Business is booming.

Отложенная революция: академик о будущем медицины, изобретенном в 90-е

0 1

Отложенная революция: академик о будущем медицины, изобретенном в 90-е

Читать ria.ru в
Электроимпедансный томограф (ЭИТ) – уникальный диагностический прибор, изобретенный более двадцати лет назад и до сих пор не имеющий аналогов в мире. Как уверены создатели, внедрение ЭИТ способно произвести революцию в медицине, среди прочего, например, значительно облегчив борьбу с COVID-19. О нелегкой судьбе изобретения и будущем медицины эксклюзивно РИА Новости рассказал один из создателей прибора, корифей мировой радиофизики, благодаря изобретению которого работают все смартфоны на планете – академик РАН Юрий Васильевич Гуляев, которому сегодня исполняется 85 лет.

Юрий Васильевич, что такое электроимпедансный томограф?

– Электроимпедансная томография – метод диагностики, регистрирующий распределение электропроводности (импеданса) внутренних органов человека. Этот показатель вполне четко характеризует функциональное состояние органов и помогает находить патологии за счет того, что поражeнные участки отличаются по проводимости от нормальных тканей.

Наш томограф дает информацию о человеческих органах, недоступную для других методов, а кроме того имеет небольшие размеры, мобилен, абсолютно безвреден и прост в обращении.

Главные преимущества ЭИТ перед КТ или МРТ заключаются не только в компактности и низкой стоимости: данные, получаемые на нашем томографе, позволяют обнаруживать патологии на самой ранней стадии, задолго до того, как их можно будет зарегистрировать другими методами.

Отложенная революция: академик о будущем медицины, изобретенном в 90-е

Разумеется, ЭИТ не заменит рентген или МРТ, но он может и должен стать универсальным инструментом массового скрининга населения. Это особенно важно в условиях непрекращающейся пандемии.

Как проходит обследование и анализ данных на ЭИТ?

– Принцип работы достаточно прост. Тело зондируется слабым переменным электрическим током, поочередно поступающим с электродов, закрепленных на специальном поясе. Переключая источник тока и проводя измерения потенциала на всех электродах относительно “земляного” электрода, мы получаем набор данных, достаточный для решения так называемой обратной задачи – определения точного распределения проводимости внутри тела.

Достигается это за счет нетривиальной математики решения обратных задач. Это довольно сложная процедура, опирающаяся на уравнение Фредгольма 1-го рода с неоднородной правой частью, на метод регуляризации академика Тихонова и ряд других методов. До сих пор мы остаемся единственными в мире, кто способен конструировать столь эффективные приборы на основе подобных решений.

Врач, проводящий диагностику, получает на экране картинку с частотой 10 кадров в секунду, на которой видны темные участки с низкой проводимостью и яркие участки – с повышенной. Для диагностики заболеваний необходимо лишь сформировать контрольную базу данных, сопоставляя с которой результаты сканирования, можно будет легко определить точный характер той или иной патологии.

Современная элементная база и вычислительные средства позволяют проводить анализ в реальном времени. Обработка данных может происходить в том числе и удаленно, с использованием элементов искусственного интеллекта, что позволит оснастить прибором медиков в труднодоступных уголках – при наличии качественной связи.

Как изменится врачебная практика с внедрением ЭИТ?

– Изначально наш томограф разрабатывался по запросу отечественных пульмонологов, поэтому был ориентирован на быстрое и безопасное обследование легких. Однако при соответствующей спецификации ЭИТ может быть использован для диагностики вообще любых органов – начиная от сердца, сосудов и головного мозга, заканчивая мышечной тканью.

Пример такой модификации – выпускаемый нами электроимпедансный маммограф, который давно и успешно используется более, чем в тысяче клиник России и зарубежья. Фактически, ЭИТ – представитель целого семейства приборов, многие из которых уже созданы и давно ждут своего часа.

Отложенная революция: академик о будущем медицины, изобретенном в 90-е

Как изменится медицина с появлением почти универсального диагностического инструмента? Думаю, в лучшую сторону. К примеру, каждый экипаж скорой помощи легко может быть оснащен таким устройством.

Причем, в относительно короткой перспективе ЭИТ может стать практически карманным и вполне бытовым устройством, которым можно обследоваться, скажем, ежедневно у себя дома утром и вечером. В данный момент мы работаем над созданием портативного ЭИ-маммографа, который размером будет не больше эклера.

Как возникла идея такого подхода к диагностике?

– С чисто физической точки зрения аналогичные методы были известны довольно давно и применялись в геофизике или, например, в гравиметрии.

Первый вариант электроимпедансного томографа построили в британском Шеффилдском университете. С конца 80-х он начал использоваться для диагностики легких, в некоторых странах производится и применяется до сих пор.

Однако широкого распространения в медицине их вариант ЭИТ не получил из-за существенного недостатка: он отражает не статическое распределение проводимости, а динамическое, то есть лишь ее изменение. Например, разность между вдохом и выдохом. Клиническая ценность таких результатов оказывается невелика.

У нас в стране биомедицинская радиоэлектроника развивалась еще с 60-х годов прошлого века. В 80-х годах мы сосредоточились на измерениях собственных электромагнитных излучений человека и его органов – как в диагностических, так и в лечебных целях. Нам, надо сказать, удалось объяснить многие явления, которые относили к неисследованным способностям организма.

Еще тогда, помимо ЭИТ, был разработан целый ряд медицинских приборов, чей клинический потенциал до сих пор почти не реализован – ИК-термограф, магнитокардиограф и многие другие. Наши приборы в значительной степени и сейчас определяют мировой уровень.

Подчеркну: у нас все еще есть заметный отрыв в технологиях радиофизической медицины, обеспеченный, в первую очередь, высокой математической культурой. При сравнительно небольшой государственной поддержке биомедицинская радиоэлектроника может стать областью прорывных технологий.

Можно будет не только проводить массовую диагностику населения, но и превратить медицинские приборы в бытовые устройства, доступные каждому – как, например, градусник или измеритель давления.

Почему ЭИ-технологии не были востребованы столько лет?

– Разработка ЭИТ завершилась в середине 90-х годов, когда из-за известных событий здравоохранение в стране отошло на второй план. В тех условиях конкурировать с западными производителями КТ и МРТ, которые быстро пришли на отечественный рынок, было невозможно.

До сих пор ЭИТ существует в единственном экземпляре, который мы испытывали и презентовали на конференциях в 90-е годы.

Не найдя необходимой поддержки, мы решили переориентировать нашу технологию на создание ЭИ-маммографа для безопасного, не рентгеновского обследования молочной железы. В этой нише у нас сейчас нет конкурентов.

Для производства чипа, управляющего работой прибора, требуется микроэлектроника высокого класса. С недавних пор в России есть и технология, и мощности для ее создания, так что в перспективе, надеюсь, наш прибор будет полностью отечественного производства.

Отложенная революция: академик о будущем медицины, изобретенном в 90-е

Как ЭИТ может помочь в борьбе с COVID – 19?

– COVID-19 в первую очередь поражает легкие. Под влиянием коронавируса альвеолы легкого заполняются плазмой крови, хорошо проводящей электричество, что четко регистрируется нашим томографом. ЭИТ можно эффективно использовать и для обнаружения тромбообразования, также характерного для коронавируса.

Сегодня поражения легких коронавирусом обнаруживаются при помощи КТ и МРТ, но эти методы, как известно, весьма громоздки и дороги, а также не обладают большой пропускной способностью – в отличие от нашего подхода. Кроме того, стоимость оборудования для ЭИТ при серийном производстве может быть на порядки меньше, чем у других методов томографии.

Важно отметить, что борьба с коронавирусом потребует не только медикаментозных решений – вирус мутирует, а изобретать вакцину заново для каждой мутации долго, трудно и дорого. Уверен, что пандемия должна стать для научного и врачебного сообщества сигналом к основательному внедрению методов радиофизической медицины.

Без преувеличения скажу, что будь в распоряжении наших медиков ЭИТ, борьба с коронавирусом протекала бы совсем по-другому. В настоящее время в нашей лаборатории на базе Российского нового университета (РосНОУ), где я много лет веду профильный семинар, ведутся активные работы по модернизации ЭИТ и его подготовке к серийному производству. Можно сказать даже, что это будет качественно новый прибор, так как мы добились результатов, ранее недостижимых.

Уже к концу этого года мы планируем провести клинические испытания. Уверен, мы сможем внести ощутимый вклад в борьбу с пандемией – особенно в случае государственной поддержки. Испытания и развертывание производственной линии займут считанные недели, так что, надеюсь, в новом году наши медики получат серьезное подкрепление.

Отложенная революция: академик о будущем медицины, изобретенном в 90-е

РИА Наука
Источник

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

11 + 2 =