آشنایی با هولوگرافی آندوسکوپی

پیشرفت های اخیر در تکنیک های هولوگرافی آندوسکوپی و دسترس بودن ابزار های ثبت  هولوگرام و بهبود imaging (نگاشت-تصویربرداری) در رشته های بافت شناسی، چشم پزشکی، دندان پزشکی، اورولوژی، اتولوژی (گوش شناسی)، آسیب شناسی و علم ارتوپد نشان می دهد که تکنیک های هولوگرافی، به شکل امیدوارکننده ای ابزاری قدرتمندی در کاربردهای پزشکی است. تولید تصاویر سه بعدی از چشم، آزمایش های تداخلی دندان پزشکی، حرکات قفسه سینه در حین دم و بازدم در آینده نزدیک به زودی اتفاق می افتد. بیشتر تکنیک های تداخلی هولوگرافیک در کاربردهای biomedical (پزشکی) استفاده می شود. هم چنین هولوگرافی X-Ray می تواند برای تصویربرداری داخلی بدن انسان و نمونه های بیولوژیکی (زیستی) با رزولوشن بالا بدون احتیاج به اماده سازی نمونه استفاده کرد.

لازم است بدانید استفاده از هولوگرافی آندوسکوپی هیچگونه ضرری برای بخش های داخلی بدن انسان ندارد. با وجود اینکه با استفاده از هولوگرام های آندوسکوپ می ‌توان به راحتی به ضبط سه بعدی عمق مرکزی و تصاویر شفاف از اندام های درونی که دسترسی به آن مشکل است، دست پیدا کرد طبیعتاً استفاده از آن در صنعت پزشکی افزایش پیدا می کند. حال لازم است بدانید به طور کلی آندوسکوپی هولوگرافیک بر دو نوع بوده که در یک نوع هولوگرام ها درون ضبط شده و در نوع دیگر دستگاهی برای ضبط خارجی به کار میرود.

به طور کلی اگر بخواهیم به پیشینه هولوگرافی در دنیا بپردازیم باید گفت اصطلاح هولوگرافی برای اولین بار توسط دینس گابور ساخته شده به طوری که این فرد به طور اتفاقی در هنگام انجام تحقیق در زمینه بهبود میکروسکوپ الکترونی در سال ۱۹۴۸ آن را کشف کرد و توانست جایزه نوبل را نیز در این زمینه به دست آورد.

هولوگرافی آندوسکوپی چیست؟

همان طور که گفته شد در حال حاضر کاربردهای بسیار زیادی از هولوگرام در پزشکی می شود که در این بین می ‌توان گفت یکی از بهترین این کاربرد ها استفاده از هولوگرافی آندوسکوپی می باشد. دقت داشته باشید این یکی از شیوه های معاینه پزشکی بسیار پرکاربرد بوده که در اینجا هولوگرافی آندوسکوپی با ابزاری قدرتمند به تصویربرداری سه بعدی، بدون هیچ تماسی و اندازه گیری غیر مخرب از درون حفره های طبیعی بدن انسان اقدام می کند. با این حال می‌توان گفت استفاده از هولوگرافی آندوسکوپی بسیار مهم است زیرا با توجه به اینکه دسترسی دکتر ها به بخش های داخلی بدن انسان سخت است، طبیعتاً با استفاده از اندوسکوپ هولوگرام این امر به راحتی صورت می گیرد.

هولوگرافی اندوسکوپیک این پتانسیل را دارد تا یک ابزار قدرتمند برای تصویربرداری با رزولوشن بالای سه بعدی غیرتماسی و اندازه گیری غیر مخرب از درون حفره های طبیعی بدن انسان فراهم کنند.این بخش، ویژگی های هولوگرافی و اندوسکوپی را ترکیب می کند. توانایی ثبت یک تصویر سه بعدی با عمق کانونی زیاد و رزولوشن بالا از اندام ها و بافت های داخلی بدن به مقدار زیادی قابلیت شناسایی را افزایش داده است. اندوسکوپی هولوگرافیک  دو نوع است. در یکی از آنها هولوگرام درون اندوسکوپ ثبت می شود و در نوع دیگر از یک دستگاه ثبت خارجی استفاده می شود.

ثبت هولوگرام در اندوسکوپ به صورت داخلی

ثبت هولوگرام در اندوسکوپ به صورت داخلی همه ی سه بعد از تصویر از نو ساخته شده را با اختلاف منظر(parallax) و عمق کانونی زیاد، ایجاد می کند. اندوسکوپ نیازمند یک تنظیم هولوگرافیک مینیاتوری شده درون دستگاه است و یک هولوگرام انعکاسی را ثبت می کند. این بخش عمدتا از سه قسمت تکمیل شده است:

یک کارتریج فیلم،یک دیافراگم و یک کابل فیبر نوری تک شکلی(single form) (قطر هسته ی ۴um).

این سه قسمت به سه فولاد ضد زنگ  adjust TABLE یا تیوبهای برنجی جفت (assemble) می شوند.فیلم در موقعیت ساعت ۱۰ نسبت به اندوسکوپ قرار می گیرد.هولوگرام ها زیر یک میکروسکوپ قدرتمند که امکان دیدن سلول ها را فراهم می سازد، تحت مشاهده قرار می گیرند. به خاطر روزنه ی بزرگ هولوگرام، تصویری با  نویز لکه ی کوچک و رزولوشن لترال بالا به دست می آید.

رزولوشن لترال ۷um در تصویر از نو ساخته شده به دست می آید که نشان می دهد که این تکنیک می تواند برای تحلیل ساختار سلولی در تشخیص تومور استفاده شود. رنگ های(dyes) ویژه می توانند برای افزایش کنتراست بافت قبل از ثبت هولوگرام استفاده شوند، همان طور که در دانش امراض زنانه و بخش روده ای و معده ای به شکل وسیعی استفاده می شود.

ثبت هولوگرام در اندوسکوپ به صورت خارجی

در ثبت هولوگرام در اندوسکوپ به صورت خارجی از یک اندوسکوپ قدیمی و سنتی استفاده می شود. سیستم، هولوگرام را خارج از اندوسکوپ و با استفاده از پرتوی مرجع خارجی ثبت می کند. یک اندوسکوپ با قطر خارجی به شدت کوچک می تواند استفاده شود ولی این کار باعث از دست رفتن اختلاف منظر(parallax) و یک ورود حدقه ای کوچک(small entrance pupil) می شود که تولید لکه ی کوچک در تصویر از نو ساخته شده را در پی دارد. ولی هولوگرام های تصویر صاف می تواند برای ساخت مجدد تصویر بدون لکه ی کوچک، ثبت شود.

برای دستیابی به یک نسبت سیگنال به نویز بالا، اندوسکوپ هولوگرافیک باید از لنزهای میله ای gradient-index(GRIN) استفاده کنند. نویز لکه ی کوچک به وسیله ی روشن کردن و تصویربرداری هدف و با استفاده از لنزهای GRIN مشابه، کاسته می شود. یک کریستال الکترو اپتیک می تواند به عنوان دستگاه ذخیره ی فوتوگرافیک در اندوسکوپ هولوگرافیک استفاده شود تا ثبت درون ناحیه ای(in-situ)، ساخت مجدد و پاک شدگی (erasure) را فراهم کند. این دستگاه ها یک کلاس جدید ابزار پزشکی را برای استفاده نه تنها در تشخیص پزشکی بلکه در آزمون های صنعتی ایجاد کرده اند.