Как бы всем хотелось, чтобы диагностика и сдача анализов не были долгими и трудоемкими процедурами! А многие мечтают, чтобы для этого вообще не нужно было выходить из дома. Ученые, оказывается, мыслят в этом же направлении. В 2024 году специалисты российских вузов и исследовательских институтов создали немало новых приборов, которые способны установить диагноз по капле крови или просто воздуху, который выдыхает человек. При этом результаты исследования поступают прямо на мобильный телефон.
Ежегодно «ФармМедПром» подводит итоги, рассказывая об инновационных отечественных устройствах, которые помогают выявлять заболевания на ранних стадиях и повышать качество лечения. В этой статье мы собрали сведения о десяти отечественных разработках для диагностики различных заболеваний. Некоторые из них находятся в процессе создания, другие готовы к практическому применению. Кстати, за 10 месяцев этого года порядка 40% зарегистрированных в стране медизделий были разработаны учеными России.
Индивидуальный ультразвуковой спирограф для исследования органов дыхания
Ученые из Сибирского медицинского университета разработали уникальный телемедицинский прибор «Спиро». Он измеряет параметры работы легких у людей с хроническими заболеваниями органов дыхания и помогает выявить нарушения. Это устройство не имеет аналогов в России. Прототип прибора использует встроенные ультразвуковые датчики для измерения воздушного потока. Полученные данные передаются на мобильное устройство. Спирограф может контролировать состояние больных с бронхиальной астмой, обструктивной болезнью легких или осложнениями после коронавируса. Благодаря оперативной передаче данных, врач быстрее скорректирует лечение пациента. Апробация нового устройства проводится в клиниках Сибирского медуниверситета. После завершения тестов и регистрации прибора,ученые планируют запустить его в производство. Работа ведется в рамках федеральной программы «Приоритет-2030».
«Умный браслет» для прогнозирования эпилептического приступа
В Санкт- Петербургском электротехническом университете «ЛЭТИ» представили «умный браслет», который предсказывает эпилептические приступы и предупреждает об их приближении. Это небольшой гаджет, который можно носить на руке. Он отслеживает два показателя: фотоплетизмограмму — изменения объема крови в сосудах руки, и акселерометрию — движения тела. На основе этих данных устройство анализирует состояние и выявляет признаки надвигающегося приступа. Устройство может следить за состоянием человека во время сна и активности. Оно записывает показатели состояния здоровья и ведет дневник приступов. Датчик может оповещать о начале приступа и отправлять сигнал близким пациента или медикам. Авторы проекта после испытаний браслета на добровольцах доработают устройство. Для проведения разработки исследователи получили грант Фонда содействия инновациям. Проект выполняется в рамках федеральной программы «Платформа университетского технологического предпринимательства».
Устройство для экспресс-анализа крови, слюны и мочи в домашних условиях
Интересное решение для проведения дома экспресс-анализов компонентов слюны, крови и мочи нашли специалисты МФТИ. Предложенная система работает с лабораторной точностью (погрешность 12%) и существенно дешевле аналогов. В комплект для быстрого анализа входит калибратор цвета, емкость и тест-полоски. Также необходимо установить приложение на смартфон. Для проведения анализа достаточно обмакнуть тест-полоску в емкость и поместить в центр калибратора. Он изменит окраску в соответствии с концентрацией веществ. Для того, чтобы удаленный сервер выдал результаты, нужно через минуту отсканировать их камерой мобильного, после чего заключение придет на смартфон.
Ученые планируют зарегистрировать изобретение как медицинское изделие и провести клинические испытания в этом году.
Портативный биосенсор для ПЦР-анализа биожидкостей у постели больного
Компактный переносной биосенсор разрабатывают специалисты из Московского физико-технического института. Для него они создают уникальные металинзы, чей размер тоньше даже волоса человека. Новый прибор позволит точно анализировать различные биологические жидкости и распознавать отдельные наночастицы и биомолекулы. Металинзы представляют собой специальные оптические компоненты. От обычных линз их отличает множество маленьких элементов. Они размещаются на поверхности и могут менять не только свойства света, но и его направление. Ученые сейчас формируют метаповерхность сверхмалого размера, которую можно будет разместить на чипе. После чип будет встроен в портативный анализатор биоматериалов. Разработчики утверждают, что предложенный ими способ диагностики быстрее и точнее, чем ПЦР (полимеразная цепная реакция) в лаборатории. Оперативный анализ позволит на ранней стадии выявлять болезни. Для этого достаточно даже малых концентраций биомаркеров. Использовать прибор можно при выезде к пациенту на дом или в полевых условиях. Создатели биосенсора намерены найти индустриальных партнеров для масштабирования производства. Проект реализуется по программе «Мегагрант».
Спектрометр для диагностики заболеваний по составу воздуха
Оптический инфракрасный спектрометр, — так называется новый прибор, который разрабатывает группа ученых из нескольких вузов. Диагностическое устройство будет находить биомаркеры заболеваний сердца, органов пищеварения и дыхательной системы, анализируя лишь воздух, который выдыхает человек. В отличие от масс-спектрометра, встроенная система подготовки проб для нового прибора не требует от специалиста сложной обработки образцов. При диагностике пневмонии, бронхиальной астмы, рака легких, простаты, диабета первого типа, диагноз определялся с точностью 90%. Спектрометр уже заинтересовал потенциальных потребителей. В команду разработчиков входят ученые технического университета им. Баумана, специалисты научно-образовательного центра «Фотоника и ИК-техника», Научно-исследовательского института урологии и интервенционной радиологии им. Лопаткина и больницы им. Алексеева, а также сотрудники СО РАН. Разработка устройства стала возможной благодаря участию в программе «Приоритет-2030» нацпроекта «Наука и университеты».
Устройство для диагностики сердечной недостаточности и составления прогноза лечения
Устройство, которое помогает диагностировать сердечную недостаточность и прогнозировать лечение, создали специалисты Саратовского государственного медицинского университета. Ученые реализовали идею автоматизировать известный в кардиологии «шестиминутный» тест, который сейчас используют для диагностики сердечной недостаточности. Этот тест при кажущейся простоте требует от медработника много времени на его проведение и запись всех необходимых параметров. Созданное устройство автоматически фиксирует все измерения при проведении теста и оценивает изменения состояния пациента. Использование устройства сэкономит время врача, а пациент сможет быстро получить результаты диагностики. В дальнейшем применение прибора упрощает контроль состояния пациента и помогает корректировать лечение.
Система выбора качественных эмбрионов при ЭКО
В июне 2024 года в университете им.Сеченова представили новую систему, которая позволяет более точно оценивать способность эмбрионов к имплантации при ЭКО. Анализ и оценка снимков, сделанных в процессе развития эмбрионов, требуют много времени и усилий от специалистов. Чтобы упростить этот процесс, ученые использовали машинное обучение. В результате была разработана система, которая позволяет автоматически фиксировать этапы развития эмбриона и обнаружить любые отклонения, которые могут пропустить медики при ручной обработке изображений. После успешного тестирования в университете система передана в профильные учреждения для доклинических исследований. Эта разработка стала возможной благодаря участию вуза в национальном проекте «Наука и университеты». Ученые сотрудничали с компанией «Вэсттрейд ЛТД», которая занимается производством специализированных инкубаторов для новорожденных.
Система автоматического поиска болезней легких
Специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» и Национального медицинского исследовательского центра им. Алмазова создали систему, которая в автоматическом режиме анализирует изображения тканей легких и обнаруживает сложные заболевания сосудов. Обычно для оценки изменений в сосудах специалисты визуально анализируют микрофотографии легочной ткани под микроскопом. Новая система на основе ИИ выполняет автоматический анализ изображений. Точность анализа составляет 97%. Исследователи планируют научить систему автоматически производить количественную оценку сосудов, классифицировать их по диаметру и типу. Это облегчит работу с гистологическими данными. Научная работа проводились при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования РФ.
«Индикатор-БИО» для проведения ПЦР в реальном времени
Мобильную ПЦР-лабораторию под названием «Индикатор-БИО» специалисты РНИМУ им. Пирогова в этом году представили на международном форуме «Технопром-2024». Это небольшое компактное устройство позволяет в режиме реального времени проводить ДНК-анализ по методу ПЦР. Прибор способен исследовать образцы и выявлять в них вирусы, бактерии, грибы и другие микроорганизмы. Ждать результата придется всего 30 минут. Исследовать можно и уровень микробиологического загрязнения окружающей среды. Прибор работает от аккумулятора и весит всего три килограмма. Воспользоваться мобильной лабораторией сможет человек без специальной подготовки. Такие характеристики делают прибор востребованным в службах быстрого реагирования, скорой помощи, МЧС и войсках радиационно-химической и бактериологической защиты. Прибор является полностью российской разработкой. Мобильную ПЦР-лабораторию выпускает отечественная компания «Экзо пласт».
Новый способ диагностики рака молочной железы по капле крови
Микрочипы с везикулами предложили использовать для диагностики онкозаболеваний московские ученые. Таким способом по небольшому объему крови можно определить рак молочной железы за 20 минут. Над проектом работает коллектив специалистов Сколковского университета науки и технологий, Университета НИТУ МИСИС и Института биоорганической химии. Новый метод основан на использовании микрочипов с везикулами — микроскопическими пузырьками наноразмера- везикулами. Они переносят вещества между клетками и содержат различные молекулы, которые могут указать на наличие или развитие рака. Для определения количества везикул используют фотонные микросенсоры. Исследуемая жидкость проходит через трубку маленького диаметра, поверхность которой обработана специальными молекулами, «цепляющимися» за везикулы. Это приводит к изменению прохождения света по волноводу, что можно измерить. Простота конструкции фотонных микрочипов делает возможным их массовое производство. К тому же, их можно использовать много раз: промыть микротрубки и повторно нанести сенсорное покрытие. Исследователи планируют подобрать биомаркеры, которые одновременно обнаруживают несколько заболеваний. Специалисты полагают, что такой анализ можно будет использовать для массовых медосмотров населения.
Текст: Елена Бадьина
Фото: iStock.com (microgen, Svitlana Hulko, Lothar Drechsel)
