Un gruppo di ingegneri e scienziati del Caltech e della Keck School of Medicine dell’Università della California del Sud (USC) ha sviluppato un innovativo dispositivo che potrebbe rivoluzionare il modo in cui viene valutato il rischio di ictus nei pazienti tramite delle cuffie. Questo strumento, descritto in un articolo pubblicato su Biomedical Optics Express, è basato su cuffie laser e utilizza una tecnologia ottica avanzata per monitorare il flusso e il volume del sangue nel cervello, offrendo un metodo non invasivo per identificare chi è a rischio di ictus.
Fino ad ora, per stimare il rischio di ictus di un paziente, i medici avevano a disposizione solo questionari basati sui fattori di rischio. Tuttavia, “con questo dispositivo, per la prima volta, avremo un modo per sapere se il rischio di avere un ictus in futuro è significativo o meno sulla base di una misurazione fisiologica“, ha spiegato Simon Mahler, coautore dello studio e ricercatore post-dottorato al Caltech.
Un dispositivo rivoluzionario
Il dispositivo laser, progettato per essere indossato come una cuffia, funziona proiettando luce laser a infrarossi attraverso il cranio e nel cervello. Un sistema di telecamere speciali raccoglie la luce riflessa dal sangue che scorre nei vasi sanguigni, consentendo agli scienziati di calcolare il flusso e il volume del sangue. Questo approccio, noto come spettroscopia ottica a contrasto speckle (SCOS), permette di determinare la rigidità dei vasi sanguigni, un fattore chiave nell’aumento del rischio di ictus. “La nostra tecnologia ottica per misurare in modo non invasivo il flusso sanguigno dovrebbe essere utile per una serie di applicazioni di malattie cerebrali“, ha affermato Changhuei Yang, professore di ingegneria elettrica, bioingegneria e ingegneria medica al Caltech.
Misurazioni precise durante test di trattenimento del respiro
Il gruppo di ricerca ha condotto uno studio su 50 partecipanti, suddivisi in due gruppi – uno a basso rischio e uno ad alto rischio – utilizzando il Cleveland Stroke Risk Calculator. Durante l’esperimento, i partecipanti hanno trattenuto il respiro per un minuto, provocando una reazione nel cervello simile a una “modalità panico“, in cui il cervello aumenta il flusso sanguigno per compensare la ridotta disponibilità di ossigeno. “Queste misure reattive sono indicative della rigidità dei vasi“, ha evidenziato Yang, aggiungendo che la tecnologia consente di effettuare questo tipo di misurazioni “in modo non invasivo“.
I risultati dello studio hanno mostrato che i partecipanti ad alto rischio presentavano un flusso sanguigno più veloce ma un volume di sangue inferiore rispetto al gruppo a basso rischio durante la fase di trattenimento del respiro. “Possiamo vedere chiaramente che il gruppo a rischio più elevato ha un rapporto tra flusso e volume più alto, con un flusso più veloce ma un volume di sangue inferiore durante la respirazione“, ha spiegato Mahler. Questo fenomeno è causato dalla maggiore rigidità dei vasi sanguigni, il che indica “una maggiore probabilità di rottura“, ha aggiunto Mahler.
Applicazioni future e prospettive
Il team di ricerca sta ora ampliando lo studio in un ospedale di Visalia, in California, per raccogliere dati su una popolazione più ampia e diversificata. Il dispositivo potrebbe in futuro essere utilizzato non solo per la preselezione del rischio di ictus, ma anche per identificare le aree del cervello colpite da un ictus. “Se una persona si presentasse con un valore estremamente elevato del rapporto tra flusso e volume, potremmo sospettare che avrà un ictus nel prossimo futuro“, ha sottolineato Mahler.
I ricercatori prevedono di integrare l’apprendimento automatico nel processo di analisi dei dati e di avviare una sperimentazione clinica di due anni per affinare ulteriormente la tecnologia.
