В настоящее время в мире несколько десятков исследовательских групп занимаются разработками в области оптической когерентной томографии (ОКТ). Этот новый метод диагностики в последнее время находит все более широкое применение в самых разных областях медицины. По предварительным оценкам зарубежных ученых, в ближайшем будущем он может стать столь же распространенной, как и ультразвук. Известное американское издательство Marcel Dekker недавно выпустило первое международное руководство по ОКТ, три главы в котором написаны нижегородскими авторами, членами первой и практически единственной в нашей стране научно-исследовательской группы, занимающейся совершенствованием и внедрением этого метода в практическую медицину. Началась эта работа после того, как группа специалистов Института прикладной физики РАН создали первую в мире компактную волоконную установку, которая была удобна для применения в клинической практике. В группу ученых, работавших над созданием нового прибора, вошли д.ф-м.н., зав. отделением А. М. Сергеев, к.ф-м.н., зав. отделом Л. С. Долин, к.ф-м.н., зав. лабораторией, ведущий научный сотрудник ИПФ РАН В. М. Геликонов, к.ф-м.н. Ф. И. Фельдштейн, научный сотрудник ИПФ РАН Г. В. Геликонов, д.м.н., ведущий научный сотрудник НГМА Н. Д. Гладкова, к.м.н., ведущий научный сотрудник ИПФ РАН Н. М. Шахова. Об истории создания этой уникальной установки нашему корреспонденту рассказали ученые-физики В. А. Каменский и М. В. Геликонов. А результаты медицинских исследований, связанных с возможностями применения нового метода, представили Н. М. Шахова и Е. В. Загайнова.

В. А. Каменский: В последние годы в науке произошел взрыв оптических технологий, обусловленный появлением новых источников - фемтосекундных лазеров, фемтокоррелированных диодов и пр. В связи с этим появились и новые методы диагностики, например, оптоакустика, оптическая когерентная томография. Что касается последнего метода, то его придумали зарубежные ученые, которые создали первые опытные установки, очень громоздкие и непригодные для применения в клинической практике. Ситуацию удалось переломить только тогда, когда наши нижегородские ученые - группа сотрудников ИПФ РАН под руководством В. М. Геликонова - разработали компактную волоконную эндоскопическую установку, которая по своим характеристикам превосходила мировые стандарты для клинических применений. C этого момента произошел прорыв в вопросе применения ОКТ в клинике. Мы были первыми в этом направлении.

Сначала работа проводилась в тесном контакте с американскими учеными и врачами. После того, как было проведено достаточно большое количество клинических исследований и опубликованы их результаты в реферируемых рейтинговых иностранных журналах, на эту работу обратили внимание и в нашей стране.

Корр.: Скажите пожалуйста, на чем основан принцип работы этого метода?

В. А. Каменский: Он основан на том, что исследуется коэффициент обратного рассеяния света. Использование фемтокоррелированных источников позволяет получить высокое разрешение, которое близко к клеточному. Этот метод получил название оптической биопсии. Он позволяет получить изображение биоткани неинвазивным способом через 1-2 секунды.

В. М. Геликонов: Все началось с того, что в 1993 году за рубежом появились работы по маммографии, которые были посвящены определению маленьких опухолей в молочной железе с помощью лазера с очень короткой длительностью импульса. Нам предложили сделать оптику к этому прибору. Мы быстро поняли, что здесь можно использовать суперлюминисцентные диоды с малой длительностью излучения случайных импульсов для локации небольших неоднородностей в ткани. К моменту появления ОКТ наш институт оказался очень хорошо подготовленным в теоретическом плане, т.к. мы долгие годы занимались изучением оптики мутных сред, в том числе и обнаружением неоднородностей в мутной среде. Уравнения, описывающие эти процессы, очень хорошо подходят к тканям нашего организма, которые отличаются тем, что они мало поглощают, но при этом сильно рассеивают свет. Сила этого рассеяния настолько велика, что число прямолетящих фотонов падает в 3 раза на длине 0,3 мм. Новый метод заключается в том, что мы легко можем устранить рассеянные фотоны, которые изменили траекторию, используя свойство когерентности. За счет того, что длина когерентной волны очень мала, можно получить большое пространственное разрешение. Здесь было использовано сочетание свойств света и волоконной интерферометрии.