Brain Beat sa objavil v roku 2014 ako startup pracujúci na priesečníku medicíny a IT. Hlavné smerovanie spoločnosti
Foto: Egor Tsvetkov / Haytek
Zakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Brain BitEdward Kryzhanovsky sa o problém diabetikov začal zaujímať po stretnutí s lekármi na jednom zo stretnutí o svojej súčasnej práci – v tom čase pracoval na iných projektoch založených na infračervenej spektroskopii. Kryzhanovskij si od lekárov vypočul desivú štatistiku - v Rusku je asi 5 miliónov ľudí s cukrovkou a na celom svete trpí cukrovkou takmer 422 miliónov ľudí. Okrem toho sa počet diabetikov každých dvanásť rokov zdvojnásobí. Každý rok na planéte zomrie na cukrovku asi 1,6 milióna ľudí a do roku 2030 bude každé siedme úmrtie spôsobené touto chorobou. Život diabetikom komplikuje aj spôsob sledovania zdravotného stavu. Ak chcete skontrolovať hladinu glukózy v krvi, musíte zakaždým prepichnúť pokožku, čo spôsobuje nielen fyzické nepohodlie, ale aj riziko infekcie, a teda obmedzené použitie: sotva sa oplatí napichnúť si na ulici do neumytého prsta.
Kryzhanovsky rozhodol, že rozvoj neinvazívnychDiabetický prístroj môže byť skvelým príkladom toho, ako fyzika pomáha lieku. Edward vyštudoval Big University v Petrohrade v smere "Fyzika elementárnych častíc". A od okamihu promócie sníval o pokračovaní Einsteinovej práce: nájsť jediný začiatok medzi základnými interakciami fyzického sveta. Podobní výskum robili veľkí vedci, vrátane Stephena Hawkinga, ale praktická realizácia týchto teórií je vecou vzdialenej budúcnosti. Keďže riešenie globálnych problémov súvisiacich s ľudským zdravím si vyžaduje praktické a konkrétne kroky. Edward sa rozhodol, že jeho vlastný high-tech obchod je najlepší spôsob, ako uplatniť svoje vedomosti a skúsenosti. Prvý tím "Brain Beat" zahŕňa niekoľko popredných lekárov, programátorov a inžinierov, z ktorých väčšina sa stretla pri štúdiu na Petrohradskej štátnej univerzite. Takto sa objavil štart na vytvorenie neinvazívneho a atraumatického glukometra.
Na pokraji fyziky a biológie
Ešte počas postgraduálneho štúdia si Edward vybral biofyziku pre svoju vedeckú kariéru. Tento smer nám podľa neho umožňuje vidieť skutočné výsledky vedeckého vývoja.
Koncom 90. rokov sa rozvinul Kryzhanovskytechnológia, ktorá dokáže rozlíšiť medzi syntetickými a prírodnými esenciálnymi olejmi. Metóda sa dodnes používa v divízii spoločnosti Estée Lauder, špecializujúcej sa na výrobu prírodnej kozmetiky. Edward ako nádejný vedec bol pozvaný na stáž do Minnesoty v USA. Ale po troch mesiacoch praxe, napriek skvelým americkým vyhliadkam, sa Edward vrátil do Ruska, pretože chcel rozvíjať domácu vedu.
V roku 2003 Kryzhanovsky obhájil svoju dizertačnú prácu ao štyri roky neskôr spolu so svojím priateľom, tiež absolventom katedry fyziky Petrohradskej štátnej univerzity Armenom Grigoryanom, založil spoločnosť Bioenergy Technologies, ktorá vyvíjala komplexy na učenie ľudí ovládať vlastné emócie a duševný stav. Hardvérovo-softvérové zariadenie, ktoré vyvinuli Kryzhanovsky a Grigoryan, simulovalo hernú situáciu a subjekt ovládal postavu na obrazovke bez použitia myši, klávesnice alebo iného fyzického zariadenia. Vplyv na postavu sa uskutočňoval iba prostredníctvom zmien vedomia.
Foto: Egor Tsvetkov / Haytek
Kryzhanovsky bol zodpovedný za koncepciu, matematickúmodely, výpočtové algoritmy a Grigorian napísal softvérové kódy a vyvinutý softvér. Do projektu boli zapojení lekári, inžinieri a dizajnéri. Jedna z metód - neurálne rozhranie založené na IR-spektroskopii - sa dnes používa na Ústave mozgového RAS. Okrem toho, infračervená spektroskopia je jedinou nechirurgickou metódou na určenie stavu mozgu pri pozorovaní dynamiky hladiny kyslíka v cievach. Cena zariadenia je stokrát nižšia ako inštalácia pre MRI a rozsah úloh je porovnateľný.
Infračervená spektroskopia na diagnostiku rakoviny
V medicíne, infračervená spektroskopiapoužíva ako nástroj na štúdium biochémie tkanív. Najmä IR spektroskopia je citlivá na štruktúru a koncentráciu makromolekúl (proteínov, DNA) a je oveľa menej použiteľná na detekciu malých molekúl, ktoré sa nachádzajú v bunkách pri nízkych koncentráciách. Zmeny v IR spektrách biologických materiálov indikujú patológie spojené so zhoršeným biochemickým zložením vzorky. Napríklad zmeny rakoviny sú často spojené s prítomnosťou niekoľkých jadier v bunke. Infračervená spektroskopia teda ukazuje diagnostické zmeny spojené so zvýšenou absorpciou nukleových kyselín.
Zber a interpretácia údajov je možnáklasická metóda (štúdium intenzity charakteristických absorpčných pásiem zo spektier), alebo konštrukciou priestorových máp intenzity frekvencií. V druhom prípade sa používa infračervený mikroskop, ktorý umožňuje odoberať spektrá postupne zo špecifikovaných bodov vzorky a potom zobrazovať výsledok ako trojrozmerný graf.
Výhodou tejto výskumnej metódy jeuniverzálnosť zariadenia: štúdium širokého spektra porúch v rôznych tkanivách nevyžaduje vážnu konfiguráciu alebo použitie špeciálnych detektorov a činidiel.
Za takmer 12 rokov práce, Kryzhanovsky tímDesať ľudí vyvinulo šesť zdravotníckych pomôcok, ktoré sa používajú vo viac ako 30 krajinách. Z celkového počtu 2 000 klientov je približne 50% zahraničných kliník. Prostriedky z predaja technológií umožnili spoločnosti zapojiť sa do vedy a nového vývoja bez investícií tretích strán v počiatočných fázach.
Foto: Egor Tsvetkov / Haytek
Pokročilé zariadenie na kontrolu emóciíteraz existuje vo forme gadgetu dostupného pre masy. Sám vedec tvrdí: keď sa človek v stresovej situácii naučil zvládať emócie, dokáže prejsť do uvoľneného stavu bez toho, aby stres narušil fungovanie tela. Vedomé prepínanie fáz mozgovej aktivity vám umožňuje získať dostatok spánku oveľa rýchlejšie.
Fyzika v endokrinológii
Dnes neexistuje žiadny liek na diabeteslekári dávajú len odporúčania o výžive a predpisujú lieky na zníženie hladín glukózy v krvi. Druhý typ diabetu nevyžaduje injekcie inzulínu, zatiaľ čo kontrola ochorenia prvého typu sa uskutočňuje subkutánnou injekciou inzulínu. Dávka lieku je stanovená na základe ukazovateľov hladiny cukru v krvi. Až donedávna bolo možné merať hladinu glukózy len invazívnou metódou: prepichnúť pokožku, aplikovať krv na testovací prúžok a odčítať z glukomeru. Diabetes typu 1 vyžaduje, aby ste si kontrolovali hladinu cukru niekoľkokrát denne.
Invazívna metóda na stanovenie hladiny cukruvytvára fyzické nepohodlie: bolesť a zhrubnutie končekov prstov. Vysoká pravdepodobnosť infekcie. Deti s cukrovkou sa psychicky ťažko vyrovnávajú s potrebou neustáleho pociťovania bolesti z injekcií.
V súčasnosti prebieha vývoj neinvazívneho glukometra.desaťročia, ale nebol dosiahnutý žiadny impozantný úspech. V médiách sa publikácie objavujú vôbec tak, že neinvazívne zariadenia sú len mýtus a „rozvod“ za peniaze. V Rusku je pri hľadaní metód zamestnaných asi desať tímov vedcov. Na vyriešenie tejto ambicióznej vedeckej úlohy, Kryzhanovsky v roku 2014 vytvoril Brain Beat startup. V súčasnosti spoločnosť zamestnáva 11 ľudí. Spočiatku biofyzici, ktorí pracovali na zariadení, pracovali doma.
Z Čile do Japonska
Po štúdiu práce predchodcov a analýzeich chyby, skupina vedcov "Brain Beat" sa princípy optickej spektroskopie ako základ, pokračovať vo výskume, ktorý Kryzhanovsky vykonáva predtým. Voľba bola diktovaná prítomnosťou skúseností v tejto oblasti vedy a možnosťou pokrytia variability zložiek kvalitatívneho zloženia kože a krvi. Počas experimentov sa zistila závislosť presnosti merania od množstva pigmentového melanínu zodpovedného za farbu kože. „Maximálna absorpcia svetla v glukóze a vode je blízka, 940 a 960 nanometrov a táto fyzická vlastnosť bráni vytvoreniu neinvazívneho zariadenia od predchádzajúcich vývojárov. Náš tím bol schopný vypočítať nelineárny vzorec absorpcie svetla, čo bol hlavný prielom vo výskume, “vysvetľuje Edward.
Novosť techniky spočíva v metóde meraniamnožstvo glukózy v krvi. Indikátor sa vypočíta na základe informácií získaných meraním absorpcie žiarenia glukózou v optickom rozsahu spektra. Merania sa vykonávajú súčasne v troch rozsahoch. Keď zariadenie pracuje, informácie z fotosenzorov sa odoberajú s frekvenciou až niekoľko desiatok meraní za sekundu a filtrujú sa na rozsahy absorpcie vody. V dizajne zariadenia sa použili vlastné LED diódy.
"Glukometer vyvinutý našim tímom dokáže."používať nielen ako nezávislé zariadenie, ale aj na prenos dát z neho do iných zariadení. - Pripojením cez Bluetooth alebo USB, zdravotné informácie môžu byť odoslané do osobného počítača, tabletu alebo smartfónu, hovorí Edward. - Funkčnosť zariadenia bude zahŕňať možnosť automaticky odosielať výsledky analýzy online. Merač je možné merať v určených intervaloch a odosielať údaje svojmu lekárovi. V prípade odchýlky koncentrácie glukózy od normy bude pacient okamžite prijímať odporúčania. “
Do konca roka 2014 na vlastné nákladySpoločnosť "Brain Beat" vytvorila prvý prototyp zariadenia. Na jeho rozvoj sa vynaložilo asi 500 tisíc rubľov. Testy prvého zariadenia sa uskutočnili v Petrohrade a Portoriku. Výber miest na testovanie je diktovaný potrebou diagnostikovať ľudí rôznych rás s inou farbou pleti. Osobitná pozornosť bola venovaná glukometra Brain Bit v Argentíne a Čile, kde je problém diabetu obzvlášť akútny.
"Záznamové krajiny výskytu cukrovky: USA, India, Indonézia a Latinská Amerika, - hovorí Edward. - Preto sme tento prístroj predstavili v Čile a Argentíne. Tieto štáty vytvorili program na podporu pacientov, darovanie glukometrov a testovacích prúžkov im zdarma. Lekárska komunita v týchto krajinách prejavila veľký záujem o techniku Brain Bit. “
Foto: Egor Tsvetkov / Haytek
Kľúčový vzorec pre vrcholy absorpcie svetla,používané v glukomeri, patentovanom v Rusku, bola podaná žiadosť podobnej medzinárodnej štruktúre PCT. Patent sa teraz presúva do národných fáz v 16 krajinách.Presnosť merania je 15%, čo je porovnateľné s chybou tradičných glukomerov. Pri určovaní extrémne vysokých hladín glukózy je presnosť prístroja o 3 % nižšia.
Ďalšie zlepšenie si vyžiadalo finančné prostriedky,Na urýchľovači sa preto podieľali vedci. Pomoc mentora GenerationS Olega Malsagova umožnila skupine Kryzhanovského modelovať finančnú zložku projektu a vypracovať podnikateľský plán. INVITRO a uznávaný líder vo výrobe tradičných analyzátorov krvného cukru Johnson & Johnson sa začali zaujímať o projekt Brain Beat.
Prostriedky z prvej investičnej tranževynaložené na zlepšenie techniky: optimalizovala sa poloha prsta na analyzačnom zariadení, rozšíril sa operačný rozsah zariadenia. V druhej polovici roka 2016 bolo potrebné prilákať ďalšie investície na vývoj kalibračného modulu a synchronizáciu zariadenia s mobilnými zariadeniami.
V roku 2018 iniciovala účasť Nadácia Skolkovostartup v medzinárodnej inovačnej súťaži ázijského regiónu. Podujatie sa už po siedmykrát koná na predmestí Tokia, kde jeden z japonských developerov buduje inteligentný mestský priestor. 20 účastníkov súťaže ukázalo prácu v oblasti umelej inteligencie a pokročilých medicínskych zariadení.
„Brain Beat“ obsadil druhé miesto v súťaži,dostali uznanie, že sa uberajú správnym smerom a atraumatický glukomer je pre ľudstvo dôležitým zariadením. Členovia tímu Brain Bit, ktorí za víťazom zaostali o stotiny hodnotenia, získali finančnú odmenu 300-tisíc rubľov a tri voľné pracovné miesta v tokijskom coworkingu na obdobie dvoch rokov.
Ukážka glukomera pred Japoncamikorporácií, podľa Kryzhanovského, vzbudil záujem medzi japonskými vývojármi medicínskych prístrojov. Partnerstvá s japonskými výrobcami zdravotníckych pomôcok podľa zakladateľa startupu umožnia neinvazívnemu glukomeru vstúpiť na ázijský trh.
V britskej Cambridge, "Brain Beat" prezentovanéglukometer na medzinárodnom fóre koncom roka 2018. Tím šiel tam, pričom sa stal víťazom súťaže, ktorá sa konala spoločne Skolkovo nadáciou a AstraZeneca - spolu s ďalšími piatimi druhými účastníkmi Startup Challenge 2018 a predsedom nadácie Skolkovo, Arkady Dvorkovich.
Na začiatku klinických skúšok
V prvom štvrťroku 2018 podal Brain Beatdokumenty na certifikáciu neinvazívneho glukomera spoločnosťou Roszdravnadzor. Viacstupňový proces certifikácie zdravotníckych pomôcok trvá rok a pol a zahŕňa schválenie technických podmienok, vypracovanie súboru riadenia rizík, prípravu správ o skúškach a používateľských manuálov. V ďalšej fáze sa vykonajú toxikologické a technické testy. Domáci úsek získava povolenie na klinické skúšky v zdravotníckych zariadeniach, teda na testovanie na ľuďoch. Po preštudovaní skúšobných protokolov sa v prípade potreby dokončuje dokumentácia adresovaná výrobcovi. Úspešne absolvované testovanie vás oprávňuje získať registračný certifikát. To znamená, že zariadenie sa odporúča pre sériovú výrobu.
Foto: Egor Tsvetkov / Haytek
Získanie patentu v našej krajine, problémyvznikol. Na získanie patentu v zahraničí to trvalo viac peňazí a času. Všeobecne platí, že prevod patentu stojí viac ako 2 milióny rubľov.
Edward Kryzhanovsky neplánuje produkovaťatraumatický glukomer vlastnou firmou. Prevod licencie na výrobcov zdravotníckych zariadení urýchli vstup prístroja na trh a zníži náklady na jeho výrobu.
Bude predstavovať nástroj hromadnej výroby180 g optický senzor so schopnosťou pracovať offline a komunikovať s počítačmi a mobilnými zariadeniami prenosom dát cez Bluetooth alebo USB. Presnosť merania nezávisí od individuálnych vlastností pokožky pacientov. Podľa vývojárov nebudú odhalené žiadne vedľajšie účinky používania zariadenia. Presné náklady na neinvazívny glukomer ešte neboli stanovené. Podľa Kryzhanovsky, bude to ležať do 20 tisíc rubľov, a prvé zariadenia budú k dispozícii do konca roka 2019, po certifikácii Roszdravnadzor.
„Začiatkom roka 2019 boli prijaté sériové senzory,vyrobené v Číne a Rusku. Teraz sa testujú. Počas testovania sa vzorec optimalizuje,“ dodáva Edward Kryzhanovsky. "Akonáhle sa dosiahnu výsledky blízke tým, ktoré sa dosiahli na prototype, glukomer bude uvedený do výroby."
Vďaka dostupnosti a bezbolestnosti neinvazívnych glukomerov bude počiatočná autodiagnostika cukrovky bezpečná a pohodlná.
Keď hovoríme o perspektívach Braina Beata, EdwardKryzhanovsky poznamenáva: „Máme ďalších desať nových projektov, ale je príliš skoro hovoriť o pokroku. To bude odôvodnené po tom, čo súčasný vývoj zaujme svoje miesto na trhu alebo po predaji licencie. “