18+
18+

Томские ученые разработали прибор с наносенсорами для обнаружения ранних признаков внезапной сердечной смерти

Медицина и здоровье, Образование и наука, Томские новости, ТПУ, сердечная смерть умерли внезапная смерть ранние признаки лечение кардиология Томские ученые разработали прибор с наносенсорами для обнаружения ранних признаков внезапной сердечной смерти

Ученые Томского политехнического университета создали аппаратно-программный комплекс для измерения микропотенциалов сердца в реальном времени без фильтрации и усреднения кардиоциклов. Разработка позволяет регистрировать ранние патологические изменения в работе клеток сердечной мышцы, которые могут привести к внезапной сердечной смерти.

Как уточняют в пресс-службе вуза, в России и в мире аналогов томскому прибору по целому ряду ключевых характеристик на сегодняшний день не существует. Результаты четырехлетних измерений микропотенциалов с помощью этого прибора с участием добровольца опубликованы в журнале Measurement (IF: 3,364; Q1).

Сердце постоянно генерирует электрические сигналы. Они вызывают сокращение сердечной мышцы и помогают сердцу выполнять функцию насоса. По форме и длительности этих импульсов можно судить о состоянии сердца. Основной метод регистрации электроимпульсов, который используется повсеместно, — это электрокардиография (ЭКГ). Но современные аппараты ЭКГ фиксируют уже критические изменения в работе сердечной мышце — миокарде.

«Поэтому остро стоит вопрос создания средств именно ранней диагностики этих нарушений, когда работу клеток можно восстановить медикаментозно, без операционного вмешательства. Для этого нужно фиксировать энергию микропотенциалов —электрических сигналов, испускаемых отельными клетками. Но как это сделать неинвазивно? Наш коллектив долгое время работал над этой задачей, в результате мы с участием коллег-медиков разработали программно-аппаратный комплекс. Суть его работы похожа на ЭКГ, но мы изменили датчики: сделали наносенсоры вместо обычных датчиков и смогли измерять сигналы нановольтового и микровольтового уровня без фильтрации и усреднения в широкой полосе частот. Использование наносеноров повлекло за собой необходимость применять оригинальные схемотехниеские решения, писать свое программное обеспечение. В итоге мы получили колоссальную разницу в чувствительности», — говорит научный руководитель проекта, заведующая лабораторией «Медицинская инженерия» ТПУ Диана Авдеева.

Комплекс состоит из набора датчиков (сенсоров), компактного основного устройства для фиксации поступающих сигналов от сенсоров и программного обеспечения для обработки данных. Датчики закрепляются на грудной клетке человека с использованием стандартного проводящего геля. Процедура мониторинга занимает около 20 минут.

Стандартные электрокардиографы работают на частотах от 0,05 до 150 герц, прибор томских ученых — на частотах до 10 000 герц.

«Для качественного съема ЭКГ обычно применяют хлорсеребряные электроды. Наши датчики тоже хлорсеребряные. Но мы использовали наночастицы серебра. В каждом нашем сенсоре находится до 16 тонких пластинок из пористой керамики, в этих порах размещаются наночастицы серебра. В одном датчике миллионы частиц, каждая является хлорсеребряным наноэлектродом, способным усиливать электрическое поле сердца. Наночастицы серебра и золота способны усиливать электромагнитное поле: видимый свет в 10 000 раз, инфракрасное излучение в 20 раз. Также мы отказались от использования фильтров для подавления сетевой помехи и шумов, которые обычно используются в стандартных ЭКГ и значительно искажают микропотенциалы», — говорит Диана Авдеева.

В опубликованной статье представлены данные мониторинга работы сердца одного добровольца. В течение четырех лет он участвовал в исследованиях и проходил процедуру мониторинга каждые 7-10 дней.

«В начале нашего исследования у добровольца мы фиксировали явные нарушения работы клеток миокарда. Его лечащий врач рекомендовал ему операцию, в НИИ кардиологии ему был установлен стент. Затем он продолжил участие в исследованиях, и прибор зафиксировал дальнейшее постепенное восстановление работы сердца», — отмечает ученый.

Ранее проект ученых получил поддержку технологической платформы «Медицина будущего» и федеральной целевой программы. Создавался комплекс в партнерстве со специалистами НИИ кардиологии Томского НИМЦ, индустриальным партнером выступало московское предприятие ОАО НПО «Экран».

«Была поставлена задача создать чувствительный, компактный и доступный по цене комплекс, чтобы в перспективе его могли себе позволить поликлиники и пользователи на дому. Кроме того, разработанные методы и средства могут быть использованы не только в кардиологии. Перспективными являются направления любых электрофизиологических исследований, таких как электроэнцефалография, электромиография и так далее. Но, конечно, до внедрения в кардиологии нам нужно пройти еще несколько важных этапов. Это и сбор нужного массива статистических данных, сертификация комплекса для медицинского использования. Все эти этапы требуют подключения финансирования, мы сейчас заняты поиском партнеров и поддерживающих программ», — говорит участник исследовательского коллектива, инженер лаборатории «Медицинская инженерия» Михаил Южаков.

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».

Тэги/темы:
Томские новости

В Томской области назначили нового начальника правового департамента

6 мая 2022
Томские новости

Новый глава Томской области заключил срочные контракты с прежними заместителями губернатора

12 мая 2022
Томские новости

Фестиваль «Том Сойер Фест Томск» приглашает на открытие нового сезона

11 мая 2022
Томские новости

В Томской области начали работу пункты серопрофилактики

22 апреля 2022
Томские новости

Часть коронавирусных коек в Томской областной клинической больнице вернули для работы по профилю

29 апреля 2022
Томские новости

Более 50 случаев заболевания коронавирусом зарегистрировано в Томской области

19 мая 2022
Томские новости

Схема движения общественного транспорта в Томске изменится 1 мая

29 апреля 2022
Томские новости

Власти Томска решают вопрос о целесообразности восстановления сломанных вандалами фонарей в сквере на Усова

26 апреля 2022
Томские новости

В Томске установили пешеходные мостики на ремонтируемой ул. Гагарина

16 мая 2022
Комментарии для сайта Cackle