Wynalazek doktoranta Uniwersytetu Łódzkiego pomaga chorym na serce

Wynalazek doktoranta Uniwersytetu Łódzkiego
Czujnik monitoruje stan wody w organizmie

Maciej Ślot, doktorant w Katedrze Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego, skonstruował czujnik do nieinwazyjnego monitorowania stanu wody w organizmie.

Nieinwazyjna metoda diagnostyczna - szybka i skuteczna
Zastój płynu w płucach u pacjentów z niewydolnością serca jest zazwyczaj wynikiem lewokomorowej niewydolności serca. W tym stanie, serce traci zdolność do efektywnego wypompowywania krwi do reszty ciała, co prowadzi do wzrostu ciśnienia w naczyniach krwionośnych płuc (krążenie płucne). Wzrost ciśnienia z kolei powoduje, że płyn z krwi przenika do przestrzeni międzykomórkowych i pęcherzyków w płucach. Zastój to jeden z najczęstszych przyczyn hospitalizacji pacjentów z niewyrównaną niewydolnością serca.
Zespół w składzie – mgr inż. Maciej Ślot, prof. Wielisław Olejniczak, prof. Ilona Zasada (promotor z Uniwersytetu Łódzkiego) oraz prof. Agata Bielecka-Dąbrowa (promotor z ICZMP, kierująca Kliniką Kardiologii i Wad Wrodzonych Dorosłych), rozpoczął pracę nad projektem, którego rezultatem jest innowacyjny urządzenie. Maciej Ślot skonstruował czujnik kardiologiczny pozwalający na szybką oraz skuteczną ocenę ilości płynu w płucach, która mogłaby być przeprowadzona nie tylko w warunkach szpitalnych, ale również w jednostkach typu POZ.

Niestety obecnie brak jest skutecznej, nieinwazyjnej techniki pozwalającej na kontrolowanie ilości płynu zajmującego pęcherzyki płucne. Najczęściej stosowanymi metodami do oceny ilości potencjalnego zastoju są badania RTG. Diagnostyka przy użyciu tych metod obrazowania oparta jest jednak o wysokoenergetyczne promieniowanie jonizujące, które nie może być używane z nadmierną częstotliwością  – wyjaśnia Maciej Ślot ze Szkoły Doktorskiej Nauk Ścisłych i Przyrodniczych UŁ.

Dodatkowo obecne metody wymagają zaangażowania specjalistów z dziedziny radiologii oraz bardzo kosztownego sprzętu diagnostycznego. Alternatywnie do uzyskania informacji o nawodnieniu pacjenta używana jest również bioimpedancja, czyli metoda pomiaru przewodnictwa ciała. Wszystkie stosowane obecnie techniki diagnostyczne mają jednak swoje wady związane głównie z koniecznością użycia sprzętu, który musi być obsługiwany przez wyspecjalizowany personel medyczny, a wyniki muszą być poddawane fachowej interpretacji.

Nasza technika pozwala na pomiar właściwości elektrycznych obiektów poprzez badanie transmisji i odbicia sygnału od materiału, który badamy - dodaje doktorant. - Podczas badania prosimy pacjenta o stanięcie pomiędzy nadajnikiem, a odbiornikiem radiowym. Następnie operator aparatu dostosowuje wysokość układu do wzrostu pacjenta. Kolejnym krokiem jest nadanie krótkiego niskoenergetycznego sygnału, który przechodzi przez klatkę piersiową pacjenta i już po chwili pojawia się informacja o absorpcji promieniowania. Wartość ta zwiększa się u pacjentów z niewydolnością serca wraz z pojawieniem się płynu w płucach i może stanowić cenną informacje diagnostyczną dla lekarza zajmującego się pacjentem. Zaletami rozwiązania jest szybki pomiar trwający parę sekund, metoda bezkontaktowa, technika bardzo niskoenergetyczna, do tego bezpieczna dla pacjentów z rozrusznikami. Aparat został zgłoszony do opatentowania zarówno w Polsce, jak i za granicą.

Badania prowadzone w ramach projektu „Badanie przenikalności dielektrycznej płynu przesiękowego” (konkurs grantowy Inkubator Innowacyjności 4.0) na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Łódzkiego doprowadziły do zaprojektowania i skonstruowania prototypu czujnika kardiologicznego działającego w oparciu o spektroskopię mikrofalową. Efektem prac jest model laboratoryjny, który obecnie znajduje się w Instytucie Centrum Zdrowia Matki Polki, gdzie prowadzone są z jego wykorzystaniem eksperymentalne badania pacjentów z niewydolnością serca (do tej pory przebadano już ponad 150 pacjentów) oraz zgłoszenie patentowe „Układ sensorycznego czujnika kardiologicznego” (dnia 23.12.2022 zyskało pozytywny raport o stanie techniki, a w zeszłym tygodniu nastąpiła publikacja w biuletynie Urzędu Patentowego).

(opr.MJ, na podst. mat.pras. mgr inż Maciej Ślot, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej UŁ, Szkoła Doktorska Nauk Ścisłych i Przyrodniczych UŁ)