Одной из наиболее частых причин срочной госпитализации является желудочно-кишечное кровотечение. Оно может быть вызвано очень разными патологиями - от рака и язвенной болезни до дивертикулеза, полипов и геморроя, - но в любом случае такое кровотечение нередко представляет вполне реальную угрозу для жизни больного. Дело осложняется тем, что желудочно-кишечные кровотечения диагностируются, как правило, со значительным опозданием, поскольку такие симптомы как головокружение, шум в ушах, слабость, холодный пот, обморок или падение артериального давления могут быть признаками самых разных заболеваний.
Конечно, порой возникают и такие "однозначные" симптомы как мелена, то есть дегтеобразный стул, и кровавая рвота, однако это бывает лишь в случае массивного кровотечения. Скажем, мелена становится заметной только при попадании в кишечник не менее чем полулитра крови. А вот скрытые, то есть малые кровотечения могут оставаться незамеченными часами, а то и сутками, до тех пор, пока проявится анемия, то есть малокровие. Улучшить - вернее, ускорить - диагностику желудочно-кишечных кровотечений призван специальный имплантат, разработанный теперь тюбингенскими учеными.
Электронный минисенсор-имплантат
"Вот это и есть сенсор, регистрирующий кровотечение, - говорит профессор Марк Шурр, руководитель расположенной в Тюбингене фирмы Novineon. - Он размером примерно с витаминную капсулу".
Несмотря на миниатюрность устройства, в нем разместились два светодиода, фотоэлемент и довольно сложная электроника. Благодаря этой начинке сенсор способен определять цвет омывающей его жидкости и реагировать сигналом тревоги на красный. "Его размеры таковы, что позволяют устанавливать его с помощью эндоскопа, - поясняет Марк Шурр. - Сенсор может неделями находиться в заданном участке желудочно-кишечного тракта пациента и тотчас, за считанные секунды, зарегистрировать начавшееся кровотечение. То есть он подаст сигнал тревоги задолго до того, как пациент почувствует себя плохо и появятся какие-то другие симптомы. Соответственно, врач сможет принять меры незамедлительно, между тем как обычно на это уходят часы. А ведь время в такой ситуации - решающий фактор, вопрос жизни и смерти".
Ежегодно кареты скорой помощи доставляют в больницы Германии примерно тысячу пациентов с острым желудочно-кишечным кровотечением. От 10 до 30 процентов таких кровотечений приводят к летальному исходу - прежде всего, потому, что из-за отсутствия четкой симптоматики диагноз ставится слишком поздно. "Особенно у тех пациентов, у которых когда-то раньше уже бывало внутреннее кровотечение, новые кровотечения - мы называем их рецидивными - связаны со значительно более высоким риском, - говорит профессор Шурр. - В этих случаях своевременная диагностика особенно важна".
Побочный продукт проекта Vector
Сенсор был разработан в рамках европейского проекта Vector, задача которого состоит в создании миниатюрных эндоскопических капсул для диагностических целей. Таким образом, детектор кровотечения является своего рода побочным продуктом этого проекта. Разработчикам пришлось решать две серьезные проблема. Первая состояла в миниатюризации используемой в этом сенсоре электроники, включающей также источник питания и радиопередатчик. Вторая заключалась в необходимости исключить случаи ложной тревоги. "Тут нам пришлось поломать голову, - говорит профессор Шурр. - Понятно, ведь не только кровь, но и многие вполне безобидные жидкости имеют красный цвет - скажем, вино, томатный или вишневый сок. Мы это учли. Мы используем метод трансмиссионной спектроскопии - детектируем жидкость на просвет по двум длинам волн. Это позволяет надежно отличать кровь от прочих жидкостей красного цвета".
Первые эксперименты показали, что миниатюрный спектрометр обладает высокой чувствительностью, обнаруживая уже весьма незначительные концентрации крови, и ни вино, ни соки, ни кофе или чай не вызывают ложной тревоги.
За моделью - к мяснику
Работы по дальнейшему совершенствованию сенсора продолжаются. Причем, что немаловажно, без опытов на животных, - подчеркивает профессор Шурр: "Моделировать кровотечения очень легко - просто потому, что кровь охотно сдают наши собственные сотрудники, а необходимые для опытов органы пищеварения - коровьи или бараньи, мы просто берем их в ближайшей мясной лавке".
Клинические испытания сенсора на людях пока не планируются. Но у медиков уже есть представление о том, как вся эта система будет функционировать: пациент с сенсором в пищеварительном тракте должен иметь при себе что-то вроде мобильного телефона, то есть специальное устройство, способное принять от сенсора радиосигнал тревоги и подать громкий звуковой сигнал, а также отправить соответствующую информацию лечащему врачу. Правда, чтобы система эффективно заработала, необходима специальная инфраструктура. Однако ее создание - дело будущего.
