OCT 영상 기술

광간섭 단층촬영의 구조와 기본 원리.

광간섭 단층촬영간섭계의 원리를 기반으로 근적외선의 약한 간섭성 빛을 사용하여 검사할 조직을 조사하고 빛의 간섭성을 기반으로 간섭을 발생시킵니다. 슈퍼헤테로다인 검출 기술을 사용하여 표면 조직 이미징을 위한 반사광의 강도를 측정합니다. . OCT 시스템은 저간섭성 광원, 광섬유 Michelson 간섭계 및 광전 감지 시스템으로 구성됩니다.

OCT의 핵심은 파이버 마이컬슨 간섭계입니다. 저간섭성 광원 SLD(Superluminescence Diode)에서 방출된 빛은 단일 모드 광섬유로 결합되고 2x2 광섬유 커플러에 의해 두 경로로 나뉩니다. 한 가지 방법은 렌즈에 의해 시준되고 평면 거울에서 반환되는 참조광입니다. ; 다른 하나는 렌즈가 테스트 중인 샘플에 초점을 맞춘 샘플링 빔입니다.

반사경에서 반환된 참조광과 테스트 중인 샘플의 후방 산란광이 검출기에서 합쳐집니다. 둘 사이의 광로 차이가 광원의 간섭성 길이 이내일 때 간섭이 발생합니다. 검출기의 출력 신호는 매체의 후방 산란을 반영합니다. 산란 강도를 향하여.

거울을 스캔하고 공간 위치를 기록하여 참조광이 매체의 다른 깊이에서 후방 산란된 빛과 간섭하도록 합니다. 미러 위치와 해당 간섭 신호 강도에 따라 샘플의 다른 깊이(z 방향)의 측정 데이터가 획득됩니다. 그런 다음 x-y 평면에서 샘플링 빔의 스캔과 결합하여 결과를 컴퓨터에서 처리하여 샘플의 3차원 구조 정보를 얻습니다.

OCT 영상 기술의 발전

안과 분야에서 초음파의 광범위한 적용으로 사람들은 더 높은 해상도의 감지 방법을 개발하기를 희망합니다. UBM(초음파생체현미경)의 출현은 이러한 요구 사항을 어느 정도 충족합니다. 더 높은 주파수의 음파를 이용하여 전방 분절의 고해상도 영상을 수행할 수 있습니다. 그러나 생체 조직에서 고주파 음파의 급격한 감쇠로 인해 감지 깊이가 어느 정도 제한됩니다. 음파 대신 광파를 사용하면 결함을 보완할 수 있습니까?

1987년 Takada et al. 광섬유 및 광전자 부품을 지원하여 고해상도 광학 측정을 위한 방법으로 개발된 광학 저간섭성 간섭 측정법을 개발했습니다. Youngquist et al. 광원이 광섬유에 직접 결합된 초발광 다이오드인 광간섭 반사계를 개발했습니다. 기준 거울이 포함된 기구의 한쪽 암은 내부에 있고 다른 쪽 암의 광섬유는 카메라와 같은 장치에 연결되어 있습니다. 이는 OCT의 출현을 위한 이론적, 기술적 기반을 마련했습니다.

1991년 MIT의 중국 과학자인 David Huang은 개발된 OCT를 사용하여 고립된 망막과 관상동맥을 측정했습니다. OCT는 광학 생검과 유사한 전례 없는 고해상도를 가지고 있어 생물학적 조직의 측정 및 영상화를 위해 빠르게 개발되었습니다.

눈의 광학적 특성으로 인해 OCT 기술은 안과 임상 응용 분야에서 가장 빠르게 발전하고 있습니다. 1995년 이전에 Huang과 같은 과학자들은 OCT를 사용하여 생체 외 및 생체 내 인간 눈의 망막, 각막, 전방 및 홍채와 같은 조직을 측정하고 이미지화하여 OCT 기술을 지속적으로 개선했습니다. 몇 년 간의 개선 끝에 OCT 시스템은 더욱 개선되어 임상적으로 실용적인 검출 도구로 발전하여 상용 기기로 만들어졌으며 마침내 안저 및 망막 영상에서 그 우수성을 확인했습니다. OCT는 1995년 안과 진료소에서 공식적으로 사용되었습니다.

1997년에 OCT는 피부과, 소화관, 비뇨기계 및 심혈관 검사에서 점차적으로 사용되었습니다. 식도, 위장관, 비뇨기계 OCT 및 심혈관 OCT는 모두 내시경 및 카테터와 유사하지만 더 높은 해상도로 미세구조를 관찰할 수 있는 침습적 검사입니다. 피부 OCT는 접촉 검사로 미세구조도 관찰할 수 있습니다.

임상에서 사용하는 초기 OCT는 OCT1으로 콘솔과 전원 콘솔로 구성되어 있다. 콘솔에는 OCT 컴퓨터, OCT 모니터, 제어판 및 모니터링 화면이 포함됩니다. 발전소에는 안저 관찰 시스템과 간섭 조명 제어 시스템이 포함됩니다. 콘솔과 파워플랫폼은 상대적으로 독립적인 장치이고 둘은 와이어로 연결되어 있기 때문에 악기의 부피와 공간이 더 큽니다.

OCT1의 분석 프로그램은 이미지 처리와 이미지 측정으로 나뉩니다. 이미지 처리에는 이미지 표준화, 이미지 보정, 이미지 보정 및 표준화, 이미지 가우스 평활화, 이미지 중간 평활화가 포함됩니다. 영상 측정 절차가 적고 망막 두께 측정과 ​​망막 신경 섬유층 두께 측정만 가능합니다. 그러나 OCT1은 스캔 절차와 분석 절차가 적기 때문에 OCT2로 빠르게 대체되었습니다.

OCT2는 OCT1을 기반으로 소프트웨어 업그레이드로 구성됩니다. 콘솔과 전원 테이블을 하나로 결합하여 OCT2 기기를 구성하는 기기도 있습니다. 이 기기는 영상 모니터를 축소하여 OCT 영상을 관찰하고 동일한 컴퓨터 화면에서 환자의 스캐닝 위치를 모니터링하지만 동작은 OCT1과 동일하며 제어판에서 수동으로 조작합니다.

2002년 OCT3의 등장은 OCT 기술의 새로운 단계를 의미했습니다. OCT3의 보다 사용자 친화적인 조작 인터페이스 외에도 모든 작업을 마우스로 컴퓨터에서 수행할 수 있으며 스캔 및 분석 프로그램은 점점 더 완벽해지고 있습니다. 더 중요한 것은 OCT3의 해상도가 더 높고 축 방향 해상도가 ‰¤10μm, 측면 해상도가 20μm라는 점입니다. OCT3에 의해 획득된 축 샘플의 수는 원래 1 A-스캔에서 128개에서 768개로 증가했습니다. 따라서 OCT3의 적분은 131 072에서 786 432로 증가했고 스캔한 조직 단면 이미지의 계층 구조가 더 명확해졌습니다.