Учёные СибГМУ разработали прототип мини-томографа для скорой помощи и отделений интенсивной терапии

12.10.2022

Сотрудники лаборатории «Бионические цифровые платформы» Сибирского государственного медицинского университета и Томского политехнического университета работают над созданием компактного и более дешёвого аналога существующим томографам для исследования функционального состояния головного мозга. Мини-томограф можно применять в каретах скорой помощи, на дому или в походных условиях. Кроме того, узнать о состоянии пациента можно будет при наркозе, потере сознания или во сне, что в большинстве случаев невозможно сделать на существующих аппаратах.

Разработка представляет собой две небольшие платы, которые визуализируют внутреннее распространение электрического сопротивления внутри черепной коробки. Устройство показывает, как изменяется соотношение жидких сред (кровь, ликвор, внутриклеточная жидкость) в разных структурах головного мозга. Это поможет врачам диагностировать такие состояния как внутричерепные травмы или инсульт. С помощью компактного томографа в перспективе можно будет определять глубину наркоза пациентов, чтобы держать человека в состоянии анальгезии (уменьшить болевую чувствительность), не перегружая его препаратами. 

«Проблема аппаратов для проведения МРТ и КТ в том, что они большие и дорогие. Чтобы окупить установку такого оборудования, клиника должна обеспечить достаточный поток пациентов. Сама процедура непростая, для неё требуется специальное программное обеспечение и специалисты. Мы решили посмотреть на задачу с точки зрения экстренных ситуаций, в которых необходимо проводить мониторинг. Проще говоря, задумались о том, можно ли создать томограф для скорой помощи, который показывает состояние головного мозга хотя бы на уровне УЗИ», — рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории, доцент кафедры медицинской и биологической кибернетики СибГМУ, кандидат медицинских наук, руководитель стратегического проекта «Бионические цифровые платформы» Иван Толмачев. 

Коллектив лаборатории работает над повышением скорости визуализации изображения. Сейчас наблюдение за состоянием головного мозга в реальном времени невозможно — время расчета одной модели может достигать двух минут и более. Поэтому для работы учёные СибГМУ применяют метод предварительного моделирования на основе биофизических принципов, а далее специально обученная нейросеть ищет подходящее решение среди заранее смоделированных учёными комбинаций случаев. 

Лаборатория «Бионические цифровые платформы» создана на базе СибГМУ в рамках реализации одноименного стратегического проекта программы «Приоритет 2030».

В работе используются научные результаты гранта РФФИ 9-415-700005 р_а «Разработка и исследование метода ранней диагностики нарушений мозгового кровообращения на основе широкополосной электроимпедансной визуализации».