ЧТО НАМ НУЖНО ЗНАТЬ О СНЕ?
154
Умные часы, умная колонка, умный дом… а как насчёт умной повязки, которая будет отслеживать то, как по твоим сосудам головы бежит кровь и как сжимаются и расширяются стенки сосудов? А ещё это устройство, которое разработали выпускники Института физики Данила Ненашев и Михаил Аверин под руководством доцента кафедры инноватики Даниила Николаевича Браташова, предскажет зарождение мигрени.
Текст: Аэлита Пономарёва
Фото: Дмитрий Ковшов, архив героев
Сосуды, пронизывающие каждый миллиметр человеческого тела, выполняют очень важную функцию: они выступают в качестве путей, по которым движется кровь к внутренним и внешним органам. Да-да, как горячая вода в системе отопления! Состояние сосудов, как и труб, влияет на работу не только определённого органа, но и всего организма в целом. Замечал ли ты, что у тебя холодные руки и ступни? Если да, то это прямое доказательство того, что в конечностях нарушен кровоток из-за сужения стенок сосудов. Конечно, это не норма для твоего организма, и нужно обратиться к врачу. Кратковременные нарушения кровообращения могут привести к дискомфорту, например онемению – в простонародье «жужжанию» из-за отлёживания части тела, а продолжительные – к серьёзным заболеваниям.
Хроническое нарушение мозгового кровообращения способно и вовсе стать причиной развития инсульта. Сегодня в России регистрируется более полумиллиона случаев острого нарушения кровообращения в головном мозге. Согласно статистике, 40–45% больных, которые перенесли инсульт, умирают в течение года, а у каждого пятого в последующие годы развивается повторный инсульт.
Именно поэтому студенты Института физики Данила Ненашев и Михаил Аверин под руководством доцента кафедры инноватики Даниила Николаевича разработали концепцию инновационного устройства, с помощью которого можно отслеживать кровоснабжение головного мозга. В основе этого аппарата лежит технология функциональной ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS).
Свет клином на гемоглобине сошёлся
Технология fNIRS – это новый неинвазивный метод визуализации коры головного мозга. Он позволяет изучать гемодинамику – количество протекающей крови за конкретный временной промежуток – и отслеживать активность отделов мозга. Технология основана на использовании света в инфракрасном диапазоне, где ткани хорошо пропускают свет, и измерении оптического поглощения гемоглобина – железосодержащего белка, который участвует в переносе кислорода и снабжает им клетки органов. Во время мозговой активности, например, когда ты решаешь тест, пишешь реферат или курсовую, в твоей голове происходят изменения кровотока и увеличение оксигенации, то есть насыщенности крови кислородом. С помощью технологии fNIRS как раз можно отслеживать уровень кислорода.
«При взаимодействии света с движущимися клетками крови мы можем, во-первых, увидеть количество эритроцитов, а во-вторых, – измерить оксигенацию, то есть насыщенность крови кислородом. Ещё мы можем делать с помощью этой технологии допплеровские измерения – определять скорость течения крови», – объяснил Даниил Браташов.
Актуальность изобретения заключается в том, что оно предполагает неинвазивный, то есть без надрезов и нарушения целостности кожного покрова, быстрый способ мониторинга кровоснабжения головного мозга. Это безусловный плюс для пациентов медицинских учреждений и реабилитационных центров, а также спортсменов.
«Ожидается, что устройство, созданное на основе технологии fNIRS, будет иметь широкий спектр применения. В клинической среде оно может использоваться для диагностики и мониторинга неврологических состояний, оценки эффективности лечения и реабилитации пациентов с мозговыми нарушениями, в частности при реабилитации после инсульта. В научных исследованиях оно будет инструментом для изучения мозговой активности и понимания механизмов познавательных процессов и эмоциональных реакций. С помощью устройства также можно будет проводить мониторинг физиологического состояния спортсменов», – рассказал Данила Ненашев.
Разработанное устройство является аналогом функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) и способно предсказывать мигрень, диагностировать внутричерепные травмы и нарушения кровоснабжения с помощью искусственного интеллекта.
Чудо-повязка расскажет всё, и даже больше, о твоём кровоснабжении
Изобретение представляет собой головной убор в виде повязки. Данила Ненашев, рассказывая о проекте, отметил простой и эргономичный дизайн аппарата. Благодаря удобному ремешку с застёжкой устройство подойдёт для любой формы головы. А ещё «умная повязка» довольно лёгкая.
Разработчики обещают, что изобретением можно будет управлять с помощью мобильного приложения. Оно будет доступно как медицинским работникам, так и рядовому пользователю. Планируется, что приложение сможет отслеживать в режиме реального времени оксигенацию отдельных участков лобной доли головного мозга, измерять пульс, анализировать полученные данные и визуализировать их.
«Для людей, страдающих частыми приступами мигрени, повязка станет настоящим спасением, поскольку она сможет сообщать своему владельцу о приближающемся спазме, и он вовремя примет болеутоляющее. Если выпить лекарство слишком поздно, через полчаса после зарождения мигрени, то оно будет абсолютно неэффективным, несмотря на силу препарата и дозы», – добавил Даниил Николаевич на основе интервью с медицинскими специалистами. Стоить отметить, что устройство находится на стадии разработки.
Писать диплом? Нет! Писать стартап? Да!
Изобретение выпускников Института физики создано в рамках федеральной программы «Стартап как диплом». В ней Саратовский университет участвует с 2019 года. Эта программа – альтернатива выпускной квалификационной работе или магистерской диссертации. По сравнению со стандартной ВКР «Стартап как диплом» предлагает протестировать в выпускной работе свои предпринимательские компетенции и сформировать траекторию успешного бизнеса. Но ты должен понимать, что в финале тебе нужно создать не просто текст, в котором ты отразишь результаты своего тематического исследования, а готовый продукт – собственный бизнес-проект. А ещё такая форма «диплома» подходит тем, кто любит командный формат: над одним стартапом могут работать несколько человек, но выпускная работа будет засчитана всем.
