Международная группа исследователей в сотрудничестве с Университетом Сент-Эндрюс совершила технологический прорыв в одной из наиболее важных форм световой визуализации, оптической когерентной томографии (ОКТ), которая может революционизировать приложения в офтальмологии, дерматологии, кардиологии и раннее выявление рака.

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances , под руководством международной группы экспертов из Университета Аделаиды, Австралия, Технического университета Дании (DTU) в сотрудничестве с Аэрокосмической корпорацией США и учеными из Школы физики и астрономии в Сент-Эндрюсский университет может улучшить диагностику заболеваний.

На сегодняшний день достижения в области световой визуализации были впечатляющими. Его использование в биомедицинской визуализации достигло новых высот за последнее десятилетие благодаря беспрецедентному сочетанию простоты, простоты использования для восстановления информации изображения с высоким разрешением и универсальности. Тем не менее, проблемы остаются, а именно восстановление информации из глубины. Проблема из-за рассеяния света в тканях, которое скрывает информацию на глубине.

ОКТ основана на обратном рассеянии света в образце: это происходит, например, при прохождении света между различными слоями клеток. Это похоже на хорошо известное в природе явление рассеяния света в тумане, состоящем из капель воды с другим показателем преломления, чем у окружающего воздуха, который искажает ваш взгляд. Рассеивание мешает видеть сквозь туман.

Точно так же клетки (мембраны и даже более мелкие части) в биологических тканях рассеивают свет, что затрудняет визуализацию. Фактически, получить различимый сигнал с глубины более 1 мм чрезвычайно сложно из-за нескольких факторов, включая сигнал от промежуточной ткани.

Принято считать , что в ОКТ-сигнале преобладает свет, претерпевший однократное обратное рассеяние, в то время как свет, рассеянный (скремблированный) много раз, вреден для формирования изображения.

Команда обнаружила альтернативную точку зрения — что выборочный сбор такого многократно рассеянного света может привести к улучшению контрастности изображения на глубине, особенно в сильно рассеивающих образцах. Важно отметить, что они показали, как это можно легко реализовать с минимальной дополнительной оптикой, сместив пути доставки и сбора света.

Гавриэль Унтрахт, первый автор статьи из DTU, сказала: «Результаты нашего исследования могут стать началом нового взгляда на ОКТ-изображения. Очень интересно внести свой вклад в такой технологический прорыв в хорошо зарекомендовавшей себя области ОКТ. . “

Профессор Кишан Дхолакия из Школы физики и астрономии Сент-Эндрюсского университета сказал: «Наше исследование нарушает нормы в оптических изображениях, и я считаю, что это открывает новый путь к восстановлению информации на глубине. информацию о здоровье человека — наш подход может улучшить это еще больше».

Доктор Питер Андерсен, соавтор из DTU, сказал: «Уникальная конфигурация, поддерживаемая нашим моделированием, должна пересмотреть наш взгляд на формирование сигнала ОКТ — и теперь мы можем использовать это понимание для извлечения дополнительной информации и улучшения диагностики заболеваний. .”

Команда считает, что их прорыв бросит вызов условностям и приведет к качественному изменению в восстановлении изображений на глубине.

Источник