Optinės koherencijos tomografija

optinės koherencijos tomografija (UŠT), nes neinvazinis vaizdavimo metodas daugiausia naudojamas medicinoje. Šio metodo pagrindas yra skirtingos skirtingų audinių atspindžio ir sklaidos savybės. Kaip palyginti naujas metodas, UŠT šiuo metu įsitvirtina vis daugiau ir daugiau taikymo sričių.

Kas yra optinės darnos tomografija?

Fizinis optinės koherencijos tomografijos pagrindas yra trikdžių modelio sukūrimas, kai atskaitos bangos yra uždėtos ant atspindėtų bangų. Lemiamas veiksnys yra šviesos koherencijos ilgis.

Koherentinis ilgis parodo maksimalų dviejų šviesos pluošto praėjimo laiko skirtumą, kuris, kai uždedamas vienas ant kito, vis tiek leidžia atsirasti stabilių trukdžių modelį. Optinės koherentinės tomografijos metu, naudojant interferometrą, naudojama trumpa koherentiška šviesa, kad būtų galima nustatyti išsklaidytų medžiagų atstumus.

Šiuo tikslu medicinoje tiriamas kūno plotas nuskaitytas taškuose. Šis metodas leidžia gerai ištirti gylį dėl didelio sklaidos audinyje sklindančios radiacijos skverbimosi gylio (1–3 mm). Tuo pačiu metu yra ir aukšta ašinė skiriamoji geba esant dideliam matavimo greičiui. Taigi optinės koherentinės tomografijos pavyzdys yra optinis sonografijos atitikmuo.

Funkcija, poveikis ir tikslai

Optinės koherencijos tomografijos metodas pagrįstas baltos šviesos interferometrija. Interferencijos modeliui sukurti naudojama atskaitos šviesos ir atspindimos šviesos superpozicija. Galima nustatyti mėginio gylio profilį. Medicinoje tai reiškia gilesnių audinių skyrių, kurių neįmanoma pasiekti įprasta mikroskopija, tyrimą. Matavimui ypač svarbūs du bangų ilgių diapazonai.

Viena vertus, tai yra spektrinis diapazonas, esant bangos ilgiui 800 nm.Šis spektrinis diapazonas suteikia gerą skiriamąją gebą. Kita vertus, šviesa, kurios bangos ilgis 1300 nm, ypač giliai įsiskverbia į audinį ir leidžia atlikti ypač gerą gylio analizę. Šiandien naudojami du pagrindiniai UŠT taikymo metodai: laiko srities UŠT sistemos ir Furjė srities UŠT sistemos. Abiejose sistemose sužadinimo šviesa per interferometrą yra padalijama į pamatinę ir mėginio šviesą, tokiu būdu trikdant atspindėtą spinduliuotę.

Šoniniu būdu nukreipiant mėginio pluoštą per tyrimo plotą, įrašomi pjūvio vaizdai, kurie sujungiami į bendrą įrašą. „Time Domain OCT“ sistema pagrįsta trumpa koherentine plačiajuosčio ryšio šviesa, kuri trikdžių signalą generuoja tik tada, kai sutampa abi interferometro rankos dalys. Etaloninio veidrodžio padėtis turi būti praeinama, kad būtų galima nustatyti atgalinio sklidimo amplitudę. Dėl mechaninio veidrodžio judėjimo ekranui reikia per daug laiko, todėl šis metodas netinka greitam vaizdavimui.

Alternatyvus Furjė domeno UŠT metodas veikia trukdžių šviesos spektrinio skilimo principu. Tuo pačiu metu įrašoma visa gylio informacija, o signalo ir triukšmo santykis žymiai pagerėja. Lazeriai yra šviesos šaltiniai, kurie palaipsniui nuskaito tiriamas kūno dalis. Optinės koherentinės tomografijos taikymo sritys pirmiausia yra medicinoje, ypač oftalmologijoje, vėžio diagnostikoje ir odos tyrimuose. Skirtingi lūžio rodikliai atitinkamų audinių skyrių sąsajose nustatomi pagal atspindėtos šviesos ir etaloninės šviesos trukdžių schemą ir rodomi kaip vaizdas.

Oftalmologijoje daugiausia tiriama apatinė žandikaulio dalis. Konkuruojančios metodikos, tokios kaip konfokalinis mikroskopas, negali tinkamai parodyti sluoksniuotosios tinklainės struktūros. Taikant kitas procedūras, žmogaus akis kartais patiria per daug streso. Visų pirma akių diagnostikos srityje UŠT pasirodė esąs labai naudingas, juo labiau kad bekontakčiai matavimai taip pat pašalina infekcijos ir psichologinio streso riziką. Šiuo metu UŠT atsiveria naujos perspektyvos širdies ir kraujagyslių vaizdų srityje.

Intravaskulinės optinės koherencijos tomografija pagrįsta infraraudonosios šviesos naudojimu. Čia UŠT pateikia informaciją apie plokšteles, pjūvius, trombus ar stendo matmenis. Jis taip pat naudojamas apibūdinti morfologinius kraujagyslių pokyčius. Be medicininės paskirties, optinė koherentinė tomografija taip pat vis labiau užkariauja taikymo sritis medžiagų bandymuose, gamybos procesų stebėjime ar kokybės kontrolėje.

Rizika, šalutinis poveikis ir pavojai

Optinės koherencijos tomografija, palyginti su kitais metodais, turi daug privalumų. Tai neinvazinė ir bekontaktė procedūra. Tai leidžia iš esmės išvengti infekcijų perdavimo ir psichologinio streso. Be to, UŠT nenaudojama jonizuojančioji spinduliuotė.

Naudojama elektromagnetinė spinduliuotė iš esmės atitinka dažnio diapazonus, su kuriais kasdien susiduria žmonės. Kitas didelis UŠT pranašumas yra tas, kad gylio skiriamoji geba nepriklauso nuo skersinės skyros. Plonos pjūviai, naudojami klasikinėje mikroskopijoje, nebereikalingi, nes procesas pagrįstas grynai optiniu atspindžiu. Didelis naudojamos spinduliuotės skverbties gylis leidžia mikroskopinius vaizdus susidaryti gyvuose audiniuose.

Metodo veikimo principas yra labai selektyvus, todėl net labai mažus signalus galima aptikti ir priskirti tam tikram gyliui. Būtent todėl UŠT yra ypač tinkamas šviesai jautraus audinio tyrimams. UŠT naudojimo apribojimus lemia nuo bangos ilgio priklausomas elektromagnetinės spinduliuotės įsiskverbimo gylis ir nuo dažnių juostos pločio skiriamoji geba. Tačiau nuo 1996 m. Buvo sukurti plačiajuosčio ryšio lazeriai, kurie dar labiau pagerino gylio skiriamąją gebą.

Nuo UHR-UŠT (ypač aukštos skiriamosios gebos UŠT) sukūrimo netgi buvo įmanoma parodyti subcellular struktūras žmogaus vėžio ląstelėse. Kadangi UŠT vis dar yra labai jauna procedūra, ne visos galimybės buvo išnaudotos. Optinės koherencijos tomografija yra patraukli, nes ji nekelia pavojaus sveikatai, yra labai didelė skiriamoji geba ir yra labai greita.