ФАКТЫ ИЗ ОБЛАСТИ МЕДИЦИНЫ И ФИЗИКИ | Учёные из университета МФТИ совместно с медиками из Национального центра гематологии предложили новую методику расчёта рисков тромбозов у пациентов с учётом физических особенностей движения крови в сосудах.
Что будет, если инженеров свести с медиками
МФТИ или Московский физико-технический институт в основном специализируется на физике, математике, информационных технологиях и инженерных науках. Когда сильные «технари» объединяются со специалистами других направлений, тогда и появляются интересные наработки в смежных областях, так получилось и в этот раз…
МФТИ, кстати, нередко входит в рейтинги лучших университетов России согласно академической репутации. Так, например, выглядел рейтинг лучших российских институтов в 2023 году:
- 1 место. МГУ имени М. В. Ломоносова (Московский государственный университет);
- 2 место. СПбГУ (Санкт-Петербургский государственный университет);
- 3 место. Новосибирский государственный университет (НГУ);
- 4 место. МФТИ (Московский физико-технический институт);
- 5 место. Высшая школа экономики (ВШЭ).
В свою очередь, Национальный центр гематологии (ФГБУ НМИЦ гематологии Минздрава России) – это в своё время вообще первый в мире (!) Институт переливания крови, основанный ещё в 1926 году.
В своё время Институт переливания крови значительно повысил уровень организации и эффективности проведения гемотрансфузий (медицинский термин, обозначающий «переливание крови»). Это стало особенно важным во времена Великой Отечественной войны для лечения раненых солдат и граждан.
Институт обеспечивал в 1941-1945 гг. своевременное и массовое донорство крови, разработку методов хранения и транспортировки крови, а также подготовку медицинских кадров. Благодаря его работе удалось значительно снизить смертность от кровотечений и повысить шансы на выздоровление раненых.
В целом, деятельность института переливания крови стала важной составляющей медицинской поддержки фронта и способствовала спасению множества жизней в тяжёлых условиях военного времени. За 4 года войны (или 1418 суток = 3 года 10 месяцев 18 дней) было проведено 7 миллионов гемотрансфузий общим объёмом 1,7 млн литров консервированной крови.
И вот в наше время специалисты этих двух уважаемых организаций МФТИ и Национального центра гематологии объединились, чтобы исследовать процесс тромбообразования в сосудах.
Как и зачем появляются тромбы в сосудах
Внутри сосудов или полостей сердца сгустки крови могут превращаться в тромбы. Большинство тромбов прикреплены к стенкам сосудов, но встречаются и неприкреплённые формы, которые могут представлять опасность для здоровья.
При нормальных показателях коагуляции (то есть «свёртывания крови») тромбы играют важную роль в остановке кровотечения при повреждении сосудов. Если бы наша кроветворная система не обладала такой возможностью, как формирование тромбов, то при любой, даже самой малой царапине, можно было бы погибнуть от кровопотери. Это если всё в норме…
Но как только показатели коагуляции нарушаются, говорят о заболеваниях крови. Как правило, в 60-70% случаев у таких болезней наследственные причины, связанные с отдельными генами в геноме конкретного человека. Чуть подробнее о генах и ДНК – в статьях про бесплодие из-за генных мутаций и про генетическое тестирование.
Заболевания кроветворной системы условно можно разделить на 2 группы
1 группа. Условно «слабое тромбообразование»
При плохой свёртываемости крови говорят о такой болезни, как гемофили́я. В этом случае кровеносная система не способна к «самозаживлению» повреждённых участков.
Особая опасность для человека, больного гемофилией, кроется во внутренних кровотечениях, так как обнаружить их локализацию гораздо сложнее, чем в случае внешних кровотечений. При этом спасти жизнь человеку в такой ситуации сможет лишь экстренно оказанная неотложная помощь медиков, наилучший вариант – максимально быстрая помощь профессионалов сразу же после обнаружения. Промедление чревато негативным сценарием вплоть до летального исхода.
2 группа. Условно «сильное тромбообразование»
При чрезмерной свёртываемости крови, наоборот, говорят о тромбофили́и. Это состояние, при котором кровь сворачивается слишком быстро, что приводит к образованию тромбов и повышенному риску тромбозов.
И гемофилия, и тромбофилия в случае негативного сценария – это весьма опасные состояния для человека. Правда, сегодня для их профилактики (если они своевременно обнаружены и зарегистрированы медиками) используются эффективные методы борьбы.
В то время, когда жил наследник Алексей Николаевич Романов, специальных препаратов ещё не было, они появились лишь в 1960-е годы. Именно поэтому молодого цесаревича при императорском дворе очень берегли и многое ему не позволяли, чтобы он нечаянно не повредился, иначе кровотечение очень сложно было бы остановить…
Что предложили специалисты из Центра переливания крови и МФТИ
МФТИ активно занимается междисциплинарными исследованиями, включая применение математического моделирования и искусственного интеллекта в медицине. В рамках таких проектов могут разрабатываться алгоритмы оценки рисков заболеваний на основе анализа больших данных и моделирования. Так случилось и в этот раз – с оценкой индивидуальных рисков тромбоза.
Обычно при определении интенсивности тромбообразования у пациента берётся кровь на анализы для оценки показателей коагуляции (свёртываемости крови). В целом, лабораторная диагностика – это хороший и действенный способ оценить риски для своего здоровья.
Но в случае определения вероятности тромбообразования слабое место стандартного перечня лабораторной диагностики: не учитываются такие индивидуальные особенности здоровья человека, как состояние сосудов и сила сердечного выброса крови (объём крови, выбрасываемый сердцем за одно сокращение). Как показывают исследования, именно эти индивидуальные факторы крайне важны для понимания процессов не только тромбообразования, но и работы кроветворной системы в организме конкретного человека.
При этом нужно понимать, что оценить эти показатели – скорее удел физиков. Ведь речь идёт о трении и сопротивлении, возникающие во время движения крови по сосудам. Эти показатели напрямую влияют на вероятность тромбоза.
По сути, специалисты из МФТИ предложили оценивать вероятность активации тромбоцитов с учётом гидродинамических особенностей кровотока пациента. Расчёт таких индивидуальных рисков напоминает аналог таргетной терапии (целенаправленное лечение с учётом индивидуальных особенностей пациента) при лечении рака, но в этом случае речь идёт о сердечно-сосудистых заболеваниях. Давно известно, что именно от этих болезней в мире умирает больше всего людей, занимая первое место.
Во время исследования физики обратили внимание: чем интенсивнее течение крови, тем выше риск тромбоза. При этом важным является и показатель напряжения между стенкой сосуда (к которой прикреплён тромб) и непосредственно тромбом. И вот как раз этот показатель может сильно отличаться от пациента к пациенту…
Подпишись на канал ФАКТОРИКУМ - не пропусти интересные новости
На основе этого специалисты разработали специальную программу, которая поможет медикам выполнить автоматический расчёт рисков тромбоза у пациента в конкретном кровеносном сосуде с учётом биохимических особенностей движения крови по сосудам и артериального давления. Результат расчётов показывает, какое максимальное давление пациента способно активировать тромб в сосуде, превратив его из прикреплённого в блуждающий.
Берегите здоровье и своевременно обращайтесь за профессиональной медицинской помощью – будьте здоровы!
А что вы думаете насчёт этого? Напишите в комментариях. Команде ФАКТОРИКУМА интересно узнать, что думают читатели
Лайки, комментарии, подписка приветствуются!
Читайте далее: Кольская скважина – амбициозный и одновременно очень странный советский проект
#тромбоз #медицина #цесаревич #романовы #гемофилия