Поиск по сайту

Введите поисковый запрос

Измерить скорость кровотока поможет оптика

Среда 10 Августа Научные достижения

Скорость кровотока является важным параметром, который необходимо знать врачам для диагностики и лечения ряда заболеваний, – например, атеросклероза нижних конечностей или синдрома диабетической стопы. Но современные приборы для ее измерения либо недостаточно точны, либо слишком дороги. Резиденты Технопарка Университета ИТМО – компания VISmart – предложили свой прибор, который значительно дешевле аналогов, а скорость кровотока в нем измеряется с помощью оптики.

Как рассказывает генеральный директор компании VISmart и сотрудник международной лаборатории Университета ИТМО «Интеллектуальные методы обработки информации и семантические технологии» Юрий Емельянов, самый распространенный способ измерения скорости кровотока заключается в том, чтобы прицельно снимать ее по крупным артериям с помощью ультразвукового допплера, который работает на тех же принципах, что и радары дорожных полицейских. Однако во многих случаях недостаточно знать скорость кровотока только в крупных сосудах: значительная часть крови поступает в конечности по мелким сосудам, и скорость крови в периферийной кровеносной системе является критически важным параметром, если нужно наблюдать, например, за скоростью заживления кожного покрова.

Для того, чтобы узнать среднюю скорость кровотока в конечности, медики используют так называемый окклюзионный метод: руку или ногу пережимают пневматической манжетой, отток крови снижается, конечность начинает набухать, и по скорости этого набухания можно судить о том, насколько быстро кровь течет по всем сосудам одновременно – без разделения на скорость в крупных и мелких сосудах. Для получения результатов используется либо резервуар с водой (измеряется то, как быстро меняется уровень воды), либо специальная трубка, заполненная индий-галлиевой смесью, электрическое сопротивление которой меняется в зависимости от давления. Однако у обоих этих методов есть существенные недостатки. Метод с резервуаром недостаточно точен, а трубки со смесью, меняющей сопротивление, слишком дороги в изготовлении, чтобы менять их регулярно по мере износа. Чтобы решить эту проблему и удешевить процесс диагностики скорости кровотока, в компании VISmart предложили отслеживать изменения объема конечности оптическими методами.

«Наше решение состоит из системы светодиодных лазеров и светочувствительных элементов. Лазер создает световое пятно на приемном устройстве, конечность отбрасывает тень, и по положению границы можно наблюдать за изменениями объема, которые мы снимаем в двух проекциях. Оптическими методами мы также получаем частоту биения сердца. Мы провели ряд измерений, и специалисты из медицинского исследовательского центра имени Алмазова подтвердили работоспособность нашего подхода», – рассказывает Юрий Емельянов.

Окклюзионная лазерно-оптическая плетизмография позволяет регистрировать как объемную скорость кровотока, так тонус и емкость вен в изучаемом участке. Метод с измерением скорости кровотока по изменению электрического сопротивления в манжете развивают в США, но американский прибор в разы превышает стоимость установки, созданной учеными из Университета ИТМО. Аналитик лаборатории «Интеллектуальные методы обработки информации и семантические технологии» и коммерческий директор компании VISmart Дмитрий Павлов добавляет, что повсеместное внедрение прибора, измеряющего скорость кровотока, может значительно снизить финансовую нагрузку на систему здравоохранения.

«Например, есть такое заболевание, как вегетососудистая дистония. Под этим ярлыком может скрываться целый букет заболеваний, которые не диагностируют из-за отсутствия нужных средств у врачей. Окклюзионная плетизмография позволяет понять природу заболевания и подобрать соответствующее лечение, – говорит Дмитрий Павлов. – В развитых странах Европы прямые и косвенные потери от этих патологий приводят к экономическим потерям до нескольких миллиардов рублей в год из-за утраты трудоспособности и лечения пациентов, диагностика заболевания которых была проведена невовремя. Наш прибор может помочь системе здравоохранения не терять эти деньги. Однако этот метод диагностики не настолько универсален, как, например, магнитно-резонансная томография, поэтому убедить в необходимости его внедрения гораздо сложнее».

Отметим, что сейчас окклюзионный лазерно-оптический плетизмограф установлен в Северо-Западном федеральном медицинском исследовательском центре имени В. А. Алмазова.

Александр Пушкаш,

Редакция новостного портала Университета ИТМО