טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית (OCT) כשיטת הדמיה לא פולשנית משמשת בעיקר ברפואה. כאן, תכונות ההשתקפות והפיזור השונות של רקמות שונות מהוות בסיס לשיטה זו. כשיטה חדשה יחסית, OCT מתבססת כעת יותר ויותר תחומי יישום.
מהי טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית?
בתחום אבחון העיניים OCT מתגלה כמועיל מאוד, כאן נבדק בעיקר קרקעית העין מול OCT. הבסיס הפיזי של טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית הוא היווצרות דפוס הפרעה במהלך סופרפוזיציית הגל של גלי התייחסות עם גלים מוחזרים. הגורם המכריע הוא אורך הקוהרנטיות של האור. אורך הקוהרנטיות מייצג את הפרש זמן הנסיעה המרבי של שתי קרני אור המאפשר עדיין ליצור דפוס הפרעה יציב כאשר הם מונחים על גבי זה. ב טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית, משתמשים באור קוהרנטיות קצר בעזרת אינטרפרומטר לקביעת מרחקים של חומרי פיזור. לצורך כך, אזור הגוף הנבדק נסרק באופן נקודתי ברפואה. השיטה מאפשרת בדיקת עומק טובה בשל עומק החדירה הגבוה (1-3 מ"מ) של הקרינה המשמשת לרקמת הפיזור. יחד עם זאת, יש גם רזולוציה צירית גבוהה במהירות מדידה גבוהה. טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית מייצגת אם כן את המקבילה האופטית לסונוגרפיה.
פונקציה, אפקט ומטרות
שיטת טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית מבוססת על אינטרפרומטריה של אור לבן. הוא משתמש בסופרפוזיציה של אור הפניה עם אור מוחזר ליצירת דפוס הפרעה. באופן זה ניתן לקבוע את פרופיל העומק של מדגם. מבחינת הרפואה המשמעות היא בחינת קטעי רקמה עמוקים יותר שלא ניתן להגיע אליהם באמצעות מיקרוסקופ קלאסי. שני טווחי אורך מעניינים במיוחד את המדידות. האחד הוא טווח הספקטרום באורך גל של 800 ננומטר. טווח ספקטרלי זה מספק רזולוציה טובה. מצד שני, אור באורך גל של 1300 ננומטר חודר עמוק במיוחד לרקמה ומאפשר ניתוח עומק טוב במיוחד. כיום משתמשים בשתי שיטות יישום עיקריות של OCT: מערכות OCT של Domain Domain ומערכות OCT של Fourier Domain. בשתי המערכות, אור העירור מחולק לאור הפניה ודגימה באמצעות אינטרפרומטר, וכתוצאה מכך הפרעה לקרינה המוחזרת. סטיה לרוחב של קרן המדגם מעל אזור העניין מייצרת תמונות חתך רוחב, הממוזגות לייצור תמונה כוללת. מערכת ה- OCT של Time Domain מבוססת על אור פס רחב וקוהרנטי, המפיק אות הפרעה רק כאשר שני אורכי הזרוע של אינטרפרומטר תואמים. לפיכך, יש לחצות את המיקום של מראה ההפניה כדי לקבוע את משרעת הפיזור האחורי. בשל התנועה המכנית של המראה, הזמן הדרוש להדמיה גבוה מדי, ולכן שיטה זו אינה מתאימה להדמיה מהירה. השיטה האלטרנטיבית של ה- Fourier Domain OCT עובדת על עקרון הפירוק הספקטרלי של האור המופרע. זה לוכד בו זמנית את כל מידע העומק ומשפר משמעותית את יחס האות לרעש. לייזרים משמשים כמקורות אור, הסורקים את חלקי הגוף שנבדקים שלב אחר שלב. תחומי היישום של טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית הם בעיקר ברפואה וכאן במיוחד ברפואת עיניים, סרטן אבחון ו עור בְּדִיקָה. מדדי השבירה השונים בממשקי קטעי הרקמה הנדונים נקבעים באמצעות דפוסי ההפרעה של האור המוחזר עם אור הייחוס ומוצגים כתמונה. ברפואת עיניים בודקים בעיקר את קרקעית העין. טכניקות מתחרות, כגון המיקרוסקופ הקונפוקלי, אינן יכולות לדמות כראוי את המבנה השכבתי של הרשתית. טכניקות אחרות מעמידות לעיתים יותר מדי עין אנושית. במיוחד בתחום אבחון העיניים, OCT מתגלה כי הוא יתרון מאוד, במיוחד מכיוון שהמדידה ללא מגע מבטלת גם את הסיכון לזיהום ופסיכולוגי. לחץ. נכון לעכשיו נפתחות נקודות מבט חדשות לקראת OCT בתחום ההדמיה הלב וכלי הדם. טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית תוך וסקולרית מבוססת על שימוש באור אינפרא אדום. כאן, OCT מספק מידע על פלאקים, נתיחות, פקקי או אפילו סטנט מימדים. הוא משמש גם לאפיון שינויים מורפולוגיים ב דם כלי. בנוסף ליישומים רפואיים, טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית כובשת יותר ויותר תחומי יישום בבדיקת חומרים, עבור ניטור תהליכי ייצור או בבקרת איכות.
סיכונים, תופעות לוואי וסכנות
בהשוואה לשיטות אחרות, לטומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית יתרונות רבים. זו שיטה לא פולשנית ונטולת קשר. זה מאפשר לה להימנע במידה רבה מהעברת זיהומים ומהופעת פסיכולוגית לחץ. יתר על כן, אוקטובר לא משתמש בקרינה מייננת. ה קרינה אלקטרומגנטית בשימוש תואם במידה רבה לטווחי התדרים אליהם נחשפים בני אדם על בסיס יומי. יתרון עיקרי של OCT הוא גם שרזולוציית העומק אינה תלויה ברזולוציה הרוחבית. זה מבטל את הצורך בקטעים דקים המשמשים במיקרוסקופ קלאסי מכיוון שהטכניקה מבוססת על השתקפות אופטית טהורה. לפיכך, ניתן ליצור תמונות מיקרוסקופיות ברקמה חיה בשל עומק החדירה הגדול של הקרינה בה נעשה שימוש. עקרון הפעולה של השיטה הוא סלקטיבי מאוד, כך שאפשר לאתר אפילו אותות קטנים מאוד ולהקצותם לעומק ספציפי. מסיבה זו, אוקטובר מתאים גם במיוחד לבדיקת רקמות רגישות לאור. השימוש ב- OCT מוגבל על ידי עומק החדירה תלוי אורך הגל של ה- קרינה אלקטרומגנטית והרזולוציה התלויה ברוחב הפס. עם זאת, לייזרים בפס רחב פותחו מאז 1996, אשר קידמו עוד יותר את רזולוציית העומק. לפיכך, מאז התפתחות UHR-OCT (OCT ברזולוציה גבוהה במיוחד), אפילו מבנים תת-תאיים בבני אדם סרטן ניתן לצלם תאים. מכיוון ש- OCT היא עדיין טכניקה מאוד צעירה, עדיין לא מומשו כל האפשרויות. עם זאת, טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית היא אטרקטיבית מכיוון שהיא אינה מציבה בריאות סיכון, בעל רזולוציה גבוהה מאוד והוא מהיר מאוד.
