​Миниатюрный томограф, разработанный в России, пригодится для исследований предметов искусства, изучения причин пожаров и доклинических испытаний лекарств. Использование оригинальных технических решений и ключевых комплектующих отечественного производства позволило принципиально снизить габариты, вес, энергопотребление и, самое главное, стоимость аппарата.

Теперь для научных и промышленных целей не нужно покупать стационарные установки — достаточно «настольного» прибора, который дает картинку такого же качества. Диагностические возможности томографов нового класса позволяют решать большинство задач, посильных лишь зарубежным крупногабаритным системам рентгеновского контроля.

Проблема в фокусе
Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали портативный томограф, который позволяет изучить структуру и строение различных предметов и мелких лабораторных животных. Создатели аппарата сообщили «Известиям», что подготовили полный комплект технических средств рентгеновской томографии «высокого» разрешения, включая специализированное программное обеспечение. Как пояснил заведующий кафедрой электронных приборов и устройств «ЛЭТИ» Николай Потрахов, в основе технологии — использование микрофокусной трубки, которая позволяет получать изображение интересующего объекта в очень хорошем качестве.

— Классическая рентгенография, когда используются большие стационарные установки, строится по принципу «сфокусировано, но не очень», так как разработчики изначально делали маленькое фокусное пятно. Там съемка ведется так, как будто пятно немножко сбито. Поэтому, чтобы получить хорошую картинку, и нужен мощный аппарат и большая доза излучения, — отметил Николай Потрахов. — А микрофокусная трубка позволяет как раз настроить резкость, как в бинокле. Поэтому мы можем снимать с меньшего расстояния, снизить мощность излучения, уменьшить габариты и вес, но получать при этом такую же качественную информацию.

В состав уникального томографа входит рентгенозащитная камера. Ее габариты — 1100×670×550 мм, а размеры приборной камеры исследования (место для размещения образцов) позволяют изучать объекты размером до 210×250×250 мм. Тогда как стационарный томограф обычно весит десятки тонн, новый аппарат не тяжелее 250 кг, что позволяет перевозить его с места на место.

Главное отличие нового прибора от медицинского томографа заключается в изменении парадигмы «источник–приемник». Обычно исследуемый объект, например человек, располагается внутри томографа, а система «источник–приемник» обращается вокруг него. В портативном томографе всё наоборот. Ученые вращают закрепленный объект, а элементы системы «источник–приемник» закреплены и неподвижны относительно друг друга.

Уникальность разработки ученых кафедры электронных приборов и устройств СПбГЭТУ «ЛЭТИ» состоит в том, что использование оригинальных технических решений и ключевых комплектующих отечественного производства позволило заметно уменьшить габариты, вес, энергопотребление и стоимость томографа. В результате дорогостоящая стационарная система рентгеновского контроля превратилась в настольный рентгенографический инструмент.

Тайна всех вещей
Специалисты ЛЭТИ также разработали специальную компьютерную программу «Рентгеновский компьютерный томограф».

— Изображение в отличие от обычной рентгеновской съемки в данном случае не формируется на пленке или на чем-то еще, а реконструируется, то есть рисуется потом, — подчеркнул Николай Потрахов. — Компьютер позволяет выудить информацию, отрисовать весь объем объекта, а потом уже под любым углом рассмотреть.

Диагностические возможности томографов нового класса позволяют решать большинство задач, до недавнего времени посильных лишь зарубежным стационарным системам рентгеновского контроля. С помощью нового прибора можно изучать самые разные объекты: изделия микро- и наноэлектроники, биологические препараты, семена растений — в общем, всё, что влезает в камеру исследования. В частности, они могут успешно использоваться для диагностики состояния костной системы и внутренних органов животных в процессе апробации новых лекарственных препаратов (в том числе для лечения онкологических заболеваний).

- Один из наших томографов сейчас работает в пожарной испытательной лаборатории, - рассказал Николай Потрахов. - Он помогает выяснить причину возгорания благодаря анализу вещей с места пожара. Другой томограф мы отдали в музей для исследования различных объектов - костей, предметов искусства.

Эта разработка способна повысить интенсивность получения научных результатов российскими учеными, так как трехмерная визуализация объектов и их внутренней структуры - один из самых трендовых и эффективных методов исследования, уверен руководитель Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Томского политехнического университета Дмитрий Седнев.

- Трехмерная рентгеновская визуализация - инструмент исследования внутренней структуры объектов. Его доступность всегда была одной из основных проблем, так как томографы, способные реконструировать исследуемый объект в высоком качестве, принадлежат к классу дорогостоящего оборудования. Этот факт делает разработку ЛЭТИ критически актуальной с точки зрения удешевления стоимости устройства, - пояснил ученый.

Исследование останков египетской мумии Та-Черу с целью реконструирования лица и выявления патогенных микроорганизмов при помощи компьютерной томографии, больница святого Бернварда, Германия, февраль 2017 года

Профессор факультета систем управления и робототехники Университета ИТМО (вуз - участник программы "5-100") Мария Марусина уверена, что ценность разработке придает и уникальное ПО.

- Нужно отметить, что специализированное программное обеспечение, обрабатывающее выходные данные самого томографа, в большинстве своем представлено зарубежными разработками. Поэтому появление собственного программного обеспечения-аналога также носит высокую ценность, - считает она.

Ученые уверены, что новый томограф поможет решить задачу оснащения современными отечественными техническими средствами рентгенодиагностики промышленных предприятий, научно-исследовательских и образовательных организаций РФ различного профиля.

Мария Недюк

Похожие новости

  • 25/05/2019

    Смартфон поможет беременным с сахарным диабетом

    ​Примерно четыре процента беременных женщин в России сталкиваются с сахарным диабетом, который проявляется только во время вынашивания малыша. В зоне риска - женщины с ожирением и генетической предрасположенностью к болезни.
    795
  • 04/12/2019

    Современная медицина применяет клеточные ядерные взрывы для борьбы с раком

    ​Ученые во всем мире ищут лекарства против рака. Но пока универсальное средство не найдено, основная задача — развитие и применение методов, которые максимально эффективно борются с заболеванием и имеют минимальные побочные эффекты.
    634
  • 25/06/2019

    Андрей Фурсенко предложил брать «решения природы» для развития технологий

    ​Эволюция природы происходит на основе механизмов, схожих с функционированием "больших данных" (big data), развитие технологий следует основывать на этих же принципах, считает доктор физико-математических наук, помощник президента РФ Андрей Фурсенко.
    362
  • 25/04/2018

    Наночастицы помогут разглядеть белки при экстремально высоких температурах

    ​Российские ученые создали многофункциональное наноустройство из диэлектрических наночастиц на металлической подложке. С его помощью можно определять температуру и состояние окружающих молекул.
    959
  • 19/04/2017

    Как настоящие: в российских регионах разрабатывают протезы для животных

    Лошади, слоны, дельфины, крокодилы, гуси, обезьяны, морские котики, собаки и кошки — кого только не лечат современные ортопеды и ветеринары. Ученые в этой сфере далеко не всегда ограничиваются инвалидными тележками на колесах, а придумывают для животных-инвалидов гораздо более сложные протезы, приспособления и импланты.
    2016
  • 04/07/2019

    Санитары связи: в России проверят безопасность 5G

    Государство стремится развеять страхи, связанные с внедрением 5G в России. Профильные ведомства, среди которых Минздрав и Минкомсвязь, намерены проанализировать влияние сетей пятого поколения на здоровье людей, говорится в протоколе межведомственного совещания.
    449
  • 09/03/2016

    Разработка российских ученых поможет адаптировать ветродизельные установки к условиям Арктики

    ​Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого придумали, как адаптировать ветродизельные установки к суровым климатическим условиям российского Севера. Первая подобная установка, вырабатывающая "зеленую" энергию, уже смонтирована в Ненецком автономном округе в поселке Амдерма, сообщили в СПбПУ.
    1362
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    2962
  • 15/02/2019

    В Томске за состоянием пациентов с кардиостимуляторами будут следить удаленно

    Впервые в НИИ кардиологии Томского НИМЦ за состоянием пациентов с имплантированными кардиологическими устройствами Medtronic будут следить удаленно. В кардиологическом диспансере установлена система удаленного мониторинга пациентов — CareLink Express, не имеющая аналогов в Томской области.
    864
  • 29/07/2019

    Академический союз

    ​В конце мая этого года в Петрозаводск съехались больше 30 наиболее авторитетных ученых России и Беларуси. Российскую академию наук представляли президент РАН А.М. Сергеев, вице-президенты РАН В.П. Чехонин и И.
    819