Совместная разработка ученых НИИ кардиологии Томского НИМЦ, Томского политехнического университета, Университета Амстердама (Нидерланды) и Сибирского государственного медицинского университета позволит вести длительный непрерывный мониторинг работы сердца.
Эксперименты показали, что такие электроды могут работать в два раза дольше традиционных аналогов на основе хлорида серебра.
Своевременная диагностика сердечно-сосудистых заболеваний сегодня является актуальной проблемой; среди профилактических мероприятий большую роль играет электрокардиограмма – способ определения электрической активности сердечной мышцы, который помогает диагностировать врожденные и приобретенные пороки сердца, аритмию, сердечную недостаточность, инфаркт миокарда.
Биологические потенциалы сердца регистрируют специальные электроды на основе серебра с покрытием из хлорида серебра, однако они имеют несколько минусов: маленький срок службы (как правило, мониторирование ограничено 24 часами) и неплотное прилегание, как следствие -раздражение кожных покровов из-за твердой структуры электрода.
Ученые Томского политехнического университета предложили новые нательные биоэлектроды для считывания электрических сигналов при мониторинге работы сердца. Разработанные электроды на основе восстановленного оксида графена выполнены на полимерной подложке, что позволяет создавать гибкие структуры. Эксперименты показали, что такие электроды могут работать в два раза дольше традиционных аналогов на основе хлорида серебра. При этом они гибкие и влагоустойчивые, что позволяет надежнее фиксировать их на коже.
Для получения полноценного представления о работе сердечной мышцы кардиологи используют способ холтеровского мониторирования ЭКГ. Датчики, закрепляемые на теле пациента, записывают на компьютере электрическую сердечную активность в течение суток. Но не всегда удается выявить нарушения именно в эти сутки, когда пациент носит холтер.
Ученые НИИ кардиологии поставили задачу специалистам Томского политехнического университета увеличить длительность мониторинга и повысить комфорт ношения холтера.
«Увеличение срока службы электрода открывает дополнительные возможности для длительного мониторинга работы сердца — например, телемониторинга, который позволяет контролировать ЭКГ больного дистанционно в режиме онлайн, или для мониторирования с помощью холтера. Для этого получают непрерывную запись электрокардиограммы в нескольких отведениях ЭКГ в условиях свободной активности пациента с последующей дешифровкой в режиме офлайн. При этом в некоторых случаях ключевым моментом является продолжительность регистрации, когда точность, чувствительность и специфичность диагностики прямо связаны с длительностью мониторирования», — рассказал заместитель директора по научной и лечебной работе НИИ кардиологии Томского НИМЦ Вячеслав Рябов.
В дальнейшем ученые намерены дополнить электроды другими гибкими элементами таким образом, чтобы они могли передавать сигнал беспроводным путем.
· Результаты исследования опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics (IF: 9,518; Q1) «Flexible and water-stable graphene-based electrodes for long-term use in bioelectronics», одним из соавторов статьи выступил заместитель директора по научной и лечебной работе НИИ кардиологии Томского НИМЦ, доктор медицинских наук Вячеслав Рябов.
До 20 сентября 2020 года статью «Flexible and water-stable graphene-based electrodes for long-term use in bioelectronics» в журнале Biosensors and Bioelectronics (IF: 9,518; Q1) можно прочитать или скачать по ссылке без регистрации и оплаты.