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Chercheurs pour développer le dispositif imageur neuf pour des mineurs avec des troubles cérébraux

Utilisant la technologie de lunettes de nuit-visibilité, la lumière de proche-infrared, et les détecteurs à haute résolution, un dispositif imageur portable pour les mineurs éveillés avec des troubles cérébraux a été développé par une équipe des scientifiques et d'un neurochirurgien pédiatrique au centre de la Science de santé d'Université du Texas à Houston (UTHealth).

la tomographie optique de transcranien capuchon Capuchon (CTOT), qui utilise un capuchon pour la tête du bébé, est la première haute définition, le dispositif imageur fonctionnel d'entier-cerveau qui n'exige pas du bébé d'être mis sous l'anesthésie.

La recherche était récent publiée dans les transactions d'IEEE sur le tourillon d'imagerie médicale, un tourillon de l'institut des ingénieurs électroniciens électriques et.

La représentation précise par CTOT, prononcé « voient le doigt, » les médecins d'aides diagnostiquent exactement la gravité de la lésion cérébrale d'un bébé et recensent la demande de règlement idéale pour optimiser la qualité de vie dans tout l'enfance.

Troubles tels que l'infirmité motrice cérébrale, une rappe liée à la naissance, et l'affect d'épilepsie le développement du cerveau d'un mineur. Aux États-Unis, environ 10.000 bébés sont nés tous les ans avec l'infirmité motrice cérébrale, et environ 470.000 enfants ont l'épilepsie, un trouble de grippage.

Actuel il n'y a aucune voie de capter exactement l'activité cérébrale pour mesurer la gravité de ces conditions sans mettre les mineurs pour dormir pour la tomographie (MRI) d'imagerie par résonance magnétique ou d'émission de positons (PET), puisque les deux exigent être toujours.

La représentation nous aide à comprendre quelles parties du cerveau ne fonctionnent pas normalement, qui est critique pour localiser une orientation de grippage dans l'épilepsie et comprendre le dysfonctionnement de cerveau après rappe, entre d'autres maladies neurologiques.

La lecture d'IRM et d'ANIMAL FAMILIER sont les deux chère, renfermé dans d'autres endroits de l'hôpital, et exigent l'anesthésie pour des petits enfants, ainsi nous avons dû trouver une voie neuve d'obtenir le genre de mappage fonctionnel de cerveau que nous avons eu besoin. » Shah est également le directeur de la chirurgie pédiatrique de spasticité et d'épilepsie à l'hôpital commémoratif de Hermann des enfants.

Manish N. Shah, DM, professeur adjoint, Division de la neurochirurgie pédiatrique avec la Faculté de Médecine de McGovern chez UTHealth

M. Shah est également un neurochirurgien pédiatrique avec des médecins d'UT et des neurologies d'UTHealth.

Pour produire le capuchon que les bébés peuvent s'user le chevet tandis que dans les armes du travailleur social, Shah se sont associés à Banghe Zhu, PhD, professeur adjoint avec le centre pour la représentation moléculaire et l'Eva Sevick, PhD, professeur et directeur du centre à l'institut de fondation de Brown du médicament moléculaire pour la prévention des maladies humaines à la Faculté de Médecine de McGovern. Le dispositif de première génération capte la représentation en quelques minutes, et les modèles suivants devraient tenir compte de la représentation en quelques secondes.

« Le capuchon est mis sur l'enfant et la lumière inoffensive de proche-infrared est réussie d'un côté et rassemblée de l'autre côté du capuchon. Utilisant un système sensible de détecteur, nous pouvons employer la lumière rassemblée pour reconstruire une illustration 3D à haute résolution d'activité cérébrale, » Shah a dit.

« Quand nous connaissons quelle partie du cerveau ne fonctionne pas, nous pouvons non plus l'enlever, comme dans l'épilepsie ; ou stimulez-la, comme dans l'épilepsie, l'infirmité motrice cérébrale, la maladie de Parkinson, ou la dépression, etc. améliorent une demande de règlement plus précise de puissances de diagnostic et des résultats améliorés pour le patient. »

Shah a pris l'idée d'un capuchon de représentation à Sevick et de Zhu au centre pour la représentation moléculaire.

« Nous avons dû trouver une voie de trouver la lumière très faible transmise de proche-infrared et d'éviter l'interférence. Pour surmonter ceci, nous avons adapté lunettes » technologie des « de nuit-visibilité, » a dit Zhu, le technicien optique biomédical de fil sur le projet.

La lumière laser est inoffensive pour le bébé - la lumière est plus obscure que les diodes lasers utilisées dans un balayeur d'épicerie, ont indiqué Sevick, qui a surveillé le projet qui a comporté une partie de sa technologie déjà-établie.

« Les militaires emploient des lunettes de nuit pour trouver les signatures de la chaleur de proche-infrared. Zhu emploie la même technologie de lunettes de nuit pour trouver obscur, la lumière de proche-infrared transmise en travers du cerveau des nouveaux-nés. De la lumière rassemblée, Zhu emploie alors un algorithme mathématique pour déterminer un plan des taux de hémoglobine de lumière-absorption, qui peuvent fournir des informations cliniques de lésion cérébrale, » a dit Sevick, Nancy et présidence distinguée plus aimable riche dans la recherche de maladie cardio-vasculaire à la Faculté de Médecine de McGovern.

« Personne n'a toujours avant pu produire un périphérique optique qui est assez sensible pour rapidement la représentation en travers du cerveau. »

Cela a pris environ trois ans de prototypes se développants, test et erreur, et transmission proche entre le médecin et les scientifiques pour que le capuchon réalise la représentation précise d'entier-cerveau dans un réglage clinique.

« Je n'avais jamais travaillé sur un projet de banc au chevet, ainsi c'est réellement un seul projet pour moi, » Zhu a dit.

« Il est réellement rare pour que les idées aillent du banc au chevet tellement rapidement et avec succès comme notre équipe accomplie, » Sevick a dit. La « réussite prend un clinicien spécial pour être patiente avec « les caprices » des techniciens tout en mettant à jour l'orientation primaire sur des soins cliniques. Notre équipe technique également a écouté soigneusement les cliniciens et a travaillé en partenariat avec eux pour fournir ces résultats passionnants. »

Puisque le dispositif peut être utilisé tandis qu'éveillé et actif, il ouvre la trappe pour que des chercheurs et des médecins révolutionnent le diagnostic et la demande de règlement pour des troubles des mouvements comme l'infirmité motrice cérébrale.

« La prochaine opération est d'effectuer un dispositif encore plus de haute résolution et continuer de rassembler des caractéristiques des enfants avec des rappes et l'épilepsie pour comprendre mieux les maladies, » Shah a dit.