Le bandeau laser identifie de manière non invasive le risque d'accident vasculaire cérébral en temps réel
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Un dispositif laser offrant un retour d'information instantané sur le risque d'accident vasculaire cérébral d'un patient pourrait révolutionner les méthodes actuelles difficiles d'évaluation précise et fournir aux cliniciens un moyen portable, abordable et non invasif de réaliser des interventions vitales.
Des chercheurs du California Institute of Technology (Caltech) et de la Keck School of Medicine de l'Université de Californie du Sud (USC) ont mis au point un appareil portable à laser qui surveille les variations du débit sanguin cérébral et du volume sanguin lorsqu'un patient retient sa respiration. L'analyse de ce test en temps réel peut fournir un retour d'information instantané sur le risque d'AVC du patient.
« Avec cet appareil, nous aurons pour la première fois un moyen de savoir si le risque d'accident vasculaire cérébral (AVC) est important ou non, en fonction d'une mesure physiologique », a déclaré Simon Mahler, co-auteur principal de l'étude et chercheur postdoctoral au Caltech. « Nous pensons que cela peut vraiment révolutionner la façon dont le risque d'AVC est évalué et aidera à terme les médecins à déterminer si le risque d'un patient est stable ou s'aggrave. »
L'appareil projette une lumière laser infrarouge à travers le crâne et jusqu'au cerveau, tandis qu'une caméra adjacente recueille des données mesurant la lumière qui rebondit après avoir été « diffusée » par le flux sanguin dans les vaisseaux sanguins. Cette méthode, connue sous le nom de spectroscopie optique à contraste de taches (SCOS), montre essentiellement le débit du flux sanguin en fonction de la rapidité avec laquelle la diffusion change.
Une explication visuelle du fonctionnement de l'appareil
Dans le cadre de cette étude, l'équipe a recruté 50 participants qui ont ensuite été répartis en deux groupes – à risque élevé et à faible risque – après avoir rempli un questionnaire basé sur le calculateur de risque d'AVC de Cleveland . Équipés de l'appareil, les participants ont vu leur débit sanguin cérébral et leur volume analysés pendant trois minutes et ont dû retenir leur souffle pendant une minute.
Le fait de retenir sa respiration crée un stress sur le cerveau car il est privé d'oxygène, ce qui oblige le reste du corps à réagir en pompant plus de sang vers l'organe. Le flux sanguin revient ensuite à des niveaux de base – ou « normaux » – une fois que la respiration normale reprend. Grâce à ce processus, l'analyse SCOS de l'appareil a mis en évidence des différences clés entre le groupe à faible risque et le groupe à risque élevé.
« À mesure que les gens vieillissent, leurs vaisseaux sanguins deviennent plus rigides, ce qui les rend plus sujets aux accidents vasculaires cérébraux », explique Changhuei Yang, professeur à Caltech. « En demandant à une personne de retenir sa respiration, nous pouvons utiliser le SCOS pour mesurer la dilatation des vaisseaux sanguins et la vitesse à laquelle le sang circule dans les vaisseaux en réponse. Ces mesures réactives sont indicatives de la rigidité des vaisseaux, et de telles capacités de mesure sont propres aux méthodes optiques transcrâniennes."
« Notre technologie permet pour la première fois de réaliser ce type de mesures de manière non invasive », a-t-il ajouté.
Simon Mahler de Caltech place le dispositif SCOS sur l'étudiant diplômé Yu Xi Huang
Les chercheurs envisagent désormais d'intégrer l'apprentissage automatique dans l'analyse des données collectées et de mener un essai clinique pour suivre les patients pendant plus de deux ans. De plus, ils espèrent qu'à mesure que cette technologie se développera, elle fera plus que simplement analyser les risques, mais sera capable de détecter précisément où un AVC s'est déjà produit dans le cerveau.
Près de 800 000 Américains et 15 millions de personnes dans le monde sont touchés par un accident vasculaire cérébral chaque année et celui-ci reste la principale cause d’invalidité grave et durable aux États-Unis.
« Cette approche pourrait un jour être intégrée aux tests réguliers effectués lors des examens médicaux annuels, fournissant ainsi aux médecins des informations cruciales sur la santé du patient », a déclaré Charles Liu de l'USC. « Elle pourrait être particulièrement bénéfique pour les communautés ayant un accès limité aux installations médicales avancées et pourrait conduire à des stratégies personnalisées pour réduire le risque d'accident vasculaire cérébral. »
https://opg.optica.org/boe/fulltext.cfm?uri=boe-15-10-6083&id=560941