متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۷/۱۱/۱۴

تعداد بازدید : ۱۴۰

تعداد رای : ۱

بهبود 10 برابری تفکیک‌پذیریِ تصویربرداری از بافت‌ها

دانشمندان دانشگاه MIT رهیافتی را گسترش داده‌اند که بوسیله‌ی آن مسئله‌ی بغرنجِ پراکندگی نور از بافت‌ها و مواد پیچیده حل می‌شود.

 

عکس‌برداری از عمقِ بافت‌ها همواره یک چالش بزرگ بوده است زیرا نور توسط مواد پیچیده مثل بافت‌های بیولوژیک پراکنده می‌شود (درون بافت می‌چرخد و نهایتا با زاویه‌ای متفاوت از آن خارج می‌شود). این مسئله باعث می‌شود فوکوسِ میکروسکوپ‌های اپتیکی به هم بخورد و عمق تصویر و تفکیک‌پذیری تصویر کاهش یابد. استفاده از نورهایی با طول موج بلندتر می‌تواند این پراکندگی را کاهش دهد اما در عوض تفکیک‌پذیری تصویر کاهش پیدا خواهد کرد.

 

حالا بجای تلاش برای کاهشِ پراکندگی، دانشمندان دانشگاه MIT روشی یافتند تا این پراکندگی‌ها را به یک مزیت تبدیل کنند. این تکنیک که بطور مفصل در مقاله‌ای در مجله‌ی Science به چاپ رسیده است به پژوهشگران اجازه می‌دهد که با استفاده از پراکندگیِ نور تفکیک‌پذیری تصویر را تا 10 برابر افزایش دهند. زمانی که میکروسکوپ‌های سنتی توسط سدِ پراکندگی که از فوکوس کردن، بیشتر از میزان خاصی جلوگیری می‌کند محدود شده‌اند این تکنیک جدید اجازه‌ی تصویربرداری بصورتِ «اَبَرتفکیک‌پذیری اپتیکی» را فراهم می‌کند که میزان فوکوس در آن بیشتر از محدوده‌ی سد پراکندگی است.

 

این تکنیک برای بهبودِ تصویربرداریِ بیوپزشکی بسیار با ارزش است. برای مثال هدف قراردادنِ سلول‌های سرطانیِ بیشتر در میان بافت‌ها، با استفاده از این تکنیک امکان پذیر است. همچنین با ترکیب شدن با تکنیک‌های اپتوژنتیک؛ برانگیختنِ سلول‌های مغزیِ خاص امکان پذیر خواهد شد. به گفته‌ی دانگیو کیم نویسنده‌ی اول این مقاله از این روش حتی در محاسبات کوانتومی نیز می‌توان بهره برد.

 

نخستین‌بار در سال 2007 پژوهشگران پیشنهاد کردند که با تغییر شکلِ نور پیش از فرستادنش به سمت بافت ممکن است که بتوان فرایند پراکندگی را معکوس کرده و موفق شد نور را بر یک نقطه متمرکز کرد. برای بهبود بخشیدن به تفکیک‌پذیری پژوهشگران چیزی به نام راهنمای کوانتومیِ مرجع (QRBs) را ابداع کردند. این QRBها با استفاده از جاخالی‌های نیتروژن درالماس ساخته می‌شود. به گفته‌ی کیم: «تصور کنید که یک ناخدا سعی دارد کشتی‌اش را در تاریکی به ساحل برساند. حال اگر سه فانوس دریایی همزمان با چراغ روشن به او پیام بدهند ممکن است گیج کننده باشد. اما اگر یکی از فانوس‌ها عامدانه با چراغ چشمک زن به او علامت دهد ناخدا براحتی مسیرش را پیدا خواهد کرد». در این پژوهش QRBها نقش فانوس دریاییِ چشمک زن را خواهند داشت. «ما می‌توانیم بفهمیم که نور از کجا آمده و بنابراین تشخیص خواهیم داد که نور چگونه در درون جسم پیچیده پراکنده شده است.» در نهایت پژوهشگران این اطلاعات را که از هر کدام از QRBها بدست آمده ترکیب می‌کنند تا یک نقشه‌ی دقیق از پراکندگی درونِ بافت بدست آید.

 

با نمایش‌دادنِ این الگو توسط یک مدولاتور نور فضایی (دستگاهی که برای تولید هولوگرام استفاده می شود) پرتو لیزر می تواند از پیش تغییر شکل پیدا کند و برای جبران پراکندگی درون بافت مورد استفاده قرار بگیرد. لیزر پس از آن قادر به تمرکز با وضوح فوق العاده در یک نقطه در داخل بافت خواهد بود.

 

برای مشاهده نتایج این پژوهش، لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)