Nowa ultraszybka kamera pomoże wykrywać nowotwory.

Zespół naukowców z USA opracował kamerę posiadającą możliwość zapisu biliona klatek na sekundę. Posłuży ona do skonstruowania nowych laserowych ultrasonografów do diagnostyki nowotworowej ? poinformował magazyn Technology Review. Kamera opracowana przez uczonych z Massachusetts Institute of Technology pod kierownictwem prof. Ramesha Raskara posiada szybkość wystarczająca do sfilmowania wiązki laserowej uderzającej w obiekt oraz jej odbicia. Naukowcy zapisywali przy jej pomocy bardzo szybkie błyski lasera, trwające 50 femtosekund (femtosekunda stanowi jedną biliardową sekundy ? PAP). Najszybsze obecnie kamery naukowe zapisują obraz z prędkością milionów klatek na sekundę.

 

 

Pracują w podobny sposób co kamery sprzedawane na rynku konsumenckim ? główną część stanowi przetwornik CMOS, konwertujący światło z układu optycznego do postaci cyfrowej, którą można już zapisać na dysk. Najszybsza dotychczas kamera skonstruowana przez zespół naukowców z University of California, działała z szybkością 6,1 klatek na sekundę, a jej czas otwarcia migawki wynosił 163 nanoksekundy. Kamera uczonych z MIT zbudowana jest inaczej. Jak powiedział Technology Review, jeden z członków zespołu konstrukcyjnego dr Andreas Velten, w systemie kamery czas reakcji został z góry ograniczony do 500 pikosekund, aby sygnał elektryczny zbyt długo nie przebywał w przewodach i samych chipach układu. Czas otwarcia migawki wynosi poniżej dwóch pikosekund (pikosekunda to trylionowa część sekundy), ponieważ prototyp był przeznaczony do „wyłapywania” wiązki laserowej. Z tego względu kamera ta nie potrzebowała też specjalnej elektroniki. Światło wpadające do jej części optycznej trafiało na specjalną elektrodę ? fotokatodę ? konwertującą strumień fotonów na równorzędny strumień elektronów. Wiązka elektronów trafiała z kolei na tylną część kamery, pokrywaną substancją chemiczną świecącą pod jej wpływem. Jest to niemal dokładnie taki sam mechanizm, jaki stosowano w produkowanych jeszcze do niedawna kineskopach katodowych klasycznych telewizorów. Ze względu na to iż kamera dawała możliwość widzenia tylko jednej linii, naukowcy z MIT zbudowali system luster, który pozwalał na pełne doświetlenie i widzenie całego obrazu. Konstrukcję uzupełniono także klasyczna kamerą cyfrową, zapisującą obraz z tyłu szybkiej kamery. Te dwa zapisy są składane przez oprogramowanie w czasie rzeczywistym i tworzą jednolity obraz, przy czym zapis z kamery cyfrowej obejmuje tylko niewielką część drogi wiązki laserowej, która za to jest całkowicie widoczna dla szybkiej kamery. Rozdzielczość obrazu pierwszego prototypowego urządzenia wynosi 500×600 dpi. Kamera skonstruowana przez MIT nie wychwytuje zdarzeń, które nie zachodzą szybko i w cyklu regularnym. Jest to dość znaczne ograniczenie w jej zastosowaniu, jednak dr Velten zauważa, że z kolei jej przewagą jest możliwość zaobserwowania niemożliwego dotąd do uchwycenia momentu penetracji i odbicia światła na płaszczyźnie bądź w tkance. Według prof. Raskara, nowa ultraszybka kamera może bowiem być zastosowana w obrazowaniu medycznym np. do śledzenia światła laserowego w komórkach różnego typu tkanek. Velten i Raskar widzą jej zastosowanie w urządzeniu, nazwanym przez nich „ultrasonografem świetlnym”. Urządzenie takie oświetlałoby pulsującą wiązką lasera tkankę, a kamera odnotowywałaby drogę wiązki w komórkach oraz po jej powierzchni co pozwoliłoby nas szybkie rozpoznanie struktury i ewentualnych nieprawidłowości, niewidocznych przy zwykłym USG. Takie urządzenie byłoby pomocne przy wczesnym wykrywaniu nowotworów. Obecnie według dr Veltena trwają prace nad zmniejszeniem całego systemu kamery wraz z komputerem sterującym i laserem do rozmiarów notebooka. Ma to pozwolić, w następnym etapie, na opracowanie urządzeń do obrazowania medycznego opartych na ultraszybkiej kamerze. PAP – Nauka w Polsce , mmej/ ula/ bsz

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>