แผนที่อุณหภูมิสมองส่วนบุคคลที่สร้างขึ้นโดยใช้ MRI และแบบจำลองทางชีวฟิสิกส์

แผนที่อุณหภูมิสมองส่วนบุคคลที่สร้างขึ้นโดยใช้ MRI และแบบจำลองทางชีวฟิสิกส์

เมื่อคุณป่วย คุณอาจเอื้อมหาเทอร์โมมิเตอร์เพื่อวัดอุณหภูมิร่างกาย แต่ถ้าคุณต้องการวัดอุณหภูมิสมองล่ะ เหตุการณ์ต่างๆ เช่น โรคหลอดเลือดสมองตีบตันสามารถเพิ่มอุณหภูมิของสมองได้หลายองศาเซลเซียส และอาจทำให้สมองทำงานผิดปกติได้ การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่เหล่านี้เชื่อมโยงกับผลลัพธ์ของผู้ป่วยและการฟื้นตัวที่แย่ลง และไม่สัมพันธ์กับอุณหภูมิของร่างกายเสมอไป

ทีมนักวิจัย

ในสหรัฐอเมริกากำลังทำงานเพื่อช่วยให้แพทย์เข้าใจและติดตามอุณหภูมิของสมองในยามเจ็บป่วยและสุขภาพ โดยการสร้างแผนที่อุณหภูมิของสมองส่วนบุคคลโดยใช้เครื่องวัดอุณหภูมิด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MR) และแบบจำลองทางชีวกายภาพใหม่ ผลการศึกษาพิสูจน์แนวคิดของนักวิจัย

ได้รับการเผยแพร่“คุณไม่สามารถกำหนดอุณหภูมิเดียวให้กับสมองได้”สมองเป็นอวัยวะที่มีความไวสูงและได้รับการปรับแต่งอย่างละเอียดซึ่งต้องใช้พลังงานของร่างกายในปริมาณมากในการทำงานและผลิตความร้อนในการทำเช่นนั้น สมองของผู้ป่วยจะฟื้นตัวได้ดีเพียงใดหลังจากได้รับบาดเจ็บ

และกลับสู่สภาวะปกติเป็นสิ่งสำคัญ “เรารู้มานานหลายทศวรรษแล้วว่าอุณหภูมิของสมองมีความสำคัญต่อการ ฟื้นตัวของ [ผู้ป่วย]” แต่เธอกล่าวเสริมว่า “ไม่มีมาตรฐานทางคลินิกสำหรับการวัดอุณหภูมิสมอง”

นอกจากนี้ อุณหภูมิของสมองจะแตกต่างกันไปทั่วทั้งสมองเนื่องจากการไหลเวียนของเลือด

และการเปลี่ยนแปลงความต้องการในการเผาผลาญ ซึ่งหมายความว่า “คุณไม่สามารถกำหนดอุณหภูมิเดียวให้กับสมองได้” อธิบาย ปัจจุบัน แพทย์อาจพยายามวัดอุณหภูมิสมองโดยตรงโดยการฝังโพรบที่เรียกว่าเทอร์โมคัปเปิลไว้ในสมอง แต่เนื่องจากเทคนิคนี้แพร่หลายและวัดอุณหภูมิสมองได้เพียงจุดเดียว 

จึงไม่เหมาะสำหรับผู้ป่วยทุกราย โดยเฉพาะผู้ที่ไม่ได้อยู่ในการดูแลผู้ป่วยวิกฤต นอกจากนี้ แพทย์อาจสามารถตัดสินใจติดตามและการรักษาได้อย่างมีข้อมูลมากขึ้น หากพวกเขาสามารถใช้เทคนิคที่ไม่รุกรานซึ่งให้แผนที่สามมิติที่แม่นยำของอุณหภูมิทั่วทั้งสมองของผู้ป่วย

กลับไปสู่

พื้นฐานในการศึกษาของพวกเขา นักวิจัยได้เก็บภาพสมอง MR ที่มีโครงสร้างจากอาสาสมัครสุขภาพดี 3 คน และพัฒนาแบบจำลองทางชีวฟิสิกส์เพื่อทำนายอุณหภูมิของสมอง หลังจากผ่านไปสองสามชั่วโมงของการวิเคราะห์ข้อมูลและการจำลอง แบบจำลองจะคำนวณการกระจายตัวของอุณหภูมิสมอง

แบบจำลองนี้อาศัยหลักการพื้นฐานสองประการของฟิสิกส์ ได้แก่ การอนุรักษ์พลังงานและการอนุรักษ์มวล และรวมวิธีทั้งหมดที่ความร้อนถูกสร้างผ่านเมแทบอลิซึมและกระจายไปตามการไหลเวียนของเลือดทั่วสมอง (การนำ การพา และการผลักดัน) คุณลักษณะเหล่านี้ของแบบจำลองทำให้นักวิจัย

สามารถทำนายอุณหภูมิของสมองได้โดยไม่ต้องใช้ข้อมูลเชิงประจักษ์เกี่ยวกับพฤติกรรมของสมองภายใต้เงื่อนไขแต่ละอย่าง ในการตรวจสอบการคาดคะเนอุณหภูมิของสมอง นักวิจัยได้รวบรวมการวัดอุณหภูมิโดยใช้เทอร์โมมิเตอร์ MR ทั้งสมอง เปรียบเทียบการวัดเหล่านี้กับการคาดการณ์ของแบบจำลอง 

และพบว่า

พวกเขาเห็นด้วย แต่งงานกับวิทยาศาสตร์พื้นฐานกับการประยุกต์ใช้ทางคลินิกพร้อมด้วยนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาและวิศวกรวิจัยกำลังดำเนินการหลายโครงการที่ต่อยอดจากการศึกษานี้โดยร่วมมือกับแพทย์ พวกเขากำลังตรวจสอบแบบจำลองของพวกเขาในกลุ่มคนจำนวนมากที่มีสุขภาพดี 

รวมพฤติกรรมการไหลเวียนของเลือดในท้องถิ่นเพื่อทำนายว่าอุณหภูมิของสมองตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาณเลือดไปยังส่วนต่าง ๆ ของสมอง และสร้างแผนที่อุณหภูมิหลังจากได้รับบาดเจ็บ กล่าวว่า “ด้วยการรวมฟิสิกส์พื้นฐานเข้าด้วยกัน การทดลองวัดอุณหภูมิสมองและการประยุกต์ใช้

เพื่อควบคุมหิมะถล่ม เช่นเดียวกับน้ำป่าที่สามารถทำให้เชื่องได้ ดังนั้นหิมะถล่มจึงควบคุมได้ โดยมีข้อยกเว้นบางประการที่เราเรียกว่าหายนะ ผู้จัดการ ในสหรัฐอเมริกาและหน่วยงานท้องถิ่นในสวิตเซอร์แลนด์ ใช้กลยุทธ์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสถานการณ์ ตัวอย่างเช่น รั้วกันหิมะถล่มสามารถวางในพื้นที่เริ่มต้น

เพื่อทำให้หิมะปกคลุมอย่างมั่นคง ในขณะที่สามารถสร้างแผ่นเบี่ยงหรือเขื่อนกั้นน้ำได้ในเขตทางไหลของหิมะถล่ม การปล่อยหิมะถล่มเทียมด้วยวัตถุระเบิดก็เป็นเครื่องมือป้องกันที่ทรงพลังเช่นกัน การพยากรณ์เป็นอีกอย่างหนึ่ง การคาดการณ์หิมะถล่มตามวิธีการทางกายภาพล้วนไม่สามารถทำได้ 

แบบจำลองทางกายภาพต้องการความรู้เมื่อน้ำหนักบรรทุกเกินกำลังของหิมะปกคลุม ในการรับข้อมูลนี้ นักวิจัยจำเป็นต้องรู้ว่ามีหิมะมากเพียงใดและอุณหภูมิของหิมะนั้น เพื่อให้ได้ความแม่นยำที่เราหวังได้เท่านั้นผลที่ตามมาคือเรามักพบชั้น “ความลึก-แหบแห้ง” ที่งดงาม  ผลึกน้ำแข็งรูปถ้วยกลวง

ที่มีขนาดเพิ่มขึ้นไม่กี่มิลลิเมตรโครงสร้าง แต่มีกลไกอื่นที่ละเอียดอ่อนกว่าในการทำงานที่ทรงพลังพอๆ กันเพื่อปรับเปลี่ยนรูปร่างของแผ่นซิลิโคนแบนได้ทางคลินิกโดยตรง การพัฒนาแบบจำลองและการทำนายอุณหภูมิสมองที่แม่นยำในผู้ป่วยแม้ว่าเทคนิคของพวกเขาจะจำกัดเฉพาะบุคคลที่สามารถรับได้ 

จากทั้งประสบการณ์และการทดลอง เราทราบว่าตัวแปรต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิหิมะ อุณหภูมิอากาศ ลม หยาดน้ำฟ้า และการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ และอื่น ๆ ส่งผลต่อความเสถียรของหิมะปกคลุม SLF ได้รวบรวมข้อมูลดังกล่าวมานานหลายทศวรรษและยังเก็บบันทึกเหตุการณ์หิมะถล่ม เช่น วันที่ สถานที่ 

และสาเหตุ ข้อมูลดังกล่าวขอการรักษาทางสถิติ ที่ศูนย์วิจัยด้านการเกษตรและสิ่งแวดล้อม ในเมืองเกรอน็อบล์ ประเทศฝรั่งเศส ได้พัฒนาวิธีการแบบนี้เป็นครั้งแรกในฐานะระบบเตือนภัยหิมะถล่มในทศวรรษที่ 1970 โดยใช้วิธีการทางสถิติ พวกเขาพัฒนาเทคนิคเพื่อค้นหาตัวแปรทางอุตุนิยมวิทยาที่สำคัญที่สุด 

(เช่น ปริมาณฝน) ที่เกี่ยวข้องกับหิมะถล่มที่เกิดขึ้นในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง 

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์