Latvijas zinātnieki izstrādā pārnēsājamu ultraskaņas tehnoloģiju kaulu un muskuļu audu kvalitātes novērtēšanai

Kaulu un muskuļu audu kvalitātes novērtēšanai Latvijas zinātnieki izstrādā pārnēsājamu ultraskaņas mērījumu komplektu (BoMUS), kas ļauj neinvazīvā veidā iegūt informāciju par kaulu un muskuļu struktūru. Tehnoloģija tiek pilnveidota “BioPhoT” ietvaros.

Sistēma paredzēta neinvazīvai kaulu un muskuļu audu kvalitātes novērtēšanai. BoMUS sistēma apvieno divu režīmu ultraskaņas zondēšanu un mākslīgā intelekta algoritmus, lai noteiktu būtiskus kaulu un muskuļu struktūras rādītājus. Kaulos paredzēts noteikt kortikālo biezumu un intrakortikālo porainību, savukārt muskuļos – starpmuskuļu taukaudu saturu.

Projekta īstenošanas laikā paredzēta aparatūras optimizācija, iegūšanas un pirmapstrādes programmatūras izstrāde, mākslīgā intelekta pazīmju iegūšana, kā arī sistēmas validācija fantomos un bioloģiskajos paraugos. Tāpat tiks veikta dokumentācija, izplatīšanas un pirmsmārketinga aktivitātes, lai labāk izprastu potenciālo klientu vajadzības, izveidotu biznesa modeli un aptaujātu ieinteresētās personas.

BoMUS sistēma ir kompakta, ar klēpjdatoru darbināma ierīce, kas paredzēta dažādām iedzīvotāju grupām, tostarp vecāka gadagājuma cilvēkiem, sievietēm pēcmenopauzes periodā, sportistiem, rehabilitācijas grupām un pacientiem ar diabētu. Darbojoties bez jonizējošā starojuma, šī pārnēsājamā un neinvazīvā ultraskaņas sistēma vienlaikus nodrošina kvantitatīvus kortikālā kaula porainības un muskuļu tauku satura mērījumus. Šī divējāda spēja ļauj klīnicistiem aprūpes vietā atklāt agrīnas kaulu degradācijas un muskuļu tauku infiltrācijas pazīmes, kas ir ļoti svarīgi osteosarkopēnijas diagnosticēšanai. Regulāra mērījumu veikšana ar šo sistēmu ļauj veikt personalizētas klīniskās intervences, piemēram, mērķtiecīgus vingrinājumus un pielāgotas uztura korekcijas, lai efektīvi mazinātu kritienu un lūzumu risku.

Pārnēsājamā ultrasonogrāfija nodrošina viegli pieejamu un no starojuma brīvu metodi, kas ļauj vienlaikus novērtēt un uzraudzīt kaulu kvalitāti osteoporozes gadījumā un intramuskulāros taukaudus sarkopēnijas gadījumā. Šī divējādā iespēja ļauj klīnicistiem agrīni konstatēt muskuļu un tauku infiltrāciju, kā arī kaulu struktūras pasliktināšanos, kas ir būtiski osteosarkopēnijas – bīstamas abu šo stāvokļu kombinācijas – diagnosticēšanā. Nodrošinot iespēju bieži veikt mērījumus tieši pacienta aprūpes vietā, šī metode palīdz personalizēt tādus pasākumus kā mērķtiecīgi vingrinājumi un uztura korekcija, lai novērstu kritienus un lūzumus.

Pārnēsājamā ultrasonogrāfija ir izmaksu ziņā efektīva, bezstarojuma un tieši pacienta atrašanās vietā veicama alternatīva DXA un MRI izmeklējumiem, padarot to par ideālu risinājumu biežai novērošanai jebkuros apstākļos. Atšķirībā no DXA, kurā tiek izmantots jonizējošais starojums, vai MRI, kas ir dārgs un nav pārnēsājams, ultrasonogrāfijas iekārtu var viegli nogādāt tieši pie pacientiem ar ierobežotām pārvietošanās spējām vai gados vecākiem cilvēkiem. Tas ļauj reāllaikā un ērti sekot līdzi kaulu kvalitātei un muskuļu audu tauku infiltrācijai, izvairoties no tradicionālajai vizuālajai diagnostikai raksturīgajiem pieraksta kavējumiem vai augstajām izmaksām.

BoMUS-2 projekta laikā īpaša uzmanība tiks pievērsta ne tikai pašas tehnoloģijas pilnveidošanai, bet arī potenciālo lietotāju vajadzību izzināšanai un pirmsmārketinga aktivitātēm.

Projekta mērķis ir paaugstināt pārnēsājamās ultraskaņas mērījumu sistēmas tehnoloģiskās gatavības līmeni no TRL3 uz TRL4. Tas nozīmē tehnoloģijas validāciju laboratorijas apstākļos, izmantojot audu modeļus un bioloģiskos paraugus. Vienlaikus tiek sagatavota sistēma pārejai uz pētījumiem ar cilvēku līdzdalību, lai nākamajos BioPhot programmas posmos vai izmantojot alternatīvus finansējuma avotus, sasniegtu TRL5–6 līmeni.

Projektā paredzētā tehnoloģija sniedz arī vides ieguvumus – tās darbībā nav nepieciešams starojums, tai ir zems enerģijas patēriņš, un sistēmā paredzētas pārstrādājamas sastāvdaļas, tādējādi atbalstot Zaļā kursa un Eiropas Savienības ilgtspējības mērķus.