Стали известны новые разработки физиков МГУ в области неинвазивного определения уровня гемоглобина

Сотрудники физического факультета МГУ — участники НОШ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» – представили новые разработки в области неинвазивного определения уровня гемоглобина с использованием биофотоники. Результаты исследований опубликованы в двух ведущих научных журналах — Scientific Reports и Scientific Data. Об этом сообщили в пресс-службе вуза. 

Уровень гемоглобина в крови — один из ключевых показателей, контролируемых в общем анализе крови. Мониторинг уровня гемоглобина особенно важен для диагностики анемии (пониженного уровня гемоглобина), которая в той или иной форме затрагивает десятки миллионов людей по всему миру. Обычно этот показатель определяется с помощью инвазивного анализа крови. Такой анализ требует времени, дорогостоящего оборудования, квалифицированного медицинского персонала, а самое главное — доставляет дискомфорт пациенту, особенно когда сдавать кровь на анализ необходимо регулярно. На этом фоне значимость безболезненных и быстрых неинвазивных методов становится все более актуальной.

В гонке за точным неинвазивным определением уровня гемоглобина по оптическим данным бьются такие гиганты как Google Health и Masimo (крупнейший производитель FDA-сертифицированных пульсоксиметров), отдельные стартапы и научные группы, однако клинически точных методов, определяющих уровень гемоглобина с низкой погрешностью до сих пор не представлено. Одним из возможных способов повышения точности является совмещение нескольких оптических методик для определения уровня гемоглобина, другим – создание независимых открытых источников данных, на которых было бы возможно проводить тестирование уже созданных и разработку новых алгоритмов. Именно этим двум решениям посвящены опубликованные исследования.

В части работы, опубликованной в Scientific Reports, представлено сравнительное исследование методов диффузной спектроскопии и RGB-имиджинга в предсказании анемии. Показана высокая точность выявления анемии у людей (площадь под ROC-кривой более 0.8), оценены преимущества и пределы совмещения двух методик для определения низкого уровня гемоглобина.

Еще одна часть работы, представленная в журнале Scientific Data (входит в топ-5 мировых изданий, публикующих открытые высококачественные научные датасеты), нацелена на стандартизацию оптических подходов в определении уровня гемоглобина. Авторы подготовили уникальный и стандартизованный открытый набор данных RGB-визуализации тканей рук для 250 пациентов с известным уровнем гемоглобина. Эта публикация — важный шаг к созданию универсальных и воспроизводимых алгоритмов для неинвазивного определения уровня гемоглобина.

«Датасет открыт для всех исследователей, работающих над усовершенствованием существующих методов и созданием новых, что представляет собой большой колоссальный вклад в развитие области оптической диагностики, а также пример прозрачности и открытости научных исследований», — говорит старший научный сотрудник кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ Борис Якимов.

Опубликованные исследования ярко иллюстрируют будущее медицинской диагностики – точной, быстрой и доступной каждому. Неинвазивные методы определения уровня гемоглобина могут кардинально изменить медицинскую практику, сделать мониторинг состояния здоровья проще и удобнее, как в клиниках, так и в домашних условиях.

Работа была выполнена на базе ГКБ №67 имени Л.А. Ворохобова при участии сотрудников ООО «Медеум» и поддержана АНО «Московский центр инновационных технологий в здравоохранении».