В июне старшие преподаватели кафедры вычислительной физики – Дёмин Сергей Анатольевич и Панищев Олег Юрьевич приняли участие в работе VI Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (ТКМФ-6), которая проходила в г. Троицке и г. Москве со 2 по 6 июня 2014 г.
Организаторами конференции выступали Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН, Институт спектроскопии РАН, Троицкий научный центр РАН, Администрация г. Троицка, Дом Ученых ТНЦ РАН. Научные событие произошло при поддержке Российской академии наук, Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства г. Москвы, Министерства образования и науки РФ.
Задачи ТКМФ-6 – обеспечение интенсивного междисциплинарного обмена знаниями, придающего новый импульс проведению фундаментальных и прикладных исследований и разработок в области медицинской физики и инноваций в Центральном регионе и в стране в целом; обсуждение тенденций и наиболее перспективных направлений исследований и путей их практической реализации.
Конференция традиционно проводится раз в два года, начиная с 2004 г., и неизменно собирает более 300 участников и гостей со всех регионов страны и из-за рубежа. Среди них руководители, ученые и ведущие специалисты медицинских научных учреждений Москвы, Московской области и Центрального федерального округа РФ, которые знакомят участников с текущим состоянием медицины в России и представляют инновационные проекты и технологии в здравоохранении и медицине.
Научные направления IV Троицкой конференции:
В рамках ТКМФ-6 были организованы Научно-практическая конференция «Инновации в медицине и здравоохранении» и Молодежная научная школа по медицинской физике, лекторами которой стали ведущие специалисты институтов РАН, РАМН, медицинских научных центров, МГУ и других вузов.
На конференции Дёмин С.А. представил устный доклад «Выявление кросс-корреляционных идентификаторов эпилепсии в интериктальных ЭЭГ-сигналах человека», посвященный актуальному направлению современной медицины – поиску диагностических критериев неврологических заболеваний, в частности эпилепсии, на ранних стадиях развития. Эпилепсия является одним из самых распространенных неврологических заболеваний человека и проявляет себя периодическими судорожными приступами. Диагностика эпилепсии даже в настоящее время является одной из сложных задач современной медицины, поскольку главным диагностическим признаком эпилепсии является специфический комплекс пик-волна на ЭЭГ (ЭЭГ, электроэнцефалограмма – запись электрической активности коры головного мозга с определенных точек поверхности головы), регистрируемой ВО ВРЕМЯ приступа, а в промежутки времени между приступами (интериктальные периоды) медицинские показатели больного не отличаются от таковых у здоровых людей. Сами приступы могут быть скоротечными эпизодами заболевания, в то время как интериктальные периоды – весьма продолжительными. Одним из наиболее прогрессивных методов диагностики является круглосуточный ЭЭГ- и видео-мониторинг пациента в условиях стационара с целью фиксации приступа. При этом интериктальные ЭЭГ для решения задач диагностики не используются.
При выступлении Дёмин С.А. продемонстрировал, что наличие эпилепсии у человека из интериктальных ЭЭГ может быть обнаружено путем анализа их временной динамики на основе формализма функций памяти с применением техники проекционных операторов Цванцига-Мори. Заболевание можно идентифицировать, изучая спектральные и стохастические характеристики отдельных сигналов ЭЭГ, а также перекрестные корреляции между динамикой определенных областей коры головного мозга. Возможности использования интериктальных ЭЭГ для решения задач диагностики эпилепсии являются одним из результатов научной деятельности С.А. Дёмина. В научной литературе данной тематике посвящены лишь единичные работы. Поэтому доклад вызвал большой интерес у слушателей и оживленное обсуждение, в результате которого были сформулированы задачи дальнейшего развития этого направления исследований.
Доклад Панищева О.Ю. «Разработка ФШС-принципов диагностирования биполярного аффективного расстройства» был посвящен вопросам использования ЭЭГ для диагностирования психических заболеваний. В одной из последних работ, выполненных совместно с профессором Сергеем Фёдоровичем Тимашевым из НИФХИ им. Л.Я. Карпова (г. Москва), был представлен метод диагностирования степени предрасположенности к шизофрении у детей/подростков на основе анализа сигналов ЭЭГ. В своем докладе Панищев О.Ю. продолжил развитие данной тематики и представил результаты исследования ЭЭГ у людей, страдающих биполярным аффективным расстройством (БАР, ранее – маниакально-депрессивный психоз). По данным ВОЗ данным заболеванием страдают миллионы людей во всем мире. Главными его симптомами является наличие аффективных состояний – маниакальных с повышенной возбудимостью и депрессивных, характеризующихся общим снижением активности. Во многих случаях у больных наблюдаются смешанные состояния с быстрой сменой симптомов. Диагностика данного заболевания крайне затруднена, поскольку периоды с различной симптоматикой могут перемежаться значительными промежутками времени, когда заболевание себя не проявляет. Кроме этого дополнительную сложность создают высокое разнообразие проявлений заболевания и отсутствие (как и у шизофрении и предрасположенности к ней) ОБЪЕКТИВНЫХ (выявляемых на основе анализов или аппаратных исследований) диагностических критериев. Диагноз в клинической практике ставится на основе жалоб пациента и его окружения с дальнейшим сопоставлением симптомов с данными медицинских классификаторов. Все это создает значительные трудности в диагностике: по данным ВОЗ промежуток времени между первыми симптомами и постановкой диагноза может составлять более 10 лет.
В своем докладе Панищев О.Ю. показал, что использование метода фликкер-шумовой спектроскопии, разработанного профессором С.Ф. Тимашевым и развиваемого сотрудниками кафедры вычислительной физики, позволяет на основе анализа динамических и спектральных характеристик ЭЭГ-сигналов выявлять специфические признаки наличия заболевания БАР у пациентов. Дальнейшие исследования, возможные направления которых были сформулированы при обсуждении доклада, позволят привести к появлению ОБЪЕКТИВНЫХ диагностических методов выявления данного заболевания и других нарушений психики человека.
Кроме того, Дёмин С.А. и Панищев О.Ю. стали соавторами доклада профессора Тимашева Сергея Фёдоровича «Диагностика расстройств шизофренического спектра на основе корреляционного анализа электроэнцефалограмм». В работе на основе корреляционного анализа электроэнцефалограмм методом фликкер-шумовой спектроскопии были предложены три диагностических параметра (биомаркера) для выявления предрасположенности детей/подростков к расстройствам шизофренического спектра. Проведена верификация биомаркеров путем обработки массива ЭЭГ данных, полученных в Научном Центре Психического Здоровья РАМН с участием 45 мальчиков, страдающих расстройствами шизофренического спектра, и контрольной группы из 39 мальчиков – учеников общеобразовательных школ. Разработаны автоматизированные процедуры классификации испытуемых, базирующиеся на введенных биомаркерах и определении их пороговых значений при помощи обучающей выборки. К работе были привлечены сотрудник Технологического института Нью-Джерси (США) Ю.С. Поляков и профессор А.Я. Каплан с биологического факультета Московского государственного университета.
По итогам конференции был издан сборник тезисов ТКМФ-6, который насчитывает свыше 700 страниц. Результаты докладов сотрудников кафедры вычислительной физики Дёмина С.А. и Панищева О.Ю. по рекомендации Организационного комитета ТКМФ-6 будут опубликованы в ближайшее время в ведущих российских журналах по медицинской физике.