Голографічні методи діагностики - лазерна діагностика в біології та медицині
Відео: Вебінар "Генетична діагностика ембріона" ч.1
Відео: УЗД в СПб в центрі "лазерний Доктор"
Голографічні методи діагностики
Так само як і інтерферометричні, голографічні методи найбільш широко використовуються в офтальмології, хоча і тут важко говорити про розробку приладів - більшість досліджень відносяться поки до розвитку принципів голографирования біооб`єктів і відповідних методик вимірювань. Очевидно, найбільш перспективні такі основні напрями використання голографічних методів в офтальмології: отримання тривимірних зображень за все очі або його частин, дослідження оптичних постійних очі і вимір внутрішніх структур ока з високою роздільною здатністю [16, 17].
Найбільше число відомих досліджень відноситься до отримання зображення внутрішнього обсягу очі, розробці оптичних схем для ширококутної голографічного фотографії. Одна з голограм очі тварини in vivo отримана в [18] при використанні випромінювання Нє - Чи не лазера ( = 632,8 нм) потужністю 58 мВт при експозиції 1/250 с. Автори роботи застосували роговичную контактну лінзу для запобігання висушування рогівки і виключили «паразитні» дзеркальні відображення від структур очі і контактної лінзи завдяки ортогональним поляризаціям «паразитних» і интерферирующих пучків. Були отримані фотографії кровоносних судин, однак основна перевага голографічних методів дослідження-тривимірне зображення об`єктів - не було реалізовано. Це пов`язано в основному з тим, що під час запису голограм автори не використали стандартну офтальмологічну апаратуру з достатнім дозволом, і тому спостерігалися значні абераційні спотворення отриманих зображень.
Для отримання голограм очного дна за допомогою двопроменевий схеми в [19, 20] застосовувалася стандартна фундус-камера з заміною лампи Ксенону аргоновим лазером, випромінювання якого використовувалося для освітлення тканин очного дна і отримання опорного пучка. Проведені дослідження на тваринах показали, що голографічні методи мають порівняно низькою роздільною здатністю (близько 100 мкм) і невисокою контрастністю одержуваних зображень (2: 1), що пояснюється присутністю спекл-структури, замазують мікроструктуру основного зображення.
Для отримання голографічного зображення тканин очного дна використовувався також імпульсний лазер на
склі з неодимом з перетворенням довжини хвилі в другу гармоніку (А. = 530 нм) [21]. Відновлення голограм здійснювалося за допомогою аргонового лазера (к = = 514,5 нм). Оптична схема установки представлена на рис. 4.7. Випромінювання лазера 1 (ступінь просторової когерентності якого близька до одиниці, довжина когерентності більше 30 см, вихідна енергія до 2 Дж при тривалості імпульсу 3-10-8 с) після проходження телескопічною системи, утвореної лінзами 2 і 3, направляється під кутом г | е на склоподібну платівку 4, що складається з циліндричних волокон, з якої випромінювання виходить двома конічними поверхнями з кутом при вершині 2а |). 
Мал. 4.7, Схема установки для голографічного дослідження тканин очного дна
Об`єктив 7 офтальмоскопа проектує кільцевий отвір діафрагми 5 на рогівку ока 11. Відбите від досліджуваних тканин ока випромінювання потрапляє на фотопластинку 6, опорний пучок також направляється на фотопластинку 6 за допомогою светоделітельного клина 8, блоку призм і дзеркала 10.
У цьому пристрої кут зору становить 85 °, що є істотним прогресом для аналогічних пристроїв, і, як відзначають автори, може бути збільшений. Як показали проведені дослідження на очах кроликів in vivo, що використовуються рівні енергії (від 0,3 до 1,3 Дж на вході в офтальмоскоп) не вносять органічних змін в опромінювані тканини, незважаючи на те що вони значно перевищують ПДУ (гл. 1). Хоча контраст картини був поки недостатнім, проте метод особливо перспективний при локалізації внутрішньоочних сторонніх тіл, а також при вивченні різних об`ємних процесів, таких як пухлини, набряки, відшарування і ін.
В [17] істотне підвищення якості об`ємних зображень було досягнуто також з використанням однопрохідної голографічного реєстрації, в якості базового методу якої використовувався метод флуоресцентної ангіографії, що складається в порушенні люмінесценції барвника (розчин флюоресцеіна-Nа), введеного в кров, і фотореєстрації зображення очного дна. В результаті були отримані голографічні зображення судин діаметром до 10 мкм і з контрастом 25: 1. Мабуть, запропонований метод є одним з найбільш перспективних.
Таким чином, корисність використання методів оптичної голографії для біомедичної діагностики, зокрема в офтальмології, не викликає сумнівів, проте є цілий ряд труднощів, що перешкоджають переходу від експериментів на тваринах до клінічного їх застосування. Подолання цих труднощів пов`язано з подальшою оптимізацією параметрів лазерного випромінювання і схем реєстрації голограм.
