Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и Российского научного центра радиологии и хирургических технологий разработали экспериментальную оптическую установку для диагностики заболеваний печени. Основные преимущества устройства перед существующими приборами — экономичность, простота использования и быстрое представление результатов в реальном времени.

Работа опубликована в журнале Diagnostics.

Для определения функциональных резервов печени исследователи обычно используют индоцианин зеленый. Этот нетоксичный краситель хорошо связывается с белками крови и через кровоток доставляется в печень. Краситель внутривенно вводят пациенту, а затем наблюдают, за какое время печень выведет его из организма. Концентрацию индоцианина зеленого в крови измеряют с помощью оптической установки.

Созданный учеными прибор работает на основе измерения оптической плотности. Серийные образцы сыворотки крови пациента последовательно помещаются в прибор, на него подается свет, и с помощью детектора ученые фиксируют интенсивность рассеянного излучения, которое проходит через образец. Устройство подключено к компьютеру, и результат выдается мгновенно.

От концентрации индоцианина зеленого в крови зависит, насколько сильно краситель поглощает свет. Чем ниже отношение начальной и конечной концентраций, тем больше поражены клетки печени. По степени выведения красителя врач может оценивать функциональные резервы печени и строить дальнейший план лечения.

«Сейчас для проведения такой диагностики используется спектрофотометр — большой и дорогостоящий прибор. Мы подобрали менее дорогой источник возбуждения, модернизировали фотоприемную часть и блок съема сигнала», — отмечает один из авторов работы, сотрудница Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ Екатерина Савченко.

Ученые провели сравнительный анализ работы спектрофотометра и экспериментальной установки, статистически результаты оказались очень близки. Сейчас исследователи работают над неинвазивным применением данного метода. В нем будут исследоваться не образцы плазмы пациента, а количество поглощенного света красителем в потоке крови.

Для этого ученым предстоит создать алгоритм обработки сигнала и разработать оптимальную конструкцию оптических датчиков пульсовой волны для пальца и ушной раковины. Последние будут созданы на 3D-принтере. Если устройство докажет свою эффективность, его будут внедрять в медицинскую практику.