Разработка инновационных медицинских технологий, основанных на физических и цифровых принципахНИР

Development of innovative medical technologies based on physical and digital principles

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0908 (здравоохранение, для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Разработка инновационных медицинских технологий, основанных на физических и цифровых принципах
Результаты этапа: Возможности современных технологий в области биофотоники позволяют разрабатывать инновационные методы диагностики и скрининга многих хронических заболеваний сердечно-сосудистой, эндокринной, дыхательной систем, что, несомненно, представляет большой интерес и крайне актуально для современной медицины. Отечный синдром является одним из ключевых клинических применений хронической сердечной недостаточности. Ранее на лабораторном прототипе прибора была исследована динамика уровня гидратации при различных физиологических воздействиях: физических нагрузках, термонагрузках, а также исследована динамика отечного синдрома у пациентов принимающих диуретическую терапию. Построены модели по определению содержания воды в коже, а также толщин слоев кожи дермы и гиподермы. Калибровка метода производилась с помощью УЗИ. Ранее разработанные модели позволяли восстанавливать содержание воды в дерме, толщину дермы и толщину гиподермы. Целью данной НИР стало исследование факторов, способных снижать точность восстановления этих параметров и приводить к ошибкам при диагностике изменений гидратации. В качестве таких факторов были рассмотрены: вариации коэффициентов рассеяния тканей, содержание меланина в эпидермисе и концентрации гемоглобина в сосудистом слое. В работе применялось численное моделирование методом Монте-Карло, основанное на многослойной модели кожи, включающей эпидермис с различной степенью пигментации, сосудистый слой с изменяемыми концентрациями окси - и дезоксигемоглобина, а также дерму и гиподерму, для которых исследовались вариации коэффициентов рассеяния. Анализ проводился в диапазоне длин волн 700–1100 нм, с особым акцентом на водные полосы поглощения в области 930–1050 нм. Установлено, что вариации коэффициентов рассеяния оказывают наибольшее влияние на спектральную форму в коротковолновой части спектра, однако в водной области поглощения искажения остаются умеренными, что обеспечивает устойчивость восстановления содержания воды. Меланин существенно снижает уровень отражённого сигнала в области до 900 нм, но почти не влияет на водные полосы. Гемоглобин формирует выраженные особенности в области 700–900 нм, но с учетом полной концентрации гемоглобина в коже, вклад в отраженный спектр незначителен. Сделан вывод о высокой робастности методики БИК спектроскопии по отношению к физиологическим вариациям оптических свойств тканей. Результаты подтверждают потенциал метода для мониторинга отёка, диагностики нарушений гидратации и применения в клинических неинвазивных системах. Также в рамках выполненной научно-исследовательской работы разработана и апробирована компактная оптическая измерительная система, основанная на методах спектроскопии. Целью исследования являлось создание альтернативы традиционным спектрометрическим системам для мониторинга оптических свойств биологических тканей с возможностью миниатюризации, повышения энергоэффективности и применимости в клинических условиях. Показано, что полученные сигналы хорошо коррелируют с данными, зарегистрированными с помощью спектрометра. Система была протестирована в условиях in vivo при мониторинге пациентов с периферическим отёчным синдромом. Результаты показали снижение оптической плотности в ближнем ИК-диапазоне в процессе диуретической терапии, что свидетельствует о снижении содержания воды в коже. Измерения, выполненные как разработанным зондом, так и лабораторной установкой на основе спектрометра, продемонстрировали согласованные результаты. Полученные данные подтверждают перспективность разработанного устройства для задач медицинской диагностики, включая мониторинг гидратации тканей. Планируется расширение клинической выборки и дальнейшая оптимизация конструкции прибора и алгоритмов обработки сигнала. По результатам НИР планируется разработать метод диагностики неинвазивного определения содержания воды в коже человека, основанного на спектроскопии диффузного отражения. По разделу цифровых технологий данной НИР изучаются вопросы оптимизации процессов организации и оказания медицинской помощи, с использованием систем поддержки принятия решений (СППР) при выборе оптимальной диагностической тактики, лекарственной терапии и маршрутизации пациентов к профильным специалистам. С 2024 года разработка СППР включена в число приоритетов прикладных научных исследований в интересах медицины и здравоохранения, предложенных Минздравом России (212 - Системы поддержки принятия решений для медицинских работников и пациентов.). Разработки представляют раздел инновационных технологий в сфере цифрового управления в сфере здравоохранения. В ходе проведения исследований выполнены работы согласно задачам, предусмотренным на данном этапе НИР: В ходе проведения исследований достигнуты следующие результаты: - подготовлен обзор литературы по международной практике развития моделей СППР в здравоохранении, на основе которого подготовлена статья «Система поддержки принятия решений как инструмент развития цифровых технологий в медицине» принята к публикации в журнал «Вестник Московского университета» в 2025 году, №4; - разработан алгоритм аналитической информации по архитектуре электронной Системы поддержки принятия решений (СППР); - проведен анализ данных базы «АРТРОВИЗ», полученных при проведении исследования по анкетному опросу пациентов – сотрудников АОО ММК. Подготовлена статья по теме «Анализ распространенности патологии костно-мышечной системы среди работников предприятия тяжелой промышленности», принята к публикации в журнал «Профилактическая медицина» в 2025 году, №6. - Начат первый этап проведения генетических исследований по изучению полиморфизмов (мутаций) генов при суставной патологии; Результаты доложены на: - научном конгрессе Университетского консорциума исследователей больших данных и Международной университетской премии в области искусственного интеллекта и больших данных «Гравитация-2025», на круглом столе «Применение систем искусственного интеллекта в здравоохранении: проблемы персональных данных и доверия», тема доклада: «Инструменты для принятия врачебных решений, как возможности интеллектуального развития МИС» (Габбасова Л.А.); - международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов -2025, тема доклада: «Количественная оценка и реконструкция распределения молекулярных компонент в коже методами спектроскопии диффузного отражения и оптической томографии» (Филиппов И.Д., Ширшин Е.А.). Область применения полученных результатов: Полученные результаты предназначены для применения при оказании специализированной медицинской помощи, с целью повышения доступности и качества специализированной медицинской помощи в медицинских организациях (МО). Внедрение систем поддержки принятия врачебных решений относится к числу приоритетов не только практического здравоохранения, но и медицинской науки
2 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Разработка инновационных медицинских технологий, основанных на физических и цифровых принципах
Результаты этапа: -
3 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Разработка инновационных медицинских технологий, основанных на физических и цифровых принципах
Результаты этапа: -
4 1 января 2028 г.-31 декабря 2028 г. Разработка инновационных медицинских технологий, основанных на физических и цифровых принципах
Результаты этапа: -

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".