改变在手术和呆在重症监护病房将允许医生来分析为什么大脑疾病经常发生在产后和精确的类型临床干预措施可以改善这些婴儿的神经系统的结果,最终,他们的生活质量,如婴儿,年轻人和成年人。

该联盟自称TinyBrains，他们的灵感来自于类似的范围和技术:一个被称为“照片痴呆”的国家项目，一个与费城儿童医院合作20年的项目，以及来自欧洲委员会的项目——BabyLux(监测新生儿脑氧代谢和血流量)和LUCA，一种类似的基于光的技术来监测甲状腺结节筛查，以改善甲状腺癌筛查。

尽管每种技术都不一样，但基本原理是相同的:利用光子，或者无害的光，对人体深处进行即时、非侵入性扫描。