OCT इमेजिंग तंत्रज्ञान

ऑप्टिकल सुसंगत टोमोग्राफीची रचना आणि मूलभूत तत्त्वे.

ऑप्टिकल सुसंगत टोमोग्राफीइंटरफेरोमीटरच्या तत्त्वावर आधारित आहे, तपासण्यासाठी ऊतींचे विकिरण करण्यासाठी जवळ-अवरक्त कमकुवत सुसंगत प्रकाश वापरतो आणि प्रकाशाच्या सुसंगततेवर आधारित हस्तक्षेप निर्माण करतो. हे वरवरच्या टिश्यू इमेजिंगसाठी परावर्तित प्रकाशाची तीव्रता मोजण्यासाठी सुपरहेटेरोडाइन शोध तंत्रज्ञान वापरते. . OCT प्रणाली कमी-सुसंगत प्रकाश स्रोत, एक फायबर-ऑप्टिक मिशेलसन इंटरफेरोमीटर आणि फोटोइलेक्ट्रिक शोध प्रणालीने बनलेली आहे.

OCT चा गाभा फायबर मिशेलसन इंटरफेरोमीटर आहे. लो-कॉहेरेन्स लाईट सोर्स सुपरल्युमिनेसेन्स डायोड (SLD) द्वारे उत्सर्जित होणारा प्रकाश सिंगल-मोड फायबरमध्ये जोडला जातो आणि 2×2 फायबर कपलरद्वारे दोन मार्गांमध्ये विभागला जातो. एक मार्ग म्हणजे संदर्भ प्रकाश जो लेन्सद्वारे एकत्रित केला जातो आणि प्लेन मिररमधून परत येतो. ; दुसरे म्हणजे चाचणी अंतर्गत नमुन्याकडे लेन्सद्वारे केंद्रित केलेले सॅम्पलिंग बीम.

परावर्तकाद्वारे परत आलेला संदर्भ प्रकाश आणि चाचणी अंतर्गत नमुन्याचा मागील विखुरलेला प्रकाश डिटेक्टरवर विलीन होतो. जेव्हा प्रकाश स्रोताच्या सुसंगत लांबीमध्ये दोन्हीमधील ऑप्टिकल मार्ग फरक असतो, तेव्हा हस्तक्षेप होतो. डिटेक्टरचे आउटपुट सिग्नल माध्यमाचे बॅकस्कॅटर प्रतिबिंबित करते. विखुरण्याच्या तीव्रतेकडे.

आरसा स्कॅन करा आणि त्याची अवकाशीय स्थिती नोंदवा, जेणेकरून संदर्भ प्रकाश माध्यमातील वेगवेगळ्या खोलीतून परत पसरलेल्या प्रकाशात व्यत्यय आणेल. मिरर स्थिती आणि संबंधित हस्तक्षेप सिग्नल तीव्रतेनुसार, नमुन्याच्या वेगवेगळ्या खोलीचा (z दिशा) मापन डेटा प्राप्त केला जातो. नंतर x-y प्लेनमधील सॅम्पलिंग बीमच्या स्कॅनिंगसह, नमुन्याची त्रिमितीय संरचना माहिती मिळविण्यासाठी संगणकाद्वारे निकालावर प्रक्रिया केली जाते.

OCT इमेजिंग तंत्रज्ञानाचा विकास

नेत्ररोगाच्या क्षेत्रात अल्ट्रासाऊंडच्या व्यापक वापरामुळे, लोकांना उच्च रिझोल्यूशन शोधण्याची पद्धत विकसित करण्याची आशा आहे. अल्ट्रासाऊंड बायोमायक्रोस्कोप (UBM) च्या उदयाने ही आवश्यकता काही प्रमाणात पूर्ण होते. हे उच्च वारंवारता ध्वनी लहरी वापरून पूर्ववर्ती विभागाचे उच्च-रिझोल्यूशन इमेजिंग करू शकते. तथापि, जैविक ऊतींमधील उच्च-फ्रिक्वेंसी ध्वनी लहरींच्या जलद क्षीणतेमुळे, त्याची शोधण्याची खोली एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत मर्यादित आहे. ध्वनी लहरींऐवजी प्रकाश लहरी वापरल्या गेल्या तर दोषांची भरपाई करता येईल का?

1987 मध्ये, टाकाडा इ. ऑप्टिकल लो-कॉहेरेन्स इंटरफेरोमेट्री पद्धत विकसित केली, जी फायबर ऑप्टिक्स आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक घटकांच्या समर्थनासह उच्च-रिझोल्यूशन ऑप्टिकल मापनासाठी एक पद्धत म्हणून विकसित केली गेली; यंगक्विस्ट वगैरे. एक ऑप्टिकल सुसंगत रिफ्लेक्टोमीटर विकसित केले ज्याचा प्रकाश स्रोत थेट ऑप्टिकल फायबरशी जोडलेला एक सुपर प्रकाश-उत्सर्जक डायोड आहे. संदर्भ मिरर असलेल्या इन्स्ट्रुमेंटचा एक हात आत असतो, तर दुसऱ्या हातातील ऑप्टिकल फायबर कॅमेरा सारख्या उपकरणाशी जोडलेला असतो. त्यांनी OCT च्या उदयास सैद्धांतिक आणि तांत्रिक आधार दिला आहे.

1991 मध्ये, MIT मधील चीनी शास्त्रज्ञ डेव्हिड हुआंग यांनी पृथक रेटिना आणि कोरोनरी धमन्या मोजण्यासाठी विकसित OCT चा वापर केला. ऑप्टिकल बायोप्सी प्रमाणेच OCT चे अभूतपूर्व उच्च रिझोल्यूशन असल्यामुळे, ते जैविक ऊतींचे मापन आणि इमेजिंगसाठी त्वरीत विकसित केले गेले.

डोळ्याच्या ऑप्टिकल वैशिष्ट्यांमुळे, OCT तंत्रज्ञान नेत्ररोग क्लिनिकल ऍप्लिकेशन्समध्ये सर्वात वेगाने विकसित होत आहे. 1995 पूर्वी, हुआंग सारख्या शास्त्रज्ञांनी ओसीटी तंत्रज्ञानामध्ये सतत सुधारणा करून, डोळयातील पडदा, कॉर्निया, अँटीरियर चेंबर आणि इन विट्रो आणि विवो मानवी डोळ्यांसारख्या ऊतींचे मोजमाप आणि प्रतिमा काढण्यासाठी OCT चा वापर केला. अनेक वर्षांच्या सुधारणांनंतर, OCT प्रणाली आणखी सुधारली गेली आहे आणि वैद्यकीयदृष्ट्या व्यावहारिक शोध साधन म्हणून विकसित केली गेली आहे, एक व्यावसायिक साधन बनले आहे, आणि शेवटी फंडस आणि रेटिना इमेजिंगमध्ये तिच्या श्रेष्ठतेची पुष्टी केली आहे. OCT अधिकृतपणे 1995 मध्ये नेत्ररोग चिकित्सालयांमध्ये वापरला गेला.

1997 मध्ये, OCT चा हळूहळू त्वचाविज्ञान, पाचक मुलूख, मूत्र प्रणाली आणि हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी परीक्षांमध्ये वापर करण्यात आला. अन्ननलिका, गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल, लघवी प्रणाली OCT आणि हृदय व रक्तवाहिन्यासंबंधी OCT या सर्व आक्रमक परीक्षा आहेत, एंडोस्कोप आणि कॅथेटर सारख्या, परंतु उच्च रिझोल्यूशनसह आणि अल्ट्रास्ट्रक्चर्सचे निरीक्षण करू शकतात. त्वचा OCT ही संपर्क तपासणी आहे आणि अल्ट्रास्ट्रक्चर देखील पाहिले जाऊ शकते.

क्लिनिकल प्रॅक्टिसमध्ये वापरलेला प्रारंभिक OCT OCT1 आहे, जो कन्सोल आणि पॉवर कन्सोलने बनलेला आहे. कन्सोलमध्ये एक OCT संगणक, एक OCT मॉनिटर, एक नियंत्रण पॅनेल आणि एक मॉनिटरिंग स्क्रीन समाविष्ट आहे; पॉवर स्टेशनमध्ये फंडस निरीक्षण प्रणाली आणि हस्तक्षेप प्रकाश नियंत्रण प्रणाली समाविष्ट आहे. कन्सोल आणि पॉवर प्लॅटफॉर्म तुलनेने स्वतंत्र उपकरणे असल्याने आणि ते दोन्ही वायर्सने जोडलेले असल्याने, इन्स्ट्रुमेंटमध्ये मोठा आवाज आणि मोठी जागा आहे.

OCT1 चा विश्लेषण कार्यक्रम इमेज प्रोसेसिंग आणि इमेज मापन मध्ये विभागलेला आहे. इमेज प्रोसेसिंगमध्ये इमेज स्टँडर्डायझेशन, इमेज कॅलिब्रेशन, इमेज कॅलिब्रेशन आणि स्टँडर्डायझेशन, इमेज गॉसियन स्मूथिंग, इमेज मेडियन स्मूथिंग यांचा समावेश होतो; प्रतिमा मापन प्रक्रिया कमी आहेत, फक्त रेटिनल जाडी मापन आणि रेटिना मज्जातंतू फायबर लेयर जाडी मापन. तथापि, OCT1 मध्ये कमी स्कॅनिंग प्रक्रिया आणि विश्लेषण प्रक्रिया असल्यामुळे, ते OCT2 ने पटकन बदलले.

OCT2 ची निर्मिती OCT1 च्या आधारावर सॉफ्टवेअर अपग्रेडद्वारे केली जाते. अशी काही उपकरणे देखील आहेत जी कन्सोल आणि पॉवर टेबलला एकत्र करून OCT2 इन्स्ट्रुमेंट बनवतात. हे इन्स्ट्रुमेंट इमेज मॉनिटर कमी करते आणि OCT इमेजचे निरीक्षण करते आणि त्याच संगणकाच्या स्क्रीनवर रुग्णाच्या स्कॅनिंग स्थितीचे निरीक्षण करते, परंतु ऑपरेशन OCT1 सारखेच असते, ते नियंत्रण पॅनेलवर मॅन्युअली चालवले जाते.

2002 मध्ये OCT3 चे स्वरूप OCT तंत्रज्ञानाचा एक नवीन टप्पा म्हणून चिन्हांकित केले. OCT3 च्या अधिक वापरकर्ता-अनुकूल ऑपरेशन इंटरफेस व्यतिरिक्त, सर्व ऑपरेशन्स संगणकावर माउसच्या सहाय्याने केल्या जाऊ शकतात आणि त्याचे स्कॅनिंग आणि विश्लेषण कार्यक्रम अधिकाधिक परिपूर्ण होत आहेत. महत्त्वाचे म्हणजे, OCT3 चे रिझोल्यूशन जास्त आहे, त्याचे अक्षीय रेझोल्यूशन ≤10 μm आहे आणि त्याचे पार्श्व रिझोल्यूशन 20 ¼m आहे. OCT3 द्वारे अधिग्रहित केलेल्या अक्षीय नमुन्यांची संख्या मूळ 1 A-स्कॅनमध्ये 128 वरून 768 पर्यंत वाढली आहे. म्हणून, OCT3 चे इंटिग्रल 131 072 वरून 786 432 पर्यंत वाढले आहे आणि स्कॅन केलेल्या टिश्यू क्रॉस-सेक्शनल इमेजची श्रेणीबद्ध रचना स्पष्ट आहे.