Новые разработки в области неинвазивного определения уровня гемоглобина с использованием биофотоники представили в своем исследовании сотрудники физфака МГУ, являющиеся участниками НОШ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина», 11 ноября сообщает пресс-служба университета.

Уровень гемоглобина, который контролируется в общем анализе крови, служит одним из важнейших показателей состояния организма. Его мониторинг особенно важен для диагностики анемии, то есть пониженного уровня гемоглобина, который в той или иной форме встречается у десятков миллионов людей по всему миру.

Кровь для анализа уровня гемоглобина обычно получают инвазивным методом, а сам анализ занимает довольно много времени и требует дорогостоящего оборудования, квалифицированного медицинского персонала, а в случае, когда пациенту необходимо регулярно сдавать кровь на анализ, ему это доставляет определенный дискомфорт из-за болезненных ощущений.

Всё это ставит перед учеными задачу создания безболезненных и быстрых, но точных неинвазивных методов получения информации об уровне гемоглобина в крови пациента. Однако до настоящего времени таких клинически точных методов еще не было представлено.

Ученые МГУ исследовали два возможных способа повышения точности определения уровня гемоглобина — это совмещение нескольких оптических методик, предложенных для определения этого параметра, и создание независимых открытых источников данных, которые позволят проводить тестирование созданных и разработку новых алгоритмов.

В статье «Спектроскопия диффузного отражения и RGB-визуализация: сравнительное исследование неинвазивной оценки уровня гемоглобина» (Diffuse reflectance spectroscopy and RGB-imaging: a comparative study of non-invasive haemoglobin assessment), опубликованной в журнале Scientific Reports, показана высокая точность указанных в названии статьи способов выявления у людей анемии.

Так, точность этих способов по показателю AUC (англ. Area Under Curve), т. е. площади, ограниченной ROC-кривой и осью доли ошибочных данных, составила более 0,8 при том, что чем выше показатель AUC, тем точнее данные. Кроме того, исследователями были указаны преимущества и пределы совмещения двух методик при определении низкого уровня гемоглобина.

В статье «Набор данных изображений кожи и ногтей человека для неинвазивной оценки уровня гемоглобина» (Dataset of human skin and fingernails images for non-invasive haemoglobin level assessment), опубликованной в журнале Scientific Data, авторы представили подготовленный ими уникальный, стандартизованный открытый набор данных RGB-визуализации тканей рук 250 пациентов с известным уровнем гемоглобина.

Эта работа является важным шагом на пути создания универсальных и воспроизводимых алгоритмов неинвазивного определения уровня гемоглобина. Старший научный сотрудник кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ Борис Якимов отметил:

«Датасет открыт для всех исследователей, работающих над усовершенствованием существующих методов и созданием новых, что представляет собой большой колоссальный вклад в развитие области оптической диагностики, а также пример прозрачности и открытости научных исследований».

Данное исследование ученых МГУ показывают, какой в будущем станет медицинская диагностика — точной, быстрой, неинвазивной и доступной любому человеку, кардинально изменив медицинскую практику.