7. Teaduslikud alused liitreaalsuse integreerimiseks laserdiaagnostika õpetamisse

7.2 Teaduslik põhjendus: Laseri ja koe interaktsioon ning optilised simulatsioonid liitreaalsuses

Viimased edusammud optilise füüsika reaalajas renderdamises muudavad tehniliselt võimalikuks laser–koe interaktsioonide täpse simuleerimise liitreaalsuses (AR). See hõlmab järgmist:

• Ray tracing algoritmid, mis on kohandatud mobiilsetele AR platvormidele ja suudavad näidata, kuidas laserkiired käituvad mitmekihilises bioloogilises keskkonnas, sealhulgas peegeldumine, murdumine ja hajumine piirpindadel (nt sarvkest-võrkkest, nahk-rasv-lihas).
• Monte Carlo valguse leviku mudelid, mida traditsiooniliselt kasutatakse meditsiinilise pildistamise uurimistöös, saab nüüd lihtsustada ja integreerida AR mootoritesse, et simuleerida footonite neeldumissügavust, fluentsi määra ja optilist teepikkust erinevate lainepikkuste korral (Jacques, 2013).
• Simuleeritud diagnostikates, nagu OCT või fotoakustiline pildistamine, saavad tudengid visualiseerida kiire fokusseerimist, koherentsväravat ja koe signaali tagasipöördumist, mis toetab signaali kujunemise ja pildi lahutusvõime sügavamat mõistmist.

Nende interaktsioonide visualiseerimine AR-i abil võimaldab õpilastel katsetada muutujatega (nt lainepikkus, koe tüüp, kiire nurk) viisil, mis oleks koolilaborites võimatu — pakkudes virtuaalset, kuid teaduslikult kehtivat mudelit sellest, kuidas valgus bioloogiliste süsteemidega interakteerub.