Учёные создали датчик для выявления сердечных заболеваний

В Саратовском национальном исследовательском государственном университете имени Н. Г. Чернышевского разработали цифровой медицинский датчик, диагностирующий болезни сердечно-сосудистой системы.
Его уникальность заключается в широкой полосе пропускания и наличии цифрового выхода, что позволяет ему регистрировать низкочастотные колебания и точнее обнаруживать патологии на раннем сроке. Об этом aif.ru рассказали в пресс-службе Минобрнауки.

Диагноз по кровотоку

Заболевания сердечно-сосудистой системы занимают первое место среди причин смертности населения в трудоспособном возрасте. Своевременная диагностика и профилактика позволяют не допустить развития патологических отклонений. В частности, выявлять риски можно по анализу различных параметров кровотока. Однако системы кровообращения — сложная проблема, как с точки зрения физиологии, так и радиофизики.

Тем не менее российским учёным удалось её решить. Разработанный ими цифровой датчик используется для определения кровотока путём регистрации изменений пульса и оптической плотности ткани. Он позволяет диагностировать на раннем этапе такие заболевания, как ишемическая болезнь сердца или инфаркт миокарда.

Датчик на пальце

Датчик представляет собой плату с фотосенсором на основе инфракрасного светодиода. Прибор помещают в носимый компактный корпус, фиксируемый на пальце. Устройство работает по принципу пульсоксиметра для измерения сатурации — насыщения крови кислородом. Только датчик анализирует не количество кислорода, а объем крови, циркулирующей в микроциркуляторном русле. К тому же разработанное устройство измеряет преимущественно низкочастотные колебания, которые в других приборах убирают, считая эту информацию ненужной.

«В процессе диагностики оптическое излучение отражается от элементов крови человека и регистрируется датчиком, — объясняет завкафедрой динамического моделирования и биомедицинской инженерии Саратовского национального исследовательского государственного университета Анатолий Караваев. — Для фиксирования динамики крупных сосудов был выбран именно инфракрасный диапазон, так как ИК-излучение глубже проникает в ткань. Мы выбрали длину волны датчика в 940 нм. Это способствует глубокому проникновению и, следовательно, более информативному исследованию».

Питание прибора обеспечивается через порт USB. Далее специальное программное обеспечение собирает, обрабатывает и анализирует данные о состоянии сердечно-сосудистой системы. По словам Анатолия Караваева, использование цифрового канала связи является преимуществом по соотношению сигнал/шум по сравнению с многими производимыми датчиками, использующими передачу сигнала по аналоговому каналу.

В дальнейшем на основе датчика планируется разработка стационарного прибора для скрининг-диагностики заболеваний системы кровообращения, а также носимого суточного монитора, используемого в диагностике и персонализированной медицине.

Разработка цифрового датчика фотоплетизмографии была выполнена при финансовой поддержке фонда РФФИ и федеральной программы «Приоритет 2030».