Нов ендоскоп, пресъздаващ триизмерното човешко зрение с възможност да регистрира електромагнитни вълни с дължина близка до инфрачервения спектър, създадоха учени от китайската академия на науките.
Уредът едновременно създава два вида изображения – 3D образ на наблюдавания обект и флуоресцентен образ на електромагнитните вълни.
Образът се получава с помощта на две оптични системи, за да се създаде бинокулярен дизайн, подобен на човешките очи. Именно това позволява и 3D визуализацията.
За създаването на висококачествени триизмерни изображения е нужно двете оптични системи да са с еднакви параметри. В уреда е интегрирана система за прецизна оптична обработка и спектроскопски чип.
Възможността за регистриране на инфрачервени вълни се обосновава на специален сензор, вдъхновен от очите на скаридата богомолка – Odontodactylus Scyllarus.
Сензорът регистрира няколко части от електромагнитния спектър, използвайки пиксели с различни спектрални и поларизационни отговори.
Ендоскопът е предназначен за употреба при хирургични интервенции. Той позволява на лекаря прецизно да локализира увредената тъкан.
Допълнителната флуоресцентна диагностика показва локализацията на ракова тъкан и улеснява нейното премахване. Благодарение на нея се наблюдават по-лесно и критични анатомични структури, които не трябва да бъдат засегнати при операцията.
С новата технология не е нужно да се превключва между двата образа, те се получават едновременно.
Уредът драстично скъсява времето на операцията и намалява нейните рискове.
Въпреки приложението му в традиционната хирургия, ендоскопът е създаден за роботизирана хирургия. Системите позволяват осъществяването на по-прецизни и трудно достъпни операции и са минимално инвазивни.
Ендоскопът показал добри визуализационни резултати. Неговата резолюция достига 7 двойки линии на милиметър на видима светлина и 4 двойки линии на милиметър за инфрачервена светлина.
Използван е за получаването на триизмерни и флуоресцентни образи на три различни концентрации на индоцианиново зелено, използвано за маркирането на туморни образувания.
С нормално око трите варианта не могат да бъдат различени. С помощта на ендоскопските образи обаче, може да бъде направена ясна разлика между тях.
Използването на уреда подпомага зрителната работа и намалява зрителната умора.
Комбинирането на уреда с хирургични роботи може да позволи на хирурзите да осъществяват операции от голяма дистанция.
Учените смятат да добавят и сензори за други електромагнитни вълни и възможност за разпознаване на поляризирана светлина.
Публикацията е направена в Optics Express.
Източници:
https://medicalxpress.com/news/2020-12-bio-inspired-endoscope-d-visible-near-infrared.html
https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-1-145&id=445024
