Оптички кохерентност томографија

Тхе оптички кохерентност томографија (ОКТ) као неинвазивна метода снимања користи се углавном у медицини. Различита својства рефлексије и расипања различитих тканина чине основу ове методе. Као релативно нова метода, ОЦТ се тренутно етаблира у све већем броју примена.

Шта је оптичка кохеренцијска томографија?

Физичка основа оптичке кохеренцијске томографије је стварање интерференцијалног узорка када су референтни таласи наложени на рефлексне таласе. Одлучујући фактор је кохеренцијска дужина светлости.

Дужина кохеренције представља максималну разлику у времену преласка два светлосна снопа која, када се налажу, и даље омогућава да се појави стабилан образац интерференције. Оптичка кохеренцијска томографија користи светло кратке кохеренцијске дужине помоћу интерферометра за одређивање растојања материјала за распршивање.

У ту сврху се у медицини прегледава подручје тела које се прегледава у тачкама. Метода омогућава добро испитивање дубине због велике дубине продирања (1-3 мм) радијације која се користи у распршујућем ткиву. У исто време, такође постоји велика аксијална резолуција са великом брзином мерења. Оптичка кохеренцијска томографија тако представља оптичку колегу сонографије.

Функција, ефекат и циљеви

Метода оптичке кохеренцијске томографије заснива се на интерферометрији беле светлости. Користи суперпозицију референтне светлости са рефлектираном светлошћу да формира интерференцијски образац. Профил дубине узорка може се одредити. За медицину то значи испитивање дубљих пресека ткива који се не могу постићи конвенционалном микроскопијом. Два таласна распона су посебно занимљива за мерења.

С једне стране, ово је спектрални опсег на таласној дужини од 800 нм.Овај спектрални опсег даје добру резолуцију. С друге стране, светло са таласном дужином од 1300 нм продире нарочито дубоко у ткиво и омогућава нарочито добру анализу дубине. Данас се користе две главне методе примене ОЦТ, систем временских домена ОЦТ и системски ОЦТ домен Фоуриер. У оба система се светлост побуђивања дели на референтну и узорку светлости помоћу интерферометра, при чему долази до интерференције са рефлектираним зрачењем.

Бочним одмајавањем узорка снопа преко испитног подручја снимају се слике пресјека који се спајају у укупну снимку. Систем Тиме Домаин ОЦТ заснован је на кратко кохерентном широкопојасном светлу, који ствара сигнал интерференције само када се обе дужине кракова интерферометра подударају. Положај референтног зрцала мора се проћи да би се одредила амплитуда задњег ретка. Због механичког кретања огледала, време потребно за приказ је превелико, тако да ова метода није погодна за брзо снимање.

Алтернативна метода Фоуриер Домаин ОЦТ делује на принципу спектралне распадања интерферентне светлости. Подаци о целој дубини бележе се истовремено, а однос сигнал-шум значајно се побољшава. Ласери служе као извори светлости, који постепено скенирају делове тела који се испитују. Области примене оптичке кохеренцијске томографије су пре свега у медицини, а нарочито у офталмологији, дијагностици карцинома и кожним прегледима. Различити индекси лома на интерфејсима дотичних пресјека ткива одређују се путем интерференцијског узорка рефлектиране свјетлости са референтном свјетлошћу и приказују као слике.

У офталмологији се углавном прегледава фундус. Технике надметања, попут конфокалног микроскопа, не могу адекватно приказати слојевиту структуру мрежнице. Уз друге методе, људско око је понекад превише под стресом. Особито у области очне дијагностике, ОЦТ се показао врло корисним, посебно зато што мерење без контакта такође искључује ризик од инфекције и психолошког стреса. Тренутно се отварају нове перспективе за ОЦТ у области кардиоваскуларног снимања.

Интраваскуларна оптичка кохеренцијска томографија се заснива на употреби инфрацрвеног светла. Овде ОЦТ пружа информације о плаковима, дисекцијама, тромби или чак димензијама стента. Такође се користи да карактерише морфолошке промене крвних судова. Поред медицинских примена, оптичка кохеренцијска томографија такође све више осваја подручја примене у испитивању материјала, за надгледање производних процеса или у контроли квалитета.

Ризици, нуспојаве и опасности

Оптичка кохеренцијска томографија има бројне предности у односу на друге методе. То је неинвазивни и бесконтактни поступак. То омогућава у великој мери избегавање преношења инфекција и појаве психолошког стреса. Поред тога, у ОЦТ се не користи јонизујуће зрачење.

Употребљено електромагнетно зрачење у великој мери одговара фреквенцијским распонима којима су људи изложени свакодневно. Још једна велика предност ОЦТ је да резолуција дубине не зависи од попречне резолуције. Танки пресеци који се користе у класичној микроскопији више нису потребни, јер се поступак заснива на чисто оптичком одразу. Због велике дубине продирања коришћеног зрачења, у живом ткиву могу настати микроскопске слике.

Принцип рада ове методе је веома селективан, тако да се чак и врло мали сигнали могу открити и доделити одређеној дубини. Због тога је ОЦТ посебно погодан за испитивање ткива осетљивог на светлост. Ограничења у кориштењу ОЦТ произилазе из дубине продирања таласне дужине таласа електромагнетног зрачења и резолуције зависне од ширине опсега. Међутим, широкопојасни ласери развијени су од 1996. године, који имају даљњу напредну резолуцију дубине.

Од развоја УХР-ОЦТ (ултра високе резолуције ОЦТ), чак је било могуће приказати субцелијске структуре у ћелијама рака човека. Пошто је ОЦТ још увек врло млад поступак, нису се искористиле све могућности. Оптичка кохеренцијска томографија је атрактивна јер не представља ризик за здравље, има врло високу резолуцију и веома је брза.