Инженеры Политеха Петра улучшили свойства оптической когерентной томографии и создали установку, позволяющую визуализировать неоднородности в объекте размером в сотни раз тоньше человеческого волоса. Технология необходима, прежде всего, в медицине, а также в промышленности.
Есть множество способов визуализации внутреннего строения объекта — МРТ, рентген, КТ (компьютерная томография), узи — поэтому, чтобы разобраться в новой технологии, сначала вспомним, что вообще такое оптическая томография.
Оптическая томография — группа методов визуализации внутренней структуры объектов, основанных на его зондировании оптическим излучением и многократных измерениях характеристик прошедших, отраженных или рассеянных элементарных частиц при разных положениях источника и приёмника. Когерентная томография — это один из видов оптической томографии.
У каждой технологии визуализации есть свои плюсы и минусы. Задача инженеров состояла в том, чтобы разработать метод, во-первых, безвредный для живых организмов и производственных материалов, а во-вторых, позволяющий «просканировать» неоднородности на микроуровне. С этими требованиями другие способы визуализации не справляются.
Специалисты создали прототип установки для оптической когерентной томографии. Новый подход помогает визуализировать неоднородности в объектах менее 3 микрон, то есть в 3–5 раз меньших по размеру, чем при традиционных методах.
Чтобы существенно улучшить качество получаемого изображения, учёные использовали несколько источников инфракрасного излучения, а также специально разработанный алгоритм обработки сигналов. Такой метод подходит не только для медицинской диагностики совершенно нового уровня, но и для промышленности. Так, например, широко используемый для изготовления полупроводниковых приборов и фотонных интегральных схем кремний непрозрачен для традиционных методов оптической визуализации. Технология инженеров же даст возможность проверять и отбраковывать детали оптических и оптоэлектронных систем еще на ранней стадии производства, что снизит затраты. В биологии новый подход позволит вести мониторинг роста клеток в живых организмах в режиме реального времени или визуализировать доставку и действие лекарственных препаратов внутри тканей.
📌 Работа выполнена при поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Подписывайтесь на канал «Теория большого Политеха», чтобы знать, как физика дружит с медициной!
Что ещё почитать?