This content is not available in your region

Моё виртуальное сердце

Access to the comments Комментарии
 Euronews
Моё виртуальное сердце

<p>Джеку шесть лет. Он и его родители живут на восточном побережье Англии. Время от времени они приезжают в Лондон, с удовольствием проводя денёк-другой в столице. Но главная причина их регулярных визитов бьётся у Джека в груди.</p> <p>Мама мальчика, Сара Джонс, рассказывает: “Мы узнали о его болезни, когда я была на двадцать восьмой неделе беременности – нам сообщили, что у него гипоплазия левых отделов сердца, положение очень сложное, потребуется трёхэтапная паллиативная хирургия. Конечно, для нас это было потрясением”.</p> <p>Сразу после своего появления на свет Джек перенёс три операции на открытом сердце, и теперь родители приводят его на регулярные обследования. Здесь, в детской больнице Эвелина, доктор Разави следит за состоянием здоровья Джека с помощью современных электронных приборов.</p> <p>“Он приклеивает на меня наклейки, и мне ничего не нужно делать, нужно просто расслабиться!”- делится впечатлениями Джек. “Аппарат делает так: бум, бум, бум… Но я не знаю, как он работает”.</p> <p>Очень просто: этот прибор использует ультразвук. Отражение звуковых волн от тканей и клеток крови показывает, что происходит внутри сердца в данный момент. Эхокардиография позволяет быстро получить множество полезных данных о работе системы кровообращения пациента. Жизненно важный метод, учитывая масштабы этой проблемы.</p> <p>Реза Разави, возглавляющий отделение медицинской визуализации лондонского Кингз-колледжа, поясняет: “Врождённые заболевания сердца присущи примерно одному ребёнку из каждых ста, и для населения в целом проблемы с сердцем, конечно, очень актуальны: это самая распространённая причина болезней и смертности на Западе, а теперь она уже становится самой распространённой причиной и в развивающихся странах мира”.</p> <p>Эхокардиография и другие способы визуализации полезны, но далеко не всесильны. Эта больница участвует в европейском научном проекте, который оставляет нынешний уровень диагностики далеко позади.</p> <p>Одна из исследователей института Рэйна Ханна Беллшем-Ревелл показывает: “То, что мы имеем на экране сейчас – это просто картинка, на которой можно увидеть, насколько велики кровеносные сосуды, как они соединяются – однако она ничего не говорит нам о том, как это сердце бьётся. Но если у нас, как мы надеемся, появится модель, в которую можно будет внести и анатомические данные, и данные о сокращении сердца – мы сможем точнее предсказать, у кого из детей раньше появятся осложнения, и мы сможем испытывать те или иные методы лечения на виртуальной модели вместо того, чтобы пробовать их непосредственно на детях”.</p> <p>Реза Разави продолжает: “Мы бы хотели иметь возможность заранее увидеть последствия терапии, особенно если это какой-то особенно сложный или дорогой метод лечения: хотелось бы точно знать ещё до его применения, поможет он или нет. И в решении этой задачи компьютерные модели могут быть очень удобны: они позволяют испытывать те или иные средства и наблюдать результат без реального вмешательства, делая всё “in silico” – на компьютере.”</p> <p>Итак, реалистичная модель должна включать все нужные врачам сведения о пациенте. Но как нам получить эти данные?</p> <p>Юрген Веесе из научно-исследовательского подразделения Philips демонстрирует нам последние достижения в области медицинской визуализации: “У нас есть разнообразные сканеры, при помощи которых можно получать изображения сердца. Здесь вы видите сканер, использующий для этой цели магнитное поле. Его отличительные функции – возможность собирать информацию о биении сердца, о свойствах тканей сердечной мышцы, получать изображение циркуляции крови через сердце”.</p> <p>Медицинские сканеры создают серию цифровых снимков сечения сердца. Из этой стопки слайдов довольно просто получить трёхмерный объект – на некоторых сканерах для этого достаточно нажать одну кнопку.</p> <p>“Здесь вы видите рентгеновский компьютерный томограф”,- продолжает экскурсию Юрген. “Этот тип сканера использует рентгеновские лучи для создания изображения сердца. То есть вы проецируете рентген со всех сторон и из серии двумерных снимков получаете единое трёхмерное изображение. Особенностью этого сканера является очень высокая разрешающая способность – можно получить очень чёткие снимки кровеносной системы и сердца”.</p> <p>Чтобы перейти от трёхмерного изображения к модели, его нужно тщательно проанализировать. Необходимые алгоритмы разрабатываются здесь, в хай-тек-кампусе Эйндховена. Каждое сердце уникально, так что компьютер должен определить и измерить все его особенности, чтобы создать точную объёмную карту этого органа персонально для каждого пациента. Однако на этом этапе это лишь схема, а не действующая модель.</p> <p>Юрген объясняет: “Эта технология позволяет извлечь из изображений геометрические данные, но она не даёт возможности предсказать, как это сердце будет биться при изменении каких-либо факторов. Для того, чтобы делать прогнозы относительно функционирования сердца после терапии или при изменении кровотока, необходимы дополнительные модели, которые описывали бы биофизику различных частей сердца. Вот с их помощью уже можно будет прогнозировать последствия терапии и делать выбор между различными вариантами лечения”.</p> <p>И здесь на помощь приходят инженеры. Сердце – это по сути очень эффективный насос. Его геометрическая схема – своего рода чертёж сложной машины. А знания и опыт в области испытаний машин и прочих рукотворных объектов методом компьютерного моделирования у инженеров давно уже есть.</p> <p>Профессор вычислительной физиологии Оксфордского университета Ник Смит рассказывает: “Эти методы использовались для анализа мостов и строений ещё в пятидесятых, шестидесятых и семидесятых годах двадцатого века. Тогда же начали появляться компьютеры, которые позволили задействовать данные методы в разработке наземного, воздушного и космического транспорта. А в последние годы эти же технологии начали применяться для решения самых сложных задач в области биологии, физиологии и медицины”. </p> <p>Результат – виртуальное сердце, которое работает в точности как его реальный прототип, показывая, например, недостаточно эффективные клетки или позволяя изучить распространение электрического импульса в сердечной мышце пациента перед имплантацией ему кардиостимулятора.</p> <p>“Мы приближаемся к возможности предсказывать реакцию пациента на терапевтическое вмешательство и подбирать на этом основании наиболее подходящие методы лечения”,- говорит Смит. “На мой взгляд, это помогает перевести медицину из области практики, наблюдений, проб и ошибок на научную основу, дающую нам понимание действия движущих механизмов”.</p> <p>Потребуются годы исследований и клинических испытаний, прежде чем виртуальное сердце сможет стать точным инструментом прогнозирования, дающим надежду тем, кому она особенно нужна.</p> <p>Доктор Разави говорит, аккуратно подбирая слова: “Такие дети, как Джек, в детстве чувствуют себя достаточно хорошо, но ближе к концу детского возраста у них начинаются тяжёлые осложнения, их жизнь обрывается – гораздо раньше, чем у остальных людей. Конечно, мы стараемся искать новые способы лечения, чтобы увеличить их продолжительность жизни, и данный проект этому поиску в значительной степени помогает”.</p> <p>“Я хочу стать доктором, когда вырасту!” – говорит Джек. “Потому что это очень интересно: можно увидеть, что в сердце у других людей!”</p> <p><a href="http://www.euheart.eu">www.euheart.eu</a></p>