Кафедра Биомедицинские технические системы

Научно-практическая конференция «Фотоника в медицине и науках о жизни»

30 марта в рамках 16-й международной специализированной выставки лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики-2022», проходившей в Экспоцентре, состоялась научно-практическая конференция «Фотоника в медицине и науках о жизни», организованная одноименной рабочей группой техплатформы «Фотоника» под руководством заведующего кафедрой БМТ-1 А.В. Самородова.

Участниками конференции стали специалисты по разработке оптической и лазерной медицинской техники из Москвы и Санкт-Петербурга, а также посетители выставки «Фотоника» – в общей сложности более 50 человек.

На конференции прозвучали 7 докладов.

1. «Биофотоника: тренды и вызовы» – А.В. Самородов, МГТУ им. Н.Э. Баумана. В докладе были рассмотрены современные направления исследований в рамках биофотоники, отмечены основные особенности и тренды данного направления, среди которых – работа с живыми объектами, совместное использование нескольких источников данных, миниатюризация сенсоров, смещение акцента исследований на внутриклеточный уровень, переход на нано-масштаб, широкое использование методов глубокого обучения, высокая наукоемкость изделий. В докладе была дана характеристика рынка биофотоники, отмечены ключевые тренды рынка и факторы его роста, взаимосвязь с другими областями, в частности, с рынком телемедицины. В заключении были отмечены новые вызовы, стоящие перед отечественными разработчиками и участниками рынка биофотоники, безальтернативность пути развития широкой кооперации.
2. «Диагностические медицинские приборы фотоники: путь от разработки к производству - путь в никуда?» – Д.А. Рогаткин, МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского. В докладе охарактеризованы области применения лазеров и изделий фотоники в медицинской диагностике и представлен обзор наиболее значимых российских разработок для пульсоксиметрии, фотодинамической терапии и флуоресцентной диагностики, оптической когерентной томографии, церебральной оксиметрии, оптико-акустической микроскопии и ангиографии, просветной оптической диффузионной томографии, оптической верификации типа тканей и других; подробно рассмотрены проблемы исследований функционального состояния сосудов, в том числе на уровне системы микроциркуляции, и представлены результаты исследований и разработок в данной области. В заключении отмечено, что российские диагностические технологии фотоники – перспективны для медицины, а многие разработки не уступают зарубежным аналогам или даже опережают их. При этом существуют определенные сложности с цепочкой проектов полного цикла – от НИР до клиники, с наличием крупных серийных производств в области медтехники, с внедрением в лечебно-диагностический процесс.
3. «Лазерные аппараты для хирургии и силовой терапии: достижения и перспективы» – В.П. Минаев, НТО «ИРЭ-Полюс». В докладе приведен обстоятельный обзор состояния работ в указанной области за последние 10 лет. Рассмотрены теоретические основы медицинского применения аппаратов на основе волоконных лазеров, приведена сравнительная характеристика существующих аппаратов с длинами волн 1,9 – 2 мкм, рассмотрены применения аппаратов с длиной волны 1,94 мкм, такие как лазерная остеоперфорация, эндовазальная лазерная коагуляция вен нижних конечностей, лечение диабетической стопы и другие, а также – для аппаратов с данной длиной волны высокой мощности – трансуретральные операции, разные варианты литотрипсии. Рассмотрены характеристики аппаратов с длиной волы 0,45 мкм, 0,53-0,66 мкм, 0,97 мкм, 3 мкм, 6 мкм и других, а также их области применения. Отмечены высокие результаты применения фотоодинамической терапии для борьбы с Сovid-19. В заключении отмечено, что приведенные примеры не исчерпывают всех достижений в области использования лазерного излучения в медицине, но убедительно показывают, что прогресс в области лазерных медицинских аппаратов и технологий на их основе продолжается. В России существуют идеальные условия для внедрения лазерных технологий: наличие центров, ведущих разработку новых медицинских лазерных технологий, использующих аппараты в лечебной практике и аккредитованных для подготовки врачей, просто решается проблема послегарантийного обслуживания и расходных материалов (сменных рабочих световодов). При этом необходимо широкое привлечение экспертов в области лазерной медицины при решении вопросов отбора проектов для финансовой поддержки.
4. «Результаты исследований СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в области медицинской фотоники» – Н.Н. Потрахов, СПбГЭТУ «ЛЭТИ». В докладе представлен ряд проектов СПбГЭТУ «ЛЭТИ», среди которых «Автономная СВЧ-резонансная измерительная система для неинвазивного мониторинга медико-биологических параметров человека», «Фотодинамическая терапия», «Транслюминисцентная диагностика кариеса». Показан процесс разработки – от постановки задачи и поисковых исследований до изготовления действующих экспериментальных образцов и их испытаний. Подробно рассмотрен разработанный в рамках первого из указанных проектов неинвазивный глюкометр и результаты его испытаний, открывающие широкие перспективы его практического применения.
5. «Метрологическое обеспечение фотометрии и спектрометрии биопроб» – М.М. Чугунова, Н.Ю. Грязских (докладчик), ФГУП «ВНИИОФИ». В докладе представлены методы и эталонные средства обеспечения прослеживаемости результатов измерения в биопробах. Охарактеризована прослеживаемость измерений оптической плотности, приведены разработанные меры оптической плотности в лабораторной медицине и их метрологические характеристики, применяемые для обеспечения прослеживаемости измерений при иммуноферментном, коагулометрическом, биохимическом анализах. Представлены средства обеспечения прослеживаемости измерений люминесценции биопроб, стандартные образцы биопроб, а также референтные методики измерений в биопробах на основе фотометрии. Рассмотрен вопрос определения концентрации белков методом иммунотурбидиметрии/иммунонефелометрии и метрологические характеристики Государственной первичной референтной методики измерений массовой концентрации иммуноглобулина G в сыворотке крови.
6. «Оценка степени абляционного лазерного воздействия на живые ткани in vivo при катетерном введении» – Терешенкова О.А., Тимофеев В.А., Ким А.А. (докладчик), АО «Лазерные системы». В докладе рассмотрены теоретические основы и экспериментальные результаты по абляционному воздействию лазерного излучения, отмечено, что не существует надежного метода оценки степени данного воздействия in vivo. Представлены экспериментальные результаты по исследованию зависимости спектров обратного рассеяния от параметров воздействия лазерным излучением и сделан вывод о том, что представленный метод спектральной real-time оценки может использоваться для контроля динамики абляционного лазерного воздействия, в т.ч. при катетерном введении.
7. «Лазерная система среднего ИК диапазона для задач медицинской диагностики и хирургии» – М.К. Тарабрин, МГТУ им. Н.Э. Баумана. В докладе рассмотрены механизмы взаимодействия лазерного излучения с биотканями, описано 4-е окно прозрачности биотканей (2,10 - 2,35 мкм). Представлены результаты создания лазеров на халькогенидах для диапазонов 2,1 – 2,3 мкм и 2,8 – 3,1 мкм. Приведены результаты исследований по оптоакустической визуализации и диффузной спектроскопии в диапазоне 2,1 – 2,3 мкм и пути использования лазера для диапазона 2,8 – 3,1 мкм в хирургии, отмечена целесообразность и возможность разработки на его основе лазерной хирургической системы с обратной связью.

Все заслушанные доклады вызвали живой интерес присутствующих, а в рамках задаваемых вопросов и ответов докладчиков происходил полезный обмен мнениями.