Photo representing the subject of the blog

Młody białostocki fizyk wykrył sposób wczesnego wykrywania uszkodzeń nerwu wzrokowego!

Czas czytania: 3 minuty

Najnowsze posty

Młody białostocki fizyk wykrył sposób wczesnego wykrywania uszkodzeń nerwu wzrokowego!

Łukasz Łabieniec, doktorant z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku, współpracując z lek. Łukaszem Lisowskim z Kliniki Okulistyki Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku, opracował algorytm, który ma pomóc we wczesnym wykrywaniu uszkodzenia nerwu wzrokowego.


W 2018 r. Łabieniec zaprezentował w finale konkursu Technotalent pomysł stworzenia dedykowanej cewki do badania oka. W ramach dalszych badań, doktorant i lek. Lisowski udoskonalili „nową matrycę do stymulacji wzroku, która będzie można stosować do pomiarów fal mózgowych przy rezonansie magnetycznym oraz do stymulacji drogi wzrokowej w trakcie trwania zabiegów operacyjnych”. Wynalazek ten już został zgłoszony do europejskiego i polskiego urzędu patentowego. To bardzo ważny krok ku skuteczniejszemu wykrywaniu i leczeniu uszkodzeń nerwu wzrokowego, a dzięki współpracy Łabienca i Lisowskiego możliwe stało się jego opracowanie.


Przez ostatnie 4 lata Łukasz Łabieniec zajmował się diagnostyką za pomocą rezonansu magnetycznego. Rezonans wykorzystuje właściwości magnetyczne atomów wodoru, które są obecne w organizmie. Proces wykorzystuje silny elektromagnes do wytworzenia pola magnetycznego, które wzbudza protony wodoru w badanym obszarze ciała. Protony te z kolei wysyłają sygnały elektromagnetyczne zawierające informacje o ich położeniu. Sygnały są rejestrowane przez specjalne czujniki w urządzeniu, które następnie generuje cyfrowe przekroje badanego obszaru. Doktorant zajmował się gromadzeniem i analizowaniem danych cyfrowych, które odpowiadają za generowanie obrazów w rezonansie magnetycznym.


Od kilku lat stosuje się technikę tzw. obrazowania mikrostrukturalnego, która pozwala na szczegółową analizę mikrostruktury nerwu wzrokowego. Za pomocą tej techniki można zbadać zarówno makroskopową, jak i mikroskopową strukturę nerwu wzrokowego. Obrazowanie mikrostrukturalne wykorzystuje takie techniki jak mikroskopowy rezonans magnetyczny (MRI), mikroskop wielofotonowy, czasowe skanowanie optyczne, obrazowanie fluorescencyjne, obrazowanie światła wielowarstwowego i tomografię mikroskopową. Te techniki pozwalają na detaliczne badanie struktury nerwu wzrokowego i określenie jego funkcjonalności. Z ich wykorzystaniem można wykryć zmiany strukturalne i funkcjonalne w nerwie wzrokowym w fazie wczesnego rozwoju choroby, co znacznie poprawiło możliwości diagnostyczne. Obrazowanie mikrostrukturalne daje również możliwość określenia i monitorowania skuteczności leczenia. Stosowanie tych technik stwarza nowe możliwości w diagnostyce i monitorowaniu chorób nerwu wzrokowego.


Mgr Łukasz Łabieniec opracował algorytm pozwalający na precyzyjne wykorzystanie techniki dyfuzyjnej do rozpoznawania uszkodzeń nerwu wzrokowego wywołanych przez procesy zapalne, jaskrę, stwardnienie rozsiane czy zwyrodnienie siatkówki. Jego algorytm opiera się na budowie anatomicznej nerwu wzrokowego i na ruchu cząsteczek wody w nim zawartych. Umożliwia on odfiltrowanie wszystkich niepotrzebnych sygnałów i wyodrębnienie sygnału wskazującego na uszkodzenie. Uzyskane wyniki są precyzyjniejsze i pozwalają na stosowanie techniki dyfuzyjnej w praktyce klinicznej. Algorytm mgr Łabieńca stanowi cenny wkład w diagnostykę i leczenie wielu chorób oczu. [1]


- W naszej metodzie dane dyfuzyjne analizujemy zupełnie inaczej, niż pozwalają na to standardowe pakiety obliczeniowe. Założenia algorytmu wynikają z budowy anatomicznej nerwu wzrokowego. Domyślamy się, jak cząsteczki wody się w nim poruszają i te konkretne ruchy staramy się zobaczyć, odfiltrowując wszystkie inne sygnały. Poziom tego filtrowania stopniowo zwiększamy i w pewnym momencie widzimy znikanie nerwu wzrokowego z obrazu. Okazuje się, że uszkodzone nerwy wzrokowe znikają z obrazu wcześniej, niż nerwy zdrowe, bo w uszkodzonym nerwie wzrokowym cząsteczki wody poruszają się inaczej niż w zdrowym - relacjonuje młody badacz. [2]



Fot. uwb.edu.pl

[1]https://www.bialystokonline.pl/fizyka-w-sluzbie-medycyny-sukces-doktoranta-z-uwb,artykul,133715,6,1.html?fbclid=IwAR33BDQNNfcySol74E9bBwxZ6qpzGRtJhotVZVTvwzwlTrWh-1k1qnSXd0s

[2]https://uwb.edu.pl/aktualnosci/fizyka-w-sluzbie-medycyny-doktorant-z-uwb-opracowal-nowatorska-metode-wykrywania-problemow-z-nerwem-wzrokowym-6756.html

Autor:  Michał Wiktorowicz