UŠT vaizdo gavimo technologija

Optinės koherentinės tomografijos sandara ir pagrindiniai principai.

Optinė koherentinė tomografijayra pagrįstas interferometro principu, naudoja beveik infraraudonųjų spindulių silpną koherentinę šviesą, kad apšvitintų tiriamą audinį, ir sukuria trukdžius, pagrįstus šviesos koherentiškumu. Ji naudoja superheterodino aptikimo technologiją, kad išmatuotų atspindėtos šviesos intensyvumą paviršinių audinių vaizdavimui. . UŠT sistemą sudaro mažos koherencijos šviesos šaltinis, šviesolaidinis Michelson interferometras ir fotoelektrinė aptikimo sistema.

UŠT šerdis yra pluoštinis Michelsono interferometras. Mažos koherencijos šviesos šaltinio superliuminescencinis diodas (SLD) skleidžiama šviesa yra sujungta su vienmodžiu skaidulu ir 2 × 2 pluošto jungtimi yra padalinta į du kelius. Vienas iš būdų yra atskaitos šviesa, kurią kolimuoja objektyvas ir grąžina iš plokštumos veidrodžio. ; Kitas yra mėginių ėmimo spindulys, lęšiu sufokusuotas į bandomąjį pavyzdį.

Atšvaito grąžinama etaloninė šviesa ir bandomojo mėginio atgal išsklaidyta šviesa susilieja detektoriuje. Kai optinio kelio skirtumas tarp jų yra šviesos šaltinio koherentinio ilgio ribose, atsiranda trukdžių. Detektoriaus išėjimo signalas atspindi terpės atgalinę sklaidą. Sklaidos intensyvumo link.

Nuskaitykite veidrodį ir užfiksuokite jo erdvinę padėtį, kad etaloninė šviesa trukdytų atgal išsklaidytai šviesai iš skirtingų terpės gylių. Pagal veidrodžio padėtį ir atitinkamą trukdžių signalo intensyvumą gaunami mėginio skirtingų gylių (z krypties) matavimo duomenys. Tada kartu su mėginių ėmimo pluošto skenavimu x-y plokštumoje rezultatas apdorojamas kompiuteriu, kad gautų trimatę mėginio struktūros informaciją.

UŠT vaizdo gavimo technologijos plėtra

Plačiai pritaikius ultragarsą oftalmologijos srityje, žmonės tikisi sukurti didesnės skiriamosios gebos aptikimo metodą. Ultragarsinio biomikroskopo (UBM) atsiradimas tam tikru mastu atitinka šį reikalavimą. Jis gali atlikti didelės raiškos priekinio segmento vaizdą, naudodamas aukštesnio dažnio garso bangas. Tačiau dėl greito aukšto dažnio garso bangų slopinimo biologiniuose audiniuose jo aptikimo gylis yra tam tikru mastu apribotas. Jei vietoj garso bangos naudojamos šviesos bangos, ar galima kompensuoti defektus?

1987 m. Takada ir kt. sukūrė optinės mažos koherencijos interferometrijos metodą, kuris buvo išplėtotas į didelės raiškos optinio matavimo metodą, naudojant šviesolaidinius ir optoelektroninius komponentus; Youngquist ir kt. sukūrė optinį koherentinį reflektometrą, kurio šviesos šaltinis yra super šviesos diodas, tiesiogiai sujungtas su optiniu pluoštu. Viena instrumento ranka, kurioje yra etaloninis veidrodis, yra viduje, o kitos rankos optinis pluoštas yra prijungtas prie fotoaparato tipo įrenginio. Tai padėjo teorinį ir techninį UŠT atsiradimo pagrindą.

1991 m. Davidas Huangas, Kinijos mokslininkas iš MIT, naudojo sukurtą UŠT izoliuotai tinklainei ir vainikinėms arterijoms išmatuoti. Kadangi UŠT turi precedento neturinčią didelę skiriamąją gebą, panašią į optinę biopsiją, ji buvo greitai sukurta biologinių audinių matavimui ir vaizdavimui.

Dėl akies optinių savybių UŠT technologija sparčiausiai vystosi oftalmologijos klinikinėse srityse. Iki 1995 m. mokslininkai, tokie kaip Huangas, naudojo UŠT, norėdami išmatuoti ir vaizduoti tokius audinius kaip tinklainė, ragena, priekinė kamera ir rainelė žmogaus akyse in vitro ir in vivo, nuolat tobulindami UŠT technologijas. Po kelerių metų tobulinimo UŠT sistema buvo toliau tobulinama ir išplėtota į kliniškai praktišką aptikimo įrankį, paversta komercine priemone ir galiausiai patvirtino savo pranašumą akių dugno ir tinklainės vaizdavimo srityje. Oftalmologijos klinikose OCT buvo oficialiai naudojamas 1995 m.

1997 m. UŠT buvo palaipsniui pradėta taikyti dermatologijoje, virškinamojo trakto, šlapimo sistemos ir širdies ir kraujagyslių tyrimams. Stemplės, virškinimo trakto, šlapimo sistemos UŠT ir širdies ir kraujagyslių UŠT – visi invaziniai tyrimai, panašūs į endoskopus ir kateterius, tačiau pasižymi didesne skiriamąja geba ir gali stebėti ultrastruktūras. Odos UŠT yra kontaktinis patikrinimas, taip pat galima stebėti ultrastruktūrą.

Pradinė klinikinėje praktikoje naudojama UŠT yra OCT1, kurią sudaro konsolė ir maitinimo pultas. Konsolėje yra UŠT kompiuteris, UŠT monitorius, valdymo pultas ir stebėjimo ekranas; elektrinėje yra dugno stebėjimo sistema ir trukdžių šviesos valdymo sistema. Kadangi konsolė ir maitinimo platforma yra palyginti nepriklausomi įrenginiai, o abu yra sujungti laidais, instrumentas turi didesnį tūrį ir didesnę erdvę.

OCT1 analizės programa yra padalinta į vaizdo apdorojimą ir vaizdo matavimą. Vaizdo apdorojimas apima vaizdo standartizavimą, vaizdo kalibravimą, vaizdo kalibravimą ir standartizavimą, vaizdo Gauso išlyginimą, vaizdo medianinį išlyginimą; vaizdo matavimo procedūrų yra mažiau, tik tinklainės storio matavimas ir tinklainės nervinių skaidulų sluoksnio storio matavimas. Tačiau kadangi OCT1 turi mažiau nuskaitymo ir analizės procedūrų, jis greitai buvo pakeistas OCT2.

OCT2 sudaromas atnaujinant programinę įrangą OCT1 pagrindu. Taip pat yra keletas instrumentų, kurie sujungia konsolę ir maitinimo stalą į vieną, kad sudarytų OCT2 instrumentą. Šis prietaisas sumažina vaizdo monitorių ir stebi OCT vaizdą bei stebi paciento skenavimo padėtį tame pačiame kompiuterio ekrane, tačiau operacija yra tokia pati kaip OCT1 Panašus, jis valdomas rankiniu būdu valdymo skydelyje.

OCT3 pasirodymas 2002 m. pažymėjo naują OCT technologijos etapą. Be patogesnės OCT3 valdymo sąsajos, visas operacijas galima atlikti kompiuteryje su pele, o jo skenavimo ir analizės programos tampa vis tobulesnės. Dar svarbiau, kad OCT3 skiriamoji geba yra didesnė, jo ašinė skiriamoji geba yra ‰¤ 10 μm, o jo šoninė skiriamoji geba yra 20 μm. OCT3 gautų ašinių mėginių skaičius padidėjo nuo 128 iki 768 pradiniame 1 A nuskaitymo metu. Todėl OCT3 integralas padidėjo nuo 131 072 iki 786 432, o nuskaityto audinio skerspjūvio vaizdo hierarchinė struktūra yra aiškesnė.