Технологии настоящего

В просторной лаборатории на четвертом этаже — сухо и светло. По периметру стен стоит медицинское оборудование: аппараты для искусственной вентиляции легких, боксы для новорожденных, аппараты УЗИ и многое другое. На стеллажах соседнего кабинета — множество разных аппаратов, названия которых известны только людям, сведущим в науке. Именно такой человек — Сергей Синдеев.

Тамбовчанин Сергей Синдеев работает старшим научным сотрудником и старшим преподавателем на кафедре Биомедицинской техники в Тамбовском государственном техническом университете. Эта техника предусматривает разработку диагностических программно-аппаратных комплексов специально для осуществления потребностей пациентов с учетом рекомендаций специалистов. На кафедру Биомедицинской техники Сергей пришел восемь лет назад, когда был еще студентом кафедры «Системы автоматизированного проектирования», которую кратко зовут САПР.

— Научная работа в области биомедицинской техники показалась мне интересной и перспективной. Тогда в 2010 году я и начал вести совместную научную работу со своим научным руководителем, заведующим кафедрой БМТ, профессором Сергеем Владимировичем Фроловым. Работать на кафедре я начал в 2015 году. Сначала был младшим научным сотрудником, а после успешной защиты кандидатской диссертации стал старшим. С сентября 2017 года также работаю старшим преподавателем. Темой моей диссертационной работы было математическое моделирование сердечно-сосудистой системы пациентов с церебральной аневризмой,— рассказал Сергей.

Если говорить точнее, то Сергей занимается изучением тока крови по церебральным артериям с учетом индивидуальных особенностей сердечнососудистой системы пациента. Причины возникновения церебральных аневризм еще не изучены до конца, и выявление этих причин было и остается фундаментальной задачей. При этом сообщество исследователей этой темы считает, что основной фактор, приводящий к образованию аневризм, — это различные нарушения кровотока в церебральных артериях. Первоначально исследования в области движения крови проводились различными учеными на основе экспериментальных методов. Они позволяли изучить процесс тока крови только на физических моделях с использованием специально разработанных экспериментальных установок.

— При этом изготавливается некое подобие участка церебрального кровообращения — фантом. С помощью лазерного допплеровского анемометра или PIV-системы измеряется скорость движения экспериментальной жидкости в каждой точке фантома,— рассказал Сергей.

Однако в последние десять-двадцать лет получили развитие методы высокопроизводительных вычислений, позволяющие преодолеть многие ограничения, связанные с использованием экспериментального метода исследования гемодинамики. При этом использование численных экспериментов позволяет с большим временным и пространственным разрешением определить скорость движения крови в выбранных церебральных артериях.

— Конечно, уравнения, описывающие движение жидкости, были известны давно, но долгое время мощность компьютеров не позволяла проводить вычисления с необходимой точностью за приемлемое время. Теперь же с развитием вычислительной техники это стало возможным. В своей научной работе, например, я использую суперкомпьютер «Ломоносов» МГУ имени Ломоносова.

НАУЧНЫЕ ТРУДЫ

Для тамбовских ученых публикации их трудов в известных европейских и американских журналах — дело престижное и почетное. Одна из недавних публикаций Сергея Синдеева была подготовлена совместно с учеными из немецкой клиники «Рехтс дер Изар» Технического университета Мюнхена и опубликована в журналах престижных международных научных базах.

— С 2006 года кафедра «Биомедицинская техника» сотрудничаете Научным центром сердечнососудистой хирургии имени Бакулева в области моделирования сердечно-сосудистой системы. Совместная работа с немецкими учеными началась с 2013 года, когда нами были достигнуты первые результаты в области численного моделирования церебральной гемодинамики,— рассказал Сергей,

ОБМЕН ОПЫТОМ

Впервые Синдеев посетил Германию по совместной программе «Михаил Ломоносов» Министерства образования и науки России и Германской службы академических обменов «DAAD» в 2014 году. Тогда Сергей полгода провел на научной стажировке в Мюнхенском университете прикладных наук и междисциплинарной исследовательской лаборатории Технического университета Мюнхена. В ходе стажировки Сергей понял, что такой обмен опытом чрезвычайно полезен, и после возвращения в Россию снова подал заявку на грант. Получив пригласительное письмо от немецкого профессора и пройдя конкурсный отбор, он снова поехал стажироваться на полгода в Германию в 201 бТоду. На этот раз его ждала стажировка в отделении нейрорадиологии Клиники «Рехтс дер Изар» Технического университета Мюнхена. Стажировки за границей и международное сотрудничество стали неотъемлемой частью научной работы Сергея. Осенью 2017 года Сергей получил очередной грант, побеждая в конкурсе уже в третий раз. В этом году в октябре он снова отправится на полугодовую стажировку в Мюнхен за новыми знаниями и результатами.

— Исследования с каждым разом становятся все сложнее и интереснее, наши совместные результаты улучшаются. Моими немецкими научными руководителями являются известные мировые ученые в области исследования нарушений мозгового кровообращения. Это профессор Дитер Липш, который в научном сообществе считается одним из ведущих экспертов в области биомеханики, и профессор Клаус Циммер, который возглавляет отделение нейрорадиологии Мюнхенского технического университета,— рассказал Сергей.

Молодой ученый говорит, что во время стажировок получил неоценимый опыт работы в международной группе с учеными из разных стран мира: американцами, немцами, итальянцами, австрийцами, бельгийцами, индийцами, китайцами. Особенность научной работы в Германии состоит в том, что для проведения исследований, как правило, набирается группа ученых высокого уровня по всему миру — границы значения не имеют. Важна исключительно квалификация. Общение внутри группы происходит только на английском языке, и все совместные международные публикации за редким исключением пишутся на нем.

—                     Мне повезло в том плане, что я учился в Центре подготовки международных специалистов у нас в ТГТУ. При этом нас обучали не просто разговорному английскому, а именно техническому, в котором используется большое количество специализированных научных и инженерных терминов. Помимо этого я изучал терминологию своей научной области самостоятельно. Мне это очень помогло в моей работе в Германии,— рассказал Сергей.

ОТ ТЕОРИИ — К ПРАКТИКЕ

Главной задачей науки Сергей считает переход от теории к практике. Этот момент сложен, потому что любое внедрение в практику требует многих лет изучения и апробации. Когда есть первые наработки, как в ТГТУ, исследования стоит расширять, но применять в повседневной клинической практике их еще рано. К тому же они проводятся малой группой ученых, поэтому необходим поиск партнеров и расширение рабочей группы.

— Сейчас мы сотрудничаем с немецкими учеными из Технического университета Мюнхена, Мюнхенской школы прикладных наук и Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана, а также из Университета Магдебурга. В мае мы посетим город Ахен, где пройдет российско-германская конференция по биомедицинской инженерии. Там мы сможем расширить наши научные связи и получить объективную оценку нашей работы от экспертов в этой области. И еще мы увидим, как над этой проблемой работают в мире, что перспективно, а что нет,— говорит Сергей Синдеев.

В июне Сергей Синдеев и заведующий кафедрой «Биомедицинская техника» Сергей Фролов поедут в Магдебург. Там пройдет конференция, посвященная лечению аневризм и методам моделирования кровотока в церебральных артериях. Это будет достаточно узкоспециализированная конференция, в которой примут участие наиболее активные ученые в этой области исследований. Также в Дублине летом пройдет всемирный конгресс по биомеханике, где соберутся ученые высочайшего уровня. Этот конгресс проходит раз в четыре года и является самым значимым событием в области биомеханики в мире, поэтому происходит жесткий отбор участников и допускаются только те, чьи работы наиболее значимы.

— Там всегда ждут новых материалов и результатов. Два наших совместных доклада с немецкими коллегами были отобраны организаторами для представления полученных итогов работы. Это очень важное достижение.

СЛОЖНОСТИ НЕ ПУГАЮТ

Когда Синдеев пришел на кафедру БМТ и занялся научной работой, он попросил у научного руководителя самый сложный для изучения вопрос.

— Меня привлекло то, что по специальности «Системы автоматизированного проектирования» я получил хорошую подготовку в области математического моделирования, численных методов и программирования. И в ходе своей научной работы я могу максимально применять свои знания, полученные при обучении в ТГТУ,— вспоминает Синдеев.

Конечно, чтобы добиться успеха в науке, как и в любом другом деле, это занятие нужно любить и не относиться к нему как к обычной работе от звонка до звонка. Не все студенты идут в науку, но те, кто старается все время развиваться, не останавливаться на достигнутом и не бояться ошибок, становятся первоклассными и востребованными специалистами не только в Тамбове.