นักวิจัยคิดค้น "หมวกสแกนสมอง" ความหวังของเด็กที่มีอาการบาดเจ็บจากการคลอด

นักวิจัยระบุว่า นี่นับเป็นครั้งแรกของโลกที่มีการประดิษฐ์หมวกสแกนสมองที่ใช้แสงและคลื่นอัลตราซาวด์เพื่อช่วยในการตรวจสมองของทารกแรกเกิด ซึ่งพวกเขาหวังว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยทำให้การวินิจฉัยโรคต่าง ๆ ทำได้อย่างรวดเร็วขึ้น รวมถึงการรักษาเด็ก ๆ ที่มีภาวะ เช่น สมองพิการ โรคลมชัก และภาวะบกพร่องทางการเรียนรู้

ในห้องปฏิบัติการทางรังสีวิทยาของโรงพยาบาลผดุงครรภ์โรซี (Rosie Maternity Hospital) ในเมืองเคมบริดจ์ ทางตะวันออกของอังกฤษ หนูน้อยธีโอวัย 3 สัปดาห์กำลังหลับสนิทอยู่ในเปลนอน โดยไม่รู้ตัวเลยว่าเขากำลังช่วยทดสอบเทคโนโลยีใหม่ที่อาจเปลี่ยนชีวิตของใครอีกหลายคนได้

ดร.ฟลอรา ฟอเร ค่อย ๆ บรรจงสวมหมวกคลุมผมสีดำให้หนูน้อย หมวกนี้ดูคล้ายกับหมวกว่ายน้ำ หรือหมวกที่นักกีฬารักบี้ตำแหน่งกองหน้าสวมในบางครั้ง

มีอุปกรณ์รูปทรงหกเหลี่ยมติดอยู่บนหมวก ซึ่งประกอบไปด้วยเทคโนโลยีที่จะตรวจจับว่าสมองของเขากำลังทำงานอย่างไร

"นี่คือครั้งแรกที่มีการใช้แสงและคลื่นอัลตราซาวด์เข้าด้วยกันแบบนี้ เพื่อที่จะทำให้เห็นภาพของสมองได้สมบูรณ์มากขึ้น" ดร.ฟอเร นักวิจัยจากรายงานการศึกษาเรื่องการใช้คลื่นอันตราซาวด์และแสงเพื่อดูการทำงานของสมองเด็กทารกแรกเกิด (Functional UltraSound integrated with Optical Imaging in Neonates) หรือชื่อย่อว่า "ฟิวชัน" ระบุ

ในช่วงหลายสัปดาห์ก่อนและหลังคลอด สมองของเราเปลี่ยนแปลงไปทุกวัน

อาการบาดเจ็บทางสมองของเด็กแรกเกิดเป็นสาเหตุหลักของการพิการตลอดชีวิต และตอนนี้ก็กำลังจะมีการเปิดตัวโครงการที่เกี่ยวกับการลดอาการบาดเจ็บทางสมองจากการคลอดทั่วทั้งระบบบริการสุขภาพแห่งชาติ (NHS) ของสหราชอาณาจักร

อาการบาดเจ็บดังกล่าวอาจส่งผลต่อความสามารถของสมองในการสื่อสารกับร่างกาย นำมาซึ่งภาวะเช่น โรคลมบ้าหมูซึ่งก่อให้เกิดอาการชัก หรือภาวะสมองพิการซึ่งส่งผลกระทบต่อการเคลื่อนไหวและความสอดประสานของร่างกาย

ส่วนใหญ่แล้วการบาดเจ็บเช่นนี้มักจะพบในการคลอดก่อนกำหนด แต่มันอาจจะเกิดได้จากหลายสาเหตุ เช่น การขาดออกซิเจน การตกเลือด การติดเชื้อ หรือการบาดเจ็บจากการคลอด

สำหรับเด็กสหราชอาณาจักรสัดส่วน 5 ใน 1,000 คน ที่มีอาการบาดเจ็บทางสมอง วิธีการตรวจจับในปัจจุบันยังยากที่จะทำนายว่าสาเหตุของการบาดเจ็บนั้นเกิดจากอะไร รวมถึงเด็กจะได้รับผลกระทบอย่างไรบ้างเมื่อเติบโตขึ้น

ในแต่ละปี มีเด็ก 3 ล้านคนทั่วโลกที่ประสบกับภาวะสมองทำงานผิดปกติสืบเนื่องมาจากการขาดออกซิเจนและขาดเลือด หรือ HIE ซึ่งเป็นอาการบาดเจ็บทางสมองที่เป็นสาเหตุอันดับต้น ๆ ของการเสียชีวิตและพิการของทารกที่คลอดตามกำหนด โรคนี้อาจตรวจพบได้เมื่อสมองของทารกไม่ได้รับออกซิเจนหรือการไหลเวียนของเลือดเพียงพอในขณะคลอด

การบาดเจ็บทางสมองในระหว่างการคลอด มีสัดส่วนเป็น 23% ของสาเหตุการตายของทารกแรกเกิดทั่วโลก จากข้อมูลขององค์กรความหวังเพื่อโรค HIE (Hope for HIE) ซึ่งเป็นองค์กรเครือข่ายสำหรับครอบครัวที่ได้รับผลกระทบจากโรคนี้ โดยในประเทศที่มีรายได้สูง เช่น สหรัฐฯ สหภาพยุโรป หรือแคนาดา โรคนี้จะพบได้ในเด็กทารกที่คลอดสำเร็จ 1-3 คน ต่อ 1,000 คน

ในทางกลับกัน ประเทศที่มีรายได้ต่ำหรือปานกลางพบอัตราสูงกว่านั้นมาก โดยภูมิภาคที่ได้รับผลกระทบรุนแรงที่สุด เช่น กลุ่มประเทศที่ตั้งอยู่ทางตอนใต้ของทะเลทรายซาฮาราในทวีปแอฟริกา มีอัตราการพบโรค HIE ในเด็ก 15 ต่อ 1,000 คน ซึ่งคิดเป็นเกือบ 10 เท่าของประเทศร่ำรวย

ดร.ฟอรา อธิบายการทำงานของหมวกที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นมานี้ว่า "เซ็นเซอร์วัดแสงจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของออกซิเจนรอบ ๆ พื้นผิวของสมอง ด้วยเทคนิคที่เรียกว่าการใช้แสงเอกซเรย์ที่มีความหนาแน่นสูง และการใช้คลื่นอัลตราซาวด์ก็ทำให้เราสามารถถ่ายภาพหลอดเลือดเล็ก ๆ ที่อยู่ลึกเข้าไปในสมองได้"

แต่อีกสิ่งที่ทำให้อุปกรณ์ชิ้นนี้แตกต่างคือขนาดของมันที่พกพาได้สะดวก จึงสามารถนำมาใช้ตรวจจับสมองของเด็กได้อย่างสม่ำเสมอขึ้น โดยที่เด็กยังนอนอยู่บนเปลอย่างสบาย ๆ ได้

ดร.อเล็กซิส โจแอนนิเดส ศัลยแพทย์ประสาทผู้เชี่ยวชาญ เชื่อว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมีข้อดีที่เหนือกว่าการสแกน MRI (การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า) หรือ CUS (การอัลตราซาวด์กะโหลกศีรษะ) หลายประการ

เขาอธิบายว่า MRI มีข้อจำกัดอยู่ 2 ประการ หนึ่งคือต้นทุนและความพร้อมใช้งานของมัน คือต้องดูว่าเครื่องสแกนนั้นว่างหรือเปล่า

"ส่วนอีกประการก็คือคุณต้องพาเด็กทารกเข้าไปในเครื่องสแกนที่มีเสียงดังรบกวน รอประมาณ 20 นาทีให้มันสแกน แล้วก็ต้องพาเด็กกลับมาใหม่อีก" เขากล่าว

"หมายถึงว่า ในทางปฏิบัติแล้ว คุณไม่อาจจะสแกนได้หลายครั้งมาก แต่ในช่วงสัปดาห์แรก ๆ สมองอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงได้ทุกวัน ดังนั้นการที่มีหนทางในการทดสอบได้ซ้ำ ๆ จึงเป็นสิ่งที่ทรงพลังอย่างน่าเหลือเชื่อ"

MRI และ CUS ยังถูกประเมินว่ามีความสามารถจำกัดในการจะคาดการณ์สภาวการณ์ของความบกพร่องใด ๆ อันเนื่องมาจากความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างโครงสร้างและการทำงานของสมอง แม้ว่าการศึกษาที่นำโดยวิทยาลัยอิมพีเรียล คอลเลจ ลอนดอน ในปี 2018 จะรายงานว่าผลลัพธ์อาจแม่นยำขึ้นได้หากสแกนเพิ่มเติมไปอีก 15 นาที

การทดสอบเป็นประจำกับเด็กทารกนี้ ถูกคาดหวังว่าจะสามารถช่วยให้ตรวจพบปัญหาได้เร็วขึ้น และอาจทำให้การบำบัดหรือการเข้ามาดูแลใด ๆ เกิดเร็วขึ้นตามมาด้วย

องค์กรการกุศลเพื่อผู้มีภาวะสมองพิการ (Action Cerebral Palsy) ขานรับงานวิจัยนี้

"สำหรับเด็กหลายคนที่มีภาวะสมองพิการ กว่าจะได้รับการวินิจฉัยตรวจพบนั้นใช้เวลายาวนาน และครอบครัวของเด็กอาจต้องใช้เวลาหลายปีที่รู้ว่าลูกของพวกเขา 'มีความเสี่ยง' ต่อการเกิดภาวะนี้ แต่ไม่ได้เข้าใจอย่างลึกซึ้งว่ามันหมายความอย่างไร" อแมนดา ริชาร์ดสัน ผู้ก่อตั้งองค์กร ระบุ

"เทคโนโลยีเช่นนี้สร้างความแตกต่างได้มาก ๆ แต่สิ่งที่สำคัญคือการต้องเพิ่มขีดความสามารถของนักบำบัดในชุมชนเพื่อให้ทันต่อความต้องการ เพราะพวกเขารอความช่วยเหลือมานานแล้ว"

ศ.โทปัน ออสติน กุมารแพทย์ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางด้านทารกแรกเกิด จากศูนย์ถ่ายภาพปริกำเนิดเอเวลิน (Evelyn Perinatal Imaging Centre) ของโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ เป็นหนึ่งในผู้ที่ศึกษาวิจัยเกี่ยวกับการรักษาสมองในช่วงเวลาสุดขั้วของชีวิต คือในวัยเด็กและวัยสูงอายุ

เขาระบุถึงการศึกษาที่ชื่อ "ฟิวชัน" ซึ่งมุ่งเป้าพัฒนาและทดสอบระบบประเมินการทำงานของสมองของเด็กแรกเกิดที่มีขนาดเท่าเปลนอนนั้น นับเป็นครั้งแรกของโลกที่มีอุปกรณ์เช่นนี้ถูกประดิษฐ์ขึ้น

"พวกเราใช้เวลา 12 เดือนในการพิสูจน์แนวคิดนี้จนสำเร็จ ด้วยความช่วยเหลือจากเด็ก ๆ ที่สุขภาพแข็งแรงและเด็กที่คลอดก่อนกำหนด และตอนนี้เรากำลังจะมุ่งเป้าไปที่เด็กที่ได้รับการประเมินว่ามีความเสี่ยงต่อความเสียหายของสมอง" เขาอธิบาย

การเข้าใจรูปแบบการทำงานของสมองในทั้งเด็กที่คลอดตามกำหนดและก่อนกำหนดสามารถช่วยให้เราระบุได้ว่าเด็กคนไหนมีความเสี่ยงมากที่สุดที่จะมีอาการบาดเจ็บตั้งแต่เนิ่น ๆ"

ธีโอ เป็นหนึ่งในเด็กทารกคลอดตามกำหนดและสุขภาพแข็งแรงดีที่เข้าร่วมการทดลองนี้ โดยสตานี จอร์เจียวา แม่ของเขา รู้สึกว่าการที่เขาได้เข้าไปมีส่วนร่วมเป็นเรื่องสำคัญ

"ทั้งพ่อของเขาและฉันเป็นนักวิทยาศาสตร์ และเมื่อธีโอโตขึ้น เขาจะได้ประโยชน์จากความก้าวหน้าทางการแพทย์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นจากการวิจัยนี้ ดังนั้นเราจึงรู้สึกว่ามันเป็นเรื่องสำคัญที่เขาได้เข้าไปมีส่วนเล็ก ๆ ในการศึกษาทำความเข้าใจนี้" เธอกล่าว

ดร.โจแอนนิเดส ยังเป็นผู้อำนวยการร่วมของศูนย์วิจัยเทคโนโลยีสุขภาพด้านอาการบาดเจ็บทางสมอง NIHR ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองเคมบริดจ์ด้วย โดยศูนย์วิจัยนี้ตั้งขึ้นเพื่อสร้างสรรค์เทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อช่วยพัฒนาคุณภาพชีวิตของผู้คนที่มีภาวะบาดเจ็บทางสมอง

ศูนย์วิจัยแห่งนี้เองที่ได้ให้ทุนสำหรับการศึกษาวิจัยครั้งนี้ และจะส่งต่อความเชี่ยวชาญด้านนี้ โดยจะช่วยเปิดตัวอุปกรณ์ดังกล่าวให้ใช้งานทั่วระบบบริการสุขภาพแห่งชาติ (NHS) หากการศึกษาประสบความสำเร็จ

"เรายังคงมีอุปสรรคที่ต้องก้าวข้ามอยู่ส่วนหนึ่ง แต่เราหวังว่าภายใน 3-5 ปีนี้ เราจะมีผลิตภัณฑ์ที่สามารถประเมินได้กว้างขึ้น"

"หากงบประมาณเอื้ออำนวย มันจะไม่เพียงสามารถติดตามเด็กที่รู้ปัญหาอยู่แล้วเท่านั้น แต่ยังสามารถเป็นเครื่องมือคัดกรองเพื่อตรวจจับเด็กคนอื่น ๆ ที่อาจมีความเสี่ยง"