Лихонг Ван, доктор философии, заслуженный профессор биомедицинской инженерии Джин К. Беар Инженерной школы Прикладная наука применяет новую технологию обращения времени, которая позволяет исследователям лучше фокусировать свет на тканях, таких как мышцы и органы.Современная технология получения оптических изображений с высоким разрешением позволяет исследователям видеть тело на глубине около 1 миллиметра.
Помимо этого, свет рассеивается и затемняет детали, поэтому мы не можем увидеть кости или ткани руки с помощью фонарика. Чтобы преодолеть это, Ван и его лаборатория разработали фотоакустическое изображение, которое объединяет свет с акустическими волнами или звуком, чтобы сформировать более четкое изображение, даже на несколько сантиметров вглубь кожи.В новом исследовании, опубликованном 2 ноября в Nature Photonics Advance Online Edition, Ван теперь использует новую технологию, называемую оптической фокусировкой с обращенным во времени адаптированным возмущением (TRAP), которая направляет направляющий свет в ткань для поиска движения.
Свет, прошедший через неподвижную ткань, выглядит иначе, чем свет, прошедший через что-то движущееся, например, через кровь. Делая два последовательных изображения, они могут вычитать свет через неподвижную ткань, сохраняя только рассеянный свет из-за движения. Затем они отправляют этот свет обратно к его первоначальному источнику с помощью процесса, называемого обращением времени, так что он снова фокусируется в ткани.«Это потенциально может быть использовано для визуализации или терапии», — говорит Ван. «Например, фокусировка импульсного света на пятнах портвейна, которые являются чрезмерным ростом кровеносных сосудов, может удалить пятна, не повреждая окружающую нормальную кожу».
В 2011 году лаборатория Вана была первой, кто использовал фокусировку ультразвука, чтобы создать виртуальную неинвазивную внутреннюю направляющую звезду, которая позволила им сосредоточиться на любых движениях в тканях. Но, как утверждает Ван в новом исследовании, фокусировка TRAP намного эффективнее при отслеживании движущихся целей.
Фокусировка TRAP может усиливать и контрастировать за счет перераспределения и концентрации света на объектах, что позволяет получать изображения с большей глубины.