Учені Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України спільно з колегами із вітчизняних клінічних установ створили програмно-апаратні комплекси для діагностики найпоширеніших серцево-судинних захворювань. Розробка має високий ступінь новизни й уже активно впроваджується як в Україні, так і за її межами.
Протягом багатьох років Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України разом із фахівцями Національного наукового центру (ННЦ) «Інститут кардіології імені академіка М.Д. Стражеска» НАМН України та Національним військо-медичним клінічним центром (НВМКЦ) «Головний військовий клінічний госпіталь» («ГВКГ») розвиває метод магнітокардіографії. Магнітокардіографія (МКГ) – це метод неінвазивного електрофізіологічного дослідження серця, що полягає у безконтактній реєстрації над грудною кліткою людини магнітного поля, породженого електричною активністю міокарда протягом серцевого циклу, та має чимало фізично обумовлених переваг порівняно з іншими методами аналізу електричної активності серця.
Київська школа магнітокардіографії є однією з найвідоміших у світі. Про це свідчить значна кількість публікацій у престижних закордонних фахових журналах та розділів у монографіях, виданих міжнародними видавництвами, а також численні доповіді на конгресах Європейського товариства кардіологів, Американської асоціації серця, Американського коледжу кардіологів, німецького та китайського національних товариств кардіологів, виступи у статусі запрошених спікерів на 1-му Європейському симпозіумі з магнітокардіографії (Лондон, 2018 рік), на семінарах в університетах Оксфорда й Кембриджа. Вчені отримали низку патентів на свої винаходи у США, ЄС, Японії, Південній Кореї.
Цим дослідженням притаманний акцент на впровадження методу магнітокардіографії у повсякденну клінічну практику шляхом створення компактних МКГ-систем, здатних працювати в звичайних, неекранованих приміщеннях у відділеннях кардіології чи функціональної діагностики. Практична спрямованість дослідницьких робіт обумовлена також розробленням методів аналізу МКГ-зображень і автоматизованих правил, призначених для вирішення найважливіших завдань клінічної кардіології, у першу чергу пов’язаних із діагностикою ішемії міокарду в складних випадках, тобто у пацієнтів з неінформативними результатами рутинних тестів. Спільно з фахівцями ННЦ «Інститут кардіології імені академіка М.Д. Стражеска» НАМН України та НВМКЦ «ГВКГ» укладено й опубліковано методичні рекомендації з використання магнітокардіографії як у цивільній, так і у військовій медицині.
Упродовж останніх років кібернетики Академії тісно співпрацюють із науковою компанією «Oxford Cardiomox ltd.», одним із засновників якої є Оксфордський університет. Усього українські вчені виготовили близько 20-ти надчутливих МКГ-сканерів. Із них 5 – за три останні роки. Ці вироби рамках партнерського проекту Українського науково-технологічного центру були експортовані до Великої Британії.
Іншим важливим напрямом роботи науковців Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України є створення інноваційних портативних ЕКГ-фотометричних програмно-апаратних комплексів. Працюючи над ними, дослідникам вдалося вирішити головне завдання – зробити інформативними тонкі, непомітні при рутинному аналізі, зміни ЕКГ-сигналу, – розробивши для цього оригінальний метод шкалювання електрокардіограми, варіабельності ритму серця та пульсової хвилі. Було досягнуто й іще однієї мети: уможливлено проведення ЕКГ-дослідження поза офісом лікаря за допомогою портативних приладів і представлення результатів цього дослідження у наочній формі, зрозумілій не тільки фахівцям.
Створених ученими програмно-апаратних комплексів потребують як спеціалізована (в тому числі невідкладна) кардіологія та ревматологія, так і інші сфери медицини й суміжних галузей. Розробки вже впроваджено у закладах військової медицини (НВМКЦ «ГВКГ», Українській військово-медичній академії, Центральному військовому клінічному санаторії «Хмільник»), а також у Військовій академії в Одесі. Ґрунтовна дослідна експлуатація цих програмно-апаратних комплексів у клінічних і позаклінічних умовах виявила їхню мультифункціональність і доцільність використання для вирішення низки завдань, а саме:
– забезпечення об’єктивного контролю успішності процесу фізичної та психологічної реабілітації військовослужбовців;
– оперативної діагностики захворювань серця та судин у військовослужбовців, визначення ризику маніфестації цих захворювань у майбутньому;
– забезпечення донозологічної діагностики, тобто надання оперативної оцінки фізіологічного потенціалу (резерву) військовослужбовця (в тому числі, курсанта чи слухача військового закладу вищої освіти), визначення його боєздатності (combat operational readiness), фізіологічного рівня бойової чи навчальної діяльності;
– додаткової об’єктивної оцінки тяжкості стану хворих, які потребують невідкладної допомоги, а також аналізу посттравматичного пошкодження серцево-судинної системи у пацієнтів із бойовою травмою.
Крім того, за допомогою цієї розробки та за участі фахівців Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України було здійснено наймасштабніший скринінг захворювань серця серед мешканців сільських районів Луганської та Хмельницької областей, а також військовослужбовців, який охопив близько 25 тис. осіб. В Оксфордському ж університеті триває використання інноваційної технології аналізу ЕКГ для масового скринінгу під час епідеміологічних досліджень.
Слід також зазначити, що кілька високотехнологічних компаній зі США і ЄС, які працюють у галузі магнітокардіографії та електрокардіографії, успішно використовують викладені в публікаціях кібернетиків НАН України підходи у своїй роботі, в тому числі для отримання відповідних державних сертифікатів (FDA, CE mark).
Дрібносерійне виробництво інноваційних портативних ЕКГ-фотометричних програмно-апаратних комплексів авторства вчених Академії налагоджено у співпраці з вітчизняним виробником – Науково-виробничим підприємством «Метекол» (м. Ніжин).
 Співавтор розробки –провідний науковий співробітник відділу сенсорних пристроїв, систем та технологій безконтактної діагностики Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України кандидат медичних наук, доктор медицини (ФРН) Ілля Чайковський – здійснює скринінг серцево-судинної системи українських військовослужбовців |
Наприкінці 2019 року за цим же напрямом роботи вчених Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України отримано низку важливих результатів, які свідчать про подальший прогрес у впровадженні згаданих інноваційних продуктів на міжнародному рівні.
Зокрема, успішно завершено державні клінічні випробування створеної українськими науковцями технології магнітокардіографії у 4-х провідних клінічних установах китайських міст Пекін і Харбін (що підтверджує лист директора компанії «Oxford Cardiomox ltd.») та отримано офіційний звіт про ці випробування. Їхні результати переконливо свідчать про високу ефективність методу МКГ-сканування для діагностики наявності і ступеню ішемічної хвороби серця. Досягнута чутливість становить 93,75%, специфічність – 87,10%, причому навіть у стані спокою, що дає змогу уникнути будь-яких ускладнень, пов’язаних із навантажувальним тестуванням. За цим напрямом фахівці Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України мають світовий пріоритет.
Кількома важливими новинами відзначився грудень 2019 року. По-перше, щодо розробленого оригінального методу аналізу ЕКГ отримано патент США на винахід. По-друге, відомий міжнародний фаховий журнал «Expert Review of Medical Devices» (видавництво «Taylor&Francis»), тематика якого присвячується саме інноваційним технологіям, запросив українських науковців підготувати редакційну статтю про створений ними метод аналізу ЕКГ, а результати аналізу великого масиву даних із Луганської та Хмельницької областей, отриманих завдяки застосуванню нової методики, прийнято для доповіді на Європейському конгресі з превентивної кардіології, що відбудеться у квітні цього року в Іспанії. По-третє, завершилися клінічні випробування ЕКГ-фотометричного комплексу в Інституті нейрохірургії імені академіка А.П. Ромоданова НАМН Українита Центральному військовому клінічному санаторії «Хмільник» щодо застосування розробленої технології у процесі реабілітації військовослужбовців. Учені-кібернетики також опублікували розділ у колективній монографії «Інтелектуальні технології в медичній діагностиці, лікуванні та реабілітації» та монографію «Шляхи підвищення індивідуальної оперативної готовності військовослужбовців», підготовлену спільно із фахівцями Центрального науково-дослідного інституту озброєння та військової техніки Збройних сил України та Центру психіатричного допомоги та професійного психофізіологічного відбору Міністерства внутрішніх справ України.
 |
У січні 2020 року завершено важливий етап співробітництва з епідеміологами Оксфордського університету – на великій вибірці(25 тис. осіб)проведено поглиблений статистичний аналіз зв’язку різних індексів гіпертрофії лівого шлуночка серця. Отримано цікаві результати, повідомити про які планується восени поточного року на конгресі Американського товариства кардіологів в Даласі (США).
За інформацією Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України