podstawa optycznej tomografii koherencyjnej

optyczna tomografia koherencyjna (OCT) jest techniką obrazowania, która wykorzystuje światło do przechwytywania obrazów 2D i 3D do rozdzielczości mikrometra (µm). Ma wiele zastosowań w obrazowaniu medycznym i badaniach.

Wprowadzenie do optycznej tomografii koherentnej

OCT jest techniką optycznego obrazowania o wysokiej rozdzielczości, która opiera się na interferencji między sygnałem z badanego obiektu (próbki) a lokalnym sygnałem odniesienia. OCT może tworzyć przekrojowy obraz obiektu w czasie rzeczywistym. W przypadku OCT rozdzielczość osiowa obrazu zależy od źródła optycznego, co jest zaletą w porównaniu z innymi metodami, takimi jak mikroskopia konfokalna. OCT może być używany do uzyskiwania obrazów siatkówki o bardzo wysokiej rozdzielczości nawet przy aberracjach optycznych i przy użyciu wąskich wiązek światła.

istnieją dwie główne metody OCT, domena czasu (TD)-OCT i domena spektralna (SD)-OCT. Oba mają plusy i minusy i są zróżnicowane w ich procedurze. SD-OCT jest wykonywany na dwa sposoby: na bazie spektrometru (SB) lub przy użyciu przestrajalnego lasera lub źródła swept (SS).

procedura optycznej tomografii koherentnej

optyczna tomografia koherentna z domeną czasową

konfiguracja TD-OCT wykorzystuje optyczne źródło światła i interferometr. Zwierciadło odniesienia i rozdzielacz optyczny są używane do wytworzenia wiązki odniesienia. Optyka interfejsu mikroskopowego służy do przenoszenia światła z rozdzielacza do iz przedmiotu zainteresowania oraz do jednostki przetwarzającej. Jednostka przetwarzająca wykonuje interferencję światła między wiązką odniesienia a wiązką zwróconą z przedmiotu zainteresowania, a także przetwarza i analizuje sygnał interferencyjny. Różnicę ścieżki optycznej (OPD) uzyskuje się poprzez odjęcie długości ścieżki odniesienia od długości ścieżki obiektu. OPD może być użyty do określenia, które warstwy w obiekcie mogą być obrazowane.

OCT został wynaleziony przez dodanie skanera poprzecznego do interferometru o niskiej koherencji w celu skanowania wiązki nad obiektem w kierunku poprzecznym. Obraz przekroju uzyskuje się poprzez wykonanie skanów sąsiednich obiektu; jest to również znane jako axial TD-OCT. Inną metodą wykonywania TD-OCT jest En face OCT, który polega na wykonaniu jednowymiarowych skanów odbicia (t-skany), przy czym obraz końcowy składa się z wielu skanów T.

spektralna domena optyczna tomografia koherencyjna

SD-OCT odnosi się do spektralnego przesłuchania widma na wyjściu interferometru. Można to zrobić na dwa sposoby. Pierwszy polega na użyciu kombinacji szerokopasmowego źródła optycznego i jednostki przetwarzającej, która wykorzystuje spektrometr. Drugi polega na użyciu źródła wychwytującego (SS) i jednostki przetwarzającej wykorzystującej fotodetektor. To jest jak procedura TD-OCT, ale zamiast skanowania OPD ładunki na tablicy są odczytywane w spektrometrze w SB-OCT lub przez strojenie częstotliwości lasera w SS-OCT.

SB-OCT opiera się na wyjściu demodulacji widma optycznego interferometru o niskiej koherencji. Widmo ma piki i koryta, a okres modulacji jest proporcjonalny do OPD w interferometrze. Zależność ta oznacza, że im większy OPD, tym większa liczba pików w widmie. Aparat używany do obrazowania potrzebuje pikseli na tyle małych, aby móc próbkować szczyty i koryta w widmie. W SB-OCT używane kamery mają częstotliwość 20-70 kHz.

w przypadku SS-OCT linia lasera musi być węższa niż odległość widmowa między sąsiednimi pikami, aby fotodetektor mógł ją wykryć podczas strojenia SS. Dzięki temu wykryty przez zdjęcie sygnał może przybrać kształt kanałowanego widma. Metoda ta przekłada okresowość widma na piki o różnej częstotliwości w stosunku do OPD, co daje a-skan. A-scan jest następnie używany do tworzenia obrazu.

podsumowanie optycznej tomografii koherentnej

istnieje kilka trybów OCT, które można wykorzystać do obrazowania obiektu. Każdy z nich ma zalety i wady, które decydują, który z nich jest używany w danej sytuacji. Te metody OCT zostały opracowane przez wiele lat i dalsze badania trwają w celu poprawy jego skuteczności. Pozwoli to na tworzenie lepszych obrazów, co byłoby bardzo przydatne zarówno dla naukowców, jak i branży opieki zdrowotnej.

Czytaj dalej

• Cała zawartość optycznej tomografii koherencyjnej
• kiedy stosuje się optyczną tomografię Koherencyjną?
• Cała zawartość tomografii
• kiedy stosuje się optyczną tomografię Koherencyjną?
• zastosowania mikro CT w stomatologii

Cytaty