ИМСС УрО РАН - От космоса до сосудов. Интервью Фрика П.Г. газете "Наука Урала"

Details: Category: Интервью; Published: 07 July 2015; Hits: 18157

В начале нынешнего года пермская компания «ФМ-Диагностика», разработавшая аппарат ранней диагностики заболеваний сосудов Microtest 100WF, получила статус резидента инновационного центра «Сколково». Медицинский прибор создан в сотрудничестве с физиками из Института механики сплошных сред УрО РАН (г. Пермь). Примечательно, что это не первый сколковский проект, базирующийся на достижениях уральской академической науки. «НУ» уже неоднократно писала о препарате «Триазавирин», разработка и выпуск которого также был поддержан фондом.
Действие нового диагностического прибора основано на регистрации низкоамплитудных колебаний кожной температуры, вызванных изменением тонуса микрососудов кожи. Принципы проведения ряда измерений и обработки данных были предложены пермскими учеными-физиками. Подробнее об истории создания прибора корреспонденту «НУ» рассказал научный руководитель проекта, заведующий лабораторией физической гидродинамики ИМСС, доктор физико-математических наук Петр Готлобович Фрик.
— Инициатором работы выступил специалист по измерительным системам, директор по НИОКР Пермского приборостроительного предприятия «Системы контроля» Сергей Юрьевич Подтаев. Он сумел собрать междисциплинарную команду, в которую вошли сотрудники ИМСС, специалисты по измерениям и анализу сигналов, и сотрудники Пермского государственного медицинского университета им. Е.И. Вагнера — хирурги, эндокринологи, кардиологи, заинтересованные в разработке новых методов диагностики.
Первая работа коллектива, посвященная возможности контроля системы микроциркуляции крови по пульсациям кожной температуры, вышла в 2008 году. На сегодня есть как готовый к массовому выпуску прибор Microtest, так и методики его использования для диагностики заболеваний, при которых возникают нарушения работы системы микроциркуляции. Это целый ряд патологий: сахарный диабет, различного рода дисфункции сердечно-сосудистой системы, а также профзаболевания.
— Какое назначение у Microtest 100WF?
— Это компактный прибор для измерений температуры с высоким разрешением (регистрируются изменения температуры порядка 0.005 градуса) и спектрального анализа регистрируемых сигналов. В результате мы получаем информацию о колебаниях сосудистого тонуса микрососудов кожи.
Это важная фундаментальная характеристика работы всей сердечно-сосудистой системы, которая позволяет оценить нарушения микроциркуляции крови на ранних стадиях до клинических проявлений. Датчик температуры может быть выполнен в различных модификациях, например, в виде прищепки, которая прикрепляется к фаланге пальца. Все исследование занимает 15 минут и может быть использовано для скрининга микрососудов.
— Принцип работы прибора основан на вейвлет-фильтрации. Не могли бы вы рассказать об этом подробнее?
— Здесь мы и подошли к вкладу академической науки. В лаборатории физической гидродинамики ИМСС УрО РАН активно занимались разработкой алгоритмов вейвлет-анализа для исследования самых различных нелинейных систем начиная с 90-х годов прошлого века. Именно тогда и вошло в научный обиход слово «вейвлет», означающее маленькую — правильнее было бы сказать, короткую — волну. Идея вейвлет-анализа состоит в разложении анализируемых сигналов по семейству самоподобных функций, описывающих волновые возмущения различного масштаба в различных областях пространства или времени. Ранее нами уже были разработаны оригинальные алгоритмы для анализа геофизических и астрофизических полей и сигналов, которые и оказались востребованными в медицинских целях. Преимущества вейвлет-анализа особенно ярко проявляются при работе с нестационарными зашумленными сигналами, с которыми имеют дело как астрофизики, так и медики. Можно отметить, что за время выполнения этого комплекса исследований разработаны вейвлет-алгоритмы не только для анализа вариаций температуры кожных покровов, но и для обработки импедансных кардиореограмм, фонограмм, сигналов лазерных измерителей микрокровотока.
Регистрации температуры с высоким разрешением, вейвлет-анализ сигналов и приборная реализация методики, конечно, требуют высокого уровня подготовки специалистов. Но все это задачи, которые априори можно решить, работая в коллективе профессионалов. А вот связь между получаемыми данными и физиологическими характеристиками микрокровотока была на начальных этапах исследований совсем неочевидной. Очень много времени и усилий потрачено на верификацию метода, но сейчас мы уверены, что получаемые данные отражают не только состояние микрососудов, но и базовые характеристики всей сердечно-сосудистой системы. Например, в наших последних работах установлена корреляция между реакцией микрососудов на холодовое воздействие и содержанием в крови биомаркера дисфункции сердечно-сосудистой системы — васкулоэндотелиального фактора роста. Лабораторные методы его определения не используются в широкой практике, это сложно и дорого. Но с помощью нашего прибора в результате простых тестов мы можем определить для больного некий критический уровень состояния микрососудов, когда необходимы детальные исследования.
— Насколько просто будет пользоваться прибором? Будет ли он доступен рядовому потребителю?
— Его главные преимущества — низкая стоимость и относительная простота использования. В наших работах мы показали, что во многих задачах, связанных с диагностикой состояния системы микроциркуляции крови, предлагаемая методика, основанная на измерениях кожной температуры, легко заменяет лазерные системы измерения, стоимость которых отличается на порядок. Тем не менее на сегодняшний день прибор предназначен для использования в первую очередь профессиональными медиками. Но в перспективе мы планируем создание его модификации и для так называемой «домашней диагностики».
— Проект поддержан Сколково. Что это дает компании-разработчику и ученым?
— Предполагается, что взаимодействие с фондом будет происходить сразу по нескольким направлениям. Прежде всего, это помощь в коммерциализации проекта. В развитии любой стартап-кампании существуют определенные этапы и закономерности. Причем они существенно отличаются от принципов построения и развития традиционного бизнеса, когда отношения «продукт — потребитель» четко заданы. Для того чтобы легче пройти этот путь и использовать опыт успешных стартапов, и нужна помощь «Сколково». Какой путь коммерциализации выбрать, как работать с интеллектуальной собственностью, как привлечь инвестора — фонд готов оказать поддержку в решении всех этих вопросов. Кроме того, в «Сколково» развивается уникальная для России «экосистема»: инфраструктура фонда предоставляет возможности по использованию научного оборудования, офисных площадей, целого спектра консультационных услуг. Но мы делаем только первые шаги и надеемся, что откроем для себя и другие положительные возможности в этом сотрудничестве.
На сегодняшний день проведены клинические испытания прибора и получена вся необходимая разрешительная документация. В ближайшей перспективе мы планируем представить наш прибор на российском рынке. Целевая аудитория — врачи кабинетов функциональной диагностики, кардиологи, эндокринологи, терапевты. Первые продажи Microtest 100WF уже начаты в Перми.
— Правильно ли я понимаю, что исследовательская часть работы по созданию прибора завершена?
— «Сколково» — это поддержка лишь коммерческой составляющей проекта. Планы нашей команды шире: мы интересуемся не только созданием прибора и его продажами, но и разработкой и продвижением диагностических методик на его основе. Эта сторона нашей деятельности получила поддержку Российского научного фонда в рамках проекта «Показатели функциональных нарушений эндотелия при метаболическом синдроме и его осложнениях и их использование для прогнозирования течения патологических процессов и оценки эффективности лечения», выполняемого междисциплинарным коллективом исследователей из ИМСС УрО РАН и ПГМУ им. Е.И. Вагнера.