Ученые вуза изобретают прибор для выявления депрессии

10:59, 12 ноября 2019

Методика, с помощью которой определят настроение, — функциональное МРТ головного мозга

В приборе применяются самые передовые системы микроэлектроники и информационных технологий. Фото: Сергей Логинов для 66.RU.

Ученые УрФУ разрабатывают аппарат для определения депрессии. Чтобы убедиться в наличии расстройства, врачу достаточно будет навести прибор на пациента: загорелась синяя лампа — депрессии нет, красная — диагноз подтверждается.

Работа над прибором ведется с 2018 года. Тогда группа профессора Владимира Кубланова с ИРИТ-РтФ получила грант Российского фонда фундаментальных исследований на проект «Создание методики и
радиоэлектронной аппаратуры для нахождения 3D распределения и динамики радиояркостной и акустояркостной температуры в глубине тела человека, а также пульса, дыхания и психофизиологического состояния». Кто, кроме радиофаковцев, разрабатывает устройство, насколько продвинулись научные поиски, какие технологии используются — об этом доценты ИРИТ-РтФ Василий Борисов и Тимур Петренко рассказали в рамках совместного проекта УрФУ и портала 66.RU «Человек наук».

«Депрессия — не пневмония, анализами ее не определить»

Тимур Петренко: О депрессии сегодня говорят много. Не выспался человек, встал с плохим настроением, на улице погода ужасная, пробки — и самодиагноз готов: «У меня депрессия». Но все не так просто. Депрессивное расстройство — болезнь, которую включили в международный перечень заболеваний. Это не только дурное настроение: у больных иначе работает мозг, там сбит обмен веществ. Помочь себе самостоятельно, без врачей и медикаментов, они не могут. Это как с пневмонией: не будешь принимать антибиотики — скорее всего, умрешь.

Но пневмония определяется по анализам физиологических жидкостей и видна на рентгене, а вот лабораторных методов выявления депрессии медицина не знает. Психиатр с опытом может поставить такой диагноз, но его инструменты — опросник и визуальный осмотр. То есть все субъективно.

Впрочем, один метод определения депрессии есть — функциональное МРТ головного мозга. Вот только в рутинной медицине эти методы не применимы. Устройств для исследования в России от силы пара штук. Исследование получается затратным и трудоемким. Зато благодаря этому методу выяснилось, что у пациентов с депрессией снижается функциональная активность определенных отделов головного мозга. И это можно замерить не столь дорогостоящими аппаратами, технологии для которых создали здесь, в медико-биологическом центе под руководством профессора Владимира Кубланова.

«Исследуем мозг с помощью СВЧ»

Василий Борисов: Профессор Кубланов, которому, кстати, 9 ноября исполнилось 80 лет, разработал метод исследования мозга при помощи СВЧ-радиотермографа. Он подготовил более 360 научных работ и 50 изобретений, основал и руководит научно-исследовательским медико-биологическим инженерным центром высоких технологий УрФУ.

В общем, метод Владимира Семеновича основан на изменениях — по-научному флуктуациях — собственного электромагнитного излучения человека. Постараюсь объяснить понятнее. Если вы не физик, при слове «СВЧ» на ум, скорее всего, придет микроволновка. Это устройство действительно использует сверхвысокие частоты: берете стакан с водой, ставите в СВЧ-печку, воздействуете на него электромагнитными волнами — вода нагревается. Это прямой процесс. Но есть и обратный: если стакан относительно горячий, он излучает электромагнитные волны разной длины. А раз существует собственное излучение объекта, значит, его мощность можно измерить. На этом и основан принцип СВЧ-радиотермографии.

Изначально этот метод использовали в радиоастрономии — каждый объект во Вселенной с температурой выше абсолютного нуля излучает волны. Человеческий мозг — такой же объект. С помощью медицинского СВЧ-радиотермографа мы измеряем флуктуации собственного излучения человека. Гипотетически активность мозга и волны, которые тот излучает, отличаются у здорового человека и человека с той же депрессией. Мы ищем эти закономерности.

Т. П.: На исследование приходят мои пациенты из клиники, у которых уже диагностировали депрессию, причем не первый эпизод. Эти люди проходили лечение, мы располагаем достоверными сведениями об их болезни. Вторая группа исследуемых — добровольцы, чаще студенты. С помощью традиционных методов выясняю, что они не страдают депрессивным расстройством и подходят для эксперимента.

В. Б.: Мы снимаем несколько сигналов, например СВЧ и вариабельность сердечного ритма. За счет этого при анализе получаем более точную оценку функциональных процессов. Плюс в том, что наш метод пассивный: никакого воздействия на организм человека не производится — в отличие от того же МРТ, где людей облучают достаточно сильным магнитным полем. С другой стороны, собственное излучение человека измерить сложно — оно во много раз меньше, чем, к примеру, излучение мобильного телефона. Поэтому работа идет не сверхтемпами.

«До идеального прибора — с двумя лампами — еще далеко»

Т. П.: Хочется создать простой прибор — типа пирометра, который измеряет температуру бесконтактно. Приходит к тебе пациент, ты на него устройство навел, излучение мозга считалось, оцифровалось. Загорается лампа: здоровый человек — цвет один, активность коры снижена — цвет другой.

В. Б.: Завтра и даже послезавтра мы такой прибор в клинику не запустим. Пока проводим исследования: набираем данные, анализируем, ищем закономерности. Когда наработаем базу, к делу подключатся другие специалисты — например, по машинному обучению. Они используют методы обработки больших объемов информации, которые активно развиваются последнее время. Современные математические подходы помогают анализировать не только то, что есть, но и прогнозировать с высокой степенью вероятности изменения, которые вскоре произойдут. Тогда врачи смогут не только диагностировать наличие депрессии, но и отслеживать пограничные состояния, а значит — предупредить болезнь.

По материалам 66.RU