Optiskās koherences tomogrāfija (OCT) kā neinvazīvu attēlveidošanas metodi galvenokārt izmanto medicīnā. Šeit šīs metodes pamatā ir dažādu audu atšķirīgās atstarošanas un izkliedes īpašības. Kā salīdzinoši jauna metode AZT pašlaik arvien vairāk nostiprinās piemērošanas jomas.
Kas ir optiskās koherences tomogrāfija?
Oftalmoloģiskās diagnostikas jomā AZT izrādās ļoti izdevīga, šeit galvenokārt tiek pārbaudīts acu motīvs AZT. Fiziskais pamats optiskās koherences tomogrāfija ir traucējumu modeļa veidošanās viļņu superpozīcijas laikā ar atstarotiem viļņiem. Izšķirošais faktors ir gaismas koherences garums. Koherences garums apzīmē divu gaismas staru maksimālo pārvietošanās laika starpību, kas joprojām ļauj veidot stabilu traucējumu modeli, kad tie tiek uzlikti. In optiskās koherences tomogrāfija, gaismu ar nelielu koherences garumu izmanto ar interferometra palīdzību, lai noteiktu izkliedējošo materiālu attālumus. Šim nolūkam pārbaudāmo ķermeņa zonu medicīnā skenē līdzīgi. Metode ļauj veikt labu dziļuma pārbaudi izkliedētajos audos izmantotā starojuma lielā iespiešanās dziļuma (1-3 mm) dēļ. Tajā pašā laikā ir arī liela aksiālā izšķirtspēja ar lielu mērīšanas ātrumu. Tādējādi optiskās koherences tomogrāfija ir sonogrāfijas optiskais līdzinieks.
Funkcija, ietekme un mērķi
Optiskās koherences tomogrāfijas metode ir balstīta uz baltās gaismas interferometriju. Lai izveidotu traucējumu modeli, tā izmanto atsauces gaismas un atstarotās gaismas pārklāšanos. Tādā veidā var noteikt parauga dziļuma profilu. Medicīnai tas nozīmē dziļāku audu sekciju pārbaudi, kuras nevar sasniegt ar klasisko mikroskopiju. Mērījumos īpašu interesi rada divi viļņu garuma diapazoni. Viens no tiem ir spektrālais diapazons pie 800 nm viļņa garuma. Šis spektrālais diapazons nodrošina labu izšķirtspēju. No otras puses, gaisma ar viļņa garumu 1300 nm iekļūst īpaši dziļi audos un ļauj veikt īpaši labu dziļuma analīzi. Mūsdienās tiek izmantotas divas galvenās AZT piemērošanas metodes: laika domēna AZT sistēmas un Furjē domēna AZT sistēmas. Abās sistēmās ierosmes gaisma tiek sadalīta atsauces un parauga gaismā, izmantojot interferometru, kā rezultātā tiek traucēta atstarotā radiācija. Parauga stara sānu novirze uz interesējošo apgabalu rada šķērsgriezuma attēlus, kas tiek sapludināti, lai iegūtu kopējo attēlu. Laika domēna AZT sistēma ir balstīta uz īsas sakarības, platjoslas gaismu, kas rada traucējumu signālu tikai tad, ja abi interferometra roku garumi sakrīt. Tādējādi, lai noteiktu atgriezeniskās izkliedes amplitūdu, ir jāpārvar atsauces spoguļa stāvoklis. Spoguļa mehāniskās kustības dēļ attēlveidošanai nepieciešamais laiks ir pārāk liels, tāpēc šī metode nav piemērota ātrai attēlveidošanai. Furjē domēna AZT alternatīvā metode darbojas pēc traucētās gaismas spektrālās sadalīšanās principa. Tas vienlaikus uztver visu dziļuma informāciju un ievērojami uzlabo signāla un trokšņa attiecību. Kā gaismas avotus tiek izmantoti lāzeri, kas soli pa solim skenē pārbaudāmās ķermeņa daļas. Optiskās koherences tomogrāfijas pielietošanas jomas galvenokārt ir medicīnā un šeit īpaši oftalmoloģijā, vēzis diagnostika un āda pārbaude. Dažādos refrakcijas indeksus attiecīgo audu sekciju saskarnēs nosaka, izmantojot atstarotās gaismas un atsauces gaismas traucējumu modeļus, un tos parāda kā attēlu. Oftalmoloģijā galvenokārt tiek pārbaudīts acs dibens. Konkurējošie paņēmieni, piemēram, konfokālais mikroskops, nespēj adekvāti attēlot tīklenes slāņaino struktūru. Citas metodes dažreiz pārāk daudz noslogo cilvēka aci. Īpaši oftalmoloģiskās diagnostikas jomā AZT izrādās ļoti izdevīga, jo īpaši tāpēc, ka bezkontakta mērīšana novērš arī infekcijas un psiholoģiskā riska uzsvars. Pašlaik AZT paveras jaunas perspektīvas sirds un asinsvadu attēlveidošanas jomā. Intravaskulārās optiskās koherences tomogrāfijas pamatā ir infrasarkanās gaismas izmantošana. Šeit AZT sniedz informāciju par plāksnēm, disekcijām, trombiem vai pat stenta izmēri. To lieto arī, lai raksturotu morfoloģiskās izmaiņas asinis kuģi. Papildus medicīnas lietojumiem arvien vairāk iekaro optiskās koherences tomogrāfija piemērošanas jomas materiālu testēšanā, par uzraudzība ražošanas procesos vai kvalitātes kontrolē.
Riski, blakusparādības un bīstamība
Salīdzinot ar citām metodēm, optiskās koherences tomogrāfijai ir daudz priekšrocību. Tā ir neinvazīva un bezkontakta metode. Tas ļauj lielā mērā izvairīties no infekciju pārnešanas un psiholoģiskas rašanās uzsvars. Turklāt AZT neizmanto jonizējošo starojumu. The elektromagnētiskais starojums lietotais lielā mērā atbilst frekvenču diapazoniem, kuriem cilvēki ikdienā tiek pakļauti. Būtiska AZT priekšrocība ir arī tā, ka dziļuma izšķirtspēja nav atkarīga no šķērsvirziena izšķirtspējas. Tas novērš nepieciešamību pēc plānām sekcijām, ko izmanto klasiskajā mikroskopijā, jo šī tehnika balstās uz tīru optisko atstarošanu. Tādējādi dzīvajos audos var radīt mikroskopiskus attēlus lielā izmantotā starojuma iespiešanās dziļuma dēļ. Metodes darbības princips ir ļoti selektīvs, tāpēc pat ļoti mazus signālus var noteikt un piešķirt noteiktam dziļumam. Šī iemesla dēļ AZT ir īpaši piemērota arī gaismas jutīgo audu pārbaudei. AZT izmantošanu ierobežo viļņa garuma atkarīgais iespiešanās dziļums elektromagnētiskais starojums un no joslas platuma atkarīgā izšķirtspēja. Tomēr kopš 1996. gada ir izstrādāti platjoslas lāzeri, kas vēl vairāk uzlabo dziļuma izšķirtspēju. Tādējādi kopš UHR-OCT (īpaši augstas izšķirtspējas AZT) attīstības pat cilvēka vēzis šūnas var tikt attēlotas. Tā kā AZT joprojām ir ļoti jauna tehnika, visas iespējas vēl nav izsmeltas. Tomēr optiskās koherences tomogrāfija ir pievilcīga, jo tā nē veselība risks, tam ir ļoti augsta izšķirtspēja un tas ir ļoti ātrs.
