- Раньше, чтобы увидеть глазами то, что видит наша оптико-акустическая техника, нужно было воспользоваться скальпелем, - рассказывает Павел Субочев, старший научный сотрудник Института прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН). - Объединив лазерные и ультразвуковые технологии, мы вышли на совершенно новые диагностические возможности: теперь могут быть объяснены причины возникновения многих болезней, открыты новые способы лечения. Поэтому здесь следующий ход - за биологами и врачами, с которыми мы давно находимся в кооперации благодаря основателю нашего биофотонического направления - академику Александру Сергееву.
Устройство, которое выполняет роль "глаза" в оптико-акустической установке, представляет собой сверхширокополосную (стабильно работающую в широком - 0,3-40 МГц - диапазоне частот) ультразвуковую антенну, состоящую из 512 элементов. Она позволяет мгновенно визуализировать объем одного кубического сантиметра с пространственным разрешением 50 микрон: рассмотреть можно капилляры диаметром тоньше человеческого волоса.
- Если говорить о сложности выполненной задачи, то это все равно что подковать 512 блох, - улыбается Павел. - Мой научный руководитель часто цитировал слова великого советского физика Михаила Миллера: "Не нужно соревноваться с американцами на гладком шоссе. Наш удел - сельский проселок, наша игра - незаметно свернуть с него, и срезав угол - некоторое время демонстрировать им наш голый зад". В истории с проектом оптико-акустической визуализации эта парадигма сработала. У нас был выбор - либо пытаться повторить подход к визуализации, аналогичный МРТ или КТ (компьютерной томографии), чтобы сканировать человека в течение десяти минут и получить одну трехмерную картинку, либо, как в той цитате, свернуть с проторенного пути и перейти к пятимерному изображению человеческого организма. Причем в режиме реального времени. Четвертое и пятое измерения - это когда мы превращаем статические черно-белые томограммы в цветные видеограммы, на которых вены и артерии показаны разным цветом. Технология была апробирована на животных. Сейчас идет сбор отзывов от первых пользователей нашей разработки. В этом году мы начали разрабатывать антенну для оптико-акустической диагностики человека.
Между тем
Над проектом по созданию ультразвуковой антенны работают более 50 человек - инженеры, программисты, технологи, ученые и студенты из России и Германии. Они представляют, в частности, ИПФ РАН, Научно-исследовательский физико-технический институт Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского, Приволжский медицинский университет, российский и немецкий научные фонды.