Катедра "Радиотехника".
Лабораторията е създадена в рамките наГрант на Правителството на Република Българияза държавна подкрепа на научните изследвания, провеждани под ръководството на водещи учени в български образователни институции за висше професионално образование № 11.G34.31.0066 "Биомедицински технологии, медицинска апаратура и акустична диагностика (MedLab)", водещ учен, академик на Руската академия на науките О.В. В допълнение, лабораторията провежда приложни изследвания и експериментални разработки по темата: „Тахерцов анализатор на газови смеси на базата на тунелни наноструктури за медицинска диагностика и системи за сигурност“, извършвани в рамките на Споразумението за консорциум за изпълнители на приложни изследвания и експериментални разработки по темата „Терахерцов анализатор на газови смеси на базата на тунелни наноструктури за медицинска диагностика и системи за сигурност“, изпълнявани от Клиента в съответствие с Договор за субсидия №. 14.60 7.21.0100 между Министерството на образованието и науката на България и ИРЕ им. V.A. Kotelnikov RAS.
Съвместно с Федералната държавна институция „Приволжски районен медицински център на Федералната медико-биологична агенция“ бяха проведени проучвания за възможността за неинвазивна диагностика на жизнеспособността на присадки (паренхимни органи), използвайки спектъра на промивната течност Custodiol. Изследванията са проведени с помощта на IR спектроскопия на Фурие и нестационарна спектроскопия на THz диапазон. Целта на тези работи беше да се разкрие ролята на водата в спектрите, както и да се намерят линии, които биха могли да служат като маркери за състоянието на изследвания орган. Във всички мостри на Кустодиолоткрити са примеси C2H5OH, SO2, PO2. В резултат на изследването е открита динамиката на промените в интензитетите на спектралните линии в зависимост от времето за измиване (V.L. Vaks, E.G. Domracheva, A.V. Maslennikova, E.A. Sobakinskaya; M.B. Chernyaeva. Приложение на методи и средства за нестационарна спектроскопия на субTHz и THz честотни диапазони за неинвазивна медицинска диагностика. // Оптичен журнал. 2012. V.79, № 2, стр. 9-14.).
Разработена е техника за вземане на проби от хранителни продукти за анализ на летливи органични и неорганични вещества, които могат да служат като маркери за качество. Характеристика на техниката е изотермичното нагряване на устройството за издухване на пробата, за да се намали ефекта на водната пара и да се катализира освобождаването на летливи вещества. С помощта на THz спектроскопия с висока разделителна способност бяха открити и идентифицирани летливи вещества, маркери за степента на свежест на продукта. В хода на експериментални изследвания са показани перспективите за използване на THz спектроскопия с висока разделителна способност като „електронен нос“ за анализ на качеството на храните (V.A. Anfertiev, A.F. Bashmakov, V.L. Vaks, E.G. Domracheva, E.A. Sobakinskaya, G.A. Soegova, M.B. Chernyaeva, THz спектроскопия с висока разделителна способност за анализ zing качество на храните // Journal of Radioelectronics, 2015, № 1, стр. 1-10, http://jre.cplire.ru/jre/jan15/8/text.pdf).
Сфери на дейност на лабораторията
1. Спектроскопски методи за анализ на човешкия и животинския метаболом
Разработване на компактен многочестотен спектроскопичен комплекс за определяне на съдържанието на газове-маркери на различни заболявания (включително рак) и "миризми" на биологични тъкани. Комплексът включва източници на субTHz, THz и IR излъчване на базата на твърдотелен хармоничен генератор иквантово-каскадни лазери от THz и IR диапазони и уникален приемен блок, базиран на квантови полупроводникови суперрешетки, чиято отличителна черта ще бъде неговата универсалност за откриване на лъчение в три диапазона - подTHz, THz и IR. Очаква се, че едновременното използване на въздействащо лъчение в субTHz, THz и IR диапазоните значително ще повиши чувствителността и селективността на анализа. Разработването на нови методи за измерване на ротационните и вибрационните спектри на маркерните вещества ще позволи да се изследват механизмите на адаптация на организъм, носител на тумори, в процеса на развитие на заболяването и отговор на коригиращи действия.
Разработване на неинвазивен метод за интегрална диагностика на функционалното състояние на организма, възпалителните процеси и последиците от терапевтичното и лъчево облъчване с помощта на THz-IR спектроскопия с висока разделителна способност.
2. Разработване на прецизни THz системи за биоизобразяване за неинвазивна диагностика на меланом, рак на гърдата и червата и др.
Разработване на генератор на THz радиация, базиран на фазово стабилизиран квантов каскаден лазер за използване като високо стабилен, спектрално чист, регулируем източник на радиация в система за зрение в близко поле THz.
Разработване на широкообхватен хетеродинен приемник за система за биоизображение и антени за измервания в близко поле.
Разработване на методи за диагностициране на неоплазми на тъкани и кожа, както и степента на увреждане от изгаряне.
3. Спектроскопия на ДНК и биологични молекули
4. Терапевтичен ефект на субTHz и THz радиация върху живите системи
5. Радиотехника, автоматизация на експериментите
Провеждат се съвместни изследвания:
с НИИТО
Разработване на неинвазивен метод за индуциране на функционалната активност на кръвните клетки с използване на субTHz и THz радиация с нисък интензитет в процеса на възстановяване на нарушения в хемостазата и хемореологичната система (вискозитетни свойства на цяла кръв, агрегация и деформируемост на еритроцитите, функционална активност на тромбоцитите), възникнали в отговор на стрес (на модел на термично увреждане):
1. Адаптиране за решаване на проблемите на медицинската рехабилитация на суб-терагерцови и терагерцови спектрометри, работещи на нестационарни ефекти, които нямат отрицателно въздействие върху тялото.
2. Разработване на моделна техника за въздействие върху еритроцитите и тромбоцитите с биологично значими честоти в няколко диапазона в режим на шумово излъчване, изследване на ефекта от тези ефекти върху агрегацията и деформируемостта на еритроцитите, върху морфологията (дисково-сферична трансформация) на кръвта на здрави донори и пациенти, претърпели изгаряне.
3. Проучване на възможността за влияние на различни параметри на субTHz и THz радиация върху действието на моноклоналните антитела в непокътнати и блокирани кръвни клетки, както и образуването на микровезикули и динамиката на тяхната агрегация и хемокоагулационни свойства под действието на субTHz и THz радиация.
Разработване на метод за оптимизиране на процеса на репаративна регенерация на кожни рани в процеса на медицинска рехабилитация с помощта на subTHz и THz спектрометри:
1. Търсене на определени честотни характеристики на електромагнитни стимули и техните комбинации, определяне на оптималната локализация на въздействието, което ще позволи по-точно и целенасочено регулиране на процеса на репаративна регенерация на увредената кожа.
2. Изследване на реакциите на организма (мъжки плъхове Vistar) към облъчване биологичноактивни зони с установените параметри на излъчване на субтерахерцовия и терахерцовия диапазон.
3. Апробиране на метода в клиниката в група пациенти с изгаряния на етапите на реконструктивната пластична хирургия.
с ОГЪН ги. V.A. Kotelnikov RAS
Разработване на методи за терапевтичен ефект на THz радиация с нисък интензитет върху кожата и механизми на въздействие, свързани с клетъчното дишане и клетъчната апоптоза
1. Анализ на характеристиките на абсорбцията на THz радиация с нисък интензитет от слоестата структура на кожата.
2. Изследване на ефекта на THz радиация върху човешката кожа чрез измерване на скоростта на трансепителния воден транспорт в епидермиса.
3. Разработване на методология за изследване на ефекта на THz радиация върху пероксидазната активност на цитохром с и неговия комплекс с кардиолипин, като най-важната реакция, която съпътства процеса на клетъчна апоптоза. Предварителните резултати показват, че THz радиацията помага за елиминирането на увредените клетки от тялото, ускорявайки смъртта им чрез апоптоза.