По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в год от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) умирает 17,9 миллионов человек по всему миру. Возникает острая необходимость в раннем выявлении болезней сердечно-сосудистой системы, поэтому учёные заинтересованы в разработке новых инновационных подходов систем диагностики.
О сложном простыми словами
В эпоху умных часов и фитнес-браслетов, отслеживающих каждый шаг и удар сердца, мало кто задумывается о самой технологии и специфике её реализации.
Основной канал информации этих гаджетов – фотоплетизмография (ФПГ). Это сложное слово обозначает простой, но революционный метод, который незаметно встроился в нашу повседневность. ФПГ – это метод диагностики, который позволяет определить кровенаполнение сосудов в каждый момент времени. ФПГ уже превратилось из лабораторного инструмента в неотъемлемый атрибут повседневности на стыке технологий и медицины, давая возможность выявлять различные сосудистые заболевания, включая аритмию, варикозное расширение вен, атеросклероз периферических артерий и другие патологии.
Современная ФПГ чаще всего используются для подсчёта частоты сердечно сокращений (ЧСС) и насыщенности крови кислородом. Однако, получаемый с устройства сигнал содержит в себе не менее важную информацию, которая до недавнего времени не учитывалась – сведения о динамике систем регуляции. Для функционирования организма важно не просто здоровье отдельных его органов и систем, а их согласованная работа. За этот процесс отвечают контуры (симпатическая регуляция).
Например, во время физической нагрузки контуры регуляции обеспечивают согласованное увеличение частоты сердечных сокращений, дыхательных движений и тонуса мышц сосудистой стенки для обеспечения кислородом головного мозга и скелетной мускулатуры.
Новый подход от СГУ
Научная группа Саратовского университета под руководством заведующего кафедрой динамического моделирования и биомедицинской инженерии А.С. Караваева уже несколько лет занимается разработкой устройства анализа многоканальных фотоплетизмограмм.
Традиционно в ходе диагностики системы организма изучаются по-отдельности, без учёта их взаимодействия. Однако, анализ особенностей коллективной деятельности регуляторных контуров способен дать новую важную диагностическую информацию.
В рамках проекта Российского научного фонда (РНФ) разрабатывается новый аппаратно-программный комплекс, позволяющий в ходе обработки многоканальных записей ФПГ количественно описать характеристики взаимодействия контуров регуляции.
Результаты исследования могут применяться для создания нейросетевых систем поддержки принятия врачебных решений, диагностики социально-значимых патологий и мониторинга здоровья на базе мобильных гаджетов.
Текст и фото: Дмитрий Ковшов
#наукабудущего
#наукамолодых
#медиакод