OCT görüntüləmə texnologiyası

Optik koherens tomoqrafiyanın quruluşu və əsas prinsipləri.

Optik koherens tomoqrafiyainterferometr prinsipinə əsaslanır, yoxlanılacaq toxumanı şüalandırmaq üçün yaxın infraqırmızı zəif koherent işıqdan istifadə edir və işığın koherentliyinə əsaslanaraq interferensiya yaradır. O, səthi toxuma təsviri üçün əks olunan işığın intensivliyini ölçmək üçün superheterodin aşkarlama texnologiyasından istifadə edir. . OCT sistemi aşağı koherensli işıq mənbəyindən, fiber-optik Mişelson interferometrindən və fotoelektrik aşkarlama sistemindən ibarətdir.

OCT-nin nüvəsi lif Michelson interferometridir. Aşağı koherensli işıq mənbəyi Superluminescence Diode (SLD) tərəfindən yayılan işıq tək rejimli lifə birləşdirilir və 2 × 2 lif birləşdiricisi ilə iki yola bölünür. Bir yol, obyektiv tərəfindən toplanan və təyyarə güzgüsündən qaytarılan istinad işığıdır. ; Digəri, linza tərəfindən sınaqdan keçirilən nümunəyə yönəldilmiş nümunə şüasıdır.

Reflektor tərəfindən qaytarılan istinad işığı və sınaq altında olan nümunənin arxaya səpələnmiş işığı detektorda birləşir. İkisi arasındakı optik yol fərqi işıq mənbəyinin koherens uzunluğu daxilində olduqda, müdaxilə baş verir. Detektorun çıxış siqnalı mühitin geri səpələnməsini əks etdirir. Səpələnmə intensivliyinə doğru.

Güzgünü skan edin və onun məkan mövqeyini qeyd edin ki, istinad işığı mühitin müxtəlif dərinliklərindən geri səpələnmiş işığa müdaxilə etsin. Güzgü mövqeyinə və müvafiq müdaxilə siqnalının intensivliyinə uyğun olaraq nümunənin müxtəlif dərinliklərinin (z istiqaməti) ölçmə məlumatları alınır. Sonra x-y müstəvisində seçmə şüasının skan edilməsi ilə birləşdirilərək, nəticə kompüter tərəfindən nümunənin üçölçülü struktur məlumatını əldə etmək üçün işlənir.

OCT görüntüləmə texnologiyasının inkişafı

Oftalmologiya sahəsində ultrasəsin geniş tətbiqi ilə insanlar daha yüksək dəqiqlikli aşkarlama metodunu inkişaf etdirməyə ümid edirlər. Ultrasəs Biomikroskopunun (UBM) meydana gəlməsi bu tələbi müəyyən dərəcədə ödəyir. Daha yüksək tezlikli səs dalğalarından istifadə edərək ön seqmentin yüksək rezolyusiyada təsvirini həyata keçirə bilər. Lakin bioloji toxumalarda yüksək tezlikli səs dalğalarının sürətlə zəifləməsi səbəbindən onun aşkarlanma dərinliyi müəyyən dərəcədə məhdudlaşır. Səs dalğaları əvəzinə işıq dalğalarından istifadə edilərsə, qüsurları kompensasiya etmək olarmı?

1987-ci ildə Takada et al. fiber optika və optoelektronik komponentlərin dəstəyi ilə yüksək rezolyusiyaya malik optik ölçmə metoduna çevrilmiş optik aşağı koherensli interferometriya metodunu işləyib hazırladı; Youngquist et al. işıq mənbəyi optik lifə birbaşa qoşulmuş super işıq yayan diod olan optik koherent reflektometr hazırladı. İstinad güzgüsü olan alətin bir qolu içəridə, digər qolundakı optik lif isə kameraya bənzər cihaza qoşulub. Bunlar OKT-nin yaranması üçün nəzəri və texniki əsasları qoydu.

1991-ci ildə MIT-də Çinli alim David Huang, təcrid olunmuş retinanı və koronar arteriyaları ölçmək üçün hazırlanmış OCT-dən istifadə etdi. OCT optik biopsiyaya bənzər görünməmiş yüksək rezolyusiyaya malik olduğundan, bioloji toxumaların ölçülməsi və təsviri üçün tez bir zamanda işlənib hazırlanmışdır.

Gözün optik xüsusiyyətlərinə görə OCT texnologiyası oftalmologiyanın klinik tətbiqlərində ən sürətlə inkişaf edir. 1995-ci ildən əvvəl Huang kimi elm adamları OCT texnologiyasını davamlı olaraq təkmilləşdirərək, in vitro və in vivo insan gözlərinin tor qişası, buynuz qişası, ön kamerası və irisi kimi toxumaları ölçmək və təsvir etmək üçün OCT-dən istifadə edirdilər. Bir neçə illik təkmilləşdirmədən sonra OCT sistemi daha da təkmilləşdirildi və klinik cəhətdən praktiki aşkarlama alətinə çevrildi, kommersiya alətinə çevrildi və nəhayət, fundus və retinal görüntüləmədə öz üstünlüyünü təsdiq etdi. OCT 1995-ci ildə oftalmologiya klinikalarında rəsmi olaraq istifadə edilmişdir.

1997-ci ildə OKT tədricən dermatologiya, həzm sistemi, sidik sistemi və ürək-damar müayinələrində tətbiq olundu. Qida borusu, mədə-bağırsaq, sidik sistemi OKT və ürək-damar OKT endoskoplara və kateterlərə bənzəyən invaziv müayinələrdir, lakin daha yüksək rezolyusiyaya malikdir və ultrastrukturları müşahidə edə bilir. Dəri OCT təmas müayinəsidir və ultrastruktur da müşahidə edilə bilər.

Klinik praktikada istifadə edilən ilkin OCT, konsol və güc konsolundan ibarət OCT1-dir. Konsolda OCT kompüteri, OCT monitoru, idarəetmə paneli və monitorinq ekranı var; elektrik stansiyasına fundus müşahidə sistemi və müdaxilə işığına nəzarət sistemi daxildir. Konsol və güc platforması nisbətən müstəqil cihazlar olduğundan və ikisi naqillərlə birləşdirildiyi üçün alət daha böyük həcmə və daha böyük yerə malikdir.

OCT1-in təhlil proqramı təsvirin işlənməsi və təsvirin ölçülməsinə bölünür. Şəkil emalına təsvirin standartlaşdırılması, təsvirin kalibrlənməsi, təsvirin kalibrlənməsi və standartlaşdırılması, təsvirin Qauss hamarlaşdırılması, təsvirin medianın hamarlaşdırılması daxildir; təsvir ölçmə prosedurları daha azdır, yalnız tor qişanın qalınlığının ölçülməsi və retinanın sinir lifi təbəqəsinin qalınlığının ölçülməsi. Bununla belə, OCT1-də daha az skan prosedurları və təhlil prosedurları olduğundan, onu tez bir zamanda OCT2 ilə əvəz etdi.

OCT2 OCT1 əsasında proqram təminatının təkmilləşdirilməsi yolu ilə formalaşır. OCT2 aləti yaratmaq üçün konsolu və güc masasını birləşdirən bəzi alətlər də var. Bu alət görüntü monitorunu azaldır və OCT şəklini müşahidə edir və eyni kompüter ekranında xəstənin skan edilmiş mövqeyinə nəzarət edir, lakin əməliyyat OCT1 ilə eynidir. Oxşar, idarəetmə panelində əl ilə idarə olunur.

2002-ci ildə OCT3-ün meydana çıxması OCT texnologiyasının yeni mərhələsini qeyd etdi. OCT3-ün daha çox istifadəçi dostu əməliyyat interfeysi ilə yanaşı, bütün əməliyyatları kompüterdə siçan vasitəsilə etmək mümkündür və onun skan və təhlil proqramları getdikcə mükəmməlləşir. Daha da əhəmiyyətlisi, OCT3-ün ayırdetmə qabiliyyəti daha yüksəkdir, onun eksenel ayırdetmə qabiliyyəti â€10 μm və yanal ayırdetmə qabiliyyəti 20 μm-dir. OCT3 tərəfindən əldə edilən eksenel nümunələrin sayı orijinal 1 A-skanda 128-dən 768-ə yüksəldi. Buna görə də, OCT3 inteqralı 131 072-dən 786 432-ə qədər artmışdır və skan edilmiş toxumanın kəsişmə şəklinin iyerarxik quruluşu daha aydındır.