Роль биомедицинской инженерии при тромбозе глубоких вен (ТГВ): инновации в диагностике, лечении и профилактике

Роль биомедицинской инженерии при тромбозе глубоких вен (ТГВ): инновации в диагностике, лечении и профилактике

Тромбоз глубоких вен (ТГВ) — это серьезное заболевание, характеризующееся образованием тромба, обычно в глубоких венах ног, бедер или таза [1]. Это состояние затрагивает миллионы людей во всем мире и может привести к серьезным осложнениям, включая тромбоэмболию легочной артерии (ЛЭ), потенциально смертельное событие, когда часть тромба отрывается и попадает в легкие [2]. Распространенность ТГВ подчеркивает исключительную важность ранней и точной диагностики наряду с эффективным лечением и профилактическими стратегиями для снижения рисков и улучшения результатов лечения пациентов.

Биомедицинская инженерия — динамичная область, объединяющая инженерные принципы с медицинскими науками, — играет ключевую роль в решении проблем, связанных с ТГВ. Благодаря инновационным исследованиям и разработкам биомедицинские инженеры постоянно совершенствуют диагностические инструменты, совершенствуют терапевтические вмешательства и разрабатывают новые профилактические меры. В этой статье рассматривается значительный вклад биомедицинской инженерии в лечение ТГВ, освещаются передовые технологии и будущие направления в этой жизненно важной области здравоохранения.

**Отказ от ответственности:** Эта статья предназначена только для информационных целей и не представляет собой медицинскую консультацию. Всегда консультируйтесь с квалифицированным медицинским работником для диагностики и лечения любого заболевания.

Биомедицинская инженерия в диагностике ТГВ

Точная и своевременная диагностика имеет первостепенное значение в лечении ТГВ. Традиционные методы диагностики в основном полагаются на клиническую оценку и методы визуализации. Биомедицинская инженерия значительно усовершенствовала эти методы и представила новые, более точные подходы.

Современные методы диагностики

**Ультразвуковая визуализация.** Допплерография и УЗИ в B-режиме остаются краеугольным камнем диагностики ТГВ. Биомедицинские инженеры сыграли важную роль в оптимизации ультразвуковой технологии, повышении разрешения изображений и разработке усовершенствованных алгоритмов обработки сигналов, которые позволяют лучше визуализировать кровоток и обнаруживать тромбы. Эти достижения сделали ультразвук неинвазивным, широко доступным и высокоэффективным диагностическим инструментом [1].

Новые технологии

Область биомедицинской инженерии постоянно расширяет границы диагностики ТГВ с помощью нескольких многообещающих инноваций:

<ул>

**Технология объемной реконструкции на основе ультразвука.** Недавние исследования представили новаторские методы диагностики ТГВ с использованием усовершенствованной объемной реконструкции на основе ультразвука. Эта технология позволяет получить более полное трехмерное изображение венозной системы, потенциально улучшая обнаружение более мелких или необычно расположенных сгустков, которые могут быть пропущены при традиционной 2D-визуализации [4].

<ул>

**Переносные инструменты для скрининга, основанные на температуре.** Такие инновации, как Тромботект, разработанные биомедицинскими инженерами, представляют собой значительный шаг на пути к превентивному скринингу ТГВ. Это носимое устройство отслеживает изменения температуры, которые могут указывать на воспаление или изменение кровотока, связанное с ТГВ, предупреждая врачей о вероятности этого состояния. Такие инструменты предлагают неинвазивное решение для непрерывного мониторинга, особенно полезное для групп риска [5].

<ул>

**Получение изображений под управлением искусственного интеллекта для диагностики ТГВ.** Интеграция искусственного интеллекта (ИИ) в медицинскую визуализацию производит революцию в диагностике. Получение изображений под управлением искусственного интеллекта для диагностики ТГВ повышает эффективность и точность ультразвуковых исследований. Эти системы могут помочь специалистам по УЗИ оптимизировать качество изображений и выявить подозрительные области, тем самым уменьшая межоператорскую вариабельность и улучшая согласованность диагностики. Несмотря на многообещающие результаты, на производительность этих систем искусственного интеллекта влияет опыт рецензентов, что подчеркивает постоянную потребность в квалифицированных специалистах здравоохранения [6].

<ул>

**Диагностические инструменты на основе биосигналов.** Разработка диагностических инструментов на основе биосигналов — еще одна область активных исследований. Эти инструменты направлены на обнаружение ТГВ с помощью физиологических маркеров, предлагая менее инвазивный и потенциально более ранний метод обнаружения. Однако присущие рискам ТГВ, такие как эмболизация, и проблемы с интерпретацией сигналов, продолжают сдерживать широкое развитие этих инструментов [3].

Биомедицинская инженерия в лечении ТГВ

Биомедицинская инженерия не только занимается диагностикой, но и изменила лечение ТГВ, разработав передовые устройства и методы, предлагающие более эффективные и менее инвазивные методы лечения.

Традиционные методы лечения

Обычные методы лечения ТГВ в основном включают применение антикоагулянтов для предотвращения роста и образования новых тромбов, а также тромболитических средств для растворения существующих тромбов. Несмотря на свою эффективность, эти методы лечения могут нести в себе такие риски, как кровотечение. Цель биомедицинской инженерии – дополнить или улучшить эти методы лечения целенаправленными вмешательствами.

Инновации в области биомедицинских устройств

<ул>

**Устройства мультимодальной тромбэктомии при остром ТГВ:** При остром ТГВ, особенно в случаях со значительным количеством тромбов, устройства механической тромбэктомии предлагают способ прямого удаления тромба. Устройства мультимодальной тромбэктомии предназначены для изоляции ТГВ в пределах определенной зоны лечения во время фрагментации и эвакуации, сводя к минимуму риск тромбоэмболии легочной артерии во время процедуры. Эти устройства перспективны для лечения ТГВ большого объема [7] [8].

<ул>

**Ультразвуковые системы сонотромбэктомии для разрушения тромбов:** В системах сонотромбэктомии используется сфокусированный ультразвук для разрушения тромбов. Клинические результаты таких систем, как сонотромбэктомия, показали значительное снижение количества тромбов, боли и отека без каких-либо побочных эффектов, связанных с устройством. Эта технология предлагает менее инвазивную альтернативу хирургическому удалению тромбов и может повысить эффективность тромболитических препаратов [9].

<ул>

**Нацеленное микропузырьки с помощью маломощного сфокусированного ультразвука для тромболизиса.** Инновационный подход включает в себя сочетание целенаправленного микропузырьков с маломощным сфокусированным ультразвуком. Этот метод продемонстрировал способность значительно стимулировать тромболизис и уменьшать воспаление. Микропузырьки могут быть разработаны для воздействия на определенные компоненты сгустка, доставки терапевтических агентов или усиления механического воздействия ультразвука, предлагая новые идеи и методы лечения ТГВ [11].

Биомедицинская инженерия в профилактике ТГВ

Профилактика ТГВ имеет решающее значение, особенно для людей из группы высокого риска, таких как послеоперационные пациенты, люди с ограниченной подвижностью или люди с определенными заболеваниями. Биомедицинская инженерия внесла значительный вклад в разработку решений по механической профилактике и непрерывному мониторингу.

Механическая профилактика

<ул>

**Устройства периодической пневматической компрессии (IPC):** Устройства IPC широко используются для предотвращения ТГВ путем применения внешнего давления к конечностям, стимулирования кровотока и предотвращения венозного застоя. Биомедицинские инженеры принимали участие в проектировании и разработке этих устройств, оптимизируя схемы сжатия, конструкцию манжет и системы управления, чтобы максимизировать их эффективность и комфорт пациентов. Исследования показали, что устройства IPC успешно опорожняют глубокие вены и предотвращают стаз [10] [12] [14]. Исследования с использованием чипов вен предоставили новые методы наблюдения за функциональными механизмами устройств IPC для профилактики ТГВ [14].

<ул>

**Устройства последовательной компрессии (SCD):** Подобно устройствам IPC, SCD предназначены для предотвращения ТГВ путем имитации естественного мышечного насоса ног, тем самым улучшая венозный возврат. Биомедицинские инженеры продолжают совершенствовать эти устройства, чтобы повысить их эффективность, удобство использования и интеграцию в клинические рабочие процессы [15].

Мониторинг носимых устройств и оценка рисков

<ул>

**Носимый непрерывный мониторинг на месте оказания медицинской помощи:** Для лежачих пациентов или пациентов с ограниченной подвижностью непрерывный мониторинг активности конечностей и физиологических параметров может помочь оценить риск ТГВ. Разрабатываются носимые устройства для мониторинга активности пациентов и интеграции с компьютерными играми, повышающими мобильность, обеспечивающими обратную связь в реальном времени и стимулирующими движение для предотвращения ТГВ [13]. Целью этих систем является раннее предупреждение и содействие своевременному вмешательству.

Будущее биомедицинской инженерии при ТГВ

Будущее биомедицинской инженерии в лечении ТГВ характеризуется постоянным стремлением к более персонализированным, точным и профилактическим подходам. Ключевые направления будущего развития включают в себя:

<ул>

**Интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения.** Дальнейшая интеграция искусственного интеллекта и алгоритмов машинного обучения повысит точность диагностики, прогнозирует риск ТГВ и оптимизирует стратегии лечения на основе индивидуальных данных пациента.

<ул>

**Персонализированные подходы в медицине.** Адаптация профилактики и лечения ТГВ к индивидуальному профилю пациентов с учетом генетической предрасположенности, факторов образа жизни и сопутствующих заболеваний станет более распространенной.

<ул>

**Продвинутые методы визуализации.** Продолжающиеся достижения в области визуализации, включая молекулярную визуализацию и продвинутую вычислительную гидродинамику, обеспечат беспрецедентную информацию о формировании и рассасывании тромбов.

<ул>

**Миниатюризация устройств.** Разработка более компактных, незаметных и удобных носимых и имплантируемых устройств улучшит соблюдение пациентами режима лечения и обеспечит непрерывный, ненавязчивый мониторинг и вмешательство.

Заключение

Биомедицинская инженерия глубоко повлияла на подход к лечению тромбоза глубоких вен. От сложной диагностической визуализации до инновационных терапевтических устройств и превентивных профилактических мер — вклад этой области позволил значительно улучшить уход за пациентами. По мере продолжения исследований и технологических достижений биомедицинские инженеры, несомненно, откроют новые возможности, что приведет к созданию еще более эффективных стратегий борьбы с ТГВ и повышению качества жизни пострадавших людей. Продолжающееся сотрудничество инженеров, врачей и исследователей обещает будущее, в котором ТГВ будет диагностироваться раньше, лечиться более эффективно и предотвращаться более надежно.

Ссылки

[1] Национальный научный фонд. (2021, 27 июля). *Биомедицинские инженеры обнаружили, что методы визуализации могут...* [Пресс-релиз]. [https://www.nsf.gov/news/biomedical-engineers-find-imaging-technique-could] (https://www.nsf.gov/news/biomedical-engineers-find-imaging-technique-could) [2] Университет штата Пенсильвания. (2021, 14 июля). *Инженеры считают, что метод визуализации может стать лечением...* [Пресс-релиз]. [https://www.psu.edu/news/research/story/engineers-find-imaging-technique-could-become-treatment-deep-vein-thrombosis](https://www.psu.edu/news/research/story/engineers-find-imaging-technique-could-become-treatment-deep-vein-thrombosis) [3] ПабМед. (2026, 16 февраля). *Возможный метод моделирования венозной гемодинамики...* [Аннотация]. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41699339/](https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41699339/) [4] Universitas Airlangga. (2025, 22 января). *Изучение новой технологии диагностики тромбоза глубоких вен...* [Новостная статья]. [https://unair.ac.id/en/exploring-new-technology-to-diagnose-deep-vein-thrombosis/](https://unair.ac.id/en/exploring-new-technology-to-diagnose-deep-vein-thrombosis/) [5] Биомедицинская инженерия Джона Хопкинса. *Тромботект*. [https://www.bme.jhu.edu/hello-world/thrombotect/] (https://www.bme.jhu.edu/hello-world/thrombotect/) [6] Сперанца, Г. (2025). *Ценность клинического обзора тромбоза глубоких вен под контролем ИИ...* Природа. [https://www.nature.com/articles/s41746-025-01518-0](https://www.nature.com/articles/s41746-025-01518-0) [7] Исмаил, У. (2022). *Устройство мультимодальной тромбэктомии для лечения острых глубоких...* PubMed. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35351922/] (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35351922/) [8] Исмаил, У. (2022). *Устройство мультимодальной тромбэктомии для лечения острых...* Природа. [https://www.nature.com/articles/s41598-022-09001-6](https://www.nature.com/articles/s41598-022-09001-6) [9] UNC Биомедицинская инженерия. (2025, 19 мая). *Исследователь Университета Северной Каролины представляет первые клинические результаты применения ультразвуковой системы сонотромэктомии для разрушения тромбов на людях.* [Выпуск новостей]. [https://bme.unc.edu/2025/05/unc-researcher-presents-first-in-human-clinical-results-for-clot-breaking-sonothrombector-ultrasound-system/] (https://bme.unc.edu/2025/05/unc-researcher-presents-first-in-human-clinical-results-for-clot-breaking-sonothrombector-ultrasound-system/) [10] Сенавонгсе, В. (2023). *Разработка пневматической компрессионной терапии для...* IEEE Xplore. [https://ieeexplore.ieee.org/document/10321823/](https://ieeexplore.ieee.org/document/10321823/) [11] Чен, Дж. (2023). *Нацеленные микропузырьки в сочетании с фокусом малой мощности...* Передовые рубежи биоинженерии и биотехнологии. [https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2023.1163405/full] (https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2023.1163405/full) [12] Моррис, Р. Дж. (2004). *Доказательная компрессия: предотвращение стаза и глубокого...* ЧМК. [https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC1356208/](https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC1356208/) [13] Каунасский технологический университет. *Носимый непрерывный мониторинг на месте оказания медицинской помощи, оценка риска и профилактика тромбоза глубоких вен (тромбов)*. [https://biomedicine.ktu.edu/projects/wearable-continous-point-of-care-monitoring-risk-estimation-and-prevention-for-deep-vein-thrombosis -тромб/](https://biomedicine.ktu.edu/projects/wearable-continous-point-of-care-monitoring-risk-estimation-and-prevention-for-deep-vein-тромбоз-тромб/) [14] Дай, Х. (2023). *Влияние прерывистого пневматического сжатия на предотвращение...* Передовые рубежи биоинженерии и биотехнологии. [https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2023.1281503/full] (https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2023.1281503/full) [15] Кроссли, Б. (2020). *Устранение неполадок: предотвращение тромбоза глубоких вен с помощью...* AAMI. [https://array.aami.org/doi/full/10.2345/0899-8205-54.2.153](https://array.aami.org/doi/full/10.2345/0899-8205-54.2.153)