Молоко помогло снизить помехи на оптических снимках в лаборатории
Рассеяние света обычно ухудшает качество оптических изображений. Учёные Польской академии наук показали, что управляемое рассеяние может, наоборот, помочь: серия снимков, сделанных при меняющемся прохождении света, после усреднения оказалась чётче отдельного кадра. Для проверки идеи исследователи использовали молоко как подвижную рассеивающую среду.
Команда Международного центра трансляционных исследований глаза (ICTER) сочетала математическую модель, компьютерное моделирование и эксперименты с оптической когерентной томографией (ОКТ). Этот метод строит изображение по отражённому свету и широко применяется, в частности, при исследовании глаза. Одна из проблем ОКТ — зернистый шум и искажения, возникающие, когда свет проходит через неоднородную среду.
Зачем понадобилась подвижная среда
Исследователи не пытались убрать всё рассеяние. Они изменяли его от измерения к измерению. Помехи в каждом кадре при этом выглядели по-разному, и усреднение серии помогало ослабить их постоянное влияние на итоговое изображение.
Сначала учёные закрыли тестовый объект прозрачной липкой лентой, искажавшей световую волну. Без дополнительной среды на снимках были выраженные зернистые артефакты. Затем в оптическую систему ввели молоко, записали сто изображений и усреднили их. Линии тестового объекта стали различимее.
В более сложном опыте поверх объекта поместили срез мозга мыши толщиной 250 микрометров. Ткань сильно рассеивала свет, поэтому на обычном ОКТ-снимке объект почти терялся. После обработки серии из ста измерений часть его элементов снова стала видна. Снимок при этом уступал прямому изображению по разрешению и силе сигнала — метод уменьшает помехи, но не устраняет все ограничения съёмки через ткань.
До применения у пациентов далеко
Пока исследование представляет собой лабораторную проверку принципа. Учёные снимали неподвижные объекты и ткань вне живого организма; пациентов и живой глаз в экспериментах не изучали. Поэтому нельзя говорить, что молоко стало контрастным веществом для медицинской томографии или что новый подход уже улучшил диагностику заболеваний.
Читайте также: Снимки сетчатки помогли оценить риск мерцательной аритмии заранее.
В будущем управляемую рассеивающую среду можно было бы разместить внутри оптического прибора и использовать для повышения устойчивости изображения к отдельным искажениям. Авторы рассматривают такую возможность для совершенствования ОКТ и других методов, основанных на когерентном свете. Практическую пользу предстоит проверить на более сложных и реалистичных системах.
