Правильный ритм. Ученые Пермского политеха создают программу для трекинга створки клапана сердца

По данным исследований, более 10% людей старше 70 лет подвержены аортальному стенозу (сужению аорты на уровне клапана).
Аортальный клапан — один из четырех, регулирующих кровоток в сердце, он разделяет нижнюю левую камеру сердца (левый желудочек) и главную артерию тела (аорту). Когда сердце сокращается, он открывается и пропускает кровь из левого желудочка в аорту. Когда сердце расслабляется, клапан закрывается, чтобы предотвратить обратное движение крови.
Нарушения этой функции могут привести к изменению физиологических условий кровотока: сердце будет работать слишком интенсивно, что приводит к опасным для жизни человека патологическим изменениям.
Ежегодно проводятся порядка 270 тысяч операций по замене сердечного клапана, а к 2050 году их прогнозируют делать уже 850 тысяч.
Математическое моделирование позволяет неинвазивно (без хирургических вмешательств) определить механические свойства створок клапана.
В рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» и государственного задания на создание новых молодежных лабораторий ученые Пермского политеха разрабатывают уникальное программное обеспечение для трекинга (отслеживания движения) створок аортального клапана по видеоданным эхокардиографии.
Эта технология определяет динамику движения мягких тканей во время сердечного цикла, механические свойства биоматериалов без изъятия образцов тканей у пациентов в режиме реального времени.
Как рассказал куратор проекта, научный сотрудник лаборатории биожидкостей, аспирант кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ Никита Пиль, программа работает с результатами УЗИ, в том числе эхокардиографии.
Расставляются контрольные точки на створках клапана, и программа выдает траектории их движения.
В будущем исследователи планируют подключить технологии искусственного интеллекта для автоматизации процесса. Также существует возможность расширения функционала программного продукта для оценки биомеханических свойств у других мягких тканей организма человека.
— Надеемся, что наша работа станет еще одним шагом для решения глобальной проблемы эффективного лечения патологии аортального клапана, — отметил научный руководитель проекта доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией биожидкостей профессор кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ Алексей Кучумов.

Екатерина ЕСИНА