În MFTI, un expert renumit în domeniul electrofiziologiei inimii, profesor la Universitatea din Washington, în St. Louis Igor Efimov, absolvent al Institutului de Fizica Tehnică din 1986, a deschis laboratorul.
El a spus corespondentului revistei MIPT "For Science" despre planurile de muncă în alma mater și aici acordăm complet acest interviu.
- Ce va face laboratorul dvs. la MIPT, care este diferența față de grupul american.
Proiectul, pentru care am primit finanțare pentru laboratorul PhysX, este în mare parte teoretic. În general, acum sunt mai mult experimentator, dar eram teoretician. Și am acumulat o cantitate imensă de date despre diferite modele experimentale de activitate cardiacă, inclusiv despre oameni.
Ceea ce este planificat pentru PhysTech va fi numit "Laboratorul de Fiziologie Umană". Adică, vrem să construim aici o structură care să dezvolte tehnologii teoretice și experimentale legate de electrofiziologia inimii și a creierului.
În prima etapă (proiect de trei ani) ne vom concentra pe teorie. Este planificat un experiment, dar mai mult va fi simularea pe calculator. În laboratorul meu din St. Louis și Bordeaux (unde, de asemenea, locul de muncă) au o mulțime de evoluții experimentale, și am avut întotdeauna nevoia de a găsi o echipă cu care am putea lucra în domeniul modelării computerizate și a noilor tehnologii, în special, 3D-imprimare .
- Despre ce probleme vorbim?
Am dezvoltat o nouă clasă de instrumente care ne permit să facem medicina individuală. Aceasta este monitorizarea, acordată unui pacient particular: mai întâi faceți CT sau RMN (computer, adică imagistică prin raze X sau prin rezonanță magnetică.) Notă de la serviciul de presă MIPT. apoi - o segmentare completă a calculatorului, evidențiind un organ interesant (în cazul nostru - inima) și creând un model specific al inimii unui anumit pacient. În plus, această formă este reprodusă pe o imprimantă tridimensională, o membrană realizată din materiale biocompatibil este aplicată de sus. Și deja pe acesta este imprimat un dispozitiv electronic, care poate înregistra multe semnale diferite, și de asemenea oferă terapie punctuală pentru inimă, acolo unde este necesar. Asta este, dacă este tradus din limba engleză, vom primi "diagnostice de înaltă rezoluție" și "terapie de înaltă rezoluție".
- De ce este necesar, cu atât mai rău este aparatul modern implantabil?
Judecăți-vă, în stimulatoarele moderne și defibrilatoarele, maximum două sau trei electrozi. Și asta e tot ce trebuie să scrii parametrii activității inimii sau să-l stimulezi. Aceasta este o rezoluție foarte scăzută.
De exemplu, un defibrilator are una dintre cele mai importante probleme - terapia necorespunzătoare - un tratament prescris în mod fals. Cum se întâmplă acest lucru? Electrodul este doar unul, înregistrează semnalul dintr-un singur punct și, pe baza acestor date insuficiente, trebuie să decidă dacă o persoană este sau nu într-o stare de deces cardiac. Și dacă este, atunci electrodul trebuie să expună inima la acțiunea unui curent electric semnificativ. Din păcate, pe baza datelor dintr-un punct, este foarte ușor să faci o greșeală și este clar ce se întâmplă: persoana care nu cunoaște totul este în deplină conștiință trăind dintr-o dată durere teribilă și șoc teribil.
Vrem să creăm dispozitive care să împiedice acest lucru: diagnoza de înaltă rezoluție va înregistra nu numai întregul spectru de semnale electrice, ci și parametrii mecanici, indicele de aciditate, temperatura, funcția metabolică și așa mai departe. Toate dispozitivele necesare pentru aceasta sunt flexibile și imprimate pe o membrană flexibilă.
Apoi, folosind tehnici de modelare a computerului, avem de asemenea nevoie să dezvoltăm dispozitivul nostru - un fel de "șosete" care se află perfect pe inimă. Și apoi procesul ar trebui să fie conectat la chirurgi: să dezvolte metode minim invazive de introducere a unor astfel de echipamente în corpul uman.
- Care va fi sarcina oamenilor de știință de la PhysTech?
Este în asta! Va trebui să dezvoltăm tehnologii informatice care ne vor permite să abordăm procesul de introducere a electronicii flexibile în medicină. La urma urmei, construirea unui astfel de dispozitiv, chiar și după ce a demonstrat platforma, este un mod uriaș. În primul rând trebuie să înțelegeți unde și în ce volum doriți să amplasați tipul adecvat de senzori. Toți vor fi construiți pentru o anumită boală.
Dacă există un risc de deces cardiac brusc, atunci este necesar un diagnostic, este necesar să se determine densitatea cu care sunt plasate dispozitivele pentru a asigura suficientă informație - și aici vorbim de pH. Dacă vorbim de aritmie cardiacă, boală ischemică - toate acestea sunt cazuri diferite care necesită o abordare individuală, un set individual de senzori. Și toate acestea vor fi calculate în avans pe modele.
Chiar și atunci când am realizat exact unde vom observa inima, există încă multe întrebări. De exemplu, orice semnal este un fundal zgomotos, alte fenomene. Și trebuie să înțelegem cum să izolăm de imaginea observată semnalul din acele părți ale inimii care reprezintă un risc. Aceasta va fi, de asemenea, o sarcină pentru noi.
- Vor funcționa doar pe diagnosticul inimii efectuate la Institutul de Fizică și Tehnică?
Nu, astfel de sarcini sunt puse pentru neurofiziologi. Rubin Aliyev va fi adjunctul șefului laboratorului, el a fost angajat în neurophysiology și va dezvolta aplicarea platformei noastre în această direcție. Există și probleme matematice pure - este necesar să optimizăm modelele matematice disponibile ale inimii pentru aplicarea noastră. La urma urmei, modelele generale sunt uriașe și este dificil să le modelezi chiar și cu cele mai puternice supercomputere.
- Care sunt perspectivele pentru laborator?
Construiesc o perspectivă strategică. În primii trei ani avem un grant de la MIPT, construim un laborator, căutăm oameni și selecționăm echipamente. Sper că în această perioadă vom ieși și vom crește anumite direcții care pot deveni experimentale. De asemenea, MIPT va avea o infrastructură corespunzătoare pentru știința experimentală. În St. Louis, laboratorul nostru are acces la o bază vastă de organe pentru a lucra in vitro, și aceasta nu este numai inima animalelor mici, ci și a organelor umane. Același lucru trebuie făcut în Rusia în parteneriat cu instituțiile medicale.
- Și în Rusia, este posibil acest lucru legal?
Această nevoie sa maturizat nu numai pentru știință, ci și pentru practica clinică. De exemplu, în legislația SUA în acest domeniu este foarte dezvoltată și, de exemplu, în cazul în care o persoană a fost ucisă într-un accident de mașină, organele sale ar putea salva mai multe vieți: repede se pregătească pentru transplant nu este numai inima, dar, de asemenea, ficat, rinichi, plămâni, și așa mai departe. Dar inima este cea mai dificilă parte, deoarece criteriile pentru transplant sunt foarte stricte. Și când inima unora parametru nu este potrivit pentru transplant, acesta este trecut la noi, oamenii de știință, și putem studia procesele din organism in vitro. Deci, avem date despre fiziologia umană. Acum avem astfel de date, dar încă mai așteaptă un tratament teoretic sistematic. La universitatea mea din Statele Unite, pur și simplu nu au echipa care ar putea face acest lucru, și sunt experți PTI de clasă mondială - la matematici superioare, modelare, - este.
Trimiteți-le prietenilor: