Биомедицинская техника, аневризма аорты, механические свойства сосудов… Чтобы вникнуть в то, чем занимаются на одной из кафедр ТГТУ, обычному человеку, кажется, придётся предварительно составить мини-словарь. И хотя наш собеседник умеет терпеливо и доходчиво всё объяснить, форма в данном случае соответствует содержанию: всё это очень сложно.
Кафедра биомедицинской техники в Тамбовском государственном техническом университете образовалась в 2006 году. Возглавляет её доктор технических наук, профессор Сергей Фролов, и первый наш вопрос ему касается самого понятия «биомедицинская техника».
– Есть медицинская техника, есть биомедицинская, – отвечает Сергей Владимирович. – Последнее понятие немного шире, поскольку в него входят ещё и приборы, которые используются в биологических экспериментах, то есть с исследовательскими целями. В то время как медицинская преследует практические – применяется в процессе лечения. Правда, в медицине биомедицинские приборы тоже применяются, например, для биохимических анализов. Но основная работа связана у нас всё-таки с медицинской техникой.
Складывается она из преподавательской и научной деятельности. Инженеры, которых здесь готовят, трудятся не только в нашем регионе, но и в Москве, Санкт-Петербурге, Рязани, Нижнем Новгороде, а также за границей. Они востребованы в фирмах, занимающихся поставкой и обслуживанием медицинской техники, некоторые становятся директорами этих фирм. При этом наблюдается закономерность: когда человек поступает, вакансий по его специальности меньше, чем когда он выпускается, то есть рынок труда постоянно расширяется.
Ответ коварной аневризме
Перед современной наукой, по словам Сергея Фролова, постоянно возникают новые задачи, требующие быстрого решения:
– Один из последних вызовов – появление инфекции, совершенно непонятной, которую науке только предстоит оценить. За короткий промежуток времени это сделать невозможно, требуются более длительные исследования. Поэтому к появлению новых вызовов нужно готовиться заранее – предвидеть их и работать в разных направлениях.
Последние несколько лет на кафедре биомедицинской техники ТГТУ трудятся над решениями, которые упростят и повысят эффективность лечения аневризмы сосудов головного мозга. Проект осуществляется при финансовой поддержке Российского научного фонда и состоит из двух частей: моделирования кровотока и оценки механических свойств сосудов.
Заболевание встречается у 3-5% населения и представляет собой выпячивание стенки церебрального сосуда. Симптомы долгое время отсутствуют, часто человек обращается к врачу уже в критическом состоянии, когда аневризма начинает давить на отделы головного мозга. Дальше – компьютерная томография с применением контрастных веществ, подтверждение диагноза и выбор варианта лечения, один из которых – установка в церебральный сосуд специального стента, направляющего поток крови в правильное русло.
– Стент вводится через бедренную артерию, – говорит Сергей Фролов. – Операция малоинвазивная, но всё равно тяжёлая – всегда есть опасность разрыва аневризмы, что означает летальный исход. Моделирование кровотока, которое мы разработали, позволяет заранее оценить вероятность разрыва и то, как установка потоконаправляющего стента будет влиять на кровоток.
Чтобы создать модель кровотока, на основе данных ангиографии пациента проводятся высокопроизводительные компьютерные вычисления. Результаты врачи смогут использовать при принятии дальнейших решений. Кстати, о врачах: подобные операции проводят в основном в трёх федеральных медицинских центрах – в Центре нейрохирургии имени Бурденко, Национальном медицинском исследовательском центре имени Алмазова в Санкт-Петербурге и Национальном медицинском исследовательском центре имени академика Мешалкина в Новосибирске. Им в первую очередь и адресована разработка.
– Однако моделирование – это всё-таки прогноз, – продолжает профессор. – Как любой прогноз, он имеет степень вероятности и в какой-то момент может оказаться ошибочным. Более объективные показатели даёт инструментальное исследование – вторая, более сложная часть нашей работы. Пока она ведётся на фантомах – на трубках, макетах, будем так говорить, с использованием оптической когерентной томографии. Но в перспективе с помощью этой технологии можно будет получать объективные данные о состоянии сосудов и вероятности разрыва аневризмы.
Напомним, что речь идёт о сосудах головного мозга: внутренний диаметр артерии, на которую устанавливают стент, – около 3 мм, просто так до неё не добраться, точность любых манипуляций должна быть максимальной. Что же придумали учёные?
– Предполагается, что измерение будет производиться во время операции по установке потоконаправляющего стента. Через ту же бедренную артерию в сосуд вводится оптический зонд, излучающий инфракрасный свет. Это абсолютно безвредно – просто освещают сосуд, отражённый свет обрабатывается компьютером, и по деформации стенки сосуда, возникающей при сердечных сокращениях, определяют механические свойства сосуда, – объясняет Сергей Владимирович.
В этом году работа по проекту заканчивается, но в дальнейшем технология может получить развитие в плоскости оптической эластографии: исследовать с помощью зонда можно не только артерии головного мозга, но и крупные сосуды, например аорту, также подверженную аневризме.
Догнать и перегнать
Разработки тамбовских учёных вызывают ещё большее удивление и восхищение, когда узнаёшь о проблемах, сопровождающих процесс. Первая из них связана с необходимостью высококвалифицированных кадров, количество которых в человеческом обществе ограничено. Вторая – с привлечением этих кадров к научной работе. Ведь чтобы создавать технику, опережающую время, нужна концентрация физических и умственных возможностей и огромная самоотдача. Учёным приходится многим жертвовать, включая своё свободное время. По этим причинам способные выпускники часто выбирают альтернативный путь – устраиваются в коммерческие структуры.
– Заниматься наукой тяжело, – признаётся наш собеседник. – А к российской науке требования особенно высокие. Мы должны быть в одном ряду с Англией, Америкой, Германией, Японией и другими странами, для этого нужно очень много работать.
Вера Дашкова
Фото: Алексей Бучнев
Если вам понравилась статья, ставьте лайк и подписывайтесь на канал «Притамбовье»
