OCT ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీ

ఆప్టికల్ కోహెరెన్స్ టోమోగ్రఫీ యొక్క నిర్మాణం మరియు ప్రాథమిక సూత్రాలు.

ఆప్టికల్ కోహెరెన్స్ టోమోగ్రఫీఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ సూత్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, పరీక్షించాల్సిన కణజాలాన్ని రేడియేట్ చేయడానికి సమీప-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ బలహీనమైన పొందికైన కాంతిని ఉపయోగిస్తుంది మరియు కాంతి యొక్క పొందిక ఆధారంగా జోక్యాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఇది ఉపరితల కణజాల ఇమేజింగ్ కోసం ప్రతిబింబించే కాంతి యొక్క తీవ్రతను కొలవడానికి సూపర్‌హెటెరోడైన్ డిటెక్షన్ టెక్నాలజీని ఉపయోగిస్తుంది. . OCT వ్యవస్థ తక్కువ-కోహెరెన్స్ లైట్ సోర్స్, ఫైబర్-ఆప్టిక్ మిచెల్సన్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ మరియు ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ డిటెక్షన్ సిస్టమ్‌తో కూడి ఉంటుంది.

OCT యొక్క ప్రధాన అంశం ఫైబర్ మిచెల్సన్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్. తక్కువ-కోహెరెన్స్ లైట్ సోర్స్ సూపర్‌ల్యూమినిసెన్స్ డయోడ్ (SLD) ద్వారా విడుదలయ్యే కాంతి సింగిల్-మోడ్ ఫైబర్‌గా జతచేయబడుతుంది మరియు 2×2 ఫైబర్ కప్లర్ ద్వారా రెండు మార్గాలుగా విభజించబడింది. ఒక మార్గం లెన్స్ ద్వారా కొలిమిట్ చేయబడి, ప్లేన్ మిర్రర్ నుండి తిరిగి వచ్చే రిఫరెన్స్ లైట్. ; మరొకటి పరీక్షలో ఉన్న నమూనాకు లెన్స్ ద్వారా కేంద్రీకరించబడిన నమూనా పుంజం.

రిఫ్లెక్టర్ ద్వారా అందించబడిన రిఫరెన్స్ లైట్ మరియు పరీక్షలో ఉన్న నమూనా యొక్క బ్యాక్‌స్కాటర్డ్ లైట్ డిటెక్టర్‌లో విలీనం అవుతాయి. రెండింటి మధ్య ఆప్టికల్ మార్గం వ్యత్యాసం కాంతి మూలం యొక్క పొందిక పొడవులో ఉన్నప్పుడు, జోక్యం ఏర్పడుతుంది. డిటెక్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ సిగ్నల్ మీడియం యొక్క బ్యాక్‌స్కాటర్‌ను ప్రతిబింబిస్తుంది. చెదరగొట్టే తీవ్రత వైపు.

అద్దాన్ని స్కాన్ చేయండి మరియు దాని ప్రాదేశిక స్థానాన్ని రికార్డ్ చేయండి, తద్వారా రిఫరెన్స్ లైట్ మీడియంలోని వివిధ లోతుల నుండి బ్యాక్‌స్కాటర్డ్ లైట్‌తో జోక్యం చేసుకుంటుంది. అద్దం స్థానం మరియు సంబంధిత జోక్యం సిగ్నల్ తీవ్రత ప్రకారం, నమూనా యొక్క వివిధ లోతుల (z దిశ) యొక్క కొలత డేటా పొందబడుతుంది. అప్పుడు x-y ప్లేన్‌లోని నమూనా పుంజం యొక్క స్కానింగ్‌తో కలిపి, నమూనా యొక్క త్రిమితీయ నిర్మాణ సమాచారాన్ని పొందడానికి కంప్యూటర్ ద్వారా ఫలితం ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది.

OCT ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి

నేత్ర వైద్య రంగంలో అల్ట్రాసౌండ్ యొక్క విస్తృతమైన అప్లికేషన్‌తో, ప్రజలు అధిక రిజల్యూషన్ డిటెక్షన్ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేయాలని ఆశిస్తున్నారు. అల్ట్రాసౌండ్ బయోమైక్రోస్కోప్ (UBM) యొక్క ఆవిర్భావం కొంత మేరకు ఈ అవసరాన్ని తీరుస్తుంది. ఇది అధిక పౌనఃపున్య ధ్వని తరంగాలను ఉపయోగించడం ద్వారా పూర్వ విభాగం యొక్క అధిక-రిజల్యూషన్ ఇమేజింగ్‌ను నిర్వహించగలదు. అయినప్పటికీ, జీవ కణజాలాలలో అధిక-పౌనఃపున్య ధ్వని తరంగాల వేగవంతమైన క్షీణత కారణంగా, దాని గుర్తింపు లోతు కొంత వరకు పరిమితం చేయబడింది. ధ్వని తరంగాలకు బదులుగా కాంతి తరంగాలను ఉపయోగిస్తే, లోపాలను భర్తీ చేయవచ్చా?

1987లో, తకాడా మరియు ఇతరులు. ఆప్టికల్ తక్కువ-కోహెరెన్స్ ఇంటర్‌ఫెరోమెట్రీ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసింది, ఇది ఫైబర్ ఆప్టిక్స్ మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ భాగాల మద్దతుతో అధిక-రిజల్యూషన్ ఆప్టికల్ కొలత కోసం ఒక పద్ధతిగా అభివృద్ధి చేయబడింది; యంగ్‌క్విస్ట్ మరియు ఇతరులు. ఆప్టికల్ కోహెరెంట్ రిఫ్లెక్టోమీటర్‌ను అభివృద్ధి చేసింది, దీని కాంతి మూలం ఒక సూపర్ లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్ నేరుగా ఆప్టికల్ ఫైబర్‌తో జతచేయబడుతుంది. రిఫరెన్స్ మిర్రర్‌ను కలిగి ఉన్న పరికరం యొక్క ఒక చేయి లోపల ఉంది, మరొక చేతిలో ఉన్న ఆప్టికల్ ఫైబర్ కెమెరా లాంటి పరికరానికి కనెక్ట్ చేయబడింది. ఇవి OCT యొక్క ఆవిర్భావానికి సైద్ధాంతిక మరియు సాంకేతిక ఆధారాన్ని ఏర్పరచాయి.

1991లో, MITలో చైనీస్ శాస్త్రవేత్త డేవిడ్ హువాంగ్, వివిక్త రెటీనా మరియు కరోనరీ ధమనులను కొలవడానికి అభివృద్ధి చెందిన OCTని ఉపయోగించారు. ఆప్టికల్ బయాప్సీ మాదిరిగానే OCT అపూర్వమైన అధిక రిజల్యూషన్‌ను కలిగి ఉన్నందున, ఇది జీవ కణజాలాల కొలత మరియు ఇమేజింగ్ కోసం త్వరగా అభివృద్ధి చేయబడింది.

కంటి యొక్క ఆప్టికల్ లక్షణాల కారణంగా, ఆప్తాల్మాలజీ క్లినికల్ అప్లికేషన్‌లలో OCT సాంకేతికత వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతోంది. 1995కి ముందు, హువాంగ్ వంటి శాస్త్రవేత్తలు OCT సాంకేతికతను నిరంతరం మెరుగుపరుస్తూ, కంటిలోని రెటీనా, కార్నియా, పూర్వ గది మరియు ఇన్ విట్రో మరియు ఇన్ వివో హ్యూమన్ ఐరిస్ వంటి కణజాలాలను కొలవడానికి మరియు చిత్రించడానికి OCTని ఉపయోగించారు. అనేక సంవత్సరాల మెరుగుదల తర్వాత, OCT వ్యవస్థ మరింత మెరుగుపరచబడింది మరియు వైద్యపరంగా ఆచరణాత్మక గుర్తింపు సాధనంగా అభివృద్ధి చేయబడింది, వాణిజ్య పరికరంగా చేయబడింది మరియు చివరకు ఫండస్ మరియు రెటీనా ఇమేజింగ్‌లో దాని ఆధిక్యతను నిర్ధారించింది. OCT అధికారికంగా 1995లో ఆప్తాల్మాలజీ క్లినిక్‌లలో ఉపయోగించబడింది.

1997లో, OCT క్రమంగా డెర్మటాలజీ, జీర్ణవ్యవస్థ, మూత్ర వ్యవస్థ మరియు హృదయనాళ పరీక్షలలో ఉపయోగించబడింది. అన్నవాహిక, జీర్ణశయాంతర, మూత్ర వ్యవస్థ OCT మరియు హృదయనాళ OCT అన్నీ ఇన్వాసివ్ పరీక్షలు, ఇవి ఎండోస్కోప్‌లు మరియు కాథెటర్‌ల మాదిరిగానే ఉంటాయి, కానీ అధిక రిజల్యూషన్‌తో మరియు అల్ట్రాస్ట్రక్చర్‌లను గమనించగలవు. స్కిన్ OCT అనేది ఒక సంప్రదింపు తనిఖీ, మరియు అల్ట్రాస్ట్రక్చర్ కూడా గమనించవచ్చు.

క్లినికల్ ప్రాక్టీస్‌లో ఉపయోగించే ప్రారంభ OCT OCT1, ఇది కన్సోల్ మరియు పవర్ కన్సోల్‌తో కూడి ఉంటుంది. కన్సోల్‌లో OCT కంప్యూటర్, OCT మానిటర్, కంట్రోల్ ప్యానెల్ మరియు మానిటరింగ్ స్క్రీన్ ఉన్నాయి; పవర్ స్టేషన్‌లో ఫండస్ అబ్జర్వేషన్ సిస్టమ్ మరియు ఇంటర్‌ఫరెన్స్ లైట్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ ఉన్నాయి. కన్సోల్ మరియు పవర్ ప్లాట్‌ఫారమ్ సాపేక్షంగా స్వతంత్ర పరికరాలు మరియు రెండు వైర్ల ద్వారా అనుసంధానించబడినందున, పరికరం పెద్ద వాల్యూమ్ మరియు పెద్ద స్థలాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

OCT1 యొక్క విశ్లేషణ ప్రోగ్రామ్ ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్ మరియు ఇమేజ్ కొలతగా విభజించబడింది. ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్‌లో ఇమేజ్ స్టాండర్డైజేషన్, ఇమేజ్ కాలిబ్రేషన్, ఇమేజ్ క్యాలిబ్రేషన్ మరియు స్టాండర్డైజేషన్, ఇమేజ్ గాస్సియన్ స్మూత్టింగ్, ఇమేజ్ మీడియన్ స్మూత్టింగ్; ఇమేజ్ కొలత విధానాలు తక్కువగా ఉంటాయి, రెటీనా మందం కొలత మరియు రెటీనా నరాల ఫైబర్ పొర మందం కొలత మాత్రమే. అయినప్పటికీ, OCT1 తక్కువ స్కానింగ్ విధానాలు మరియు విశ్లేషణ విధానాలను కలిగి ఉన్నందున, అది త్వరగా OCT2 ద్వారా భర్తీ చేయబడింది.

OCT1 ఆధారంగా సాఫ్ట్‌వేర్ అప్‌గ్రేడ్ చేయడం ద్వారా OCT2 ఏర్పడింది. OCT2 పరికరాన్ని రూపొందించడానికి కన్సోల్ మరియు పవర్ టేబుల్‌ను ఒకటిగా మిళితం చేసే కొన్ని సాధనాలు కూడా ఉన్నాయి. ఈ పరికరం ఇమేజ్ మానిటర్‌ను తగ్గిస్తుంది మరియు OCT ఇమేజ్‌ని గమనిస్తుంది మరియు అదే కంప్యూటర్ స్క్రీన్‌పై రోగి యొక్క స్కానింగ్ స్థానాన్ని పర్యవేక్షిస్తుంది, అయితే ఆపరేషన్ OCT1 మాదిరిగానే ఉంటుంది, ఇది నియంత్రణ ప్యానెల్‌లో మాన్యువల్‌గా నిర్వహించబడుతుంది.

2002లో OCT3 కనిపించడం OCT సాంకేతికత యొక్క కొత్త దశగా గుర్తించబడింది. OCT3 యొక్క మరింత వినియోగదారు-స్నేహపూర్వక ఆపరేషన్ ఇంటర్‌ఫేస్‌తో పాటు, అన్ని కార్యకలాపాలు మౌస్‌తో కంప్యూటర్‌లో చేయవచ్చు మరియు దాని స్కానింగ్ మరియు విశ్లేషణ ప్రోగ్రామ్‌లు మరింత పరిపూర్ణంగా మారుతున్నాయి. మరీ ముఖ్యంగా, OCT3 యొక్క రిజల్యూషన్ ఎక్కువగా ఉంటుంది, దాని అక్షసంబంధ రిజల్యూషన్ ≤10 μm, మరియు దాని పార్శ్వ రిజల్యూషన్ 20 μm. అసలు 1 A-స్కాన్‌లో OCT3 ద్వారా పొందిన అక్షసంబంధ నమూనాల సంఖ్య 128 నుండి 768కి పెరిగింది. అందువల్ల, OCT3 యొక్క సమగ్రత 131 072 నుండి 786 432కి పెరిగింది మరియు స్కాన్ చేయబడిన కణజాల క్రాస్-సెక్షనల్ ఇమేజ్ యొక్క క్రమానుగత నిర్మాణం స్పష్టంగా ఉంటుంది.