Νέα Απεικόνιση με Βαθύ Φως: Μια διεθνής ομάδα ερευνητών, σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο του St Andrews, πραγματοποίησε μια τεχνολογική επανάσταση για μια από τις σημαντικότερες μορφές απεικόνισης με φως, την οπτική τομογραφία συνοχής (OCT), η οποία θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στις εφαρμογές στην οφθαλμολογία, τη δερματολογία, την καρδιολογία και την έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου. Η νέα έρευνα, που δημοσιεύεται στο περιοδικό ‘Επιστημονικές Εξελίξεις’ (Science Advances) με επικεφαλής μια διεθνή ομάδα εμπειρογνωμόνων από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας της Αυστραλίας, το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας (DTU) σε συνεργασία με την Aerospace Corp στις ΗΠΑ και ακαδημαϊκούς από τη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του St Andrews, θα μπορούσε να βελτιώσει τη διάγνωση ασθενειών.
Η πρόοδος που έχει σημειωθεί μέχρι σήμερα στην απεικόνιση με φως είναι θεαματική. Η χρήση της στη βιοϊατρική απεικόνιση έχει φθάσει σε νέα ύψη την τελευταία δεκαετία με τον πρωτοφανή συνδυασμό απλότητας, ευκολίας χρήσης για την ανάκτηση πληροφοριών εικόνας υψηλής ανάλυσης και ευελιξίας. Ωστόσο, οι προκλήσεις παραμένουν, και συγκεκριμένα η ανάκτηση πληροφοριών από το βάθος. Μια πρόκληση που οφείλεται στη σκέδαση του φωτός στους ιστούς, η οποία επισκιάζει τις πληροφορίες σε βάθος. Η οπτική τομογραφία συνοχής OCT βασίζεται στην οπισθοσκέδαση του φωτός εντός του δείγματος: αυτό συμβαίνει όταν το φως περνάει μεταξύ διαφορετικών στρωμάτων κυττάρων, για παράδειγμα. Είναι σαν το γνωστό στη φύση φαινόμενο της σκέδασης του φωτός σε μια ομίχλη, που αποτελείται από σταγονίδια νερού με διαφορετικό δείκτη διάθλασης από τον περιβάλλοντα αέρα, το οποίο θολώνει την εικόνα σας. Η διασπορά καθιστά δύσκολη την όραση μέσα από την ομίχλη. Παρομοίως, τα κύτταρα (μεμβράνες και ακόμη μικρότερα τμήματα) στους βιολογικούς ιστούς σκεδάζουν το φως καθιστώντας την απεικόνιση πρόκληση. Στην πραγματικότητα, η λήψη διακριτού σήματος από βάθη πέραν του 1 mm αποτελεί τεράστια πρόκληση λόγω διαφόρων παραγόντων, συμπεριλαμβανομένου του σήματος από τους ιστούς που παρεμβάλλονται. Η συμβατική άποψη είναι ότι το σήμα της οπτικής τομογραφίας συνοχής OCT κυριαρχείται από το φως που έχει υποστεί ένα μόνο γεγονός οπισθοσκέδασης, ενώ το φως που έχει σκεδαστεί (διασκορπιστεί) πολλές φορές είναι επιζήμιο για τον σχηματισμό εικόνας.
Η ομάδα ανακάλυψε μια εναλλακτική άποψη – ότι η επιλεκτική συλλογή αυτού του πολλαπλά σκεδαζόμενου φωτός μπορεί να οδηγήσει σε βελτιωμένη αντίθεση εικόνας σε βάθος, ιδίως σε δείγματα με υψηλή σκέδαση. Είναι σημαντικό ότι έδειξαν πώς αυτό μπορεί να εφαρμοστεί με εύκολο τρόπο και με ελάχιστα πρόσθετα οπτικά μέσα, μετατοπίζοντας τις διαδρομές παροχής και συλλογής του φωτός. Ο Gavrielle Untracht, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης από το DTU, δήλωσε: “Τα αποτελέσματα της μελέτης μας θα μπορούσαν να αποτελέσουν την αρχή ενός νέου τρόπου σκέψης για την απεικόνιση οπτικής τομογραφίας συνοχής OCT. Είναι τόσο συναρπαστικό να συμβάλλουμε σε μια τέτοια τεχνολογική επανάσταση στον καθιερωμένο τομέα της οπτικής τομογραφίας συνοχής OCT. ” Ο καθηγητής Kishan Dholakia, από τη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του St Andrews, δήλωσε: “Η μελέτη μας σπάει τους κανόνες στην οπτική απεικόνιση και πιστεύω ότι προαναγγέλλει μια νέα πορεία για την ανάκτηση πληροφοριών σε βάθος. Η οπτική τομογραφία συνοχής OCT είναι μια παγκοσμίως καθιερωμένη μέθοδος για την απόκτηση χρήσιμων πληροφοριών σχετικά με την ανθρώπινη υγεία – η προσέγγισή μας μπορεί να την ενισχύσει ακόμη περισσότερο”. Ο Dr. Peter Andersen, συν-συγγραφέας από το DTU, δήλωσε: “Η μοναδική διαμόρφωση, που υποστηρίζεται από τη μοντελοποίησή μας, θα πρέπει να επαναπροσδιορίσει την άποψή μας για το σχηματισμό του σήματος οπτικής τομογραφίας συνοχής OCT – και μπορούμε τώρα να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να εξάγουμε περισσότερες πληροφορίες και να βελτιώσουμε τη διάγνωση των ασθενειών”. Η ομάδα πιστεύει ότι το επίτευγμά της είναι έτοιμο να αψηφήσει τις συμβάσεις και να οδηγήσει σε μια αλλαγή βήματος στην ανάκτηση εικόνων σε βάθος.
