Если вы когда-либо были у офтальмолога и делали снимок внутренней структуры глаза, велика вероятность, что это делали с помощью оптической когерентной томографии (optical coherence tomography, OCT) — технологии, которую разработал клиницист и учёный Дэвид Хуан (David Huang), выпускник Массачусетского технологического института, а сегодня используемую в 40 миллионах процедур ежегодно.
Как работает OCT
OCT — это неинвазивный метод, позволяющий получать детальные изображения сложных биологических тканей, например сетчатки или бляшек в коронарных артериях. Технология анализирует время отражения световых волн от тканей и создаёт высокодетализированную картину внутренних структур.
«OCT использует инфракрасный свет, едва заметный по сравнению с яркой вспышкой при фотографии глазного дна — другом распространённом методе. При этом она даёт гораздо больше информации: трёхмерную вместо двумерной — и с более высоким разрешением», — рассказывает Хуан.
За это открытие он вместе с соавторами был включён в Зал славы национальных изобретателей в 2025 году, а в 2023-м получил премию Ласкера и Национальные медали в области технологий и инноваций.
Путь к прорыву
Хуан не планировал менять подходы к диагностике глаз, когда поступил на факультет электротехники в МТИ. Но он хотел применить инженерное мышление для развития медицины — так, как, по его мнению, мог бы поступить его отец, врач общей практики.
Прорыв случился, когда Хуан учился в программе «медицина + PhD» в рамках сотрудничества Гарварда и МТИ. Под руководством Джеймса Фудзимото (James Fujimoto), профессора электротехники, он исследовал ультрабыстрые лазеры и искал способы улучшить офтальмологические процедуры, включая измерение толщины роговицы и сетчатки.
Хуан предположил, что интерферометрия — метод, способный измерять время прохождения света с точностью до одной квадриллионной секунды — позволит достичь разрешения на уровне микрометров. В ходе экспериментов выяснилось, что метод улавливает очень слабые сигналы от мельчайших структур сетчатки.
Фудзимото и Хуан осознали потенциал для создания нового типа визуализации и пригласили Эрика Свонсона (Eric Swanson), который тогда использовал интерферометрию для связи между спутниками в Лаборатории Линкольна. Вместе они разработали аппарат OCT для биомедицинских задач.
Хуан протестировал устройство на различных тканях, полученных через Гарвардскую медицинскую школу, и добился особенно впечатляющих результатов при сканировании сетчатки и образцов коронарных артерий. В 1991 году команда опубликовала свои выводы в журнале Science, официально представив OCT как новый метод визуализации.
«Благодаря возможности сотрудничать с врачами и доступу к передовым технологиям в Лаборатории Линкольна и МТИ, нам удалось запустить эту технологию, тогда как другие исследователи в то же время не смогли показать реальных результатов визуализации»
Развитие и применение
После прорыва Хуан завершил медицинское образование и стал офтальмологом, а Фудзимото и Свонсон основали стартап, чтобы внедрить устройство в клиническую практику.
В последующие десятилетия Хуан продолжал совершенствовать OCT. Сегодня, возглавляя исследовательское направление в институте глазных болезней Кейси при Университете здравоохранения и науки Орегона, он руководит группами, разрабатывающими новые применения технологии — например, ОКТ-ангиографию (визуализация кровотока на уровне капилляров) и ОКТ-опторетинографию (картирование реакции фоторецепторов сетчатки на свет).
Помимо исследований, Хуан принимает пациентов и является сооснователем GoCheck Kids — цифровой платформы для скрининга глазных заболеваний у детей.
Свою способность к инновациям он объясняет положением на стыке дисциплин: «Чистому врачу или чистому инженеру-лазерщику трудно увидеть, что можно создать устройство, решающее реальную клиническую проблему. Но когда у тебя есть знания с обеих сторон — это становится очевидным».