Badania

Zajrzeć w zwierciadło

Opublikowano: 2020-07-27

forum akademickie
Super-kamera pozwala diagnozować choroby rogówki szybko, tanio i bezboleśnie, fot. Grzegorz Krzyżewski

Jeśli oczy są zwierciadłem duszy, to dzięki przeziernym rogówkom możemy w głąb tej duszy zajrzeć. A dzięki pracy naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej PAN możemy zajrzeć w głąb samej rogówki. I to bez jej dotykania!

Wszystko dzięki wprowadzeniu innowacyjnej metody holograficznej tomografii optycznej. Osiągnięcie zostało opisane w renomowanym czasopiśmie Biomedical Optics Express.

– Naszym pomysłem było popsucie spójnej wiązki laserowej oświetlającej rogówkę, dzięki czemu mogliśmy znacząco wydłużyć czas ekspozycji nie narażając położonej głębiej, delikatnej siatkówki. Jednocześnie pozwala nam to na zachowanie wysokiej wartości mocy światła, która pozwala na zobaczenie bardzo słabego rozproszenia wstecznego od rogówki– wyjaśnia prof. Maciej Wojtkowski z Zakładu Chemii Fizycznej Układów Biologicznych IChF PAN.

Dodatkowo objętościowy charakter zbieranych danych pozwolił na optyczne „spłaszczenie” krzywizny rogówki i uzyskanie wyjątkowo ostrych obrazów wszystkich tworzących ją warstw w całym przekroju. To niełatwa sztuka, bo przejrzystość rogówki, choć pozwala na zaglądanie do wnętrza oka, wcale nie ułatwia badania jej samej. Dawne metody wymagały kontaktu przyrządu pomiarowego z okiem, a co za tym idzie znieczulenia gałki, a sam pomiar był długotrwały. Ale nawet i ten nowsze, wykorzystujące tomografię optyczną OCT, mają ograniczenia wynikające z nie dość szybkiego pobierania obrazów, co przy badaniu nieznieczulonego oka sprawia, że uzyskany obraz jest nieostry ze względu na mikroruchy gałki ocznej.

Przełom przyszedł wraz z superszybkimi kamerami rejestrującymi dziesiątki tysięcy klatek na sekundę, dzięki którym można było błyskawicznie rejestrować obrazy. Problemem była rozdzielczość i artefakty wynikające m.in. z tego, że rogówka jest zakrzywiona i omiatająca ją, laserowa wiązka układa się w każdej części nieco inaczej. I tu wkraczają naukowcy z IChF PAN. Ich metoda, znana jako holograficzna Tomografia OCT, pozwala na uchwycenie rogówki w ułamku sekundy i zarejestrowanie całej jej głębi w niezwykle wysokiej, niespotykanej dotąd rozdzielczości. Pacjent nie zdąży nawet mrugnąć, a jego rogówka już jest zobrazowana i to z dokładnością pozwalającą oglądać nawet pojedyncze komórki. A gdyby nawet mrugnął maszyna, a raczej komputer, skompensuje ten ruch, wciąż dając ostry obraz.

– Do tego nasz aparat nie ma ruchomych części, a dzięki modulacji fazy wiązki laserowej możemy wykorzystywać większe moce bez szkody dla głębiej położonych tkanek oka – wyjaśnia prof. Wojtkowski.

Metoda opracowana przez naukowców z Międzynarodowego Centrum Badań Oka w IChF PAN ma szansę zrewolucjonizować diagnostykę chorób oka, nie tylko rogówki, dając lekarzom narzędzie pozwalające badać pacjentów szybko i bezboleśnie. Dzięki temu, że uwidacznia także to, co niewidoczne w zwykłej lampie szczelinowej, a jest równie bezinwazyjna, pacjenci zyskają komfort a okuliści nieporównanie więcej informacji.

Jednostka funkcjonująca w IChF PAN jest jedną z Międzynarodowych Agend Badawczych powołanych w wyniku konkursu Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Zajmuje się badaniami nad dynamiką i plastycznością ludzkiego oka. Strategicznym partnerem zagranicznym projektu jest Instytut Okulistyki brytyjskiego University College London (UCL).


PARTNERZY

forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie