Российские учёные предложили способ снижения смертности при коронавирусе
Председателю Правительства Российской Федерации был направлен пакет технологий и разработок Сибирского отделения Российской академии наук, которые можно применить в борьбе с коронавирусной инфекцией и ее последствиями.
Ранее, на совещании Президента России Владимира Путина с членами Правительства Российской Федерации, вице-премьер Татьяна Голикова отметила, что «мы проверяем еще 22 новых лекарственных препарата, которые представлены Сибирским отделением Российской академии наук, и тоже достоверные результаты получим 10 апреля 2020 года». Полный текст стенограммы доступен на kremlin.ru
В настоящее время отобран еще и пакет технологий для скорейшего внедрения. Часть предложений отвечает на самые острые проблемы и вызовы, стоящие перед медициной и промышленностью.
Высокая смертность при COVID-19, в числе прочего, обусловлена обострением хронических заболеваний или наличием сопутствующих патологий, не выявленных при первичной диагностике, и оказавшихся фатальными при соблюдении стандартного медицинского протокола. Выявить все хронические заболевания у пациентов в период ремиссии или скрытого течения зачастую не представляется возможным в рамках общих анализов и стандартных диагностических методов, использующихся при госпитализации, особенно при большом входящем потоке пациентов. Ряд институтов Сибирского отделения уже длительное время работает с термографией и рентенографией. Так, Новосибирский государственный исследовательский университет давно и серьезно прорабатывает применение искусственного интеллекта и глубокого машинного обучения для автоматизации, повышения качества и скорости, снижения стоимости обработки данных методов КТ (компьютерная томография), МРТ, Флюорографии, ПЭТ КТ, рентгенографии (в т.ч. с контрастным веществом), ПЭТ, УЗИ, эндоскопических методов ФГДС, а ФГБУН ИВТ СО РАН занимается прикладными исследованиями в области машинного зрения и методов анализа медицинских изображений, в том числе расшифровки термограмм. (Тепловидение (термография) - регистрация теплового излучения тела человека в инфракрасном (ИК) диапазоне длин волн (1,0 – 14,0 μ) с помощью специального прибора - тепловизора, (термовизора) демонстрирующее интенсивность теплового потока от человека, - прим. автора).
«В основе медицинской тепловизионной визуализации лежит глубокая связь температурных градиентов на коже человека с процессами, происходящими в организме. Сущность тепловизионного метода заключается в представлении человеку (врачу) визуализированного инфракрасного изображения, создаваемого на поверхности тела за счет работы вегетативной нервной системы, что вызывает изменение кровоснабжения подкожной сосудистой сети в местах (рефлексогенных зонах), соответствующих тому или иному внутреннему органу. Следовательно, визуализация осуществляется не структурных особенностей внутренних органов человека, как это имеет место при ультразвуковом, рентгеновском и других методах активной лучевой диагностики, а функциональных изменений, несущих информацию о любых нормальных и патологических процессах в организме» - пояснил академик медико-технической академии наук, директор ООО «Хелс-Сервис», Валерий Беленький, посвятивший изучению метода термографической диагностики более 30-и лет и создавший уникальную базу данных в этой области совместно с рядом медицинских и ЛПУ-учреждений Сибирского региона.
Начало медицинской термографии (тепловидения) следует датировать 1956 годом, когда появилась первая публикация канадского ученого Роберта Лаусона. В ней он описал первый опыт применения рассекреченных в американской армии инфракрасных (ИК) эвапорографов «Бэрд» и «Рекси» для диагностики медицинской патологии. Тепловизионные исследования в СССР впервые были начаты в 60-х гг. при помощи прибора «Тепловизор», изготовленного во Всесоюзном электротехническом институте, и «Тепловизор 171-Т1», созданного в ГОИ им. С.И. Вавилова. Среди первых работ в области практического здравоохранения огромное значение имеют исследования под руководством академика Б.В. Петровского во Всесоюзном НИИ клинической и экспериментальной хирургии АМН СССР, г. Москва, в котором были разработаны методики тепловизионной диагностики различной сосудистой патологии.
«С развитием цифровых тепловизоров, повышением их температурной точности и разрешения, появилась возможность автоматического и автоматизированного компьютерного анализа получаемых с них изображений и даже видеоряда. Медицинская термография, имея достаточно глубокие корни, с внедрением методов компьютерного анализа получает новую жизнь. Особую важность получают подходы на основе анализа мультимодальных данных, объединяющих термографию с другими диагностическими методами. Институт вычислительных технологий СО РАН имеет более чем 10-летний опыт разработки методов и технологий анализа изображений, применяя его в анализе данных дистанционного зондирования Земли, около 5 лет опыта в области анализа медицинских изображений и серий изображений (томограмм), а в последние полтора-два года активно погружен в задачи предметного анализа именно термографических снимков с применением методов искусственного интеллекта (машинное обучение) и комбинированием их с классическими и ансамблевыми методами кластеризации и классификации объектов на изображениях», - прокомментировал первый заместитель директора ИВТ СО РАН Андрей Юрченко.
Юрченко предложил совместить в одной программной системе термографический и рентгенографический источники данных (мультимодальный подход), с автоматическим картированием органов и систем на основе контуров рентгеновского снимка, учитывая при этом индекс массы тела и процент жировых отложений для коррекции параметров термографической диагностики. Подход назвали «Комплексная термо- и рентгенографическая функциональная диагностика для формирования прогнозного сценария осложнений при COVID-19». Новой диагностической методике предстоит пройти тестирование и получить одобрение для массового внедрения, а также получить незначительную финансовую поддержку на доработку соответствующего программного обеспечения.
Техническое обеспечение методики – современный рентгеновский аппарат, персональный компьютер, а также мобильный термовизор, например тепловизор «SVIT» отечественного производства, разработанный и выпускаемый в ИФП СО РАН в г. Новосибирск. Приёмным элементом этого тепловизора служит двумерная матрица полупроводниковых конденсаторов на основе арсенида индия (InAs), установленная в фокальной плоскости инфракрасного объектива, по чувствительности превосходящая все существующие мировые аналоги. Отечественная элементная база и программное обеспечение позволят быстро внедрить и масштабировать технологию, наращивая точность диагностики в нейросети с каждым новым загруженным и расшифрованным снимком.
Другая инновационная технология – самоочищающиеся фотоактивные тканевые материалы, созданные Федеральным исследовательским центром Институт катализа СО РАН, могут помочь в решении второй серьезной проблемы: обеспечения медперсонала и лаборантов средствами индивидуальной защиты (СИЗ). О наличии острой нехватки СИЗ 7 апреля, на очередном совещании по вопросам развития ситуации с коронавирусной инфекцией и мерам по ее профилактике Президента Российской Федерации с вирусологами и членами Правительства РФ, сообщил Министр промышленности и торговли РФ, Денис Мантуров: «Но самое главное, то, что Вы и сегодня, Владимир Владимирович, обратили внимание в части защитных костюмов. Это действительно большой дефицит. К сожалению, мы в своё время такого объёма и не производили, в основном специализация предприятий была рассчитана на производство радиационностойких костюмов и для химических производств». Стенограмма также доступна на сайте kremlin.ru.
Для производства фотоактивных материалов по методике ФИЦ ИК СО РАН подходят как хлопковые, так и полиэфирные ткани, которые обрабатываются нанокристаллическим диоксидом титана. Предложенный подход позволяет получать устойчивые к стирке и стабильные во времени самоочищающиеся от вирусов и бактерий текстильные материалы. Самоочистка и обеззараживание одежды, изготовленной из такого материала, происходит как во время ночного хранения, сопровождающегося воздействием мягкого УФ-излучения, так и в процессе носки под действием солнечного освещения.
Поиск и экспертиза перспективных препаратов и технологий в рамках МРГ продолжается.
С уважением,
ответственный секретарь МРГ по коронавирусной инфекции при Сибирском отделении Российской академии наук, советник по перспективным проектам вице-президента РАН, председателя СО РАН
Дорохова Ольга
