Голография в медицине

Принцип не слишком нов, зато способ использования, несомненно, новаторский. Сегодня в одном из крупных исследовательских центров Израиля разработана методика, которая позволяет 6 голограмму такого органа, как сердце в формате 3D, непосредственно во время проведения хирургического вмешательства.

Как объясняет врач Эльшанан Брукхаймер, “операционное поле всегда ограничено. Здесь же мы видим практически любой анатомический орган, как он связан с другими, мы видим все, что происходит, в том числе можем предугадать и последствия наших действий. Таким образом, мы эту методику можем использовать и в качестве тренажера, и во время проведения медицинских манипуляций.

Требуемые сведения компьютер, который транслирует происходящее, получает от анализа, проводящийся либо с помощью ультразвуковых волн, либо с помощью томографа. С учетом данных составляется голограмма, используя специальное программное обеспечение, после чего она с помощью проектора передается на носитель.

Как утверждают практикующие хирурги, подобная методика поможет улучшить качество проводимых операций.

“Вообще хирург действует не только на основе полученных знаний и имеющегося у него опыта, есть важный фактор, как интуиция. И вот нам дается возможность в данном случае проверять наши догадки и наши сомнения с помощью голограммы”, – замечает профессор-кардиолог- Эйнат Бирк.

В медицине голографию применяют как метод интроскопии или внутри видения, основанный на зависимости условий отражения и поглощения электромагнитных волн телами, в частности, от длины волны.

Этот метод, который можно назвать голографической спектроскопией, имеет несомненно перспективы усовершенствования. Поскольку разрешающая способность метода лимитируется трудностями записи на одной интерферограмме большого числа линий, нужны интерферометры, создающие большие изменения разности хода в пределах поля зрения. Для регистрации интерферограммы с большой пространственной частотой необходимы регистрирующие среды с большой разрешающей способностью они, как известно, обладают низкой чувствительностью.

Применение лазеров в аналитическом приборостроении принципиально позволяет разрабатывать анализаторы, использующие голографический метод спектроскопии. Если прибор с когерентным источником света снабдить устройством для записи голограмм и специализированным вычислительным устройством для их обработки, то можно будет проводить не только качественный, но и количественный анализ многокомпонентных систем.

Возможность качественного анализа веществ по их ИК-спектрам с помощью устройства с голограммной памятью описана в работе [37]. Если дополнительно записать и ввести в память устройства голограммы градировочные значения каждого компонента анализируемой среды, то затем, вычисляя меры близости исследуемой голограммы с градировочной, можно проводить и количественный анализ веществ.

Рассеянное излучение обычно собирается конденсором и направляется в щель монохроматора под углом 90° к падающему на образец лучу, как на рис. ХП.9, хотя в принципе могут использоваться схемы, работающие под углами 180 или 45°, а также на просвет (0°). В спектроскопии КР большое значение имеет устранение паразитного рассеянного излучения и флуоресценции образцов.

Отчасти проблема решается применением фильтров и двойной или большей монохроматизацией с помощью нескольких, иногда сменных дифракционных решеток. В перспективе значительное увеличение отношения сигнала к шуму может быть достигнуто использованием последней новинки в технике спектроскопии КР — голографических решеток. Разрешение, достигаемое новейшими КР-спектрометрами с голографическими решетками, составляет 0,2—0,3 см (здесь его предпочитают выражать в величинах Ау).

Виртуальная реальность сегодня перестает быть чем-то на грани фантастики. Не обошли 3D-технологии и сферу рекламы. Голографические инсталляции не только привлекают внимание, но и выводят рекламу на совершенно другой уровень.

Виртуальная реальность сегодня перестает быть чем-то на грани фантастики. Не обошли 3D-технологии и сферу рекламы. Голографические инсталляции не только привлекают внимание, но и выводят рекламу на совершенно другой уровень.

Несмотря на то, что голографической рекламе пока что исполнилось всего несколько лет, эту новинку довольно быстро подхватили ветераны рынка товаров и услуг. Одной из первых инновационную рекламную кампанию в Амстердаме запустили Nike.

Виртуальную версию последней модели кроссовок разместили в обычном стеклянном лайтбоксе. В специальном кубе обувь вращалась и гнулась в разные стороны, чтобы продемонстрировать гибкость кроссовок. Классика жанра в голографической рекламе – стеклянная пирамида, внутри голограммой. Которой размещают реальный или виртуальный предмет с двигающейся

То же самое и здесь: глаз видит спроецированную картинку на пленке, но он также видит предметы перед экраном и за ним, в тех местах, где экран темный. Глаз автоматически переводит фокус и посылает сигнал в мозг. В результате, зритель видит голограмму. По словам представителей Stagedesign, видео-голограмма может быть полезна в темное время суток магазинам и бутикам, витрины которых расположены в людных местах, компаниям, которые позиционируют свой брэнд как «хай-тек», «инновационный», «легкий» - они могут использовать ее на презентациях, запусках проектов, в рекламных и PR-акциях.

Также она может заинтересовать табачные и алкогольные компании, которые ищут новые, нестандартные способы продвижения своих брэндов. Голограмму можно использовать как альтернативный способ отображения информации, рекламных роликов в кинотеатрах, кафе и клубах, где есть места с частичным затемнением.

В качестве голограммы, по словам специалистов Stagedesign, хорошо будет смотреться любой объект, который можно смоделировать в 3D- логотип, автомобиль, ювелирные украшения, бутылка, пачка сигарет, косметика, игрушка и т.д. Смоделировать можно и человека в полный рост.

Эффект видео-голограммы можно увидеть в голливудских фильмах про будущее, например, «Звездные войны» или «Особое мнение». В США эта технология активно используется и в рекламной индустрии. Можно добавить голограмме интерактивность, - рассказывает Максим Моисеев. - Это дает очень хорошие результаты, если Transscreen™ установлен в публичном месте.

Голограмма может реагировать на проходящего человека, на прикосновение, даже на табачный дым. Также можно использовать Transscreen™ и при ярком общем свете, например, на выставках. Иллюзия трехмерности при этом, конечно не получится, но будет интересный эффект прозрачного экрана, как в фильме Спилберга «Minority Report», - поясняет генеральный директор Stagedesign. - Кстати, для съемок использовалась как раз пленка Transscreen™».

Для просветных голограмм типа 3 можно использовать задний свет, наиболее качественное изображение получается при освещении лазером.

Голограммы на бихромате желатины. Это объемное изображение, возникающее на прозрачном стекле, очень эффектно смотрится при небольшом лазерном освещении сзади. Обладает очень высокой яркостью – как бы светится. Для освещения голограмм пп.1, 2 обычно используется галогенная лампочка, размещаемая над голограммой – яркость изображения зависит только от яркости лампы. В принципе, лампа может быть скрыта в конструкции самого рекламируемого изделия.

Для начала нам надо подготовить инструменты для проектирования голографической пирамиды.

Для этого будем использовать канцелярский нож, скотч, крышку от коробки CD-диска, линейку и маркер.

Сначала рисуем схему из чего будет состоять наша пирамида.

После этого маркером отмечаем на пластике контур фигуры и вырезаем его. Должно получится 4 одинаковые трапеции высотой 3.5см, длиной 6см.

После соединяем их между собой скотчем и собираем призму.

Затем находим на видеохостинге «YouTube» видео для 3D голограммы, включаем его и ставим нашу пирамиду по центру экрана вверх дном.

До того, как мне досталась тема для исследовательской работы, я смутно представлял себе, что это такое. Меня заинтересовало само слово «Голография»: оно было мне знакомо, но точного определения дать я был не в состоянии. Даже представить не мог, что данная тема окажется настолько увлекательной и интересной!

Само понятие «голография» появилось сравнительно недавно, в 50-х годах XX века, но за это время она достигла стремительных успехов. Все начиналось с создания плоских голографических картинок, затем появились объемные, и вот совсем недавно, в конце 2010 – начале 2011 гг., американскими учеными была разработана система голографического телевидения!

Кто бы мог подумать, что совсем скоро во время просмотра кинофильма мы будем видеть не плоскую картинку, а объемные движущиеся персонажи! И эта технология станет доступна для просмотра не только в кинотеатрах, но и в обычных домашних условиях, т. к. объемное голографическое изображение можно видеть без наличия специальных очков!

В то время как технологии голографического телевидения еще только начинают развиваться, голография уже широко применяется для защиты от подделок документов, лицензий, банкнот, а также различных потребительских товаров. Голографическое изображение сложно подделать, тем более что голографические технологии постоянно развиваются.

В качестве заключения также необходимо указать, что наряду с рядом практических задач, решенных методами голографической проекции, существует целый спектр проблем, решение которых методами голографии является задачей будущего. В основном это связано, что общая картина этого явления пока еще далека от завершения.

И дело здесь не только в том, что в ряде случаев мы не знаем полностью набор отображающих свойств некоторых видов голограмм. Есть все основания считать, что будут открыты новые неожиданные оптические свойства голограмм. Вполне вероятно, что ряд новых эффектов будет обнаружен при применении светочувствительных материалов, обладающих специфическими свойствами, подобно тому, как применение резонансных и поляризационных сред открыло возможность записи временных и поляризационных характеристик волновых полей. И наконец, прецедент объединения голографии и нелинейной оптики в динамическую голографию показывает, что внесение идей голографии в смежные с ней области знаний может привести к появлению совершенно новых направлений.

Таким образом, выполнив данную работу, я узнал много нового о голографии, разобрался в физических основах этого явления, понял, почему мы видим фотографию плоской, а голограмму объемной. Я убедился, что голография – одно из самых перспективных направлений развития науки на сегодняшний день, и совсем скоро голографические технологии войдут в повседневную человеческую жизнь.

В качестве заключения также необходимо указать, что наряду с рядом практических задач, решенных методами голографической проекции, существует целый спектр проблем, решение которых методами голографии является задачей будущего. В основном это связано, что общая картина этого явления пока еще далека от завершения. И дело здесь не только в том, что в ряде случаев мы не знаем полностью набор отображающих свойств некоторых видов голограмм.

Есть все основания считать, что будут открыты новые неожиданные оптические свойства голограмм. Вполне вероятно, что ряд новых эффектов будет обнаружен при применении светочувствительных материалов, обладающих специфическими свойствами, подобно тому, как применение резонансных и поляризационных сред открыло возможность записи временных и поляризационных характеристик волновых полей. И наконец, прецедент объединения голографии и нелинейной оптики в динамическую голографию показывает, что внесение идей голографии в смежные с ней области знаний может привести к появлению совершенно новых направлений.

Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет

Перейти к содержанию
Исследовательской работы "Голография"