นักวิทยาศาสตร์ของสหรัฐอเมริกาและอังกฤษได้คิดค้นวิธีที่นุ่มนวลในการมองเข้าไปในเนื้อของสิ่งมีชีวิต พวกเขาใช้โฮโลแกรมซุ่มซ่อนอยู่ภายใน การเดินทางแบบโฮโลกราฟิกนี้ไปสู่เนื้องอกของหนูที่มีรูปร่างคล้ายลูกบอลเผยให้เห็นโครงสร้างสะท้อนแสง (ก้อนสีแดง) ซึ่งน่าจะเป็นกลุ่มเซลล์ที่ตายแล้วที่เรียกว่าเนื้อร้าย ซึ่งเป็นเพียงทางเล็กๆ เข้าไปในมวล (ด้านบน) และลึกลงไปอีก (ด้านล่าง)
ยู/เพอร์ดู
ยู/เพอร์ดู
David D. Nolte หัวหน้าทีมจาก Purdue University ใน West Lafayette, Ind กล่าวว่า วิธีการที่ใช้เลเซอร์อาจช่วยให้แพทย์สามารถตัดชิ้นเนื้อเนื้อเยื่อบนหรือใกล้กับพื้นผิวภายนอกและภายในร่างกายได้ในที่สุด แต่แพทย์อาจเลือกที่จะตรวจสอบการเจริญเติบโตที่น่าสงสัยด้วยวิธีนี้ ของการสำรวจผ่านวิดีโอที่ไม่ต้องผ่าตัดหรือที่เรียกว่า “บินผ่าน” ตามที่นักวิจัยเรียก ระบบที่แบ่งโฮโลแกรม 3 มิติเป็นภาพแบนจะสร้างภาพยนตร์
เพื่อสาธิตเทคนิคนี้ โนลเต้และเพื่อนร่วมงานของเขาได้เพาะเลี้ยงซาร์โคมาที่สร้างกระดูกของหนู ซึ่งเป็นเนื้องอกของกระดูกและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในน้ำซุปที่มีสารอาหาร จากนั้นจึงถ่ายภาพด้วยเครื่องมือสร้างภาพใหม่
“นี่เป็นโฮโลแกรมชิ้นแรกที่บินผ่านเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต” โนลเต้กล่าว
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
Ping Yu จาก Purdue จะเปิดเผยวิธีการใหม่ต่อสาธารณะและวิดีโอในสัปดาห์หน้าที่ลองบีช แคลิฟอร์เนีย ในการประชุมประจำปีที่รู้จักกันในชื่อ CLEO/QELS ซึ่งอุทิศให้กับเลเซอร์ อิเล็กโทรออปติก และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัม
วิธีการใหม่อาศัยฟิล์มโฮโลแกรมรูปแบบใหม่ที่พัฒนาโดยทีมงานของโนลเต้ นักวิทยาศาสตร์ใช้ประโยชน์จากระยะทางที่น่าประหลาดใจเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ที่คลื่นแสงอินฟราเรดสามารถเดินทางเข้าไปในเนื้อเยื่อที่ดูเหมือนทึบแสงได้
โฮโลแกรมทั่วไป เช่นเดียวกับภาพนูนบนบัตรเครดิต เป็นภาพที่ทำด้วยเลเซอร์ซึ่งบันทึกในพลาสติกเป็นรูปแบบของสันและร่องที่ละเอียด ลักษณะภูมิประเทศเหล่านั้นจะกระจายแสงโดยรอบในลักษณะที่ภาพสามมิติปรากฏขึ้น
ในการสร้างโฮโลแกรมดังกล่าว กระบวนการจะแยกลำแสงเลเซอร์ออกเป็นสองส่วน สะท้อนลำแสงหนึ่งออกจากวัตถุที่จะถ่ายภาพ จากนั้นนำลำแสงกลับมารวมกันอีกครั้ง การทำงานร่วมกันทำให้เกิดรูปแบบการรบกวนที่บันทึกไว้ในวัสดุที่ไวต่อแสง (SN: 5/22/99, p. 326)
ในทางตรงกันข้าม โนลเต้และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาฟิล์มโฮโลกราฟิก ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นชิปเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งกระจายสนามไฟฟ้าภายในเพื่อตอบสนองต่อลำแสงเลเซอร์ที่แยกออกมา (SN: 1/8/94, p. 20)
ความหนาประมาณเท่าๆ กับแบคทีเรีย ชิปดังกล่าวประกอบด้วยชั้นแกลเลียมอาร์เซไนด์และอะลูมิเนียมแกลเลียมอาร์เซไนด์เรียงซ้อนกัน 200 ชั้น โครงสร้างนี้ทำให้อุปกรณ์มีความไวต่อแสงอย่างดีเยี่ยม “มันเป็นฟิล์มโฮโลแกรมที่ละเอียดอ่อนที่สุดในโลก” โนลเต้กล่าว
นักวิจัยใช้เลนส์และกระจกเพื่อรวบรวมแสงเลเซอร์หลังจากที่มันสะท้อนกลับจากภายในเนื้อเยื่อ “ในขณะที่คลื่นแสงส่วนใหญ่ที่ทะลุผ่านเนื้อเยื่อจะสะท้อนไปมาภายในอย่างดุเดือด แต่มีบางส่วนที่เดินทางโดยปราศจากสิ่งกีดขวาง กระทบโครงสร้างภายในบางส่วน แล้วสะท้อนกลับออกมาอีกครั้ง” Nolte กล่าว สิ่งเหล่านี้ผสมผสานที่ชิปด้วยแสงเลเซอร์ที่เป็นอิสระเพื่อสร้างโฮโลแกรมของเนื้องอกภายใน
เนื่องจากนักวิจัยฉายแสงไปยังเนื้อเยื่อด้วยการระเบิดของเลเซอร์ที่สั้นมาก พวกเขาจึงสามารถตั้งเวลาการเดินทางไปกลับของแสงได้อย่างแม่นยำ มันบ่งบอกถึงความลึกของการเจาะระเบิดก่อนการสะท้อนกลับ จากนั้นโดยใช้จอยสติ๊ก นักวิจัยจะควบคุมกระจกเงาที่อนุญาตให้แสงสะท้อนกลับจากความลึกของเนื้อเยื่อหนึ่งๆ เพื่อส่งไปยังโฮโลแกรม ขณะที่พวกเขาเปลี่ยนไม้ นักวิจัยสามารถเร่งผ่านชุดโฮโลกราฟิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ชิปสร้างโฮโลแกรมใหม่ในเวลาน้อยกว่ามิลลิวินาที และเทคนิคนี้สามารถตรวจดูชิ้นส่วนที่บางถึง 30 ไมโครเมตรได้
Gilmore J. Dunning จาก HRL Laboratories ในมาลิบู แคลิฟอร์เนียกล่าวว่า “นี่เป็นการประยุกต์ใช้เทคนิคโฮโลแกรมแบบเรียลไทม์นี้ได้อย่างยอดเยี่ยม”
Credit : รับจํานํารถ
