SAVinci: Presné meranie chráni jadrové elektrárne, pomáha aj pri chorobách srdca

Cítite sa pod tlakom a vystresovaný? Včas odhaliť hroziace zdravotné problémy umožňujú presné merania pomocou moderných technológií. O nových technológiách pri liečbe srdca príde porozprávať v rámci ďalšej prednášky SAVinci doc. Ing. Milan Tyšler, CSc., vedúci oddelenia biomeraní Ústavu merania SAV v stredu 30. októbra o 18. hodine v novej administratívnej budove Westend Plazza. Už od poludnia si tu môžete dať zmerať úroveň stresu, index BMI a krvný tlak.

Foto: Matej Hakár

Názov vášho pracoviska bežným ľuďom napovie, že sa venujete meraniu, ale ťažko si pod tým predstavia, na čo sa váš výskum zameriava. Aké konkrétne problémy riešite?

Ústav merania je pracovisko zamerané na vedy o meraní, rozvoj meracej techniky a metód spracovania nameraných údajov. Máme oddelenie štatistikov a matematikov, ktorí sa zaoberajú vyhodnocovaním nameraných údajov. V každom meraní je nejaká chyba a je potrebné odhadnúť, aká je neistota konkrétneho nameraného údaju. Ďalej sa venujeme výskumu špecifických metód merania vo vybraných oblastiach, napríklad v medicíne a pri hodnotení materiálov. Napríklad pomocou optoelektronických metód sledujeme stabilitu veľkých objektov, ako sú jadrové reaktory, kde sa dajú zachytiť aj úplne miniatúrne zmeny polohy. Keď bolo v roku 2004 tsunami v juhovýchodnej Ázii, naše zariadenia dokázali zachytiť jeho vplyv na „rozkolísanie“ reaktorov, hoci bolo na druhej strane zemegule.

Ako môžete odmerať niečo, čo sa deje prakticky na opačnom konci našej planéty?

Základný fyzikálny princíp predstavuje obyčajné kyvadlo, na ktorého konci je optický snímač. Zároveň je tam nainštalovaná veľmi citlivá vodováha, a jej snímače sú tiež veľmi senzitívne.

Foto: Matej Hakár

Toto pracovisko monitoruje stabilitu reaktorov v jadrových elektrárňach na Slovensku?

My sme vyvinuli a dodali systémy, spomínaný systém kyvadiel a systém vodováhy. Sú namontované na všetkých blokoch jadrových elektrární na Slovensku, teda v Jaslovských Bohuniciach aj v Mochovciach. Monitorovanie je kontinuálne a systém sa pravidelne kalibruje, či je všetko v poriadku. V Jaslovských Bohuniciach fungujeme už roky a v Mochovciach sa ešte niektoré systémy inštalujú, keďže bloky ešte neboli spustené.

Čím sa v Ústave merania zaoberáte vy?

Pôsobím ako vedúci oddelenia biomeraní. My sa zaoberáme meraním rôznych biosignálov a ich spracovaním a vyhodnotením, či už za účelom diagnostiky, alebo terapie. Momentálne je pre nás nosnou témou mnohozvodové meranie EKG, ktoré v spojení s ďalšími dostupnými tomografickými technológiami umožňuje pomocou počítačového modelovania vypočítať miesto zdroja komorovej arytmie v srdci.

Foto: Matej Hakár

Ako to môže pomôcť ľuďom?

Pokiaľ má niekto komorové arytmie, na ktoré nezaberajú lieky, je takýmto pacientom zavedený katéter do srdca a na mieste, kde arytmia vzniká, sa tkanivo pomocou vysokofrekvenčnej ablácie lokálne zahreje a tým umŕtvi. V podstate sa „deaktivuje“ časť srdcového svalu, aby bol jeho rytmus pravidelnejší. Problém je, že dnes sa miesto zdroja arytmie spravidla určuje na základe štandardného 12-zvodového EKG, presnosť je však nižšia, ide skôr o akýsi odhad, kde by to miesto mohlo byť. Potom príde pacient do elektro-fyziologického laboratória, kde prebieha presnejšie hľadanie pomocou katétra zavedeného do srdca. Celá procedúra je však zdĺhavá, môže trvať aj viac ako 45 minút, pričom pacient je celý čas „pod röntgenom“.

Pre pacienta aj lekára to môže byť dosť zaťažujúce.

Preto sa snažíme prísť na to, ako ešte pred zákrokom presne zistiť, kde sa zdroj arytmie nachádza. Našim cieľom je neinvazívnym spôsobom a s vysokou presnosťou lokalizovať poškodené tkanivo. Robíme veľmi podrobné EKG na povrchu hrudníka, pričom nalepíme na pacienta až 128 elektród. Následne pomocou tomografického vyšetrenia urobíme presný model hrudníka s pozíciami elektród. Tieto údaje potom použijeme v počítačovom modeli na výpočet miesta zdroja arytmie. Samozrejme sú rôzne možnosti, ako presne budeme modelovať štruktúru hrudníka, koľko použijeme elektród a podobne. V tomto smere je cieľom výskumu nájsť metódu, ktorá je prakticky aplikovateľná a dostatočne presná.

Foto: Matej Hakár

Takže vyššie množstvo EKG elektród a údaje z tomografu sú kľúčom k presnosti?

Áno, získavame údaje o umiestnení elektród, model hrudníka a aj elektrické pole, ktoré sme tými 128 elektródami namerali. Potom pristupujeme k počítačovému modelovaniu, prostredníctvom ktorého hľadáme taký model elektrického zdroja v srdci, ktorý vytvára elektrické pole korešpondujúce s tým nameraným. Tento model by mal poskytnúť presnú informáciu o tom, kde sa zdroj arytmie nachádza. 

Sú výsledky vášho výskumu spoľahlivé?

Počas doterajšieho výskumu sme namerali viac ako 40 pacientov, väčšinu meraní sme už aj vyhodnotili. Niektoré výsledky boli veľmi dobré, s presnosťou niekoľko milimetrov, ale stalo sa aj, že nepresnosť dosiahla tri centimetre. Momentálne skúmame dôvody tejto nepresnosti a možnosti, ako jej predísť.

Prečo je dôležité určenie poškodeného tkaniva a čo hrozí človeku s arytmiou?

Srdcové arytmie sú pomerne bežným javom, ktorý keď sa vyskytuje zriedkavo, je väčšinou neškodný. Časté arytmie a najmä také, ktoré vznikajú v srdcovej komore, zhoršujú pumpovaciu funkciu srdca a môžu viesť až k zlyhaniu srdca. Pokiaľ sa stav nezlepší pomocou liekov, pristupujú lekári k tzv. ablácii, teda k odstráneniu poškodeného tkaniva, čím sa arytmie úplne odstránia, alebo aspoň významne obmedzia.

Foto: Matej Hakár

Dá sa arytmii predísť?

Arytmia môže byť vrodená, môže sa objaviť ako dôsledok infarktu či iného poškodenia srdcového svalu. Niektorým príčinám sa samozrejme dá predchádzať zdravou životosprávou, ale nie vždy. Mali sme aj prípady športovcov, 17-ročného chlapca alebo aj slovenského reprezentanta, ktorým pri bežnej kontrole zistili arytmie a museli podstúpiť abláciu. Príčin arytmie môže byť veľa – preťaženie srdca, vrodená dispozícia alebo dôsledok poškodenia srdcového tkaniva inou chorobou.

Môžete takúto metódu aplikovať aj pri iných ochoreniach, napríklad pri rakovine?

Nádorové tkanivo sa identifikuje iným spôsobom a na základe iných informácií, nie informácií o jeho elektrickej aktivite, takže v prípade rakoviny sa metóda použiť nedá. V princípe by sa však dala použiť aj na lokalizáciu iných zdrojov arytmií v srdci, napr. pri tzv. WPW syndróme, alebo na lokalizáciu epileptických ložísk v mozgu.

Foto: Matej Hakár

Aké sú ďalšie oblasti vášho výskumu?

Zaoberali sme sa napríklad meraním elektrickej aktivity žalúdka. Žalúdok počas jeho mechanickej činnosti, podobne ako srdce, generuje pomalé elektrické signály, z ktorých sa dá zistiť, či nedochádza k porušeniu jeho činnosti. Tento jav je častý napríklad u predčasne narodených novorodencov, alebo u diabetikov. Tiež sme sa dlho zaoberali meraním reflexu achillovej šľachy, ktorý sa dá použiť na hodnotenie funkcie štítnej žľazy. Asi poznáte vyšetrenie, keď vám klepnú po achilovke, a chodidlo sa vychýli. Meraním časov a priebehu vychýlenia sa dá hodnotiť fungovanie štítnej žľazy, jej zvýšená alebo znížená činnosť. Momentálne pripravujeme aj projekty zamerané na monitorovanie životných funkcií v rôznych situáciách pomocou nositeľných zariadení – náramkov alebo náplastí. Tie by sa využívali napríklad pri monitorovaní diabetických pacientov alebo v prípade hromadných nešťastí, napríklad pri výbuchu alebo teroristickom útoku, kde by umožnili identifikovať vážnosť zdravotného stavu a efektívnejšie manažovať ošetrenie pacientov.

Sledujte náš blog, sociálne siete a newsletter pre viac noviniek.

Oh no...This form doesn't exist. Head back to the manage forms page and select a different form.