Портативный ближний инфракрасный сканер для обнаружения острой травматической внутричерепной кровотечения

Почему карманный сканер мозга важен

Когда человек ударяется головой в результате автомобильной аварии, на спортивной площадке или при падении, самая опасная травма часто скрыта от глаз. Кровотечение внутри черепа может быстро стать угрозой для жизни, тогда как стандартный метод его обнаружения — компьютерная томография — обычно доступен лишь в крупных больницах. В этом исследовании проверяется новый портативный сканер, использующий невидимый ближний инфракрасный свет, который позволяет быстро проверить наличие опасного кровотечения в мозге на месте происшествия, в машине скорой помощи или в небольших клиниках без излучения и громоздкого оборудования.

Новый способ проверки головы

Устройство, названное сканером Archeoptix NIRD, внешне больше похоже на толстую компьютерную мышь, чем на больничный аппарат. Медработник помещает его на кожу головы и проводит серией движений по черепу, ориентируясь по экрану ноутбука. Перед сканированием кратко удерживают прибор на участке с небольшим количеством волос или без них, например на лбу или плече, чтобы система могла скорректировать оттенок кожи. Во время каждого прохода сканер посылает один цвет ближнего инфракрасного света — чуть за пределами видимого спектра — в голову и измеряет, сколько света возвращается от поверхностных тканей, таких как кожа и череп, и от более глубоких структур, таких как мозг и возможные участки скопившейся крови.

Как свет выявляет скрытое кровотечение

Кровь сильно поглощает ближний инфракрасный свет, поэтому зона свежего кровотечения внутри черепа ослабляет сигнал, регистрируемый от глубоких тканей. Устройство сравнивает свет, обнаруженный двумя парами датчиков: одной ближе к источнику света, которая в основном фиксирует поверхность, и другой дальше, которая «видит» глубже. Беря отношение между этими сигналами тысячи раз в секунду, система может определить, поглощает ли что‑то в глубине дополнительные лучи. В здоровой ткани мозга это отношение находится в типичном диапазоне; когда оно падает ниже заранее установленного порога, система отмечает вероятное кровоизлияние объемом примерно от трех чайных ложек и более, расположенное на глубине примерно до полутора пальцев от поверхности кожи. Обработанные данные затем отображаются на трехмерной модели головы, показывая вероятное местоположение кровотечения.

Полевые испытания сканера

Чтобы оценить эффективность в реальных условиях, исследователи просканировали 37 человек с травмой головы и подтвержденным КТ внутричерепным кровотечением, а также 40 здоровых добровольцев без истории травм головы. Все пациенты с кровотечением были просканированы примерно в течение суток после травмы; у большинства были распространенные типы поверхностных гематом, такие как субдуральные или эпидуральные. Независимые рецензенты, не знавшие результатов КТ, изучали каждый скан и просто оценивали наличие кровотечения и совпадение его локализации с КТ. Они правильно выявили кровотечение у всех 37 пострадавших и правильно не нашли кровотечения у всех 40 здоровых контролей. В 35 из 37 случаев место, указанное сканером, совпадало с КТ; два несовпадения оказались связаны с тем, что оператор не соблюдал рекомендованную схему сканирования.

Обучение работе с прибором

Исследование также изучало, как люди фактически использовали устройство. Поскольку пострадавшие лежали на спине и иногда были в шейных воротниках, операторам приходилось укорачивать некоторые траектории сканирования, чтобы не причинять боль и не создавать неудобных положений головы. Система время от времени сообщала о проблемах, например попадании внешнего света в кожух датчика или незначительном отрыве прибора от кожи, что могло искажать показания. Эти ошибки чаще возникали при сканировании пострадавших и порой вынуждали операторов повторять проходы. Интересно, что данные показали: очень быстрые проходы чаще вызывали один тип ошибки, тогда как чрезмерно медленные и нерешительные — другой, что говорит о том, что обучение пользователей поддерживать равномерное давление и плавный темп может повысить и скорость, и точность. Сообщаемые побочные эффекты были минимальны — некоторые участники отмечали легкое неудобство, серьезных повреждений кожи не наблюдалось.

Перспективы и ограничения для реального применения

Хотя пилотное исследование невелико, результаты указывают, что этот портативный сканер способен надежно обнаруживать умеренные по размеру, относительно неглубокие кровоизлияния в мозг после травмы, одновременно верно подтверждая отсутствие такого кровотечения. Пока на него нельзя полагаться при обнаружении очень мелких или глубоких кровотечений; он может быть менее точен у пожилых людей с атрофией мозга (когда мозг отходит от черепа), а также при длительно существующей, частично разрушенной крови. Необходимы более крупные, тщательно слепые исследования, чтобы уточнить его истинную чувствительность и специфичность и испытать в условиях скорых, сельских клиник и загруженных отделений неотложной помощи. Тем не менее для первичных спасателей и удалённых медработников, которые сейчас вынуждены гадать, кому срочно нужна КТ, такой карманный прибор для проверки состояния мозга может однажды стать решающим между ранним жизнеспасающим вмешательством и опасной задержкой.

Цитирование: D’Amario, S., Bougadis, J., Coverdale, N.S. et al. A handheld near infrared scanner for the detection of acute traumatic intracranial hemorrhage. Sci Rep 16, 12330 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38268-2

Ключевые слова: кровоизлияние в мозг, травма головы, сканирование ближним инфракрасным светом, скрининг в экстренной помощи, портативная диагностика