Разработка победительницы ВИК Елены Ермиловой и компании «ВПГ Лазеран» позволит повысить эффективность и безопасность лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта и гепатобилиарной системы.
Мифистка Елена Ермилова окончила магистратуру Института лазерных и плазменных технологий (ЛаПлаз), стала победительницей Всероссийского инженерного конкурса (ВИК) и нашла работу мечты. Талантливая выпускница рассказала о своей разработке, которая поможет сделать эндоскопические операции более эффективными и безопасными.
– Елена, как вы оказались в МИФИ и почему выбрали именно лазерные технологии?
– Я с красным дипломом окончила физико-математический лицей в Королеве. Была уверена, что первое образование должно быть техническим – это база, которая помогает сформировать системное мышление. Выбирала между несколькими университетами, но в приоритете был, конечно, МИФИ, потому что многие мои знакомые уже учились в ядерном университете, отзывы были очень хорошими. Я поступила в ЛаПлаз на специальность «Лазерная техника и лазерные технологии». Уверена, это был правильный выбор. Уже на третьем курсе бакалавриата студенты включались в научную деятельность. Я пошла в Лазерный центр МИФИ, попала «под крыло» доцента Виктора Николаевича Петровского и начала изучать процессы взаимодействия лазерного излучения с веществом. По окончании бакалавриата Петровский так вдохновенно рассказывал о том, как лазерные технологии применяются в медицине, что я увлеклась этой темой, начала сотрудничать с «ВПГ Лазеруан» – крупной компанией, разрабатывающей и выпускающей промышленные лазеры. Одновременно училась в магистратуре на образовательной программа «Лазерные системы и технологии», окончила ее и со своей магистерской выпускной квалификационной работой решила участвовать в ВИК.
– Расскажите подробнее про саму работу!
– Работа действительно интересная, междисциплинарная. Я выступаю и как инженер-исследователь, и как клинический специалист, который взаимодействует и с разработчиками лазерных аппаратов, и с врачами.
Применение лазерных технологий получило широкое распространение в современной урологии как для разрушения конкрементов, так и для хирургического лечения мягких тканей. В частности, отечественный тулиевый волоконный лазер линейки Urolase («ВПГ Лазеруан») применяется при лечении мочекаменной болезни и хирургических вмешательствах на мягких тканях, в том числе при лечении доброкачественной гиперплазии предстательной железы.
Перспективным направлением дальнейшего применения тулиевого волоконного лазера является эндоскопическая хирургия, охватывающая широкий спектр заболеваний, связанных как с образованием желчных конкрементов, так и с патологическими изменениями мягких тканей – по опыту общению с врачами-эндоскопистами, им хотелось бы использовать тулиевый волоконный лазер для терапии этих болезней, но пока не очень понимают, как им управлять. Моей задачей было «изведать эту степь» и внедрить лазер в эндоскопию. Расширение применения тулиевого волоконного лазера в данных областях требует разработки подходов к выбору и контролю параметров лазерного воздействия с учётом особенностей различных типов биологических тканей. В рамках моей научной работы разрабатываются методы оптимизации и контроля лазерного воздействия, направленные на повышение эффективности и безопасности лечения.
– А что конкретно вы исследовали?
– Надо было подобрать безопасные режимы для дробления желчных камней (они отличаются по составу от мочевых камней). Самое важное – избежать гипертермии окружающих тканей (в желчных протоках находится жидкость, при разрушении камней лазерным излучение она может нагреться до критической температуры, из-за чего может произойти некроз тканей) и перфорации (дробя камень можно случайно задеть стенку желчного протока). В лаборатории мы подбирали режимы, исключающие эти две проблемы. При этом режимы должны быть не только безопасными, но и эффективными. Шесть часов дробить маленький камень неэффективно!
В процессе исследований стало понятно: при эффективной терапии минимальный риск перфорации все же остается! И тогда была выявлена необходимость разработке оптического датчика обратной связи. Он может отличать мягкие ткани от камней ввиду различия их спектральных характеристик. Датчик может вовремя останавливать подачу излучения при наведении лазера на мягкую ткань. Например, мы дробим камень, он раскололся на две половинки, они разлетелись в разные стороны, открылись стенки желчевыводящих путей. В этом случае система сама блокирует подачу излучения! Повреждение мягких тканей исключается!
– Наверное, обучить систему было не так-то просто?
– Да, для обучения системы нужно было присутствовать на операциях – чтобы собрать как можно больше сигналов с мягких тканей и камней различных составов. Работали в клинических центрах, собирали и обрабатывали данные.
Кстати, именно эта часть моей работы впечатлила экспертов ВИК.
Кроме того, была проведена классификация желчных камней. Очень важно знать, с каким камнем мы имеем дело, чтобы максимально точно подобрать режим дробления.
– Можно ли назвать датчик инновацией и как выглядит эта разработка?
– Существует один такой датчик – Tissue Sensor – разработанный компанией «ВПГ Лазеруан» для камней и тканей мочевыводящей системы, однако напрямую в эндоскопии он использоваться не может из-за различия спектральных характеристик данных систем человека. Поэтому для желчевыводящей системы пришлось заново разрабатывать интеллектуальную систему. С этой точки зрения, датчик, конечно, является инновационным.
Это не какая-то отдельная коробочка. Датчик внедрен в лазерный аппарат, «вшит» в его программное обеспечение. Врач работает с во время операции привычным образом – медицинский волоконный инструмент направлен на камень, подача излучения осуществляет посредством нажатия на педаль, подключенную к аппарату, а в случае опасности датчик просто блокирует эмиссию при зажатой педали. Как только перед торцом волоконного инструмента снова будет камень – излучение снова будет подаваться – это и экономит время оперирующего врача, и повышает безопасность процедуры.
– В этом году на Всероссийский инженерный конкурс было подано более 13 тысяч заявок! Конкуренция нешуточная. Как вы думаете, в чем секрет вашей победы?
– Мне кажется, жюри особенно отмечало те работы, которые быстро могут найти себе применение в той или иной области. Ценятся разработки, которые имеют потенциал к внедрению в производство. За это давали дополнительные баллы.
– А когда лазер с новым датчиком войдет в медицинскую практику?
– Надеюсь, датчик будет внедрен в течение года. Мы уже проводим клинические испытания датчика на базе медицинского центра.
– Как будете развивать проект?
– Хотелось бы популяризировать применение лазерных технологий в эндоскопии, заходить в новые клинические центры, доказывать эффективность применения конкретно этого лазера для дробления желчных камней, и демонстрировать пользу применения оптических датчиков в процессе операций.
А как планируете развиваться сами? Говорят, многие финалисты ВИК получают интересные офферы от работодателей.
– Это так. Мне сразу поступило предложение о трудоустройстве от холдинга «Швабе». Но я пока верна своей компании. Мне хочется довести проект до конца. Результат проекта – новый лазер для эндоскопических проектов, оснащенный оптической обратной связью. А еще я планирую продолжать обучение в аспирантуре и дальше развивать свою тему в рамках кандидатской работы.
– Что пожелаете первокурсникам?
– Будьте активными! Занимайтесь спортом, наукой, творчеством! Пока я училась, входила в женскую сборную МИФИ по волейболу. Спорт – отличное средство психологической разгрузки. Советую также всем студентам участвовать в научных конференциях и инженерных конкурсах, делать научные доклады, проходить стажировки, вливаться в научное сообщество. В ядерном университете для этого масса возможностей.
Все об условиях поступления в университет — на странице Приемной комиссии МИФИ
