Радиофизики ТГУ улучшают методику лечения обмороженных конечностей

Радиофизики ТГУ улучшают методику лечения обмороженных конечностей с помощью слабого СВЧ-излучения. Они проводят эксперименты на фантомах – моделях отдельных частей тела. Учёные планируют учесть неоднородность структуры отогреваемой конечности (кожно-жировой слой, мышцы, костные ткани), это поможет уточнить режимы отогрева, улучшить терапию и уменьшить или совсем исключить вероятность ампутации пострадавших частей тела.

Методику и прибор для лечения обмороженных конечностей разрабатывает команда учёных под руководством профессора Григория Дунаевского на кафедре радиоэлектроники РФФ ТГУ и в лаборатории электроники СФТИ. Курирующим врачом является доктор медицинских наук, профессор Евгений Гаврилин.

«Для отработки методики мы проводим численные модельные эксперименты, а также физические эксперименты на фантомах – натурных моделях человеческих конечностей. Тонкостенные цилиндры из полипропилена мы наполняем веществом, близким по электрическим и тепловым свойствам мышцам человека, и прогреваем содержимое при помощи слабого СВЧ-поля. Делается это для изучения внутренней структуры теплового поля и чтобы исключить локальный недогрев или перегрев объекта»,

– рассказал Григорий Дунаевский.

По словам учёного, они достаточно долго перебирали материалы для наполнения фантомов, измеряли их свойства.

«Мы начали с физраствора, но у него очень быстрая тепловая конвекция, поэтому теплоперенос происходит настолько быстро, что мы не могли зафиксировать неоднородности температур в отогреваемом объеме. Пробовали загустить физраствор желатином, но он при нагревании снова становится жидким, и весь эффект торможения теплопереноса уходит. Перепробовали много вариантов наполнителей, вплоть до манной крупы. Теплоперенос замедлить удалось, но в итоге состав на основе физраствора оказался все же далековат по электрическим свойствам от человеческой ткани»,

– рассказал Григорий Дунаевский.

Учёный добавил, что поиски оптимального наполнителя продолжаются, а пока команда решила для наполнения фантома использовать диспергированное мясо свиньи (фарш). Он и по радиоволновым, и по тепловым параметрам близок к мышечной ткани человека, в нем нет быстрой теплопередачи, и с помощью погружных датчиков можно детально исследовать распределение температуры при различных режимах микроволнового нагрева.

Следующий шаг – учёные выявят, как влияет неоднородная структура конечности человека, состоящей не только из мышечных, но и кожно-жировых и костных тканей, на динамику микроволнового прогрева конечности. Помимо фантома, моделирующего мышцы человека, радиофизикам предстоит создать фантом кости, который близок к ней по электрическим и тепловым свойствам, ведь внутри кости присутствуют сосуды, которые также следует «открыть» микроволновым отогревом. При этом наполнитель фантома, моделирующего кость, должен позволить измерять распределение температуры в его объеме.