Анализ и моделирование методов когерентной оптики в медицине и биологии - Дипломная работа

Когерентная оптика может выполнять два типа операции в биологии и медицине. Ее можно использовать для обработки данных, распознавания патологических тканей или обнаружения движения объекта. Во-вторых, когерентная оптика может производить операции, которые нельзя осуществить другими методами, например голографическое формирование изображений и обнаружение малых смещений с помощью голографии. Первый: «Действительно ли предлагаемую операцию стоит выполнять?» и второй: «Является ли когерентная оптика наилучшим средством для этого?». В случае обработки трансаксиальных томографических изображений альтернативными подходами, заслуживающими внимания, представляются цифровые методы и некогерентиая оптическая обработка. Если когерентный оптический метод проходит оба теста на стадии доказательства, он может перейти в техническую стадию. В настоящей главе делается попытка дать обзор различных применений, исследованных в последнее время. Таким образом, мы начинаем с рассмотрения формирования когерентного оптического изображения (микроскопического и макроскопического, трехмерного и двумерного) и перейдем к формированию неоптического изображения с использованием когерентного света (в акустике и радиологии). Приложение, посвященное формированию трехмерных изображений и томографии, будет особенно полезным после прочтения всего раздела по формированию когерентного оптического изображения. 1.1 Формирование изображения в оптическом микроскопе Микроскопия издавна имела глубокое влияние на развитие медицины и биологии. В биомедицинскую практику только в настоящее время внедряются разработки, вытекающие прямо или косвенно из габоровского метода восстановления волновых фронтов. Во-вторых, она может быть вспомогательным средством в обычной микроскопии, обеспечивающим стационарную копию быстро изменяющегося оптического объекта для последующего исследования. Одним из способов достижения этого является использование голограммы в качестве корректирующего элемента для превращения реального импульсного отклика объектива в необходимый. Другой способ [1.4] состоит в пропускании восстановленного волнового фронта обратно через линзу низкого качества с целью формирования неувеличенпого дифракционно-ограниченного изображения объекта для последующего исследования с помощью обычных микроскопов с лучшими объективами. Рис. 1.1. Автоматическая коррекция имеет место также в случае, если вместо обычного объекта регистрируется точечный объект. Можно видеть пузырьки, проходящие по центральной артерии (С разрешения М. Е. Кокса, Университет Мичиган-Флинт). [1.11] (С разрешения исследовательской лаборатории фирмы General Motors Corporation) Наиболее распространенным видом стереометрии является расчет на ЭВМ или даже когерентно-оптическая расшифровка стереофотографических пар [1.12]. Псевдоскопическое изображение тропической рыбки, полученное в реальном времени Вейдом и Лэндри (Калифорнийский университет, Санта-Барбара) в 1968 г. Непрозрачность кристаллов холестерина указывает па возможность наблюдения холестериновых образований в сосудах.