Όπως είναι δύσκολο για μια φωτογραφική μηχανή να εστιάσει ταυτόχρονα σε ένα κοντινό λουλούδι και ένα μακρινό βουνό, έτσι και τα συμβατικά οπτικά μικροσκόπια αντιμετωπίζουν παρόμοια δυσκολία κατά την απεικόνιση δομών σε διαφορετικά βάθη εντός του σώματος.
Η πιο σφιχτή εστίαση του φωτός βελτιώνει τη χωρική ανάλυση, αλλά ταυτόχρονα μειώνει το εύρος βάθους στο οποίο η εικόνα παραμένει καθαρή. Για την αντιμετώπιση αυτού του περιορισμού, ερευνητική ομάδα από το πανεπιστήμιο POSTECH ανέπτυξε ένα σύστημα φωτοακουστικής μικροσκοπίας βασισμένο σε μεταφακό διπλής εστίασης, το οποίο επιτρέπει την εναλλαγή μεταξύ διαφορετικών βαθών απεικόνισης απλώς με τον έλεγχο της ηλεκτρικής τάσης, χωρίς τη μηχανική μετακίνηση οπτικών εξαρτημάτων.
Μικροσκόπιο μεταφακών: Αλλαγή εστιακού βάθους με χρήση ηλεκτρικής τάσης
Το σύστημα βασίζεται στον συνδυασμό δύο οπτικών στοιχείων: ενός μεταφακού διπλής εστίασης, ο οποίος δημιουργεί εστιακά σημεία σε διαφορετικές αξονικές θέσεις ανάλογα με την πολικότητα του φωτός και μιας κυψέλης υγρών κρυστάλλων που αλλάζει την κατάσταση πολικότητας του φωτός σε απόκριση προς την εφαρμοσμένη τάση.
Με τον συνδυασμό αυτό, οι ερευνητές κατάφεραν να αλλάζουν ηλεκτρονικά μεταξύ δύο εστιακών βαθών μέσα σε μόλις 0,25 δευτερόλεπτα. Το σύστημα πέτυχε συνολικό αξιοσημείωτο εύρος απεικόνισης, διατηρώντας υψηλή χωρική ανάλυση ικανή να απεικονίσει μικροσκοπικές αγγειακές δομές.
Εφαρμογές στην οφθαλμολογία
Η τεχνολογία δοκιμάστηκε πειραματικά στην απεικόνιση οφθαλμικών μυών, όπου πέτυχε να διαχωρίσει καθαρά τα νεοσχηματισμένα αγγεία της κερατοειδούς στοιβάδας στο επιφανειακό επίπεδο, αλλά και τα αγγεία κοντά στηνίριδα σε μεγαλύτερο βάθος.
Η εξέλιξη αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική για την οφθαλμολογική απεικόνιση, όπου παθήσεις όπως η διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια απαιτούν ακριβή αξιολόγηση των αγγείων σε διαφορετικά στρώματα του οφθαλμού. Η εξάλειψη της μηχανικής κίνησης επιτρέπει τη δημιουργία πιο συμπαγών και σταθερών συστημάτων απεικόνισης για ευρείες βιοϊατρικές εφαρμογές.
