Ученые подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета (ПГУ) совместно с медиками Кубанского государственного медицинского университета (КубГМУ) создали первый в мире экспериментальный образец волоконно-оптического датчика для неинвазивного измерения низкого давления. Разработка найдет широкое применение в стоматологии, неонатологии, предполагается его использовать в аппаратах ИВЛ, в воздушных и жидкостных тонометрах. Запатентованный датчик прошел начальные клинические испытания. В настоящее время работа продолжается, в планах — внедрить датчик в практическое здравоохранение. Об этом сообщило ТАСС.

Исследователи несколько лет ведут работы над своей идеей. В этом году удалось создать первый в мире прототип изобретения. На базе Кубанского государственного медицинского университета прошли первые клинические испытания. В выборке пациентов 70 человек.

Отметим, как упоминалось выше, волоконно-оптический датчик давления найдет широкое применение в медицине. По словам изобретателей, одно из приоритетных направлений его использования — диагностика на ранних стадиях патологий челюстно-лицевой области детей и взрослых. Новаторы уверены, станет возможным подбирать своевременное и эффективное лечение.

Одна из самых распространенных патологий челюстно-лицевой области — врожденная расщелина верхней губы и нёба. Это дефект мягких тканей верхней губы с одной или с двух сторон от средней линии в виде щели разной степени выраженности. Это, как правило, патологии внутриутробного развития плода.

Микросенсор датчика размещается во рту пациента (в том числе и ребенка) на короткое время, по давлению языка на воспринимающий элемент датчика будет оцениваться та или иная патология.

Научному коллективу: от ПГУ — научный руководитель от вуза, д-р техн. наук, профессор кафедры «Приборостроение» Татьяна Мурашкина, д-р техн. наук, профессор кафедры «Радиотехника и радиоэлектронные системы» Елена Бадеева, канд. техн. наук, начальник технологической лаборатории НИИФИ Дмитрий Серебряков, магистрант Надежда Хасаншина, аспирант кафедры «Приборостроение» Алексей Кукушкин, студенты кафедры «Приборостроение» Владислав Бадеев и Александр Аксенов; от КубГМУ — научный руководитель от вуза, д-р мед. наук, проректор по учебной работе, заведующий кафедрой хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Татьяна Гайворонская, д-р мед. наук, заведующий кафедрой стоматологии общей практики Арменак Арутюнов, врач высшей категории Юрий Васильев, врач-неонатолог Екатерина Плотникова  — первому в мире удалось определить отдельные морфометрические и параметрические показатели челюстно-лицевых патологий с помощью волоконно-оптических средств измерений. По результатам совместных научных исследований в рамках гранта РНФ № 22-15-20069 «Исследование возможности неинвазивной диагностики микросенсорных изменений челюстно-лицевых и иных патологий с помощью волоконно-оптических микросенсоров ИК- диапазона». На изобретения получены свидетельство о государственной регистрации базы данных «Организация базы данных для оценки параметров челюстно-лицевой области крупного региона РФ», патент на полезную модель «Волоконно-оптический датчик давления» и патент на изобретение «Волоконно-оптический датчик давления».

У 70 пациентов (до 18 лет) и взрослых (более 18 лет) по разработанной методике и с помощью экспериментального образца датчика измерили давление языка на нёбо. Медики также взяли анализ крови, слюны и буккальный соскоб.

На основе полученных данных исследователи определили диапазоны измерения давления языка на нёбо у резцового отверстия, на свод твердого нёба и значение давления на уровне первого моляра (самый крупный зуб верхней челюсти).

Волоконно-оптические датчики абсолютно безопасны для пациентов — доказано энергетическим расчетом.

 

Та часть датчика, которая устанавливается во рту, в 2–3 раза меньше размеров известных средств измерения низких давлений. На дисплей электронного блока датчика выводятся показания давления. Микросенсор и электронный блок соединены с помощью волоконно-оптического кабеля в защитной гофрированной металлической трубке. Для удобства врача часть волоконно-оптического кабеля установлена в жесткой трубке, за которую он удерживает микросенсор во рту пациента.

Микросенсор по форме и размеру напоминает таблетку. С одной стороны корпуса микросенсора расположена «подушечка», которая взаимодействует с нёбом пациента. А с другой стороны корпуса располагается воспринимающий элемент особой конструкции, который укладывается на поверхность языка человека. Такое конструктивное исполнение микросенсора снижает погрешность взаимодействия средства измерений с объектом измерений в 3–5 раз. В основу принципа действия датчика положено аттенюаторно-отражательное компенсационное преобразование оптических сигналов. Это позволило в 2–3 раза снизить большинство дополнительных погрешностей измерения.

С внедрением изобретения в практическое здравоохранение время проведения процедуры измерений морфометрических и параметрических параметров челюстно-лицевой области сократится до 15–30 секунд. В то время как существующие аналогичные процедуры требуют 5–10 минут.

Отметим, погрешность большинства медицинских измерений достигает 30%.

В настоящее время ученые ведут переговоры с учреждениями здравоохранения о внедрении разработки в клиническую практику.

Предложенное устройство можно использовать также в сельских и поселковых больницах. Руководитель научного проекта Татьяна Мурашкина подчеркивает, его малые габариты позволяют это сделать, для аппарата не нужно выделять дополнительный кабинет. При этом повлиять на работу датчика не сможет ни одно другое медицинское оборудование, так как устройство невосприимчиво к любым электромагнитным помехам.

Устройство станет помощником также врачам-неонатологам при лечении и профилактике патологий новорожденных. Им можно измерить давление кровотока в пуповине младенца. Оно простое в применении, не требует высокой квалификации медицинского персонала.

Она добавила, волоконно-оптический датчик давления можно использовать в аппаратах искусственной вентиляции легких.

Себестоимость устройства (совместно с электронным блоком преобразования информации) не превысит 100 тысяч рублей.