Tıbbi Görüntülemede Devrim Yaratacak Teknoloji:Plenoptik Makine

Bilgisayarlı tomografi (CT) tıbbi görüntülemede elde edilen en önemli gelişmelerden biriydi. Ancak, hastalar için bu tekniğin bir bedeli var: kullanılan yüksek dozda x ışını sağlığa zarar veriyor. Daha güvenli bir alternatif var mı ?

Bilim insanları Avrupalı bir araştırma projesi kapsamında, x-ray görüntüleme teknolojisine ait önemli bir sorunu çözmeye çalışıyor. CT, objenin 3 boyutlu görüntüsünü alabilmek adına nesnenin etrafında dönmek ve x ışınları aracılığıyla yüzlerce, hatta binlerce fotoğrafını çekmek zorunda.

Portekizli bilim kadını Marta Fajardo, Voxel’de yürütülen projenin kordinatörü. Fajardo, araştırma projesini şöyle anlatıyor:

“Burada üzerinde araştırma yaptığımız alternatifin adı plenoptik fotoğraf makinesi. İçindeki optik sistem sayesinde bir noktadan nesnenin 3 boyutlu görüntüsünü kaydedebiliyor. Gün ışığında çalışan bu tarz makineler var. Bizim burada yapmaya çalıştığımız şey, x ışınları tayfında çalışmasını sağlamak.”

Araştırmacılar lazer aracılığıyla istenen özelliklerde x ışınları üretiyor. Işık hüzmesi bir mercek ve ayna labirentinin içinden geçip üzerinde çalışılan nesneye gelecek şekilde ayarlanıyor. Sonuçta oluşan x-ray görüntüsü ise bir dijital fotoğraf makinesinden elde edilen fotoğraflara benziyor.

Ancak nasıl tek bir enstantaneyle 3 boyutlu bir görüntü elde edilebilir ? Micro mercek matrisi, sistemin işlemesini sağlayan anahtar optik öğe. Fotoğraf çekildikten sonra, fotoğrafın net olan bölgelerinin değiştirilmesine fırsat tanıyor. Bir bilgisayar algoritması daha sonra 3 boyutlu görüntüyü oluşturuyor.

Fransız mühendis Ombeline De La Rochefoucauld, plenoptik fotoğraf makinesinin çalışma prensibini “Ana merceği bu matrisle birleştirmek, boyutsal ve yönsel açıdan ilgili tüm bilgileri içeren ışınları toplamamıza fırsat tanıyor. Bu ham görüntüden elde ettiğimiz boyutsal ve yönsel bilgiler ile daha sonra 3 boyutlu görüntüyü oluşturuyoruz.” ifadeleriyle dile getirdi.

X ışınlarıyla çalışmak gözle görülebilir ışınlarla çalışmaktan çok daha zor. Bu sebeple, x ışınlarıyla 3 boyutlu görüntü elde etmeyi konu alan araştırmanın uzun yıllar sürmesi bekleniyor. Ama şimdiden mikroskopi dalında önemli bir alternatif olarak kullanılması söz konusu. Plenoptik fotoğraf makinesi, daha az x ışını kullandığından incelenen hücrelere de çok daha az zarar veriyor ve hücrelerin canlıyken incelenmesinde önemli bir adım olarak görülüyor.

İtalyan fizikçi Elena Longo sistem sayesinde nasıl canlı hücreleri incelenebildiğini, “Genel olarak hücresel tomografi kriyojenik şartlar altında gerçekleştiriliyor. Bu da hareketli görüntü çekmeye ve hücrenin hareketlerini kaydetmeye fırsat tanımıyor. Bizim sistemimiz, hücrenin canlı olarak muhafaza edilmesine fırsat tanıyacak, hücreyi inceleyebilmek için dondurmak zorunda kalmayacağız.” diye açıklıyor.

Plenoptik fotoğraf makinesinin x ışınlarıyla nasıl çalışabileceği üzerine araştırmalar devam ededursun, makinenin ultraviole ışığıyla çalışan bir versiyonu şimdiden piyasaya sürüldü. Basit bir nanoskop işlevi gören bu makine küçük nesnelerin hologramlarını çıkarıyor.

Canlı hücrelerin videolarından tıbbi görüntülemeye bu araştırma bilgisayarlı tomografide daha güvenli ve daha düşük maliyetli bir çözüm yolunda önemli bir adım.