• Голографическая микроскопия
• Механизмы зрения
• Экология
• Контроль промышленных строений и изделий
• Голографическое телевидение
• Лазерная связь

• Голографическая модель физиологической оптики – новое направление для создания информационных систем
• Голографический визоконтрастометр
• Офтальмологический диагностический оптико-электронный прибор "Луч СПЗ-01"
• Голографический макулостимулятор ГМС-02

Голографическая модель физиологической оптики – новое направление для создания информационных систем

Зрительный тракт высших животных представляет собой природную оптоэлектронную информационную систему. Разработана голографическая модель физиологической оптики. Показано, что благодаря анизотропии и нелинейности биологических сред сетчатки в фоторецепторном слое регистрируются динамические голограммы при естественном неполяризованном, некогерентном освещении.

В области жёлтого пятна (в месте наилучшего видения) сетчатка представляет собой систему из двух одноосных двулучепреломляющих квазикристаллов. Квазикристаллами являются имеющиеся в сетчатке высокоупорядоченные анизотропные биологические структуры: слой нервных волокон и расположенные в палочках и колбочках специализированные мембранные образования – фоторецепторные диски, содержащие светочувствительные пигменты (родопсин в палочках и иодопсин в колбочках).

Естественный неполяризованный свет при прохождении сетчатки расщепляется на две пары поляризованных лучей (два обыкновенных и два необыкновенных), которые способны попарно интерферировать. При этом интерференционная картина фиксируется светочувствительными пигментами, заполняющими фоторецепторные диски. Благодаря фотохимическим свойствам этих пигментов процесс записи-считывания интерференционной картины происходит в реальном времени, что характерно для динамической голографии. Показано, что при определённых условиях в активной динамической регистрирующей среде, заполняющей фоторецепторные диски, становится возможным обращение волнового фронта исходной сигнальной волны. Это открывает возможность для научного объяснения некоторых экспериментально наблюдаемых феноменов, в частности, фиксирования на фотоплёнку имеющихся в мозгу «мыслеобразов».

В живом глазу положение оптической оси не является строго фиксированным, а зависит от степени аккомодации, в результате при фокусировании глаза на разноудалённые предметы в голографический процесс вовлекаются различные участки жёлтого пятна. На основании этого выдвинута оригинальная гипотеза о существовании ещё одного канала для получения мозгом информации о глубине окружающего пространства. Интересно отметить, что информация о глубине пространства может быть получена по данному каналу даже в случае монокулярного зрения.

Входная оптическая система глаза (роговица, зрачок, хрусталик) формирует на сетчатке не изображения, а фурье-образы наблюдаемых объектов. Поэтому глаз в целом можно рассматривать как совокупность комплексных оптических процессоров, преобразующих оптический сигнал на входе хрусталика в комплексную оптическую голограмму Фурье, которая передаётся в зрительную кору мозга для дальнейшей обработки.

Известно, что количество приёмных элементов в сетчатке (фоторецепторных клеток) на несколько порядков превышает число идущих в мозг каналов связи (ганглиозных клеток), однако это обстоятельство существенным образом не сказывается на количестве поступающей в мозг зрительной информации. В рамках разработанной голографической модели физиологической оптики было показано, что в сохранении информации существенную роль играют не только межнейронные связи в слое нервных волокон сетчатки, но и характер пространственного распределения фоторецепторных клеток. Оптимальный для фиксации комплексной голограммы Фурье закон распределения приёмных элементов, соответствующий распределению фоторецепторов в области жёлтого пятна, бы использован при создании приёмной системы голографического телевизионного устройства (патенты РФ и Украины).

Идея обращения волнового фронта исходной сигнальной волны, которая имеет место в глазах высших животных, получила техническую реализацию при создании лазерной системы с открытым резонатором, одно из зеркал которого обращает волновой фронт лазерного излучения (патент Украины). Экспериментальные исследования показали, что использование обращающего фронта волновой фронт элемента позволяет не только компенсировать влияние турбулентной атмосферы, но и даёт возможность наведения лазерного излучения сразу на несколько движущихся объектов, непрерывно удерживая на них сфокусированные пучки. Перечисленные качества лазерной системы с открытым резонатором позволяют применить её в системах лазерной связи.

Голографический визоконтрастометр

Своевременное выявление и лечение офтальмологических заболеваний является серьезной социальной проблемой. Визоконтрастометрия представляет собой перспективный метод обследования зрения, поскольку позволяет выявлять не только заболевания глаз, но и с высокой достоверностью диагностировать патологию зрительного тракта в целом.

Визоконтрастометрическое обследование производится путём предъявления пациенту синусоидальных тестовых решёток различной пространственной частоты и переменного контраста. Регистрация порогового уровня контраста демонстрируемой решётки, при котором пациент визуально обнаруживает наличие полос в предъявляемом ему изображении, даёт возможность определять пространственно-частотные передаточные функции зрительной системы в целом и позволяет с высокой степенью точности судить о характере и локализации выявляемой патологии. Помимо диагностических целей, предъявление тренинг-изображений различной пространственной частоты применяется также и в качестве лечебной процедуры при различных расстройствах зрения.

На основе разработанной в лаборатории радио- и оптической голографии харьковского национального университета им.В.Н.Каразина голографической модели физиологической оптики в Институте голографии разработан голографический визоконтрастометр – новый прибор для эффективной диагностики офтальмологический заболеваний и коррекции зрения. В предлагаемом приборе используется многоракурсная голограмма с записью различных тестовых решеток. Выбор тестовой решетки нужной пространственной частоты и контрастности осуществляется путем изменения угла падения лазерного излучения на многоракурсную голограмму.

При использовании в разработанном визоконтрастометре динамической голограммы, обращающей волновой фронт отраженной от глазных сред волны, обеспечивается компенсация искажений тестового изображения, которые возникают из-за дефектов оптики глаза. Это дает возможность сформировать на глазном дне тестовое изображение даже в случае помутнения глазных сред, благодаря чему предъявляемые тестовые решетки могут быть увидены пациентами, страдающими бельмом, катарактой и помутнением стекловидного тела, при условии, что в сетчатке обследуемого глаза и следующем за ней зрительном тракте нет серьезных патологических изменений. Таким образом, предлагаемое голографическое устройство предоставляет уникальную возможность для исследования состояния и тренировки зрительного анализатора, "скрытого" за помутневшими роговицей, хрусталиком и стекловидным телом.

Офтальмологический диагностический оптико-электронный прибор "Луч СПЗ-01"

Прибор «Луч СПЗ-01» предназначен для экспресс-исследований поля зрения человека как при массовых скрининговых исследованиях в офтальмологии, неврологии, проф. патологии, так и для исследований поля зрения при глаукоме, отслойке сетчатой оболочки, травмах глаза, поражениях зрительного нерва и вышележащих зрительных путей, нарушениях центральной нервной системы и других заболеваниях.

Прибор формирует по заданной программе импульсное изображение полусферически расположенных светящихся тест-точек пространства. На основе анализа восприятия больным изображений врач проверяет состояние сетчатки глаза пациента в главных меридианах.

Прибор обеспечивает достоверное, быстрое и точное исследование поля зрения каждого глаза пациента в отдельности с регистрацией полученных результатов на специальных бланках.

Экономический и социальный эффект при использовании прибора получен за счет повышения производительности труда врача и среднего медицинского персонала, сокращения времени обследования пациентов и повышении точности диагностики.

Использование прибора упростит раннюю диагностику нарушений поля зрения человека. Раннее выявление заболеваний повысит эффективность лечения.

Технические параметры и характеристики

Медико-технические особенности прибора «Луч СПЗ-01»

1. Высокая точность и достоверность исследования.
2. Программное обеспечение исследования.
3. Компьютерный анализ результатов исследования.
4. Быстрое сканирование в области 30°.
5. Возможность автоматической регистрации полученных результатов исследования.
6. Возможность контроля проведения исследования на дисплее прибора.
7. Простота, удобство и экономичность в эксплуатации.

Голографический макулостимулятор ГМС-02

Голографический макулостимулятор ГМС-02 предназначен для лечения амблиопии у детей, начиная с раннего возраста, и может использоваться в офтальмологических стационарах и кабинетах поликлиник, в специализированных детских учреждениях по лечению косоглазия и амблиопии, а также в домашних условиях.

Принцип действия голографического макулостимулятора ГМС-02 основан на фотостимуляции макулярной области низкоэнергетическим монохроматическим светом.

Технические характеристики голографического макулостимулятора ГМС-02

Медико-технические особенности голографического макулостимулятора ГМС-02

1. Небольшие габариты, простота, удобство и экономичность в эксплуатации.
2. Обеспечена возможность регулирования частоты включения и яркости световых точек.
3. Обеспечено программное включение световых точек.