Optikai koherencia tomográfia (TOT) mint noninvazív képalkotó módszert főleg az orvostudományban használják. Itt a különböző szövetek különböző visszaverődési és szóródási tulajdonságai képezik ennek a módszernek az alapját. Viszonylag új módszerként a TOT jelenleg egyre több helyen érvényesül alkalmazási területek.
Mi az optikai koherencia tomográfia?
A szemdiagnosztika területén az OCT nagyon hasznosnak bizonyul, itt elsősorban a szem mot OCT fundusát vizsgálják. A fizikai alapja optikai koherencia tomográfia az interferencia-minta kialakulása a referenciahullámok visszaverődött hullámokkal való szuperpozíciója során. A döntő tényező a fény koherenciahossza. A koherenciahossz két fénysugár maximális utazási időbeli különbségét jelenti, amely továbbra is lehetővé teszi stabil interferencia-minta kialakulását, amikor egymásra helyezik őket. Ban ben optikai koherencia tomográfia, egy rövid koherencia hosszúságú fényt használnak interferométer segítségével a szétszóródó anyagok távolságainak meghatározására. Ebből a célból a vizsgálandó test területét pontszerűen pásztázzák az orvostudományban. A módszer jó mélységvizsgálatot tesz lehetővé a szóró szövetbe felhasznált sugárzás nagy behatolási mélysége (1-3 mm) miatt. Ugyanakkor nagy tengelyfelbontás is van nagy mérési sebesség mellett. Az optikai koherencia tomográfia tehát a szonográfia optikai megfelelőjét képviseli.
Funkció, hatás és célok
Az optikai koherencia tomográfiai módszer a fehér fény interferometriáján alapul. A referenciafény visszaverődött fénnyel történő szuperpozícióját használja interferencia mintázat kialakításához. Ily módon meghatározható egy minta mélységi profilja. Az orvostudományban ez olyan mélyebb szöveti szakaszok vizsgálatát jelenti, amelyeket klasszikus mikroszkóppal nem lehet elérni. Két hullámhossz-tartomány különösen érdekes a mérésekhez. Az egyik a spektrumtartomány 800 nm hullámhosszon. Ez a spektrális tartomány jó felbontást biztosít. Másrészt az 1300 nm hullámhosszú fény különösen mélyen behatol a szövetbe, és különösen jó mélységelemzést tesz lehetővé. Ma két fő TOT alkalmazási módszert alkalmaznak: Time Domain TOT rendszerek és Fourier Domain TOT rendszerek. Mindkét rendszerben az gerjesztési fény referencia- és mintafényre oszlik egy interferométer segítségével, ami interferenciát eredményez a visszavert sugárzásban. A mintasugár oldalirányú elhajlása az érdeklődési terület felett keresztmetszeti képeket eredményez, amelyek összeolvadnak egy teljes kép előállításához. A Time Domain OCT rendszer rövid koherens, szélessávú fényre épül, amely csak akkor hoz létre interferenciajelet, ha az interferométer mindkét karhossza megegyezik. Így a visszaszórási amplitúdó meghatározásához a referenciatükör helyzetét be kell haladni. A tükör mechanikus mozgása miatt a képalkotáshoz szükséges idő túl magas, ezért ez a módszer nem alkalmas gyors képalkotásra. A Fourier Domain OCT alternatív módszere a megzavart fény spektrális bontásának elvén működik. Ez egyszerre rögzíti a teljes mélységi információt, és jelentősen javítja a jel / zaj arányt. A lézereket fényforrásként használják, amelyek lépésről lépésre pásztázzák a vizsgálandó testrészeket. Az optikai koherencia tomográfia alkalmazási területei elsősorban az orvostudományban és itt különösen a szemészetben vannak, rák diagnosztika és bőr vizsgálat. A különböző törésmutatókat az érintett szövetszakaszok kapcsolódási pontjainál a visszavert fény és a referenciafény interferencia mintázatai határozzák meg, és képként jelenítik meg. A szemészetben elsősorban a szem fundusát vizsgálják. Versenyző technikák, mint például a konfokális mikroszkóp, nem képesek megfelelően ábrázolni a retina réteges szerkezetét. Más technikák néha túlságosan megterhelik az emberi szemet. Különösen a szemészeti diagnosztika területén a TOT ezért nagyon előnyösnek bizonyul, főleg, hogy az érintés nélküli mérés kiküszöböli a fertőzés és a pszichológiai kockázatot is. feszültség. Jelenleg új távlatok nyílnak az OCT számára a kardiovaszkuláris képalkotás területén. Az intravaszkuláris optikai koherencia tomográfia az infravörös fény használatán alapul. Itt a TOT információt nyújt plakkokról, boncolásokról, trombókról vagy akár stent dimenziók. A morfológiai változások jellemzésére is használják vér hajók. Az orvosi alkalmazások mellett az optikai koherencia tomográfia egyre inkább hódít alkalmazási területek anyagvizsgálatban, a ellenőrzés gyártási folyamatokban vagy a minőség-ellenőrzésben.
Kockázatok, mellékhatások és veszélyek
Más módszerekhez képest az optikai koherencia tomográfiának számos előnye van. Ez egy noninvazív és non-contact módszer. Ez lehetővé teszi, hogy nagymértékben elkerülje a fertőzések terjedését és a pszichológiai előfordulást feszültség. Ezenkívül a TOT nem használ ionizáló sugárzást. A elektromágneses sugárzás használt nagyrészt megfelel azoknak a frekvenciatartományoknak, amelyeknek az emberek naponta vannak kitéve. A TOT fő előnye az is, hogy a mélységfelbontás nem függ a keresztirányú felbontástól. Ez kiküszöböli a klasszikus mikroszkópiában használt vékony metszetek szükségességét, mivel a technika tiszta optikai reflexión alapul. Így mikroszkópos képeket lehet létrehozni az élő szövetekben az alkalmazott sugárzás nagy behatolási mélysége miatt. A módszer működési elve nagyon szelektív, így nagyon kicsi jelek is detektálhatók és hozzárendelhetők egy adott mélységhez. Emiatt a TOT különösen jól alkalmazható a fényérzékeny szövetek vizsgálatára is. Az OCT alkalmazását korlátozza a hullámhossztól függő behatolási mélység elektromágneses sugárzás és a sávszélességtől függő felbontás. 1996 óta azonban szélessávú lézereket fejlesztettek ki, amelyek tovább fejlesztették a mélységi felbontást. Így az UHR-OCT (ultra-nagy felbontású OCT) kialakulása óta még az emberi rák sejteket lehet leképezni. Mivel a TOT még nagyon fiatal technika, még nem merült ki minden lehetőség. Az optikai koherencia tomográfia azonban vonzó, mert nem Egészség nagyon nagy felbontású és nagyon gyors.
