眼睛不僅是心靈的窗戶，也是偵測創傷性腦損傷的窗戶。伯明翰大學的研究人員開發了一種非侵入性的手持設備，用安全的雷射照射眼睛，檢測腦震盪或其他創傷性腦損傷後腦組織損傷的生物標記。該設備可在受傷時現場使用，確保早期診斷，這對改善治療效果至關重要。

創傷性腦損傷（TBI）可能發生在頭部或身體受到強烈撞擊、打擊或顛簸之後，造成的損害從輕微到嚴重不等。腦震盪是創傷性腦損傷的一種，常見於接觸性運動。雖然創傷性腦損傷會在最初的創傷後立即發展，但許多人在早期階段幾乎沒有臨床症狀，因此很難在受傷時診斷。核磁共振成像和CT 掃描等診斷工具價格昂貴且顯效緩慢。

該研究的通訊作者Pola Goldberg Oppenheimer 說：”創傷性腦損傷的早期診斷至關重要，因為必須在受傷後的第一個’黃金小時’內做出治療的關鍵性決定。然而，目前的診斷程序依賴救護人員的觀察，以及醫院的核磁共振成像或CT 掃描，而醫院可能距離較遠。”

研究人員認為迫切需要開發新技術來確保創傷性腦損傷的早期診斷，因此開發了一種非侵入性手持設備，利用對眼睛無害的雷射來快速檢測已知的腦損傷生物標記。

眼睛的後部是視網膜和視神經，視神經是腦組織的投影，是觀察大腦生化過程的一個清晰光學窗口。研究人員開發的設備使用一種基於拉曼光譜學的護眼雷射（EyeD），瞄準局部腦組織損傷產生的特定蛋白質和脂質生物標記。

拉曼光譜是一種高度特異性的分析技術，可透過測量分子對散射光的細微反應，準確地識別疾病特異性診斷生物標記的變化，從而提供即時、定量的診斷資訊。先前的研究表明，該技術可以準確地檢測出不同程度腦損傷的動物大腦和眼部組織的變化，並能捕捉到最細微的變化。

EyeD使用智慧型手機鏡頭，研究人員在”假眼”上對其進行了測試。”假眼”近似於真實的眼睛，通常用於視網膜成像的開發和評估，以確保其對準和聚焦眼球後部的能力。然後，他們在豬的眼睛上進行了測試，該設備能夠清楚地區分創傷性腦損傷和健康對照組。將自我優化科霍寧指數網路（SKiNET）這個神經網路演算法整合到EyeD 中，就可以在沒有專家支援的情況下自動解讀數據，從而大大提高了診斷的速度和成本。

EyeD 概念圖（A）和使用假眼的裝置（B）。實驗室原型（C）和手持式EyeD 的模型（D），其中包含一個一次性護眼罩和SKiNET 軟體，用於快速、自動資料分類和診斷Banbury 等人圖/伯明翰大學

研究人員說，使用智慧型手機相機將提高設備的可用性。基於智慧型手機相機的系統易於使用，加上人工智慧診斷支持，在獲得足夠的訊號時就會產生輸出。使用智慧型手機獲取影像的體驗無所不在，因此使用者接受度很高。

進一步的研究將確定輔助醫務人員和臨床醫生在多大程度上依賴該設備來推動他們的決策，但研究人員設想EyeD 將被納入當前的實踐中。

研究人員說：”EyeD 讀數將構成協議化決策樹的一部分，例如：EyeD 正常+ 無’紅旗’症狀或體徵，將頭部損傷歸類為輕度TBI，不需要醫院評估；EyeD 異常則需要在急診進行額外評估。”

概念驗證設備已準備好接受進一步評估，包括臨床可行性和療效研究。

該研究發表在《科學進展》（Science Advances）雜誌上。