Политехники первыми в мире разработали прибор высокого разрешения для ранней диагностики внезапной сердечной смерти
Ученые лаборатории медицинского приборостроения Института неразрушающего контроля Томского политехнического университета разработали электрокардиограф на наносенсорах высокого разрешения для ранней диагностики признаков угрожающей сердечной смерти, аналогов которому нет в мире.
Уникальный прибор
— Прибор способен регистрировать микропотенциалы на электрокардиограмме в реальном времени в широкой полосе частот без осреднения и фильтрации сигналов, что отличает его от обычных электрокардиографов, — говорит и.о. руководителя лаборатории медицинского приборостроения ТПУ, руководитель научного проекта Диана Авдеева. — Это позволяет вовремя выявлять и предотвращать угрожающие жизни риски и осложнения многих заболеваний сердечно-сосудистой системы. Наиболее грозным из таких рисков является внезапная сердечная смерть (ВСС), когда происходит быстрая (в течение одного часа от начала симптомов заболевания — прим.авт.) остановка сердечной деятельности.
В группе риска развития ВСС — пациенты с острым инфарктом миокарда, сердечной недостаточностью, нарушениями сердечного ритма. Внезапная сердечная смерть наступает всегда неожиданно, независимо от того, выявлялось ли ранее заболевание сердца у человека или нет.
Поисками методов ранней диагностики угрозы развития ВСС сегодня озабочены во всем мире. Определенных успехов в достижении качественно нового уровня решения этой проблемы удалось добиться ученым ТПУ.
— Для того чтобы определить риск развития внезапной сердечной смерти, нужна ранняя диагностика и поиск новых диагностических признаков этой опасности, — говорит Диана Константиновна. — Сейчас мы можем фиксировать сердечные микропотенциалы в широкой полосе и в реальном времени, следовательно, и видеть то, что не удавалось распознать при использовании предшествующих медицинских технологий.
Разработкой приборов для кардиологии в лаборатории ТПУ занимаются уже более пяти лет. За эти годы создан целый ряд приборов медицинского назначения. На основе этих наработок удалось создать уникальный продукт — электрокардиограф, который позволяет диагностировать признаки, угрожающие развитием внезапной сердечной смерти.
— Эти признаки и вероятность внезапной сердечной смерти можно определить только на уровне микропотенциалов, но ни один используемый сегодня в медицине кардиограф не работает с таким разрешением, — говорит руководитель проекта. — У используемых в медицине кардиографов чувствительность 100 микровольт на миллиметр, а разработанные нами наносенсоры позволили регистрировать сигналы в реальном времени в широкой полосе уровнем меньше микровольта — от 300 нановольт (0,3 микровольта). Это дает представление о мельчайших изменениях электрической проводимости, возбудимости и автоматизма сердечной мышцы.
Наносенсоры — это также медицинские электроды, но они в отличие от существующих в мире (ученым ТПУ удалось создать единственные в мире) обладают помехоустойчивостью. Они аккумулируют сигнал сердца и ослабляют помехи.
— Благодаря высокому разрешению очень точно можно зафиксировать начало работы предсердий, длительности сердечных комплексов, которые отражают индивидуальные особенности работы сердца данного человека, — поясняет ученый. — Сердечные комплексы и микропотенциалы не искажены, так как в приборе мы не используем ни одного фильтра, ограничивающего сигнал в области низких и высоких частот.
— Мы по заданию ФЦП создаем аппаратно-программный комплекс, который будет прост в управлении как обычный кардиограф, — рассказывает Диана Авдеева. — С ним сможет легко работать даже медицинская сестра. Он будет построен на основе ПК либо ноутбука. Другими словами, наш кардиограф можно брать с собой на вызовы на дом к пациенту. Мы поставили задачу создать для нашего здравоохранения прибор высокого разрешения для широкого применения в поликлиниках. Высокоточный кардиограф предупредит об угрозе жизни Сейчас ученые создают программное обеспечение и совместно с медицинскими партнерами — НИИ кардиологии СО РАМН, Научным центром сердечно-сосудистой хирургии им. Бакулева РАМН, Институтом химии твердого тела и механохимии СО РАН — проводят клинические исследования. Индустриальным партнером для производства оборудования выступит московское предприятие ОАО НПО «Экран» (Росздравнадзор).
— Мы проводим исследования с отделением неотложной кардиологии НИИ кардиологии, — говорит ученый. — У нас набран уже большой статистический материал, на основе которого в результате его обработки можно получить новые научные данные, новые научные статьи, новые и перспективные медицинские технологии. Есть автоматизированная универсальная база хранения данных.
Кроме того, в планах — создание портативного прибора высокого разрешения для домашнего применения, которым смогут самостоятельно пользоваться люди из группы повышенного риска.
— Очень важно, чтобы и бытовой аналог прибора показывал точные данные, — отмечает наш собеседник. — Точность показаний даже домашнего ЭКГ очень важна. Необходимо вовремя обратиться к врачу, чтобы не допустить развитие инфаркта миокарда, который может привести к внезапной сердечной смерти. Поскольку кардиограф — это средство измерения, для того чтобы он показывал точные данные, его нужно ежегодно поверять в специальном сервисном центре. Ученые ТПУ планируют не только создать сам прибор и внедрить его в широкое использование в системе здравоохранения, но и осуществлять его сервисную поддержку.
— Главная цель данной разработки — дать людям прибор, способный на ранней стадии болезни предупредить человека и врачей об угрозе развития внезапной смерти, чтобы заблаговременно исключить возможность неблагоприятного исхода путем применения необходимых лечебных мероприятий, — уточняет Диана Авдеева. — Для этого потребуются серьезные медицинские исследования, наблюдения за пациентами, которые войдут в группу риска по показаниям данного прибора. Мы надеемся, что с внедрением новой медицинской технологии в медицинскую практику значительно уменьшится количество инфарктов и случаев внезапной сердечной смерти.
Екатерина Кондрашова