NeuroSense: Nowa platforma do wykrywania infekcji mózgowych w czasie rzeczywistym
NeuroSense to nowa platforma monitorująca, która umożliwia wczesne wykrywanie infekcji mózgowych, poprawiając wyniki leczenia pacjentów.
Badacze z Uniwersytetu Waterloo opracowali nową platformę monitorującą, która może zrewolucjonizować opiekę neurokrytyczną, wykrywając infekcje i komplikacje związane z drenażem znacznie wcześniej niż dotychczasowe metody. NeuroSense to system, który ciągle analizuje płyn mózgowo-rdzeniowy (CSF) przy łóżku pacjenta, dostarczając klinicystom informacji w czasie rzeczywistym o stanie pacjenta.
Technologia ma potencjał poprawy wyników leczenia pacjentów z ciężkimi schorzeniami neurologicznymi, jednocześnie obniżając koszty opieki zdrowotnej. Wyniki badań zostały opublikowane w Science Translational Medicine.
Szybsze wykrywanie
Co roku w Stanach Zjednoczonych około 25 000 pacjentów wymaga zewnętrznych drenaży do usuwania nadmiaru płynu mózgowo-rdzeniowego spowodowanego urazami głowy, wodogłowiem lub krwotokiem mózgowym. Jednakże, aż 20% tych pacjentów rozwija infekcje związane z systemem drenażowym, co może prowadzić do poważnych komplikacji, w tym zapalenia opon mózgowych, uszkodzenia neurologicznego, wydłużonego pobytu w szpitalu, niepełnosprawności, a nawet śmierci.
Według głównej badaczki, profesor Mahli Poudineh, wczesna interwencja jest kluczowa. "Ta platforma została zaprojektowana, aby niemal natychmiast uchwycić trendy i zidentyfikować komplikacje, zanim staną się poważniejsze," wyjaśniła.
Ograniczenia obecnego monitorowania
Obecnie klinicyści zazwyczaj polegają na okresowym pobieraniu próbek płynu mózgowo-rdzeniowego, które następnie są wysyłane do laboratorium do analizy. Proces ten jest pracochłonny i zazwyczaj przeprowadzany tylko raz na jeden lub dwa dni. W rezultacie ważne zmiany w stanie pacjenta mogą umknąć uwadze między badaniami. Opóźnienie to może być szczególnie problematyczne, gdy infekcje rozwijają się szybko lub gdy drenaż płynów zostaje zablokowany.
Uznając tę lukę, międzynarodowy zespół badawczy postanowił opracować rozwiązanie zdolne do ciągłego monitorowania płynu mózgowo-rdzeniowego i dostarczania natychmiastowych informacji zwrotnych dla pracowników służby zdrowia.
Ciągłe monitorowanie przy łóżku pacjenta
Wynikiem jest NeuroSense, kompaktowa platforma monitorująca, która łączy się bezpośrednio z istniejącymi systemami drenażowymi CSF. Gdy płyn mózgowo-rdzeniowy przepływa przez linię drenażową, zintegrowane czujniki ciągle mierzą biomarkery związane z infekcją. System monitoruje poziomy glukozy, mleczanu i pH, a także śledzi przepływ płynów. Razem te pomiary dostarczają wczesnych sygnałów ostrzegawczych zarówno o infekcji, jak i o awarii drenażu.
Technologia jest umieszczona w urządzeniu wydrukowanym w technologii 3D, o rozmiarze zbliżonym do smartfona. Cztery czujniki są podłączone do analizatora elektrochemicznego oraz wyświetlacza, który pozwala lekarzom i pielęgniarkom na ciągłe monitorowanie stanu pacjenta przy łóżku.
Według głównej autorki Fatemeh Keyvani, doktorantki w dziedzinie inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie Waterloo, podejście do ciągłego monitorowania może znacząco poprawić podejmowanie decyzji klinicznych. "Korzyści obejmują wczesne ostrzeganie o infekcji lub awarii drenażu, co umożliwia szybsze i lepsze decyzje terapeutyczne," powiedziała.
Obiecujące wczesne wyniki
W badaniach laboratoryjnych oraz wstępnym badaniu klinicznym z udziałem pacjentów na oddziale intensywnej terapii, NeuroSense wykazał wyniki porównywalne z konwencjonalnymi metodami testowania. Główną zaletą jest jednak jego zdolność do dostarczania ciągłych danych, a nie przerywanych obrazów.
Badacze uważają, że może to pomóc klinicystom w szybszym identyfikowaniu komplikacji, wcześniejszym rozpoczęciu leczenia i potencjalnym zapobieganiu poważnym skutkom. Zespół pracuje teraz nad kolejnym etapem rozwoju, w tym nad dodaniem funkcji automatycznych alarmów, które natychmiast powiadomią personel medyczny o niepokojących trendach. Planowane są również większe badania kliniczne, aby dalej potwierdzić skuteczność technologii i wesprzeć przyszłe działania komercjalizacyjne.
NeuroSense odzwierciedla szerszy trend w kierunku ciągłego, opartego na danych monitorowania pacjentów w środowiskach krytycznej opieki. Przenosząc analizy laboratoryjne bezpośrednio do łóżka pacjenta, technologia może umożliwić bardziej proaktywne zarządzanie wrażliwymi pacjentami neurologicznymi.
Projekt jest wynikiem współpracy między Uniwersytetem Waterloo, Uniwersytetem Medycznym w Rostocku w Niemczech, Massachusetts Institute of Technology (MIT) oraz Harvard Medical School. Jeśli przyszłe badania kliniczne potwierdzą obecne wyniki, NeuroSense może stać się ważnym nowym narzędziem do poprawy bezpieczeństwa i jakości opieki neurokrytycznej na całym świecie.
Monitorowanie mózgu w czasie rzeczywistym
W 2025 roku badacze z Laboratorium BrainEcho w Erasmus MC opracowali innowacyjny system obrazowania mózgu oparty na ultradźwiękach, który może monitorować aktywność mózgu w czasie rzeczywistym, nawet podczas chodzenia pacjenta. Technologia, opublikowana w Science Advances, rejestruje aktywność mózgu w niespotykanej dotąd szybkości 10 000 obrazów na sekundę, pokonując ograniczenia tradycyjnego MRI, które wymaga, aby pacjenci pozostawali w bezruchu.
Przełom opierał się na specjalnie zaprojektowanym hełmie i implancie czaszkowym wykonanym z PEEK (polietereteroketonu), materiału, który pozwala falom ultradźwiękowym przechodzić z minimalnymi zakłóceniami. Dzięki temu badacze po raz pierwszy z powodzeniem zarejestrowali aktywność mózgu u chodzącego pacjenta. Poza badaniami neurobiologicznymi, technologia może wspierać operacje mózgowe, dostarczając szczegółowych informacji o przepływie krwi w mózgu, pomagając chirurgom zidentyfikować krytyczne obszary mózgu.
Źródło: https://www.icthealth.org/news/neurosense-enables-near-real-time-detection-of-brain-infections
Źródło: www.icthealth.org