Výzkum naznačil nové možnosti optických vláken v lékařství

12.08.2015 15:28

Nové možnosti využití optických vláken v lékařství a biologii naznačil výzkum týmu skotské Univerzity v Dundee, na kterém se podílel také brněnský fyzik Tomáš Tyc. Vlákna se už nyní široce uplatňují v komunikačních technologiích i medicíně, jejich možnosti ale podle expertů nejsou plně využité. Výsledkem dalšího bádání může být třeba endoskop s tloušťkou jediného lidského vlasu. Výzkum publikoval časopis Nature Photonics a informovala o něm mluvčí Masarykovy univerzity Tereza Fojtová.

Optickými vlákny se šíří informace v podobě částic světla. Fotony se uvnitř vlákna komplikovaným způsobem odrážejí. Někdy se tak ztrácí část informací, které nesou. Proto je například u endoskopu, který se využívá k pozorování tělních dutin, nutné použít svazek mnoha desítek tisíc optických vláken, z nichž každé přenáší jeden pixel obrazu.

Existují však vlákna, která mohou přenášet více informací najednou. "Doposud se odborníci domnívali, že se způsob šíření světla v těchto typech optických vláken nedá předpovídat, a jejich kapacitu tudíž nelze plně využít. My jsme ale ověřili na běžných komerčních vláknech, že to jde předpovědět s vysokou přesností, a to dokonce i tehdy, když je vlákno ohnuté nebo jinak deformované," uvedl Tyc, který působí v Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity.

Objev umožní lepší využití potenciálu optických vláken. "Může to otevřít cestu k novému typu endoskopu tloušťky lidského vlasu, který by umožňoval například pozorování jednotlivých neuronů v mozku," popsal Tyc.

Už dříve odborníci zjistili, že pro každé vlákno lze změřit takzvanou transformační matici, která vyjadřuje, jak se změní stav světla při průletu vláknem. S její pomocí se dá výsledný obraz či informace rekonstruovat do původní podoby. Při změně tvaru vlákna se však transformační matice změnila a bylo nutné ji opakovaně proměřovat například pro každé ohnutí.

"My jsme ale ukázali, že transformační matici lze spočítat jen z toho, když známe nový tvar vlákna, který se měří podstatně snáz než samotná matice. Díky tomu bude možné v reálném čase zobrazovat objekty i vláknem, jehož tvar se neustále mění," upřesnil Tyc. Výzkum vedl absolvent Masarykovy univerzity Tomáš Čižmář, který působí v Dundee. Podílel se na něm další brněnský absolvent Martin Plöschner z Macquarieho univerzity v Sydney.

Zdroj: ČTK