Сотрудники ИПФ РАН внесли значительный вклад в разработку метода оптической когерентной томографии для получения изображений внутренней структуры биотканей, являющихся сильно рассеивающими и относительно слабо поглощающими средами. Научным коллективом под руководством В. М. Геликонова и А. М. Сергеева созданы оптические томографы на одномодовых световодах для неповреждающей диагностики биотканей, в том числе эндоскопической, на глубину до 2 мм с пространственным разрешением до 10 мкм. Впервые получены оптические томограммы в поперечном сечении приповерхностных слоев внутренних органов человека в норме и патологии, включая онкологические заболевания. Разработан алгоритм восстановления параметров рассеяния биотканей по изображениям в ОКТ, позволяющий количественно описать их состояние. Получаемая информация недоступна для других методов медицинской диагностики — компьютерной томографии и ультрасонографии.

Внешний вид томографа, эндоскопический зонд и варианты разработанных зондов

В последние годы проведены разработки, позволившие повысить быстродействие и информативность метода ОКТ. На основе волоконной оптики и спектральных методов создан эндоскопический вариант оптического когерентного томографа, реализующий метод ОКТ для клинических приложений, с быстродействием 20 кадров в секунду. Создан ряд эндоскопических миниатюрных взаимозаменяемых зондов, позволяющих использовать все виды стандартного эндоскопического оборудования.
Разрабатывается метод кроссполяризационной ОКТ, основанный на формировании рабочего излучения в виде двух когерентных ортогонально поляризованных волн произвольной эллиптичности, между которыми вводится задержка, а также на интерференционном приеме обратнорассеянного света, с использованием опорных волн с исходными поляризациями в одном канале и перекрестными поляризациями во втором канале. Угловая ориентация осей биологической ткани не влияет на изображение в первом канале и влияет на изображение во втором, что позволяет выделять упорядоченные слои в ее локальных фрагментах.

3D-изображения кожи пальца, полученные in vivo спектральным методом ОКТ при быстродействии 20 кадров в секунду (20 2D-изображений в се-кунду). Слева — ракурс на полный объем, справа — демонстрация отображе-ния 3D-сечений в произвольных плоскостях		Сравнительные изображения одного участка слизистой человека в норме в двух каналах кроссполяри-зационной ОКТ

Использование принципов многоволновой широкополосной цифровой голографии позволило создать модификацию оптического когерентного томографа без внешних сканирующих систем, что дает новые возможности для совершенствования метода.
В данной области ИПФ РАН имеет достижения мирового уровня, включая разработку высокочувствительных томографов для различных областей медицины.

Ракурсы объемного изображения тестовой структуры в виде нанесенной на стекле мишени — линейки с шагом 10 мкм при экспонировании через запыленную верхнюю поверхность. Эта поверхность находится над линейкой (левый рисунок), слева от нее (в центре) и внизу (правый)