Ученые БГУ создали свой неинвазивный метод анализа крови

Чтобы сделать анализ крови, вовсе не обязательно прокалывать кожу на пальце или забираться иглой в вену. Уже существуют неинвазивные, то есть нетравмирующие оптические методы, когда информацию о составе крови приносит спектр отраженного от кожи светового импульса. Но методики эти все еще не вышли из стадии эксперимента и медики им пока не очень доверяют, особенно когда речь идет о тонком анализе. Тем не менее исследования продолжаются, и есть основания полагать, что новое слово в неинвазивной диагностике, сказанное недавно учеными факультета радиофизики и компьютерных технологий Белорусского государственного университета, поможет склонить симпатии врачей в сторону необычного метода.

— Благодаря разработанному нами новому подходу к решению так называемых обратных задач появилась возможность в автоматическом режиме определять параметры крови по спектру отражения, отсеивая такие помехи, как влияние толщины кожного покрова, содержания пигментов в коже и влаги в тканях, — поясняет доцент кафедры информатики и компьютерных систем, кандидат физико-математических наук Сергей Лысенко. — Чтобы определить гемоглобин во всех его вариантах, билирубин, меланин, степень насыщения крови кислородом, мы предлагаем сначала моделировать характеристики биообъекта в диапазонах, охватывающих как норму, так и патологию, а затем использовать результаты моделирования для аналитического преобразования измеряемых данных в режиме реального времени. В отличие от зарубежных коллег, собирающих колоссальные по объему картотеки спектральных снимков кожи людей, страдающих различными заболеваниями, наш метод позволяет получать результаты с несопоставимо меньшими временными и материальными затратами. Причем в распоряжение специалистов попадают сразу количественные значения диагностируемых параметров, а не картинка, которую еще нужно сравнивать и оценивать. Для выполнения работы используется новый математический аппарат, основанный на аналитических связях между измеряемыми и определяемыми параметрами. Такой подход не имеет зарубежных аналогов и позволяет дистанционно определять газовый состав крови, структурные параметры и компонентный состав кожи и слизистых оболочек. Метод также позволяет проводить оперативный анализ цельной крови с точностью, сравнимой с биохимическим анализом. Метод уже защищен патентами, и мы надеемся, что будет вскоре реализован на практике.

Самое интересное в этой работе белорусских ученых то, что она теоретическая. В распоряжении исследователей нет и не было никаких специальных приборов для получения спектральных портретов крови, кожи и слизистых оболочек. Все, что у них есть, — это созданные ими программные средства. Но этого, как оказалось, вполне достаточно для того, чтобы сделать уверенные выводы о достоинствах научной разработки. Все данные о реально снятых спектрах нормальных и опухолевых тканей человека и проведенных анализах они получили из открытых иностранных источников, но смогли разглядеть в них то, что ускользнуло от внимания зарубежных коллег. То есть свои алгоритмы они накладывали на независимый экспериментальный результат и получали ценную информацию, до которой никто еще не дошел.

Дело теперь "за малым" — провести прикладные исследования на различных группах пациентов и доказать эффективность предложенного метода в лабораторных экспериментах и клинических условиях.

— Появление такого средства станет знаковым событием в медицине, — считает заведующий кафедрой квантовой радиофизики и оптоэлектроники БГУ доктор физико-математических наук, профессор Михаил Кугейко. — Ведь, например, при проведении хирургических операций очень важно контролировать, сколько крови теряет пациент. Определить это с недостижимой ранее точностью, в реальном масштабе времени, причем дистанционно, можно с помощью предложенного метода. Эти же качества анализа необходимы и для выявления внутренних кровоизлияний, достоверной оценки текущего состояния пациента и последующего прогноза развития критических состояний в токсикологии, анестезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии. Спектральная съемка, проанализированная с помощью нашего метода, значительно улучшит возможности ранней диагностики при выявлении злокачественных новообразований кожи, молочной железы, слизистой оболочки полости рта, пищевода, некоторых внутренних органов. Ведь известно, что опухоли имеют более интенсивное кровоснабжение, чем нормальные ткани. Поэтому, например, при эндоскопическом исследовании желудка или желудочно-кишечного тракта можно будет оценивать цветные изображения слизистой оболочки не на глаз, а с помощью компьютера. Человек не способен заметить изменение оттенков на ранней стадии развития опухоли, а обработка спектральной съемки по нашему методу делает картинку четкой и информативной. Определяемые на основе метода параметры могут позволить уточнить наличие опухолевого процесса, определить его распространенность и стадию заболевания, спланировать лечебную тактику и тем самым снизить необходимость хирургического вмешательства.