Photonics- polje nauke i tehnologije povezano sa upotrebom svetlosnog zračenja (ili toka fotona) u sistemima koji generišu, pojačavaju, moduliraju, šire i detektuju optičke signale.
Optoinformatika- oblast fotonike koja se pojavila i dominirala posljednjih godina, u kojoj se stvaraju nove tehnologije za prijenos, prijem, obradu, pohranjivanje i prikazivanje informacija na bazi fotona.
Fotonika i optoinformatika je industrija visoke tehnologije koja se brzo razvija, čiji godišnji prihod od prodaje uređaja i sistema iznosi desetine triliona rubalja u svijetu.
Egor Litvinov, student
Fotonika je za mene umjetnost kontrole svjetlosti, umjetnost korištenja svjetlosti za dobrobit čovjeka. Kao i svaka umjetnost, fotonika ima mnogo slika, ideja i interpretacija i svaka osoba to vidi na svoj način. Vježbanje ove vrste umjetnosti daje vam niz alata među kojima možete odabrati one koje vam trebaju, naučiti kako ih savršeno koristiti i primijeniti ih da dobijete fotoniku onako kako je vidite. Ovladavanje ovom umjetnošću može donijeti inspiraciju i samo zadovoljstvo. A u nastojanju da dobijete nešto novo, rizikujete da budete potpuno zarobljeni.
Tatjana Vovk, student
Studiram na obrazovnom programu “Fizika i tehnologija nanostruktura” i logično bi bilo pretpostaviti da je moje područje znanja i interesovanja upravo nanofotonika, nauka o interakciji svjetlosti sa raznim nanostrukturama i česticama. To je tačno: kao naučni rad bavim se istraživanjem optičkog hlađenja nanokristala. Međutim, na trećoj godini, nastavnik naše grupe iz kvantne mehanike, Jurij Vladimirovič Roždestvenski (ujedno i moj mentor), analizirao je klasični problem stanja elektrona u gravitacionom polju Zemlje. Predložio je da najaktivniji studenti razmotre ovaj problem ne u blizini Zemlje, već u blizini neutronske zvijezde sa snažnim gravitacijskim poljem. Bilo je vrlo uzbudljivo otkriti da se ovaj problem može iskoristiti za objašnjenje radio-emisije neutronskih zvijezda, o čemu astrofizičari još uvijek nemaju konsenzus. Kao rezultat toga, moj kolega iz razreda i ja i naši supervizori objavili smo studiju u visoko ocijenjenom stranom časopisu - The Astrophysical Journal! Ovakvo priznanje naučne zajednice je veoma dragocjeno, jer se niko od nas ranije nije bavio astrofizikom. Bilo nam je vrlo interesantno razvijati i dobiti rezultate u potpuno drugoj oblasti fizike - „Fizika nanostruktura“ ima sve što je potrebno za to. Naši lideri i nastavnici uvijek pozdravljaju inicijativu i rado „pokreću proces“ naučnog stvaralaštva. Uz dužnu upornost, to ponekad vodi do iznenađujućih rezultata!
Maksim Masjukov, student
Imajući široke poglede, bilo mi je prilično teško da odaberem svoju buduću profesiju. Uglavnom, zanimale su me tri discipline: informatika, fizika, matematika i bilo mi je važno da ove tri discipline budu dominantne u procesu učenja. Dok sam učestvovao na olimpijadi za školarce, čuo sam za Fakultet za fotoniku i optoinformatiku Univerziteta ITMO. Nakon proučavanja sajta i trening disciplina, shvatio sam da je to ono što mi treba. Fotonika je jedna od najmlađih i najbrže rastućih grana nauke. Gorući željom da doprinesem naučnom napretku, upisao sam ovaj fakultet i bio zadovoljan. Od 2. godine bavim se naučnim radom koji obuhvata proučavanje novijih stranih članaka iz ove naučne oblasti, programiranje, matematičke proračune i kompjutersko modeliranje. Raznovrsno znanje garantuje uspeh u vašoj budućoj karijeri.
Vladimir Borisov, apsolvent
Photonics, ako želite, je optika 21. veka. Zašto to ne nastavite zvati optika? Činjenica je da je u proteklih 50-60 godina nauka koja proučava fiziku svjetlosti toliko napredovala da se teško može porediti sa općeprihvaćenom optikom. Postoje nelinearni efekti, ultra-visoke gustine snage i ultra-kratki impulsi. Naravno, postoje različiti kvantni efekti i njihove primjene. Ukratko, vrhunac optičke nauke. A kako takva nauka više ne liči na staru optiku, za nju je pronađena nova riječ - "fotonika".
Fotonika je u velikoj mjeri primijenjena nauka. Prije fotonike, niko nije mogao zamisliti koliko bi svjetlost mogla biti korisna u našim životima. Sada se krećemo ka sve više i više novih tehnologija koje koriste svjetlost. Već znamo kako prenositi informacije na velike udaljenosti brzinom svjetlosti. A uskoro ćemo naučiti da ga šifriramo kako nas niko ne bi mogao "prečuti". Idemo ka liječenju raznih teških bolesti uz pomoć svjetlosnih tehnologija. Danas, tokom složenih operacija, hirurzi koriste laserske skalpele kako bi napravili najpreciznije rezove. Zamislite da će nam napredak fotonike uskoro omogućiti da uopće izbjegnemo rezove kako bismo uklonili tumor ili zakrpili arteriju. Zahvaljujući fotonici, istraživanje dubokog svemira za nas nije tako nedostižan cilj. A ako se naučnici, uključujući i one na našem fakultetu, jako trude, onda će nam fotonika uskoro dati pravi šešir nevidljivosti i, možda, svjetlosni mač. I, naravno, ne treba zaboraviti na kvantni kompjuter - jedan od vrhunaca moderne nauke, čije je postizanje nemoguće bez fotonike.
Ukratko, fotonika je sada na čelu moderne nauke. Kombinira priliku da istražite neistražena pitanja, kao i da svoje znanje primijenite za dobrobit društva. Možda je ovo oblast fizike u kojoj radoznali student može maksimizirati svoj potencijal, realizujući svoj najbolji potencijal kao naučnik.
dr Yaroslav Grachev, asistent, diplomac fakulteta
Fotonika se trenutno naziva optika u svom modernom aspektu. Fakultet se bavi razvojem aktuelnih trendova u optici koristeći savremene informacione tehnologije, a to su:
- i rad sa laserskim impulsnim zračenjem visoke energije i ultra kratkog trajanja;
- i obrnuto, upotreba niskoenergetskog zračenja u terahercnom opsegu elektromagnetnih talasa za beskontaktnu, nedestruktivnu dijagnostiku i vizualizaciju objekata sa prepoznavanjem supstanci;
- i holografiju, uključujući vizuelnu holografiju i kreiranje i obradu trodimenzionalnih digitalnih kopija objekta u realnom vremenu.
Za mene je rad u ovoj oblasti nauke postao odlična prilika za sticanje praktičnih veština u dizajnu i eksperimentalnim aktivnostima. A osoba sa praktičnim vještinama i znanjem uvijek je tražena.
dr Olga Smoljanskaja, šef laboratorije za femtomedicinu Međunarodnog instituta za fotoniku i optoinformatiku
Termin "fotonika" je prvi put upotrijebljen 1970. godine na 9. međunarodnom kongresu brze fotografije u SAD-u, Denver. I u prvoj fazi, "fotonika" je shvaćena kao oblast nauke koja proučava optičke sisteme u kojima su fotoni nosioci informacija. U vezi sa razvojem laserskih tehnologija i pronalaskom laserskih dioda i optičkih komunikacionih sistema, koncept "fotonike" uključivao je optičke telekomunikacije. Danas je “fotonika”: optički i kvantni komunikacioni sistemi, prenos, snimanje i skladištenje informacija; medicinska dijagnostika i terapija (biofotonika); razvoj i proizvodnja lasera; biološke i hemijske studije različitih objekata; monitoring okoliša; dizajn rasvjete itd.
Biofotonika je povezana sa fotobiologijom i medicinskom fizikom. Stoga se, s jedne strane, biofotonika bavi dijagnostikom i proučavanjem bioloških molekula, ćelija i tkiva. S druge strane, koristi svjetlo da utječe na biološka tkiva, na primjer u hirurgiji i terapiji. Biofotonika proučava različite aspekte interakcije bioloških objekata i fotona. Stoga je područje primjene biofotonike, prije svega, zdravlje ljudi. Specijalisti iz oblasti biofotonike se bave i kreiranjem izvora svetlosti za medicinske svrhe, detektora, sistema za snimanje i matematičke obrade optičkih signala.
Marija Žukova, postdiplomac
Fotonika je nauka o svjetlosti, tehnologijama njenog stvaranja, transformacije, primjene i detekcije. Svetlost je oduvek igrala važnu ulogu u ljudskom životu - razmislite o tome, zahvaljujući njoj se krećemo prostorom i vidimo jedni druge. Prvo su ljudi naučili da stvaraju veštačke izvore svetlosti kako bi osigurali ugodan život, a sada imamo ogroman broj visokotehnoloških uređaja koji se koriste u brojnim i raznovrsnim oblastima tehnologije.
Fotonika uključuje upotrebu lasera, optike, kristala, optičkih vlakana, elektro-optičkih, akusto-optičkih uređaja, kamera i složenih integrisanih sistema. Photonics danas je istovremeno i naučno istraživanje i stvarni razvoj u oblastima: medicine, alternativne energije, brzog računarstva, stvaranja računara visokih performansi, novih materijala, telekomunikacija, monitoringa životne sredine, bezbednosti, vazduhoplovne industrije, vremenskih standarda, umetnosti, štampanja , prototipa i gotovo svega što nas okružuje.
Danas, u Rusiji, kao i u cijelom svijetu, sve više kompanija i velikih proizvodnih preduzeća počinje stvarati i koristiti nove tehnologije vezane za fotoniku. F otonika otvara široke mogućnosti i perspektive za razvoj kako u naučno-naučnom okruženju, tako iu oblasti realnog razvoja. Ova oblast znanja će se nesumnjivo razvijati iz godine u godinu!
Fotonski kompjuter, Wi-Fi od sijalice, nevidljivi materijali, borbeni laseri i ultraosetljivi senzori... Sve su to plodovi iste nauke - fotonike. O tome zašto je svjetlost danas postala predmet proučavanja gotovo polovine fizičara širom svijeta, u našem novom materijalu
Foto: GiroScience / Alamy / DIOMEDIA
Miš u komori je osvijetljen paklenim zelenim svjetlom: laseru je potrebno nekoliko sekundi da prodre duboko u tijelo i skenira ga do najsitnijih detalja. Na ekranu se pojavljuje slika zamršenog spleta krvnih sudova - do najsitnije, desetine milimetra veličine. Ovo je optoakustični mikroskop - jedinstven i do sada jedini uređaj u Rusiji. On pretvara optički signal u akustični i omogućava ne samo da se "vide" krvne žile sve do mikrokapilara, već i da se detektuju najsitnije čestice u krvi - na primjer, pojedinačne ćelije raka.
A ako povećate intenzitet zračenja, ćelija će jednostavno puknuti od pregrijavanja i razletjeti se. Da li razumiješ? - kaže profesor Ildar Gabitov: „Neželjene biološke objekte možemo ukloniti direktno unutar tijela bez hirurške intervencije i bez utjecaja na cijelo tijelo. Ove mogućnosti simultane dijagnoze i terapije karakteristične su za novi pravac medicine - teranostiku.
Nalazimo se u Centru za fotoniku i kvantne materijale Instituta za nauku i tehnologiju Skolkovo u biofizičkoj laboratoriji. Dok naučnici usavršavaju svoje vještine na uzorcima tkiva. Ali u bliskoj budućnosti, Skoltech će imati punopravni istraživački vivarijum.
Zanimljivo je da je ideja o kombinovanju dijagnostičkih i terapijskih tehnologija potekla od nobelovca, jednog od autora američke atomske bombe, Richarda Feynmana. Predvidio je stvaranje autonomnih instrumenata koji bi mogli izvoditi hirurške operacije direktno na ljudskom tijelu. Feynman je napisao: "...Bilo bi zanimljivo kada biste mogli da progutate hirurga. Mehaničkog hirurga biste ubacili u krvne sudove, a on bi otišao do srca i tamo 'ogledao'...". Možda će sve ovo postati stvarnost u narednoj deceniji. Da bismo to učinili, moramo razumjeti kako fotoni stupaju u interakciju s materijom na nanoskali i razviti metode za kontrolu svjetlosti.
Kompjuter napravljen od svetlosti
Svetlost je osnova svega", dodaje profesor Gabitov na putu do druge laboratorije. "Bez svetlosti ne bi bilo ničega: život ne bi mogao nastati na Zemlji." Ne bi bilo moderne medicine, moderne industrije, a ne bi postojalo ni cjelokupno moderno društvo sa svojom složenom informatičkom strukturom, ekonomijom i svakodnevnim životom. Nauka o fotonici, čiji je brzi razvoj posljedica velikog broja primjena, proučava svojstva svjetlosti, interakciju svjetlosti sa materijom i razvija metode za kontrolu svjetlosnih tokova. Ove metode imaju jednu zajedničku stvar - baziraju se na manipulaciji svjetlosnim česticama - fotonima. (Foton je kvant elektromagnetnog zračenja; za razliku od elektrona, on nema masu ili električni naboj i kreće se u vakuumu brzinom svjetlosti - "O".)
Zašto se fotonika počela tako brzo razvijati upravo sada? Sve napredne zemlje, uključujući i Rusiju, identifikovale su ga kao strateški važno područje...
Naveo bih dva glavna faktora - razvoj instrumentalne baze i rastuće tehnološke potrebe, uključujući informatičku infrastrukturu modernog društva. Danas se 30-40 posto svjetskih proizvoda stvara pomoću fotonike, a lista oblasti u kojima će se otkrića primjenjivati svakim danom raste.
Kompjuterska tehnologija ostaje jedna od najtoplijih oblasti. Davne 1965. godine, osnivač Intela Gordon Moore formulisao je zakon prema kojem bi se broj tranzistora na čipu, a samim tim i njegov učinak, udvostručio svake dvije godine. Ali 2016. godine njegov zakon je prestao da funkcioniše: elektronika se više ne može razvijati tako brzo. Hoće li ga fotonske tehnologije zamijeniti?
Elektronska tehnologija je zaista dostigla određene granice u nekim oblastima. Svi smo svjedoci brzog razvoja uređaja zasnovanih na elektronici. Mnogi ljudi imaju pametni telefon u džepu - nevjerovatan uređaj čija bi funkcionalnost bila nezamisliva prije 20 godina. Njegov izgled dobro ilustruje filozofski zakon prelaska iz kvantiteta u kvalitet. Ako bismo pokušali da napravimo nešto slično pametnom telefonu u doba takozvane diskretne elektronike, onda bi odgovarajući uređaj bio napravljen od radio cijevi, kondenzatora, otpora, induktiviteta itd. to bi bilo veličine bloka. Osim toga, trošio bi nevjerovatnu količinu energije i ne bi mogao raditi zbog stalnih kvarova zbog nepouzdanosti elemenata. Tek pojavljivanje visoko integriranih mikro krugova (sadrže veliki broj elemenata - "O") dovelo je do stvaranja novog tipa uređaja, koji je sada dostupan svima. Međutim, dalji napredak u razvoju elektronike u nekim slučajevima nije moguć.
- A šta je razlog?
Drugo, razvoj kompjutera je u velikoj meri otežan nedostatkom materijala koji mogu da odvode toplotu. Elementi u modernim uređajima postaju vrlo mali, ali ih ima toliko, izuzetno su zbijeni, pa je pregrijavanje nemoguće izbjeći. Trenutno su takvi industrijski giganti kao što su Google i Facebook primorani da lociraju svoje "centre podataka" (centre za obradu podataka - "O") u hladnim klimama: iza arktičkog kruga i na sjeveru na naftnim platformama, gdje ima puno hladne vode. A najveći kineski data centar nalazi se na nadmorskoj visini od 1065 m u Hohhotu, u Unutrašnjoj Mongoliji. Problem je potrebno riješiti jer će se gustina skladišnih sistema samo povećavati. Vještina brisanja ili uništavanja nečega potpuno nestaje iz kulture korisnika, kao što je bio slučaj prije 20 godina kada smo koristili flopi diskove ili diskove. Prostor u oblaku izgleda beskonačan.
I treći razlog, najvažniji, zbog kojeg se brzina računara više ne povećava, vezan je za broj elektrona koji učestvuju u elementarnoj logičkoj operaciji. Sada jedna operacija zapravo uključuje jedan elektron. Odnosno, dalje ćemo morati da koristimo "polovinu" ili "četvrtinu" elektrona, što je apsurd. Stoga se pojavila ideja da pokušamo stvoriti visoko integrirane uređaje koristeći fotone.
Hoće li to biti slično tehnološkom iskoraku iz 1970-ih, kada su počeli koristiti optičko vlakno umjesto bakrenog kabla? Na kraju krajeva, upravo je ova tranzicija u suštini stvorila moderno informatičko društvo.
Da, optička vlakna - tanka nit prozirnog materijala kroz koju se svjetlost prenosi velikom brzinom - je nevjerovatan materijal. Zamislite: desetine kilometara optičkih vlakana imaju istu transparentnost kao metar prozorskog stakla! Ovo omogućava korištenje fotona umjesto elektrona kao nosioca informacija. Stvaranje tehnologije optičkih vlakana i pronalazak optičkih pojačala doveli su do ogromnih otkrića u području prijenosa velikih brzina. Sada, naravno, postoji iskušenje da se fotonske tehnologije koriste ne samo za prijenos, već i za obradu informacija.
- Dakle, da li je moguće napraviti fotonski kompjuter u bliskoj budućnosti?
Ovdje nailazimo na probleme koji još uvijek nisu riješeni. Na primjer, moderan procesor je složena struktura napravljena od sićušnih elemenata. Svake godine kompanije unapređuju tehnologiju: Apple i Samsung imaju tehnološke dimenzije od približno 7 nanometara (to jest, danas je moguće raditi s dijelovima ove veličine i, shodno tome, postaviti puno minijaturnih elemenata. - „O“). Ali foton je, kao što znamo, i čestica i talas. Štaviše, dužina ovog talasa koji se koristi u savremenim informacionim sistemima je 1550 nanometara. Grubo govoreći, pametni telefon baziran na fotonskoj tehnologiji danas bi bio oko 200 puta veći od onoga na što smo navikli.
Drugi neriješeni problem je nedostatak efikasnih metoda za kontrolu tokova fotona. Poznato je da elektroni imaju naboj, tako da se njima može manipulirati pomoću magnetnog ili električnog polja. Fotoni su neutralni i to se ne može učiniti. Danas svi očekuju pojavu novih hibridnih uređaja koji bi kombinovali fotoniku i elektroniku. Istraživački centri ključnih kompanija bore se da riješe ovaj problem.
Šta će to dati? Nevjerovatne performanse? Ima li čovječanstvo probleme koje treba rješavati takvom produktivnošću?
Naravno, postoje takvi zadaci u oblasti klimatskog modeliranja, istraživanja mozga, medicinskih i bioloških problema... Ovaj spisak se može nastaviti još dugo. Što se tiče novih mogućnosti za svakodnevni život - znate, ne mogu odgovoriti na ovo pitanje. Opet, prije 20 godina nismo mogli zamisliti kakve bi nevjerovatne mogućnosti imali pametni telefoni. Stoga je maštanje o tome do koje funkcionalnosti može dovesti stvaranje visoko integriranih fotoničkih uređaja nezahvalan zadatak.
Nauka prosvetljenja
- Koliko je skupa nauka o fotonici? Kakve su instalacije potrebne naučnicima?
Teško je zamisliti gigantske projekte kao što je hadronski sudarač u oblasti fotonike - obim procesa ovdje je manji. Ali ova nauka je veoma skupa. Tipično, fotonički centri koji rade sa vrlo malim strukturiranim objektima, sa novim materijalima i novim uređajima, koštaju oko 250-300 miliona dolara.
- Gde je danas koncentrisan naučni potencijal i gde će se najverovatnije pojaviti novi superuređaji?
Sve više istraživanja se pomjera i koncentrira u velike kompanije. Ključno osoblje je veoma skupo, tako da kompanije neke od svojih pilot i visokorizičnih istraživanja prebacuju na univerzitete na kojima imaju kvalifikovane profesore i dobre studente.
Ako govorimo o zemljama, dosta se radi u SAD. Osim toga, postoje dobri centri u Engleskoj, Njemačkoj, Japanu i Koreji. Djelomično u Francuskoj. Mnogo se radi na univerzitetima, kao što je Univerzitet Rochester u New Yorku. Ovo je općenito dobro poznato mjesto za sve koji se bave optikom. Ovdje su započeli svoj rad poznati optički divovi kao što su Kodak, Xerox, Bausch i Lomb.
- Kina još nije na ovoj listi?
Kina je druga priča. Tu se izdvajaju ogromna sredstva za fotoniku. Kinezi već dominiraju određenim oblastima proizvodnje, ali možda još malo zaostaju u razvoju novih uređaja. Iako su negdje, na primjer u kvantnim komunikacijama, Kinezi pretekli cijeli svijet. Bukvalno ovog septembra, koristeći QUESS kvantni satelit, uspostavili su komunikaciju između Kine i Austrije. Ovo ne samo da je oborio rekord u udaljenosti koju je signal prešao, već je označio i početak stvaranja komunikacionih veza koje se ne mogu hakovati.
Kina se vrlo brzo razvija, ne privlači samo značajna sredstva, već i ljudski potencijal. Sada, zanimljivo, kineski studenti nakon studija često više ne ostaju u istim državama, vraćaju se u Kinu, a onda, postajući šefovi laboratorija, tamo pozivaju svoje profesore.
Nije tajna da je elektronika oblast u kojoj Rusija, najblaže rečeno, daleko zaostaje: na civilnom tržištu mikroprocesora imamo stopostotni uvoz. Šta se može reći o ruskoj fotonici? Ovo je posebno interesantno, jer su u BRIKS-u za to zaslužne Rusija i Indija, kao jedna od najperspektivnijih oblasti nauke.
Da, Rusija i Indija će očigledno sprovoditi zajedničke programe u oblasti radiofotonike. Ali generalno, izbor je, rekao bih, opravdan. Malo ljudi se sjeća da je davne 1919. godine, na vrhuncu građanskog rata, odlukom vlade osnovan Državni optički institut (GOI). Do 1923. godine bila je jedna od najbolje opremljenih naučnih institucija na svijetu.
Općenito, ova divna institucija riješila je mnogo problema. Recimo, prije Prvog svjetskog rata Njemačka je bila glavni proizvođač optike, a negdje u jeku rata su uvedene sankcije, kako se sada kaže. Odnosno, uređaji se više nisu isporučivali u Rusiju. Bilo je potrebno stvoriti industriju, u kojoj je GOI igrao ogromnu ulogu. Na njegovoj osnovi je iste 1919. godine izgrađen interferometar od 300 metara za posmatranje zvijezda. Tamo su se bavili i fundamentalnom naukom i stvaranjem tehnološke baze. Ovdje je stvoreno sve - od medicinskih mikroskopa do najsloženije vojne optike i sočiva za svemirske letjelice.
Nažalost, u ludim 1990-im, GOI je pala u žalosno stanje. Mnogi specijalisti su, odlučnom odlukom rukovodstva, primljeni da rade na ITMO - Istraživačkom univerzitetu informacionih tehnologija, mehanike i optike u Sankt Peterburgu. Sada je ovo jedinstvena obrazovna ustanova u kojoj se obavlja veoma ozbiljan naučni rad. Pa, osim toga, ne može se ne spomenuti fizika i tehnologija, MISIS, Univerzitet. Baumana u Moskvi, Novosibirski univerzitet. Sada je cijela ova oblast u usponu, a odluka ruske vlade da podrži razvoj fotonike u Rusiji nije slučajna. Skoltech je, inače, učestvovao u formiranju ovog programa. Konačno, postoji ozbiljan interes privrede: postoje organizacije koje proizvode konkurentne proizvode za civilnu i vojnu upotrebu i razvijaju nove proizvode.
Povratak u budućnost
Recite nam o fotonskim tehnologijama koje će promijeniti naš svakodnevni život. U kojoj je fazi razvoj Li-Fi-ja - Wi-Fi-ja koji se pokreće fotonima?
Osnivačom ove tehnologije smatra se njemački fizičar Harald Haas, koji je 2011. godine koristio LED lampu kao ruter. U laboratorijskim uslovima dostigao je brzinu prenosa od 224 Gb/s. Ova brzina omogućava, na primjer, preuzimanje 18 filmova od 1,5 GB svaki u 1 sekundi. Još jedna važna nijansa je tajnost. Radio talasi mogu prolaziti kroz zidove, što znači da se pri komunikaciji putem Wi-Fi-ja radio signal može lako očitati, a podaci krasti i dešifrirati. Modulirano svjetlo neće putovati daleko od prostorije, mnogo je teže tajno presresti takav signal - on se percipira i prenosi u liniji vida. Ali ova tehnologija je još daleko od implementacije. Tehnologije zasnovane na plazmonici su realnije.
-Šta su oni?
Plazmonika se počela razvijati tek prije 15-ak godina, ali su fenomeni povezani s njom poznati već jako dugo. Na primjer, još u starom Egiptu, metali su dodavani staklu i farbani u različite boje. A u Britanskom muzeju postoji jedinstvena čaša od stakla u kojoj je otopljeno zlato, pa je na jednom svjetlu ružičasto, a na drugom zeleno. Poenta je, kako se ispostavilo, da kada se rastvori u staklu, zlato se ne raspršuje u molekule, već se skuplja u klastere - veličina čestica je približno 50 nanometara. Ako je obasjana svjetlošću, valna dužina je veća od veličine čestice, a svjetlost prolazi oko nje bez raspršivanja. Ovo otkriće dovelo je do stvaranja širokog spektra tehnologija, kao što su nanolaseri, koji su manji od valne dužine, i ultra-osjetljivi senzori.
- Ima li već funkcionalnih modela?
Jedi. Prve radove o takvim laserima objavio je prije nekoliko godina Misha Noginov, diplomac MIPT-a koji živi u SAD-u. Bio je prvi koji je napravio laser veličine 40 nanometara - milion puta manji od debljine ljudske dlake. Informacije o tome pojavile su se 2011. godine u časopisu Nature. Od tada je započeo eksperimentalni život nanolasera. Konkretno, naš drugi bivši sunarodnik Mark Stockman, student akademika Spartaka Belyaeva, rektora Novosibirskog državnog univerziteta, osmislio je SPASER - plazmonski nanoizvor optičkog zračenja. Radi se o čestici veličine 22 nanometra, odnosno stotinama puta manjoj od ljudske ćelije. Zahvaljujući posebnom premazu, SPASER čestice su u stanju da „pronađu“ metastatske ćelije raka u krvi i, prianjajući na njih, unište ih. Prema Stockmanovim krajnje optimističnim procjenama, prvi uređaji ove vrste mogli bi se pojaviti u narednih godinu dana.
- Za šta će se prije svega koristiti ultraosjetljivi senzori?
Na primjer, za obilježavanje eksploziva. Za antiterorističke aktivnosti veoma je važno znati odakle je došao ovaj ili onaj eksploziv i pronaći izvor odakle je iscureo. Širom svijeta ulažu se veliki napori na označavanje eksploziva, jer se tada, prikupljanjem onoga što je preostalo nakon eksplozije, može shvatiti gdje je supstanca nastala – do pomaka i vremena. I to tako da neprijatelj ne može da shvati šta se tu dodaje. A ovaj problem je jednostavno riješen: nekoliko molekula ulazi u eksploziv, koje senzor baziran na fotonskoj tehnologiji može prepoznati.
Drugi pravac je označavanje lijekova. Poznato je da u svakoj tableti postoji vrlo mala količina aktivne tvari, a glavninu čine punilo i ljuska. Možemo pomiješati, recimo, pet boja u određenom omjeru, zatim ih razrijediti do niskih koncentracija i tako označiti prave tablete kroz određeni sastav premaza. Da biste ih razlikovali od lažnih, samo trebate staviti tablete na posebnu podlogu i vidjeti koji spektar emitiraju. Ovaj perspektivni pravac se uveliko razvija u svijetu.
U našoj laboratoriji u Skoltechu razvijamo senzor koji može odrediti nivo kortizola, hormona stresa, u ljudskoj krvi. Ovo će biti nosivi gadžet koji prenosi informacije u realnom vremenu. Možete li zamisliti koliko je to neprocjenjivo za ljude čiji rad zahtijeva stalnu koncentraciju?
Krajem 1960-ih u svijetu se pričalo o stvaranju borbenih lasera. Naš program vodio je nobelovac Nikolaj Basov. Pod njegovim vodstvom stvoren je borbeni laser sposoban da pogodi balističku raketu. Koje oblasti fotonike su od interesa za vojsku?
Naravno, rad na polju borbenih lasera se odvija u svim zemljama, ali to nije tema o kojoj se može raspravljati. Danas se aktivnije raspravlja o mogućim metamaterijalima (tako se nazivaju materijali čija su svojstva obogaćena nanotehnologijom - "O") za kamuflažu.
- Da, kompanije su više puta izjavljivale da su spremne da naprave ogrtač nevidljivosti, kao u romanu H.G. Wellsa.
Ovo je izuzetno popularan trend u medijskom prostoru. U Wellsovom romanu nevidljivost je bila zasnovana na principu transparentnosti materijala. Ovaj princip, odnosno njegova imitacija, trenutno se primjenjuje. Sada se, na primjer, u Seulu raspravlja o projektu izgradnje tornja, koji s vremena na vrijeme postaje „transparentan“. Površina zgrade će biti osvijetljena LED diodama, a brojne kamere koje se nalaze na fasadama emitovaće sliku neba na njenu površinu u realnom vremenu. Potpuno "aktivirani" toranj bi trebao postati nevidljiv na nebu. Istina, nije baš jasno kako će se rješavati problemi sigurnosti avijacije, s obzirom da se nedaleko od ovog mjesta nalazi aerodrom.
Druga tehnologija je opisana u naučnofantastičkoj knjizi - "Nevidljiva žena". Tamo je dama okružena školjkom koja iskrivljuje tok zraka.
Ovaj princip se implementira pomoću metamaterijala. Metamaterijali mogu savijati svjetlosne zrake na takav način da predmet koji se krije iza njih postaje nevidljiv. Ali problem je u tome što je to moguće samo sa vrlo malim objektima - reda veličine jednog centimetra - i u uskom području spektra.
U oba slučaja prerano je govoriti o stvarnoj nevidljivosti.
Fizika za sutra
U dvadesetom stoljeću razvoj jedne ili druge oblasti fizike bio je određen, po pravilu, političkim poretkom. U jednom od svojih poslednjih intervjua, akademik Ginzburg je rekao da mu je, kada su Amerikanci bacili atomsku bombu, plata porasla 3 puta... Šta, po vašem mišljenju, pokreće razvoj ove ili one oblasti fizike danas?
U posljednjih nekoliko decenija poretke određuju ne političke, već industrijske potrebe. Uostalom, kako je bilo prije? Neka otkrića su napravljena, neki fenomeni su proučavani, neke matematičke činjenice su otkrivene i nakon prilično dugog vremena utjelovljene u aplikacijama. Sada je brzina implementacije tolika da od otkrića do pojave tehnologije prođe bukvalno nekoliko mjeseci. Sva biofotonika nastala je prije otprilike sedam godina, a danas ni jedan veliki centar fotonskih tehnologija ne može bez odgovarajuće laboratorije.
Stoga se sada na Zapadu razvoj fizičkih disciplina pomjera sa odsjeka za fiziku na inženjerske. Tu je danas bolje finansiranje i industrijski poredak. Istovremeno, finansiranje odsjeka za fiziku se smanjuje. Ovo je opšti trend koji vidim i u Evropi i u SAD.
- Znači li to da dolazi do preraspodjele sredstava između fundamentalne i primijenjene nauke?
Vrlo moguce. Napredak u bazičnoj nauci često zahteva veoma velika kapitalna ulaganja. Fundamentalna nauka postaje veoma skupa, pa dolazi do međunarodne saradnje i finansijske konsolidacije. Ovo je uobičajena pojava. Svojevremeno smo mi u Landau institutu imali takvo gledište da su samo neshvatljive i nepoznate pojave prava fizika. A sve ostalo je aplikacija. Dakle, sa ove tačke gledišta, današnja fundamentalna nauka bi bila, recimo, proučavanje tamne materije i tamne energije.
U jednom od svojih intervjua rekli ste da kvalitet obrazovanja učenika na odsjecima za fiziku katastrofalno pada. Predajete u SAD i Rusiji. Da li se ovo odnosi na obje zemlje?
Pad interesovanja za nauku je svjetski problem. Gotovo svuda je jasno vidljivo. Očigledno, čovječanstvo bi trebalo razmisliti o tome, jer će prije ili kasnije to dovesti do nekih negativnih posljedica. Da, navodim činjenicu da opada kvalitet obrazovanja učenika nakon škole. Razloga za to ima mnogo, a jedan od njih je uništavanje sistema traženja i naknadna briga o talentovanoj deci, posebno iz provincije.
Osim toga, savremeni ruski internatski sistem doživljava velike poteškoće, jer se za njih izdvajaju sredstva kao i za obične škole. Akademske institucije pronalaze neke izvore finansiranja trećih strana, ali to nije njihov profil. Država se time mora sistemski baviti. U sovjetsko vreme, upravo ovaj sistem, koji je Kina sada pozajmila od nas, funkcionisao je veoma dobro.
U SAD su svojevremeno navodno kopirali sovjetski sistem matematičkih škola, ali za Kinu još nisam čuo...
Kada razgovaram sa kolegama u Kini, vidim mnogo poznatih stvari – kroz šta smo svojevremeno prošli. Na primjer, tamo je preslikan sovjetski sistem takmičenja i odabira najboljih učenika. Ovo mi je jako blisko, jer sam tako ušao u nauku. Moja majka je bila učiteljica i bila je pretplaćena na Učiteljske novine, gdje su objavljeni zadaci za olimpijadu iz fizike i matematike. Riješio sam ih za sve razrede odjednom i poslao rješenja poštom. Štaviše, zadatke su sastavljali veoma mudri učitelji, jer su nivelirali razliku između specijalizovanih škola koje su pružale veoma dobru obuku i seoskih. Drugim riječima, naglasak je bio na inteligenciji, na snalažljivosti, na ljudima sa potencijalom. Sada u Rusiji to nije slučaj.
- Mnogi ljudi 20. vijek nazivaju vijekom nuklearne fizike. Koja oblast fizike će postati vodeća u 21. veku?
Najnevjerovatnije područje moderne fizike, po mom mišljenju, je nauka o svemiru. Tamna materija i tamna energija su misteriozni, neverovatni fenomeni koji su otkriveni i još uvek čekaju da budu objašnjeni. Proučavanje i otkrivanje ovih fenomena će dovesti do ogromnog napretka u našem razumijevanju strukture svijeta. Ali fotonika, o kojoj smo danas govorili, igraće istu ulogu u 21. veku kao parna mašina u 19. ili elektronika u 20. veku.
Izračunaj svetlost
Poslovna karticaFizičar Ildar Gabitov je do svoje strasti za fotonikom došao preko matematičkih formula. Sada radi u tri smjera odjednom - proučavajući svojstva svjetlosti, implementirajući razvoje u životu i kreirajući programe za razvoj nauke
Ildar Gabitov je profesor na Matematičkom fakultetu Univerziteta u Arizoni (SAD), direktor Centra za fotoniku i kvantne materijale na Institutu za nauku i tehnologiju Skolkovo i vodeći istraživač na Institutu za teorijsku fiziku. L.D. Landau RAS.
Rođen je 1950. godine u porodici učitelja i rudarskog inženjera. Studirao je na Lenjingradskom univerzitetu na odsjeku za fiziku. Na Katedri za matematičku fiziku, njegovi nastavnici bili su poznati profesori Olga Ladyzhenskaya i Vasily Babich. Neko vreme je radio u zatvorenoj ustanovi u blizini Lenjingrada, u Sosnovom Boru. Zatim - na Institutu za matematiku u Biškeku. Odatle je prešao na Landau institut, kod akademika Vladimira Zaharova. Na samom početku 1990-ih preselio se u Njemačku, a potom u Nacionalnu laboratoriju Los Alamos u SAD, nakon čega se skrasio na Univerzitetu u Arizoni. Tamo provodi veći dio godine.
Profesor Gabitov je autor preko 100 naučnih radova o teorijskoj i matematičkoj fizici, nelinearnoj optici, teoriji integracionih sistema, optičkim komunikacijama, fenomenima i nanomaterijalima više razmjera, nanofotonici i nanoplazmonici. Priznat je kao stručnjak od mnogih međunarodnih profesionalnih udruženja, uključujući Nacionalnu naučnu fondaciju (SAD), Vijeće za istraživanje prirodnih znanosti i inženjerstva Kanade, Američku civilnu fondaciju za istraživanje i razvoj (SAD), Vijeće za istraživanje inženjerskih i fizičkih znanosti (UK). Član je akademskog vijeća Instituta za nauku i tehnologiju Skolkovo. Učestvovao je u pripremi „Međuresornog programa za naučna istraživanja i razvoj u oblasti fotonike za period 2017-2020“ Ministarstva obrazovanja i nauke Ruske Federacije.
Optika je jedna od najstarijih i najcjenjenijih nauka koja proučava stvaranje, širenje i snimanje svjetlosti.
Trenutna faza razvoja optike
Naučni svijet vjeruje da su tri glavna otkrića posljednjih godina u velikoj mjeri ažurirala optiku kao nauku i doprinijela jačanju njene uloge u razvoju modernih tehnologija:
- izum lasera;
- stvaranje optičkog vlakna koje ima male gubitke;
- dizajn poluvodičkih lasera.
Ovi izumi su iznjedrili nove naučne discipline, na primjer:
- elektro-optika;
- optoelektronika;
- kvantna elektronika;
- kvantna optika i dr.
Termin “elektrooptika” koristi se za označavanje grane nauke koja ispituje principe rada, pojave i karakteristike dizajna optičkih uređaja u kojima električni efekti imaju najznačajniju ulogu. Ovi optički uređaji uključuju, na primjer:
- laseri;
- Elektro-optički modulatori;
- prekidači.
Optoelektronika smatra uređaje i sisteme koji su na neki način povezani sa svjetlom, u kojima je elektronska priroda značajna. Primjeri takvih uređaja su:
- LED diode;
- Zasloni s tekućim kristalima;
- matrični fotodetektori.
Odeljak kvantne elektronike posvećen je uređajima i strukturama zasnovanim na interakciji svetlosnog talasa sa materijom. Uređaji kvantne elektronike uključuju lasere i nelinearne optičke uređaje, koji se koriste za pojačavanje i pomicanje valova.
Kvantna optika se uglavnom bavi kvantnim i koherentnim svojstvima svjetlosti.
Termin “optičke tehnologije” sada se koristi za opisivanje uređaja i sistema koji se koriste u optičkim komunikacijama i optičkoj obradi informacija.
Fotonika kao nasljednik optike
Termin fotonika odražava vezu između optike i elektronike. Ova veza je ojačana rastućom ulogom poluvodičkih materijala i uređaja u optičkim sistemima.
U tom smislu, elektronika proučava procese kontrole toka električnih naboja u vakuumu i materiji, dok je fotonika odgovorna za kontrolu fotona u slobodnom prostoru ili materijalnom okruženju. Predmetna polja oba naučna dijela se preklapaju, budući da elektroni mogu kontrolirati tok fotona, a fotoni mogu kontrolirati tok elektrona.
Naziv "fotonika" ukazuje na važnost razumijevanja korpuskularne prirode svjetlosti u opisivanju principa rada mnogih uređaja u optici.
Fotonika proučava sljedeće procese i pojave:
- Procesi generiranja koherentne svjetlosti pomoću lasera i nekoherentne svjetlosti pomoću luminiscentnih izvora, na primjer, LED.
- Prenos svjetlosti u slobodnom prostoru, kroz „klasične“ optičke elemente (sočiva, dijafragme i sistemi za snimanje) i talasovode (na primjer, optička vlakna).
- Modulacija, prebacivanje i skeniranje svjetla koristi uređaje kontrolirane električno, akustički ili optički.
- Pojačanje i konverzija frekvencije svjetlosnog vala tijekom interakcije vala s nelinearnim materijalima.
- Detekcija svetlosti.
Rezultati istraživanja fotonike imaju primjenu u optičkim komunikacijama, obradi signala, sensingu, prikazu informacija, štampanju i prijenosu energije.
- optika zraka;
- valna optika;
- elektromagnetna optika;
- fotonska optika.
Teorija interakcije sa materijom.
Teorija poluprovodnika i njihova optička svojstva.
Četiri teorije svjetlosti, svaka od ovih teorija je opštija od prethodne:
Optika zraka u fotonici se koristi za opisivanje sistema za snimanje, objašnjavajući zašto je ograničena kada se razmatraju procesi u talasovodima i rezonatorima.
Fotonika koristi teoriju skalarnih talasa u razmatranju optičkih zraka, neophodna je za razumevanje procesa u laserima i Furijeovoj optici i korisna je za opisivanje koherentnih optičkih sistema i holografije.
Elektromagnetska teorija svjetlosti je osnova za razmatranje polarizacije i disperzije svjetlosti, vođene valne optike, vlakana i rezonatora.
Fotonska optika opisuje interakciju svjetlosti i materije. Objašnjava procese stvaranja i snimanja svjetlosti, pomicanje svjetlosti u medijima koji su nelinearni.
Napomena 1
Photonics se bavi dizajnom i upotrebom optičkih, elektro-optičkih i optoelektričnih uređaja.
Fotonika kao nauka
Napomena 2
Fotonika je nauka koja proučava fundamentalne principe i primenu optičkih signala kao tokova fotona u različitim uređajima i sistemima.
Fotonika se može definisati kao nauka o stvaranju, kontrolisanju i detekciji fotona u vidljivom i infracrvenom delu spektra, šireći ih u ultraljubičastom delu, au infracrvenom delu dugim talasima. U ovim oblastima trenutno se stvaraju kvantni kaskadni laseri.
Istorija fotonike kao nauke datira od 1960. godine (tada je izumljen laser). Fotonika je nastala na osnovu mnogih nauka (pored optike), na primjer:
- fizika čvrstog stanja;
- nauka o materijalima;
- računarska nauka;
- fizika poluprovodnika itd.
Napomena 3
Termin "fotonika" se prvi put pojavio u radu A.N. Terenin “Fotonika molekula boje.” Godine 1970. fotonika je počela da se definiše kao nauka koja ispituje procese i pojave u kojima fotoni služe kao nosioci informacija.
Naučni interesi fotonike su široki. Ako se u prošlosti bavila pitanjima vezanim uglavnom za telekomunikacije, sada su njena područja interesovanja:
- laseri;
- poluvodičke tehnologije;
- istraživanja u biologiji i hemiji;
- pitanja životne sredine;
- nanoobjekti;
- informatike itd.
Baveći se stvaranjem, kontrolom i regulacijom optičkih signala, rezultati istraživanja fotonike imaju široku primjenu: od prenošenja informacija pomoću optičkih vlakana do dizajniranja senzorskih uređaja koji moduliraju svjetlosne signale koji nastaju pri promjeni parametara okoline.
Interdisciplinarni pravci
Zahvaljujući visokoj globalnoj naučno-tehničkoj aktivnosti i ogromnoj potražnji za novim rezultatima, u fotonici se pojavljuju novi interdisciplinarni pravci:
Odnos fotonike i drugih oblasti nauke
Klasična optika Fotonika je usko povezana s optikom. Međutim, optika je prethodila otkriću kvantizacije svjetlosti (kada je fotoelektrični efekat objasnio Albert Einstein 1905.). Alati optike su refrakcijska sočiva, reflektirajuće ogledalo i različiti optički sklopovi, koji su bili poznati mnogo prije 1900. godine. Ključni principi klasične optike, kao što su Huygensovo pravilo, Maxwellove jednadžbe i poravnanje svjetlosnih valova neovisni su o kvantnim svojstvima svjetlosti, a koriste se kao u optici i fotonici.
Moderna optika Termin "fotonika" u ovoj oblasti je otprilike sinonim za termine "kvantna optika", "kvantna elektronika", "elektro-optika" i "optoelektronika". Međutim, svaki pojam koriste različita naučna društva s različitim dodatnim značenjima: na primjer, izraz "kvantna optika" često označava osnovna istraživanja, dok pojam "fotonika" često označava primijenjena istraživanja.
Istorija fotonike
Istorijski gledano, početak upotrebe termina "fotonika" u naučnoj zajednici povezan je sa objavljivanjem knjige akademika A. N. Terenjina "Fotonika molekula boja" 1967. Tri godine ranije, na njegovu inicijativu, na Fizičkom fakultetu Lenjingradskog državnog univerziteta stvorena je katedra za biomolekularnu i fotonsku fiziku, koja se od 1970. godine zove Katedra za fotoniku.
A. N. Terenin je definisao fotoniku kao "skup međusobno povezanih fotofizičkih i fotohemijskih procesa". U svjetskoj nauci se raširila kasnija i šira definicija fotonike, kao grane nauke koja proučava sisteme u kojima su fotoni nosioci informacija. U tom smislu, izraz "fotonika" prvi put je upotrijebljen na 9. međunarodnom kongresu o brzoj fotografiji (Denver, SAD, 1970.).
Termin "fotonika" je počeo da se široko koristi 1980-ih u vezi sa širokom upotrebom optičkog elektronskog prenosa podataka od strane provajdera telekomunikacionih mreža (iako su se optička vlakna ranije koristila u ograničenoj upotrebi). Upotreba termina je potvrđena kada je IEEE zajednica identifikovala arhivirani rad pod nazivom "Photonics Technology Letters" kasnih 1980-ih.
vidi takođe
Linkovi
- Web stranica Katedre za fotoniku i optičku informatiku
- Web stranica Katedre za kompjutersku fotoniku i video informatiku Državnog univerziteta za informacione tehnologije, mehaniku i optiku Sankt Peterburga
- Web stranica Odsjeka za fotoniku, Fakultet fizike, St. Petersburg State University
- Web stranica Katedre za fotoniku i elektrotehniku Harkovskog nacionalnog univerziteta za radio elektroniku
- Obrazovni materijali Laboratorije za laserske sisteme Novosibirskog državnog univerziteta
- Rječnik pojmova fotonike. Sibirska državna geodetska akademija
- Časopis "Fotonika" Naučno-tehnički časopis
- Problemi raspršenja laserskog zračenja u fotonici i biofotonici Kvantna elektronika, Specijalno izdanje, svezak 36, br. 11-12, (2006)
Bilješke
Wikimedia Foundation. 2010.
Pogledajte šta je "fotonika" u drugim rječnicima:
fotonika- Odeljak elektronike koji obuhvata proučavanje prirode i fizičkih principa različitih izvora svetlosti, elektromagnetnih oscilacija opsega optičkih talasnih dužina, kao i njihovu upotrebu u inženjerskim sistemima proizvodnje, zračenja, prenosa... Vodič za tehnički prevodilac
fotonika- Fotonika Fotonika Nauka i grana tehnologije koja proučava stvaranje, kontrolu i detekciju fotona. U početnoj fazi razvoja, fotonika je koristila vidljivu (valna dužina svjetlosti od 400 do 800 nm) i blisku infracrvenu (talasna dužina 800 nm 10 ... ... Objašnjavajući englesko-ruski rječnik o nanotehnologiji. - M.
Pojam fotonika Izraz na engleskom photonics Sinonimi Skraćenice Srodni pojmovi fotonsko kristalno vlakno, metamaterijal, nanofotonika Definicija je oblast nauke i tehnologije koja se bavi proučavanjem fundamentalnih i primenjenih... ... Enciklopedijski rečnik nanotehnologije
Photonics- fotonika je oblast nauke i tehnologije povezana sa upotrebom svetlosnog zračenja (ili fotonskog fluksa) u elementima, uređajima i sistemima u kojima se generišu, pojačavaju, moduliraju, propagiraju i detektuju optički signali;...... Zvanična terminologija
fotonika- foto onika, i... Ruski pravopisni rječnik
GOST R ISO 13695-2010: Optika i fotonika. Laseri i laserske instalacije (sistemi). Metode mjerenja spektralnih karakteristika lasera- Terminologija GOST R ISO 13695 2010: Optika i fotonika. Laseri i laserske instalacije (sistemi). Metode za mjerenje spektralnih karakteristika lasera originalni dokument: 3.19 Allanova disperzija za kontinuirano lasersko zračenje,: Disperzija dva ... ...
GOST R ISO 11554-2008: Optika i fotonika. Laseri i laserske instalacije (sistemi). Metode ispitivanja lasera i mjerenje snage, energije i vremenskih karakteristika laserskog snopa- Terminologija GOST R ISO 11554 2008: Optika i fotonika. Laseri i laserske instalacije (sistemi). Metode za testiranje lasera i mjerenje snage, energije i vremenskih karakteristika laserskog zraka originalni dokument: 3.1 relativni nivo buke ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
dužina- 3,1 dužina l: najveća linearna dimenzija prednje strane uzorka koji se mjeri.
V. Leach:
Dobar dan. Kanal "Mediametrics", program "Cyber-med" i njegova voditeljica Valeria Lich. Danas je naš gost Peter Zelenkov, kandidat medicinskih nauka, certificirani neurohirurg i laureat Vlade Ruske Federacije. Dobar dan, Peter.
P. Zelenkov:
Zdravo.
V. Leach:
Danas ste obećali da ćete nam pričati o fotonici za neurohirurgiju. Šta je to? A koje su karakteristike i prednosti?
P. Zelenkov:
Hvala na pozivu. Da, ovo je tema kojom se bavim već dugi niz godina u našem Centru za neurohirurgiju koji nosi ime akademika N. N. Burdenka. Generalno, šta je fotonika? Fotonika je polje znanja, grana fizike, koja koristi svjetlost, odnosno fotone svjetlosti. Svjetlo se u neurokirurgiji koristi već duže vrijeme; ovo je jedno od prvih područja kirurgije gdje su rasvjetni uređaji bili potrebni da se vide suptilne strukture mozga i kičmene moždine, bolje se vide, uzrokuju manje štete i predstavljaju manji rizik pacijentu. Shodno tome, došlo je do napretka od primitivnih čeonih lampi male snage, koje su korišćene početkom 20. veka, do modernih, veoma složenih uređaja, mikroskopa, koji koriste usmereni snop svetlosti, veoma velike snage, koji vam omogućava da vidite strukture glave u dubinama vrlo uskih prostora mozga, krvnih sudova, tankih nerava itd.
Ali sadašnja faza razvoja se, naravno, ne tiče samo osvjetljenja struktura, već i upotrebe fotona svjetlosti kako bi se razlikovala patologija i zdravo tkivo. Ovo je jedno od centralnih pitanja u neurokirurgiji, budući da mnogi tumori mozga rastu tako da ne postoji granica između zdravog mozga i tumora. Ovo je difuzna zona u kojoj se golim okom ponekad ne vidi gdje su tumorske ćelije, a gdje normalne ćelije.
Svjetlost se u neurokirurgiji koristi već dosta dugo; ovo je jedno od prvih područja kirurgije gdje su rasvjetni uređaji bili potrebni da se vide suptilne strukture mozga i kičmene moždine, bolje se vide, uzrokuju manje štete i predstavljaju manji rizik pacijentu.
V. Leach:
I kako onda? Uostalom, tumor se i dalje često mora ukloniti?
P. Zelenkov:
Da naravno. I tu se uvijek postavlja pitanje radikalnosti, odnosno ako uklonite premalo, tumor će najvjerovatnije početi dalje rasti; ako uklonite previše, neka važna funkcija će se izgubiti. Jer praktički nema područja u mozgu koja nisu odgovorna za jednu ili drugu funkciju. Ima više kritičnih zona, manje kritičnih zona. Međutim, pitanje između radikalnog uklanjanja i očuvanja funkcije uvijek ostaje vrlo važno. I tu je fotonika pritekla u pomoć neurohirurgiji.
Ova tema je počela dosta davno, prije 30-ak godina, a sada je dobila veliki razvoj kada, koristeći metode fluorescencije i spektroskopije pomoću lasera koje ste spomenuli, mogu razlikovati, mogu procijeniti svojstva tkiva na osnovu svoje svjetlosti karakteristike, njihova apsorpcija svjetlosti i odbijanje odgovarajućeg odgovora (ovo je fluorescentni efekat) omogućavaju preciznije razlikovanje tokom operacije, direktno tokom nje, da li se radi o tumoru ili zdravom tkivu, ili nekoj vrsti prelazne zone. Ova tema se na našem institutu razvija već dugo vremena, sada se zove Nacionalni medicinski istraživački centar za neurohirurgiju nazvan po akademiku N. N. Burdenku. I aktivno se koristi za mozak i kičmenu moždinu.
V. Leach:
Ovo više nije operacija, već liječenje. Šta je urađeno za dijagnostiku? Uostalom, danas postoji mnogo slučajeva tumora na mozgu. Kako se ovo može dijagnosticirati u ranim fazama? Na primjer, savjetuje nam se da jednom godišnje idemo kod ljekara, idemo na pregled kao ljekarski pregled, neku vrstu prevencije. Ali kada su tumori na mozgu u pitanju, ne idemo na magnetnu rezonancu ili CT jednom godišnje.
P. Zelenkov:
Naravno, i vjerovatno hvala Bogu što ne idemo jednom godišnje. Ovdje malo odstupamo od fotonike, jer smo govorili o dijagnostici direktno tokom operacije, nečemu što pomaže hirurgu da bolje vidi tumor.
Što se tiče predbolničke dijagnostike i preventivne dijagnostike. Da biste spriječili takav razvoj u ranoj fazi, morate obratiti pažnju na simptome: redovne glavobolje, poremećaje govora i pokrete udova. A najčešće uzrok uopće neće biti tumori, već vaskularni poremećaji i visoki krvni tlak. Ovo je istinski društveni problem, jer su visoki krvni tlak i vaskularni poremećaji u mozgu raširen problem koji pogađa gotovo sve, a tu je, naravno, potrebno pratiti opće zdravlje i krvni tlak. A ako se pojave bilo kakvi neurološki simptomi, onda ima smisla otići na magnetnu rezonancu.
Visok krvni pritisak i vaskularni poremećaji u mozgu su široko rasprostranjen problem koji pogađa gotovo sve
V. Leach:
Koliko brzo se pacijent oporavlja nakon tretmana? I da li se oporavljaju nakon operacije mozga? Kažete da je svaki dio mozga odgovoran za nešto. U kojoj mjeri osoba ostaje funkcionalna?
P. Zelenkov:
Naravno, sada je nivo lečenja tumora mozga i kičmene moždine veoma visok, mnogo je bolji nego pre 10-20 godina zahvaljujući upotrebi različitih tehnika, kao što su elektrofiziološki monitoring, fluorescentna dijagnostika, koje omogućavaju uklanjanje tumora uz očuvanje funkcionalno značajnih područja. I plus nove metode rehabilitacije, obnavljanje pokreta, koordinacije, preobuka pacijenata, govorne tehnike koje omogućavaju da se čak i govor vrati. Dakle, možemo reći da su rezultati znatno bolji nego ranije.
V. Leach:
I liječiti uz pomoć fotonike, lasera, koje specijaliste kombinuje, koja područja?
P. Zelenkov:
Mi, kao neurohirurzi, zapravo malo razumijemo fiziku. Ovdje smo na spoju dva područja: laserske fizike i neurohirurgije. Imamo dugogodišnju korisnu saradnju sa Institutom za opštu fiziku Prohorov, sa laboratorijom profesora Lašenova. Dugi niz godina on i njegovo osoblje su u našim operacionim salama i pomažu, postavljaju opremu, daju nam laserska vlakna, gase taj laser i govore nam šta direktno vidimo u rani. Jer da biste interpretirali rezultate ovog signala, morate imati odgovarajuće kvalifikacije i znanje.
V. Leach:
Šta se podešava - širina snopa, dužina, dubina, kako se to dešava?
P. Zelenkov:
Spektar, dužina apsorpcije i tako dalje se podešavaju. Da budem iskren, ne razumijem ovo duboko. Ali, ipak, prisustvo inženjera u ovoj situaciji je i dalje neophodno. Iako verzije operativnih mikroskopa koje integriraju fluorescentne dijagnostičke mogućnosti već postoje već neko vrijeme. Odnosno, hirurg zapravo ne treba nikakav eksterni asistent, samo treba da prebaci dugme na mikroskopu i vidi sliku u fluorescentnom režimu.
V. Leach:
Da li se mikroskopi koriste direktno tokom operacije?
P. Zelenkov:
Da. Ovo je posebna tačka koju bih želio ponovo naglasiti. Možemo reći da se fotonika kao takva, odnosno svjetlost, koristi u neurokirurgiji već dosta dugo, a 50-ih i 60-ih godina prošlog stoljeća mikroskopi su se počeli koristiti za operacije mozga. Prije toga, korištene su samo farove.
V. Leach:
Kako se mikroskop postavlja na osobu?
P. Zelenkov:
Ovo je prilično velika jedinica, koja ima veliku osnovu veličine dobrog frižidera, iz koje dolazi ruka na kojoj visi stvarna optička glava mikroskopa sa ručkama. A ovo je vrlo zgodno za neurohirurga. To je, zapravo, između pacijentove glave ili strukture koja nam je potrebna, i samog hirurga, nalazi se ovaj optički uređaj koji se vrlo lako podešava i ima veoma moćno fokusirano svetlo. Uvećanje koje se može dobiti je do 10-15 puta, odnosno vide se najfinije strukture. Ovo se koristi ne samo u neurohirurgiji, već i u plastičnoj hirurgiji, čak i u stomatologiji, otorinolaringologiji i svim drugim oblastima gde je potrebna mikrohirurgija, odnosno rad gde pokreti mogu doseći preciznost od delića milimetara.
V. Leach:
Da li je sada više dijagnoza podložno liječenju?
P. Zelenkov:
Da. Apsolutno je jasno da su tumori i patologije koje su ranije smatrane neizlječivim, a koje hirurzi jednostavno nisu poduzeli, sada počeli da se operišu.
V. Leach:
Koje na primjer?
P. Zelenkov:
Ovo se odnosi na gigantske tumore i duboke tumore. Direktno za ono za šta se specijalizujem je hirurgija kičmene moždine, hirurgija intramedularnih tumora. Ranije je taktika bila da se ne operiše što duže, jer je operacija kičmene moždine uvek povezana sa nekom vrstom nedostatka. Sva područja kičmene moždine su još osjetljivija, manja je, vjerovatno debela kao moj mali prst. A ako u njemu izraste tumor, to će najvjerovatnije utjecati na sve njegove funkcije, a simptomi će se brzo pojačati. I u ovom slučaju, svaka operacija neizbježno dovodi do povećanja neurološkog deficita, ali osoba ima mogućnost da će u budućnosti ipak doći do oporavka zahvaljujući efikasnoj rehabilitaciji, te će ponovo hodati i živjeti punim životom. Dakle, ovdje je upravo mikrohirurgija, upotreba mikroskopa, monitoring, spektroskopija i fluorescentna dijagnostika, ovaj skup novih tehnika koji omogućava da se napravi bolja prognoza i zaista efikasno operiše u slučajevima u kojima se ranije radije ne dira.
V. Leach:
Odnosno, danas ljudi mogu sebi priuštiti da hodaju duže?
P. Zelenkov:
Bez sumnje. Ovo je retka patologija kao takva. Ako uporedimo, na primjer, sa našim istim područjem, kada liječimo herniju intervertebralnih diskova, stenozu kičmenog kanala, to se događa gotovo svima. Mislim da ako ti i ja uradimo magnetnu rezonancu sigurno će naći neke kile, izbočine i tako dalje. A takvih pacijenata je mnogo više. Ako svi žele na magnetnu rezonancu, siguran sam da će 10% ljudi napisati da imaju kile i da im treba konsultacija neurohirurga i neka operacija.
Ako svi žele na magnetnu rezonancu, siguran sam da će 10% ljudi napisati da imaju kile i da im treba konsultacija neurohirurga i neka operacija.
V. Leach:
Da li je tumor i dalje maligni ili benigni?
P. Zelenkov:
U mozgu je otprilike polovina tumora maligna: glioblastom i anaplastični astrocitom, zapravo, to je ogroman problem koji je zahtijevao uvođenje fotonike kao jednog od mogućih načina za njegovo rješavanje, jer se radi o ogromnoj grupi pacijenata. koje je veoma teško lečiti. Unatoč kombinaciji operacije, kemoterapije, zračne terapije i nekih novih eksperimentalnih metoda, rezultati njihovog liječenja još uvijek nisu tako zadovoljavajući. Odnosno, prosječno vrijeme preživljavanja je oko godinu dana, nešto više od godinu dana. Iako, prema iskustvu našeg centra, ako pacijent dobije ove vrste tretmana u kombinaciji, pravovremeno i stalno je pod strogim nadzorom, onda mu se život može značajno produžiti na nekoliko godina, a ponekad i na decenije.
V. Leach:
Što se tiče kičme, koji su pokazatelji?
P. Zelenkov:
U slučaju kičme, situacija je nešto drugačija. U stvarnoj praksi, pacijenti sa kičmom čine skoro 50-75% cjelokupne neurohirurške prakse. Ovo je bol u leđima, to su razni kompresijski sindromi, kod kojih bol zrači u udove, u ruku, u nogu. Radim na odeljenju specijalizovanom za kičmu, kičmenu moždinu i periferne nerve, tako da te pacijente viđam svaki dan. A ovo je malo drugačija oblast, bliska je ortopediji, jer dosta radimo sa koštanim strukturama, sa zglobno-ligamentnim aparatom. I tu mi kao neurohirurzi koristimo iste pristupe: mikrohirurgija, upotreba mikroskopa, razni minimalno invazivni pristupi, niskotraumatski, kroz vrlo male rezove. Posljednjih godina ljudi su počeli aktivno savladavati endoskopiju - ovo je tehnika koja omogućava još manje oštećenja mišića, tkiva i ligamenata.
V. Leach:
Da li je lakše operisati kičmu nego mozak?
P. Zelenkov:
S jedne strane, sama operacija kičme se na neki način smatra lakšom od operacije mozga jer su strukture veće. Ne govorim sada o kičmenoj moždini, govorim samo o kostima i diskovima. Na neki način, ovo se smatra operacijom. Na primjer, možemo raditi bez upotrebe mikroskopa (sa starim tehnikama, sa velikim rezovima, napraviti velike dekompresije), shodno tome možemo raditi velike stabilizacije, koristiti stabilizirajuće strukture (titanijumski implantati, šrafovi), ili možemo raditi male, delikatne operacije kada oslobađamo samo nervne strukture bez ikakvog oštećenja potpornih struktura. Naravno, radi se o potpuno drugačijem pristupu, koji zahtijeva malo drugačije kvalifikacije, jer zahtijeva iskustvo, viziju anatomije u vrlo uskim, ograničenim prostorima.
V. Leach:
Koliko pacijenata može u potpunosti hodati i kretati se nakon operacije kičme?
P. Zelenkov:
Ogromna većina. Klasični mit da “nemoj da operišeš kičmu – paraliziraće” je nešto iz prošlosti, rekao bih.
V. Leach:
S druge strane, ionako paralizira, ali ovdje postoji barem neka šansa.
P. Zelenkov:
U izuzetno rijetkim situacijama, pacijent s hernijom može postati paraliziran. To se dešava kada se pojave neke komplikacije, vaskularni poremećaji ili kada se tokom operacije pojavi komplikacija u kojoj je narušena funkcija oba donja ekstremiteta. Ali, po pravilu, u 99,9% slučajeva to se ne dešava.
Naši glavni zadaci su suzbijanje dugotrajnih bolnih sindroma, jer se često dešava da bol postoji prije operacije, ali ostaje nakon operacije. A ponekad se dogodi da se unatoč činjenici da se smanjio za 20-30-50%, pacijent i dalje fokusira na ovaj sindrom boli. Ova iskustva se ne mogu otpisati. Mi, kao hirurzi, moramo nastaviti da komuniciramo sa njima, objašnjavamo, otkrivamo druge razloge zašto se ovaj bol javlja. Ponekad se pojave zanimljive stvari. Po prvi put naše konsultacije otkrivaju pridružene bolesti koje ranije nisu dijagnosticirane.
Kičma je centralna osa tela. I moramo procijeniti ne samo kičmu, već i sve što je okružuje, i pacijenta u cjelini, jer smo svi jako različiti, a bol je više stanje duha nego morfološka stvar koja se može dodirnuti, vidjeti uz pomoć bilo koje metode. Odnosno, svako ima svoj bol.
U izuzetno rijetkim situacijama, pacijent s hernijom može postati paraliziran. U 99,9% slučajeva to se ne dešava.
V. Leach:
Govorite o hernijama, ali šta ako se vratimo na tumor?
P. Zelenkov:
Sa tumorima je sve jednostavnije. Ovo je posebna tema. Obično pacijenti sa tumorom kičmene moždine ili kičme imaju dug put prije nego što im se dijagnostikuje. U početku imaju samo bolove u leđima, a često im se ne daje nikakva dodatna dijagnostika, samo rendgenski snimak koji zapravo ništa ne pokazuje, a pacijent se šalje na fizikalnu terapiju i vitaminsko liječenje, što pak stimulira. dalji rast tumora.
V. Leach:
Ali kažete da se ići na magnetnu rezonancu svake godine takođe ne preporučuje.
P. Zelenkov:
To je u redu.
V. Leach:
Šta onda učiniti?
P. Zelenkov:
Tako da neurolozi vrlo pažljivo posmatraju pacijenta. Ako pacijenti vide da im je sve gore, počinju da traže načine, traže druge doktore i sami odlaze na magnetnu rezonancu. Pozitivan aspekt naše ruske stvarnosti je da se za novac lako može uraditi magnetna rezonanca, a niko posebno neće pitati za pravac, jer ti centri moraju nekako preživjeti. I njima je važan protok pacijenata, a usluga magnetne rezonancije je dijagnostička procedura koja je potpuno bezopasna, pa se može obaviti mirno i bez recepta.
Drugo pitanje je interpretacija fotografije, jer nam se vrlo često javljaju ljudi koji ne mogu ni da obrazlože svoje pritužbe, a mi pitamo: „Zašto si uopšte došao?“ „Zato što moj magnetna rezonanca kaže da postoji hernija.“ Dakle, uvijek objašnjavam da je zaključak napisao stručnjak koji je proučavao kako opisati gdje su patologije i gdje je norma. Ali nije napisano za pacijenta, koji ne može da izoluje šta je ovde značajno, a šta nije, već za drugog specijaliste (neurologa, neurohirurga), koji može da proceni šta je važno, klinički značajno, možda čak i zahteva operaciju, a što nije toliko važno.
Pozitivan aspekt naše ruske stvarnosti je da se za novac lako može uraditi magnetna rezonanca, a niko posebno neće pitati za pravac, jer ti centri moraju nekako preživjeti.
V. Leach:
S druge strane, pacijent ide kod hirurga jer ga je doktor sa klinike već poslao da pliva. Uostalom, imamo prilično veliki jaz između doktora koji rade u bolnicama, operišu, liječe i klinika, koji najčešće prepisuju aspirin i paracetamol u slučaju prehlade i bolesti. Možda se kvalifikacije jako razlikuju?
P. Zelenkov:
Ne mogu se u potpunosti složiti sa tobom. Činjenica je da oni koji sjede u klinikama praktički sjede na liniji pucanja. Oni su u veoma teškoj situaciji – finansijski, ekonomski i socijalno. S jedne strane, oni su pružaoci primarne zdravstvene zaštite, ono što se u civilizovanom svetu zove lekar opšte prakse, porodični lekar. U stvari, to je osoba koja preuzima glavninu udarca, njemu dolaze ljudi sa raznim bolestima i ta osoba, naravno, mora biti u dobrom stanju. Nažalost, u našoj realnosti ovi ljudi često imaju niske plate, nemaju baš dobru podršku i imaju malo mogućnosti u istoj klinici.
V. Leach:
Čak iu plaćenim klinikama kvalifikacije nisu uvijek potvrđene. Iako prijem može značajno koštati.
P. Zelenkov:
Naš sistem postdiplomskog obrazovanja radi prilično dobro. Rekao bih da su kvalifikacije ovih ljudi i dalje visoke. Drugi problem je što im se daje vrlo malo vremena da pregledaju pacijenta, primorani su da pišu mnogo različitih stvari. Zakonski su ograničeni u određenim granicama, zbog čega se stvaraju stereotipi da je kvalitet liječenja tamo lošiji nego drugdje. Ipak, smatram da će, ako se u primarnoj ambulanti stvore dobri uslovi za prijem, kvalitet biti veoma visok, a i sami doktori dobro kvalifikovani, a to potvrđuje i način na koji pacijenti dolaze iz mnogih klinika u regionima. Nema apsolutno nikakve veze između toga odakle je pacijent došao, koliko je dobro pregledan i koje su preporuke date. Često, kada otpuštamo pacijente kući, čak i telefonom kontaktiramo lokalne ljekare. Opet, u stvarnosti, u Moskvi možete ići na bazen ili u rehabilitacioni centar. Negdje u selu ili malom gradu nema bazena, nema dobrih sportskih ambulanti i tako dalje. Ali pacijentu je i dalje potrebna rehabilitacija. Razvijate neku taktiku, pokušavate da se prilagodite, objasnite šta je moguće, a šta ne.
Ako se u primarnoj ambulanti stvore dobri uslovi za prijem, kvalitet će biti veoma visok, a sami lekari dobro kvalifikovani.
V. Leach:
Ali i kućne vježbe postoje, zar ne?
P. Zelenkov:
Naravno, postoje, ali za to je potrebna ogromna izdržljivost. Ipak, moj glavni savjet je da odete kod trenera. Ako sve pravilno motivirate i objasnite, onda će se osoba zaista pobrinuti za sebe.
V. Leach:
Koliko? Pacijenti uče mjesec-dva, a onda postane jako loše.
P. Zelenkov:
Imam osećaj da to nije dovoljno. Ponekad je efekat naših operacija, posebno hernija, toliko dobar, odnosno osoba je bila bolesna, zatim je ustala, prohodala i počela da uživa u životu, da mu se sveukupni način života malo menja, počinje sebi da dozvoljava više aktivnosti , bolje vodi računa o sebi , shvata da je bolje ne dozvoliti da se ovo ponovi. Šta treba da uradite za ovo? Ojačajte mišiće leđa: plivajte, vježbajte.
V. Leach:
Ko je najčešće Vaš pacijent?
P. Zelenkov:
Kako kažu: "Ovdje su svi uzrasti pokorni." Mladi ljudi češće doživljavaju kile, ozljede i bolne sindrome koji su jednostavno povezani sa grčenjem mišića. U kategoriji starijih osoba više govorimo o dugotrajnim stenozama kičmenog kanala, kod kojih osteohondroza, zbog dugotrajnog opterećenja, sastavni elementi rastu i komprimiraju nervne završetke. Ovo je češće u kategoriji starijih od 50 godina.
V. Leach:
A ako se vratimo na tumor, ko ga češće dobija? I iz kojih razloga?
P. Zelenkov:
Tumori su, naravno, genetski, odnosno postoji neka vrsta genetske predispozicije, plus faktori okoline, a može biti i izlaganje hemikalijama i zračenju. Ali kao što znamo, sada su to kvarovi u genima, odnosno mehanizmi samouništenja u nekim ćelijama prestaju da rade i one se pretvaraju u tumorsku ćeliju. Normalno, određeni broj tumorskih ćelija se konstantno formira kod svake zdrave osobe. Ali čim ova ćelija shvati da je postala tumorska, u njoj počinje proces apoptoze, odnosno samouništenja. Ova ćelija jednostavno umire malo po malo i ne stvara tumor. Slom ovog mehanizma održava takve ćelije u životu, a u nekom trenutku se pojavljuje kritična masa koja počinje rasti. Razlozi za to nisu u potpunosti poznati; postoji veoma veliki doprinos u molekularnim, biološkim i genetskim mehanizmima. A za mnoge tumore ovi mehanizmi su proučavani veoma duboko, poznato je mnogo gena u kojima se tumor može razviti, pa čak i genetsko testiranje može unaprijed pretpostaviti da je ta osoba u visokom riziku, da mora svaki put na magnetnu rezonancu. godine i pažljivo pratiti da li se ovo razvija.tumor ili ne.
Na osnovu genetskog testiranja može se unaprijed pretpostaviti da je ova osoba u visokom riziku, da mora svake godine na magnetnu rezonancu i pomno pratiti da li se ovaj tumor razvija ili ne.
V. Leach:
Da li traume utiču na razvoj tumora?
P. Zelenkov:
Ovo pitanje se često postavlja, ali koliko ja znam, tu nema direktne veze. Kako su nas učili na institutu u našim prvim godinama: „Uzmite porodičnu anamnezu: saznajte da li su vaši roditelji, baka, djed ili možda prabaka i djed imali tumore.” Često sama priroda sugerira da postoji neka vrsta porodične predispozicije, tada se ovom pacijentu mora posvetiti pažljivija pažnja.
V. Leach:
Da li novi tretmani skraćuju boravak u bolnici?
P. Zelenkov:
Da. Ovdje se možemo vratiti našoj operaciji kičme. Mogu reći da je ranije operacija spinalne stenoze bila velika operacija, sa velikim rezom, laminektomijom, dugotrajnim zarastanjem, pacijent je bio prisiljen da leži dugo dok sam imao stražnju fuziju kičme, fuziju kostiju itd. . Sada možemo izvršiti dekompresiju pomoću endoskopa kroz rez od 5 milimetara i uveče otpustiti pacijenta kući. U pravilu čekamo dan da jednostavno procijenimo stanje, ali već sutradan možemo otpustiti pacijenta. Tehnologija vam omogućava da brzo napustite bolnicu i vratite se normalnom životu.
V. Leach:
Da li se naši ljekari danas školuju u našoj zemlji ili u inostranstvu? Jer u nekim specijalnostima se doktori žale da ne pružamo punu obuku.
P. Zelenkov:
Puno sam putovao u inostranstvo na razne klinike. Usavršavao sam se i studirao u Njemačkoj i Francuskoj, i mogu reći da je u Rusiji nivo medicine generalno prilično visok, posebno u velikim gradovima: Moskvi, Sankt Peterburgu, Novosibirsku i tako dalje. Veliki centri imaju gotovo sve iste tehnike koje su dostupne u razvijenim zapadnim zemljama. Možda zaostajemo upravo u nivou kliničkih istraživanja, raznih novih tehnika, potpuno eksperimentalnih. Za isti glioblastom u Rusiji postoji znatno manje kliničkih studija, novih metoda, koristeći nove fizičke ili hemijske ili biološke principe, nego na istim univerzitetskim klinikama u Njemačkoj. Ali nivo obuke se može dobiti u Rusiji. Štaviše, sa sadašnjim kursom evra, lekarima je prilično teško da putuju negde o svom trošku i studiraju. Ali među mojim kolegama ima dosta fokusiranih ljudi, prvenstveno mladih, koji žele nešto postići i naučiti više. Naravno, moj savjet takvim ljudima je, ako je moguće, da putuju, uče, gledaju i primjenjuju to u svojoj praksi.
Veliki centri imaju gotovo sve iste tehnike koje su dostupne u razvijenim zapadnim zemljama. Možda zaostajemo upravo u nivou kliničkih istraživanja, raznih novih tehnika, potpuno eksperimentalnih.
V. Leach:
Šta ste stekli stranim iskustvom za sebe i svoju praksu a kod nas niste imali?
P. Zelenkov:
Tokom jednogodišnjeg stažiranja u Njemačkoj 2008. godine, malo sam promijenio svoju filozofiju u vezi kičmene kirurgije: hernija, stenoza i tako dalje. Odnosno, vidio sam da nije potrebno raditi velike operacije, velike dekompresije, stabilizacije uz pomoć velike količine metala, da se isti problemi mogu riješiti na vrlo niskotraumatičan, minimalno invazivan način, mikrohirurškim tehnikama, mikrodekompresijom.
V. Leach:
Odnosno, oni u inostranstvu su bili ispred nas u tom periodu?
P. Zelenkov:
I u Njemačkoj možete pronaći klinike koje rade po starim i novim metodama. Na primjer, nedavno sam bio na kliničkoj praksi na Univerzitetu Bordeaux I u Francuskoj. I bio sam iznenađen da su tamo bili ljudi sa malo drugačijim pristupom. Odnosno, radi se o otvorenijim operacijama, moglo bi se reći, koje smo koristili prije 10 godina, međutim, pušteni su u pogon, odrađeni su jako dobro, tamo sve radi kao sat, cijeli tim zna šta i kako treba raditi, i idu brzo i vrlo efikasno. Odnosno, u rukama svakog hirurga, metoda u kojoj je dobar je dobra.
V. Leach:
Treba li zbog toga cijeli tim biti preobučen?
P. Zelenkov:
Naravno, cijela brigada. Sam kirurg je važan jer direktno radi, radi to svojim rukama, međutim, uloga operacione sestre, uloga anesteziologa, uloga radiologa - mi, nažalost, nemamo takvog radnika. u operacionoj sali, ali je i on neophodan, pošto radimo sa rendgenskim zracima, elektronsko-optičkim pretvaračem. Odnosno, uloga cijele brigade je izuzetno važna. Operacija se ne može izvesti snagom i znanjem jednog kirurga, za to je potrebno da svaki učesnik razumije karakteristike ove operacije, neke nijanse, njene poteze i tako dalje, a osim toga tim mora biti dobro uigran. Hirurg, anesteziolog i medicinska sestra moraju biti u isto vrijeme.
V. Leach:
Ispada da nakon završene prakse u inostranstvu treba da dođete kući i prekvalifikujete ceo tim?
P. Zelenkov:
Bez sumnje. Tokom operacije sestri je ponekad trebalo objašnjavati nepoznate stvari. Ali naše osoblje i naše medicinske sestre sa kojima radimo u Centru za neurohirurgiju imena akademika N. N. Burdenka su divni, veoma kvalifikovani specijalisti, zahvaljujući kojima su naše operacije moguće, jer bez njih, bez njihovog iskustva, bilo bi izuzetno teško.
V. Leach:
I kako se to iskustvo onda prenosi na naše kolege, ili ima neka konkurencija, a svi sjede i misle: „Neću ja nikog da učim, neka svi dođu kod mene“.
P. Zelenkov:
Tu dolazi do izražaja kolegijalnost. Možete, naravno, sjediti i ne prenositi svoje znanje i plašiti se konkurencije. Ali život će ga ipak iznijeti, a oni kojima je to potrebno će i dalje primiti ovo znanje. Stoga uvijek polazim od principa: bolje je da ja budem taj koji predaje nego neko drugi. Odnosno, nema smisla biti pas u jaslama. Što više znanja prenesete na druge, mlade kolege, stanare, to će vam se kasnije više isplatiti. Jer oni će i dalje dolaziti po savjet i slati svoje pacijente. Ovo je obostrano koristan proces. Dugogodišnja medicinska tradicija - ako ste svoje znanje dobili od svog učitelja, onda se morate pokloniti, zahvaliti i prenijeti to znanje dalje, jer je to naš profesionalni zakon.
Dugogodišnja medicinska tradicija - ako ste svoje znanje primili od svog učitelja, onda se morate pokloniti, zahvaliti i prenijeti to znanje.
V. Leach:
Šta se danas dešava sa specijalnošću neurohirurgija, jer svake godine diplomira mnogo specijalista, više nego što je potrebno, kako neki kažu. Da li svako radi po svojoj specijalnosti, jesu li zaposleni?
P. Zelenkov:
Imam osjećaj da se broj mjesta smanjuje, to je generalni trend u našem zdravstvu, radi se neka optimizacija, a malo je manje ambulanti. Ali u isto vrijeme, ne mogu reći da opada potreba za neurohirurzima, posebno u mojoj specijalnosti. Po mom mišljenju, naprotiv, nije zatvorena. A neurohirurga i takvih specijalista nedostaje u cijeloj zemlji, jer vidimo da dosta ljudi dolazi iz regiona, a mnogi iz nekog razloga ne žele da se prijave lokalno. Mada, čini mi se da je to zabluda. Jer nivo kadeta je dosta visok, a ljudi su dosta sposobni da operišu na terenu sa nekim stvarima, osim onim najkompleksnijim, za koje je potrebno iskustvo. Stoga smatram da bi se broj neurohirurga, kao i drugih specijalista, trebao povećati.
I evo mog ličnog mišljenja da ljudi treba da dobiju visokokvalifikovanu, visokotehnološku pomoć u svojim mestima stanovanja, pošto je doći do Moskve veoma teško, ponekad im je jednostavno nemoguće. Ja sam zagovornik decentralizacije kako bi ljudi lako mogli doći i dobiti ovu pomoć u svom mjestu stanovanja, nedaleko od mjesta gdje žive. I istovremeno budite u kontaktu, u kontaktu sa doktorom koji je sa njima radio. Budući da se stvar ne svodi samo na jednu operaciju, život ide dalje, a pacijentu je potrebno praćenje, rehabilitacija i kontrolni pregledi. Često se dešavaju recidivi, novi problemi, kada mi dođu ljudi koji su operisani pre 10 godina sa nekim novim pitanjima i problemima, uvek nastoje da dođu do iste osobe sa kojom su već imali posla, ako je bio uspešan ishod.
V. Leach:
Danas postoji neka vrsta propagande među samim pacijentima o prevenciji, ispravnoj dijagnozi, gdje, kada ići?
P. Zelenkov:
Ovo je zapravo veliki neuspjeh.
V. Leach:
Zato što će u škole uvesti finansijsku pismenost. Finansije su važne, ali ako nemate zdravlje, koja je svrha svega drugog?
P. Zelenkov:
Nisam znao da u školama predaju finansijsku pismenost.
V. Leach:
U nekima se uvode, uključujući planove za dalje uvođenje.
P. Zelenkov:
Zdravstvena pismenost vjerovatno ne bi bila ništa manje važna za podučavanje od finansijske pismenosti. Jer briga o svom zdravlju je, po mom mišljenju, prioritet.
V. Leach:
Djeca, počevši od škole, ponekad iz vrtića, počinju voditi pomalo nezdrav način života: gadgeti, prilično sjedilački način života.
P. Zelenkov:
Ovdje i da i ne. Sjedilački način života je definitivno loš. Naravno, sport bi trebao biti na prvom mjestu, aktivna mobilnost. Međutim, realnosti našeg života su takve da djeca moraju više da uče, količina informacija, količina znanja se povećava. Gadžet je takođe neizbežna posledica naučnog i tehnološkog napretka.
V. Leach:
Ponekad je zlo, roditelji otjeraju svoju djecu sa kompjutera. Ako nas je ranije bilo nemoguće otjerati kući, sada je nemoguće istjerati djecu iz kuće ovim napravama.
P. Zelenkov:
Ovdje uvijek treba razmišljati: zašto je djetetu potreban uređaj? Ne gledajte na površne manifestacije problema, već na one duboke. Odnosno, djetetu je naprava potrebna kada mu je jednostavno dosadno i kada nema drugih aktivnosti.
Djetetu je naprava potrebna kada mu je jednostavno dosadno i kada nema drugih aktivnosti.
V. Leach:
S druge strane, on ne hoda ulicom, ne luta negdje.
P. Zelenkov:
Može otići u sportsku sekciju i tamo vježbati. I ovdje nije pitanje za djecu, već za roditelje, kako organizovati vrijeme svog djeteta i šta učiniti da ono ima interesantne aktivnosti, tako da nema želje da sjedi u ovoj spravici cijeli dan ili postoji nema mogućnosti jednostavno da ima vremena, jer ako uči tu i tamo, onda neće imati snage i vremena da sjedi mnogo sati. Ali provesti neko vrijeme na telefonu ili tabletu, u stvari, nema ništa loše u tome, jer je ovo moderna igračka, onakva kakva smo nekada imali kocke, užad za preskakanje i tako dalje.
V. Leach:
Mogu li imati nekoliko želja za vaše kolege i pacijente?
P. Zelenkov:
Mogu poželjeti kolegama da zadrže želju da stalno uče nešto novo, da taj entuzijazam ne nestane, da ga nikakvi životni usponi ili okolnosti ne remete, da postoji stalna želja za usavršavanjem metoda koje vi sopstvenim, da se obogatite znanjem.
Što se tiče pacijenata, želim da ostanem priseban i da doktore ne smatram bogovima u belim mantilima koji sve znaju bolje. Odnosno, pratite malo svoju unutrašnju intuiciju i shvatite šta vam treba, a šta ne. Ovo može biti tako neobična preporuka, posebno za rusku stvarnost, ali ipak počnite preuzimati više odgovornosti za svoje zdravlje. Bolje je razumjeti, obrazovati se, zainteresirati, čitati na internetu o posebnostima fiziologije i anatomije. I naučite karakteristike sopstvene bolesti, i sa tim znanjem idite kod lekara. Trezveno procijenite šta vam se preporučuje. Izaberite doktora, izaberite kliniku. Zapravo, sloboda izbora sada je veoma dobra. I voditi zdrav način života.
V. Leach:
Sve najbolje. Do sljedećeg puta.
P. Zelenkov: