Coerență a tomografiei optice (OCT) ca metodă de imagistică neinvazivă este utilizată în principal în medicină. Aici, diferitele proprietăți de reflexie și împrăștiere ale diferitelor țesuturi formează baza acestei metode. Ca o metodă relativ nouă, TTPM se stabilește în prezent din ce în ce mai mult domenii de aplicare.
Ce este tomografia cu coerență optică?
În domeniul diagnosticului oftalmologic, OCT se dovedește a fi foarte benefic, aici în principal se examinează fundul ochiului OCT mot. Baza fizică a coerență a tomografiei optice este formarea unui model de interferență în timpul suprapunerii undelor de unde de referință cu unde reflectate. Factorul decisiv este lungimea coerenței luminii. Lungimea de coerență reprezintă diferența maximă de timp de deplasare a două fascicule de lumină care încă permite formarea unui model de interferență stabil atunci când acestea sunt suprapuse. În coerență a tomografiei optice, lumina cu o lungime de coerență scurtă este utilizată cu ajutorul unui interferometru pentru a determina distanțele materialelor împrăștiate. În acest scop, zona corpului care urmează să fie examinată este scanată într-un mod punctual în medicină. Metoda permite o bună examinare a adâncimii datorită adâncimii de penetrare ridicate (1-3 mm) a radiației utilizate în țesutul de împrăștiere. În același timp, există și o rezoluție axială ridicată la o viteză mare de măsurare. Tomografia cu coerență optică reprezintă astfel omologul optic al sonografiei.
Funcția, efectul și obiectivele
Metoda tomografiei de coerență optică se bazează pe interferometrie cu lumină albă. Folosește suprapunerea luminii de referință cu lumina reflectată pentru a forma un model de interferență. În acest fel, se poate determina profilul de adâncime al unui eșantion. Pentru medicină, aceasta înseamnă examinarea secțiunilor de țesut mai adânc, care nu pot fi atinse cu microscopia clasică. Două game de lungimi de undă prezintă un interes special pentru măsurători. Unul este domeniul spectral la o lungime de undă de 800 nm. Această gamă spectrală oferă o rezoluție bună. Pe de altă parte, lumina cu o lungime de undă de 1300 nm pătrunde deosebit de adânc în țesut și permite o analiză de adâncime deosebit de bună. Astăzi, se utilizează două metode principale de aplicare OCT: sisteme OCT cu domeniu de timp și sisteme OCT cu domeniu Fourier. În ambele sisteme, lumina de excitație este împărțită în lumină de referință și de probă printr-un interferometru, rezultând interferențe cu radiația reflectată. Devierea laterală a fasciculului eșantionului peste zona de interes produce imagini în secțiune transversală, care sunt fuzionate pentru a produce o imagine de ansamblu. Sistemul Time Domain OCT se bazează pe o lumină de bandă largă, coerentă și scurtă, care produce un semnal de interferență numai atunci când ambele lungimi ale brațului interferometrului se potrivesc. Astfel, poziția oglinzii de referință trebuie parcursă pentru a determina amplitudinea retrodifuzării. Datorită mișcării mecanice a oglinzii, timpul necesar pentru imagistică este prea mare, deci această metodă nu este potrivită pentru imagistica rapidă. Metoda alternativă a domeniului Fourier OCT funcționează pe principiul descompunerii spectrale a luminii interferate. Aceasta captează simultan întreaga informație de adâncime și îmbunătățește semnificativ raportul semnal-zgomot. Laserele sunt folosite ca surse de lumină, care scanează părțile corpului pentru a fi examinate pas cu pas. Domeniile de aplicare a tomografiei cu coerență optică sunt în primul rând în medicină și aici în special în oftalmologie, cancer diagnostice și piele examinare. Diferitii indici de refracție la interfețele secțiunilor de țesut în cauză sunt determinați prin modelele de interferență ale luminii reflectate cu lumina de referință și afișate ca o imagine. În oftalmologie, în principal se examinează fundul ochiului. Tehnicile concurente, cum ar fi microscopul confocal, nu pot imagina în mod adecvat structura stratificată a retinei. Alte tehnici uneori pun prea multă tensiune pe ochiul uman. În special în domeniul diagnosticului oftalmic, OCT se dovedește a fi, prin urmare, foarte avantajos, mai ales că măsurarea fără contact elimină și riscul de infecție și psihologic stres. În prezent, se deschid noi perspective pentru TTPM în domeniul imagisticii cardiovasculare. Tomografia cu coerență optică intravasculară se bazează pe utilizarea luminii în infraroșu. Aici, OCT oferă informații despre plăci, disecții, trombi sau chiar stent este folosit și pentru a caracteriza modificările morfologice în sânge nave. Pe lângă aplicațiile medicale, tomografia cu coerență optică este din ce în ce mai cuceritoare domenii de aplicare în testarea materialelor, pt Monitorizarea proceselor de producție sau în controlul calității.
Riscuri, efecte secundare și pericole
Comparativ cu alte metode, tomografia cu coerență optică are multe avantaje. Este o metodă neinvazivă și necontactă. Acest lucru îi permite să evite în mare măsură transmiterea infecțiilor și apariția unor probleme psihologice stres. În plus, OCT nu folosește radiații ionizante. radiatie electromagnetica utilizat corespunde în mare măsură intervalelor de frecvență la care oamenii sunt expuși zilnic. Un avantaj major al OCT este, de asemenea, că rezoluția adâncimii nu depinde de rezoluția transversală. Acest lucru elimină necesitatea secțiunilor subțiri utilizate în microscopia clasică, deoarece tehnica se bazează pe reflexia optică pură. Astfel, imaginile microscopice pot fi generate în țesutul viu datorită adâncimii mari de penetrare a radiației utilizate. Principiul de funcționare al metodei este foarte selectiv, astfel încât chiar și semnale foarte mici pot fi detectate și atribuite unei adâncimi specifice. Din acest motiv, OCT este, de asemenea, deosebit de potrivit pentru examinarea țesutului sensibil la lumină. Utilizarea OCT este limitată de adâncimea de penetrare dependentă de lungimea de undă a radiatie electromagnetica și rezoluția dependentă de lățimea de bandă. Cu toate acestea, din 1996 au fost dezvoltate lasere de bandă largă, care au avansat și mai mult rezoluția de adâncime. Astfel, de la dezvoltarea UHR-OCT (ultra-high resolution OCT), chiar și structuri subcelulare la om cancer celulele pot fi imaginate. Deoarece OCT este încă o tehnică foarte tânără, nu s-au epuizat încă toate posibilitățile. Cu toate acestea, tomografia cu coerență optică este atractivă, deoarece nu prezintă sănătate risc, are o rezoluție foarte mare și este foarte rapid.
