В Пермском Политехе создают программу для трекинга створок клапана сердца
Аортальный клапан — один из четырех клапанов, регулирующих кровоток в сердце. По данным исследований более 10 процентов людей старше 70 лет подвержены аортальному стенозу (сужению аорты на уровне клапана). Ежегодно проводится 270 тысяч операций по замене сердечного клапана, а к 2050 году прогнозируется 850 тысяч. Поэтому крайне важно изучать поведение мягких тканей сердечной мышцы и определять их механические свойства. Эта информация становится ключевой в изготовлении искусственных клапанов. Ученые Пермского Политеха разрабатывают уникальное программное обеспечение для обработки движения створок аортального клапана по видеоданным эхокардиографии. Результаты исследования позволят создавать функциональные материалы для медицинских приложений, например, искусственных клапанов.
Разработка ведется в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» и Государственного задания на создание новых молодежных лабораторий.
Аортальный клапан разделяет нижнюю левую камеру сердца (левый желудочек) и главную артерию тела (аорту). Когда сердце сокращается, он открывается и пропускает кровь из левого желудочка в аорту. Когда сердце расслабляется, клапан закрывается, чтобы предотвратить обратное движение крови.
Нарушения функции клапана могут привести к изменению физиологических условий кровотока и заставлять сердце работать слишком интенсивно, что приводит к опасным для жизни человека патологическим изменениям.
Для лечения нарушений применяются различные оперативные вмешательства по замене клапана протезами искусственного или естественного происхождения. Однако не всегда удается предсказать результаты операций. Математическое моделирование может помочь в решении данной проблемы. Но существует необходимость в неинвазивном (без хирургических вмешательств) определении механических свойств створок клапана.
Ученые Пермского Политеха разрабатывают приложение для трекинга (отслеживания движения) створок аортального клапана по видеоданным эхокардиографии. Это технология определяет динамику движения мягких тканей во время сердечного цикла. С помощью дополнительного алгоритма можно определить механические свойства данных биоматериалов без изъятия образцов тканей у реальных пациентов в режиме реального времени.
«Наша программа работает с результатами УЗИ, в том числе эхокардиографии. Мы берем у врачей видеоданные и обрабатываем, используем их как входную информацию. Затем расставляем контрольные точки на тех объектах, которые нас интересуют, в данном случае – на створках клапана. В результате работы программы получаем траектории их движения. В будущем планируем подключить технологии искусственного интеллекта для автоматизации этого процесса. Также существует возможность расширения функционала программного», продукта для оценки биомеханических свойств и других мягких тканей организма человека, – объяснил научный сотрудник лаборатории биожидкостей, аспирант кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ Никита Пиль.
«Эта подзадача – часть глобального проекта по применению машинного обучения для оценки последствий хирургических вмешательств и изготовлению искусственных клапанов с помощью технологий аддитивного производства. Для этого нужно знать свойства биоматериалов, поведение которых необходимо оценивать на живых тканях человека. Надеемся, что данный проект станет шагом в направлении решения глобальной проблемы эффективного лечения патологии аортального клапана», – поделился доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией биожидкостей, профессор кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ Алексей Кучумов.
Разработка ученых Пермского Политеха – важный этап на пути к созданию функциональных материалов для различных медицинских девайсов, в том числе и створок искусственных аортальных клапанов. Это позволит не только сохранить жизнь людям, но и поддерживать ее на максимально комфортном уровне.
Telegram 
Дзен 
VK Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Последствия цветения водоемов опасны для целых экосистем. Внешний контроль этого процесса нужно проводить аккуратно, чтобы не навредить живым организмам еще больше. Для этого ученым нужно точно понимать, какие процессы происходят под поверхностью воды.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Планетологи обнаружили на поверхностях Титана и Плутона схожую полосу поглощения, которая не совпадает со спектрами известных льдов или органических соединений. Этот загадочный «провал» может указывать на то, что на двух очень разных ледяных мирах Солнечной системы существует общий, пока неизвестный науке класс химических веществ, поглощающий свет, который формируется под действием экстремального холода и космической радиации.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина разработали технологию изменения структуры молекул нефти с помощью энергии кавитационных полей, которые создаются при воздействии ультразвука. Технология позволяет облагораживать нефть, меняя ее физико-химические характеристики и снижая долю нежелательных составляющих веществ. Для проведения полевых испытаний ее реализовали в мобильном исполнении с применением управляемых ультразвуковых полей. Разработанное исследовательское оборудование может применяться на любом месторождении, включая удаленные и труднодоступные.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно