Исследователи из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН при поддержке Российского научного фонда представили новый уникальный метод — визуализирующая фотоплетизмография (ВФПГ), позволяющий заглянуть в самые глубокие структуры сосудистой системы головного мозга, оценить их состояние и динамику в реальном времени. Эта технология открывает широкие перспективы для медицины, прежде всего в области хирургии, интенсивной терапии, кардиологии и наблюдения за состоянием пациентов в сложных клинических ситуациях.
Возможности ВФПГ: шаг в будущее медицины
Благодаря инновационному подходу, ВФПГ способна регистрировать мельчайшие изменения тонуса и объема крови не только в поверхностных, но и в расположенных глубоко церебральных артериях. Традиционные методы ранее позволяли оценить лишь кровоток в поверхностном слое, считая это главным источником пульсационного сигнала. Однако новые эксперименты убедительно показали, что система позволяет наблюдать за состоянием артерий мозга гораздо глубже. Это означает качественно иной уровень диагностики, особенно когда стандартные сенсоры неэффективны — например, при термических повреждениях кожи, наблюдении за новорожденными или во время оперативных вмешательств.
Российский научный фонд и междисциплинарное сотрудничество
Важную роль в реализации проекта сыграло взаимодействие Института автоматики и процессов управления ДВО РАН с ведущими клиническими и научными учреждениями страны: Северо-Западным окружным научно-клиническим центром ФМБА, Институтом физиологии имени И.П. Павлова РАН, Первым Санкт-Петербургским государственным медицинским университетом имени И.П. Павлова. Научная кооперация обеспечила высокий уровень экспериментов, для которых использовались лабораторные животные. Комплексная научно-техническая база позволила совместить видеорегистрацию и электрокардиографию, что обеспечило получение точных данных и максимальную достоверность результатов.
Экспериментальное подтверждение глубины и точности метода
В ходе серии опытов исследователи вводили лабораторным крысам препараты с принципиально разным действием на сосуды: аденозинтрифосфат (АТФ), расширяющий артерии, и норадреналин, вызывающий их сужение. При поступлении АТФ в организм наблюдалось снижение артериального давления при резком усилении кровотока в глубинных структурах мозга — это свидетельствовало о срабатывании защитного механизма саморегуляции кровоснабжения. В случае введения норадреналина, несмотря на кратковременный рост давления, из-за сужения артерий кровоток становился менее интенсивным. Этот эффект противоположен динамике системного давления и говорит об автономии регуляторных процессов непосредственно в сосудах мозга.
Потенциал клинических применений ВФПГ
Открытие того, что визуализирующая фотоплетизмография способна отслеживать реакцию глубоких церебральных артерий, чрезвычайно важно для практикующих врачей. Препараты АТФ и норадреналин применяются повсеместно в отделениях интенсивной терапии и кардиологии. Возможность объективно оценивать, как именно реагируют главнейшие сосуды мозга на эти вещества, дает врачам новый инструмент для индивидуального подбора терапии, снижая риски гипо- или гиперперфузии мозга. Персонализация лечения становится доступнее, повышается безопасность медицинских вмешательств, и важно отметить, что наблюдение осуществляется без физического контакта с кожей пациента, что сокращает вероятность осложнений, связанных с инфицированием или травматизацией.
Технологические инновации и качество измерений
Научная группа Института автоматики и процессов управления ДВО РАН уделяет особое внимание модернизации своих решений. Уже создан усовершенствованный алгоритм, обеспечивающий бесконтактную и точнейшую оценку времени, за которое кровь доходит от сердца до определенного отдела тела, например, до руки. Система устойчива даже к непроизвольным движениям пациента, ранее серьезно ограничивавшим использование оптических измерителей в больничной практике. Это обеспечивает практическую ценность технологии и ее удобство для врачей и пациентов, открывая путь к внедрению в ежедневную работу клиник и медицинских центров.
Перспективы и значение для отечественной науки
Работа Института автоматики и процессов управления ДВО РАН при- поддержке Российского научного фонда — весомый вклад в развитие отечественных технологий на стыке инженерии, физики и медицины. ВФПГ уже продемонстрировала свою уникальность, высокую чувствительность и точность. В ближайшем будущем эта система может стать одним из главных инструментов для неинвазивного мониторинга сосудистых состояний мозга, повысить качество диагностики и безопасности лечения в самых сложных медицинских ситуациях. Итоги многолетней работы вдохновляют на дальнейшее развитие направления и открывают новые горизонты для междисциплинарных исследований и внедрения их в практику здравоохранения.
Источник: indicator.ru
