Оптична кохерентна томография (OCT) като неинвазивен образен метод се използва главно в медицината. Тук различните свойства на отражение и разсейване на различни тъкани формират основата на този метод. Като относително нов метод, в момента OCT се утвърждава все повече и повече области на приложение.
Какво представлява оптичната кохерентна томография?
В областта на офталмологичната диагностика ОСТ се оказва много полезен, тук се изследва главно очното дъно на ОЦ. Физическата основа на оптична кохерентна томография е образуването на интерференционен модел по време на вълновата суперпозиция на референтни вълни с отразени вълни. Решаващият фактор е дължината на кохерентност на светлината. Дължината на кохерентност представлява максималната разлика във времето на пътуване на два светлинни лъча, която все още позволява формирането на стабилен интерференционен модел, когато те се наслагват. В оптична кохерентна томография, светлина с малка дължина на кохерентност се използва с помощта на интерферометър за определяне на разстоянията на разсейващи материали. За тази цел областта на тялото, която трябва да се изследва, се сканира по точков начин в медицината. Методът позволява добро изследване на дълбочината поради високата дълбочина на проникване (1-3 mm) на лъчението, използвано в разсейващата тъкан. В същото време има и висока аксиална разделителна способност при висока скорост на измерване. По този начин оптичната кохерентна томография представлява оптичния аналог на сонографията.
Функция, ефект и цели
Методът за оптична кохерентна томография се основава на интерферометрия на бяла светлина. Той използва суперпозицията на еталонна светлина с отразена светлина, за да образува интерференционен модел. По този начин може да се определи профилът на дълбочина на пробата. За медицината това означава изследване на по-дълбоки тъканни участъци, които не могат да бъдат достигнати с класическа микроскопия. Двата диапазона на дължината на вълната са от особен интерес за измерванията. Единият е спектралният обхват при дължина на вълната 800 nm. Този спектрален диапазон осигурява добра разделителна способност. От друга страна, светлината с дължина на вълната от 1300 nm прониква особено дълбоко в тъканта и позволява особено добър анализ на дълбочината. Днес се използват два основни метода за прилагане на OCT: OCT системи във времеви домейн и OCT системи на Fourier Domain. И в двете системи възбудителната светлина се разделя на еталонна и пробна светлина чрез интерферометър, което води до смущения в отразеното лъчение. Страничното отклонение на лъча на пробата върху интересуващата област създава изображения в напречно сечение, които се сливат, за да се получи цялостно изображение. OCT системата на Time Domain се основава на късокохерентна, широколентова светлина, която генерира сигнал за смущения само когато двете дължини на рамената на интерферометъра съвпадат. По този начин позицията на референтното огледало трябва да бъде пресечена, за да се определи амплитудата на обратното разпръскване. Поради механичното движение на огледалото времето, необходимо за изобразяване, е твърде голямо, така че този метод не е подходящ за бързо изобразяване. Алтернативният метод на FOrier Domain OCT работи на принципа на спектралното разлагане на интерфериращата светлина. Това едновременно улавя цялата информация за дълбочината и значително подобрява съотношението сигнал / шум. Като източници на светлина се използват лазери, които сканират частите на тялото, за да бъдат изследвани стъпка по стъпка. Областите на приложение на оптичната кохерентна томография са предимно в медицината и тук особено в офталмологията, рак диагностика и кожа Преглед. Различните показатели на пречупване на интерфейсите на съответните тъканни участъци се определят чрез интерференционните модели на отразената светлина с референтната светлина и се показват като изображение. В офталмологията се изследва главно очното дъно. Конкурентните техники, като конфокалният микроскоп, не могат адекватно да изобразят слоестата структура на ретината. Други техники понякога натоварват твърде много човешкото око. Поради това в областта на офталмологичната диагностика OCT се оказва много изгоден, особено след като безконтактното измерване също така елиминира риска от инфекция и психологически стрес. В момента се откриват нови перспективи за ОСТ в областта на сърдечно-съдовите образи. Вътресъдовата оптична кохерентна томография се основава на използването на инфрачервена светлина. Тук OCT предоставя информация за плаки, дисекции, тромби или дори стент Размери. Използва се и за характеризиране на морфологични промени в кръв съдове. В допълнение към медицинските приложения, оптичната кохерентна томография все повече завладява области на приложение при изпитване на материали, за мониторинг производствени процеси или при контрол на качеството.
Рискове, странични ефекти и опасности
В сравнение с други методи, оптичната кохерентна томография има много предимства. Това е неинвазивен и безконтактен метод. Това му позволява до голяма степен да избегне предаването на инфекции и появата на психологически стрес. Освен това OCT не използва йонизиращо лъчение. The електромагнитно излъчване използван до голяма степен съответства на честотните диапазони, на които хората са изложени ежедневно. Основно предимство на OCT е също така, че разделителната способност на дълбочината не зависи от напречната разделителна способност. Това елиминира нуждата от тънки участъци, използвани в класическата микроскопия, тъй като техниката се основава на чисто оптично отражение. По този начин в живата тъкан могат да се генерират микроскопични изображения поради голямата дълбочина на проникване на използваното лъчение. Принципът на действие на метода е много селективен, така че дори много малки сигнали могат да бъдат открити и присвоени на определена дълбочина. Поради тази причина OCT също е особено подходящ за изследване на чувствителна на светлина тъкан. Използването на OCT е ограничено от дълбочината на проникване, зависима от дължината на вълната електромагнитно излъчване и зависимата от честотната лента резолюция. Широколентовите лазери обаче са разработени от 1996 г., които допълнително подобряват разделителната способност на дълбочината. По този начин, от развитието на UHR-OCT (OCT с ултра висока разделителна способност), дори субклетъчни структури в човешкия рак клетки могат да бъдат изобразени. Тъй като ОСТ е все още много млада техника, все още не са изчерпани всички възможности. Оптичната кохерентна томография обаче е привлекателна, защото представлява не здраве риск, има много висока разделителна способност и е много бърза.
