Лазерный мир

Новосибирские учёные разрабатывают оборудование для быстрого и безболезненного диагностирования заболеваний ЖКТ без биопсии. Для этого хотят использовать специальный инфракрасный лазер и искусственный интеллект.

Создали данный метод исследователи из НГУ, Института автоматики и электрометрии СО РАН (ИАиЭ) и Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН, расположенных в новосибирском Академгородке. Статья об этом была опубликована в международном журнале Diagnostics, сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири». Подчеркивается, что классическая диагностика болезней ЖКТ, включая рак, часто сопряжена с забором образцов ткани для анализа (биопсии). Это болезненно и требует специальной подготовки. Новый оптический метод поможет выявлять заболевания прямо во время обследования. В том числе на ранних стадиях.

Ученые создают установку, представляющую собой портативную модификацию многофотонного микроскопа для эндоскопических исследований. Вместо работ внутри организма с помощью диагностического зонда теперь будет возможность доставки лазерного излучения внутрь организма и сбора слабого оптического сигнала с помощью оптического волокна.

Для анализа образцов ученые хотят использовать принцип многофотонной микроскопии. В ткани направляют два фотона с увеличенной длиной волны, чем возбуждают свечение (автофлуоресценцию) внутри образца, не разрушая его. Чтобы это сработало, нужен очень мощный свет, но при этом не повреждающий живые клетки. Поиском идеального баланса для силы лазерного луча сейчас и занимаются ученые.

Так как выявить различия между здоровой и больной тканью на глаз очень сложно, полученные изображения будет анализировать ИИ. С помощью машинного обучения нейросеть научат на уже известных примерах, чтобы она автоматически находила характерные признаки заболеваний в трехмерных структурах ткани. Особое внимание уделяется анализу влияния холодной плазмы и термического эффекта от лазера. Ученые используют «фантомы живых тканей», — искусственные материалы с вмонтированными температурными датчиками — чтобы понять, как тепло распространяется в тканях и не вызывает ли ожогов. Разработка самого прибора и исследование воздействия на ткани идет параллельно.

«Пока у нас есть только отдельные части будущего прибора, а собрать их в единый рабочий эндоскоп мы планируем на следующих этапах. Пока отрабатываем новую методику под контролем классических подходов. К концу проекта мы рассчитываем создать лабораторный стенд, на котором будет продемонстрирована эндоскопическая диагностика различных стадий заболеваний и подобраны параметры оптимального воздействия на ткани», — делится планами ведущий научный сотрудник ИАиЭ, кандидат физико-математических наук Денис Харенко.

Источник: https://newsib.net/novosti/novosibirskie-uchenye-hotyat-diagnostirovat-zabolevaniya-zhkt-s-pomoshhyu-lazera-i-ii.html