Новини от индустрията

OCT технология за изобразяване

2021-09-10
Оптичната кохерентна томография (OCT) е неинвазивна медицинска и образна технология с ниски загуби и висока разделителна способност, разработена в началото на 90-те години. Принципът му е подобен на ултразвуковото изображение, разликата е, че използва светлина вместо звук.

Оптична кохерентна томографиятехнологията използва основния принцип на интерферометъра със слаба кохерентна светлина за откриване на обратното отражение или няколко разсейващи сигнала на падаща слаба кохерентна светлина на различни нива на дълбочина на биологичните тъкани. Чрез сканиране могат да се получат двуизмерни или триизмерни структурни изображения на биологични тъкани. .

В сравнение с други технологии за изобразяване, като ултразвуково изображение, ядрено-магнитен резонанс (MRI), рентгенова компютърна томография (CT) и др., OCT технологията има по-висока разделителна способност (няколко микрометра) от конфокалното изображение. В сравнение с технологиите със свръхвисока разделителна способност като микро(, многофотонна микроскопия), OCT технологията има относително големи томографски възможности. Може да се каже, че OCT технологията запълва празнината между тези два вида технологии за изобразяване.

Структурата и основните принципи на оптичната кохерентна томография.

Оптична кохерентна томографиясе основава на принципа на интерферометъра, използва близка инфрачервена слаба кохерентна светлина за облъчване на изследваната тъкан и генерира смущения въз основа на кохерентността на светлината. Той използва технология за откриване на суперхетеродин за измерване на интензитета на отразената светлина за изобразяване на повърхностни тъкани. . Системата OCT се състои от източник на светлина с ниска кохерентност, оптичен интерферометър на Майкелсон и фотоелектрична система за откриване.

Ядрото на OCT е оптичният интерферометър на Майкелсон. Светлината, излъчвана от суперлуминесцентния диод с ниска кохерентност на източника на светлина (SLD), се свързва в едномодовото влакно и се разделя на два пътя от съединителя 2×2 влакна. Един от начините е референтната светлина, която се колимира от лещата и се връща от плоското огледало. ; Другият е лъчът за вземане на проби, фокусиран от лещата към изпитваната проба.

Референтната светлина, върната от рефлектора, и обратно разсеяната светлина на пробата, която се изпитва, се сливат в детектора. Когато разликата в оптичния път между двете е в рамките на дължината на кохерентност на източника на светлина, възниква интерференция. Изходният сигнал на детектора отразява обратното разсейване на средата. Към интензитета на разсейване.

Сканирайте огледалото и запишете неговата пространствена позиция, така че референтната светлина да пречи на обратно разсеяната светлина от различни дълбочини в средата. Според позицията на огледалото и съответния интензитет на интерференционния сигнал се получават данните от измерването на различни дълбочини (z посока) на пробата. След това, комбиниран със сканирането на лъча за вземане на проби в равнината x-y, резултатът се обработва от компютъра, за да се получи информацията за триизмерната структура на пробата.

Развитието на технологията за изображения на OCT

С широкото приложение на ултразвука в областта на офталмологията хората се надяват да разработят метод за откриване с по-висока разделителна способност. Появата на ултразвуков биомикроскоп (UBM) отговаря на това изискване до известна степен. Той може да извършва изображения с висока разделителна способност на предния сегмент, като използва звукови вълни с по-висока честота. Въпреки това, поради бързото затихване на високочестотните звукови вълни в биологичните тъкани, неговата дълбочина на откриване е ограничена до известна степен. Ако вместо звукови се използват светлинни вълни, могат ли дефектите да бъдат компенсирани?

През 1987 г. Такада и сътр. разработи метод за оптична интерферометрия с ниска кохерентност, който беше разработен в метод за оптично измерване с висока разделителна способност с подкрепата на оптични влакна и оптоелектронни компоненти; Youngquist et al. разработи оптичен кохерентен рефлектометър, чийто източник на светлина е супер светлинен диод, директно свързан с оптично влакно. Едното рамо на инструмента, съдържащо референтно огледало, е разположено вътре, докато оптичното влакно в другото рамо е свързано с устройство, подобно на камера. Те положиха теоретичната и техническата основа за появата на ОСТ.

През 1991 г. Дейвид Хуанг, китайски учен от MIT, използва разработения OCT за измерване на изолираната ретина и коронарните артерии. Тъй като OCT има безпрецедентно висока разделителна способност, подобна на оптичната биопсия, тя беше бързо разработена за измерване и изобразяване на биологични тъкани.

Поради оптичните характеристики на окото, OCT технологията се развива най-бързо в клиничните приложения в офталмологията. Преди 1995 г. учени като Хуанг използваха OCT за измерване и изобразяване на тъкани като ретината, роговицата, предната камера и ириса на човешките очи in vitro и in vivo, като непрекъснато подобряват OCT технологията. След няколко години на подобрение, системата OCT беше допълнително подобрена и разработена в клинично практичен инструмент за откриване, превърната в търговски инструмент и накрая потвърди своето превъзходство при изобразяване на фундуса и ретината. OCT се използва официално в офталмологичните клиники през 1995 г.

През 1997 г. OCT постепенно се използва в дерматологията, храносмилателния тракт, пикочната система и сърдечно-съдовите изследвания. ОКТ на хранопровода, стомашно-чревния тракт, пикочната система и сърдечно-съдовата ОСТ са инвазивни изследвания, подобни на ендоскопите и катетрите, но с по-висока разделителна способност и могат да наблюдават ултраструктури. OCT на кожата е контактна инспекция, като може да се наблюдава и ултраструктура.

Първоначалният OCT, използван в клиничната практика, е OCT1, който се състои от конзола и захранваща конзола. Конзолата включва OCT компютър, OCT монитор, контролен панел и екран за наблюдение; електроцентралата включва система за наблюдение на фундуса и система за контрол на интерференционната светлина. Тъй като конзолата и захранващата платформа са относително независими устройства и двете са свързани с проводници, инструментът има по-голям обем и по-голямо пространство.

Програмата за анализ на OCT1 е разделена на обработка на изображения и измерване на изображение. Обработката на изображения включва стандартизиране на изображението, калибриране на изображението, калибриране и стандартизиране на изображението, изглаждане на изображението по Гаус, изглаждане на медиана на изображението; Процедурите за измерване на изображението са по-малко, само измерване на дебелината на ретината и измерване на дебелината на слоя на нервните влакна на ретината. Въпреки това, тъй като OCT1 има по-малко процедури за сканиране и процедури за анализ, той бързо беше заменен от OCT2.

OCT2 се формира чрез надграждане на софтуера на базата на OCT1. Има и някои инструменти, които комбинират конзолата и захранващата маса в едно, за да образуват инструмент OCT2. Този инструмент намалява монитора на изображението и наблюдава OCT изображението и следи позицията на сканиране на пациента на същия компютърен екран, но операцията е същата като OCT1 Подобно, управлява се ръчно от контролния панел.

Появата на OCT3 през 2002 г. бележи нов етап в OCT технологията. В допълнение към по-удобния за потребителя оперативен интерфейс на OCT3, всички операции могат да се извършват на компютъра с мишката, а неговите програми за сканиране и анализ стават все по-съвършени. По-важното е, че разделителната способност на OCT3 е по-висока, неговата аксиална разделителна способност е ≤10 μm, а неговата странична резолюция е 20 μm. Броят на аксиалните проби, придобити от OCT3, се е увеличил от 128 на 768 в оригиналното 1 A-сканиране. Следователно интегралът на OCT3 се е увеличил от 131 072 на 786 432 и йерархичната структура на изображението на напречното сечение на сканираната тъкан е по-ясна.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept