Optična koherenčna tomografija (OCT) se kot neinvazivna slikovna metoda uporablja predvsem v medicini. Tu temeljijo različne lastnosti odsevanja in razprševanja različnih tkiv. Kot relativno nova metoda se OCT trenutno uveljavlja vedno bolj področja uporabe.
Kaj je optična koherenčna tomografija?
Na področju oftalmološke diagnostike se izkaže, da je ČDO zelo koristna, tu se preučuje predvsem očesno dno motorične OCT. Fizična osnova optična koherenčna tomografija je tvorba interferenčnega vzorca med valovno superpozicijo referenčnih valov z odsevnimi valovi. Odločilni dejavnik je dolžina koherentnosti svetlobe. Dolžina koherentnosti predstavlja največjo časovno razliko med dvema svetlobnima snopoma, ki še vedno omogoča oblikovanje stabilnega interferenčnega vzorca, kadar sta nameščena. V optična koherenčna tomografija, svetloba s kratko dolžino koherentnosti se s pomočjo interferometra uporablja za določanje razdalj razpršenih materialov. V ta namen v telesu natančno skenirajo predel telesa, ki ga je treba pregledati. Metoda omogoča dober globinski pregled zaradi velike globine prodiranja (1-3 mm) sevanja, ki se uporablja v trosilnem tkivu. Hkrati obstaja tudi velika osna ločljivost pri visoki merilni hitrosti. Optična koherentna tomografija tako predstavlja optični dvojnik sonografije.
Funkcija, učinek in cilji
Metoda optične koherentne tomografije temelji na interferometriji bele svetlobe. Za oblikovanje interferenčnega vzorca uporablja superpozicijo referenčne svetlobe z odbito svetlobo. Na ta način lahko določimo profil globine vzorca. Za medicino to pomeni pregled globljih odsekov tkiva, ki jih ni mogoče doseči s klasično mikroskopijo. Za meritve sta posebej zanimiva dva območja valovnih dolžin. Eno je spektralno območje pri valovni dolžini 800 nm. To spektralno območje zagotavlja dobro ločljivost. Po drugi strani pa svetloba z valovno dolžino 1300 nm prodira še posebej globoko v tkivo in omogoča še posebej dobro globinsko analizo. Danes se uporabljata dve glavni metodi uporabe ČDO: ČDO s časovno domeno in ČDO s Fourierjevo domeno. V obeh sistemih se vzbujevalna svetloba prek interferometra razdeli na referenčno in vzorčno svetlobo, kar ima za posledico motnje odsevnega sevanja. Bočni odklon vzorčnega žarka na območju, ki nas zanima, ustvari slike preseka, ki se stopijo, da se ustvari celotna slika. Časovni sistem OCT temelji na kratkokoherentni širokopasovni svetlobi, ki proizvaja interferenčni signal le, če se dolžini obeh krakov interferometra ujemata. Tako je treba za določitev amplitude povratnega razpršila prehoditi položaj referenčnega ogledala. Zaradi mehanskega premikanja ogledala je čas, potreben za slikanje, previsok, zato ta metoda ni primerna za hitro slikanje. Alternativna metoda Fourierjeve domene OCT deluje na principu spektralne razgradnje motene svetlobe. To hkrati zajema vse informacije o globini in bistveno izboljša razmerje med signalom in šumom. Kot viri svetlobe se uporabljajo laserji, ki skenirajo dele telesa, ki jih je treba pregledati korak za korakom. Področja uporabe optične koherentne tomografije so predvsem v medicini in tukaj predvsem v oftalmologiji, rak diagnostika in koža izpit. Različni lomni količniki na vmesnikih zadevnih odsekov tkiva se določijo z interferenčnimi vzorci odbite svetlobe z referenčno svetlobo in prikažejo kot slika. V oftalmologiji se pregleduje predvsem očesno dno. Tekmujoče tehnike, kot je konfokalni mikroskop, ne morejo ustrezno prikazati večplastne strukture mrežnice. Druge tehnike včasih preveč obremenijo človeško oko. Predvsem na področju oftalmološke diagnostike se OCT zato izkaže za zelo koristnega, zlasti ker brezkontaktno merjenje odpravlja tudi tveganje za okužbo in psihološke stres. Trenutno se ČDO odpirajo nove perspektive na področju slikanja srca in ožilja. Intravaskularna optična koherentna tomografija temelji na uporabi infrardeče svetlobe. Tu OCT vsebuje informacije o plakih, disekcijah, trombih ali celo stent Uporablja se tudi za označevanje morfoloških sprememb v kri plovila. Poleg medicinske uporabe vse bolj osvaja tudi optična koherenčna tomografija področja uporabe pri preskušanju materialov, za spremljanje proizvodnih postopkih ali pri nadzoru kakovosti.
Tveganja, neželeni učinki in nevarnosti
Optična koherentna tomografija ima v primerjavi z drugimi metodami številne prednosti. To je neinvazivna in brezkontaktna metoda. To mu omogoča, da se v veliki meri izogne prenosu okužb in pojavu psiholoških stres. Poleg tega OCT ne uporablja ionizirajočega sevanja. The elektromagnetno sevanje v veliki meri ustreza frekvenčnim območjem, ki so jim ljudje izpostavljeni vsak dan. Velika prednost OCT je tudi v tem, da ločljivost globine ni odvisna od prečne ločljivosti. To odpravlja potrebo po tankih odsekih, ki se uporabljajo v klasični mikroskopiji, ker tehnika temelji na čistem optičnem odboju. Tako lahko v živi tkivi nastanejo mikroskopske slike zaradi velike globine prodiranja uporabljenega sevanja. Načelo delovanja metode je zelo selektivno, tako da je mogoče zaznati tudi zelo majhne signale in jim dodeliti določeno globino. Iz tega razloga je OCT še posebej primeren za preiskavo svetlobno občutljivega tkiva. Uporaba OCT je omejena z globino prodiranja, odvisno od valovne dolžine elektromagnetno sevanje in ločljivost, odvisna od pasovne širine. Vendar so bili širokopasovni laserji razviti že od leta 1996, ki so globinsko ločljivost še izboljšali. Tako so od razvoja UHR-OCT (ultra visoke ločljivosti OCT) celo podcelične strukture v človeškem rak celice se lahko posnamejo. Ker je ČDO še zelo mlada tehnika, še niso izčrpane vse možnosti. Vendar je optična koherentna tomografija privlačna, ker predstavlja št zdravje ima zelo visoko ločljivost in je zelo hiter.
