Цивилизация
Российские ученые придумали, как применить в медицине используемый в физике метод, с помощью которого врачи смогут наблюдать за течением крови в мелких кровеносных сосудах. Войдя в практику, он позволит медикам точнее диагностировать заболевания и проводить лечение, а также следить за состоянием пациента при хирургических операциях. Работа опубликована в журнале IEEE Transactions on Biomedical Engineering. Исследование поддержано Российским научным фондом.
Кровеносная система — одна из важнейших в организме. Она обеспечивает обмен кислорода и питательных веществ, без которых жизнь человека или животного невозможна. Биологи выделяют три типа кровеносных сосудов: артерии, вены и капилляры. По первым кровь течет от сердца к органам, а по вторым — от органов к сердцу. Капилляры, самые мелкие из сосудов кровеносной системы, доставляют питательные вещества и кислород к клетке. Некоторые заболевания, например диабет, приводят к проблемам с капиллярным кровоснабжением тканей. Из-за этого осложняется передача необходимых для жизни веществ в клетки, раны могут долго не заживать, а при повреждении развивается серьезное заражение. Чтобы вовремя обнаружить нарушение капиллярного кровотока, врачи используют методы биомедицинской фотоники, например лазерную допплеровскую флоуметрию. При проведении такого исследования врач с помощью оптического зонда облучает ткань низкоинтенсивным лазером, а специальная компьютерная программа обрабатывает отраженный сигнал. Основываясь на результатах, врач может судить о состоянии сосудов в точке, к которой приложен зонд. Другой метод, лазерная спекл-контрастная визуализация, позволяет изучить структуру объекта на основе анализа рассеянного лазерного излучения, а также отличить движущиеся объекты от неподвижных в поле зрения системы.
В биомедицине этот метод может быть полезен для выявления движущихся эритроцитов (красных кровяных телец) в массиве окружающей ткани. Именно это свойство и использовали авторы исследования. Российские ученые из Института механики сплошных сред УрО РАН и научно-технологического центра биомедицинской фотоники Орловского государственного университета имени И. С. Тургенева смогли с помощью спекл-контрастной визуализации не только зарегистрировать тканевый кровоток, но и изучить его поведение во времени, используя современные математические методы обработки.
«При помощи предложенного метода мы можем анализировать кровоток в малых кровеносных сосудах на относительно большой площади. К несомненным преимуществам спекл-контрастной визуализации относится ее сравнительно низкая стоимость и простота реализации. Этот метод может быть использован для выявления нарушений тканевого кровотока на ранних стадиях и контроля проводимого лечения», — прокомментировала одна из основных исследователей проекта Ирина Мизева, кандидат физико-математических наук, сотрудник Института механики сплошных сред УрО РАН.
