Портативные сканеры головного мозга для оперативной диагностики инсульта

Инсульт занимает второе место в мире по причинам смертности и является одной из основных причин длительной нетрудоспособности. По оценкам, глобальные затраты на лечение инсульта составляют более $890 млрд в год.

Раннее лечение значительно улучшает прогноз.

Если бы пациенты получали нейровизуализацию и консультации специалистов на дому, а не наоборот, это позволило бы принимать решения о лечении еще до того, как пациент попадет в больницу.

Обычно для этого требуется компьютерная томография в больнице, а это значит, что пациенты в отдаленных районах могут часами ждать постановки диагноза.

Традиционные компьютерные томографы весят несколько тонн, требуют защиты от излучения и потребляют столько же энергии, сколько небольшой дом. Полноразмерный компьютерный томограф для больницы может стоить более 1 миллиона австралийских долларов без учета затрат на установку и защиту.

Американские и европейские компании, в том числе Siemens Healthineers AG и GE HealthCare Technologies Inc., пытались создать более компактные и мобильные компьютерные томографы, но инженерные и технические трудности не позволили реализовать эти проекты.

Две австралийские компании, EMVision Medical Devices Ltd. и Micro-X Ltd., используют другой подход: они меняют способ создания изображений и разрабатывают системы с питанием от аккумулятора, достаточно легкие, чтобы их можно было перевозить в машине скорой помощи или самолете.

Устройство, напоминающее компактный шлем астронавта, предназначено для диагностики инсульта в полевых условиях. Оно позволяет определить, что стало причиной инсульта — тромб или кровоизлияние, — чтобы врачи могли начать правильное лечение до того, как начнут отмирать клетки мозга.

«Это устройство может дать нам уверенность, которая необходима перед назначением лечения с высоким риском осложнений», — говорит Фрэнк Баллестер, работник Королевского фонда спасения детей, который каждый год пролетает тысячи километров над засушливыми равнинами Южной Австралии, чтобы оказать помощь пациентам.

По его словам, без сканера невозможно определить, чем вызван инсульт — тромбом или кровоизлиянием в мозг.

Полный цикл применения устройства — накачивание, калибровка и сканирование — занимает около шести минут.

Устройство предназначено для отправки результатов в подключенное приложение, поэтому надежная связь крайне важна, особенно в отдаленных районах.

Во время полевых испытаний в Уднадатте, городке с населением около 100 человек, расположенном примерно в 730 километрах (450 милях) к северу от Порт-Огасты, данные передавались через спутниковый интернет.

По словам генерального директора EMVision Скотта Киркленда, ключевыми преимуществами являются скорость и портативность. «Больше всего времени экономит то, что аппарат можно доставить прямо к пациенту».

Точная диагностика имеет решающее значение.

При геморрагическом инсульте первоочередная задача — остановить кровотечение и снизить давление на мозг.

Ишемический инсульт, вызванный тромбом, можно вылечить с помощью тромболизиса, при котором используются препараты для растворения тромба.

Если перепутать и ввести препараты для растворения тромба при наличии кровоизлияния, «это будет катастрофа», — говорит Грэм Вертхаймер, врач из RFDS.

Предварительные пробные данные свидетельствуют о том, что устройство может с высокой точностью определять оба основных типа инсульта: оно правильно выявляет около 92% случаев кровоизлияний в мозг и 95% случаев ишемического инсульта, а также правильно классифицирует пациентов без этих состояний в 80–85% случаев.

По словам Крейга Курунаваи, невролога из Аделаиды, который руководит сетью телемедицины для лечения инсультов в Южной Австралии и круглосуточно консультирует небольшие больницы и клиники по видеосвязи, чтобы неврологи могли доверять такому устройству, оно должно выявлять кровоизлияния с точностью около 96 %.

В крупных городах, где пациенты могут быстро добраться до больничных томографов, неврологи, прежде чем предпринимать какие-либо действия, хотели бы, чтобы точность диагностики составляла «более 90 %», что отражает уверенность, которую они испытывают при использовании больничных методов визуализации.

Но даже результат с меньшей степенью достоверности может улучшить исход лечения, поскольку поможет направить пациентов в больницы, оборудованные для оказания помощи при инсульте, — даже если устройство не сможет точно определить, что стало причиной инсульта: кровоизлияние или тромб, — а не в небольшие учреждения без возможности проведения визуализации.

В отличие от компьютерных томографов, система EMVision использует маломощные радиоволны микроволнового диапазона, аналогичные тем, что применяются в мобильной связи. Антенны посылают сигналы через голову и измеряют степень их отражения. Поскольку кровь и нормальная ткань мозга по-разному взаимодействуют с этими сигналами, их отражение различается в зависимости от того, произошло ли кровоизлияние или закупорка сосудов.

Алгоритмы, обученные на клинических случаях, обрабатывают данные и выдают результаты за считаные минуты.

Компания Micro-X пошла другим путем, сохранив возможности компьютерной томографии, но отказавшись от большей части оборудования, из-за которого обычные сканеры такие громоздкие. В стандартных аппаратах используются рентгеновские трубки, которые быстро вращаются внутри большой вращающейся рамы и выделяют тепло.

В Micro-X используется источник рентгеновского излучения меньшего размера — около 300 граммов по сравнению с 25 килограммами обычной трубки, — что позволяет обойтись без большей части тяжелой инфраструктуры, по словам главного операционного директора Энтони Скитса.

Преимущество в том, что это уже привычная технология.

Мини-КТ позволяет получать изображения того же типа, которые неврологи уже используют для выявления кровоизлияний или тромбов. По словам Скитса, предварительные исследования показывают, что обследование головы можно проводить с дозой облучения, значительно меньшей, чем при обычной компьютерной томографии в больнице, и с минимальным воздействием на операторов.

Компания Micro-X разрабатывает устройство, которое можно будет встроить в стену машины скорой помощи.

Это позволило бы сделать их гораздо компактнее и проще в развертывании по сравнению с нынешними мобильными инсультными бригадами, которые обходятся дорого и требуют сложной логистики.

В таких специализированных машинах скорой помощи установлен компьютерный томограф размером примерно со стиральную машину, а также бортовые системы питания и радиационной защиты. Однако, для работы с ними требуется специальный персонал: в Австралии компьютерную томографию обычно должен проводить лицензированный рентгенолог, что является нормативным препятствием для более широкого внедрения таких машин.

У двух новых систем есть свои преимущества и недостатки.

EMVision разрабатывает систему, не требующую облучения, в сочетании с программным обеспечением для интерпретации данных, чтобы получать быстрые ответы и принимать решения о дальнейшем лечении пациентов на ранних этапах.

Micro-X специализируется на миниатюризации обычной компьютерной томографии, утверждая, что привычная визуализация может ускорить внедрение технологии в клиническую практику.

Обе компании начали клинические испытания в условиях стационара.

EMVision также протестировала свою систему в условиях авиамедицинской эвакуации и в мобильном инсультно-инфарктном отделении, а испытания с участием пациентов, перенесших инсульт, в машинах скорой помощи запланированы на конец 2026 года.