От сердечно-сосудистых заболеваний, согласно статистике ВОЗ, ежегодно умирают около 20 млн человек, это наиболее распространенная причина смерти в мире. Среди этих болезней – хроническая сердечная недостаточность, при которой кровь и ткани организма не полностью насыщаются кислородом.
Начальная стадия хронической сердечной недостаточности протекает без выраженных симптомов. Заболевание часто диагностируется только в тяжелых формах, когда оказание необходимой медицинской помощи пациенту уже затруднено. Поэтому разработка систем ранней диагностики этой болезни – сегодня одно из приоритетных направлений научных медицинских исследований.
Ученые Самарского университета им. Королева совместно с коллегами из ГБУЗ СГКБ №1 им. Н.И.Пирогова, и СамГМУ разработали сенсор, позволяющий подтвердить наличие хронической сердечной недостаточности с использованием оптического метода.
«Регистрируя с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния уникальные спектральные профили кожи пациентов, мы смогли измерить относительные изменения функциональных групп нуклеиновых кислот, белков, липидов и углеводов в коже между пациентами с подтвержденной хронической сердечной недостаточностью и с неподтвержденным заболеванием», – рассказала младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории "Фотоника" кафедры лазерных и биотехнологических систем Самарского университета Юлия Христофорова.
По ее словам, исследователи разработали первый в мире метод обнаружения хронической сердечной недостаточности без вмешательства в человеческий организм и применения дополнительных реагентов. В ходе клинических исследований ученые установили, что по изменению уникального спектра, получаемого с кожи человека, можно достоверно определить хроническую сердечную недостаточность.
«Мы точечно воздействовали лазером на внутреннюю сторону предплечья пациента. Проникая в кожу излучение взаимодействовало с ее тканями и меняло свою энергию в зависимости от их состава. Мы фиксировали эти изменения с помощью специального зонда и определяли для каждого пациента спектральный профиль его кожи, который уникален, как отпечаток пальца. Далее с помощью методов машинного обучения сравнивали и анализировали все спектральные профили кожи пациентов с хронической сердечной недостаточностью и без», – пояснила Христофорова.
Она отметила, что методы оптической диагностики сегодня развиваются в самых разных областях науки – от геологии до авиационной промышленности. При этом особую значимость они приобрели в медицине, поскольку значительно расширяют круг диагностируемых заболеваний, удешевляют процесс постановки диагноза и предоставляют возможность полевой, а не лабораторной диагностики.
Предлагаемый учеными Самарского университета и их коллегами метод диагностики, по их словам, не исключает применение существующих методов, но при дальнейшем совершенствовании сможет повысить точность анализа, помочь специалистам различных областей медицины в обнаружении заболеваний, оценке их течения и определении оптимальных методов лечения. В будущем коллектив планирует расширить исследование с привлечением большего количества пациентов в клинические испытания и повысить точность анализа с использованием разработанного метода.
Работа была поддержана
грантом РНФ №21-75-10097. Самарский университет – участник программы государственной поддержки университетов РФ "Приоритет-2030".
