szymon tamborski
I have not failed.
I've just found 10,000 ways that won't work.
Thomas A. Edison
PROJEKT NAUKOWY
Realizowne przeze mnie w ramach projektu doktorskiego zadania wpisują się w strategię badań Zespołu Optycznego Obrazowania Biomedycznego UMK, która przewiduje opracowanie i rozwój metod służących do uzyskiwania możliwie dobrej jakości obrazów obiektów zarówno biologicznych, jak i medycznych, w szczególności ludzkiego oka. Precyzyjniej! Szybciej! Z większą czułością! - to hasła, które przyświecają członkom Zespołu podczas pracy nad nowymi technikami zbierania informacji o obiektach przy użyciu sygnału świetlnego.
Motywacją sla prowadzonych badań jest potrzeba opracowania nowych metod akwizycji sygnału świetlnego na cele zarówno obrazowania struktury ww. obiektów , jak również obserwacji ich czynności. Pracuję nad rozwojem optycznej metody tomograficznej OCT w celu umożliwienia uzyskania przy jej wykorzystaniu w sposób nieinwazyjny informacji o zawartości we krwi płynącej w naczyniach siatkówki oka określonych substancji. Równocześnie opracowuję podstawy nowej wysokorozdzielczej metody mikroskopowej.
Celem szczegółowym mojej pracy, opartej w równym stosunku na podejściu teoretycznym i doświadczalnym, jest zbadanie właściwości sposobu detekcji, jakim jest rejestracja sygnału w dziedzinie Fouriera (częstotliwości). Postawiony problem ma charakter interdyscyplinarny, gdyż występuje w wielu różnych dziedzinach, takich jak optyka, tomografia, akustyka, geofizyka czy spektroskopia. Zwykle przestrzeń Fouriera wykorzystuje się jedynie do analizy sygnałów oryginalnie rejestrowanych w pozostającej z nią w ścisłym matematycznym związku przestrzeni pomiarowej. Przykładowo - w dziedzinie akustyki rejestrowany sygnał dźwiękowy jest transformowany do przestrzeni Fouriera w celu zbadania udziału w nim poszczególnych częstotliwości. Jednakże przy odpowiednio przygotowanym pomiarze możliwa jest bezpośrednia rejestracja widma sygnału w tej dziedzinie. Zapewnia to natychmiastowy dostęp do jego spektrum, a ponadto przejawia dodatkowe zalety w stosunku do standardowego sposobu akwizycji. Szczegółowe zbadanie tych atutów (oraz ograniczeń) jest właśnie przedmiotem mojej pracy.
Wyniki rozważań teoretycznych są na bieżąco konfrontowane z rezultatami eksperymentów. Prowadzone są one w laboratorium optycznym i przebiegają dwutorowo. W jednej ze ścieżek powstał układ mikroskopu optycznego wykorzystującego oświetlenie strukturalne (nazwany k-mikroskopem), umożliwiający skanowanie i akwizycję bezpośrednio w przestrzeni Fouriera. Uzyskane przy jego użyciu widma częstości przestrzennych obiektu pozwalają na otrzymanie obrazu z polepszoną rozdzielczością. W drugim z podejść dokonano konstrukcji układu tomografu działającego w oparciu o technikę OCT (ang. "Optical Coherence Tomography"), która w swej istocie zakłada rejestrację w dziedzinie częstotliwości widm zawierających informację o obiekcie w kierunku w głąb. Sygnał ten jest wykorzystywany na drodze analiz spektroskopowych do otrzymywania informacji o zawartości w przestrzeni obiektu określonych substancji.
Matematyczne rozważania oraz tworzone na ich podstawie algorytmy komputerowe bazują na teorii transformaty Fouriera.
Badania prowadzone przeze mnie w zakresie metod rejestracji sygnałów optycznych mają docelowo doprowadzić do opracowania wysokorozdzielczej metody mikroskopowej, a także metody spektroskopowej umożliwiającej m. in. analizę składu chemicznego tkanek ludzkiego organizmu, która posiada znaczący potencjał w zakresie diagnostyki lekarskiej. Ponadto otrzymane wnioski będzie można poddać próbie uogólnienia w celu ich aplikacji w innych wymienionych wcześniej dziedzinach.
W ramach pracy doktorskiej powstały układy eksperymentalne oraz odpowiednie oprogramowanie akwizycyjne i analityczne. Został przeprowadzony szereg badań mających dostarczyć danych służących weryfikacji przyjmowanych założeń. W przygotowaniu są odpowiednie rozdziały pracy doktorskiej. Otrzymane wyniki były prezentowane na konferencjach o międzynarodowym zasięgu oraz opisane w artykułach naukowych.