Optik koherens tomografi

optik koherens tomografi (Ekim) non-invaziv bir görüntüleme yöntemi olarak ağırlıklı olarak tıpta kullanılmaktadır. Farklı kumaşların farklı yansıtma ve saçılma özellikleri bu yöntemin temelini oluşturur. Nispeten yeni bir yöntem olarak, OCT şu anda kendisini giderek daha fazla uygulama alanında kurmaktadır.

Optik Koherens Tomografi nedir?

Optik tutarlılık tomografisinin fiziksel temeli, referans dalgaları yansıyan dalgaların üzerine bindirildiğinde bir girişim modelinin oluşturulmasıdır. Belirleyici faktör, ışığın tutarlılık uzunluğudur.

Tutarlılık uzunluğu, iki ışık demetinin geçiş süresindeki maksimum farkı temsil eder ve üst üste bindirildiğinde yine de kararlı bir girişim modelinin ortaya çıkmasına izin verir. Optik koherens tomografi, saçılan malzemelerin mesafelerini belirlemek için bir interferometre yardımıyla kısa bir koherens uzunluğuna sahip ışığı kullanır.

Bu amaçla tıpta vücutta muayene edilecek bölge noktalarında taranır. Yöntem saçılan dokuda kullanılan radyasyonun yüksek penetrasyon derinliği (1-3 mm) nedeniyle iyi bir derinlik araştırmasına izin verir. Aynı zamanda, yüksek ölçüm hızında yüksek eksenel çözünürlük de vardır. Optik koherens tomografi bu nedenle sonografinin optik karşılığını temsil eder.

İşlev, etki ve hedefler

Optik koherens tomografi yöntemi, beyaz ışık interferometresine dayanmaktadır. Bir girişim modeli oluşturmak için referans ışığın yansıtılan ışıkla üst üste binmesini kullanır. Bir numunenin derinlik profili belirlenebilir. Tıp için bu, geleneksel mikroskopi ile ulaşılamayan daha derin doku bölümlerinin incelenmesi anlamına gelir. İki dalga boyu aralığı, ölçümler için özellikle ilgi çekicidir.

Bir yandan bu, 800 nm dalga boyundaki spektral aralıktır Bu spektral aralık iyi çözünürlük sağlar. Öte yandan, dalga boyu 1300 nm olan ışık, dokuya özellikle derinlemesine nüfuz eder ve özellikle iyi derinlik analizine izin verir. Günümüzde OCT'nin iki ana uygulama yöntemi kullanılmaktadır: zaman etki alanı OCT sistemleri ve Fourier etki alanı OCT sistemleri. Her iki sistemde de uyarma ışığı, bir interferometre aracılığıyla referans ve örnek ışığa bölünür, böylece yansıyan radyasyonla girişim oluşur.

Numune ışını inceleme alanı üzerinde yanal olarak saptırarak, genel bir kayıt oluşturmak için birleştirilen kesit görüntüleri kaydedilir. Zaman Alanı OCT sistemi, sadece interferometrenin her iki kol uzunluğu eşleştiğinde bir parazit sinyali üreten kısa uyumlu, geniş bantlı ışığa dayanır. Geri saçılım genliğini belirlemek için referans aynanın konumu geçirilmelidir. Aynanın mekanik hareketinden dolayı ekran için gereken süre çok fazla olduğu için bu yöntem hızlı görüntüleme için uygun değildir.

Alternatif Fourier Domain OCT yöntemi, müdahale edilen ışığın spektral ayrışması prensibine göre çalışır. Bu, tüm derinlik bilgisinin aynı anda kaydedildiği ve sinyal-gürültü oranının önemli ölçüde iyileştirildiği anlamına gelir. Lazerler, incelenecek vücut kısımlarını kademeli olarak tarayan ışık kaynakları olarak görev yapar. Optik koherens tomografinin uygulama alanları öncelikle tıpta ve burada özellikle oftalmoloji, kanser teşhisi ve cilt muayeneleridir. İlgili doku bölümlerinin arayüzlerindeki farklı kırılma indisleri, yansıtılan ışığın referans ışıkla girişim modeli aracılığıyla belirlenir ve bir görüntü olarak görüntülenir.

Oftalmolojide esas olarak fundus incelenir. Eş odaklı mikroskop gibi rakip teknikler, retinanın katmanlı yapısını yeterince görüntüleyemez. Diğer yöntemlerle, insan gözü bazen çok streslidir. Özellikle oftalmik tanı alanında, OCT'nin çok avantajlı olduğu kanıtlanmıştır, çünkü özellikle temassız ölçüm aynı zamanda enfeksiyon ve psikolojik stres riskini de ortadan kaldırır. Kardiyovasküler görüntüleme alanında OCT için şu anda yeni perspektifler açılıyor.

İntravasküler optik koherens tomografi, kızılötesi ışığın kullanımına dayanmaktadır. Burada OCT plaklar, diseksiyonlar, trombüs ve hatta stent boyutları hakkında bilgi sağlar. Kan damarlarındaki morfolojik değişiklikleri karakterize etmek için de kullanılır. Tıbbi uygulamalara ek olarak, optik koherens tomografi, malzeme testinde, üretim süreçlerini izlemek veya kalite kontrolünde uygulama alanlarını giderek daha fazla fethediyor.

Riskler, yan etkiler ve tehlikeler

Optik koherens tomografinin diğer yöntemlere göre birçok avantajı vardır. Non-invaziv ve temassız bir prosedürdür. Bu, enfeksiyonların bulaşmasını ve psikolojik stres oluşumunun büyük ölçüde önlenmesini sağlar. Ayrıca OCT'de iyonlaştırıcı radyasyon kullanılmaz.

Kullanılan elektromanyetik radyasyon, büyük ölçüde, insanların günlük olarak maruz kaldığı frekans aralıklarına karşılık gelir. OCT'nin bir diğer büyük avantajı, derinlik çözünürlüğünün enine çözünürlüğe bağlı olmamasıdır. Klasik mikroskopide kullanılan ince kesitler artık gerekli değildir çünkü süreç tamamen optik yansımaya dayanmaktadır. Kullanılan radyasyonun geniş penetrasyon derinliği, canlı dokuda mikroskobik görüntülerin oluşturulmasını sağlar.

Yöntemin çalışma prensibi çok seçicidir, böylece çok küçük sinyaller bile algılanabilir ve belirli bir derinliğe atanabilir. Bu nedenle OCT, ışığa duyarlı dokuları incelemek için özellikle uygundur. OCT kullanımına ilişkin kısıtlamalar, elektromanyetik radyasyonun dalga boyuna bağlı penetrasyon derinliği ve bant genişliğine bağlı çözünürlükten kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte, geniş bant lazerler, daha da gelişmiş derinlik çözünürlüğüne sahip olan 1996'dan beri geliştirilmiştir.

UHR-OCT'nin (ultra yüksek çözünürlüklü OCT) geliştirilmesinden bu yana, insan kanser hücrelerinde hücre altı yapıları görüntülemek bile mümkün olmuştur. OCT hala çok genç bir prosedür olduğundan, tüm olasılıklar tükenmemiştir. Optik koherens tomografi, sağlık riski oluşturmaması, çözünürlüğü çok yüksek ve çok hızlı olması nedeniyle çekicidir.