В ЮФУ разрабатывают новые конструкции преобразователей для ультразвуковой диагностики

Исследование учёных ЮФУ позволит создать новое поколение ультразвуковой медицинской аппаратуры с использованием новых современных методик диагностики и лечения онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний. Проект реализуется благодаря стипендии Президента РФ молодым ученым и аспирантам на 2022–2024 год.

В конце 2021 года были определены молодые учёные ― получатели стипендии Президента РФ в 2022–2024 годах. Семь специалистов Южного федерального университета вошли в число победителей конкурса. Несмотря на то, что с момента объявления результатов прошло немного времени, ученые уже активно разрабатывают свои проекты и делятся первыми результатами.

Одним из победителей в направлении «Медицинские технологии, прежде всего диагностическое оборудование, а также лекарственные средства» стал проект научного сотрудника НИИ физики ЮФУ Игоря Швецова «Разработка новых методов и конструкций преобразователей для ультразвуковой терапии и диагностики с использованием фокусированного ультразвука высокой интенсивности». Исследование проводится под руководством главного научного сотрудника, заведующего Отделением сегнетопьезоматериалов, приборов и устройств НИИ физики ЮФУ, доктора физико-математических наук Андрея Рыбянца.

«Охрана здоровья в Российской Федерации является актуальным фактором национальной безопасности и стратегической целью отечественного здравоохранения. Сейчас существует острая потребность в создании новых терапевтических технологий для ранней диагностики и лечения социально-значимых заболеваний. HIFU терапия (High Intensity Focused Ultrasound) - бурно развивающая технология, которая охватывает новые области применения в медицине, благодаря своей высокой эффективности, отсутствию побочных эффектов и низкой стоимости процедуры по сравнению с лучевой и химиотерапией. В ряде случаев HIFU терапия является единственным методом лечения, который позволяет сохранять жизнь пациенту», – отметил Игорь Швецов.

По словам учёных, основными преимуществами HIFU терапии по сравнению с другими хирургическими методами лечения являются неинвазивность, отсутствие кровопотерь, вредных химических и радиационных факторов, возможность наблюдать и корректировать процессы, происходящие в зоне опухолевого очага во время процедуры, быстрое восстановление пациента.

HIFU терапия, основанная на принципах локального нагрева или механического разрушения биологических тканей под действием мощного ультразвукового излучения, успешно применяется для удаления солидных опухолей в различных областях тела, включая поджелудочную и щитовидную железу, печень, простату, молочные железы. Также она используется для остановки кровотечений, растворения тромбов, транспорта и усиления эффективности действия лекарственных веществ, лечения суставов, ускорения сращения сложных переломов, блокировки проводимости нервов и неинвазивной липосакции. Кроме того, комбинация такой терапии и вакуумного массажа может использоваться в косметических процедурах: удаление подкожного жира, лечение целлюлита и подтяжка кожи.

«Существует потребность в разработке новых эффективных и безопасных методов, а также отечественных аппаратных средств для HIFU терапии и диагностики, что и является основной целью нашего проекта», – добавил Игорь Швецов.

Данный проект направлен на разработку новых методов комплексной ультразвуковой терапии и диагностики с использованием высокоинтенсивного фокусированного ультразвука. Реализация проекта предусматривает также разработку конструкций ультразвуковых преобразователей и аппаратных средств для испытания и практической реализации разрабатываемой технологии.

Предлагаемые комплексные подходы и методы являются новыми и опережают аналогичные отечественные и зарубежные разработки.

«Результаты проекта будут использованы для создания нового поколения ультразвуковой аппаратуры, которая позволит широко применить современные методики диагностики и лечения больных неинвазивными методами, и будут способствовать выводу на рынок новой конкурентоспособной научно-технической продукции, разработке технологий мирового уровня, а также разработке новых стандартов лечения новообразований», – рассказал Игорь Швецов.

Решение поставленных задач позволит организовать производство не имеющих промышленных аналогов отечественных пьезокомпозитных материалов, фокусирующих пьезоэлементов и HIFU преобразователей, а также создать новое поколение ультразвуковой медицинской аппаратуры с использованием новых современных методик диагностики и лечения онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний.

Основными областями применения полученных результатов является медицинская ультразвуковая терапевтическая аппаратура, используемая для лечения социально значимых онкологических и сердечно сосудистых заболеваний, а также аппаратной косметологии.

Первые результаты исследования были опубликованы еще в 2019 году в журнале Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). Более свежее исследование с актуальными результатами опубликовано в статье «Ultrasonic transducer designs for combinational treatment of biological tissues» в журнале Ferroelectrics.