Об этом сообщает «КТРК» со ссылкой на SciTechDaily
Современные методы диагностики заболеваний слуха сталкиваются с ограничениями, особенно когда речь идёт о детальном изучении внутреннего уха. Одной из самых сложных для визуализации структур является улитка — спиралевидный орган, играющий ключевую роль в восприятии звуков. Новое исследование японских учёных показало, что терагерцовая (ТГц) визуализация может стать прорывом в этой области, предлагая неинвазивный и высокоточный способ сканирования сложных биологических тканей.
Используя сочетание микронной точности, лазерных технологий и алгоритмов машинного обучения, учёные смогли воссоздать объёмную 3D-модель улитки мыши, не нарушая её целостности. Это достижение открывает путь к раннему выявлению нарушений слуха, более точной диагностике и потенциальному применению в других медицинских направлениях, включая онкологию и дерматологию.
Почему улитка остаётся «тёмной зоной» медицины
Ухудшение слуха — одно из самых распространённых возрастных нарушений, которое влияет на качество жизни, способность к коммуникации и социальную активность. Основной причиной нередко становится повреждение улитки — чувствительной структуры внутреннего уха, преобразующей звуковые колебания в сигналы для мозга.
Традиционные методы визуализации, такие как МРТ или КТ, не позволяют рассмотреть мельчайшие внутренние элементы улитки из-за ограниченного разрешения. Это создаёт серьёзные препятствия в диагностике, лечении и исследовании слуховых расстройств, особенно на ранних стадиях. Новый подход на базе терагерцовой технологии помогает преодолеть эти ограничения.
Суть прорыва: как работает ТГц-визуализация
Группа учёных под руководством доцента Кадзунори Сэриты из университета Васэда использовала микронный ТГц-источник, полученный при помощи фемтосекундного лазера. Он позволил направленно излучать терагерцовые волны на улитку, размещённую на полупроводниковом основании, что обеспечило глубинное и точное сканирование структуры.
Полученные двумерные изображения были преобразованы в трёхмерные модели с помощью технологии time-of-flight — измерения времени прохождения сигнала на разных глубинах. Дополнительно применялся алгоритм k-средних, который позволил выделить структурные слои и воссоздать точную 3D-визуализацию. Такой метод даёт возможность изучать внутренние элементы органа с детализацией, ранее недоступной.
Преимущества и потенциал новой технологии
В отличие от традиционных методов, терагерцовая визуализация не требует хирургического вмешательства и не повреждает ткани. Это делает её особенно ценной для исследований, связанных с хрупкими и трудно доступными структурами, такими как улитка. Высокое разрешение и возможность проникновения на микронную глубину создают основу для более точной диагностики нарушений слуха.
Полученные изображения позволяют детально рассматривать анатомические особенности и аномалии, а также отслеживать динамику заболеваний во времени. Это открывает перспективы для использования технологии не только в отоларингологии, но и в смежных направлениях, где требуется точная диагностика на клеточном уровне.
Возможности миниатюризации и практического применения
Исследователи предполагают, что ТГц-устройства могут быть интегрированы в миниатюрные эндоскопы и отоскопы, позволяя проводить визуализацию прямо во время приёма у врача. Это сократит время от диагностики до начала лечения и повысит точность постановки диагноза.
Кроме того, технология может быть адаптирована для анализа кожных тканей и выявления онкологических изменений на ранних стадиях. В сочетании с машинным обучением, такие системы будут способны автоматически распознавать патологические изменения, что сделает их полезными инструментами для практической медицины и научных исследований.
Напомним, ранее мы писали о том, что препарат без побочных эффектов опиоидов новый путь к обезболиванию.
