В ЛЭТИ создали первое в России портативное устройство для неинвазивного контроля кровотока во время операций по удалению опухоли

Температура тела человека является одним из наиболее универсальных показателей его биологической активности. Аномальные показатели температуры, будь то высокая или низкая, могут указывать на возможные проблемы со здоровьем, например, инфекции, патологии, онкологии и т.д. Измерение температуры на определенных участках тела играет ключевую роль в диагностике, позволяя определить характер заболевания и оценить его тяжесть.

Для неинвазивного (т.е. без проникновения в организм) выявления аномальных температурных изменений на поверхности тела используется термография. Данный метод позволяет регистрировать и визуализировать инфракрасное тепловое излучение, исходящее от тела, с помощью тепловизоров. В настоящее время в России для измерения температуры в медицинских целях используются универсальные высококачественные тепловизоры. Эти устройства специально адаптируют для медицинских целей с использованием специализированного программного обеспечения.

Однако для достижения точных результатов необходима сложная математическая обработка данных и достаточно субъективная их интерпретация. Вследствие этого, тепловизоры мало применяются в медицине. Для этого необходимо изменить подход к их использованию: важно получать не только качественные, но и количественные данные о температуре, обеспечивать точное позиционирование исследуемых областей, а также делать устройства удобными и доступными по цене.

По этим причинам важно создавать многофункциональные и простые в использовании отечественные медицинские тепловизоры.

«Мы создали первый отечественный тепловизионный комплекс для медицинской диагностики с расширенными функциональными возможностями. Входящий в него тепловизор с помощью двух датчиков – матричного малоформатного и точечного – позволяет на малых расстояниях не только определять точное изменение температуры, но и практически определить абсолютную температуру любой области тела. Разработка имеет небольшие габариты и проста в эксплуатации: для диагностики необходимо только поднести тепловизор к нужному участку, а результат автоматически выводится на экран монитора».

Комплекс работает следующим образом: тепловизор подносится к участку тела, и с помощью программного обеспечения (ПО) выводится тепловизиограмма матрицы пикселей на экран компьютера, к которой привязана координатная матричная сетка. Сочетание двух датчиков при съемке со значительно меньшего расстояния, чем при традиционном методе, позволяет получить детализированное изображение температурного поля на участках тела человека. При этом, на компьютере можно выделить желаемую область, где в каждом пикселе указывается температура, а также с использованием дальномера рассчитать размер этой области.

ПО также позволяет выделять зоны с аномальными температурами и исследовать их, задавая диапазон температур. Оно фиксирует показатели, отображает график изменения температуры в реальном времени и сохраняет данные распределения температур, полученных с матричного датчика. Кроме того, система способна показать несколько последовательных тепловых изображений для анализа изменений. Вся информация о проведенном исследовании, включая ФИО пациента, дату и время, изображения и расстояние до исследуемой области, хранится вместе с комментариями специалиста.

Создан еще один вариант многофункционального комплекса с двумя точечными датчиками и кардиографом с тремя отведениями (способы регистрации электрической активности сердца) для  применения при операциях по удалению опухолей.

«В настоящее время комплекс находится на апробации в Российском научно-исследовательском нейрохирургическом институте им. А.Л. Поленова, где врачи протестировали разработку для мониторинга кровотока во время операций, что позволяет оценивать микроциркуляцию в тканях вокруг опухоли до, во время и после её удаления. Это способствует контролю эффективности процедуры и снижению риска осложнений. Один датчик контролирует изменение кровотока в области опухоли, а другой мониторит изменение кровотока непораженной области для сравнения изменений в кровотоке».

Разработка также прошла опытные испытания на базе нескольких крупных медицинских учреждений Санкт-Петербурга, в том числе ПСПбГМУ им. акад. И. П. Павлова, НГУ им. П. Ф. Лесгафта и ВМА им. С. М. Кирова, где его использовали для разных задач. Так, например, с помощью него изучали температурное поле в области предполагаемого некроза тканей с целью определения глубины ожогов или отморожений, а также провели анализ температуры кожного покрова больных с сепсисом. Это подтвердило широкие функциональные возможности комплекса. Во-первых, получение точных количественных температурных характеристик тепловых процессов в статике и динамике, а, во-вторых, простоту эксплуатации по сравнению с импортными аналогами и отсутствие специальных требований к медперсоналу.

Конструкция комплекса и методика его применения защищены патентом РФ на изобретение.

Работа ведется в русле научно-исследовательской политики программы развития СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Приоритет 2030».