Свет сквозь кожу видит хрупкость костей экспресс
Палец освещают лучом лазера, и часть света возвращается обратно, побывав внутри. Так работает рамановская спектроскопия: молекулы кости и кожи по-разному меняют цвет отражённого луча, оставляя в нём свой химический почерк. Но кожа, мышцы и жир сильно мешают — их сигнал заглушает костный, как шум толпы перекрывает голос одного певца.
Чтобы расслышать этот голос, свет ловили не в точке входа, а на расстоянии 3 и 6 миллиметров от неё. Луч, прошедший в сторону, глубже ныряет в ткани и чаще сталкивается именно с костью. Затем в дело вступила обучаемая программа: ей показали тысячи пар — сигнал сквозь кожу и чистый сигнал от той же кости, уже обнажённой. Программа научилась вычитать помехи и восстанавливать костный спектр.
Проверка на образцах от умерших доноров показала: предсказанный костный сигнал различает здоровых, людей с остеопенией (умеренным снижением плотности) и с остеопорозом. Четыре показателя, вычисленные из спектра, дали статистически значимые отличия между группами. Более того, предсказания коррелировали с результатами стандартного денситометрического обследования (r = 0.73), приближаясь к точности прямых измерений на обнажённой кости (r = 0.9).
Первые опыты на двух живых добровольцах подтвердили: сквозь кожу видны те же костные особенности, что и в лабораторных образцах. Лазерный луч, прошедший сквозь палец, может стать простым и безопасным способом проверять прочность скелета — без рентгена и громоздких аппаратов.
Рамановская спектроскопия названа в честь индийского физика Чандрасекхара Венката Рамана, который открыл эффект изменения цвета света при рассеянии в 1928 году и получил за это Нобелевскую премию.
В сериале «Звёздный путь» медицинский трикодер сканирует пациента без контакта и сразу выдаёт диагноз — лазерный анализ костей через кожу делает первый шаг к такому устройству.