Ежегодно от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) умирает около 20 млн человек, по данным ВОЗ, это наиболее распространенная причина смерти в мире. К ССЗ относится и хроническая сердечная недостаточность (ХСН), при этой патологии кровь и ткани организма плохо насыщаются кислородом.

При этом диагностика ХСН на ранних стадиях затруднена, так как заболевание вначале протекает без выраженной симптоматики и часто диагностируется только в тяжелых формах, когда необходимая медицинская помощь может запоздать. Поэтому разработка систем ранней диагностики этой болезни - сегодня одно из приоритетных направлений научных медицинских исследований.

Ученые Самарского университета им. Королева работали совместно с коллегами из ГБУЗ СГКБ №1 им. Н.И.Пирогова и СамГМУ. Ученые разработали сенсор, позволяющий подтвердить наличие хронической сердечной недостаточности с использованием оптического метода.

"Регистрируя с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния уникальные спектральные профили кожи пациентов, мы смогли измерить относительные изменения функциональных групп нуклеиновых кислот, белков, липидов и углеводов в коже между пациентами с подтвержденной хронической сердечной недостаточностью и с неподтвержденным заболеванием", - рассказала младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории "Фотоника" кафедры лазерных и биотехнологических систем Самарского университета Юлия Христофорова.

Исследователи точечно воздействовали лазером на внутреннюю сторону предплечья пациента. Проникая в кожу, излучение взаимодействовало с ее тканями и в зависимости от их состава меняло свою энергию. Изменения фиксировались с помощью специального зонда. Затем для каждого пациента определялся спектральный профиль его кожи, который уникален, как отпечаток пальца. Далее с помощью методов машинного обучения сравнивались и анализировались все спектральные профили кожи пациентов с хронической сердечной недостаточностью и без нее.

Таким образом в ходе клинических исследований было установлено, что по изменению уникального спектра, получаемого с кожи человека, можно достоверно определить наличие ХСН.

Методы оптической диагностики сегодня развиваются в самых разных областях науки - от геологии до авиационной промышленности. Но особую значимость они приобрели в медицине, поскольку значительно расширяют круг диагностируемых заболеваний, удешевляют процесс постановки диагноза и предоставляют возможность полевой (а не лабораторной) диагностики, а также минимизируют воздействие на организм пациента.

Разработчики планируют масштабировать исследование с привлечением большего количества пациентов в клинические испытания и повысить точность анализа с использованием разработанного метода.

Ученые уверены, что дальнейшее совершенствование методов лазерной диагностики сможет помочь специалистам различных областей медицины в обнаружении заболеваний, оценке их течения и определении оптимальных методов лечения.

Работа была поддержана грантом РНФ № 21-75-10097. Самарский университет - участник программы государственной поддержки университетов РФ "Приоритет-2030".