Технологическая платформа "Инновационные лазерные, оптические и оптоэлектронные технологии - фотоника" Стратегическая программа исследований (предварительная версия) (стр. 9 )

6.  Таможенные проблемы: организация процедур вывоза демонстрационных образцов, ввоза комплектующих или техники на ремонт и прочее настолько неэффективна, что зачастую становится невозможной.

Основные цели и задачи реализации программы можно сформулировать как:

- увеличение объема производства и насыщение российского рынка медицинской техники современной лазерной аппаратурой отечественного производства;

- разработка и организация производства отечественных лазерных медицинских систем на основе результатов фундаментальных исследовательских работ по взаимодействию лазерного излучения с биотканями;

- создание новейших медицинских технологий на базе реализации новых механизмов взаимодействия лазерного излучения с биотканями и внедрение их в практику отечественного здравоохранения;

- экспорт лазерного медицинского оборудования за рубеж, причем не только на рынки развивающихся стран, но и на рынки основных потребителей такой техники (США и страны Евросоюза).

При этом новые образцы медицинского оборудования должны продаваться с уже созданными и апробированными медицинскими технологиями лечения и организованной системой обучения применению их в клинической практике.

Реально ли ставить такие цели? Ответом может служить пример развития отрасли в Китае: семь лет назад не существовало ни одного китайского хирургического лазера. Сейчас на рынке Европы и США предлагается с десяток моделей медицинских лазеров китайского производства. При этом китайские модели предлагаются через европейские и американские торговые предприятия, обеспечены сервисом и обслуживанием.

3. Основные направления развития

Наиболее актуальными и перспективными направлениями развития лазерной техники в России для применения в медицине:

Исследования механизмов взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями и, на основе полученных результатов, разработка новых методов и технологий:

- определение оптимальных режимов воздействия различного лазерного излучения на ткани разной структуры и различного состава в экспериментах in vivo;

- определения микроэлементного и молекулярного состава биологических тканей в норме и при различных заболеваниях (in vivo);

- ранней малоинвазивной диагностики заболеваний для массовых обследований;

- фотодинамической терапии злокачественных заболеваний;

- лазерной интерстициальной термотерапии и коагуляции злокачественных заболеваний;

- аблятивных методов лечения злокачественных образований с использованием лазерного излучения;

- в регенеративной медицине и тканевой инженерии (синтез биомоделей, имплантатов и матриц);

- лазерной стимуляции клеток (в том числе - стволовых)

2.  Разработка новых методов и систем, использующих лазерное оптическое излучение, для клинико-диагностических исследований и функциональной диагностики, включая высокотехнологичное оборудование для диагностики основных нозологий

- методы высокочувствительного спектрального анализа молекул-биомаркеров в выдыхаемом воздухе и неинвазивной биомедицинской диагностики на этой основе;

- спектрально-флуоресцентные диагностические установки для измерения спектров флуоресценции биологических тканей в организме при лазерном возбуждении в различных спектральных областях, для флуоресцентной диагностики раннего рака;

- масс-спектрометрического оборудования детектирования веществ со сверхмалыми концентрациями в биологических жидкостях и в воздухе, для исследований фармакокинетики, обмена медиаторов, поиска маркеров заболеваний, в целях обеспечения ранней диагностики.

- КР спектроскопия с плазмонным усилением

- оптическая когерентная томографии

- светодифузионная томография

- интерференционная микроскопия

- фото-акустическая томография

4.  Разработка новых образцов лазерной медицинской техники и технологий лечения для:

4.1.  общехирургического назначения;

4.2.  диагностики основных нозологий и онкологических заболеваний на ранней стадии с использованием лазерного излучения;

-лазерные и системы для неинвазивной диагностики заболеваний органов пищеварения, основанной на анализе изотопического состава выдыхаемого воздуха при использовании стабильных изотопов;

-лазерные системы для неинвазивной диагностики основных нозологий, основанные на высокочувствительном анализе молекул-биомаркеров в выдыхаемом воздухе;

-лазерные системы для диагностики заболеваний органов дыхания на основе высокочувствительного анализа состава выдыхаемого воздуха.

4.3.  лечения сердечно-сосудистых заболеваний:

- ТМЛР при ишемической болезни.

- варикозно расширенных вен методом ЭВЛК.

- ангиопластики.

- косметической сосудистой патологии (телеангиоэктазии, гемангиомы и т. п.).

4.4.  стоматологии:

- препарирования твердых зубных тканей;

- лечения мягких тканей полости рта;

- отбеливания зубов.

4.5.  дермато-косметологии:

-лечение шрамов и омоложение кожи;

-лазерный липолиз;

-лазерная составляющая лечения системных заболеваний (акне, псориаз и т. п.);

-лечение различных кожных заболеваний с использованием аппаратуры на основе эксиламп УФ диапазона.

4.6.  офтальмологии;

- коррекции рефракционных заболеваний.

- офтальмокоагуляторов и перфораторов.

- фемтосекундных лазерных комплексов для микрохирургии глаза.

4.7.  пункционного лечения нейрохирургической патологии.

- дерецепции.

- лечения патологии межпозвонковых дисков.

- стереотаксические методы лечения патологии мозга с использованием лазерного излучения.

4.8.  урологии:

- контактной лазерной литотрипсии;

- доброкачественной гиперплазии предстательной железы (лазерная абляция и вапоризация);

- злокачественных опухолей в онкоурологии (рак предстательной железы, мочевого пузыря, опухоли почки) с использованием эндоскопических и лапароскопических лазерных методов;

- рака предстательной железы методами интерстициальной лазерной коагуляции опухолей;

4.9.  ЛОР хирургии: коррекция формы хрящей методом лазерной термопластики.

4.10.  фтизиатрии - лечение туберкулеза

4.11.  симультанного лечения патологий в различных областях медицины.

5.  Разработка новых методов и медицинских технологий лечения:

- лазерной протонной терапии;

- первичных и метастатических опухолей печени с помощью лазерной термодеструкции;

- бор-нейтронзахватной терапии онкологических заболеваний c использованием наноразмерных материалов;

6.  Дезинфекции воды на основе аппаратуры с использованием эксиламп УФ и ВУФ диапазона.

Задачи в области информационно-коммуникационных технологий (материал подготовлен рабочей группой ТП под руководством ген. директора ОАО "Гипросвязь" )

Цели стратегической программы исследований в рассматриваемой области.

1. Получение объективной информации о возможностях, ограничениях и условиях применимости на российских сетях связи технологий нового поколения для обеспечения потребностей в росте скорости и дальности передачи информации.

2. Выбор технических решений и создание научно-технологической базы для организации производства российского оборудования для оптических сетей связи нового поколения.

Направление 1: исследование технологических решений для создания сверхвысокоскоростных систем дальней связи.

Экспериментальное и теоретическое и исследование эффективности когерентных и некогерентных методов детектирования с использованием различных алгоритмов кодирования с исправлением ошибок. Исследование причин увеличения вероятности появления ошибок в некоторых последовательностях символов и специальных методов кодирования для их исправления. Анализ предельной точности восстановления полного электрического поля, содержащего амплитудную и фазовую информацию при использовании конечной скорости обработки информации. Исследование нелинейных искажений и предельной дальности передачи информации с использованием различных форматов модуляции и различных символьных скоростей в сверхвысокоскоростных системах дальней связи.

Сравнительный анализ различных технологических решений для создания высокоскоростных (40 – 100 Гбит/с) сверхвысокоскоростных (400 Гбит/с – 1 Тбит/с) систем дальней связи, выбор оптимальных технических решений для применения на российских волоконно-оптических сетях связи, с учетом характеристик действующих и проектируемых линий связи. Прямая экспериментальная верификация перспективности рекомендуемых технических решений на макетах волоконно-оптических линий связи.

Прямое экспериментальное и теоретическое подтверждение оптимальности использования в российских системах дальней связи со скоростью 100 Гбит/с 4-битового формата PM QPSK (четырехуровневая квадратурная модуляция и поляризационное мультиплексирование) в сочетании с когерентным детектированием. Верификация возможности в таких системах связи сохранения информации о параметрах электрического поля и компенсации линейные и нелинейные искажения с использованием цифровой обработки информации – DSP (digital signal processing).

Направление 2: создание высокоскоростных систем дальней связи с большой спектральной эффективностью на основе многоуровневой квадратурной модуляции.

Разработка и создание российских систем дальней связи со скоростью 100 Гбит/с на основе 4-битового формата PM QPSK (четырехуровневая квадратурная модуляция и поляризационное мультиплексирование) в сочетании с когерентным детектированием, обеспечивающих информационную емкость 4бит/символ и спектральную плотность передачи информации 2 бит/Гц.

Прямое экспериментальное и теоретическое измерение достижимой дальности передачи информации с использованием такого формата. Прямое экспериментальное подтверждение возможности использования оборудования 100 Гбит/с на основе формата PM QPSK в действующих сетях связи на основе существующей кабельной инфраструктуры при одновременной передаче по одному волокну разнородных по скорости и форматам DWDM каналов (100 Гбит/с PM QPSK, 40 Гбит/с NRZ DPSK, 10 Гбит/с NRZ).