Радиофизики Томского государственного университета разрабатывают устройство, которое будет выявлять рак молочной железы на ранних стадиях с помощью радиоволн. Прибор представляет собой полусферу из тонкого пластика с набором датчиков. Первые эксперименты показали, что устройство способно выявлять неоднородности с помощью анализа диэлектрической проницаемости.
Диэлектрическая проницаемость – это величина, характеризующая диэлектрические свойства среды – ее реакцию на электрическое поле.
«Сейчас наиболее распространенный метод диагностики внутренних органов человека – это рентгеновская томография, но он работает для поиска уплотнений тканей. Однако часто плотность тканей не характеризует возникновение опухоли и это затрудняет диагностику. Более точный параметр – диэлектрическая проницаемость среды. Она в основном определяется содержанием влаги, чем массы. Изменение концентрации воды отражается при возникновении разного рода заболеваний при ранней диагностике. Таким образом, анализ и диагностику патологий можно проводить с помощью радиоволн», - рассказал профессор радиофизического факультета ТГУ Владимир Якубов.
Ученые провели несколько предварительных исследований, выявляя инородные предметы в застывшем свином жире, используя его в качестве упрощенной модели грудной железы женщины. В результате были разработаны методы фокусировки излучения, которые дают изображения скрытых неоднородностей внутри ткани. Используя этот метод, радиофизики планируют создать систему для ранней диагностики рака молочной железы.
Источник: Томский государственный университет
Вокруг источника радиоизлучения образуются три зоны: ближняя, дальняя и зона перехода от ближней к дальней зоне, которая называется казуальной поверхностью. Как правило, для создания систем связи и радиолокации ученые используют дальнюю зону. А ближнюю зону всегда стараются уменьшить для повышения эффективности источника излучения. Однако радиофизики ТГУ считают, что для неинвазивной диагностики заболеваний ключевой является именно ближняя зона.
Профессор Владимир Якубов. Источник: Томский государственный университет
«В средах с большим поглощением - земля, вода - электромагнитная волна затухает очень быстро. Как правило, радиоволны, попадая на человека, экспоненциально, то есть очень быстро поглощаются в первых же миллиметрах кожи и не проходят внутрь человека. Здесь возникает, так называемый, скин-слой, который и препятствует радиоволнам. Речь идет о волнах, используемых телевидении и в смартфонах.
С точки зрения безопасности человека это хорошо, организм достаточно защищен. Другое дело, когда мы осуществляем диагностику внутренних органов человека. Здесь проникновение электромагнитного поля внутрь человека просто необходимо. Но как это сделать? Нами установлено, что поле в ближней зоне не имеет экспоненциального ослабления, а значит, оно может хорошо проникать внутрь человека. Достаточно лишь расширить границу ближней зоны – каузальную поверхность, например, путем уменьшения используемой частоты. Варьируя эту границу, можно увеличивать или уменьшать проникновение радиоволн в тело человека, чтобы проводить его диагностику», - отметил Владимир Якубов.
Исследование ведется на базе радиофизического факультета и Сибирского физико-технического института. Проект поддержан фондом им. Д.И. Менделеева и грантом РНФ. Свои исследования радиофизики уже представили в ряде статей, например, «Wave Diagnostics and Forcing» в «Russian Physics Journal».
