• USD 69.12
  • EUR 76.95
  • BRENT 38.68 +0.31%

В России создают лазер для биомедицинской диагностики нового поколения

Фото: marina-khan.ru

Современная медицина всё больше применяет неинвазивные методы диагностики, наиболее известными из которых являются томография и УЗИ. Однако они позволяют выявить признаки патологии на уровне целого органа или его части, а в ряде ситуаций важно обследовать отдельно взятые клетки или даже молекулы. Инструментом микроскопического уровня станет волоконный лазер — прибор нового поколения.

Он создается в рамках интеграционного проекта с участием Институте вычислительных технологий СО РАН, Института автоматики и электрометрии СО РАН и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.

«Получать изображение микроуровня тканей, контуров и „содержимого“ клеток позволяет, в принципе, лазерный источник, генерирующий ультракороткие импульсы с длиной волны вблизи 1,3 микрометра для многофотонной флуоресценции, — пояснила научный сотрудник ИВТ СО РАН кандидат физико-математических наук Анастасия Беднякова. — Названная длина волны попадает в так называемое окно прозрачности воды, в котором обеспечивается существенно большая глубина проникновения излучения в исследуемый материал и, таким образом, возможна визуализация биологических объектов микронного же размера на достаточной глубине от поверхности тела».

Исследовательница отметила, что важно не допустить термического повреждения живой ткани во время диагностической процедуры, поэтому импульсы должны быть очень короткими, суб-пикосекундной или фемтосекундной длительности, и при этом обладать высокой пиковой мощностью.

До недавнего времени волоконные источники фемтосекундных импульсов с длиной волны генерации вблизи 1,3 микрометра существовали только в проектах, теперь волоконный лазер с подобными характеристиками создан в ИАиЭ СО РАН. Почему именно волоконный? Это один из наиболее молодых и бурно развивающихся типов лазеров. Они обладают высоким качеством и стабильностью излучения, не требовательны в обслуживании, а главное — компактны, что особо важно для медицины: в перспективе речь может идти о выпуске портативных приборов.

«Если снаружи лазер в упакованном виде выглядит как коробочка, то внутри он гораздо сложнее, это многопараметрическая нелинейная физическая система, — отметила Беднякова. — Создание конкретных экспериментальных приборов требует длительного научного поиска, который зачастую нельзя реализовать в эксперименте в силу дороговизны или отсутствия необходимых компонентов, а также большого количества оптимизационных параметров».

Другой проблемой, по ее словам, является ограниченное разрешение экспериментальных измерительных инструментов и отсутствие возможности напрямую снимать внутрирезонаторные характеристики излучения.

«То есть создан прибор с несколькими базовыми характеристиками, но многое из его „внутренней жизни“ (а мы говорим о перспективном воздействии на тело человека) нам не известно или не понятно, например, возможности дальнейшего улучшения характеристик импульса и фундаментальные ограничения на них. Поэтому на этапе создания и оптимизации новых волоконных лазеров эффективным решением является использование методов математического моделирования. Наш институт отвечает как раз за моделирование и за теоретическую часть в целом, ИАиЭ — за прибор как таковой и его экспериментальные исследования, ИХБФМ станет проводить эксперименты на биологических объектах», — добавила она.

Беднякова обратила внимание, что она построла численную модель волоконного лазера.

«Можно назвать её цифровым двойником лазерной установки, построенной коллегами из ИАиЭ, поскольку с помощью модели мы наблюдаем распространение оптического импульса внутри лазерного резонатора, что позволяет оптимизировать его характеристики в соответствии с предъявляемыми требованиями, то есть использовать для цифрового проектирования», — уточнила ученый.
Постоянный адрес новости: eadaily.com/ru/news/2020/03/29/v-rossii-sozdayut-lazer-dlya-biomedicinskoy-diagnostiki-novogo-pokoleniya
Опубликовано 29 марта 2020 в 01:27
Наука в Сибири
Добавьте EAD в свои источники:Яндекс-Новости Google News
Все новости

01.06.2020

Загрузить ещё
Одноклассники
ТОП-10
  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц
  1. Продукты фирмы бывшего губернатора Кубани признаны опасными для жизни 291073
  2. Попова: Течение заболевания Covid-19 связано со свёртываемостью крови 85592
  3. Парад неочевидных людей: федеральные чиновники постажируются на периферии 55525
  4. В Москве из окна больницы для больных Covid-19 выпала подполковник полиции 49400
  5. Выборы-2020 в Белоруссии. Новый сценарий или игра по-старому? 40497
  6. Песков, переборовший Covid-19: Клубника от курицы становится неотличима 38598
  7. Наступили на свои грабли: Польша в шоке от уродования статуи Костюшко в США 37412
  8. В России одобрили препарат для лечения Covid-19 — на Западе сомневаются 29176
  9. Перевод казахского языка на латиницу слишком политизирован — эксперт 20604
  10. Баку пообещал Еревану разговор на языке силы и полное поражение в Карабахе 17679
  1. Продукты фирмы бывшего губернатора Кубани признаны опасными для жизни 327015
  2. Доктор Мясников: вирус выдохся 211563
  3. Прививка БЦЖ против Covid-19: Греция начинает с 1 июня вакцинацию населения 195103
  4. Латвийский блогер с георгиевской лентой проучил русофобский ресторан 188528
  5. Ответный огонь ЛДНР: Киев призвал Москву отказаться от «логики войны» 182239
  6. Белоруссия среди лидеров в Европе по уровню заболевших Covid-19 144750
  7. «Убийство чести» всколыхнуло весь Иран: отец обезглавил дочь во сне 140264
  8. Парад неочевидных людей: федеральные чиновники постажируются на периферии 131255
  9. Россия оставила Белоруссию без допдоходов: Москва запретила импорт бензина 127321
  10. Возбуждать уголовное дело в отношении Лукашенко не будут 124327
  1. В Белоруссии признали, что победить Covid-19 в стране не удастся 738417
  2. В Евросоюзе считают ситуацию с Covid-19 в Белоруссии уникальной 708190
  3. Одесса, 02.05.2014: «нас готовились убивать, а мы надеялись на Россию» 564028
  4. В Польше закатили истерику после демонтажа «катынской» доски в Твери 386474
  5. Вирус возвращается: 108 млн китайцев попали под новый карантин 353279
  6. Продукты фирмы бывшего губернатора Кубани признаны опасными для жизни 327015
  7. Лукашенко назвал сроки окончания эпидемии Covid-19 в Белоруссии 297483
  8. Внук Назарбаева выступает против ислама и призывает верить в Иисуса 272339
  9. Российские медики устроили в сети флешмоб в поддержку тульской медсестры 257344
  10. В Туле объяснили появление на работе медсестры в купальнике 254686