Университет Вашингтона в Сент-Луисе (Washington University in St. Louis) получил грант в размере до 20 миллионов долларов от Управления перспективных исследовательских проектов в области здравоохранения (ARPA-H) на разработку портативного устройства, призванного изменить подход к выявлению офтальмологических заболеваний.
Инициатива, которую возглавляет профессор биомедицинской инженерии Инженерной школы Маккелви (McKelvey School of Engineering) Чао Чжоу (Chao Zhou), направлена на использование инновационных технологий для совершенствования систем оптической когерентной томографии (ОКТ), необходимых для получения изображений глаза высокого разрешения.
Предложенная профессором Чжоу разработка портативной ОКТ-системы, реализуемой с помощью фотонных интегральных схем (PIC) и специализированных электронных интегральных схем, призвана сделать передовой скрининг глаз более доступным. Потенциальная сфера применения проекта выходит за рамки офтальмологии — технология может найти применение в кардиологии, дерматологии, стоматологии, эндоскопии и урологии.
Традиционные ОКТ-системы, хотя и эффективны, обладают недостатками: высокая стоимость, сложность, громоздкость и трудоемкость сборки. Предлагаемое устройство призвано обойти эти ограничения, предлагая легкую, экономически эффективную альтернативу, способную получать 3D-сканы сетчатки высокого разрешения за считанные секунды.
«Интеграция фотонных и электронных интегральных схем упрощает процесс сборки и снижает производственные затраты, делая ОКТ более доступной для более широкого круга медицинских учреждений и пациентов», — подчеркнул руководитель проекта.
Команда Чжоу разработала технику пространственно-разделенного мультиплексирования оптической когерентной томографии (SDM-OCT), обеспечивающую беспрецедентную скорость и точность визуализации. Однако сложность сборки препятствовала широкому внедрению. Благодаря финансированию ARPA-H команда намерена использовать достижения в области полупроводниковых процессов для оптимизации производства и снижения затрат.
Дорожная карта проекта предусматривает создание полностью интегрированных фотонно-интегральных чип (PIC)-ОКТ прототипов, предназначенных для офтальмологической визуализации. Используя передовые технологии, предлагаемая система, по замыслу разработчиков, должна превзойти существующие коммерческие ОКТ-системы при одновременном значительном снижении затрат.
«Предлагаемая система более чем в 50 раз быстрее существующих современных коммерческих ОКТ-систем при значительно меньшей стоимости», — утверждают исследователи.
Несмотря на серьезные проблемы, Чао Чжоу и его сотрудники продолжают стремиться к внедрению инноваций. Имея детальный план, охватывающий восемь ключевых направлений, команда готова открыть новую эру персонализированного здравоохранения, где передовые технологии визуализации призваны произвести революцию в диагностике и лечении заболеваний.