La Base della Tomografia a Coerenza Ottica

la tomografia a coerenza Ottica (OCT) è una tecnica di imaging che utilizza la luce per l’acquisizione di immagini 2D e 3D con una risoluzione massima di micron (µm). Ha molti usi nell’imaging medico e nella ricerca.

Introduzione alla tomografia a coerenza ottica

OCT è una tecnica di imaging ottico ad alta risoluzione che si basa sull’interferenza tra il segnale proveniente dall’oggetto indagato (il campione) e un segnale di riferimento locale. OCT può produrre un’immagine trasversale di un oggetto in tempo reale. Per OCT, la risoluzione assiale dell’immagine dipende dalla sorgente ottica, che è un vantaggio rispetto ad altri metodi come la microscopia confocale. OCT può essere utilizzato per ottenere immagini ad altissima risoluzione della retina anche con aberrazioni ottiche e quando vengono utilizzati fasci di luce stretti.

Esistono due metodi principali di OCT, time domain (TD)-OCT e spectral domain (SD)-OCT. Entrambi hanno pro e contro e sono variati nella loro procedura. SD-OCT viene eseguita in due modi: basato su spettrometro (SB), o utilizzando un laser sintonizzabile o una sorgente spazzata (SS).

Procedura di tomografia a coerenza ottica

Tomografia a coerenza ottica nel dominio del tempo

Una configurazione TD-OCT utilizza una sorgente luminosa ottica e un interferometro. Uno specchio di riferimento e uno splitter ottico vengono utilizzati per produrre un raggio di riferimento. Un’ottica di interfaccia di microscopia viene utilizzata per trasmettere la luce dallo splitter da e verso l’oggetto di interesse e fino a un’unità di elaborazione. L’unità di elaborazione esegue l’interferenza della luce tra il raggio di riferimento e il raggio restituito dall’oggetto di interesse e elabora e analizza anche il segnale di interferenza. La differenza di percorso ottico (OPD) si ottiene sottraendo la lunghezza del percorso di riferimento dalla lunghezza del percorso dell’oggetto. L’OPD può essere utilizzato per capire quali livelli all’interno di un oggetto possono essere imaged.

OCT è stato inventato con l’aggiunta di uno scanner trasversale a un interferometro a bassa coerenza per scansionare il raggio sull’oggetto lateralmente. Un’immagine di sezione trasversale si ottiene prendendo scansioni adiacenti dell’oggetto; questo è anche noto come assiale TD-OCT. Un altro metodo per eseguire TD-OCT è en face OCT, che consiste nell’eseguire scansioni di riflettività unidimensionale (T-scan), con l’immagine finale composta da molte T-scan.

Dominio spettrale tomografia a coerenza ottica

SD-OCT si riferisce all’interrogazione spettrale dello spettro all’uscita dell’interferometro. Questo può essere fatto in due modi. Il primo prevede l’utilizzo di una combinazione di sorgente ottica a banda larga e l’unità di elaborazione che utilizza uno spettrometro. Il secondo prevede l’utilizzo di una sorgente spazzata (SS) e dell’unità di elaborazione che impiega un fotorivelatore. Questo è come la procedura TD-OCT, ma invece di scansionare l’OPD le cariche sull’array vengono lette nello spettrometro in SB-OCT o sintonizzando la frequenza del laser in SS-OCT.

SB-OCT si basa sull’uscita di demodulazione dello spettro ottico dell’interferometro a bassa coerenza. Lo spettro ha picchi e depressioni, il periodo della modulazione è proporzionale all’OPD nell’interferometro. Questa relazione significa maggiore è l’OPD, maggiore è il numero di picchi nello spettro. La fotocamera utilizzata per l’immagine ha bisogno di pixel abbastanza piccoli da poter campionare i picchi e le depressioni nello spettro. In SB-OCT, le telecamere utilizzate sono a 20-70 kHz.

Con SS-OCT la linea laser deve essere più stretta della distanza spettrale tra picchi adiacenti affinché il fotorivelatore possa rilevarla durante la sintonizzazione dell’SS. Ciò consente al segnale rilevato dalla foto di assumere la forma dello spettro canalizzato. Questo metodo traduce la periodicità dello spettro in picchi di frequenza diversa in relazione all’OPD, che fornisce una scansione A. L’A-scan viene quindi utilizzato per produrre un’immagine.

Riassumendo la tomografia a coerenza ottica

Esistono diverse modalità di OCT che possono essere utilizzate per l’immagine di un oggetto. Ognuno di essi hanno vantaggi e svantaggi che dettano quale viene utilizzato in una determinata situazione. Questi metodi di OTTOBRE sono stati sviluppati nel corso di molti anni e più ricerca è in corso per migliorare la sua efficienza. Ciò consentirà di produrre immagini migliori, che sarebbero di grande utilità sia per i ricercatori che per l’industria sanitaria.

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