Персонализированный подход к плоду: создан зонд для прецизионного мониторинга во внутриутробных операциях

На протяжении десятилетий фетальная хирургия развивалась быстрее, чем инструменты для наблюдения за состоянием плода во время этих деликатных операций. Хирурги уже могут корректировать некоторые угрожающие жизни состояния ещё до рождения, но их способность непрерывно оценивать, как плод переносит операцию, оставалась крайне ограниченной.

Как сообщается в журнале Nature Biomedical Engineering, исследователи Северо-Западного университета разработали первое в мире устройство, способное вести непрерывный мониторинг жизненных показателей плода в реальном времени прямо внутри матки. Этот технологический прорыв может значительно повысить безопасность фетальных операций.

Рис.: Нитевидный мягкий роботизированный зонд для мультимодального внутриутробного мониторинга состояния плода.

a,Схематическое изображение мягкого роботизированного зонда для фетального мониторинга (SRFP), предназначенного для малоинвазивного физиологического мониторинга во время фетальной хирургии.
b,Детализированная схематическая иллюстрация части системы, которая обеспечивает контакт с плодом (формирует фетальный интерфейс).
c, Фотография устройства. Вид сверху на оптоэлектронные компоненты для фотоплетизмографии (ФПГ/PPG) и вид снизу на электроды ЭКГ. Масштабная линейка: 3 мм.
d, Демонстрация мультимодальной мягкой роботической активации: скручивание (торсия), изгиб (флексия) и надувание баллона. Светлый цвет — до активации; темный — после. Масштабная линейка: 5 мм.
e, Схематическая иллюстрация навигации SRFP внутри матки через ректальный и пищеводный доступы к плоду.
f,Структурная блок-схема системы и дизайн исследования для фетального физиологического мониторинга.

Долгоиграющее «слепое пятно» фетальной хирургии

Фетальная хирургия применяется при редких, но серьёзных состояниях, таких как спина бифида, врождённая диафрагмальная грыжа, обструкция мочевыводящих путей, опухоли и синдром фето-фетальной трансфузии. Такие операции часто проводятся уже на 15-й неделе гестации.

Несмотря на значительный прогресс в малоинвазивных фетоскопических методах, мониторинг состояния плода в течение десятилетий практически не менялся. Хирурги обычно полагаются на периодические измерения частоты сердечных сокращений (ЧСС) плода с помощью УЗИ, проводимого снаружи тела беременной. Этот подход даёт лишь моментальные «снимки» состояния и может пропустить ранние признаки дистресса.

Зонд тоньше человеческого волоса

Чтобы решить эту проблему, команда из Северо-Западного университета создала мягкий и гибкий роботизированный зонд, ширина которого всего в три раза превышает толщину человеческого волоса. Устройство может быть введено через тот же узкий хирургический порт, который уже используется в фетоскопических процедурах, не требуя дополнительного вмешательства или травмирования чувствительных тканей.

Оказавшись внутри матки, зонд поддерживает нежное, но стабильное соприкосновение с плодом и непрерывно измеряет частоту сердечных сокращений, вариабельность сердечного ритма, насыщение крови кислородом и температуру. В ходе операций на плодах крупных животных устройство обеспечивало измерения клинического уровня точности, даже когда плод и матка двигались во время хирургического вмешательства.

Софтроботика встречается с прецизионным мониторингом

Ключевое новшество заключается в способе взаимодействия зонда с тканями плода. Мягкие роботизированные актуаторы позволяют хирургам точно направлять и позиционировать нитевидный датчик, в то время как миниатюрная надувная подушечка мягко расширяется, чтобы стабилизировать контакт. Система беспроводным способом передаёт данные на мониторы вне тела, давая хирургам немедленное представление о физиологии плода на протяжении всей процедуры.

Раннее выявление дистресса — более быстрые действия

В доклинических исследованиях зонд успешно выявлял брадикардию, гипоксию и гипотермию у плода — сигналы, которые могут предшествовать серьёзным осложнениям. Регистрируя несколько физиологических параметров одновременно, технология даёт более полную картину состояния плода, чем одна лишь частота сердечных сокращений. Непрерывный мониторинг позволил бы хирургам вмешаться раньше, приостановить процедуру или скорректировать хирургическую стратегию до того, как нестабильность усугубится.

Помимо повышения хирургической безопасности, эта технология отражает общий сдвиг в сторону прецизионного мониторинга уязвимых пациентов. Подобно тому, как непрерывный многопараметрический мониторинг изменил неонатальную интенсивную терапию, этот зонд приближает фетальную хирургию к тому же стандарту индивидуальной, оперативной оценки физиологического состояния.

Источник: https://www.nature.com/articles/s41551-025-01605-3