Engenheiros biomédicos da Universidade da Califórnia, Davis, desenvolveram uma nova técnica para medir o fluxo sanguíneo no cérebro humano, que pode ser usado em pacientes com acidente vascular cerebral ou lesão cerebral traumática, por exemplo. A nova técnica, com base na tecnologia de câmera digital convencional, poderia ser significativamente mais barato e mais robusto do que os métodos anteriores.

O trabalho é descrito em artigo publicado em 26 de abril na revista. Optica .

"Nossa configuração é muito promissora, e o custo deve ser menor, "disse Wenjun Zhou, um pesquisador de pós-doutorado que trabalha com Vivek Srinivasan, professor associado do Departamento de Engenharia Biomédica da UC Davis.

Se você iluminar uma solução turva, partículas de luz, ou fótons, será espalhado em diferentes direções. Uma técnica experimental chamada espectroscopia de correlação difusa, ou DCS, usa essencialmente essa abordagem para olhar dentro do crânio de alguém. A luz do laser é direcionada para a cabeça; à medida que os fótons do laser passam pelo crânio e cérebro, eles estão espalhados por sangue e tecido. Um detector colocado em outro lugar na cabeça, onde os fótons saem novamente, capta as flutuações leves devido ao movimento do sangue. Essas flutuações fornecem informações sobre o fluxo sanguíneo.

O sinal de luz é muito fraco, e quanto mais ele passa através do crânio e do tecido cerebral, mais fraco fica. Portanto, o DCS requer uma série de itens muito sensíveis, caros detectores de contagem de fóton único. Aumentar a entrada de luz pode causar queimaduras na pele do paciente.

Interferência para aumentar o sinal

Zhou e Srinivasan adotaram uma abordagem diferente, com base no fato de que ondas de luz sobrepostas se reforçam ou se cancelam, como ondulações sobrepostas em um lago.

Eles primeiro dividem o feixe de luz em caminhos de "amostra" e "referência". O feixe de amostra vai para a cabeça do paciente e outro, mais forte, o feixe de referência é direcionado para que se reconecte ao feixe de amostra antes de ir para o detector. Isso aumenta o sinal, o que significa que em vez de precisar de cerca de 20 detectores de contagem de fótons que custam alguns milhares de dólares cada, os pesquisadores poderiam usar um único chip de câmera digital baseado em CMOS por uma fração do preço.

"A luz de referência forte aumenta o sinal mais fraco da amostra, "Zhou disse.

Eles chamam o método de espectroscopia de onda de difusão interferométrica, ou iDWS. Uma vantagem adicional é que eles não precisam desligar as luzes da sala ao fazer medições com o iDWS, Zhou disse. Eventualmente, eles podem até ser capazes de monitorar o fluxo sanguíneo cerebral ao ar livre, sob luz solar intensa.

Até aqui, a equipe testou seu dispositivo fazendo gravações cerebrais de voluntários no laboratório. Eles estão trabalhando com o Dr. Bruce Lyeth e a Dra. Lara Zimmermann no Departamento de Cirurgia Neurológica da UC Davis para validar e adaptar a tecnologia para eventual uso no tratamento neurocrítico. UC Davis solicitou uma patente provisória sobre a tecnologia.