Cada ano, quase 800, 000 pessoas nos EUA sofreram um acidente vascular cerebral, e quase 90% desses são acidentes vasculares cerebrais isquêmicos, nos quais um coágulo interrompe o fluxo sanguíneo para uma parte do cérebro. Para evitar mais ferimentos, o fluxo sanguíneo para o cérebro deve ser restaurado o mais rápido possível. Em um novo estudo, pesquisadores mostram que sensores ópticos não invasivos podem fornecer aos médicos feedback em tempo real sobre se os tratamentos anti-coágulos estão restaurando o fluxo sanguíneo. A tecnica, que monitora o fluxo sanguíneo e os níveis de oxigênio no cérebro, também pode revelar sinais de alerta precoce de complicações neurológicas após um acidente vascular cerebral.

"Esperamos que fornecer gerenciamento individualizado de pacientes com AVC com novos sistemas de monitoramento óptico, como o que desenvolvemos, melhore as chances de recuperação e, consequentemente, reduzir os cuidados de saúde diretos e os encargos socioeconômicos dessa condição prevalente, "disse a líder da equipe de pesquisa Raquel Delgado-Mederos da Unidade de AVC do Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, Espanha.

No jornal The Optical Society (OSA) Biomedical Optics Express , os pesquisadores relatam testes de campo de seu novo sistema de sensor óptico compacto e fácil de usar, que é projetado para uso clínico em departamentos de emergência de hospitais. Eles demonstraram seu sistema usando-o ao lado do leito de pacientes com AVC para detectar, em tempo real, a eficácia de uma droga anti-coágulo em melhorar o fluxo sanguíneo para o cérebro.

"O impacto potencial desta nova abordagem é bastante significativo, uma vez que o AVC é uma das principais causas de incapacidade de longo prazo em adultos em todo o mundo, "disse Delgado-Mederos." A eficácia do tratamento depende da obtenção de uma restauração rápida do fluxo sanguíneo para a parte afetada do cérebro. "

Medições contínuas de fluxo sanguíneo

Atualmente, a maioria dos médicos avalia o fluxo sanguíneo no cérebro usando medições feitas em momentos únicos com ressonância magnética ou tomografia computadorizada. Essas medições são geralmente realizadas no momento da admissão ao departamento de emergência para ajudar a orientar as decisões de tratamento do médico. Embora um método chamado Doppler transcraniano possa realizar monitoramento contínuo, mede apenas o fluxo sanguíneo em grandes vasos e os médicos devem passar por um treinamento especial para aprender a usá-lo e interpretar os resultados.

"Nossa abordagem de monitoramento óptico fornece uma medida contínua do fluxo sanguíneo nos microvasos do cérebro, que fornecem sangue diretamente para o tecido cerebral, "disse Delgado-Mederos." Além disso, o sistema que criamos é portátil e adequado para medição contínua do fluxo sanguíneo cerebral à beira do leito do paciente, sem a necessidade de conhecimento técnico. "

A técnica de monitoramento óptico é baseada em espectroscopia de correlação difusa (DCS), que determina o fluxo sanguíneo analisando pontos escuros e brilhantes flutuantes, ou manchas, produzido por luz laser viajando através do tecido, incluindo os vasos sanguíneos. Combinando DCS com espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS), adiciona informações sobre a quantidade de sangue no tecido cerebral e quanto oxigênio transporta.

A abordagem combinada DCS / NIRS foi desenvolvida pelo co-autor do artigo, Turgut Durduran, e colegas da Universidade da Pensilvânia na década de 1990. Mais tarde, no ICFO - Instituto de Ciências Fotônicas, Barcelona, Espanha, O grupo de Durduran desenvolveu dispositivos fáceis de usar que permitiram que a tecnologia fosse usada como uma ferramenta de pesquisa em hospitais e centros de saúde em todo o mundo.

Criação de um sistema para uso clínico

Trazer o que antes era um instrumento de pesquisa para o ambiente clínico desafiador do departamento de emergência exigiu que os pesquisadores adaptassem o sistema para uma implementação muito rápida. O sistema DCS / NIRS compacto e fácil de usar que desenvolveram consiste em duas sondas ópticas colocadas na testa do paciente. Essas sondas contêm fibra óptica customizada para fornecer luz de um laser infravermelho, que pode viajar através da pele e do crânio para alcançar as camadas mais externas do cérebro. Parte dessa luz se espalha de volta à superfície, onde é detectada pelas fibras ópticas e usada para medir o fluxo sanguíneo e a oxigenação sanguínea nos pequenos vasos do cérebro.

Eles testaram o sistema de monitoramento óptico em cinco pacientes admitidos no departamento de emergência com um acidente vascular cerebral isquêmico agudo e que foram tratados com ativador do plasminogênio tecidual, uma droga que dissolve o coágulo para melhorar o fluxo sanguíneo. Eles usaram o sistema enquanto o tratamento era administrado e, em seguida, acompanharam seu efeito no fluxo sanguíneo e na oxigenação.

"Com monitoramento óptico, detectamos o aumento do fluxo sanguíneo cerebral e da oxigenação causada pelo tratamento, "disse Delgado-Mederos." O aumento do fluxo sanguíneo detectado com o novo sistema correlacionado com a abertura da artéria bloqueada vista com Doppler transcraniano e com melhorias nos déficits neurológicos. "

O novo estudo mostrou que é viável usar o monitoramento óptico DCS / NIRS para avaliar o fluxo sanguíneo e a oxigenação no cérebro após um derrame. Os pesquisadores planejam replicar o estudo com mais pacientes em vários centros clínicos e em diferentes cenários para entender melhor o desempenho da técnica. Eles também planejam desenvolver software e sondas fáceis de usar para facilitar a implementação em larga escala do sistema em ambientes clínicos de ritmo acelerado. Empresas spin-off, incluindo um do ICFO, também estão trabalhando para comercializar a tecnologia e levantar fundos para testes clínicos.