Нацпроект помог: ученые научились контролировать сосуды через смартфон
Санкт-Петербург, 20 августа, 2022, 07:28 — ИА Регнум. Ученые Санкт-Петербургскоого политехническоого университета Петра Великого (СПбПУ), который является участником программы «Приоритет 2030» национального проекта «Наука и университеты») создали прототип устройства, с помощью которого человек может самостоятельно следить за состоянием своей сердечно-сосудистой системы, сообщает сайт вуза.
Технология разработана на основе волоконно-оптических датчиков, данные с которых поступают на обычный смартфон. Благодаря использованию простых деталей портативное устройство в четыре раза дешевле, чем классические фотоплетизмографы.
Для диагностики сердечно-сосудистой системы волоконно-оптический чувствительный элемент располагают на коже человека неподалеку от сонной или плечевой артерии. С помощью фонарика смартфона в волокно направляется луч света. Во время выброса крови сердцем пульсовая волна распространяется от аорты по сосудам, вызывая их расширение.
Изменение кровенаполнения сосудов приводит к деформации волоконно-оптического чувствительного элемента, что, в свою очередь, влияет на интенсивность и задержку отраженного света. Отраженный свет, несущий информацию о параметрах сердечного цикла, регистрируется камерой смартфона. Далее специалисты проводят детальную обработку и интерпретацию полученных сигналов.
Результаты анализа позволяют рассчитать частоту сердечных сокращений, выявить нарушения сердечного ритма, предупредить об аномалиях в форме пульсовой волны. Благодаря этим данным врачи смогут диагностировать гипертензию, тромбоз, атеросклероз, а также варикозное расширение вен. Если пациент здоров, то стенки артерий эластичны и пульсовая волна распространяется с низкой скоростью, около 5 м в секунду. Если же в работе сердечно-сосудистой системы есть нарушения, то в пульсовой волне происходят изменения: повышается ее скорость или увеличивается отражение.
«Как традиционные устройства анализа пульсовой волны, так и фитнес-браслеты и смарт-часы не так точно считывают информацию. Плетизмографы и пульсоксиметры оказывают давление на кожу, пережимают сосуды, из-за чего пульсовой сигнал искажается. А «умные» часы измеряют сигнал в малых кровеносных сосудах поверхностных слоев кожи, что тоже влияет на точность данных. Кроме того, в фотоплетизмографии нет возможности разделить световые сигналы, рассеянные в кровеносных сосудах и окружающих их тканях, что также приводит к искажениям сигнала, — рассказал руководитель проекта — кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории «Волоконная оптика» Института электроники и телекоммуникаций СПбПУ Николай Ушаков. — Волокно, используемое в нашей разработке, очень мягкое и гибкое. Оно контактирует с кожей локально в местах прохождения артерий и не оказывает давления на сосуды, благодаря чему искажение сигнала минимальное, а считываемые данные более точные».
В ближайшее время ученые планируют модифицировать технологию, обеспечив возможность неинвазивного измерения уровня глюкозы, что крайне важно для контроля сахарного диабета.
«Профилактика патологии сонных артерий включает в себя устранение факторов риска: отказ от курения, алкоголя, жирной пищи. Обязательна физическая активность, а также регулярное наблюдение за основными показателями здоровья: уровнем артериального давления, холестерина, сахара в крови, а также контроль за своим весом. Каждому рекомендуется проходить 1−2 раза в год медицинское обследование», — пояснил алтайский хирург, заместитель главного врача Алтайского кардиоцентра Виктор Цой.
Как сообщало ИА REGNUM, нацпроект «Наука и университеты» призван помочь в достижении значимых результатов по приоритетам Стратегии научно-технологического развития России и повышение привлекательности отечественной науки и образования.
Добиться этого планируется за счет создания мировых и региональных тематических центров, а также за счет формирования системы трансфера технологий, созданных в передовых научных институтах и вузах.