科學家的最新研發成果將有助於避免心臟猝死

© 照片 : TPU斯捷潘•延申,“醫學工程”實驗室工程師,他手中拿著的是科學家開發的用於測量心臟微電位的軟硬件結合系統(無傳感器)
斯捷潘•延申,“醫學工程”實驗室工程師,他手中拿著的是科學家開發的用於測量心臟微電位的軟硬件結合系統(無傳感器) - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 14.05.2021
托木斯克理工大學(TPU)新聞處宣佈,該大學的科學家研制出一種設備,能以前所未有的精度研究心臟的電活動及其組織狀態。據研究作者介紹,該設備在世界上獨一無二,而且兼顧家庭使用,很容易檢測出可導致心臟猝死的心肌病的早期徵兆。結果發表在 Measurement期刊上。

據世界衛生組織報道,心血管疾病是世界上主要的死亡原因,而且死亡率還在上升。

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心臟病發展的最危險形式之一是所謂的心臟猝死(SCD)現象。這種死亡可以在幾分鐘內發生,幾乎沒有先前的陰性症狀。心臟猝死(SCD)通常是心肌梗塞的結果。

心臟不斷產生生理電信號,引起心肌(即心臟的肌肉)收縮。科學家解釋說,可以根據這些搏動的形狀和持續時間來判斷心臟的狀態。然而,當今使用的方法——心電圖(ECG)——只記錄明顯的變化,無法預測潛在的威脅。

TPU科學家確信,借助於新研發的設備,可以更準確地測量心臟的電活動以預防心臟猝死(SCD)。他們創建的設備可以檢測心肌細胞的早期病理變化,否則只能通過複雜的手術干預才能解決。

“當仍可以用藥物恢復細胞的工作時,早期診斷儀器可幫助開始治療,具有特殊的價值。我們是第一個找到無創診斷方法,無需手開心臟術,也無需通過靜脈插入電極。這是可能的,因為該設備不僅實時提供超高分辨率心電圖,而且還記錄0.3μV以上的微電勢,持續時間0.1 ms以上。現代心電圖儀無法做到這一點,我們的設備在世界上沒有同類產品。”該項目的科學負責人,TPU“醫學工程”實驗室負責人戴安娜·阿夫德耶娃(Diana Avdeeva)解釋說。

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該設備記錄有些細胞發出的納伏級和微伏級電信號的能量。創建者認為,其工作原理類似於心電圖(ECG),但由於採用了特殊的納米傳感器和專門設計的軟件,他們得以極大地提高了靈敏度。

“與心電圖一樣,我們使用了氯化銀電極,只是我們的電極是納米級的。每個傳感器上有16個薄陶瓷片,在陶瓷片的孔中放置銀納米顆粒。一個傳感器中有數以百萬個粒子,每個粒子都是放大心臟磁場的電極。我們還能夠放棄通過使用過濾器來抑制標準心電圖中嚴重扭曲微電勢的噪音。” 戴安娜·阿夫德耶娃(Diana Avdeeva)說。

科學家解釋說,標準心電圖儀的頻率範圍為0.05到150 Hz,而更新儀器的頻率範圍在0到10,000 Hz之間。傳感器固定在胸部;使用標準的導電膠讀取指示器。監視過程大約需要20分鐘。

“我們設法解決的挑戰是創建一個靈敏,緊湊且價格合理的綜合設施,以裝備多科診所和家庭使用。當然,在將其付諸實踐之前,我們需要經歷幾個更重要的階段-無論是在研究方面還是在市場實施方面,” TPU醫學工程實驗室的工程師Mikhail Yuzhakov說。

據科學家稱,這種發達的方法不僅可以用於心臟病學,而且在任何電生理學研究中都將非常有用,例如腦電圖,肌電圖等。

該項目正在“未來醫學”技術平台和聯邦目標計劃的支持下實施。該綜合體的開發是與托木斯克NIMT心臟病研究所的專家合作進行的。

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