Санкт-Петербург, 13 августа. Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого представили волоконный зонд, совмещающий визуализацию тканей с измерением их физических характеристик. Устройство толщиной с человеческий волос способно одновременно определять упругость, температуру, давление и показатель преломления биологических структур. Об этом сообщает ТАСС.
Разработка создана на основе оптической когерентной томографии — метода, который можно назвать оптическим аналогом УЗИ. Вместо звуковых волн здесь используется инфракрасное излучение, проникающее на несколько миллиметров вглубь. При этом разрешающая способность позволяет различать детали размером в несколько микрометров.
По словам руководителя проекта Николая Ушакова, врачам-эндоскопистам сегодня приходится выбирать между приборами: один дает картинку, другой — физические параметры. Их сочетание особенно важно при диагностике опухолей и сосудистых бляшек. Объединив все датчики в одном волокне, исследователи устранили необходимость использовать два инструмента.
Новизна разработки не ограничивается одним зондом. Ученые применили принцип фазированных антенных решеток для опроса нескольких зондов одним модулем. Это позволяет программно собирать трехмерное изображение без механического перемещения устройства. Система фиксирует неоднородности размером 20 микрометров в поперечнике и 7 микрометров в глубину.
Испытания проводились на искусственных моделях из желатина и альбумина, имитирующих стенки пищевода, дыхательные пути и кожу. Исследователи проверили качество визуализации, упругость материалов и проникновение жидкостей. Так, комбинация томографии с датчиком показателя преломления позволила отслеживать, как вода и глицерин впитываются в образцы — это важно для контроля доставки лекарств.
В промышленности разработка поможет измерять толщину пленок с точностью до нескольких нанометров, а разрешение лучше 1 микрометра востребовано при неразрушающем контроле полупроводников и волоконной оптики. Ушаков отмечает, что в России пока нет серийных ОКТ-систем, а прототип собран из стандартных телеком-компонентов и воспроизводим в любой лаборатории. В планах коллектива — бесконтактная эластография, повышение разрешения до 1–2 микрометров и создание зонда без движущихся частей.