Воспитанники ЦМИТ «КУБ» (Чижиков С.В., Видякин С.И.) и их научный руководитель (Гудков А.Г.), а также руководитель ЦМИТ «КУБ» Леушин В.Ю., приняли участие в исследовании, которое посвящено разработке миниатюрного микроволнового многочастотного радиотермографа, который позволит на ранних сроках выявлять патологию любых внутренних органов человека, путем измерения температуры с высокой точностью.
Воспитанники ЦМИТ «КУБ» (Чижиков С.В., Видякин С.И.) и их научный руководитель (Гудков А.Г.), а также руководитель ЦМИТ «КУБ» Леушин В.Ю., приняли участие в исследовании, которое посвящено разработке миниатюрного микроволнового многочастотного радиотермографа, который позволит на ранних сроках выявлять патологию любых внутренних органов человека, путем измерения температуры с высокой точностью. Исследование выполнялось при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках выполнения соглашения № 19-19-00349 от 24.04.2019 «Создание методики и многоканального многочастотного СВЧ радиотермографа на основе монолитных интегральных схем для нахождения 3D распределния и динамики радиояркостной темпераутры в глубине тела человека». Участники проекта (Чижиков С.В., Видякин С.И., Горбачев Д.А.) проводят с посетителями ЦМИТ «КУБ» ознакомительные лекции по проекту. Результаты разработок были опубликованы и представлены в следующих научных журналах и научных конференциях:
- Статья «Внутриполостная термометрия в медицине» (авторы Гудков А.Г., Леушин В.Ю., Чижиков С.В. и др.) была опубликована в журнале «Медицинская техника» №3 2021 г. (стр. 52-55)
- Статья «Внутриполостная антенна для многоканального радиотермографа» (авторы: Леушин В.Ю. и др.) была опубликована в журнале «Нанотехнологии: разработка, применение - XXI век» №2 2021 (стр. 36-44)
- Доклады с результатами разработок монолитного транзисторного переключателя для медицинского многоканального многочастотного микроволнового радиотермографа были представлены на XLV АКАДЕМИЧЕСКИХ ЧТЕНИЯХ ПО КОСМОНАВТИКЕ, посвященных памяти академика С.П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства, а также на международной конференции «Saint Petersburg OPEN 2021».
Для диагностики опухолей на ранних стадиях необходимо поиск чувствительных методов и инструментов, позволяющих диагностировать опухоли минимальных размеров. Невозможность раннего обнаружения является основной причиной неудач в лечении опухолей, которые начинают метастазировать при размерах менее 15 мм. Наружную температуру тела человека измеряют обычными медицинскими термометрами или инфракрасными пирометрами и тепловизорами. Измерить температуру внутри тела такими методами нельзя, так как длина волны инфракрасного излучения не позволяет излучению проникать глубоко под кожу, а введение термодатчика под кожу приводит к нарушению естественного теплового поля. Поэтому актуальной является задача совершенствования неинвазивных методов измерения внутренних температур в теле человека, в частности, метода радиотермографии.
Для обеспечения эффективной и информативной диагностики необходимы многоканальные приборы. В ряде случаев следует располагать информацией о внутренних температурах и динамике их изменений в нескольких точках тела одновременно и на различной глубине, что существующие приборы не могут обеспечить.
Исследователями рассмотрен процесс создания и приведены результаты разработки прототипов радиотермографа, описан постепенный переход от радиометра на обычной элементной базе к гибридному исполнению с использованием МИС СВЧ. В рамках проведения исследований приведено поэтапное исследование процесса создания по объединению в радиометрическом комплексе многоканальности, многочастотности и миниатюризации. Рассмотрены вопросы повышения помехозащищенности радиотермографа за счет оптимальных конструкций антенн-аппликаторов и расширением рабочей полосы частот. Приведены теоретические и экспериментальные результаты исследования по созданию таких антенн.
Исследованы основные элементы МИС СВЧ, применяемые в радиометре: транзистор, малошумящий усилитель, переключатель и пассивные элементы. Представлены гетероструктуры HEMT транзисторов, также проведено моделирование и экспериментальные исследования его основных параметров. Сделан вывод, что использование технологии МИС СВЧ задача создания малогабаритных радиометров реальна. Определены пути создания конструкции в МИС исполнении. Применение МИС с малогабаритными помехозащищенными широкополосными антеннами позволяет в дальнейшем создавать менее громоздкие схемы многочастотных многоканальных радиометров, которые могут найти более широкое коммерческое применение.
Использование техники искусственного интеллекта (ИИ) и больших данных как на этапе проектирования МИС, так и на этапах практического использования радиометров повысит коммерческий потенциал радиометров. МР можно использовать на всех этапах процесса фармацевтических исследований и разработок, а также в качестве быстрой и экономически эффективной клинической диагностики и мониторинга эффективности терапии. Полученные данные могут использоваться для моделирования нейронных сетей при доклинических исследованиях, улучшении диагностики и мониторинга эффективности лечения. При использовании в качестве дополнительного устройства МР может повысить информативность комплексного обследования в сочетании с рентгеновской и ультразвуковой диагностикой для выявления заболеваний на ранней стадии развития. Следует отметить, что обследование с помощью МР не так дорого как МРТ. Особенно ценным является тот факт, что МР может использоваться для диагностики ранних воспалительных процессов, которые могут перейти в более серьезные заболевания.