Разработка будет использоваться для изучения патологий, травм проводящих путей и сосудов, а также сердечных трансплантаций у грызунов.
Технология ЛЭТИ поможет врачам отработать методы пересадки сердца / ©Getty images
Сегодня для проведения сложных хирургических операций сердца и связанных с ним кровеносных путей медикам требуется рабочая модель, на которой можно отрабатывать различные приемы. В силу высокого травматизма и опасности для здоровья многие из экспериментов, направленных на разработку новых методы лечения сердечно-сосудистой системы, проводятся только на животных (например, на крысах).
Проведение исследований сердечно-сосудистой системы при использовании подобного рода моделей требует точных исследовательских инструментов. Для изучения активности сердца медики применяют способы компьютерной обработки длительной регистрации сигналов, которая позволяет фиксировать огромное количество сигналов от процессов, происходящих в сердце человека, по сравнению с обычной электрокардиографией (ЭКГ).
«Сегодня широко применяемая аппаратура для длительной регистрации сигналов разработана для параметров сердечно-сосудистой системы человека. Но, к сожалению, она не подходит для изучения аналогичных систем у животных, с которыми работают медики НМИЦ имени В. А. Алмазова. Поэтому врачи попросили нас адаптировать методы использования сигналов для крыс», – рассказывает один из авторов исследования, профессор кафедры биотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Александр Калиниченко.
Для оценки временных и частотных параметров ученые ЛЭТИ разработали программное обеспечение на платформе Matlab. Такая программа проводит расчеты по стандартным методикам для исследования человека, однако с поправкой на особенности крысиного организма: например, частота сердечных сокращений у крыс примерно в пять раз выше, чем у людей. С учетом этих особенностей были скорректированы несколько коэффициентов.
Прибор, с помощью которого измерялись кардиопоказатели, способен фиксировать параметры по двум каналам частотой 2000 Гц. Это позволяет собрать большой объем информации о работе сердечно-сосудистой системы. Для отработки программного обеспечения была использована база данных сигналов крыс, записанных медиками из НМИЦ имени В. А. Алмазова
«Конкретно в данном исследовании наша программа позволила изучить реакции организма крыс на различные серьезные повреждения сердечно-сосудистой системы, включая трансплантацию сердца. Однако в дальнейшем эта разработка может применяться для других целей. Например, мы сможем с высокой точностью измерить показатели организма грызунов в ходе доклинических испытаний фармпрепаратов, как они влияют на систему кровообращения», – добавляет Александр Калиниченко.
Результаты научной работы опубликованы в журнале IEEE Access. В исследовании приняли участие ученые из СПбГЭТУ «ЛЭТИ», НМИЦ имени В. А. Алмазова и Института автоматики и процессов управления ДВО РАН.
