Радиоволны помогут ученым создать 3D-модели внутренних органов

Известно, что высокочастотные радиоволны не проходят сквозь кожу, а излучение, проникая в организм, очень быстро ослабевает и не доходит до глубоких участков. Поэтому с его помощью не удается исследовать внутренние органы человека или искать патологии и онкологические новообразования.

«Но мы увидели любопытное явление, которое относится к так называемому скин-слою — это эффект, когда волны, распространяясь внутри поглощающей среды, быстро ослабевают. Полученные нами результаты показывают, что скин-слой образуется не сразу, а на некотором расстоянии от источника излучения — на границе ближней зоны», — рассказывает профессор ТГУ Владимир Якубов.

Вообще радиоизлучение делится на несколько частей: ближняя к источнику зона, зона дифракции Френеля и зона дифракции Фраунгофера. Как правило, ученые исследуют последнюю, это необходимо для создания антенн, работающих на большие расстояния. По словам Владимира Якубова, ближняя зона мало кого интересовала, ее обычно стараются уменьшить, так как она не приносит пользы с точки зрения связи и радиолокации.

Радиофизики ТГУ считают, что для создания прибора неинвазивной диагностики ключевой является именно ближняя зона. В поглощающей среде, такой как человеческий организм, волна начинает распространяться после скин-слоя. Можно наблюдать повышение температуры на нужном участке и анализировать отраженное излучение.

«Регулируя размер ближней зоны, мы планируем сначала довести скин-слой до границы кровеносных сосудов — это 0,5—1 см, а затем и до возможных опухолей — это десятки сантиметров. Уже через год мы планируем получить первые результаты. Мы выберем разные частоты излучения, чтобы контролировать границы ближней зоны, а затем создадим прибор, работающий с ними. Таким образом, через отраженные от органа или опухоли волны мы будем получать информацию внутреннем состоянии человека и сможем обнаружить заболевания на ранней стадии», — отмечает Владимир Якубов.

Для медицинских целей прибор можно будет применять достаточно часто, поскольку, в отличие от рентгеновского излучения, радиоволны безопасны для человека и не имеют вредных последствий. Помимо неинвазивной диагностики, возможно его использование для лечения, например, для воздействия на определенный орган. Также он может быть полезен при геолокации — в геологии, археологии, экологии.

Исследование ведется на базе радиофизического факультета и Сибирского физико-технического института. Проект поддержан фондом им. Д.И. Менделеева.