Το φως που διασκέζεται εντός των βιολογικών ιστών παύει συνήθως να παρέχει χρήσιμες πληροφορίες. Ερευνητές από το Διεθνές Κέντρο Μετάφρασης Οφθαλμικής Έρευνας (ICTER) του Ινστιτούτου Φυσικοχημείας της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών απέδειξαν ότι η ελεγχόμενη μεταβολή της διαδρομής του φωτός μπορεί να προσφέρει καθαρότερες εικόνες.
Το πρόβλημα του θορύβου κόκκωσης
Κατά τη διέλευση του φωτός από τους ιστούς, η αλληλεπίδραση με τα κυτταρικά τοιχώματα και τα αγγεία προκαλεί παραμορφώσεις και δημιουργεί τον θόρυβο κόκκωσης (speckle noise). Το φαινόμενο αυτό οφείλεται στη χωρική συνοχή του λέιζερ, δημιουργώντας ένα τυχαίο μοτίβο φωτεινών και σκοτεινών κηλίδων που καλύπτει τις λεπτομέρειες του δείγματος.
Η νέα μέθοδος εισάγει ένα δυναμικό μέσο διάχυσης (DSM), το οποίο μεταβάλλει ελαφρώς τη φάση και τη διεύθυνση του φωτός σε κάθε μέτρηση. Με τη λήψη πολλαπλών ανεξάρτητων εικόνων και τη μεταγενέστερη συγχώνευσή τους, οι τυχαίες παραμορφώσεις εξασθενούν, ενώ η σταθερή δομή του αντικειμένου διατηρείται.
Προσομοιώσεις και εργαστηριακές δοκιμές
Οι ερευνητές συνέκριναν δύο μεθόδους αθροίσματος εικόνων: την αφαίρεση πλάτους και τη σύνθετη αφαίρεση. Η δεύτερη μέθοδος αποδείχθηκε αποτελεσματικότερη στη διατήρηση της ανάλυσης και τη μείωση του υπόβαθρου, απαιτώντας ωστόσο σταθεροποίηση της φάσης.
Στις δοκιμές με οπτική τομογραφία συνοχής (OCT) χρησιμοποιήθηκε κοινό γάλα ως δυναμικό μέσο διάχυσης, καθώς τα μικροσκοπικά σωματίδιά του κινούνται συνεχώς. Η τεχνική δοκιμάστηκε με επιτυχία σε πρότυπο στόχο ανάλυσης καλυμμένο με ταινία, καθώς και κάτω από τομή εγκεφάλου ποντικού πάχους 250 μικρομέτρων, αποκαθιστώντας δομές που διαφορετικά ήταν αόρατες.
Προοπτικές και περιορισμοί
Αν και η μέθοδος μειώνει ελαφρώς την οξύτητα της εικόνας, προσφέρει σημαντική ανθεκτικότητα απέναντι στις παραμορφώσεις χωρίς την ανάγκη περίπλοκου εξοπλισμού. Η εφαρμογή σε ζωντανούς ιστούς απαιτεί ταχύτερα μέσα διάχυσης, αλλά η τεχνική ανοίγει νέους δρόμους για την οφθαλμολογία και τη βιολογική μικροσκοπία.
