ИННОВАЦИИ: Взгляд внутрь
Исследователи из РХТУ им. Менделеева придумали, как точно измерять температуру какого-нибудь органа внутри человеческого тела, причем делать это непосредственно во время лечения.
Когда врач убивает опухоль методом гипертермии, т. е. нагревая ее высокочастотным излучением, примерно как в микроволновке, главное - не перегреть. Даже сотые доли излишних градусов способны повредить окружающие здоровые ткани. С другой стороны, недогретая опухоль выживет и лечение пойдет насмарку. "Мы можем измерить температуру с точностью до шести сотых долей градуса, причем сделать это непосредственно во время нагрева, когда действует СВЧ-поле, - говорит автор идеи профессор Сергей Галактионов. - Главное, применить люминофорный датчик температуры".
Ученые сумели разработать датчики для определения температур в разных диапазонах и подобрали особую смесь двух люминофоров, которая обеспечивает уникальную точность измерения температуры человеческого тела, т. е. от 20 до 50 градусов. Чтобы сделать термометр, смесь порошков люминофоров в виде пасты наносят на торец кварцевого волоконно-оптического зонда диаметром всего 3 - 4 мм. А действует этот зонд в составе электронного термометра таким образом. С одного из концов волокна к люминофорам в виде импульсов поступает сигнал от источника света - арсенид-фосфид-галлиевого светодиода. От каждого светового импульса люминофоры возбуждаются и испускают, в свою очередь, лучи, которые возвращаются по тому же зонду к его второму концу. На втором конце кварцевого волокна свечение датчика регистрирует кремниевый фотодиод. Если температура поверхности, к которой прикасается датчик, меняется, то это, в свою очередь, отражается на яркости и длительности послесвечения люминофоров и, соответственно, на величине фотоэлектронного тока. Затем сигналы поступают в мини-ЭВМ, проходят электронную обработку, и на цифровой индикатор электронного термометра выводится конкретный показатель температуры.
"Изобретенный нами датчик очень нужен и для диагностики, и для контроля лечения, - подчеркивает Сергей Галактионов. - К примеру, онкологам, гинекологам или проктологам требуется точно измерить температуру в теле человека, чтобы определить, где именно находится опасная опухоль. Злокачественное новообразование из-за воспалительного процесса нагрето примерно на полградуса выше, чем здоровые ткани. В этом случае очень нужен прибор с высокой чувствительностью. Что касается измерения температуры во время СВЧ-облучения, то здесь люминофорный датчик оказывается просто незаменим. К примеру, орган человека нужно подогреть до 40 градусов Цельсия, а обыкновенная термопара, вставленная в тело, может в этом случае нагреться до высокой температуры: она ведь сделана из металла, который проводит ток. Люминофор - диэлектрик, поле его не нагревает. К слову сказать, такие датчики можно использовать не только для лечения. В непростой ситуации оказываются и ремонтники при поиске неполадок на трансформаторных электрических станциях - там обычные термометры под действием электромагнитных полей дают неверные показания".