Основные особенности голограммы глаза

Описание

Внешний вид голограммы. Голограмма имеет вид равномерно засвеченной фотопластинки. Если на ней видны кольца и полосы, то это обычно объясняется дифракцией света на пылинках, не имеющей ничего общего с микроструктурой волны, рассеянной глазом. Микроструктура голограммы может быть рассмотрена только под микроскопом. Картина, записанная на голограмме, не похожа на исходный объект — глаз, но она содержит всю информацию — распределение амплитуды и фазы, необходимую для восстановления его изображения..

Получение изображения, восстанавливающего вид исследуемого глаза, состоит из двух этапов: записи и восстановления.

Материалы для голограммы. Наиболее распространенным материалом для записи оптических голограмм глаза служит галоидосеребряная фотоэмульсия. Кроме нее, иногда используют рельефную виниловую пленку, термопластики, ферромагнитные пленки, электроннооптические кристаллы.

Трехмерность изображения глаза. На голограмме можно получить трехмерное изображение всего глаза или отдельных частей его: роговицы, хрусталика, глазного дна.

Восстановленное изображение можно рассматривать под микроскопом, фокусируя его последовательно на роговицу, переднюю камеру, хрусталик, задний отдел и сетчатку. Если увеличение микроскопа достаточно велико, то возможна фокусировка на отдельные слои сетчатки или другой ткани. Таким образом, по голограмме глаза возможно послойное исследование его тканей, аналогичное патогистологическому исследованию Препарированных тканей. Можно проводить измерение патологических очагов, отслойки сетчатки, инородных тел, опухолей и др. Измерять можно также и рельеф интересующих врача деталей.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Разрешение большого объема пространства. В обычных системах, состоящих из линз, зеркал и призм, высокое разрешение может быть достигнуто лишь за счет ограниченной глубины резкости. На одном обычном фотоснимке резко может быть записан лишь небольшой объем пространства. С помощью же голограммы одна запись может дать изображение всего глазного яблока, а если будут устранены помехи, то изображение с высоким разрешением.

Объем запоминаемой информации. Очень важным для диагностики свойством являются огромные возможности голографии в отношении запоминания информации. Голограмма, снятая за одну экспозицию, может дать картину структуры всего глаза. Одна голограмма глазного дна содержит информацию, эквивалентную по меньшей мере 400—500 обычным фотоснимкам, выполненным на ретинофоте, глубина резкости которого составляет 0,05 мм.

Ретроспективное изучение всего глаза. При обычной фотографии нужно заранее решить, какой по глубине участок глаза фотографировать — роговицу, радужку, хрусталик или сетчатку. В дальнейшем может потребоваться какой-либо другой снимок, в котором не было необходимости ранее. В то же время даже единственная голограмма содержит информацию о всех слоях глаза. Таким образом, голография дает возможность апостериорно исследовать в деталях все отделы глаза. Учитывая утомительность для пациента длительного исследования, значение этой возможности очень велико.

Независимость размера изображаемого поля от величины восстанавливаемой части голограммы. Каждый участок голограммы способен восстановить изображение всего глаза. Если разбить обычную фотопластинку, то ее осколки будут воспроизводить только маленькие участки сфотографированной картины. Если разбить голограмму, то каждый осколок будет давать по-прежнему все изображение, только разрешающая способность снизится, видимость мелких деталей пропадет, усилится зернистость изображения, характерная для освещения лазером.

Время экспозиции. Одна из специфических трудностей записи голограммы глаза связана с его непрерывными непроизвольными движениями — тремором. Эти движения являются помехой и при обычной съемке глазного дна, однако при голографии их влияние повышается, т. к. время экспозиции значительно меньше. При фотосъемке глазного дна с выдержкой V250 с (4 мс) размытости деталей глаза практически незаметны. Чтобы осуществить голографическую запись, разность фаз между пучком, освещающим объект, и опорным пучком должна оставаться в течение экспозиции постоянной, в крайнем случае не превышать длины волны. Если считать амплитуду тремора равной 20" и частоту 30-70 циклов в секунду, то этому соответствует время экспозиции 0,25 мс. При таких малых выдержках требуется источник света слишком высокой мощности. Если величину тремора удается уменьшить, то время экспозиции можно повысить, а мощность снизить. Снижение амплитуды и частоты движений глаза происходит при анестезии. Так, уменьшение тремора при наркозе позволило записать голограммы сетчатки кошки за 4—8 мс вместо 0,25 мс. Возможны и другие способы снижения тремора, например, механическая стабилизация глаза с помощью контактной линзы. Большое влияние на время экспозиции оказывает чувствительность фотопленки. Однако при голографии применяют эмульсии с очень высокой разрешающей способностью, а они, как правило, имеют относительно низкую чувствительность. Для повышения чувствительности иногда употребляют сенсибилизированные красители. За последнее десятилетие рядом исследователей были получены голограммы глаз животных: кроликов, кошек, обезьян. Для записи использовались гелий-аргоновые [Calvins, 1970], гелий-иеоновые [Vassiliadis, 1969], аргоновые [Wiggins R., 1972] и другие лазеры с мощностью импульса от 50 до 200 мВт (0,5—2 эрг/с) и длительностью импульса от 0,5 до 10 мс. Плотность энергии на сетчатке в некоторых случаях доходила до 9 104 эрг/см2. Все животные находились под анестезией, однако данных о том, как при этом снижался тремор глаза, не приводится. На голограммах хорошо различимы сосуды диаметром около 30 нм.

Голографическая фундускамера, на которой Wiggins (1972) проводил голографирование глаза животных, представляет собой реконструированный ретинофот н/п «Карл Цейс Иена». Импульсный источник света заменен в нем аргоновым лазером, введены светоделитель и зеркала, с помощью которых изображение глазного дна совмещается с опорным пучком. Фотоэмульсию Помещали произвольно позади плоскости изображения глазного дна. Если бы эмульсия была помещена строго В плоскость изображения сетчатки и если бы не был применен опорный пучок, то эта схема давала бы обычные снимки глазного дна. На этой же камере проводилась голографическая флюоресцентная ангиография, при которой сосуды были видны в виде ярких светлых линий на темном поле. Н. Ohzy (1973) получал голограммы глазного дна кошки, используя схемы с контактными линзами разных конструкций, которые помогали стабилизировать глаз во время записи голограммы. Дальнейшие работы в области голографии глаза посвящены поиску способов повышения разрешающей способности.

---

Статья из книги: Оптические приборы для исследования глаза | Тамарова Р.М.