Петербургские учёные сделали уверенный шаг к победе над тяжелыми болезнями, создав уникальный микрозонд толщиной с человеческий волос. Эта революционная платформа способна проникнуть в самые труднодоступные уголки организма. Патологии больше не смогут прятаться, так как прибор буквально «наощупь» распознает смертоносные новообразования и сосудистые бляшки на самых ранних стадиях, открывая новую эру в безопасной и точной эндоскопии. Подробнее о том, как петербургская разработка будет спасать тысячи жизней, читайте в материале spb.aif.ru.
Уникальное оптическое волокно
Представить себе эту разработку можно как очень крошечный «глаз» с дополнительными органами чувств. Волоконный микрозонд толщиной примерно с человеческий волос способен не только получать изображение ткани, но и одновременно измерять её упругость, температуру, показатель преломления и давление, которое сам оказывает на ткань. Об этом рассказали в пресс-службе Политеха.
Идея петербургских учёных — объединить несколько функций в одном оптическом волокне. Сейчас для получения изображения и измерения различных физических параметров используются разные подходы. Новая платформа позволяет получать эти данные одновременно.
В основе системы лежит оптическая когерентная томография — ОКТ. Это технология, которую можно условно сравнить с УЗИ, только вместо звука используется инфракрасный свет. По отражённому излучению можно определить, на какой глубине находятся структуры ткани.
Глубина исследования у ОКТ составляет несколько миллиметров, зато метод позволяет различать 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», — рассказывает руководитель проекта, профессор Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ Николай Ушаков.
В этом и заключается основная особенность разработки. Изображение дополняется численными характеристиками ткани. Для диагностики это потенциально важно потому, что патологически изменённый участок может отличаться от здорового не только своей структурой, но и физическими свойствами.
Есть у системы ещё одна особенность. Учёные научились подключать несколько зондов к одному оптоэлектронному модулю и одновременно обрабатывать их сигналы. За счёт этого можно получить трёхмерное распределение параметров ткани без механического перемещения зонда. Область, из которой формируется изображение, выбирается программно.
При этом говорить о готовом медицинском диагностическом приборе пока рано. Испытания проводились на искусственных моделях тканей.
Первые успешные испытания
Платформу испытывали на искусственных моделях биологических тканей из желатина и альбумина с добавлением рассеивающих частиц. Они имитировали ткани пищевода, дыхательных путей и кожи. На моделях учёные проверили получение изображений, измерение упругости и наблюдение за распространением жидкостей внутри образца. В частности, с помощью ОКТ и датчика показателя преломления исследователи смогли отслеживать проникновение воды и глицерина.
В будущем подобный подход, по мнению разработчиков, может использоваться для контроля доставки лекарственных веществ.
Пока главный результат проекта — создание технологической платформы, которая позволяет объединить несколько типов измерений в одном исследовании.
Планы российских учёных
Одна из перспективных областей применения — эндоскопия. ОКТ уже используется как метод получения изображений внутренних структур тканей, однако петербургские учёные предлагают дополнить её измерением физических характеристик.
Потенциально это может быть полезно при исследовании новообразований и сосудистых бляшек, где важна не только форма или структура образования, но и свойства ткани.
Есть у проекта и практическая российская составляющая. «Сама ОКТ — достаточно зрелая технология, она развивается с начала 1990-х годов, и уже более десяти лет активно развивается эндоскопическая ОКТ. К сожалению, на данный момент в России отсутствует выпуск ОКТ-систем», — отмечает Николай Ушаков.
По словам учёного, новизна проекта заключается не в создании самой ОКТ, а в объединении её с волоконно-оптическими датчиками и возможности одновременно регистрировать сигналы нескольких зондов одним устройством.
Созданный в Политехе прототип собран из стандартных телекоммуникационных компонентов и обычной волоконной сварки. Разработчики считают, что благодаря этому конструкцию можно воспроизводить в российских волоконно-оптических лабораториях.
Следующий этап — сделать систему ещё менее зависимой от механических элементов. Учёные планируют перейти к бесконтактной оптической когерентной эластографии, улучшить разрешение по глубине до 1–2 мкм и создать зонд на многосердцевинном волокне с электронным управлением лучом.
В конечном счёте коллектив рассчитывает добиться появления серийно выпускаемых отечественных систем ОКТ.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда в рамках Президентской программы исследовательских проектов. Работы продолжатся в 2026–2028 годах.
Подписывайтесь на АиФ в  MAX
|
