Презентация Оптическая когерентная томография (ОКТ) онлайн

Содержание слайда: Оптическая когерентная томография (ОКТ) Введение в интроскопию Берловская Е.Е.

Содержание слайда: Оптическая когерентная томография (optical coherence tomography), или ОКТ (OCT) Физический механизм действия оптической когерентной томографии подобен ультразвуковому исследованию, только для зондирования тканей пациента применяются не акустические волны, а инфракрасное излучение с длиной волны около 1 микрометра. Изменение задержки луча, отразившегося от исследуемой ткани, позволяет получить уникальные сведения о структуре тканей. Разрешающая способность современных оптических томографов дает офтальмологам возможность выявить патологии, не определяемые другими методами исследования. Особенно эффективен метод ОКТ при диагностике заболеваний сетчатой оболочки глаза (прежде всего области макулы) и зрительного нерва.

Содержание слайда: Область применения ОКТ Офтальмология Гастроэнтерология Кардиология Урология Дерматология Стоматология Материаловедение и пр.

Содержание слайда: Офтальмологи применяют оптическую когерентную томографию сетчатки для диагностики следующих недугов:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Кармен Пулиафито 1995 году Декан, Keck School of Medicine, University of Southern California Впервые использовать концепцию оптической когерентной томографии в офтальмологии предложил американcкий ученый-офтальмолог Кармен Пулиафито в 1995 году. Позже, в 1996-1997 гг., первый прибор был внедрен в клиническую практику фирмой Carl Zeiss Meditec. В настоящее время при помощи этих устройств возможно проведение диагностики заболеваний глазного дна и переднего отрезка глаза на микроскопическом уровне.

Содержание слайда:

Содержание слайда: ОКТ позволяет определить и оценить:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Функция картирования

Содержание слайда: Проблема томографов данного поколения - чувствительность метода к микродвижениям глазного яблока. Наибольшие погрешности вызывают так называемые микросаккады – непроизвольные быстрые движения. Одно стандартное исследование на Stratus OCT (512 А–сканов) длится 1,28 сек. – за это время глазное яблоко 10–14 раз меняет свое положение. Подобный эффект негативно сказывается на конечной томограмме. Для нейтрализации появляющихся артефактов применяются методы графического сглаживания. Они эффективно выравнивают изображение, но могут скрывать локальные изменения, что вносит дополнительные затруднения в интерпретацию результатов. Проблема томографов данного поколения - чувствительность метода к микродвижениям глазного яблока. Наибольшие погрешности вызывают так называемые микросаккады – непроизвольные быстрые движения. Одно стандартное исследование на Stratus OCT (512 А–сканов) длится 1,28 сек. – за это время глазное яблоко 10–14 раз меняет свое положение. Подобный эффект негативно сказывается на конечной томограмме. Для нейтрализации появляющихся артефактов применяются методы графического сглаживания. Они эффективно выравнивают изображение, но могут скрывать локальные изменения, что вносит дополнительные затруднения в интерпретацию результатов.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Таким образом, получение линейного скана происходит не путем последовательного измерения отражающих свойств каждой отдельной точки пространства, а одномоментно. Глубина сканирования при этом равна зоне когерентности. Подобный принцип исследования позволяет преодолеть ограничивающие факторы, связанные со скоростью и точностью движения механических частей интерферометра, поскольку опорное плечо остается во время исследования неподвижным. Скорость сканирования спектральных ОКТ зависит от быстроты работы CCD–камеры и математического преобразователя, а аксиальная разрешающая способность – от чувствительности спектрометра. Поперечное разрешение всех типов ОКТ ограничивается аберрациями оптической системы глаза. Благодаря принципу своей работы, спектральные ОКТ позволяют выполнять более 25 тыс. линейных сканов в секунду, превосходя по этому параметру оптические томографы предыдущего поколения более чем в 60 раз (некоторые модели – в 120 раз). Аксиальная разрешающая способность находится в пределах 3–8 мкм, поперечная – 10–15 мкм.

Содержание слайда:

Содержание слайда: СКТ в отличие от time–domain OCT позволяют получить стандартный линейный профиль (1024 А–сканов) в среднем за 0,04 сек. За этот промежуток времени глазное яблоко не успевает совершить значимых движений, а значит, конечный В–скан максимально соответствует истинной структуре изучаемого объекта. СКТ в отличие от time–domain OCT позволяют получить стандартный линейный профиль (1024 А–сканов) в среднем за 0,04 сек. За этот промежуток времени глазное яблоко не успевает совершить значимых движений, а значит, конечный В–скан максимально соответствует истинной структуре изучаемого объекта. Высокое разрешение позволяет четко идентифицировать все слои сетчатки и внутренние слои сосудистой оболочки. Диагностический поиск производится на уровне отдельных структур и групп клеток (рис. 1). Четкая визуализация комплекса «пигментный эпителий – слой фоторецепторов – наружная пограничная мембрана» способствует раннему выявлению ретино–хориоидальной патологии. В качестве примера на рисунке 2 представлена ОКТ периферической зоны сетчатки пациента, страдающего дистрофией Штаргардта. Высокая разрешающая способность метода позволяет выявить патологические изменения в слое наружных сегментов фоторецепторов.

Содержание слайда: На сегодня на мировом рынке представлено 5 моделей спектральных оптических когерентных томографов c возможностью исследования заднего отрезка глаза:

Содержание слайда: Интерферометрия малой когерентности и оптическая когерентная томография

Содержание слайда: Интерференционный сигнал формируется в том случае, если оптическая Интерференционный сигнал формируется в том случае, если оптическая разность хода между интерферирующими волнами не превышает длины вре- менной когерентности Lc . Если используется низкокогерентный (широкополос- ный) источник излучения с малой длиной временной когерентности, то интер- ференционный сигнал представляет собой импульсный сигнал. На данном графике изменение интенсивности, регистрируемой фотоприемником, представлено в зависимости от величины сме- щения зеркала M2. Эта зависи- мость выражается следующим уравнением: где ER - амплитуда поля, отраженного от опорного зеркала M2; ES - амплитуда поля, отраженного от зеркала M1; | γ (2ΔZM) |- модуль нормированной функции временной когерентности светового поля, создаваемого источником; λ0 - цен- тральная длина волны излучения; 2ΔZM - оптическая разность хода в интерфе- рометре, соответствующая смещению зеркала M2 на величину ΔZM

Содержание слайда: При использовании источника малой когерентности значения комплексных составляющих электрического поля измерительной и опорной волн в фиксированной точке наблюдения можно выразить в форме .

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Метод оптической когерентной томографии с параллельным приемом сигнала с глубины и волоконно-оптическими модуляторами фазы Метод оптической когерентной томографии со схемой параллельного приема интерференционного сигнала (П-ОКТ), основанный на пространственном распараллеливании фазовой дифракционной решеткой опорной волны для создания временной задержки в интерферометре Маха – Цендера.

Содержание слайда: Метод ОКТ со схемой параллельного приема интерференционного сигнала (П-ОКТ) наиболее близок к классической ОКТ с временным способом построения изображения, но в нем отсутствует основной его недостаток – механическое изменение оптической разности хода, что позволяет достичь существенно более высокой скорости получения изображений. Основная идея метода П-ОКТ состоит в предварительном преобразовании опорной волны дифракционной решеткой таким образом, чтобы результат корреляции опорной и предметной волн был локализован в одной плоскости и мог быть одновременно проанализирован линейным массивом фотоэлементов. При этом, в отличие от спектральной ОКТ, данный метод не требует какой-либо дополнительной математической обработки ОКТ-сигнала. Метод ОКТ со схемой параллельного приема интерференционного сигнала (П-ОКТ) наиболее близок к классической ОКТ с временным способом построения изображения, но в нем отсутствует основной его недостаток – механическое изменение оптической разности хода, что позволяет достичь существенно более высокой скорости получения изображений. Основная идея метода П-ОКТ состоит в предварительном преобразовании опорной волны дифракционной решеткой таким образом, чтобы результат корреляции опорной и предметной волн был локализован в одной плоскости и мог быть одновременно проанализирован линейным массивом фотоэлементов. При этом, в отличие от спектральной ОКТ, данный метод не требует какой-либо дополнительной математической обработки ОКТ-сигнала.

Содержание слайда: П-ОКТ-установка

Содержание слайда: Расчет интенсивности интерференционного сигнала

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Литература: 1. И.П. Гуров ОПТИЧЕСКАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ТОМОГРАФИЯ: ПРИНЦИПЫ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Содержание слайда: Приложение

Содержание слайда: SOCT Copernicus+

Содержание слайда: Рис. 1. Структуры сетчатки видимые при оптической когерентной томографии.

Содержание слайда: Рис.2. Соотношение гистологических слоев сетчатки и структур, видимых на ОКТ.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Трехмерная визуализация

Содержание слайда:

Содержание слайда: