В Петербурге придумали бесконтактный способ диагностики кровеносной системы

Петербургские ученые изобрели бесконтактный способ измерения кровотока в руках. Разработка определяет состояние кровеносной системы, что поможет диагностировать заболевания нервной системы и болезни сердца. Кроме того, новое устройство не только упростит измерительный процесс, но и удешевит его. Об исследовании и его результатах корреспонденту Города+ рассказал сотрудник Международного научно-технического центра «Вычислительная оптика, фотоника и визуализация изображений» ИТМО Алексей Камшилин.


Сегодня в медучреждениях используют контактные методы измерения кровотока. Они основаны на регистрации изменения объема или диаметра руки за счет ее наполнения кровью во время венозной окклюзии (это давлении на конечность, которое прекращает венозный отток, не нарушая проходимость артерий). Но такой способ достаточно трудоемкий: системы для контактных измерений сложно настраивать и использовать, к тому же они дорогостоящие и требуют индивидуального подхода для каждого пациента.

По словам Алексея Камшилина, контактный измерительный процесс плох еще и тем, что любое воздействие на руку влияет на полученный результат, а это отражается на точности полученных данных.

«Задача научиться точно измерять кровоток появилась еще несколько веков назад. Тогда работали, можно сказать, по методу Архимеда: руку помещали в воду, брали жгут и пережимали конечность так, чтобы прекратить венозный отток. В это время в конечность поступала артериальная кровь и медики следили, как за 5 ударов сердца увеличивался объем руки и столько воды при этом выливалось. Способ старый, но уже тогда он помогал докторам получить оценку о работе кровеносной системы. Далее система совершенствовалась, но она всегда была контактная. О бесконтактных методах исследователи начали задумываться только 80 лет назад. Мы первые, кому удалось это реализовать», - рассказывает ученый.

Новая измерительная система работает по принципу обычной видеосъемки кожного покрова в зеленом освещении и последующей цифровой обработки записанных изображений. Цвет выбран не случайно, дело в том, что красные кровяные тельца поглощают его лучше всего, а это помогает отследить их движение по сосудам. Для улучшения надежности измерения свет пропускается через фильтр, чтобы он был поляризованным. В Университете ИТМО отметили, что петербургские специалисты сами создавали программное обеспечение: заказывали и собрали технику, необходимую, чтобы синхронизировать и одновременно обработать поток данных с четырех камер, снимающих руку со всех сторон. В дальнейшем эксперты планируют обойтись всего одной камерой.

Сама идея создать новое устройство появилась еще в 2015 году, когда разработчики ИТМО и сотрудники центра имени Алмазова занимались проектом диагностики мигрени, который спонсировал Российский научный фонд.

«Мы разрабатывали бесконтактную систему для измерения пульсаций крови на лице и решили ее применить для определения кровотока конечностей. Оказалось, что это действительно работает. Хотя никто не верил в успешность задумки. Нужны были доказательства, что это необходимые нам данные. Фактически, нам требовалось найти связь между покраснением руки и кровотоком в конечностях. Это была более сложная задача, которую удалось решить путем разработки и создания специального стенда для одновременного измерения стандартным методом и новым», - объясняет сотрудник ИТМО.

Ученые уверены, что разработка поможет диагностировать заболевания нервной системы и сердца, но поскольку она бесконтактная, то спектр ее применения может быть в будущем расширен. Например, систему опробуют на измерении кровотока в ногах. Если эксперимент удастся, то это станет большим шагом в медицине, который позволит выявлять  на ранних стадиях диабет и ряд других болезней.

«Новая техника будет интересна как эндокринологам, так и сосудистым хирургам, которые занимаются лечением варикозной болезни вен нижних конечностей, а также восстановлением кровотока у пациентов с атеросклерозом артерий», - считает Камшилин.

Сейчас это устройство есть только в центре имени Алмазова. О его дальнейшем массовом внедрении пока речи не идет. Тем не менее научная работа о трудах петербургских исследователей, опубликованная в журнале Biomedical Optics Express, вызвала большой резонанс в медицинском сообществе.

    Текст: Город+ Фото: пресс-служба Университета ИТМО
Автор статьи
Город +