OCT бейнелеу технологиясы

Оптикалық когеренттік томографияның құрылымы мен негізгі принциптері.

Оптикалық когерентті томографияинтерферометр принципіне негізделген, сыналатын тінді сәулелендіру үшін жақын инфрақызыл әлсіз когерентті жарықты пайдаланады және жарықтың когеренттілігіне негізделген интерференцияны тудырады. Ол үстіңгі тіндерді бейнелеу үшін шағылысқан жарықтың қарқындылығын өлшеу үшін супергетеродинді анықтау технологиясын пайдаланады. . OCT жүйесі төмен когерентті жарық көзінен, талшықты-оптикалық Мишельсон интерферометрінен және фотоэлектрлік анықтау жүйесінен тұрады.

OCT өзегі талшықты Михельсон интерферометрі болып табылады. Төмен когерентті жарық көзі суперлюминесценциялық диод (SLD) шығаратын жарық бір режимді талшыққа қосылады және 2×2 талшықты қосқыш арқылы екі жолға бөлінеді. Оның бір жолы - линза арқылы коллимацияланатын және жазық айнадан қайтарылатын анықтамалық жарық. ; Екіншісі - линзаның зерттелетін үлгіге бағытталған сынама алу сәулесі.

Шағылыстырғыш қайтарған анықтамалық шам және сыналатын үлгінің кері шашыраған жарығы детекторда біріктіріледі. Екеуінің арасындағы оптикалық жолдың айырмашылығы жарық көзінің когеренттілік ұзындығында болғанда, кедергі пайда болады. Детектордың шығыс сигналы ортаның кері шашырауын көрсетеді. Шашырау қарқындылығына қарай.

Айнаны сканерлеңіз және оның кеңістіктегі орнын жазыңыз, осылайша анықтамалық жарық ортадағы әртүрлі тереңдіктегі кері шашыраған жарыққа кедергі жасайды. Айна күйіне және сәйкес кедергі сигналының қарқындылығына сәйкес үлгінің әртүрлі тереңдіктерінің (z бағыты) өлшеу деректері алынады. Содан кейін x-y жазықтығында сынама алу сәулесін сканерлеумен біріктіріліп, үлгінің үш өлшемді құрылымы туралы ақпаратты алу үшін нәтиже компьютермен өңделеді.

OCT бейнелеу технологиясының дамуы

Ультрадыбысты офтальмология саласында кеңінен қолдану арқылы адамдар жоғарырақ ажыратымдылықты анықтау әдісін жасауға үміттенеді. Ультрадыбыстық биомикроскоптың (UBM) пайда болуы бұл талапқа белгілі бір дәрежеде жауап береді. Ол жоғары жиілікті дыбыс толқындарын пайдалану арқылы алдыңғы сегменттің жоғары ажыратымдылықтағы кескінін орындай алады. Бірақ биологиялық ұлпаларда жоғары жиілікті дыбыс толқындарының тез әлсіреуіне байланысты оны анықтау тереңдігі белгілі бір дәрежеде шектеледі. Дыбыс толқындарының орнына жарық толқындары қолданылса, ақаулардың орнын толтыруға болады ма?

1987 жылы Такада және т.б. оптикалық төмен когерентті интерферометрия әдісін әзірледі, ол талшықты оптика мен оптоэлектронды компоненттерді қолдау арқылы жоғары ажыратымдылықтағы оптикалық өлшеу әдісіне айналды; Youngquist және т.б. жарық көзі оптикалық талшыққа тікелей қосылған супержарық диод болып табылатын оптикалық когерентті рефлекторды жасады. Анықтамалық айнасы бар құралдың бір иіні ішінде орналасқан, ал екінші қолындағы оптикалық талшық камера тәрізді құрылғыға қосылған. Бұлар ОКТ-ның пайда болуының теориялық және техникалық негізін салды.

1991 жылы MIT қытайлық ғалым Дэвид Хуан оқшауланған торлы қабық пен коронарлық артерияларды өлшеу үшін әзірленген OCT қолданды. OCT оптикалық биопсияға ұқсас бұрын-соңды болмаған жоғары ажыратымдылыққа ие болғандықтан, ол биологиялық тіндерді өлшеу және бейнелеу үшін тез әзірленді.

Көздің оптикалық сипаттамаларына байланысты OCT технологиясы офтальмологияның клиникалық қолданбаларында ең жылдам дамып келеді. 1995 жылға дейін Хуан сияқты ғалымдар OCT технологиясын үздіксіз жетілдіре отырып, in vitro және in vivo адам көзінің торлы қабығы, қасаң қабық, алдыңғы камера және ирис сияқты тіндерді өлшеу және кескіндеу үшін OCT пайдаланды. Бірнеше жыл бойы жетілдірілгеннен кейін OCT жүйесі одан әрі жетілдірілді және клиникалық практикалық анықтау құралына айналды, коммерциялық құралға айналды және ақырында көз түбі мен көз торын бейнелеудегі өзінің артықшылығын растады. ОКТ ресми түрде офтальмологиялық клиникаларда 1995 жылы қолданылды.

1997 жылы ОКТ біртіндеп дерматологияда, ас қорыту жолдарында, зәр шығару жүйесінде және жүрек-қан тамырларын тексеруде қолданыла бастады. Өңеш, асқазан-ішек, зәр шығару жүйесі және жүрек-қан тамырлары ОКТ барлығы эндоскоптар мен катетерлерге ұқсас инвазиялық зерттеулер болып табылады, бірақ жоғарырақ ажыратымдылықпен және ультрақұрылымдарды бақылай алады. Тері OCT контактілерді тексеру болып табылады және ультрақұрылымды да байқауға болады.

Клиникалық тәжірибеде қолданылатын бастапқы OCT консоль мен қуат консольінен тұратын OCT1 болып табылады. Консоль құрамында OCT компьютері, OCT мониторы, басқару панелі және бақылау экраны бар; электр станциясы көз түбін бақылау жүйесін және кедергі жарығын басқару жүйесін қамтиды. Консоль мен қуат платформасы салыстырмалы түрде тәуелсіз құрылғылар болғандықтан және екеуі сымдар арқылы жалғанғандықтан, аспаптың көлемі үлкенірек және кеңістігі бар.

OCT1 талдау бағдарламасы кескінді өңдеуге және кескінді өлшеуге бөлінеді. Кескінді өңдеуге кескінді стандарттау, кескінді калибрлеу, кескінді калибрлеу және стандарттау, кескінді Гаусс тегістеу, кескіннің медианасын тегістеу; кескінді өлшеу процедуралары азырақ, тек көз торының қалыңдығын өлшеу және ретинальды жүйке талшығы қабатының қалыңдығын өлшеу. Дегенмен, OCT1 сканерлеу процедуралары мен талдау процедуралары аз болғандықтан, ол тез арада OCT2-ге ауыстырылды.

OCT2 OCT1 негізінде бағдарламалық құралды жаңарту арқылы қалыптасады. Сондай-ақ OCT2 құралын құру үшін консоль мен қуат кестесін біріктіретін кейбір құралдар бар. Бұл құрал кескін мониторын азайтады және OCT кескінін бақылайды және сол компьютер экранында емделушінің сканерлеу орнын бақылайды, бірақ операция OCT1 сияқты бірдей, ол басқару панелінде қолмен басқарылады.

2002 жылы OCT3 пайда болуы OCT технологиясының жаңа кезеңін белгіледі. OCT3 қолданушыға ыңғайлы жұмыс интерфейсіне қоса, барлық операцияларды компьютерде тінтуірдің көмегімен жасауға болады, оның сканерлеу және талдау бағдарламалары барған сайын жетілдіріліп келеді. Одан да маңыздысы, OCT3 ажыратымдылығы жоғарырақ, оның осьтік ажыратымдылығы ≤10 μm, ал бүйірлік ажыратымдылығы 20 μm. OCT3 арқылы алынған осьтік үлгілердің саны бастапқы 1 A-сканерінде 128-ден 768-ге дейін өсті. Демек, OCT3 интегралы 131 072-ден 786 432-ге дейін өсті және сканерленген тіннің көлденең қимасының кескінінің иерархиялық құрылымы айқынырақ.