یک سیستم تصویربرداری چشمی جدید، درک جدیدی از بیماری‌های مغز و چشم را برای ما فراهم می‌کند

یک سیستم تصویربرداری چشمی جدید قابل حمل، که از تکنولوژی نوری تطبیق‌پذیر با قابلیت بهبود رزولوشن بهره برده است، نشان داده که امکان تصویربرداری از گیرنده‌های نوری درون چشم به صورت فردی، امکان پذیر است. این دستگاه، امکان بهبود تشخیص بیماری‌های چشمی را فراهم‌ می‌کند، و نیز می‌تواند شناسایی زودهنگام بیماری‌های مرتبط با مغز و تروما را امکان‌پذیر کند.

Sina Farsiu مسئول تیم تحقیقاتی از دانشگاهDuke می‌گوید: تا به حال، سیستم تصویربرداری مورد نیاز برای تصویربرداری با رزولوشن بالا از گیرنده‌های نوری چشم، از قطعات بزرگ و سنگین بر یک میز کار تشکیل شده بودند، که تنها برای افراد بالغی که توانای همکاری با تکنسین را داشتند، آن هم به صورت نشسته، کاربرد داشت. سیستم دستی ما‌ می‌تواند این تکنیک مهم تصویربرداری را برای کاربرد در کودکان و نوزادان و همچنین بزرگسالانی که توانایی نشستن و خیره شدن در چشمی دستگاه را ندارند، توسعه دهد.

گیرنده‌های نوری، که وظیفه‌شان تبدیل نور وارد شده به چشم، به سیگنال‌های ارسالی به مغز هست، تنها نورون‌های موجود در بدن هستند که‌ می‌توان از آن‌ها به صورت غیر تهاجمی تصویربرداری کرد. در کنار تشخیص بیماری‌های چشم، تصویربرداری از گیرنده‌های نوری چشم‌ می‌تواند درکی از فرآیند‌های در حال رخ دادن در مغز فراهم کند.

برای مثال، مطالعات اولیه نشان‌ می‌دهند که در مراحل اولیه‌ی آلزایمر و همچنین پس از آسیب‌های مغزی ناشی از تروما،‌ تغییراتی در رتینا می‌توان مشاهده کرد.

در حال حاضر، پزشکان برای تصویربرداری از گیرنده‌های نوری چشم از دستگاه AOSLO یاadaptive optics scanning laser ophthalmoscope استفاده‌ می‌کنند.

فناوری اپتیک تطبیق‌پذیر با استفاده از یک حسگر wavefront که از آن برای شناسایی اعوجاج نور توسط چشم استفاده‌ می‌کند، رزولوشن تصویر را افزایش‌ می‌دهد. برای کوچک ساختن این اجزاء، تیم تحقیقاتی الگوریتم جدیدی طراحی کرده که بتواند کار حسگر wavefront را انجام دهد. فرسیو‌ می‌گوید: دیگر محققان نشان داده اند که حسگر wavefront‌ می‌تواند با یک الگوریتم جابجا شود، اما الگوریتم‌هایی که پیش ازین طراحی شده به اندازه کافی سریع نبوده اند تا بتوان از آن‌ها در یک سیستم تصویربرداری دستی استفاده کرد. الگوریتمی که ما طراحی کرده‌ایم، بسیار سریعتر از الگوریتم‌های قبلی است و در عین حال دقتی مشابه با آن‌ها دارد.

محققان همچنین از یک آینه‌ی قابل تغییر شکل پذیر برمبنای اصول میکرو الکترومکانیکی به قطر تنها ده و نیم میلیمتر در این دستگاه استفاده کرده‌اند. joseph izatt، از اعضای گروه تحقیقاتی، اشاره‌ می‌کند: طراحی اپتیکی و مکانیکی در ترکیب با الگوریتم طراحی شده، ساخت دستگاهی اینچنینی با ابعاد کوچک را ممکن کرده است. سیستم‌های اپتیکی تطبیق پذیر به لرزش و حرکات خیلی ریز بسیار حساس هستند، اما ما سیستم خود را طوری طراحی کرده‌ایم که کاملاً پایدار باشد.

محققان از سیستم AOSLO دستی خود برای تصویربرداری از رتینای 12 فرد سالم بالغ و دو کودک تحت بیهوشی (اولین مورد استفاده از سیستم اپتیک تطبیق پذیر برای تصویربرداری از گیرنده‌های نوری در کودکان) استفاده کردند. این سیستم قابلیت آن را داشت که تصویر با جزئیاتی از گیرنده‌های نوری، حتی گیرنده‌های کوچک نزدیک به مرکز رتینا، تولید کند.

پیش از شروع آزمون‌های بالینی از این دستگاه در مقیاس‌ وسیع، محققان به دنبال قرار دادن روش‌های تصویربرداری جدید در این دستگاه هستند که بتواند از طریق آن بیماری‌های مغزی را نیز بهتر شناسایی کند. برای کمک به دیگر دانشمندان برای تطبیق سیستمشان برای کاربری‌های خاص، طراحی‌های اپتیکی و مکانیکی، الگوریتم‌های محاسباتی و نرم افزار کنترل برای سیستم AOSLO دستی به صورت رایگان و آنلاین فراهم شده است.

منبع: physics world