Doktorantūra

Atgal

Artimojo lauko ir poliarizacijai jautri spektrinė THz vaizdinimo technologija medicinos reikmėms

Terahercinis (THz) vaizdinimas yra laikomas vienu iš patogiausių instrumentų daugelyje taikymo sričių pradedant saugumo sistemomis [M. Kato, S. R. Tripathi, K. Murate, K. Imayama, and K. Kawase, Opt. Express 24, 6425 (2016), U. Puc, A. Abina, M. Rutar, A. Zidanšek, A. Jeglič, and G. Valušis, Appl. Opt. 54, 4495 (2015)], maisto kontrole [A. A. Gowen, C. O’sullivan, and C. P. O’Donnell, Trends Food Sci. Technol. 25, 40 (2012)], pakuočių tikrinimais [L. Minkevičius, V. Tamošiunas, I. Kašalynas, D. Seliuta, G. Valušis, A. Lisauskas, S. Boppel, H. G. Roskos, and K. Köhler, Appl. Phys. Lett. 99, 131101 (2011)], baigiant biomedicininės diagnostikos reikmėmis [I.Kašalynas, R.Venckevičius, L.Minkevičius, A.Sešek, F.Wahaia, V. Tamošiūnas, B. Voisiat, D. Seliuta, G. Valušis, A. Švigelj, and J. Trontelj, Sensors 16, 432 (2016); B. C. Ų. Truong, A. J. Fitzgerald, S. Fan, and V. P. Wallace, Biomed. Opt. Express 9, 1334 (2018)].

THz spinduliuotė yra stipriai absorbuojama vandens, todėl ji gali tarnauti kaip itin jautri metodika mažiems vandens pokyčiams matuoti. Medicinoje tai gali būti vienu iš būdų, pavyzdžiui, labai ankstyvos fazės odos vėžiui nustatyti. Tačiau paprastai to diagnostikai neužtenka – papildomai pageidaujama žinoti ir galimus struktūrinius pokyčius bei gebėti juos atskirti nuo vandens absorbcijos poveikio.

Šios disertacijos tikslas yra trejopas:
  • Sukurti spektroskopinę, poliarizacijai jautrią THz vaizdinimo sistemą medicinos reikmėms: tiesiškai poliarizuota THz spinduliuotė naudojama apšviesti objektui gali būti naudojama vaizdui užrašyti statmena poliarizacijos kryptimi – taip atsirastų metodas leidžiantis atskirti struktūrinius medžiagos pokyčius nuo vandens absorpcijos sukeltų efektų.
  • Sukurti poliarizacijai jautrią artimojo lauko THz vaizdinimo sistemą medicinos reikmėms naudojant metamedžiagas.
  • Pademonstruoti tokios vaizdinimo sistemos privalumus tyrinėjant odos vėžį ir melanomų sukeltus reiškinius. Palyginti jos parametrus su įprastinių THz vaizdinimo sistemų parametrais.
Optoelektronikos skyrius turi visą reikalingą įrangą ir matavimo metodikas disertacijoje iškeltiems uždaviniams pasiekti.

Čia veikia du Furje spektrometrai, koherentinės THz spectroskopijos su laikine skyra stendas, nuostovios veikos spektroskopinė THz vaizdinimo technologija, naudojanti elektroninius spinduliuotės šaltinius subTHz dažniuose, ir optiškai kaupinamą THz lazerį dažnių ruože nuo 0.87 THz iki to 5.6 THz. Yra sukurti didelės skaitmeninės apertūros silicio difrakcinės optikos komponentai THz dažnių ruožui, daug dirbama su metamedžiagomis šiai dažnių sričiai – ši įranga buvo intensyviai naudojama medicininiams tyrimams jau anksčiau.

Planuojama bendradarbiauti su Nacionaliniu vėžio institutu ir Valstybiniu patologijos centru Vilniuje.

Visiškai neseniai buvo išsiųsta projekto paraiška „ Nanoparticle-enabled Endoscopic Terahertz Molecular Imaging for the diagnosis of early gastro-intestinal neoplasia“ į EuroNanoMed 3 programą. Tai bendras darbas kartu su kolegomis iš Rumunijos ir Ispanijos.
 
Dėl detalesnės informacijos susisiekite su temos vadovu G. Valušiu.