อุปกรณ์จักษุวิทยาแบบใช้มือถือที่มีเทคโนโลยี adaptive optics ที่ช่วยเพิ่มความละเอียดได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการถ่ายภาพตัวรับแสงแต่ละตัวในดวงตา เครื่องมือแบบพกพาใหม่นี้จะช่วยให้การวินิจฉัยโรคตาดีขึ้น และในวันหนึ่งอาจตรวจพบโรคที่เกี่ยวข้องกับสมองและการบาดเจ็บได้ ( Optica 5 1027 ) “จนถึงขณะนี้ ระบบการถ่ายภาพที่จำเป็นสำหรับการถ่ายภาพตัว
รับแสงที่มีความละเอียดสูงประกอบด้วยส่วนประกอบ
ขนาดใหญ่และหนักบนโต๊ะสายตา ซึ่งสามารถใช้ได้เฉพาะกับผู้ใหญ่ที่ให้ความร่วมมือนั่งตัวตรงเท่านั้น” Sina Farsiu หัวหน้าทีม จากมหาวิทยาลัย Dukeอธิบาย “ระบบพกพาแบบพกพาของเราสามารถขยายเทคนิคการถ่ายภาพที่สำคัญนี้ไปยังเด็กและทารก รวมถึงผู้ใหญ่ที่อาจไม่สามารถนั่งตัวตรงและจ้องมองไปข้างหน้าได้”
เซลล์รับแสง ซึ่งเป็นเซลล์ประสาทเฉพาะทางที่เปลี่ยนแสงที่เข้าสู่ดวงตาเป็นสัญญาณที่ส่งไปยังสมอง เป็นเซลล์ประสาทเพียงเซลล์เดียวในร่างกายที่สามารถถ่ายภาพได้โดยไม่รุกราน เช่นเดียวกับการวินิจฉัยโรคตา ภาพของตัวรับแสงสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในสมอง
ตัวอย่างเช่น การศึกษาเบื้องต้นได้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของเรตินาสามารถสังเกตได้ในช่วงแรกของโรคอัลไซเมอร์และหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง เช่น การถูกกระทบกระแทก ระบบนี้มีขนาดเพียง 10 x 5 x 14 ซม. สามารถใช้ในการถ่ายภาพผู้ป่วยในท่าเอนหลังขณะรับการผ่าตัด
ปัจจุบัน แพทย์สร้างภาพเซลล์รับแสงโดย
ใช้เครื่องฉายแสงเลเซอร์สแกนเลนส์แบบปรับได้ (AOSLO) เทคโนโลยี Adaptive optics เพิ่มความละเอียดของภาพโดยใช้เซ็นเซอร์ wavefront เพื่อตรวจจับการบิดเบือนของแสงที่เกิดจากดวงตา กระจกที่บิดเบี้ยวได้จะชดเชยความผิดเพี้ยนที่ตรวจพบ ส่งผลให้ได้ภาพที่ชัดเจนขึ้น อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบที่จำเป็นจะเพิ่มขนาด น้ำหนัก และต้นทุนของระบบ
ในการย่อส่วนประกอบเหล่านี้ ทีมงานได้พัฒนาอัลกอริธึมใหม่เพื่อทำการตรวจจับคลื่นหน้า “นักวิจัยคนอื่น ๆ ได้แสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์ wavefront สามารถแทนที่ด้วยอัลกอริธึม แต่อัลกอริธึมเหล่านี้ยังไม่เร็วพอที่จะใช้ในอุปกรณ์พกพา” Farsiu กล่าว “อัลกอริธึมที่เราพัฒนาขึ้นนั้นเร็วกว่าเทคนิคที่ใช้ก่อนหน้านี้มากและแม่นยำพอๆ กัน”
นักวิจัยยังได้รวมกระจกที่เปลี่ยนรูปได้โดยใช้ MEMS เชิงพาณิชย์ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 10.5 มม. “การออกแบบเชิงแสงและกลไกร่วมกับอัลกอริธึมใหม่ของเราทำให้สามารถสร้างอุปกรณ์พกพาได้” Joseph Izatt สมาชิกในทีม กล่าว “ระบบออปติกแบบปรับได้นั้นไวต่อการสั่นสะเทือนหรือการเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อย แต่เราได้ออกแบบระบบของเราให้มีความเสถียรมาก”
นักวิจัยใช้ระบบ AOSLO แบบใช้มือถือเพื่อถ่ายภาพเรตินาของอาสาสมัครผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดี 12 คนและเด็ก 2 คนภายใต้การดมยาสลบ ซึ่งแสดงถึงการใช้เลนส์ปรับแสงครั้งแรกกับตัวรับแสงภาพในเด็ก ระบบสามารถจับภาพที่มีรายละเอียดแม้กระทั่งตัวรับแสงขนาดเล็กมากที่อยู่ใกล้กับศูนย์กลางของเรตินา ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการมองเห็น
ก่อนเริ่มการทดลองทางคลินิกขนาดใหญ่
นักวิจัยวางแผนที่จะรวมวิธีการถ่ายภาพเพิ่มเติมเพื่อตรวจหาโรคลงในเครื่องมือ เพื่อช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ปรับระบบของตนสำหรับการใช้งานเฉพาะ พวกเขาได้จัดทำการออกแบบเชิงแสงและกลไก อัลกอริธึมการคำนวณ และซอฟต์แวร์ควบคุมสำหรับระบบ AOSLO แบบพกพาพร้อมให้ใช้งานออนไลน์โดยไม่เสียค่าใช้จ่าย
นักวิจัยในญี่ปุ่นได้พัฒนาแหนบพลาสโมนิกแบบใหม่ที่สามารถจับและดักจับอนุภาคขนาดไมครอนและซับไมครอนในตำแหน่งเฉพาะในของเหลวได้อย่างนุ่มนวล อุปกรณ์ที่ทำงานในพื้นที่ความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรดโดยใช้แสงเลเซอร์ตกกระทบความเข้มต่ำ สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์แล็บบนชิปที่สามารถดักจับและขนส่งเซลล์ทางชีววิทยาได้
ความสามารถในการจัดการกับวัตถุระดับนาโนในสภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลวเป็นหนึ่งในเป้าหมายหลักของนาโนเทคโนโลยีสมัยใหม่ นักวิจัยมักจะทำเช่นนี้โดยการดักจับอนุภาคด้วยสนามแสง อะคูสติก แม่เหล็ก ไฟฟ้า หรือกระแส และเทคโนโลยีดังกล่าวได้นำไปสู่ความก้าวหน้าทางชีวฟิสิกส์และไมโครฟลูอิดิกส์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม ปัญหาคือการควบคุมวัตถุที่มีขนาดต่ำกว่าไมครอนโดยใช้เทคนิคเหล่านี้ทำได้ยาก เนื่องจากแรงดักจะลดลงตามขนาดของวัตถุ
แหนบพลาสโมนิกซึ่งทำงานโดยใช้ประโยชน์จากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีการแปลใกล้กับโครงสร้างนาโนที่เป็นโลหะ เป็นวิธีแก้ไขปัญหานี้เพราะสามารถดักจับวัตถุที่มีขนาดความยาวคลื่นย่อยได้ อันที่จริง นักวิจัยได้ประสบความสำเร็จในการดักจับอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 นาโนเมตรหรือเล็กกว่าโดยใช้อุปกรณ์เหล่านี้ พวกเขายังทำแหนบพลาสม่าตามอาร์เรย์ขนาดใหญ่เพื่อขนส่งอนุภาคอิเล็กทริกไมครอนและอนุภาคซับไมครอนผ่านชิป
ข้อดีอีกประการของอุปกรณ์เหล่านี้คือความถี่เรโซแนนซ์ของพวกมันสามารถปรับไปยังส่วนอินฟราเรดใกล้ (NIR) ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าได้ ความถี่นี้จะไม่ทำลายอนุภาคที่ดักจับด้วยแสงและไม่ทำให้อนุภาคร้อนขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับตัวอย่างทางชีววิทยา
อนุภาคดักจับสนามไฟฟ้า “จุดร้อน” หลายแห่ง
ในงานของพวกเขา นักวิจัยที่นำโดย Nic Chormaicจาก Light-Matter Interactions Unit ที่ Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University ได้พัฒนาอาร์เรย์รูรับแสงวงแหวนโลหะอันสูงส่งซึ่งสามารถสร้างเรโซแนนซ์พลาสโมนิกคล้ายไดโพลหลายตัวพร้อมกันได้ เรโซแนนซ์เหล่านี้สร้าง “จุดร้อน” ของสนามไฟฟ้าหลายจุดที่สามารถดักจับอนุภาคได้ “เราใช้การกำหนดค่านี้เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของไซต์ดักจับ ดังนั้นจึงปรับปรุงความแข็งของกับดักของอนุภาคบนพื้นผิวของรูวงแหวน” Viet Giang Truongผู้เขียนนำของการศึกษานี้อธิบาย
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >> ป๊อกเด้งออนไลน์
