Tecnologia ad Ottica Adattiva dall'Astrofisica all'Oftalmologia
La Tecnica  Diagnostica all'Avanguardia per lo Studio della Retina 
e la Diagnosi Precoce di Retinopatia Diabetica, Glaucoma e Retinopatie Ereditarie
Dott. Marco Lombardo

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Patologie gravi come il glaucoma, la retinopatia diabetica  e distrofie retiniche ereditarie hanno spesso una diagnosi tardiva che impedisce di trattare al meglio condizioni che possono se trascurate portare anche alla cecità. Al contrario una diagnosi precoce e una terapia mirata può consentire di tenere sotto controllo i sintomi e l'evoluzione della malattia. Un grande aiuto arriva oggi dalla tecnologia che fornisce strumenti all'avanguardia per immagini estremamente dettagliate in grado di anticipare la diagnosi e quindi l'intervento terapeutico. Per parlare di tutto questo abbiamo incontrato il Dott. Marco Lombardo, MD, PhD, Ophthalmologist & Eye Surgeon all'IRCSS Fondazione G.B. Bietti che ci presenta la Tecnologia ad Ottica Adattiva, una tecnologia avanzata messa a punto in ambito militare e poi utilizzata in astrofisica che consente oggi, applicata all'oftalmologia, di poter analizzare i tessuti oculari con un dettaglio impossibile da raggiungere con le apparecchiature usate comunemente come l'OCT e che permette la visione delle cellule retiniche danneggiate molto prima che i danni siano irreparabili, con una risoluzione che fino ad ora era possibile solo in ambito istologico e che ora invece grazie all'Ottica Adattiva permette di osservare in vivo le microstrutture retiniche  (singole cellule fotorecettoriali, capillari, fibre nervose retiniche) con una risoluzione di 2 millesimi di millimetro.  Il Dott. Lombardo ci mostra le immagini che è possibile acquisire grazie a questa straordinaria tecnologia e ci spiega le ricadute pratiche sui pazienti che possono iniziare un precoce percorso terapeutico ed essere monitorati nel tempo con estrema precisione e sicurezza visto che l'indagine non è invasiva. La Tecnologia ad Ottica Adattiva è in questo momento al centro di ricerche e studi congiunti fra il gruppo del Dott. Lombardo alla Fondazione Bietti ed altri istituti di Ricerca Internazionali ed è stata presentata durante un Meeting a Roma dal titolo "The Eye and the Sky" in cui il Dr. Nicholas Devaney, astrofisico che ha partecipato allo sviluppo del Gran Telescopio Canarias -  il più grande telescopio al mondo - occupandosi proprio del sistema di ottica adattiva del telescopio ed è oggi responsabile tra gli altri del un progetto di ricerca "Adaptive opstics for microscopy and retinal imaging" ha presentato lo sviluppo e le applicazioni dell'Ottica Adattiva dalle prime applicazioni militari agli attuali impieghi in campo medico, soffermandosi sulle meravigliose immagini dell'universo acquisite con questa tecnica d'avanguardia. 

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 "The Eye and the Sky"

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I Principi Base della Tecnologia ad Ottica Adattiva
Approfondimento Tecnico

Questa tecnologia nasce nel campo dell’osservazione astronomica dei corpi celesti in cui si è notato che il potere risolutivo di un telescopio ottico è limitato dal fatto che il fronte d’onda della luce che entra nel telescopio stesso non è più uniforme ma subisce un’aberrazione della sua forma dovuta all’attraversamento della luce di zone dell’atmosfera in cui sono presenti delle turbolenze. Per risolvere questo problema si è pensato di utilizzare un sistema di controllo automatico a controreazione come illustrato nella figura 1. 

Fig. 1 - Schema Logico dell'Ottica Adattiva

La luce in arrivo verso il telescopio viene riflessa da uno specchio adattivo che inizialmente è perfettamente piano come un normale specchio, raggiunge poi un separatore di raggio che consente ad una parte della luce di arrivare, attraversando le varie ottiche del telescopio, ad essere visualizzata per la visione finale, e ad un’altra parte della luce di raggiungere dei particolari sensori che analizzano il fronte d’onda (vedi fig. 2). 

Fig. 2 - Particolare del chip che contiene i Sensori del Fronte d'Onda

Sono proprio questi sensori, insieme allo specchio adattivo, che caratterizzano questa tecnologia, infatti i sensori rilevano come e di quanto la geometria del fronte d’onda della luce in arrivo è stato modificata dalle turbolenze (vedi fig. 3) e lo comunicano al sistema di controllo che tramite degli attuatori  (vedi fig. 4) consente allo specchio adattivo di modificare in tempo reale la sua curvatura in modo da compensare in modo uguale e contrario quella del fronte d’onda della luce. In questo modo la luce che arriva per la visione finale non è più distorta e questo consente di ottenere la massima risoluzione possibile.

Fig. 3 - Funzionamento della Matrice di Sensori di Rilevamento del Fronte d'Onda della Luce Incidente

Fig. 4 - Particolari degli attuatori (a destra) e dello Specchio Attuativo in un chip integrato con 4092 attuatori (a sinistra).