Зеев Залевский. Медицина в стиле Джеймса Бонда
28 марта 2013
Не все знают, что один из создателей Kinect Зеев Залевский родился в Санкт-Петербурге, а в детстве переехал с родителями в Израиль. Там он выучился на инженера и сегодня владеет 50 патентами на изобретения – среди которых, помимо игрового контроллера от Microsoft, значится еще одна коммерчески успешная разработка на базе фотонных датчиков. Это Opto-Phone, устройство, которое помогает проводить медицинские обследования, не причиняя неудобств пациенту. О том, как работает и что может это устройство, Залевский и рассказал 28 марта гостям центра Digital October в рамках просветительского проекта Knowledge Stream.
ВЕДУЩАЯ: Добрый вечер, уважаемые коллеги! Меня зовут Юлия Лесникова, директор образовательных программ центра Digital October. И я рада приветствовать вас на проекте Knowledge Stream.
И сегодня у нас очень важная лекция с специалистом, которого мы очень хотели пригласить. Зовут его Зеев Залевский, и это профессор израильского университета, который является «папой» Kinect и Opto-Phone, а также еще более 50 изобретений. Его аппаратура умеет определять уровень глюкозы и алкоголя в вашей крови на расстоянии, бесконтактно. Об этом и, я уверена, о многих других интереснейших вещах мы узнаем из сегодняшней лекции. А прежде, чем мы поздороваемся с Израилем и Зеевым, я бы хотела поблагодарить генерального партнера компании «Ростелеком» и интеллектуального партнера компанию «РВК».
Зеев, здравствуйте! Должна ли я сказать «шалом»?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Шалом!
ВЕДУЩАЯ: Я не сказала аудитории, но уверена, они прочитали, что вы родились в России, в Санкт-Петербурге. И я рада тому, что вы как бы возвращаетесь на родину, по крайней мере, в цифровом виде…
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Должен сказать, что впервые выступаю с презентацией в рамках видеоконференции; это очень интересно и гораздо проще для тех, кто боится сцены, аудитории, очень удобный для них способ читать различные лекции.
Я закончил инженерный факультет, и меня научили, что в мире науки есть 3 категории людей. Есть теоретики, которые все понимают, но не проводят эксперименты, поэтому они нулевые практики. А есть экспериментаторы, которые все знают, как сделать, но не понимают, почему. А еще есть инженеры, как я, например. Это самое лучшее сочетание первых двух категорий.
Сегодня я расскажу о некоторых изобретениях и технологиях, которые я, инженер, заставил работать. Я расскажу вам об удаленной диагностике.
Перед тем, как я перейду непосредственно к теме, хочу поблагодарить коллег, которые помогли мне в исследовании. Многие из них – мои бывшие студенты, другие – исследователи из различных университетов, институтов. И в случае с некоторыми технологиями, о которых я расскажу, они участвовали и в их разработке.
Вот план моего выступления: сначала я расскажу, как можно слышать с помощью света; затем – о биомедицинском мониторинге, который позволяет отслеживать дыхание, пульс, кровяное давление, артериальное давление и так далее. А в конце лекции я расскажу об еще одной интересной технологии, микроэндоскопе. А потом вы зададите вопросы, если захотите. Давайте начнем.
30-40 лет назад существовала технология, которая позволяла людям слышать на расстоянии благодаря использованию света.
Она работала так: один человек находился в комнате и обсуждал что-то, а другой, который сидел за окном, на улице, освещал окно комнаты, где происходил разговор.
Ведь голос представляет собой волны, и окно вибрировало соответствующе в зависимости о того, что говорилось в комнате. А, напомню, человек, который находился далеко от здания, подавал свет на окно луч света: и вот эти вибрации стекла модулировались в соответствии с фазой с тем лучом света, который направлялся на окно.
А затем он отражался и попадал в интерферометр: оптическое устройство, которое позволяет извлекать определенные световые волны и преобразовывать их в голосовые сигналы. Таким образом, на расстоянии можно было слышать то, что происходило в комнате.
Вот такая технология была разработана уже 40 лет назад. Но у нее было 4 недостатка. Начну с самого незначительного.
Во-первых, эта технология использовала оптическое приспособление, которое было очень чувствительным, его нельзя было переносить с места на место, его надо было постоянно настраивать, калибровать. Второй недостаток состоял в том, что когда люди пытались подслушать на расстоянии, им нужно было находиться примерно на той же высоте, что и комната. Иначе свет не отражался назад в интерферометр. Если высота была разная, ничего не получалось.
Третий недостаток заключался в следующем: когда несколько человек говорили одновременно, либо возникал какой-то шум кроме голоса, все перемешивалось, вы не могли разделить эти сигналы. А последний, четвертый недостаток, может быть, самый важный, состоял в том, что когда люди находятся на улицу и еще где-то на отрытой местности, они не ставят перед собой стекло, чтобы облегчить задачу тому, кто хочет подслушать их разговор.
Перед нами стояла задача попытаться как-то устранить эти 4 недостатка. И мы разработали систему, которую вы видите на слайде. Это такая технологическая платформа, которая состоит из камеры, оптической линзы и лазера. Там уже нет интерферометра, то есть не существует никакой проблемы с переносом, платформа совершенно мобильна. Она работала следующим образом: внутри луча света, если бы вы посмотрели на этот луч с близкого расстояния, вы увидели бы такие мелкие пятнышки света. Они называются спеклы, и они возникают, потому что освещаемая поверхность грубая, она не гладкая. Эти пятнышки-спеклы создают какую-то схему, но меняют свое положение наугад, неупорядоченным образом.
Что же мы сделали в нашей оптике? Мы сделали так, чтобы эти модели перемещения менялись определенным, заранее заданным образом. То есть мы задавали какое-то правило, чтобы поверхность, которую мы освещали, двигалась надлежащим образом. То, как эти схемы двигались, мы сравнивали с тем, как мы задавали это движение, чтобы в итоге с точностью до нанометра определять, как освещалась поверхность с помощью лазера.
Такова технология, что вы видите на слайде. Фиксация движения может осуществляться с очень большого расстояния – свыше 100 метров, размеры системы зависят от оптики и того расстояния, на котором вы хотите фиксировать перемещения.
Если мы вернемся к устранению недостатков, о которых я говорил в начале, то наше приспособление стало переносным, ведь это только камера и лазер. Также нам не надо больше находиться на одной высоте с объектом, с которого мы фиксируем движение: звуки голоса, движение кожи или же какие-то ее участков, под которыми находятся, например, кровяные артерии. Да, мы можем фиксировать биометрические параметры и показания. Как мы это делаем? Раз мы используем камеру, то, анализируя изображение, у нас нет проблемы разделить говорящих, если их несколько, или же отделить источник звука от шума.
Например, вы сидите все вместе, но я смотрю на вас и могу каждого видеть отдельно, потому что от каждого из вас отражается свет, который соответственно отражается на моей сетчатке. Это же происходит в нашей системе. Изображение анализируется с точки зрения пикселей и отдельно, а каждый разговор разделяется на этом основании, тихо или громко говорят люди. Они разделяются в пространстве и, соответственно, у нас, а мы просто анализируем обратное отображение лазерного луча от поверхности кожи.
Хорошо, вот мы продемонстрировали возможность слушать говорящих людей на расстоянии. И раз мы можем фиксировать передвижение с нанометрической точностью, следующим делом мы решили: а давайте попробуем зафиксировать параметры, наблюдая движение грудной клетки и поверхности кожи, например, сердцебиение, ритм дыхания и так далее.
На этом слайде вы видите эксперимент, который мы провели несколько лет назад с моими студентами. Нас разделяло расстояние в 80 метров: я находился на очень шумной строительной площадке, а они издали освещали мою грудную клетку. Как они шутили: «Профессор, мы хотим посмотреть, есть ли у вас сердце». Ну, я им сказал, что сердца у меня нет, но провести эксперимент мы все равно попробуем.
И вот, что они получили, хотя это было очень-очень шумное место. Вы слышите, как билось мое сердце, но вы не слышите шум строительной площадки, где я находился. Вы наблюдали не только сердцебиение, но и те параметры, которые были извлечены из системы – не только количество ударов в минуту, но и четкую, точную форму, то есть сердцебиение, как это показывает, например, электрокардиограмма.
В другой раз мы попросили человека спрятаться за кустом: его грудная клетка была спрятана за другим объектом, но наша технология настолько чувствительна (повторю, нанометрическая, то есть это один миллиард от метра – нанометр), что даже тогда мы фиксировали биение его сердца. Знаете, биение сердца каждого человека уникально, и по этой форме и ритму вы можете определить человека. Это уникальная характеристика для каждого.
Следующее, что мы сделали – применили эту технологию, чтобы получить другие биометрические параметры. Если мы можем получить биение сердца на большом расстоянии, то многие другие параметры мы обычно можем получить на небольшом расстоянии.
Представьте себе такое устройство, вот, как показано на слайде, которое встраивается в ручной браслет или ручные часы. Оно находится у вас на запястье, и оно очень маленькое, но там находится все, что необходимо: и камера, и лазер, и процессор. Они все интегрированы в очень маленький чип. Он еще очень дешевый, не только маленький: стоит меньше 1 доллара. Лазер освещает запястье, а там проходит артерия: биение сердца, пульс – они создают движение кожи, которое фиксируется нашим прибором. И после надлежащей калибровки мы можем, и доказали это в клинических условиях, получить самые разные биомедицинские параметры.
Давайте посмотрим, что же мы можем.
Первое, что мы сделали, – измерили дыхание. Это все просто, т.к. не требуется никакой калибровки, потому что дыхание – это просто движение поверхности. Но мы добились того, что смогли снять параметр, измеряя не движение кожи на запястье, а движение глазной оболочки – роговицы.
В данном случае – у крысы, получая и анализируя отраженный свет с роговицы ее глаза. Видите, на слайде, два пика внизу – они соответствует ритму дыхания крысы. Мы всегда пытаемся получить референтные данные, чтобы сравнить наши результаты.
Кончено, вовсе не обязательно измерять дыхание по роговице. Вот ниже показан эксперимент, который заключался в том, что мы измеряли дыхание свиньи на расстоянии. Видите, слева – график в двух цветах, красном и синем. Синий – это те измерения, которые мы получили с помощью референтного устройства, а красный – через нашу оптическую технологию с расстояния 40 м.
Возвращаясь к сердцебиению, вот еще пример одного из экспериментов, который мы провели. Справа вы видите камеру, лазер и запястье человека. Измеряя с нанометрической точностью передвижение кожи, под которой находятся кровяные артерии, мы смогли составить такой график, который расположен в нижней части слайда: синим показано сердцебиение. Очень напоминает электрокардиограмму, но это механическое движение, а не электросигнал, как на ЭКГ.
Вы можете сказать: но эти параметры, которые касаются дыхания и сердцебиения, они очень простые, тривиальные… Потому что когда мы дышим, понятно, что у нас движется поверхность кожи. Вот и мы захотели пойти дальше и замерить разные концентрации химических веществ неинвазивным способом. Я уже предвосхищаю ваш следующий вопросы: как изменение концентрации каких-то химических веществ в крови может сказаться на движениях кожи?
Во-первых, когда вы вводите какие-то химические вещества в кровь, то у вас меняется ритм биения сердца. Например, вы выпиваете алкоголь, и сердце уже бьется иначе. Во-вторых, не только начинает вести сердце себя по-другому, но и меняется вязкость самой крови. А если меняется вязкость крови, то это опять-таки меняет движение поверхности кожи.
Для вас, наверное, это научная фантастика какая-то. Но вспомните, что я говорил: точность, с которой мы можем замерять параметры даже на большом расстоянии, она нанометрична. Нанометр – это ведь размер молекулы.
Мы начали с того, что задумались, как замерить глюкозу неинвазивным способом. Мы использовали двухтсупенчатный алгоритм. Сначала измеряли движения кожи, а затем, когда мы его зафиксировали, проводили расчеты, то есть составляли пропорции, основанные на различных показаниях. Это была вторая ступень нашего алгоритма. Что интересно, на этой ступени мы могли соотнести вот это соотношение с уровнем или концентрацией глюкозы в крови.
Мы провели ряд медицинских экспериментов по замеру уровня глюкозы в крови и ее концентрации, используя глюкометр. Это такое устройство, которое позволяет взять каплю крови, проанализировать ее и показать концентрацию глюкозы.
На слайде розовым цветом показаны измерения, сделанные с помощью нашей фотонной техники, а синим – данные глюкометра. Это все были здоровые студенты, они просто любили сладкое, что-то съедали, а потом участвовали в клинических испытаниях… Вы видите: до того, как они съели сладкое, появлялась такая фиксированная розовая линия, потом они съедали что-то сладкое, и мы получали правый график. А голубая кривая и наша – они совпали, то есть мы смогли оценить неинвазивным способом концентрацию глюкозы в крови, замерив лишь изменение движения поверхности кожи и совершив надлежащую калибровку.
Мы провели несколько других экспериментов, где все участники были здоровыми людьми. Синяя и розовая кривые коррелировали так же хорошо.
Далее мы решили измерить кровяное пульсовое давление. Оно отличается от систолического и диастолического давления. На этом слайде вам даются графики. Здесь референтные данные, полученные с помощью такого «рукава», ну, вы знаете, как измеряется давление с помощью этого инструмента. Мы подсчитали разницу, и, таким образом, синее – это наше фотонное измерение. И оно почти совпало с тем, что дал обычный аппарат измерения давления.
Следующее, что мы сделали – это измерили внутриглазное давление. Внутриглазное давление – это очень важный параметр, который связан с таким распространенным заболеванием, как глаукома. Это были доклинические испытания, не на людях. Мы анализировали роговицу глаза кролика, смотрели, как движения фиксируются во времени. Ведь кровеносные сосуды в роговице пульсируют, а когда они пульсируют, то и роговица немного двигается. Чуть-чуть, но это движение можно зафиксировать. И его коэффициент будет связан с внутриглазным давлением, то есть с давлением жидкости внутри глаза.
Поэтому после соответствующей калибровки мы получили возможность оценивать внутриглазное давление. Мы меняли уровень давления, непосредственно давя на глаза кролика, и сравнивали его с референтным, полученным с помощью обычного средства измерения – инфузионного мешка. И вы видите две кривых. Одна – данные, полученные с помощью инфузионного мешка, и другая – с помощью механического давления на глаз. И что же получается: вертикальные данные, что мы получили, менялись пропорционально изменениям, которые показало стандартное устройство, измерявшее глазное давление.
Обычно это очень инвазивная процедура. Измерение тонометром Гольдмана – не очень приятно для пациента, потому что прибор создает давление на глаз и деформирует его, чтобы определить глазное давление. А мы научились измерять глазное давление без этих неприятных ощущений, которых не избежать традиционном случае.
Затем мы занялись малярией. Малярия – это такой паразит, которые проникает в эритроциты, в красные кровяные тела, и разрушает их. Чтобы выявить паразита, у человека берется кровь, которую анализируют под микроскопом, а наличие инфекции диагностируется через 24 часа.
Мы решили сделать этот процесс более автоматизированным и гораздо более быстрым: скажем, добиться результата за 20-25 минут, а не через 24 часа. Как же мы это осуществили? Мы заметили, что движение здоровой кровяной клетки и движение зараженной отличаются, и провели эксперимент. С помощью нашей технологии мы четко выделили больных людей.
Причем 15% людей, которые обычной методикой диагностируются как здоровые, у нас оказались больными. То есть мы 100% определяли заболевших людей.
А вы же понимаете, что если вы решите, будто человек здоровый, а он болен, то через несколько дней он может умереть. Такова цена ошибки в случае с малярией.
Предпоследнее, о чем я расскажу – это замер концентрации алкоголя в крови. Опять-таки, как и в случае с глюкозой, это очень важно. Например, для полиции, чтобы выявлять пьяных водителей не посредством «дыхания в трубочку», это очень неточная методика, а с помощью более точной.
Этот эксперимент очень понравится студентам, потому что они выпивали много алкоголя, прежде чем мы делали анализ. Отбоя от добровольцев не было, в отличие от эксперимента с малярией.
Вы видите 2 графика: на первом, центральном, показано, как движется поверхность кожи до того, как вы выпили алкоголь, а на втором – после. И даже зрительно вы видите разницу. Как и в случае с глюкозой, алгоритм у нас был двухступенчатый: сначала отмечали движение, затем – производили разные подсчеты соотношения коэффициентов. У всех тех, кто пил, через 30-40 минут мы измеряли уровень алкоголя, и вы видите, как менялись параметры. Не буду занимать ваше время, но в итоге мы смогли соотнести концентрацию алкоголя с данными, полученными с помощью наших алгоритмов.
И, наконец, последнее, что касается нашего метода, то, что мы совсем недавно сделали. Мы попытались измерить оксиметрию, то есть количество насыщенного кислорода в крови. Все мы делали по отношению к референтным значениям, к данным, полученным при анализе капли крови под микроскопом. Наша методика, в отличие от стандартной, – неинвазивная и дистанционная. Вы видите розовую и синюю кривые. Синяя – это обычная традиционная методика, розовая – наша.
И вы видите, что они обратно пропорциональны на левом слайде, но по форме совершенно идентичны. Это оксиметрия. А на правом слайде – коагуляция. Синяя – референтные данные, розовая – наша. И горизонтальная ось – это количество экспериментов, которые мы провели. Количество параметров постоянно менялось.
Последнее, о чем мне хотелось вам рассказать: как можно проводить фотонную диагностику с помощью специального микроэндоскопа.
Обычный эндоскоп имеет диаметр в 3 мм. Это инвазивная техника, потому что вы его вводите в организм, в тело, и достаточно глубоко, но он не может пройти через все препятствия в организме. А мы разработали такой эндоскоп, у которого диаметр примерно 10 микронов, очень тонкий.
Такой же тонкий, как волос. Как черный волос, потому что у блондинов толщина волоса больше.
И вот такой эндоскоп дает очень высокое разрешение, гораздо выше, чем у традиционной модели. И вы можете проводить с ним многофункциональное биометрическое лечение: локализировать какие-то участки ткани, охлаждать или согревать их. Вы можете вводить в них различные лекарства и химические элементы, фотодинамическое лечение осуществлять.
Как вы видите на этом слайде, мы дошли до артерии. Она ведь очень небольшой толщины, но нам удалось проникнуть туда и получить изображение. Это вид изнутри артерии, которая наполнена кровью: вы видите, там есть такой черный кружочек. Это то, что заблокировало артерию. И мы изнутри увидели это, не повредив сосуд или ткани.
Я пойду дальше и скажу, что нам удалось не только получить эти изображения: мы смогли осуществлять хирургические операции на мозге, не повреждая его. Это визуализация очень глубоких слоев оболочки мозга: мы вводили эндоскоп и изнутри получали эти изображения. На правой части вы видите такие темные линии: это сосуды мозговой ткани.
У меня есть еще различные интересные картинки, но на этом я закончу лекцию. Xочу поблагодарить вас за терпение.
Я представил сегодня два типа технологий.
Первая – новая технология для точного удаленного фиксирования движения с нанометрической точностью: мы анализируем отраженный свет и то, что называется статистикой спеклов. И я показал некоторые доклинические и клинические испытания, в которых мы с помощью этой технологии измеряли параметры дыхания, сердцебиения, концентрации алкоголя, коагуляции крови и так далее.
Для того чтобы получить абсолютную величину наших параметров, нужно проводить персонифицированную калибрацию, то есть калибровку для каждого человека индивидуально. Она делается у врача, потом вы берете это устройство домой, и оно будет одновременно замерять все эти биометрические параметры. А также, возможно, передавать их телеметрически в какой-то медицинский центр, где ваш доктор будет отслеживать состояние вашего здоровья.
И я показал вам еще одну новую технологию, которая использует многофункциональный микроэндоскоп, который неинвазивно или минимально инвазивно, может проводить диагностику, предоставляя изображение внутренних участков мозга, таконей, сосудов и может также проводить лечение, а не только диагностику.
Аплодисменты.
ВЕДУЩАЯ: Зеев, спасибо! Теперь время для вопросов и ответов. Хочу вам напомнить, что наши партнеры установили приз для задавшего самый интересный вопрос.
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Прежде, чем мы начнем, я хочу рассказать, что есть 3 типа вопросов. Есть хорошие вопросы, на которые у меня готов ответ. Есть великолепные вопросы, на которые у меня есть ответы, но есть даже еще и слайд. И есть интересный вопрос. Это когда вы задаете мне вопрос как лектору, а мне тоже интересно, как можно ответить на этот вопрос. Не задавайте мне интересных вопросов!
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА: Здравствуйте, господин Зеев! Можно ли с помощью этой технологии обнаруживать рак на ранних стадиях? Потому что в России полмиллиона больных раком, только выявленных. И где сейчас купить этот чип в России? Потому что у меня тетя болеет диабетом второго типа, постоянно надо колоть палец…
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Спасибо за вопрос. Что касается диабета, мы сейчас разрабатываем специальный браслет, в котором будет наш датчик, и он будет постоянно отслеживать уровень сахара в крови у больного. Но пока мы проводили тестирование только на здоровых людях, а не на диабетиках.
А что касается рака, мы пока не пытались использовать нашу технологию для этого, не было времени. Но у меня есть другая технология, как раз направленная на диагностику рака:
там также используются наночастицы, которые «нацелены» на раковые клетки, а внешняя камера, аналогичная той, которую я вам показал, анализирует обратно отраженный свет.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА: Господин Залевский, я думаю, что режиссеры фильмов о Джеймсе Бонде должны обращаться к вам, чтобы снимать следующие фильмы.А если серьезно, результаты, которые вы показали, дают ответы на многие общемировые проблемы. Например, мы знаем, что сотни и сотни детей, миллионы людей погибают от малярии ежегодно.
Мой вопрос как бы продолжает предыдущий: результаты вашей работы были реализованы, то есть были ли произведены какие-то устройства для массового использования? Если нет, то занимаетесь ли вы этим, и на какой стадии находитесь?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Я начинал с того, что сказал, что я профессор университета. Есть разница между научными исследованиями и производством продуктов на коммерческой основе. Но поскольку я окончил инженерный факультет, то занимаюсь прикладной наукой. А это означает, что в конечном итоге наши изобретения должны как-то быть претворены в жизнь, коммерциализированы, как говорят. То есть мы их должны продать какой-то компании для массового производства.
Некоторые уже удалось продать, получить лицензии, и коммерческие компании ими занимаются. Я надеюсь, что будут произведены продукты. Пока их еще нет, но некая коммерциализация уже происходит.
В других случаях мы находимся на такой стадии, где нам надо подтвердить наши клинические данные. Более точно, более глубоко произвести исследования, сделать замеры не только на здоровых людях, как в случае с диабетом, но и на больных. И не на 20 добровольцах, а на сотнях людей. Мы этим занимаемся и вскоре сможем получить результаты, проверить целесообразность наших технологий, которые еще не проданы компаниям. Но мы также ищем компании, которые смогут интегрировать и эти технологии в свою продукцию.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА: Прежде всего, спасибо за очень интересную стимулирующую презентацию. У меня есть несколько вопросов. Можете ли вы сравнить вашу систему, вашу платформу с удаленной системой мониторинга сердцебиения?
Сейчас с помощью iPhone или iPad можно измерить сердечные ритмы: для этого тоже используется камера, а анализируются небольшие изменения цвета кожи. Можно сравнить вашу платформу с этой, полностью основанной на математическом анализе сигнала?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Вы правы, сегодня существует несколько технологий, которые занимаются измерением ритма сердца кроме той, которую я вам показал. Примерно 6 лет назад, когда мы начинали исследования, их еще не было. Сейчас уже существует конкуренция.
Мы по-другому относимся к нашей технологии, но она также может быть интегрирована в iPhone. И мы этим занимаемся.
Наша технология использует не только камеру, но и лазер. Но и его можно встроить в iPhone.
Она очень дешевая, простая, годится для конечного пользования, как и та, о которой вы говорили. Но разница между ними состоит в том, что ваша измеряет только сердцебиение, ритм сердца. А мы можем фиксировать самые различные параметры, причем делать это одновременно. То есть наша технология гораздо более функциональна, и подходит не только для больных, но для здоровых людей, которые, например, занимаются спортом и хотят отслеживать свое состояние во время тренировок.
А для этого нужно следить не только за ритмом сердца, но и за другими параметрами. Мы это можем сделать с помощью одного чипа в iPhone или в браслете на запястье. Ну а в том, что касается измерения сердечного ритма, есть целый ряд конкурирующих технологий, вы правы.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА: Спасибо, все ясно. Второй вопрос. Замеры глюкозы – это такие базовые, начальные этапы работы, которая должна осуществиться. Потому что вы измеряете концентрацию глюкозы благодаря изменению вязкости крови. Но, например, человек выпил стакан воды, и вязкость уже меняется в независимости от того, меняется ли уровень глюкозы или нет.
То есть вам нужны контрольные опыты, чтобы доказать все и рекомендовать технологию к медицинскому использованию. Да, результаты очень многообещающие, но как вы можете оценить свое позиционирование?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Cпасибо за комментарий. Я согласен, что оценка уровня глюкозы, конечно, находится начальной стадии. Но не со всем согласен с вашей формулировкой.
Мы проводили и проводим опыты, чтобы научиться измерить несколько параметров: например, мы измеряли уровень оксиметрии, дыхание, сердцебиение, многие-многие параметры одновременно, и мы их разделяли. Все эти параметры сказываются на движении кожи, они по-разному меняются во времени.
Кроме того, могу сказать, что в том, что касается глюкозы, чтобы сделать измерение более точным, мы делаем еще одну вещь, которая выходит за рамки того, что я вам рассказал. Молекулы глюкозы имеют ассиметричную структуру, это характерно только для них. И когда вы применяете магнитное поле, вы получаете эффект ротации Фарадея. Это осуществляется только в случае молекулы глюкозы. Мы пытались сравнивать движения, которые улавливает наш прибор, с изменением ротации вращения, поляризации впоследствии эффекта Фарадея, что является прямым измерением, которое имеет прямое отношение к концентрации глюкозы.
И у нас есть очень серьезное доказательство, которое дифференцирует различные параметры, получаемые одновременно, и показывает прямую зависимость от концентрации глюкозы в крови. Но я полностью согласен, мы еще должны получить много доказательств повторяемости всех этих явлений.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА:А насчет вашего русского языка? Мы получили информацию, что вы родились в России. Вы говорите по-русски?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Давайте я расскажу историю о том, как «хорошо» я знаю русский. Примерно 6 лет назад я был на конференции в Санкт-Петербурге, а после выступления я решил съездить в Москву, Кремль посмотреть. А там на билет существуют две цены: одна – для туристов, другая – для местных жителей. Я подумал: «Ага, вот сейчас я и попробую по-русски говорить». Подошел к кассе и на лучшем русском языке, каком только мог, сказал: «Пожалуйста, дайте мне билет!»
А кассир посмотрела на меня и ответила по-английски, что эта цена не для туристов. Так что мне еще надо практиковаться в русском языке.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА:Насколько постоянны и уникальны характеристики, которые ваши сенсоры видят? Можно ли их использовать для биометрической идентификации?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: То есть насколько они устойчивы и повторяемы, да? Мы полностью еще не тестировали то, что у нас есть, но мы пытались индентифицировать людей по уникальной «подписи» сердцебиения.
Мы экспериментировали на 30 пациентах в течение года. И вот эти 30 человек были идентифицированы. Всегда и каждый из них.
То есть существует собственная «подпись» сердца, которая уникальна для каждого человека. И мы действительно смогли идентифицировать каждого из участников благодаря их этой биометрической «подписи», когда они, конечно, были в полностью расслабленном состоянии.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА: Я врач-диабетолог, и вопрос, конечно, диабетологический. Скажите, сколько времени вам понадобится, чтобы, скажем, от идеи исследования глюкозы в крови, которую вы представили, перейти к созданию глюкометров для клинической практики? Год, 2, 3, 10 лет?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Из своего опыта я знаю, что часто недостаточно иметь многообещающие исследования, высокие технологии. Есть много других факторов, которые предопределяют то время, которое потребуется, чтобы технология дошла до рынка и стала продуктом.
Иногда вы не успеваете за рынком. Потом порой вам требуется просто везение.
И есть еще финансовые аспекты. Я не могу гарантировать, что моя технология превратится в продукт: может быть, да, может быть, нет. Но из моего опыта с другими технологиями, которыми я занимался, которые мы смогли коммерциализировать, обычно требуется 7 лет для выхода на рынок.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА: А если бы у вас не были ограничены ресурсы – финансовые, маркетинговые, то сколько бы времени понадобилось?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Я бы сказал, что года полтора.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА:Здравствуйте! Все эти невероятные методы основаны на отражении света. Причем, видимой длины света…
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Нет-нет! Мы используем разную длину волны: и видимой, и невидимой. Все, которые безопасны для зрения. Например, внутриглазное давление замерялось такой длиной волны, которая была безопасна для глаза...
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА:Это сокращает мой вопрос, но, тем не менее, как вы будете разрабатывать вашу методику? Добавлять разные длины волн, например, или же повышать мощность лазера, или как-то еще? Например, не только отражать свет, но, может быть, проникать куда-то, выявлять структуру?
Может быть, вы будете использовать не один источник света, а два и больше, чтобы восстановить какую-то реальную структуру органов или еще чего-то? Куда вы собираетесь двигаться дальше?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Спасибо за замечательный вопрос. Мы сейчас испытываем разные волны, и делаем это, чтобы повысить качество нашего фиксирования, отслеживания. Потому что когда мы сравниваем результаты волн разной длины, то это дает нам разную информацию. Еще сейчас мы используем не только отражение света, но и трансмиссию через ткани. В этом случае также нужна разная длина волн.
Вы правы насчет роли трехмерности, 3D-визуализации ткани. В конце презентации я говорил про микроэндоскоп. Его можно инкарпорировать с технологией фотонного фиксирования, и тогда, используя и то, и другое, мы можем фиксировать движение самых различных фотометрических параметров внутри с помощью эндоскопа, и вовне – с помощью камеры, получая трехмерное изображение.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА: Здравствуйте! Спасибо за интересную лекцию. Я бы хотела спросить, как влияет на результаты состояние сосудистой стенки, атеросклероз? Сейчас очень много пациентов с этим заболеванием. Еще, например, состояние сосудистой стенки меняется с возрастом, да и у диабетиков стенки становятся более жесткими, и, естественно, их движения будут изменены. Спасибо!
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Совершенно верно. Но процесс калибровки персонализирован: у каждого человека в принципе своя структура сосудов, тканей, и с точки зрения жесткости тканей сосудных стенок все тоже индивидуально.
Поэтому пациент и должен приходить к доктору, который сделает эту настройку, калибровку для этого конкретного пациента. Именно в связи с тем, о чем вы говорили. Затем данные вводятся в наш алгоритм, который в свою очередь вводится в чип – в часы или браслет пациента. Пациент возвращается домой, и этот чип будет постоянно производить мониторинг ситуации.
ВЕДУЩАЯ: Зеев, мы собирались закончить дискуссию, но я вижу, по меньшей мере, 4 поднятых руки. Можете еще ответить на пару вопросов?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Конечно.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА: Зеев, спасибо за великолепную впечатляющую презентацию. Мой вопрос следующий. Вот я думаю о датчиках, чипах, которые вы на запястье устанавливаете. Лазер использует небольшую часть человеческой руки. Не может ли случиться так, что этот браслет будет все время двигаться из-за того, что рука все время двигается?
И как вы будете отделять это от движения самой поверхности кожи?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Это хороший вопрос. На одном из слайдов, где показывалось, как мы измеряли мое сердцебиение на расстоянии, вы видели точку от луча, освещавшего грудную клетку. И это необязательно маленькая точка света. Это может быть и большая точка, мы можем открыть лазер и освещать целое поле. То есть обратное отображение может идти от большого участка, не от точки.
Говоря о запястье, вы правы. Я освещаю хоть и не точку, а ограниченный участок руки, и, конечно, браслет может перемещаться на руке. Но как часть процесса калибрования, мы также маркируем руку и включаем эти данные в чип. И если даже чип передвигается по отношению к запястью, это не мешает. Потому что процессор правильно локализирует данные и отражения от участка, то есть оно не связано с расположением браслета относительно запястья. Но то, о чем вы говорили – это очень важная вещь.
Это одна из проблем, которую мы решили всего несколько месяцев назад.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА:Здравствуйте! Мой вопрос касается мониторинга уровня глюкозы в крови. На рынке были представлены различные устройства, которые используют неинвазивные замеры уровня глюкозы, но они не оказались успешными. Когда больные стали ими пользоваться, ничего не получилось…
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Вы правы, было много различных технологий, создатели которых пытались делать то же самое. Они анализировали спектр света и, наблюдая абсорбцию волн различной длины, пытались определить уровень глюкозы. А это косвенные измерения, поэтому они и не точны.
Наша технология основана на анализе отображения и абсорбции волн разной длины. Мы измеряем временное движение с нанометрической точностью. И, как я уже сказал, совместно с косвенными измерениями мы делаем прямое измерение, которое относится к эффекту вращения Фарадея, потому что этот эффект влияет на перемещение молекул глюкозы, является прямым измерением, очень точным.
Я согласен с вами, неинвазивная оценка уровня глюкозы в крови является «святой» для любой технологии. Я думаю, мы преодолеем эту преграду, и наш продукт будет на рынке.
ВОПРОС ИЗ ЗАЛА:Здравствуйте, уважаемый профессор! Ваша диагностика «со скоростью света» является воистину революционной. И, проводя такие параллели с тем, что вы говорили об эффекте Фарадея и так далее, я хотела бы вспомнить Эдисона, который разделил свою Нобелевскую премию с Николой Теслой.
А не думали ли вы, что присуждение вам Нобелевской премии сдвинуло бы с места все ваши разработки с уровня отдельных изобретений к применению их в массовой, такой рутинной диагностике,
что я вилось бы большим шагом человечества вперед? Спасибо большое за ответ.
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Во-первых, спасибо за то, что вы уже приравняли меня к таким великим ученым. К сожалению, я не достиг того уровня, чтобы получить Нобелевскую премию.
Но, тем не менее, я, конечно, постараюсь развивать эту технологию, чтобы она достигла конечного пользования. Потому что я верю, что важно не только писать замечательные статьи, а превращать изобретения, открытия в реальные продукты.
Я говорил о тех работах, которые осуществили многие люди совместно со мной, я их упомянул в начале. Поэтому мы их тоже должны поблагодарить. Они тоже должны получить признание. Многие из них – мои бывшие студенты, многие – мои сотрудники, соавторы, и они также заслуживают того, чтобы они получили признание. И мы, конечно, хотели бы, чтобы наша технология была полезной. Это то, что остается после вас. Не какие-то статьи на бумаге, а конкретная, реальная польза для людей.
ВЕДУЩАЯ: Спасибо! Я думаю, что на этой ноте мы можем закончить нашу секцию вопросов и ответов. Зеев, вопрос вам понравился больше всего?
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Мне понравились все вопросы! Очень трудно выбрать один. Все были замечательные. Может быть, самым-самым был вопрос о волнах разной длины и о трансмиссии, а не только рефракции.
ВЕДУЩАЯ: Я думаю, что нам стоит поблагодарить теплыми московскими аплодисментами нашего коллегу Зева Залевского за то, что был сегодня с нами вечером и поделился своими знаниями.
Аплодисменты.
ЗЕЕВ ЗАЛЕВСКИЙ: Спасибо! Спасибо, что вы пришли.
Полную версию презентации Зеева Залевского для лекции «Фотоны – диагностика со скоростью света», а также интервью специалиста изданиям «Газета.ру» и «Большой город», организованные при участии команды Knowledge Stream, можно найти по ссылке.
