Κάμερα υψηλής ανάλυσης ιατρική: Η ψηφιακή υγεία θα επωφεληθεί από την ολογραφία μήκους κύματος

Ερευνητές του Northwestern University ανακάλυψαν μια νέα κάμερα υψηλής ανάλυσης που μπορεί να δει τα πάντα. Αυτή η νέα μέθοδος ονομάζεται συνθετική ολογραφία μήκους κύματος και λειτουργεί με έμμεση σκέδαση συνεκτικού φωτός σε κρυμμένα αντικείμενα. Το φως στη συνέχεια διασκορπίζεται ξανά και ταξιδεύει πίσω σε μια κάμερα. Από εκεί, ένας αλγόριθμος ανακατασκευάζει το διάσπαρτο φωτεινό σήμα για να αποκαλύψει τα κρυμμένα αντικείμενα. Λόγω της υψηλής χρονικής της ανάλυσης, η μέθοδος έχει επίσης τη δυνατότητα να απεικονίσει αντικείμενα που κινούνται γρήγορα, όπως η καρδιά που χτυπά μέσα από το στήθος ή τα αυτοκίνητα με ταχύτητα γύρω από μια γωνία του δρόμου.

Το σχετικά νέο ερευνητικό πεδίο της απεικόνισης αντικειμένων πίσω από αποφράξεις ή μέσα σκέδασης ονομάζεται απεικόνιση μη οπτικής επαφής (NLoS). Σε σύγκριση με τις σχετικές τεχνολογίες απεικόνισης NLoS, η μέθοδος Northwestern μπορεί να καταγράψει γρήγορα εικόνες πλήρους πεδίου μεγάλων περιοχών με ακρίβεια μικρότερου του χιλιοστού. Με αυτό το επίπεδο ανάλυσης, η υπολογιστική κάμερα θα μπορούσε ενδεχομένως να απεικονίσει μέσω του δέρματος για να δει ακόμη και τα πιο μικροσκοπικά τριχοειδή αγγεία να λειτουργούν.

Η μέθοδος έχει προφανείς δυνατότητες για:

  • μη επεμβατική ιατρική απεικόνιση
  • συστήματα πλοήγησης έγκαιρης προειδοποίησης για αυτοκίνητα
  • βιομηχανική επιθεώρηση σε περιορισμένους χώρους

“Η τεχνολογία μας θα εγκαινιάσει ένα νέο κύμα δυνατοτήτων απεικόνισης”, δήλωσε ο Florian Willomitzer του Northwestern, πρώτος συγγραφέας της μελέτης. “Τα τρέχοντα πρωτότυπα αισθητήρων μας χρησιμοποιούν ορατό ή υπέρυθρο φως, αλλά η αρχή είναι καθολική και θα μπορούσε να επεκταθεί σε άλλα μήκη κύματος. Για παράδειγμα, η ίδια μέθοδος θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε ραδιοκύματα για εξερεύνηση του διαστήματος ή υποβρύχια ακουστική απεικόνιση. Μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλά περιοχές και έχουμε ξύσει μόνο την επιφάνεια”.

Ο στόχος είναι να αναχαιτιστεί το διάσπαρτο φως προκειμένου να ανακατασκευαστούν οι εγγενείς πληροφορίες σχετικά με τον χρόνο ταξιδιού του για να αποκαλυφθεί το κρυμμένο αντικείμενο. Αυτό όμως παρουσιάζει τη δική του πρόκληση. “Τίποτα δεν είναι ταχύτερο από την ταχύτητα του φωτός. Οπότε αν θέλετε να μετρήσετε τον χρόνο ταξιδιού του φωτός με υψηλή ακρίβεια, τότε χρειάζεστε εξαιρετικά γρήγορους ανιχνευτές. Τέτοιοι ανιχνευτές μπορεί να είναι τρομερά ακριβοί“.

Με αυτόν τον τρόπο, η τεχνολογία υψηλής ανάλυσης θα μπορούσε επίσης να αντικαταστήσει ή να συμπληρώσει τα ενδοσκόπια για ιατρική και βιομηχανική απεικόνιση. Αντί να χρειάζεται μια εύκαμπτη κάμερα, ικανή να στρίβει τις γωνίες και να στρίβει σε στενούς χώρους (για κολονοσκόπηση, για παράδειγμα), η συνθετική ολογραφία μήκους κύματος θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει το φως για να δει γύρω από τις πολλές πτυχές μέσα στο έντερο.

ΠΗΓΗ

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Please enter your comment!
Please enter your name here