Терагерцовое излучение впервые применили для визуализации внутреннего уха
Японские физики разработали подход, позволяющий использовать невидимые для глаза терагерцовые волны для получения высококачественных изображений внутреннего уха человека. Эта методика визуализации позволит неинвазивным образом диагностировать болезни ушей и раскрывать причины потери слуха, пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Optica.
"В будущем данная технология позволит нам диагностировать те болезни уха, которые сейчас крайне сложно выявлять. Также ее можно применять для быстрого выявления нейросенсорной тугоухости и других нарушений слуха, что потенциально позволит начать их лечение как можно раньше и тем самым значительно повысить вероятность успеха терапии", - пояснил доцент Университета Васэда Кацунори Сэрита, чьи слова приводит пресс-служба журнала.
Как отмечает Сэрита, в прошлом ученые уже пытались создать системы визуализации, способные получать снимки различных органов, однако этому мешало то, что для фокусировки изображения в таких приборах использовались достаточно крупные линзы, фокусирующие терагерцовые волны внутри "пятна" диаметром в несколько миллиметров. Это не позволяет получать четкие изображения небольших объектов, подобных внутреннему уху.
Недавно японским физикам удалось создать "точечный" источник терагерцовых волн, способный вырабатывать луч толщиной в несколько десятков микрометров. Этот излучатель представляет собой нелинейный оптический кристалл, поглощающий излучения инфракрасного лазера и преобразующий его в очень тонкий поток терагерцовых волн, пригодных для визуализации улитки и прочих компонентов внутреннего уха, отвечающих за восприятие звука.
Работу этого подхода ученые проверили на образцах внутреннего уха, извлеченных из головы подопытных мышей. Последующие опыты подтвердили, что новая технология позволяет получать четкие трехмерные снимки этих органов и видеть все их ключевые компоненты, в том числе витки спирали улитки и пустоты внутри нее. Всю эту систему, как отмечают ученые, можно поместить внутрь эндоскопа или отоскопа, что позволит врачам изучать состояние внутреннего уха пациента прямо в рабочем кабинете.
Схожим образом, по словам японских физиков, можно наблюдать за структурой и других органов тела человека, что в перспективе позволит использовать терагерцовое излучение для выявления опухолей на самых первых стадиях развития, а также других болезней, которые существенным образом меняют устройство тканей тела пациента.
О терагерцовых волнах
Терагерцовые волны могут использоваться для сверхбыстрой передачи информации, а также создания различных медицинских и научных приборов, использующих это излучение для получения изображений внутренних органов и различных объектов неживой природы. Проблема заключается в том, что создание компактных и мощных источников и приемников подобных волн оказалось очень сложной задачей, над решением которой сейчас работают десятки научных коллективов по всему миру.