"Оптическая когерентная томография – это оптический аналог УЗИ: вместо звука в ней используется инфракрасный свет, а глубину, на которой произошло отражение, мы определяем, измеряя отраженный спектр излучения. Глубина обзора меньше, чем у ультразвука, несколько миллиметров, зато различимы детали размером в несколько микрометров. Для доставки инфракрасного света к исследуемой ткани используется оптическое волокно толщиной около человеческого волоса. В этом же волокне мы разместили датчики температуры, давления и показателя преломления, что позволит лучше различать больные и здоровые ткани", – рассказал руководитель проекта, доктор физико-математических наук, профессор Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ Николай Ушаков.
В клинической практике врачу-эндоскописту сейчас приходится выбирать между устройствами, одно из которых дает изображение, а другое – физические параметры. Их совмещение критично для диагностики опухолей, сосудистых бляшек и в ходе операций. Использование двух отдельных инструментов снижает точность и повышает травматичность. В новой системе все функции интегрированы в одно оптическое волокно.
Заявленные характеристики разрешения составляют 20 мкм по поперечному направлению и 7 мкм по глубине. Это позволяет регистрировать минимальные изменения свойств тканей на ранних стадиях.
Как пишет ТАСС, испытания проведены на искусственных моделях из желатина и альбумина, имитирующих стенку пищевода, дыхательные пути и кожу. Команда проверила возможности визуализации, оценки упругости и контроля проникновения жидкостей. В частности, сочетание ОКТ с датчиком показателя преломления позволило одновременно отслеживать, как вода и глицерин впитываются в образец, что открывает путь к мониторингу доставки лекарств.
Разработка позиционируется и как решение для промышленного контроля: точность измерения толщины пленок достигает нескольких нанометров при разрешении лучше 1 мкм. Потенциальные области применения включают неразрушающий контроль полупроводников и компонентов волоконной оптики.
"В России пока нет серийных ОКТ-систем, все исследования делают на западных приборах. Наша новизна – в интеграции зондов с датчиками и в возможности опрашивать несколько зондов одним устройством. Прототип собран из стандартных телеком-компонентов и воспроизводим в любой лаборатории", – отметил Ушаков.
В каких сферах применяются ОКТ-системы?
- Офтальмология. Главная и наиболее массовая сфера. ОКТ-системы незаменимы для ранней диагностики заболеваний сетчатки (макулярная дегенерация, отслойка), зрительного нерва (глаукома) и переднего отрезка глаза (патологии роговицы).
- Кардиология. Внутрисосудистая ОКТ применяется для оценки состояния коронарных артерий изнутри. С ее помощью врачи детально изучают атеросклеротические бляшки и контролируют точность установки стентов.
- Дерматология. ОКТ позволяет оценивать структуру кожи на уровне эпидермиса и дермы, выявлять меланому и другие новообразования без проведения хирургической биопсии.
- Стоматология. ОКТ используется для поиска скрытого кариеса, трещин эмали и микродефектов в местах прилегания пломб.
- Материаловедение и промышленность. ОКТ применяется для контроля качества микросхем, поиска дефектов в оптических покрытиях и оценки толщины полимерных пленок.
Ранее российские исследователи создали прототип системы высокоточного измерения температуры внутренних органов, предназначенной для применения при удалении раковых опухолей.
