OCT इमेजिङ प्रविधि

अप्टिकल कोहेरेन्स टोमोग्राफीको संरचना र आधारभूत सिद्धान्तहरू।

अप्टिकल संगत टोमोग्राफीइन्टरफेरोमिटरको सिद्धान्तमा आधारित छ, परीक्षण गर्नको लागि ऊतकलाई विकिरण गर्नको लागि नजिकको इन्फ्रारेड कमजोर सुसंगत प्रकाश प्रयोग गर्दछ, र प्रकाशको सुसंगततामा आधारित हस्तक्षेप उत्पन्न गर्दछ। यसले सतही तन्तु इमेजिङका लागि परावर्तित प्रकाशको तीव्रता मापन गर्न सुपरहेटेरोडाइन पत्ता लगाउने प्रविधि प्रयोग गर्छ। । OCT प्रणाली कम सुसंगत प्रकाश स्रोत, एक फाइबर-अप्टिक माइकलसन इन्टरफेरोमिटर, र एक फोटोइलेक्ट्रिक पत्ता लगाउने प्रणाली मिलेर बनेको छ।

OCT को कोर फाइबर माइकलसन इन्टरफेरोमीटर हो। कम-सहयोग प्रकाश स्रोत Superluminescence Diode (SLD) द्वारा उत्सर्जित प्रकाश एकल-मोड फाइबरमा जोडिएको छ, र 2 × 2 फाइबर युग्मकद्वारा दुई मार्गहरूमा विभाजित गरिएको छ। एउटा तरिका भनेको सन्दर्भ प्रकाश हो जुन लेन्सद्वारा संकलित हुन्छ र प्लेन मिररबाट फर्किन्छ। ; अर्को परीक्षण अन्तर्गत नमूनामा लेन्स द्वारा केन्द्रित नमूना बीम हो।

रिफ्लेक्टरद्वारा फर्काइएको सन्दर्भ प्रकाश र परीक्षण अन्तर्गत नमूनाको ब्याकस्केट गरिएको प्रकाश डिटेक्टरमा मर्ज हुन्छ। जब दुई बीचको अप्टिकल पथ भिन्नता प्रकाश स्रोतको संगत लम्बाइ भित्र हुन्छ, हस्तक्षेप हुन्छ। डिटेक्टरको आउटपुट संकेतले माध्यमको ब्याकस्केटरलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ। तितरबितर तीव्रता तिर।

मिरर स्क्यान गर्नुहोस् र यसको स्थानिय स्थिति रेकर्ड गर्नुहोस्, ताकि सन्दर्भ प्रकाशले माध्यममा विभिन्न गहिराइबाट ब्याकस्क्याटर गरिएको प्रकाशमा हस्तक्षेप गर्दछ। मिरर स्थिति र सम्बन्धित हस्तक्षेप संकेत तीव्रता अनुसार, नमूना को विभिन्न गहिराई (z दिशा) को मापन डाटा प्राप्त गरिन्छ। त्यसपछि x-y विमानमा नमूना बीमको स्क्यानिङसँग मिलाएर, नमूनाको त्रि-आयामी संरचना जानकारी प्राप्त गर्न कम्प्युटरद्वारा परिणाम प्रशोधन गरिन्छ।

OCT इमेजिङ प्रविधिको विकास

नेत्र विज्ञानको क्षेत्रमा अल्ट्रासाउन्डको व्यापक प्रयोगको साथ, मानिसहरूले उच्च रिजोलुसन पत्ता लगाउने विधि विकास गर्ने आशा गर्छन्। अल्ट्रासाउन्ड बायोमाइक्रोस्कोप (UBM) को उदयले निश्चित हदसम्म यो आवश्यकता पूरा गर्दछ। यसले उच्च आवृत्ति ध्वनि तरंगहरू प्रयोग गरेर पूर्ववर्ती खण्डको उच्च-रिजोल्युसन इमेजिङ गर्न सक्छ। यद्यपि, जैविक तन्तुहरूमा उच्च-फ्रिक्वेन्सी ध्वनि तरंगहरूको द्रुत क्षीणताको कारण, यसको पत्ता लगाउने गहिराइ एक निश्चित हदसम्म सीमित छ। यदि ध्वनि तरंगहरूको सट्टा प्रकाश तरंगहरू प्रयोग गरिन्छ भने, के दोषहरू क्षतिपूर्ति गर्न सकिन्छ?

1987 मा, Takada et al। अप्टिकल लो-कोहेरेन्स इन्टरफेरोमेट्री विधि विकसित गरियो, जुन फाइबर अप्टिक्स र ओप्टोइलेक्ट्रोनिक कम्पोनेन्टहरूको समर्थनमा उच्च-रिजोल्युसन अप्टिकल मापनको लागि एक विधिको रूपमा विकसित गरिएको थियो; Youngquist et al। एक अप्टिकल सुसंगत रिफ्लेक्टोमिटर विकसित गर्यो जसको प्रकाश स्रोत एक सुपर प्रकाश-उत्सर्जक डायोड सीधा अप्टिकल फाइबरमा जोडिएको छ। रेफरेन्स मिरर भएको इन्स्ट्रुमेन्टको एउटा पाखुरा भित्र रहेको हुन्छ, जबकि अर्को पाखुरामा रहेको अप्टिकल फाइबर क्यामेरा जस्तो यन्त्रमा जोडिएको हुन्छ। यसले OCT को उदयको लागि सैद्धान्तिक र प्राविधिक आधार राखेको छ।

1991 मा, एमआईटीका चिनियाँ वैज्ञानिक डेभिड ह्वाङले पृथक रेटिना र कोरोनरी धमनीहरू मापन गर्न विकसित ओसीटी प्रयोग गरे। OCT सँग अप्टिकल बायोप्सी जस्तै अभूतपूर्व उच्च रिजोलुसन भएको हुनाले, यसलाई जैविक तन्तुहरूको मापन र इमेजिङको लागि द्रुत रूपमा विकसित गरिएको थियो।

आँखाको अप्टिकल विशेषताहरूको कारण, OCT प्रविधि नेत्र विज्ञान क्लिनिकल अनुप्रयोगहरूमा सबैभन्दा छिटो विकास गरिरहेको छ। 1995 भन्दा पहिले, Huang जस्ता वैज्ञानिकहरूले OCT प्रविधिलाई निरन्तर सुधार गर्दै रेटिना, कोर्निया, एन्टेरियर चेम्बर र इन भिट्रो र भिभो मानव आँखाको आइरिस जस्ता तन्तुहरू मापन गर्न र छवि बनाउन OCT प्रयोग गर्थे। धेरै वर्षको सुधार पछि, OCT प्रणालीलाई थप सुधार गरिएको छ र चिकित्सकीय रूपमा व्यावहारिक पत्ता लगाउने उपकरणको रूपमा विकसित गरिएको छ, व्यावसायिक उपकरणमा बनाइएको छ, र अन्ततः फन्डस र रेटिनल इमेजिङमा यसको श्रेष्ठता पुष्टि गरेको छ। OCT आधिकारिक रूपमा 1995 मा नेत्र रोग क्लिनिकहरूमा प्रयोग गरिएको थियो।

1997 मा, OCT बिस्तारै छाला विज्ञान, पाचन पथ, मूत्र प्रणाली र हृदय परीक्षण मा प्रयोग भएको थियो। Esophagus, gastrointestinal, मूत्र प्रणाली OCT र कार्डियोभास्कुलर OCT सबै आक्रामक परीक्षाहरू हुन्, एन्डोस्कोप र क्याथेटरहरू जस्तै, तर उच्च रिजोलुसनको साथ र अल्ट्रास्ट्रक्चरहरू अवलोकन गर्न सकिन्छ। छाला OCT एक सम्पर्क निरीक्षण हो, र अल्ट्रास्ट्रक्चर पनि अवलोकन गर्न सकिन्छ।

क्लिनिकल अभ्यासमा प्रयोग गरिने प्रारम्भिक OCT OCT1 हो, जुन कन्सोल र पावर कन्सोलबाट बनेको हुन्छ। कन्सोलमा एक OCT कम्प्युटर, एक OCT मनिटर, एक नियन्त्रण प्यानल र एक निगरानी स्क्रिन समावेश छ; पावर स्टेशनमा फन्डस अवलोकन प्रणाली र हस्तक्षेप प्रकाश नियन्त्रण प्रणाली समावेश छ। किनकी कन्सोल र पावर प्लेटफर्म अपेक्षाकृत स्वतन्त्र यन्त्रहरू हुन्, र दुई तारहरूद्वारा जोडिएका छन्, उपकरणको ठूलो मात्रा र ठूलो ठाउँ छ।

OCT1 को विश्लेषण कार्यक्रम छवि प्रशोधन र छवि मापन मा विभाजित छ। छवि प्रशोधनमा छवि मानकीकरण, छवि क्यालिब्रेसन, छवि क्यालिब्रेसन र मानकीकरण, छवि गौसियन स्मूथिंग, छवि मध्यस्थ स्मूथिंग समावेश छ; छवि मापन प्रक्रियाहरू कम छन्, केवल रेटिना मोटाई मापन र रेटिना तंत्रिका फाइबर तह मोटाई मापन। यद्यपि, OCT1 मा कम स्क्यानिङ प्रक्रियाहरू र विश्लेषण प्रक्रियाहरू भएकाले, यसलाई छिट्टै OCT2 द्वारा प्रतिस्थापित गरियो।

OCT2 OCT1 को आधारमा सफ्टवेयर अपग्रेडद्वारा बनाइएको हो। त्यहाँ केही उपकरणहरू पनि छन् जसले कन्सोल र पावर टेबललाई एकमा मिलाएर OCT2 उपकरण बनाउन सक्छन्। यो उपकरणले छवि मनिटरलाई घटाउँछ र OCT छवि अवलोकन गर्दछ र एउटै कम्प्युटर स्क्रिनमा बिरामीको स्क्यानिङ स्थितिलाई निगरानी गर्दछ, तर सञ्चालन OCT1 जस्तै हो, यो म्यानुअल रूपमा नियन्त्रण प्यानलमा सञ्चालन गरिन्छ।

2002 मा OCT3 को उपस्थितिले OCT टेक्नोलोजीको नयाँ चरणलाई चिह्नित गर्यो। OCT3 को अधिक प्रयोगकर्ता-अनुकूल अपरेशन इन्टरफेसको अतिरिक्त, सबै अपरेशनहरू माउसको साथ कम्प्युटरमा गर्न सकिन्छ, र यसको स्क्यानिङ र विश्लेषण कार्यक्रमहरू थप र अधिक सही हुँदै गइरहेका छन्। अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, OCT3 को रिजोल्युसन उच्च छ, यसको अक्षीय रिजोल्युशन ≤10 μm छ, र यसको पार्श्व रिजोल्युशन 20 ¼m छ। OCT3 द्वारा प्राप्त अक्षीय नमूनाहरूको संख्या मूल 1 A-स्क्यानमा 128 बाट बढेर 768 पुगेको छ। यसैले, OCT3 को अभिन्न 131 072 बाट 786 432 मा बढेको छ, र स्क्यान गरिएको टिश्यू क्रस-सेक्शनल छविको श्रेणीबद्ध संरचना स्पष्ट छ।