• Голографічна мікроскопія
• Механізми зору
• Екологія
• Контроль промислових будівель та виробів
• Голографічне телебачення
• Лазерний зв'язок

• Голографічна модель фізіологічної оптики – новий напрямок для створення інформаційних систем
• Голографічний візоконтрастометр
• Офтальмологічний діагностичний оптико-електронний прилад "Промінь СПЗ-01"
• Голографічний макулостимулятор ГМС-02

Голографічна модель фізіологічної оптики – новий напрямок для створення інформаційних систем

Зоровий тракт вищих тварин представляє собою природну оптоелектронну інформаційну систему. Було створено голографічну модель фізіологічної оптики. Показано, що завдяки анізотропії і нелінійності біологічних середовищ сітківки в фоторецепторному шарі реєструються динамічні голограми при природному неполяризованому й некогерентному освітленні.

У області жовтої плями (у місці найкращого бачення) сітківка представляє собою систему з двох одновісних двохпроменезаломлюючих квазікристалів. Квазікристали представляють собою високо упорядковані анізотропні біологічні структури, що існують в сітківці: шар нервових волокон та розташовані в паличках й колбочках спеціалізовані мембранні утворення – фоторецепторні диски, які містять світлочутливі пігменти (родопсин в паличках та іодопсин у колбочках).

Природне неполяризоване світло при проходженні сітківки розщеплюється на дві пари поляризованих променів (два звичайних та два незвичайних), які здатні попарно інтерферувати. При цьому інтерференційна картина фіксується світлочутливими пігментами, що заповнюють фоторецепторні диски. Завдяки фотохімічним властивостям цих пігментів процес запису-зчитування інтерференційної картини відбувається в реальному часі, що характерно для динамічної голографії. Показано, що за певних умов в активному динамічному реєструючому середовищі, що заповнює фоторецепторні диски, стає можливим обертання хвильового фронту вихідної сигнальної хвилі. Ці дозволяє з наукової точки зору пояснити деякі феномени, що спостерігалися при експериментах, зокрема, фіксування на фотоплівці наявних у мозку "образи подумки".

У живому оці положення оптичної осі не являється строго фіксованим, а залежить від ступеня акомодації, у результаті при фокусування ока на різно віддалені предмети в голографічному процесі залучаються різні ділянки жовтої плями. На підставі цього висунуто оригінальну гіпотезу про існування ще одного каналу для одержання мозком інформації про глибину оточуючого простору. Цікаво зазначити, що інформація про глибину простору може бути одержана на цьому каналі навіть у випадку монокулярного зору.

Вхідна оптична система ока (роговиця, зіниця, кристалик) формує на сітківці не зображення, а фур’є-образи об’єктів спостереження. Тому око в цілому можна розглядати як сукупність комплексних оптичних процесорів, що перетворюють оптичний сигнал на вході кристалика в комплексну оптичну голограму Фур'є, яка передається до зорової кори мозку для подальшої обробки.

Відомо, що кількість приймальних елементів у сітківці (фоторецепторних клітинок) на декілька порядків перевищує число каналів зв’язку, що йдуть до мозку (гангліозних клітин), однак ця обставина істотним чином не позначається на кількості зорової інформації, яка надходить до мозку. В межах розробленої голографічної моделі фізіологічної оптики було показано, що в збережені інформації істотну роль відіграють не тільки міжнейроні зв’язки у шарі нервових волокон сітківки, але і характер просторового розподілу фоторецепторних клітинок. Оптимальний для фіксації комплексної голограми Фур’є закон розподілу приймальних елементів, який відповідає розподілу фоторецепторів в області жовтої плями, було використано при створенні приймальної системи голографічного телевізійного пристрою (патенти РФ та України).

Ідея обертання хвильового фронту вихідною сигнальною хвилею, яка має місце в очах вищих тварин, одержала технічну реалізацію при створенні лазерної системи з відкритим резонатором, одне із дзеркал якої обертає хвильовий фронт лазерного випромінювання (патент України). Експериментальні спостереження показали, що використання обертаючого фронту хвильовий фронт елемента дозволяє не тільки компенсувати вплив турбулентної атмосфери, але і дає змогу наведення лазерного випромінювання відразу на декілька рухомих об’єктів, безперервно утримуючи на них сфокусовані пучки. Указані властивості лазерної системи з відкритим резонатором дозволяють застосовувати її в системах лазерного зв’язку.

Голографічний візоконтрастометр

Своєчасне виявленні і лікування офтальмологічних захворювань є серйозною соціальною проблемою. Візоконтрастометрія представляє собою перспективний метод обстеження зору, оскільки дозволяє виявляти не тільки захворювання ока, але і з високою достовірністю діагностувати патологію зорового тракту в цілому.

Візоконтрастометричне обстеження протікає шляхом пред’явлення пацієнту синусоїдальних тестових решіток різної просторової частоти і змінного контрасту. Реєстрація граничного рівня контрасту демонстрованої решітки, при якому пацієнт візуально помічає наявність смуг в пред’явленому йому зображенні, дає можливість визначити просторово-частотні передаточні функції зорової системи в цілому і дозволяє з високим ступенем точності судити про характер та локалізацію виявленої патології. Крім діагностичних цілей, пред’явлення тренінг-зображень різної просторової частоти можна застосовувати як лікувальну процедуру при різних розладах зору.

На підставі розробленої в лабораторії радіо- та оптичної голографії Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна голографічної моделі фізіологічної оптики в Інституті голографії було розроблено голографічний візоконтрастометр – новий прилад для ефективної діагностики офтальмологічних захворювань і корекції зору. У пропонованому приладі використовується багаторакурсна голограма із записом різних тестових решіток. Вибір тестової решітки потрібної просторової частоти і контрастності здійснюється шляхом зміни кута падіння лазерного випромінювання на багаторакусну голограму.

При використанні у розробленому візоконтрастометрі динамічної голограми, яка обертає хвильовий фронт відбитої від очних середовищ хвилі, забезпечується компенсація спотворень тестового зображення, що виникають через дефекти оптики ока. Це дає змогу сформувати на дні ока тестове зображення навіть у випадку помутніння середовищ ока, завдяки чому пред’явлені тестові решітки бачать навіть пацієнти, що мають більмо, страждають катарактою чи помутнінням склоподібного тіла, за умови, що у сітківці обстежуваного ока і в наступному за нею зоровому тракті немає серйозних патологічних змін. Таким чином, пропонований голографічний пристрій надає унікальну можливість для дослідження стану й тренування зорових аналізаторів, "схованого" за замутненою роговицею, кристаликом чи склоподібним тілом.

Офтальмологічний діагностичний оптико-електронний прилад "Промінь СПЗ-01"

Прилад "Промінь СПЗ-01" призначений для експрес-досліджень поля зору людини як при масових скринингових дослідженнях в офтальмології, неврології, професійній патології, так і для досліджень поля зору при глаукомі, відшаруванні оболонки сітківки, травмах ока, ураженнях зорового нерву й зорових шляхів, що залягають вище, порушеннях центральної нервової системи та інших захворюваннях.

Прилад формує за заданою голограмою імпульсні зображення напівсферично розташованих світних тест-точок простору. На підставі аналізу сприйняття хворим зображень лікар перевіряє стан сітківки ока пацієнта в головних меридіанах.

Прилад забезпечує достовірне, швидке та точне дослідження поля зору кожного ока пацієнта окремо з реєстрацією одержаних результатів на спеціальних бланках.

Економічний і соціальний ефект при використані приладу одержується за рахунок підвищення продуктивності праці лікаря та середнього медичного персоналу, скорочення часу обстеження пацієнтів й підвищення точності діагностики.

Використання приладу спрощує раню діагностику порушень поля зору людини. Виявлення захворювань на ранній стадії підвищує ефективність лікування.

Технічні параметри і характеристики:

Медико-технічні особливості приладу "Промінь СПЗ-01"

1. Висока точність та достовірність дослідження.
2. Програмне забезпечення дослідження.
3. Комп’ютерний аналіз результатів дослідження.
4. Швидке сканування в області 30°.
5. Можливість автоматичної реєстрації одержаних результатів дослідження.
6. Можливість контролю проведення досліджень на дисплеї приладу.
7. Простота, зручність та економічність в експлуатації.

Голографічний макулостимулятор ГМС-02

Голографічний макулостимулятор ГМС-02 призначений для лікування амбліопії у дітей, починаючи з раннього віку, і може бути використаний в офтальмологічних стаціонарах та кабінетах поліклінік, в спеціалізованих дитячих установах по лікуванню косоокості і амбліопії, а також в домашніх умовах.

Принцип дії голографічного макулостимулятора ГМС-02 заснований на фотостимуляції макулярної області низькоенергетичним монохроматичним світлом.

Технічні характеристики голографічного макулостимулятора ГМС-02:

Медико-технічні особливості голографічного макулостимулятора ГМС-02:

1. Невеликі габарити, простота, економічність й зручність в експлуатації.
2. Забезпечення можливості регулювання частоти включення і яскравості світлових точок.
3. Забезпечення програмного включення світлових точок.