Ученые ЛЭТИ создали уникальный прибор для измерения быстрых колебаний температуры кожи

В современной клинической практике врачи сталкиваются с проблемой оценки состояния микроциркуляции крови (движения крови в капиллярах и прилегающих микрососудах), а также оценки микроциркуляторных нарушений.

Ученые всего мира работают над созданием и совершенствованием неинвазивных и надежных методов мониторинга кровотока в различных частях тела при различных условиях, а также систем, способных регистрировать все сосудистые элементы кровотока, – артериальные, капиллярные и венозные компоненты. Физиологическая активность вызывает изменения температуры поверхности тела в широком амплитудно-частотном диапазоне, связанном с пульсациями сердцебиения, которые имеют очень малую амплитуду и максимальную частоту колебаний температуры. Актуальным направлением для ученых является разработка методов и средств изучения колебаний кровотока на основе результатов термометрии поверхности кожи.

Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») совместно с коллегами из Института экспериментальной медицины поставили перед собой задачу разработать техническое решение, направленное на достижение максимального разрешения и высоких эксплуатационных свойств медицинского термометра. Возглавляет исследовательскую группу Олег Александрович Маркелов, руководитель направления «Перспективные беспроводные технологии» СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Главный разработчик – молодой ученый, доцент кафедры биотехнических систем Алексей Андреевич Анисимов.

Прототип, предложенный учеными ЛЭТИ, основан на технологии достижения требуемой тепловой постоянной времени за счет использования полупроводникового диодного датчика в открытой рамочной конструкции. Необходимость высокого разрешения в относительно широком диапазоне рабочих температур определила одну из базовых особенностей технического решения – возможность автоматической настройки параметров, таких как коэффициент усиления и положение рабочей точки. Конструкция миниатюрного термостата разработана на элементах Пельтье для калибровки и расчета абсолютных значений температуры.

«Для проведения лабораторных испытаний предложенного решения была разработана экспериментальная установка, включающая оригинальное беспроводное устройство для регистрации колебаний температуры и регистратор физиологических сигналов компании Biopac для синхронной записи электрокардиограммы и пульсовых сигналов. Полученные результаты показали, что выбранный подход позволяет исследовать микроциркуляцию крови», – рассказывает руководитель направления «Перспективные беспроводные технологии» СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Олег Александрович Маркелов.

Результат проделанной работы – испытанный и запатентованный биомедицинский термометр. В планах ученых – разработка научно обоснованных рекомендаций для их практического применения в качестве уникального метода диагностики состояния человека и оценки функциональных возможностей человеческого организма. Полученные результаты послужат основой для разработки новых методов функциональной диагностики и профессионального отбора.