OCT görüntüleme teknolojisi

Optik koherens tomografinin yapısı ve temel ilkeleri.

Optik koherens tomografiinterferometre prensibine dayanır, test edilecek dokuyu ışınlamak için kızılötesine yakın zayıf uyumlu ışık kullanır ve ışığın tutarlılığına dayalı olarak girişim oluşturur. Yüzeysel doku görüntüleme için yansıyan ışığın yoğunluğunu ölçmek için süperheterodin algılama teknolojisini kullanır. . OCT sistemi, düşük tutarlılıklı bir ışık kaynağından, bir fiber optik Michelson interferometresinden ve bir fotoelektrik algılama sisteminden oluşur.

OCT'nin çekirdeği, fiber Michelson interferometresidir. Düşük tutarlılıklı ışık kaynağı Süperlüminesans Diyot (SLD) tarafından yayılan ışık, tek modlu fibere bağlanır ve 2x2 fiber bağlayıcı tarafından iki yola ayrılır. Bir yol, mercek tarafından hizalanan ve düzlem aynadan döndürülen referans ışığıdır. ; Diğeri, mercek tarafından test edilen numuneye odaklanan örnekleme ışınıdır.

Reflektör tarafından döndürülen referans ışığı ve test edilen numunenin geri saçılan ışığı dedektörde birleşir. İkisi arasındaki optik yol farkı, ışık kaynağının tutarlılık uzunluğu içinde olduğunda, girişim meydana gelir. Dedektörün çıkış sinyali ortamın geri saçılımını yansıtır. Saçılma yoğunluğuna doğru.

Aynayı tarayın ve uzamsal konumunu kaydedin, böylece referans ışığı ortamdaki farklı derinliklerden geri saçılan ışıkla etkileşime girer. Ayna konumuna ve karşılık gelen girişim sinyali yoğunluğuna göre, numunenin farklı derinliklerinin (z yönü) ölçüm verileri elde edilir. Daha sonra, xy düzleminde örnekleme ışınının taranmasıyla birleştirildiğinde, örneğin üç boyutlu yapı bilgisini elde etmek için sonuç bilgisayar tarafından işlenir.

OCT görüntüleme teknolojisinin gelişimi

Oftalmoloji alanında ultrasonun yaygın olarak uygulanmasıyla birlikte, insanlar daha yüksek çözünürlüklü bir algılama yöntemi geliştirmeyi umuyorlar. Ultrason Biyomikroskopun (UBM) ortaya çıkması bu ihtiyacı bir ölçüde karşılamaktadır. Daha yüksek frekanslı ses dalgalarını kullanarak ön segmentin yüksek çözünürlüklü görüntülenmesini gerçekleştirebilir. Ancak biyolojik dokularda yüksek frekanslı ses dalgalarının hızlı zayıflaması nedeniyle tespit derinliği bir miktar sınırlıdır. Ses dalgaları yerine ışık dalgaları kullanılırsa kusurlar giderilebilir mi?

1987 yılında Takada ve ark. fiber optik ve optoelektronik bileşenlerin desteğiyle yüksek çözünürlüklü optik ölçüm için bir yönteme dönüştürülen bir optik düşük tutarlılık interferometri yöntemi geliştirdi; Youngquist et al. ışık kaynağı bir optik fibere doğrudan bağlı süper ışık yayan bir diyot olan optik uyumlu bir reflektometre geliştirdi. Referans aynası içeren cihazın bir kolu içeride bulunurken, diğer koldaki optik fiber kamera benzeri bir cihaza bağlanır. Bunlar, OCT'nin ortaya çıkışı için teorik ve teknik temelleri attı.

1991'de MIT'de Çinli bir bilim adamı olan David Huang, izole retina ve koroner arterleri ölçmek için geliştirilen OCT'yi kullandı. OCT, optik biyopsiye benzer şekilde benzeri görülmemiş yüksek çözünürlüğe sahip olduğundan, biyolojik dokuların ölçümü ve görüntülenmesi için hızla geliştirildi.

Gözün optik özelliklerinden dolayı OCT teknolojisi oftalmoloji klinik uygulamalarında en hızlı şekilde gelişmektedir. 1995'ten önce, Huang gibi bilim adamları, OCT teknolojisini sürekli geliştirerek, in vitro ve in vivo insan gözlerinin retina, kornea, ön kamara ve irisi gibi dokuları ölçmek ve görüntülemek için OCT'yi kullandılar. Birkaç yıllık iyileştirmeden sonra, OCT sistemi daha da iyileştirildi ve klinik olarak pratik bir tespit aracı haline getirildi, ticari bir araç haline getirildi ve sonunda fundus ve retina görüntülemedeki üstünlüğünü doğruladı. OCT, 1995 yılında oftalmoloji kliniklerinde resmi olarak kullanılmaya başlandı.

1997 yılında OCT giderek dermatoloji, sindirim sistemi, üriner sistem ve kardiyovasküler muayenelerde kullanılmaya başlandı. Özofagus, gastrointestinal, üriner sistem OKT'si ve kardiyovasküler OKT, endoskoplar ve kateterlere benzer, ancak daha yüksek çözünürlüklü ve ultrastrüktürleri gözlemleyebilen invaziv incelemelerdir. Cilt OCT bir temas muayenesidir ve üst yapı da gözlemlenebilir.

Klinik uygulamada kullanılan ilk OCT, bir konsol ve bir güç konsolundan oluşan OCT1'dir. Konsol, bir OCT bilgisayarı, bir OCT monitörü, bir kontrol paneli ve bir izleme ekranı içerir; güç istasyonu, bir fundus gözlem sistemi ve bir parazit ışık kontrol sistemi içerir. Konsol ve güç platformu nispeten bağımsız cihazlar olduğundan ve ikisi kablolarla birbirine bağlı olduğundan, enstrüman daha büyük bir hacme ve daha büyük bir alana sahiptir.

OCT1'in analiz programı, görüntü işleme ve görüntü ölçümüne bölünmüştür. Görüntü işleme, görüntü standardizasyonu, görüntü kalibrasyonu, görüntü kalibrasyonu ve standardizasyonu, görüntü Gauss yumuşatma, görüntü medyan yumuşatma; görüntü ölçüm prosedürleri daha azdır, sadece retina kalınlık ölçümü ve retina sinir lifi tabakası kalınlık ölçümü. Ancak, OCT1 daha az tarama prosedürüne ve analiz prosedürüne sahip olduğundan, hızlı bir şekilde OCT2 ile değiştirildi.

OCT2, OCT1 temelinde yazılım yükseltmesi ile oluşturulur. Bir OCT2 enstrümanı oluşturmak için konsolu ve güç tablosunu bir araya getiren bazı enstrümanlar da vardır. Bu alet, görüntü monitörünü küçültür ve OCT görüntüsünü gözlemler ve aynı bilgisayar ekranında hastanın tarama pozisyonunu izler, ancak işlem OCT1 Benzeri ile aynıdır, kontrol panelinde manuel olarak çalıştırılır.

OCT3'ün 2002'de ortaya çıkması, OCT teknolojisinin yeni bir aşamasını işaret etti. OCT3'ün daha kullanıcı dostu çalışma arayüzüne ek olarak, tüm işlemler bilgisayar üzerinde fare ile yapılabilmekte, tarama ve analiz programları her geçen gün daha mükemmel hale gelmektedir. Daha da önemlisi, OCT3'ün çözünürlüğü daha yüksektir, eksenel çözünürlüğü ≤10 μm ve yan çözünürlüğü 20 μm'dir. OCT3 tarafından elde edilen eksenel örneklerin sayısı, orijinal 1 A-taramada 128'den 768'e yükselmiştir. Bu nedenle, OCT3'ün integrali 131 072'den 786 432'ye yükselmiştir ve taranan doku kesit görüntüsünün hiyerarşik yapısı daha nettir.