Пресса об РФФИ
Красная или синяя. Уральские учёные изобретают прибор для определения депрессии
Сетевое издание «Современный портал Екатеринбурга – «66.ru» (г. Екатеринбург), 11.11.2019
Дата публикации: 13.03.2020
Чтобы убедиться в наличии расстройства, врачу достаточно будет навести прибор на пациента: загорелась синяя лампа – депрессии нет, красная – диагноз подтверждается. Правда, точную дату, когда появится аппарат, исследователи из УрФУ пока называть не рискуют.
У прибора для исследования мозга, над созданием которого трудятся научные сотрудники УрФУ, ещё нет названия. Да и работа над ним ведётся не так давно: в 2018 году грант Российского фонда фундаментальных исследований выиграла группа профессора Владимира Кубланова с радиофака. Кто, кроме радиофаковцев, разрабатывает устройство, насколько продвинулись научные поиски, какие технологии используются – об этом 66.RU рассказывают участники исследования: доцент РтФ Василий Борисов и врач-психиатр Тимур Петренко.
В «депрессометре» – так назвали прибор в редакции 66.RU – применяются самые передовые системы микроэлектроники и информационных технологий. Как и в другой медицинской технике, которую разрабатывают в Центре. «Заниматься только физикой или медициной – не в тренде, сегодня наука развивается междисциплинарно: открытия рождаются на стыке разных направлений. Требуется совместная работа исследователей, врачей, программистов и радиоинженеров – мне это нравится», — говорит кандидат технических наук Василий Борисов.
Психиатр Тимур Петренко преподаёт на кафедре радиоэлектроники и телекоммуникаций Института радиоэлектроники и информационных технологий – РтФ. «Наверное, выглядит странно: врач – и вдруг на радиофаке. Но объясняется это просто. На базе ИРИТ действует Научно-исследовательский медико-биологический инженерный центр высоких технологий. Основной предмет исследований здесь – мозг человека. Без врача, тем более психиатра, никак», — поясняет кандидат медицинских наук Тимур Петренко.
«ДЕПРЕССИЯ – НЕ ПНЕВМОНИЯ, АНАЛИЗАМИ ЕЁ НЕ ОПРЕДЕЛИТЬ»
Тимур Петренко: О депрессии сегодня говорят много. Не выспался человек, встал с плохим настроением, на улице погода ужасная, пробки – и самодиагноз готов: «У меня депрессия». Но все не так просто. Депрессивное расстройство – болезнь, которую включили в международный перечень заболеваний. Это не только дурное настроение: у больных иначе работает мозг, там сбит обмен веществ. Помочь себе самостоятельно, без врачей и медикаментов, они не могут. Это как с пневмонией: не будешь принимать антибиотики – скорее всего, умрёшь.
Но пневмония определяется по анализам физиологических жидкостей и видна на рентгене, а вот лабораторных методов выявления депрессии медицина не знает. Психиатр с опытом может поставить такой диагноз, но его инструменты – опросник и визуальный осмотр. То есть все субъективно.
Впрочем, один метод определения депрессии есть – функциональное МРТ головного мозга. Но в рутинной медицине эти методы не применимы. Устройств для исследования в России от силы пара штук. Исследование получается затратным и трудоёмким. Зато благодаря этому методу выяснилось, что у пациентов с депрессией снижается функциональная активность определённых отделов головного мозга. И это можно замерить не столь дорогостоящими аппаратами, технологии для которых создали здесь, в медико-биологическом центе под руководством профессора Владимира Кубланова.
Владимир Кубланов – основатель Научно-исследовательского медико-биологического инженерного центра высоких технологий УрФУ. Он – автор многих исследований и изобретений на стыке медицины и радиофизики, в том числе аппаратно-программных систем для нейроэлектростимуляции. С их помощью реабилитируют пациентов, перенёсших тяжёлые травмы мозга.
«ИССЛЕДУЕМ МОЗГ С ПОМОЩЬЮ СВЧ»
Василий Борисов: Профессор Кубланов разработал метод исследования мозга при помощи СВЧ-радиотермографа. Основан он на изменениях – по-научному флуктуациях – собственного электромагнитного излучения человека. Постараюсь объяснить понятнее. Если вы не физик, при слове «СВЧ» на ум, скорее всего, придёт микроволновка. Это устройство действительно использует сверхвысокие частоты: берете стакан с водой, ставите в СВЧ-печку, воздействуете на него электромагнитными волнами – вода нагревается. Это прямой процесс. Но есть и обратный: если стакан относительно горячий, он излучает электромагнитные волны разной длины. А раз существует собственное излучение объекта, значит, его мощность можно измерить. На этом и основан принцип СВЧ-радиотермографии.
Изначально этот метод использовали в радиоастрономии – каждый объект во Вселенной с температурой выше абсолютного нуля излучает волны. Человеческий мозг – такой же объект. С помощью медицинского СВЧ-радиотермографа мы измеряем флуктуации собственного излучения человека. Гипотетически активность мозга и волны, которые тот излучает, отличаются у здорового человека и человека с той же депрессией. Мы ищем эти закономерности.
Т. П.: На исследование приходят мои пациенты из клиники, у которых уже диагностировали депрессию, причём не первый эпизод. Эти люди проходили лечение, мы располагаем достоверными сведениями об их болезни. Вторая группа исследуемых – добровольцы, чаще студенты. С помощью традиционных методов выясняю, что они не страдают депрессивным расстройством и подходят для эксперимента.
«СВЧ-радиотермограф – компактное устройство. Датчики устанавливаются на голове – как при снятии энцефалограммы. Дальше измеряем излучение мозга в состоянии покоя, при решении задач, при просмотре видео. Задачи даём несложные – обычные арифметические примеры. На видео включаем релаксирующие ролики с природой. Чего не делаем никогда – не даём читать новости: тут и здоровый впадёт в депрессию», — смеётся Василий.
В. Б.: Мы снимаем несколько сигналов, например СВЧ и вариабельность сердечного ритма. За счёт этого при анализе получаем более точную оценку функциональных процессов. Плюс в том, что наш метод пассивный: никакого воздействия на организм человека не производится – в отличие от того же МРТ, где людей облучают достаточно сильным магнитным полем. С другой стороны, собственное излучение человека измерить сложно – оно во много раз меньше, чем, к примеру, излучение мобильного телефона. Поэтому работа идёт не сверхтемпами.
«ДО ИДЕАЛЬНОГО ПРИБОРА – С ДВУМЯ ЛАМПАМИ – ЕЩЁ ДАЛЕКО»
Т. П.: Хочется создать простой прибор – типа пирометра, который измеряет температуру бесконтактно. Приходит к тебе пациент, ты на него устройство навёл, излучение мозга считалось, оцифровалось. Загорается лампа: здоровый человек – цвет один, активность коры снижена – цвет другой.
Над исследованиями работают студенты магистерской программы «Интеллектуальные информационные системы и технологии функциональной диагностики и нейрореабилитации» из разных стран. «Программу запустили в 2016 году, здесь получают степень магистра выпускники разных специальностей: математики, информационных технологий, радиотехники, физики. Наша задача – чтобы люди с начальной инженерной подготовкой занялись биомедицинскими исследованиями».
В. Б.: Завтра и даже послезавтра мы такой прибор в клинику не запустим. Пока проводим исследования: набираем данные, анализируем, ищем закономерности. Когда наработаем базу, к делу подключатся другие специалисты – например, по машинному обучению. Они используют методы обработки больших объёмов информации, которые активно развиваются последнее время. Современные математические подходы помогают анализировать не только то, что есть, но и прогнозировать с высокой степенью вероятности изменения, которые вскоре произойдут. Тогда врачи смогут не только диагностировать наличие депрессии, но и отслеживать пограничные состояния, а значит – предупредить болезнь.
Анастасия Фортуна, специальный корреспондент
Источник: Современный портал Екатеринбурга – «66.ru»
Фото: Сергей Логинов/66.ru, УрФУ
