Чаму медыкі ўсё часцей звяртаюцца па дапамогу да тэхнароў? Аказваецца, яны могуць спрагназаваць паводзіны чалавечых органаў і наступствы хірургічных аперацый, аптымізаваць іх ход, выпрацаваць рэкамендацыі для пасляаперацыйнага аднаўлення і рэабілітацыі пацыентаў. Падрабязнасці – у матэрыяле карэспандэнта “Настаўніцкай газеты”.
Біямеханіка руліць
Каб знайсці рашэнне складаных практычных задач, вучоныя з розных сфер аб’ядноўваюцца. Так, дэкан механіка-матэматычнага факультэта БДУ прафесар кафедры бія- і нанамеханікі Сяргей Басякоў працуе ў тандэме з універсітэцкімі калегамі і практыкуючымі медыкамі. Разам яны стварылі шэраг распрацовак, якія сёння паспяхова выкарыстоўваюцца ў кардыялогіі, артапедыі, отарыналарынгалогіі.
Любімая навука Сяргея Міхайлавіча — біямеханіка, па якой ён пяць гадоў назад першым у краіне абараніў доктарскую дысертацыю. І хоць біямеханіка ўключае ў сябе некалькі вялікіх раздзелаў, сярод якіх агульная, інжынерная, спартыўная біямеханіка і г.д., ён выбраў напрамак на скрыжаванні механікі, матэматыкі і медыцыны.
— Біямеханіка — гэта вельмі актуальны напрамак даследаванняў, які дынамічна развіваецца. Да нас звяртаюцца медыкі з канкрэтнай медыцынскай праблемай, якую трэба вырашыць. Мы аб’ядноўваем усе нашы веды і ўменні, каб прапанаваць навуковае рашэнне і на выхадзе атрымаць вынік, які можа быць укаранёны ў практычную дзейнасць, — гаворыць Сяргей Басякоў.
Адзін са значных праектаў, над якім Сяргей Міхайлавіч працуе разам з прадстаўнікамі БДМУ, звязаны з вырашэннем задач па ўстаноўцы імплантатаў. Навукоўцы БДУ стварылі механіка-матэматычную 3D-мадэль, якая не мае аналагаў і дазваляе разлічыць дакладнае геаметрычнае размяшчэнне імплантатаў з улікам індывідуальных асаблівасцей пацыента. Гэта дае магчымасць ацаніць рэакцыю зубоў на нагрузку і тым самым скараціць тэрміны лячэння.
— Работа над стварэннем 3D-мадэлі вядзецца з 2020 года сумесна з прафесарам С.П.Рубніковічам і яго дактарантам С.А.Грышчанковым. Зараз яна на заключным этапе. Медуніверсітэт сёння падае наш праект для фінансавання як галаўная арганізацыя, а мы — як сувыканаўцы па біямеханічным мадэляванні пратэзавання ніжняй сківіцы. У выніку мы выдадзім патэнт або інструкцыю для Міністэрства аховы здароўя па прымяненні нашай мадэлі. У ёй будзе складзены цэлы дыяпазон рэкамендацый для ўрача і пацыента, напрыклад, на колькі імплантатаў можна фіксаваць пратэз і колькі ён вытрымае жавальных цыклаў, пры якой нагрузцы пацыент будзе мець болевыя адчуванні, як пазбегнуць расхіствання імплантата і г.д., — расказаў дэкан мехмата.
Біямеханіка — сімбіёз навук, і тут будзе вельмі шмат выбітных практычных вынікаў.
Зараз Сяргей Басякоў разам з калегамі з БДМУ працуе над мадэллю, звязанай з бруксізмам. Нагадаем, бруксізм, ці скрыгат зубамі, — празмерная, неўсвядомленая актыўнасць жавальных мышцаў, сцісканне сківіцы і зубоў падчас сну.
— Асноўная праблема пры бруксізме — гэта тое, што чалавек міжвольна ў сне скрыпіць зубамі і на гэта немагчыма паўплываць. Калі сіла ціску перавышае ў тры разы дапушчальную норму, то вельмі пакутуе і эмаль зубоў, і перыядантальная звязка, што прыводзіць да выпадзення зубоў. Наша распрацоўка дазволіць больш эфектыўна ацэньваць стан пацыента і правільна карэкціраваць лячэнне, — дадаў Сяргей Міхайлавіч.
Яшчэ адзін сур’ёзны напрамак навукоўцы механіка-матэматычнага факультэта БДУ развіваюць разам з калектывам вучоных на чале з А.Л.Малец РНПЦ отарыналарынгалогіі.
— Нашы разлікі дапамагаюць спланаваць аперацыі на сярэднім вуху дзяцей і падлеткаў, якія маюць розныя прыроджаныя паталогіі, што прыводзяць да праблем з еўстахіевай трубой. Так, калі ў дзіцяці ёсць якія-небудзь паталогіі верхняй сківіцы (расколіна паднябення ці падазрэнне на яе), то апрыёры еўстахіева труба не зможа выбудавацца як трэба і ўсё жыццё будзе ў няправільным становішчы. У нас усё параметрызавана, і гэта дазваляе зрабіць разлікі, якія дапамагаюць так паставіць шунты ў барабанную перапонку, каб забяспечыць неабходны паветраабмен у трубе. Дарэчы, дыяметр барабаннай перапонкі — 9 мл, а сярэдняя таўшчыня — 0,1 мл. Уявіце сабе, якую карпатлівую работу даводзіцца выконваць і ўрачам, і нам, — расказаў навуковец.
Вынікам гэтага супрацоўніцтва стане таксама інструкцыя Міністэрства аховы здароўя па прымяненні шунтоў. Вучоныя зрабілі вельмі складаныя разлікі, якія дазваляюць дакладна высветліць, які шунт трэба ўстанавіць пры той ці іншай паталогіі.
Прадбачыць усе зыходы
Сяргей Басякоў рэалізоўваў тры вялікія праекты сумесна з кардыёлагамі РНПЦ кардыялогіі і кафедры ўнутраных хвароб БДМУ. Асноўная задача гэтай распрацоўкі — папярэдзіць хваробу. Калі пацыент прыходзіць на прыём да кардыёлага, той уводзіць у праграму неабходныя даныя: звесткі з медкарты, вынікі апошніх абследаванняў. Затым алгарытм аналізуе інфармацыю і ацэньвае рызыкі, напрыклад, атрымання паўторнага інфаркту міякарда. Такі падыход дапамагае ўрачу прыняць правільнае рашэнне наконт таго, як лячыць пацыента, папярэджваючы крытычныя наступствы.
А яшчэ Сяргей Міхайлавіч стаў першапраходцам у галіне распрацовак па аднаўленні сухажылляў кісці рукі разам з навукоўцамі БДМУ і гарадской клінічнай бальніцы хуткай медыцынскай дапамогі Мінска. Новы метад грунтуецца на двух ключавых аспектах: распрацоўцы камп’ютарнай мадэлі сухажыльнага апарату (будуецца па тамаграфічным даследаванні кісці рукі) і падрыхтоўцы табліцы стандартызацыі (этап, на якім пачынаецца прымяненне распрацоўкі ўрачамі).
Звычайна ў медпрактыцы ацэнка функцыі кісці пасля аперацыі на згінальных сухажыллях грунтуецца толькі на візуальным аглядзе. Аднак у гэтым выпадку нельга даваць ацэнку магчымым вынікам умяшання.
— Каб забяспечыць рухомасць пальцаў, пацыенту неабходна аперацыя. Аднак урачы па-рознаму падыходзяць да падобных аперацый, бо ў кожнага ёсць сваё меркаванне і ўласны вопыт. Адны лічаць, што неабходна рабіць аперацыі на двух сухажыллях, асабліва калі прафесійная дзейнасць чалавека звязана з работай рук. А другія сшываюць любое з іх. Але паўстаюць пытанні: як жа размясціць іх і ў якім месцы лепш прымацаваць да фалангаў? Наша распрацоўка дазваляе даволі хутка і эфектыўна знайсці адказы на гэтыя пытанні, — патлумачыў навуковец.
Увогуле, камп’ютарнае мадэляванне можа быць карысным для розных напрамкаў медыцыны. Калі гаварыць пра лячэнне органаў і іх сістэм, то тут навукоўцамі асвоены ўвесь ланцужок дзеянняў. Спачатку на аснове тамаграфічных даных можна распрацаваць мадэль аднаго органа ці іх сістэмы, пасля задаць адпаведныя фізіка-механічныя ўласцівасці, а потым ацаніць функцыянаванне пад дзеяннем статычных ці дынамічных нагрузак.
Дарэчы, зараз Сяргей Басякоў разам з калегамі прэтэндуе на саісканне Дзяржаўнай прэміі Рэспублікі Беларусь 2024 года ў галіне навукі і тэхнікі сумесна з С.У.Абламейкам, М.А.Жураўковым, А.М.Нядзьведзем, С.С.Шчарбаковым і Р.П.Богушам за цыкл работ “Мадэлі і тэхналогіі штучнага інтэлекту і іх прымяненне ў рэальным сектары эканомікі і сацыяльнай сферы Рэспублікі Беларусь”, у тым ліку па распрацоўцы кірунку медыцынскай біямеханікі, арыентаванай на індывідуальнае лячэнне пацыента на ўзроўні біялагічных тканак і сістэм органаў чалавека.
Напрыканцы размовы Сяргей Басякоў падкрэсліў, што сумесныя распрацоўкі з медыкамі даюць магчымасць правядзення сур’ёзнай навуковай работы, падрыхтоўкі публікацый міждысцыплінарнага характару, а галоўнае — укаранення вынікаў даследаванняў у практыку.
Вольга АНТОНЕНКАВА
Фота аўтара
