La base de la tomographie par cohérence optique

La tomographie par cohérence optique (OCT) est une technique d’imagerie qui utilise la lumière pour capturer des images 2D et 3D jusqu’à une résolution d’un micromètre (µm). Il a de nombreuses utilisations en imagerie médicale et en recherche.

Introduction à la tomographie par cohérence optique

L’OCT est une technique d’imagerie optique à haute résolution basée sur l’interférence entre le signal de l’objet étudié (l’échantillon) et un signal de référence local. OCT peut produire une image en coupe transversale d’un objet en temps réel. Pour l’OCT, la résolution axiale de l’image dépend de la source optique, ce qui est un avantage par rapport à d’autres méthodes telles que la microscopie confocale. L’OCT peut être utilisé pour obtenir des images de très haute résolution de la rétine même avec des aberrations optiques et lorsque des faisceaux lumineux étroits sont utilisés.

Il existe deux méthodes principales d’OCT, le domaine temporel (TD)-OCT et le domaine spectral (SD)-OCT. Les deux ont des avantages et des inconvénients et sont variés dans leur procédure. SD-OCT est réalisé de deux manières : à base de spectromètre (SB), ou à l’aide d’un laser accordable ou d’une source balayée (SS).

Procédure de tomographie par cohérence optique

Tomographie par cohérence optique dans le domaine temporel

Une configuration TD-OCT utilise une source de lumière optique et un interféromètre. Un miroir de référence et un séparateur optique sont utilisés pour produire un faisceau de référence. Une optique d’interface de microscopie est utilisée pour transporter la lumière du séparateur vers et depuis l’objet d’intérêt et jusqu’à une unité de traitement. L’unité de traitement effectue l’interférence de la lumière entre le faisceau de référence et le faisceau renvoyé par l’objet d’intérêt, et elle traite et analyse également le signal d’interférence. La différence de chemin optique (OPD) est obtenue en soustrayant la longueur du chemin de référence de la longueur du chemin d’objet. L’OPD peut être utilisé pour déterminer quelles couches d’un objet peuvent être imagées.

L’OCT a été inventé par l’ajout d’un scanner transversal à un interféromètre à faible cohérence pour balayer latéralement le faisceau sur l’objet. Une image en coupe transversale est obtenue en effectuant des balayages adjacents de l’objet; ceci est également connu sous le nom de TD-OCT axial. Une autre méthode d’exécution de TD-OCT est en face OCT, qui consiste à effectuer des scans de réflectivité unidimensionnels (scans en T), l’image finale étant composée de nombreux scans en T.

Tomographie par cohérence optique dans le domaine spectral

SD-OCT désigne l’interrogation spectrale du spectre à la sortie de l’interféromètre. Cela peut être fait de deux manières. La première consiste à utiliser une combinaison d’une source optique à large bande et de l’unité de traitement qui utilise un spectromètre. La seconde consiste à utiliser une source balayée (SS) et l’unité de traitement qui utilise un photodétecteur. C’est comme la procédure TD-OCT, mais au lieu de balayer l’OPD, les charges sur le réseau sont lues dans le spectromètre en SB-OCT ou en réglant la fréquence du laser en SS-OCT.

SB-OCT est basé sur la sortie de démodulation du spectre optique de l’interféromètre à faible cohérence. Le spectre présente des pics et des creux, la période de la modulation étant proportionnelle à l’OPD dans l’interféromètre. Cette relation signifie que plus l’OPD est grand, plus le nombre de pics dans le spectre est important. La caméra utilisée pour l’image a besoin de pixels suffisamment petits pour pouvoir échantillonner les pics et les creux du spectre. Dans SB-OCT, les caméras utilisées sont à 20-70 kHz.

Avec SS-OCT, la raie laser doit être plus étroite que la distance spectrale entre les pics adjacents pour que le photodétecteur puisse la détecter lors de l’accord du SS. Cela permet au signal photo-détecté de prendre la forme du spectre canalisé. Cette méthode traduit la périodicité du spectre en pics de fréquence différente par rapport à l’OPD, ce qui donne un A-scan. Le A-scan est ensuite utilisé pour produire une image.

Résumant la tomographie par cohérence optique

Il existe plusieurs modes d’OCT qui peuvent être utilisés pour imager un objet. Ils ont chacun des avantages et des inconvénients qui dictent lequel est utilisé dans une situation donnée. Ces méthodes de PTOM ont été développées au cours de nombreuses années et d’autres recherches sont en cours pour améliorer son efficacité. Cela permettra de produire de meilleures images, ce qui serait d’une grande utilité pour les chercheurs et l’industrie de la santé.

Pour en savoir plus

• Tout le Contenu de la Tomographie par Cohérence Optique
• Quand la Tomographie par Cohérence Optique est-Elle utilisée?
• Tout le Contenu de la tomographie
• Quand la Tomographie par Cohérence Optique Est-Elle Utilisée?
• Applications de la micro-tomodensitométrie en dentisterie

Citations