Kompleksna optička koherentna tomografija. Šta je koherentna tomografija retine? OCT i histologija

2, 3
1 FGAU NMIC "IRTC "Mikrohirurgija oka" nazvana po A.I. akad. S. N. Fedorova» Ministarstva zdravlja Rusije, Moskva
2 FKU „TsVKG im. P.V. Mandryka” Ministarstva odbrane Rusije, Moskva, Rusija
3 FGBOU VO RNIMU im. N.I. Pirogova iz Ministarstva zdravlja Rusije, Moskva, Rusija

Optička koherentna tomografija (OCT) je prvi put korištena za vizualizaciju očne jabučice prije više od 20 godina i još uvijek ostaje nezamjenjiva dijagnostička metoda u oftalmologiji. Sa OCT-om, postalo je moguće neinvazivno dobiti presjeke optičkog tkiva s višom rezolucijom nego bilo koji drugi modalitet snimanja. Dinamičan razvoj metode doveo je do povećanja njene osjetljivosti, rezolucije i brzine skeniranja. Trenutno se OCT aktivno koristi za dijagnostiku, praćenje i skrining bolesti očne jabučice, kao i za naučna istraživanja. Kombinacija modernih OCT tehnologija i fotoakustičkih, spektroskopskih, polarizacijskih, dopler i angiografskih, elastografskih metoda omogućila je procjenu ne samo morfologije tkiva, već i njihovog funkcionalnog (fiziološkog) i metaboličkog stanja. Pojavili su se operativni mikroskopi sa funkcijom intraoperativnog OCT-a. Predstavljeni uređaji se mogu koristiti za vizualizaciju prednjeg i stražnjeg segmenta oka. Ovaj pregled razmatra razvoj OCT metode, predstavlja podatke o savremenim OCT uređajima u zavisnosti od njihovih tehnoloških karakteristika i mogućnosti. Opisane su metode funkcionalnog OCT-a.

Za citiranje: Zakharova M.A., Kuroyedov A.V. Optička koherentna tomografija: tehnologija koja je postala stvarnost // BC. Klinička oftalmologija. 2015. br. 4. S. 204–211.

Za citiranje: Zakharova M.A., Kuroyedov A.V. Optička koherentna tomografija: tehnologija koja je postala stvarnost // BC. Klinička oftalmologija. 2015. br. 4. str. 204-211

Optička koherentna tomografija - tehnologija koja je postala stvarnost

Zaharova M.A., Kuroedov A.V.

Medicinski i klinički centar Mandryka
Ruski nacionalni istraživački medicinski univerzitet nazvan po N.I. Pirogov, Moskva

Optička koherentna tomografija (OCT) prvi put je primijenjena za snimanje oka prije više od dvije decenije i još uvijek ostaje nezamjenjiva metoda dijagnoze u oftalmologiji. OCT se može neinvazivno dobiti slike tkiva s višom rezolucijom nego bilo kojom drugom metodom snimanja. Trenutno se OCT aktivno koristi za dijagnosticiranje, praćenje i skrining očnih bolesti, kao i za naučna istraživanja. Kombinacija moderne tehnologije i optičke koherentne tomografije sa fotoakustičkim, spektroskopskim, polarizacijskim, doplerskim i angiografskim, elastografskim metodama omogućila je procjenu ne samo morfologije tkiva, već i njihove fiziološke i metaboličke funkcije. Nedavno su se pojavili mikroskopi sa intraoperativnom funkcijom optičke koherentne tomografije. Ovi uređaji se mogu koristiti za snimanje prednjeg i stražnjeg segmenta oka. U ovom pregledu se razmatra razvoj metode optičke koherentne tomografije, daju se informacije o postojećim OCT uređajima u zavisnosti od njihovih tehničkih karakteristika i mogućnosti.

Ključne riječi: optička koherentna tomografija (OCT), funkcionalna optička koherentna tomografija, intraoperativna optička koherentna tomografija.

Za citiranje: Zaharova M.A., Kuroedov A.V. Optička koherentna tomografija - tehnologija koja je postala stvarnost. // RMJ. klinička oftalomologija. 2015. br. 4. str. 204–211.

Članak je posvećen upotrebi optičke koherentne tomografije u oftalmologiji

Optička koherentna tomografija (OCT) je dijagnostička metoda koja omogućava dobijanje tomografskih preseka unutrašnjih bioloških sistema visoke rezolucije. Naziv metode je prvi put dat u radu tima sa Massachusetts Institute of Technology, objavljenom u časopisu Science 1991. Autori su predstavili tomografske slike koje pokazuju in vitro peripapilarnu zonu retine i koronarne arterije. Prve in vivo studije retine i prednjeg segmenta oka pomoću OCT objavljene su 1993. i 1994. godine. odnosno . Sljedeće godine objavljen je niz radova o primjeni metode za dijagnostiku i praćenje bolesti makularne regije (uključujući makularni edem kod dijabetes melitusa, makularne rupe, seroznu korioretinopatiju) i glaukoma. Godine 1994. razvijena OCT tehnologija je prebačena u inostranu diviziju Carl Zeiss Inc. (Hamphrey Instruments, Dublin, SAD), a već 1996. godine stvoren je prvi serijski OCT sistem dizajniran za oftalmološku praksu.
Princip OCT metode je da se svjetlosni val usmjerava u tkiva, gdje se širi i reflektira ili raspršuje od unutrašnjih slojeva, koji imaju različita svojstva. Rezultirajuće tomografske slike su, u stvari, ovisnost intenziteta signala raspršenog ili reflektiranog od struktura unutar tkiva o udaljenosti do njih. Proces snimanja se može posmatrati na sljedeći način: signal se šalje tkivu iz izvora, a intenzitet povratnog signala se sukcesivno mjeri u određenim intervalima. Pošto je brzina širenja signala poznata, udaljenost se određuje ovim indikatorom i vremenom njegovog prolaska. Tako se dobija jednodimenzionalni tomogram (A-scan). Ako se uzastopno pomičete duž jedne od osi (vertikalna, vodoravna, kosa) i ponavljate prethodna mjerenja, možete dobiti dvodimenzionalni tomogram. Ako se uzastopno pomičete duž još jedne ose, tada možete dobiti skup takvih sekcija ili volumetrijski tomogram. OCT sistemi koriste interferometriju slabe koherentnosti. Interferometrijske metode mogu značajno povećati osjetljivost, jer mjere amplitudu reflektiranog signala, a ne njegov intenzitet. Glavne kvantitativne karakteristike OCT uređaja su aksijalna (dubina, aksijalna, duž A-skenova) i poprečna (između A-skenova) rezolucija, kao i brzina skeniranja (broj A-skenova u 1 s).
Prvi OCT uređaji koristili su sekvencijalnu (vremensku) metodu snimanja (optička koherentna tomografija u vremenskom domenu, TD-OC) (tabela 1). Ova metoda se zasniva na principu rada interferometra, koji je predložio A.A. Michelson (1852–1931). Svjetlosni snop niske koherentnosti iz superluminiscentne LED diode podijeljen je na 2 snopa, od kojih se jedan reflektuje od objekta koji se proučava (oko), dok drugi prolazi duž referentne (uporedne) putanje unutar uređaja i reflektuje se posebnim ogledalom. , čiji položaj prilagođava istraživač. Kada su dužine snopa reflektovanog od tkiva koje se proučava i snopa od ogledala jednake, javlja se fenomen interferencije, koji se bilježi LED diodom. Svaka mjerna točka odgovara jednom A skeniranju. Rezultirajući pojedinačni A-skenovi se zbrajaju, što rezultira dvodimenzionalnom slikom. Aksijalna rezolucija komercijalnih instrumenata prve generacije (TD-OCT) je 8-10 µm pri brzini skeniranja od 400 A-skenova/s. Nažalost, prisustvo pokretnog ogledala povećava vreme pregleda i smanjuje rezoluciju uređaja. Osim toga, pokreti očiju koji se neizbježno javljaju tokom datog trajanja skeniranja, ili loša fiksacija tokom studije, dovode do stvaranja artefakata koji zahtijevaju digitalnu obradu i mogu sakriti važne patološke karakteristike u tkivima.
2001. godine uvedena je nova tehnologija - Ultrahigh-resolution OCT (UHR-OCT), koja je omogućila dobivanje slika rožnjače i mrežnice s aksijalnom rezolucijom od 2-3 µm. Kao izvor svjetlosti korišten je femtosekundni titan-safir laser (Ti:Al2O3 laser). U poređenju sa standardnom rezolucijom od 8-10 µm, OCT visoke rezolucije je počeo da pruža bolju vizualizaciju slojeva retine in vivo. Nova tehnologija omogućila je razlikovanje granica između unutrašnjeg i vanjskog sloja fotoreceptora, kao i vanjske ograničavajuće membrane. Unatoč poboljšanju rezolucije, primjena UHR-OCT-a zahtijevala je skupu i specijaliziranu lasersku opremu, što nije dozvoljavalo njegovu primjenu u širokoj kliničkoj praksi.
Uvođenjem spektralnih interferometara koji koriste Fourierovu transformaciju (Spectral domain, SD; Fouirier domain, FD), tehnološki proces je stekao niz prednosti u odnosu na upotrebu tradicionalnog vremenski zasnovanog OCT (Tabela 1). Iako je ova tehnika poznata od 1995. godine, nije korištena za snimanje mrežnice do skoro ranih 2000-ih. To je zbog pojave kamera velike brzine 2003. godine (uređaj sa spojnim punjenjem, CCD). Izvor svjetlosti u SD-OCT je širokopojasna superluminiscentna dioda, koja proizvodi snop niske koherentnosti koji sadrži više valnih dužina. Kao iu tradicionalnom OCT-u, i u spektralnom OCT-u svjetlosni snop je podijeljen na 2 snopa, od kojih se jedan reflektuje od objekta koji se proučava (oka), a drugi od fiksnog ogledala. Na izlazu interferometra, svjetlost se prostorno razlaže u spektar, a cijeli spektar se snima brzom CCD kamerom. Zatim, korištenjem matematičke Fourierove transformacije, interferentni spektar se obrađuje i formira se linearni A-sken. Za razliku od tradicionalnog OCT-a, gdje se linearni A-sken dobija uzastopnim mjerenjem reflektivnih svojstava svake pojedinačne tačke, u spektralnom OCT-u linearni A-sken se formira simultanim mjerenjem zraka reflektiranih od svake pojedinačne tačke. Aksijalna rezolucija modernih spektralnih OCT uređaja dostiže 3-7 µm, a brzina skeniranja je više od 40.000 A-skenova/s. Bez sumnje, glavna prednost SD-OCT-a je njegova velika brzina skeniranja. Prvo, može značajno poboljšati kvalitetu rezultirajućih slika smanjenjem artefakata koji se javljaju tokom pokreta očiju tokom studije. Inače, standardni linearni profil (1024 A-skena) može se dobiti u prosjeku za samo 0,04 s. Za to vrijeme, očna jabučica izvodi samo mikrosakadne pokrete s amplitudom od nekoliko lučnih sekundi, koji ne utječu na proces istraživanja. Drugo, postala je moguća 3D rekonstrukcija slike koja omogućava procjenu profila strukture koja se proučava i njene topografije. Dobivanje više slika istovremeno sa spektralnim OCT omogućilo je dijagnosticiranje malih patoloških žarišta. Dakle, sa TD-OCT, makula se prikazuje prema 6 radijalnih skeniranja, za razliku od 128–200 skeniranja istog područja kada se izvodi SD-OCT. Zahvaljujući visokoj rezoluciji, slojevi retine i unutrašnji slojevi žilnice mogu se jasno vizualizirati. Rezultat standardne SD-OCT studije je protokol koji prikazuje rezultate i grafički iu apsolutnom iznosu. Prvi komercijalni spektralni optički koherentni tomograf razvijen je 2006. godine, bio je to RTVue 100 (Optovue, SAD).

Trenutno, neki spektralni tomografi imaju dodatne protokole skeniranja, koji uključuju: modul za analizu pigmentnog epitela, laserski skenirajući angiograf, modul poboljšane dubine (EDI-OCT) i modul za glaukom (Tablica 2).

Preduvjet za razvoj modula poboljšane dubine slike (EDI-OCT) bilo je ograničenje snimanja horoide sa spektralnim OCT-om apsorpcijom svjetlosti pigmentnim epitelom retine i rasipanjem horoidnim strukturama. Jedan broj autora koristio je spektrometar valne dužine od 1050 nm, pomoću kojeg je bilo moguće kvalitativno vizualizirati i kvantificirati samu žilnicu. Godine 2008. opisana je metoda snimanja žilnice koja je implementirana postavljanjem SD-OCT uređaja dovoljno blizu oka, zbog čega je postalo moguće dobiti jasnu sliku horoide čija debljina može takođe se meri (tabela 1) . Princip metode leži u pojavi zrcalnih artefakata iz Fourierove transformacije. U ovom slučaju se formiraju 2 simetrične slike - pozitivna i negativna u odnosu na nultu liniju kašnjenja. Treba napomenuti da se osjetljivost metode smanjuje s povećanjem udaljenosti od očnog tkiva od interesa do ove uvjetne linije. Intenzitet prikaza sloja pigmentnog epitela retine karakterizira osjetljivost metode - što je sloj bliži nultoj liniji kašnjenja, to je veća njegova refleksivnost. Većina uređaja ove generacije dizajnirana je za proučavanje slojeva retine i vitreoretinalnog sučelja, tako da se retina nalazi bliže nultom liniji kašnjenja nego žilnica. Prilikom obrade skeniranja obično se uklanja donja polovina slike, a prikazuje se samo njen gornji dio. Ako premjestite OCT skeniranje tako da prelaze nultu liniju kašnjenja, tada će žilnica biti bliže njoj, što će vam omogućiti da je vizualizirate jasnije. Trenutno je modul poboljšane dubine slike dostupan od Spectralis (Heidelberg Engineering, Njemačka) i Cirrus HD-OCT (Carl Zeiss Meditec, SAD) tomografa. EDI-OCT tehnologija se koristi ne samo za proučavanje horoidee kod različitih očnih patologija, već i za vizualizaciju cribriformne ploče i procjenu njenog pomaka u zavisnosti od stadijuma glaukoma.
Metode Fourier-ove domene-OCT također uključuju OCT sa podesivim izvorom (OCT sa swept-source, SS-OCT; snimanje dubokog dometa, DRI-OCT). SS-OCT koristi laserske izvore s pomjeranjem frekvencije, tj. lasere u kojima je frekvencija emisije podešena velikom brzinom unutar određenog spektralnog opsega. U ovom slučaju, promjena se ne bilježi u frekvenciji, već u amplitudi reflektiranog signala tokom ciklusa podešavanja frekvencije. Uređaj koristi 2 paralelna fotodetektora, zahvaljujući kojima je brzina skeniranja 100 hiljada A-skenova/s (za razliku od 40 hiljada A-skenova u SD-OCT). SS-OCT tehnologija ima niz prednosti. Talasna dužina od 1050 nm koja se koristi u SS-OCT (nasuprot 840 nm u SD-OCT) omogućava jasnu vizualizaciju dubokih struktura kao što su horoid i lamina cribrosa, pri čemu kvalitet slike mnogo manje ovisi o udaljenosti tkiva od interesa do nulte linije kašnjenja. , kao u EDI-OCT. Osim toga, na datoj talasnoj dužini, svjetlost se manje raspršuje dok prolazi kroz zamućeno sočivo, što rezultira jasnijim slikama kod pacijenata s kataraktom. Prozor za skeniranje pokriva 12 mm zadnjeg pola (u poređenju sa 6-9 mm za SD-OCT), tako da se optički nerv i makula mogu vidjeti istovremeno na istom snimku. Rezultati SS-OCT studije su mape koje se mogu predstaviti kao ukupna debljina retine ili njenih pojedinačnih slojeva (sloj retinalnih nervnih vlakana, sloj ganglijskih ćelija zajedno sa unutrašnjim pleksimorfnim slojem, horoid). Swept-source OCT tehnologija se aktivno koristi za proučavanje patologije makularne zone, horoide, sklere, staklastog tijela, kao i za procjenu sloja nervnih vlakana i kribriformne ploče kod glaukoma. 2012. godine predstavljen je prvi komercijalni Swept-Source OCT, implementiran u Topcon Deep Range Imaging (DRI) OCT-1 Atlantis 3D SS-OCT instrument (Topcon Medical Systems, Japan). Od 2015. godine, komercijalni uzorak DRI OCT Triton (Topcon, Japan) sa brzinom skeniranja od 100.000 A-skenova/s i rezolucijom od 2-3 µm postao je dostupan na stranom tržištu.
Tradicionalno, OCT se koristi za pre- i postoperativnu dijagnozu. Razvojem tehnološkog procesa postalo je moguće koristiti OCT tehnologiju integrisanu u hirurški mikroskop. Trenutno se nudi nekoliko komercijalnih uređaja sa funkcijom izvođenja intraoperativnog OCT-a. Envisu SD-OIS (Spectral-domain oftalmic imaging system, SD-OIS, Bioptigen, USA) je spektralni optički koherentni tomograf dizajniran za vizualizaciju tkiva mrežnjače, može se koristiti i za dobijanje slika rožnjače, sklere i konjuktive. SD-OIS uključuje prijenosnu sondu i podešavanje mikroskopa, ima aksijalnu rezoluciju od 5 µm i brzinu skeniranja od 27 kHz. Druga kompanija, OptoMedical Technologies GmbH (Njemačka), također je razvila i predstavila OCT kameru koja se može instalirati na operativni mikroskop. Kamera se može koristiti za vizualizaciju prednjih i stražnjih segmenata oka. Kompanija ističe da ovaj uređaj može biti koristan u izvođenju hirurških zahvata kao što su transplantacija rožnjače, operacija glaukoma, operacija katarakte i vitreoretinalna hirurgija. OPMI Lumera 700/Rescan 700 (Carl Zeiss Meditec, SAD), objavljen 2014. godine, prvi je komercijalno dostupan mikroskop s integriranim optičkim koherentnim tomografom. Optičke staze mikroskopa se koriste za OCT snimanje u realnom vremenu. Pomoću uređaja možete mjeriti debljinu rožnjače i šarenice, dubinu i ugao prednje komore tokom operacije. OCT je pogodan za promatranje i kontrolu nekoliko faza u operaciji katarakte: incizije udova, kapsuloreksiju i fakoemulzifikacija. Osim toga, sistem može otkriti viskoelastične ostatke i pratiti položaj sočiva tokom i na kraju operacije. Tokom operacije u stražnjem segmentu mogu se vizualizirati vitreoretinalne adhezije, odvajanje stražnje hijaloidne membrane, te prisustvo foveolarnih promjena (edem, ruptura, neovaskularizacija, krvarenje). Trenutno se razvijaju nove instalacije pored postojećih.
OCT je, zapravo, metoda koja omogućava procjenu na histološkom nivou morfologije tkiva (oblik, struktura, veličina, prostorna organizacija općenito) i njihovih komponenti. Uređaji koji uključuju moderne OCT tehnologije i metode kao što su fotoakustična tomografija, spektroskopska tomografija, polarizaciona tomografija, doplerografija i angiografija, elastografija, optofiziologija, omogućavaju procjenu funkcionalnog (fiziološkog) i metaboličkog stanja proučavanih tkiva. Stoga, ovisno o mogućnostima koje OCT može imati, obično se klasificira na morfološke, funkcionalne i multimodalne.
Fotoakustična tomografija (PAT) koristi razlike u apsorpciji kratkih laserskih impulsa u tkivima, njihovom naknadnom zagrijavanju i izuzetno brzom toplinskom širenju za proizvodnju ultrazvučnih valova koje detektuju piezoelektrični prijemnici. Preovlađivanje hemoglobina kao glavnog apsorbenta ovog zračenja znači da fotoakustična tomografija može pružiti kontrastne slike vaskulature. Istovremeno, metoda daje relativno malo informacija o morfologiji okolnog tkiva. Dakle, kombinacija fotoakustične tomografije i OCT-a omogućava procjenu mikrovaskularne mreže i mikrostrukture okolnih tkiva.
Sposobnost bioloških tkiva da apsorbuju ili rasipaju svetlost u zavisnosti od talasne dužine može se koristiti za procenu funkcionalnih parametara, posebno zasićenja hemoglobina kiseonikom. Ovaj princip je implementiran u spektroskopskom OCT (Spectroscopic OCT, SP-OCT). Iako je metoda trenutno u razvoju i njena upotreba je ograničena na eksperimentalne modele, ona se ipak čini obećavajućom u smislu istraživanja zasićenosti krvi kisikom, prekanceroznih lezija, intravaskularnih plakova i opekotina.
OCT osjetljiv na polarizaciju (PS-OCT) mjeri stanje polarizacije svjetlosti i zasniva se na činjenici da neka tkiva mogu promijeniti stanje polarizacije svjetlosnog snopa sonde. Različiti mehanizmi interakcije između svjetlosti i tkiva mogu uzrokovati promjene u stanju polarizacije, kao što su dvolom i depolarizacija, koji su već djelomično korišteni u laserskoj polarimetriji. Dvolomna tkiva su stroma rožnjače, sklera, očni mišići i tetive, trabekularna mreža, sloj nervnih vlakana retine i ožiljno tkivo. Efekat depolarizacije uočen je u proučavanju melanina sadržanog u tkivima retinalnog pigmentnog epitela (REP), pigmentnog epitela šarenice, nevusa i melanoma žilnice, kao i u obliku nakupina pigmenta žilnice. . Prvi polarizacijski interferometar niske koherencije implementiran je 1992. godine. 2005. godine, PS-OCT je demonstriran za in vivo snimanje ljudske retine. Jedna od prednosti PS-OCT metode je mogućnost detaljne procjene PES-a, posebno u slučajevima kada je pigmentni epitel slabo vidljiv na OCT-u, na primjer, kod neovaskularne makularne degeneracije, zbog jake distorzije slojeva retine i povratno rasipanje (slika 1). Postoji i direktna klinička svrha ove metode. Činjenica je da vizualizacija atrofije sloja RPE može objasniti zašto se oštrina vida ne poboljšava kod ovih pacijenata tokom tretmana nakon anatomske retinalne popravke. Polarizacijski OCT se također koristi za procjenu stanja sloja nervnih vlakana kod glaukoma. Treba napomenuti da se druge depolarizirajuće strukture unutar zahvaćene retine mogu otkriti pomoću PS-OCT. Inicijalne studije kod pacijenata sa dijabetičkim makularnim edemom su pokazale da su tvrdi eksudati depolarizirajuće strukture. Stoga se PS-OCT može koristiti za otkrivanje i kvantificiranje (veličina, broj) tvrdih eksudata u ovom stanju.
Optička koherentna elastografija (OCE) se koristi za određivanje biomehaničkih svojstava tkiva. OCT elastografija je slična ultrazvučnoj sonografiji i elastografiji, ali ima prednosti OCT-a, kao što su visoka rezolucija, neinvazivnost, snimanje u realnom vremenu, dubina penetracije tkiva. Metoda je prvi put demonstrirana 1998. za in vivo snimanje mehaničkih svojstava ljudske kože. Eksperimentalne studije rožnjače donora koje koriste ovu metodu pokazale su da OCT elastografija može kvantifikovati klinički relevantna mehanička svojstva ovog tkiva.
Prva Doppler optička koherentna tomografija (D-OCT) za mjerenje očnog krvotoka pojavila se 2002. godine. U 2007., ukupni protok krvi u retini mjeren je kružnim B-skenerima oko optičkog živca. Međutim, metoda ima niz ograničenja. Na primjer, spor protok krvi u malim kapilarama teško je uočiti s Doppler OCT. Osim toga, većina plovila ide gotovo okomito na snop skeniranja, tako da detekcija signala Doplerovog pomaka kritično ovisi o kutu upadne svjetlosti. Pokušaj da se prevaziđu nedostaci D-OCT je OCT angiografija. Za implementaciju ove metode bila je potrebna visokokontrastna i superbrza OCT tehnologija. Algoritam nazvan split-spectrum amplitude decorrelation angiography (SS-ADA) postao je ključ za razvoj i poboljšanje tehnike. SS-ADA algoritam uključuje analizu pomoću podjele punog spektra optičkog izvora na nekoliko dijelova, nakon čega slijedi poseban proračun dekorelacije za svaki frekvencijski opseg spektra. Istovremeno se vrši anizotropna dekorelaciona analiza i izvode se brojni skeniranja pune spektralne širine, koja obezbeđuju visoku prostornu rezoluciju vaskulature (sl. 2, 3). Ovaj algoritam se koristi u tomografu Avanti RTVue XR (Optovue, SAD). OCT angiografija je neinvazivna 3D alternativa konvencionalnoj angiografiji. Prednosti metode uključuju neinvazivnost studije, odsustvo potrebe za korištenjem fluorescentnih boja, mogućnost mjerenja očnog krvotoka u žilama u kvantitativnom smislu.

Optofiziologija je metoda neinvazivnog proučavanja fizioloških procesa u tkivima pomoću OCT-a. OCT je osjetljiv na prostorne promjene u optičkoj refleksiji ili rasipanju svjetlosti u tkivima koje su povezane s lokalnim promjenama indeksa prelamanja. Fiziološki procesi koji se dešavaju na ćelijskom nivou, kao što su depolarizacija membrane, oticanje ćelija i metaboličke promene, mogu dovesti do malih, ali uočljivih promena u lokalnim optičkim svojstvima biološkog tkiva. Prvi dokaz da se OCT može koristiti za dobijanje i procjenu fiziološkog odgovora na stimulaciju svjetlom mrežnice demonstriran je 2006. Nakon toga, ova tehnika je primijenjena na proučavanje ljudske retine in vivo. Trenutno veliki broj istraživača nastavlja da radi u ovom pravcu.
OCT je jedan od najuspješnijih i najuspješnijih metoda snimanja u oftalmologiji. Trenutno se uređaji za tehnologiju nalaze na listi proizvoda više od 50 kompanija u svijetu. U proteklih 20 godina, rezolucija se poboljšala 10 puta, a brzina skeniranja se povećala stotinama puta. Kontinuirani napredak u OCT tehnologiji učinio je ovu metodu vrijednim alatom za istraživanje struktura oka u praksi. Razvoj novih tehnologija i dodataka OCT-u u protekloj deceniji omogućava postavljanje tačne dijagnoze, sprovođenje dinamičkog praćenja i evaluaciju rezultata lečenja. Ovo je primjer kako nove tehnologije mogu riješiti stvarne medicinske probleme. I, kao što je često slučaj s novim tehnologijama, daljnje iskustvo u primjeni i razvoj aplikacija može omogućiti dublje razumijevanje patogeneze očne patologije.

Književnost

1. Huang D., Swanson E.A., Lin C.P. et al. Optička koherentna tomografija // Nauka. 1991 Vol. 254. br. 5035. P. 1178–1181.
2. Swanson E.A., Izatt J.A., Hee M.R. et al. In vivo snimanje mrežnice optičkom koherentnom tomografijom // Opt Lett. 1993 Vol. 18. br. 21. P. 1864–1866.
3. Fercher A.F., Hitzenberger C.K., Drexler W., Kamp G., Sattmann H. In-Vivo optička koherentna tomografija // Am J Ophthalmol. 1993 Vol. 116. br. 1. str. 113–115.
4. Izatt J.A., Hee M.R., Swanson E.A., Lin C.P., Huang D., Schuman J.S., Puliafito C.A., Fujimoto J.G. Mikrometarsko snimanje prednjeg oka in vivo s optičkom koherentnom tomografijom // Arch Ophthalmol. 1994 Vol. 112. br. 12. P. 1584–1589.
5. Puliafito C.A., Hee M.R., Lin C.P., Reichel E., Schuman J.S., Duker J.S., Izatt J.A., Swanson E.A., Fujimoto J.G. Snimanje makularnih bolesti optičkom koherentnom tomografijom // Oftalmologija. 1995 Vol. 102. br. 2. str. 217–229.
6. Schuman J.S., Hee M.R., Arya A.V., Pedut-Kloizman T., Puliafito C.A., Fujimoto J.G., Swanson E.A. Optička koherentna tomografija: novi alat za dijagnozu glaukoma // Curr Opin Ophthalmol. 1995 Vol. 6. br. 2. str. 89–95.
7. Schuman J.S., Hee M.R., Puliafito C.A., Wong C., Pedut-Kloizman T., Lin C.P., Hertzmark E., Izatt .JA., Swanson E.A., Fujimoto J.G. Kvantifikacija debljine sloja nervnih vlakana u normalnim i glaukomatoznim očima pomoću optičke koherentne tomografije // Arch Ophthalmol. 1995 Vol. 113. br. 5. str. 586–596.
8. Hee M.R., Puliafito C.A., Wong C., Duker J.S., Reichel E., Schuman J.S., Swanson E.A., Fujimoto J.G. Optička koherentna tomografija makularnih rupa // Oftalmologija. 1995 Vol. 102. br. 5. str. 748–756.
9. Hee M.R., Puliafito C.A., Wong C., Reichel E., Duker J.S., Schuman J.S., Swanson E.A., Fujimoto J.G. Optička koherentna tomografija centralne serozne korioretinopatije // Am J Ophthalmol.1995. Vol. 120. br. 1. str. 65–74.
10. Hee M.R., Puliafito C.A., Wong C., Duker J.S., Reichel E., Rutledge B., Schuman J.S., Swanson E.A., Fujimoto J.G. Kvantitativna procjena makularnog edema optičkom koherentnom tomografijom // Arch Ophthalmol. 1995 Vol. 113. br. 8. P. 1019–1029.
11. Viskovatykh A.V., Pozhar V.E., Pustovoit V.I. Razvoj optičkog koherentnog tomografa za oftalmologiju zasnovanog na brzo podesivim akusto-optičkim filterima // Zbornik radova III Evroazijskog kongresa medicinske fizike i inženjerstva "Medicinska fizika - 2010". 2010. V. 4. C. 68–70. M., 2010.
12. Drexler W., Morgner U., Ghanta R.K., Kartner F.X., Schuman J.S., Fujimoto J.G. Oftalmološka optička koherentna tomografija ultra visoke rezolucije // Nat Med. 2001 Vol. 7. br. 4. str. 502–507.
13. Drexler W., Sattmann H., Hermann B. et al. Poboljšana vizualizacija makularne patologije uz korištenje optičke koherentne tomografije ultra visoke rezolucije // Arch Ophthalmol. 2003 Vol. 121. P. 695–706.
14. Ko T.H., Fujimoto J.G., Schuman J.S. et al. Usporedba optičke koherentne tomografije ultravisoke i standardne rezolucije za snimanje makularne patologije // Arch Ofthalmol. 2004 Vol. 111. P. 2033–2043.
15. Ko T.H., Adler D.C., Fujimoto J.G. et al. Ultravisoka rezolucija optičke koherentne tomografije sa širokopojasnim superluminiscentnim diodnim izvorom svjetlosti // Opt Express. 2004 Vol. 12. P. 2112–2119.
16. Fercher A.F., Hitzenberger C.K., Kamp G., El-Zaiat S.Y. Mjerenje intraokularnih udaljenosti spektralnom interfereometrijom povratnog raspršenja // Opt Commun. 1995 Vol. 117. P. 43–48.
17. Choma M.A., Šarunić M.V., Yang C.H., Izatt J.A. Prednost osjetljivosti swept izvora i optičke koherentne tomografije Fourierove domene // Opt Express. 2003 Vol. 11. br. 18. P. 2183–2189.
18. Astahov Yu.S., Belekhova S.G. Optička koherentna tomografija: kako je sve počelo i suvremene dijagnostičke mogućnosti tehnike // Oftalmološki časopisi. 2014. V. 7. br. 2. C. 60–68. .
19. Svirin A.V., Kiyko Yu.I., Obruch B.V., Bogomolov A.V. Spektralna koherentna optička tomografija: principi i mogućnosti metode // Klinička oftalmologija. 2009. V. 10. br. 2. C. 50–53.
20. Kiernan D.F., Hariprasad S.M., Chin E.K., Kiernan C.L., Rago J., Mieler W.F. Prospektivno poređenje cirusne i stratusne optičke koherentne tomografije za kvantificiranje debljine retine // Am J Ophthalmol. 2009 Vol. 147. br. 2. str. 267–275.
21. Wang R.K. Degradacija signala višestrukim raspršivanjem u optičkoj koherentnoj tomografiji gustog tkiva: monte karlo studija prema optičkom čišćenju biotkiva // Phys Med Biol. 2002 Vol. 47. br. 13. P. 2281–2299.
22. Povazay B., Bizheva K., Hermann B. et al. Poboljšana vizualizacija koroidnih žila korištenjem oftalmološkog OCT ultravisoke rezolucije na 1050 nm // Opt Express. 2003 Vol. 11. br. 17. P. 1980–1986.
23. Spaide R.F., Koizumi H., Pozzoni M.C. et al. Optička koherentna tomografija spektralne domene poboljšane dubine snimanja // Am J Ophthalmol. 2008 Vol. 146. P. 496–500.
24. Margolis R., Spaide R.F. Pilot studija poboljšane optičke koherentne tomografije horoide u normalnim očima // Am J Ophthalmol. 2009 Vol. 147. P. 811–815.
25. Ho J., Castro D.P., Castro L.C., Chen Y., Liu J., Mattox C., Krishnan C., Fujimoto J.G., Schuman J.S., Duker J.S. Klinička procjena zrcalnih artefakata u optičkoj koherentnoj tomografiji spektralne domene // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010 Vol. 51. br. 7. P. 3714–3720.
26. Anand R. Tomografija poboljšane dubine optičke koherencije iImaging - pregled // Delhi J Ophthalmol. 2014. Vol. 24. br. 3. str. 181–187.
27. Rahman W., Chen F.K., Yeoh J. et al. Ponovljivost ručnih subfovealnih mjerenja debljine koroidee kod zdravih subjekata primjenom tehnike optičke koherentne tomografije poboljšane dubine snimanja // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011 Vol. 52. br. 5. P. 2267–2271.
28. Park S.C., Brumm J., Furlanetto R.L., Netto C., Liu Y., Tello C., Liebmann J.M., Ritch R. Dubina lamine cribrosa u različitim stadijima glaukoma // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015. Vol. 56. br. 3. P. 2059–2064.
29. Park S.C., Hsu A.T., Su D., Simonson J.L., Al-Jumayli M., Liu Y., Liebmann J.M., Ritch R. Faktori povezani s fokalnim defektima lamine cribrosa kod glaukoma // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013. Vol. 54. br. 13. P. 8401–8407.
30. Faridi O.S., Park S.C., Kabadi R., Su D., De Moraes C.G., Liebmann J.M., Ritch R. Efekat fokalnog defekta lamine cribrosa na progresiju glaukomatoznog vidnog polja // Oftalmologija. 2014Vol. 121. br. 8. P. 1524–1530.
31. Potsaid B., Baumann B., Huang D., Barry S., Cable A.E., Schuman J.S., Duker J.S., Fujimoto J.G. Ultravisoka brzina 1050nm swept izvor / Fourierova domena OCT retinalnog i prednjeg segmenta snimanja pri 100.000 do 400.000 aksijalnih skeniranja u sekundi // Opt Express 2010. Vol. 18. br. 19. P. 20029–20048.
32. Adhi M., Liu J.J., Qavi A.H., Grulkowski I., Fujimoto J.G., Duker J.S. Poboljšana vizualizacija koroido-skleralnog interfejsa pomoću OCT-a sa swept-source // Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina. 2013. Vol. 44. P. 40–42.
33. Mansouri K., Medeiros F.A., Marchase N. et al. Procjena debljine i volumena horoide za vrijeme testa pijenja vode pomoću optičke koherentne tomografije s pomičnim izvorom // Oftalmologija. 2013. Vol. 120. br. 12. P. 2508–2516.
34. Mansouri K., Nuyen B., Weinreb R.N. Poboljšana vizualizacija dubokih očnih struktura u glaukomu pomoću optičke koherentne tomografije visoke penetracije // Expert Rev Med Devices. 2013. Vol. 10. br. 5. str. 621–628.
35. Takayama K., Hangai M., Kimura Y. et al. Trodimenzionalno snimanje defekta lamine cribrosa kod glaukoma korištenjem optičke koherentne tomografije sweptsource // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013. Vol. 54. br. 7. P. 4798–4807.
36. Park H.Y., Shin H.Y., Park C.K. Snimanje stražnjeg segmenta oka korištenjem optičke koherentne tomografije s brzim izvorom u očima s miopskim glaukomom: usporedba sa snimanjem poboljšane dubine // Am J Ophthalmol. 2014. Vol. 157. br. 3. str. 550–557.
37. Michalewska Z., Michalewski J., Adelman R.A., Zawislak E., Nawrocki J. Debljina koroidee izmjerena optičkom koherentnom tomografijom swept source prije i poslije vitrektomije s pilingom unutrašnje ograničavajuće membrane za idiopatske epiretinalne membrane // Retina. 2015. Vol. 35. br. 3. str. 487–491.
38. Lopilly Park H.Y., Lee N.Y., Choi J.A., Park C.K. Mjerenje debljine sklere korištenjem optičke koherentne tomografije sa swept-source kod pacijenata s glaukomom otvorenog kuta i miopijom // Am J Ophthalmol. 2014. Vol. 157. br. 4. str. 876–884.
39. Omodaka K., Horii T., Takahashi S., Kikawa T., Matsumoto A., Shiga Y., Maruyama K., Yuasa T., Akiba M., Nakazawa T. 3D evaluacija Lamina Cribrosa sa swept- Izvor optička koherentna tomografija kod glaukoma normalne napetosti // PLoS One. 2015 Apr 15. Vol. 10(4). e0122347.
40. Mansouri K., Nuyen B., Weinreb R. Poboljšana vizualizacija dubokih očnih struktura u glaukomu pomoću optičke koherentne tomografije visoke penetracije. Expert Rev Med Devices. 2013. Vol. 10. br. 5. str. 621–628.
41. Binder S. Optička koherentna tomografija/oftalmologija: Intraoperativni OCT poboljšava oftalmičku hirurgiju // BioOpticsWorld. 2015. Vol. 2. P. 14–17.
42. Zhang Z.E., Povazay B., Laufer J., Aneesh A., Hofer B., Pedley B., Glittenberg C., Treeby B., Cox B., Beard P., Drexler W. Multimodalna fotoakustična i optička koherentna tomografija skener koji koristi svu optičku šemu detekcije za 3D morfološko snimanje kože // Biomed Opt Express. 2011 Vol. 2. br. 8. P. 2202–2215.
43. Morgner U., Drexler W., Ka..rtner F. X., Li X. D., Pitris C., Ippen E. P. i Fujimoto J. G. Spektroskopska optička koherentna tomografija, Opt Lett. 2000 Vol. 25. br. 2. str. 111–113.
44. Leitgeb R., Wojtkowski M., Kowalczyk A., Hitzenberger C. K., Sticker M., Ferche A. F. Spektralno mjerenje apsorpcije spektroskopskom optičkom koherentnom tomografijom frekvencijskog domena // Opt Lett. 2000 Vol. 25. br. 11. P. 820–822.
45. Pircher M., Hitzenberger C.K., Schmidt-Erfurth U. Optička koherentna tomografija osjetljiva na polarizaciju u ljudskom oku // Progress in Retinal and Eye Research. 2011 Vol. 30. br. 6. str. 431–451.
46. ​​Geitzinger E., Pircher M., Geitzenauer W., Ahlers C., Baumann B., Michels S., Schmidt-Erfurth U., Hitzenberger C.K. Segmentacija pigmentnog epitela retine pomoću optičke koherentne tomografije osjetljive na polarizaciju // Opt Express. 2008 Vol. 16. P. 16410–16422.
47. Pircher M., Goetzinger E., Leitgeb R., Hitzenberger C.K. Optička koherentna tomografija osjetljive na polarizaciju s transverzalnom fazom // Phys Med Biol. 2004 Vol. 49. P. 1257-1263.
48. Mansouri K., Nuyen B., N Weinreb R. Poboljšana vizualizacija dubokih očnih struktura u glaukomu pomoću optičke koherentne tomografije visoke penetracije. Expert Rev Med Devices. 2013. Vol. 10. br. 5. str. 621–628.
49. Geitzinger E., Pircher M., Hitzenberger C.K. Optička koherentna tomografija ljudske mrežnice osjetljive na polarizaciju spektralne domene velike brzine // Opt Express. 2005 Vol. 13. P. 10217–10229.
50. Ahlers C., Gotzinger E., Pircher M., Golbaz I., Prager F., Schutze C., Baumann B., Hitzenberger C.K., Schmidt-Erfurth U. Snimanje pigmentnog epitela retine kod starosne makularne degeneracije korištenjem optičke koherentne tomografije osjetljive na polarizaciju // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010 Vol. 51. P. 2149–2157.
51. Geitzinger E., Baumann B., Pircher M., Hitzenberger C.K. Optička koherentna tomografija osjetljiva na polarizaciju spektralne domene ultra visoke rezolucije bazirana na vlaknima koja održava polarizaciju // Opt Express. 2009 Vol. 17. P. 22704–22717.
52. Lammer J., Bolz M., Baumann B., Geitzinger E., Pircher M., Hitzenberger C., Schmidt-Erfurth U. 2010. Automatsko otkrivanje i kvantifikacija tvrdih eksudata kod dijabetičkog makularnog edema korištenjem optičke koherentne tomografije osjetljive na polarizaciju // ARVO sažetak 4660/D935.
53. Schmitt J. OCT elastografija: snimanje mikroskopske deformacije i deformacije tkiva // Opt Express. 1998 Vol. 3. br. 6. str. 199–211.
54. Ford M.R., Roy A.S., Rollins A.M. i Dupps W.J.Jr. Serijsko biomehaničko poređenje edematozne, normalne i kolagenom umrežene rožnjače humanih donora korištenjem optičke koherentne elastografije // J Cataract Refract Surg. 2014. Vol. 40. br. 6. P. 1041–1047.
55. Leitgeb R., Schmetterer L.F., Wojtkowski M., Hitzenberger C.K., Sticker M., Fercher A.F. Mjerenje brzine protoka interferometrijom kratke koherentnosti u frekventnom domenu. Proc. SPIE. 2002. str. 16–21.
56. Wang Y., Bower B.A., Izatt J.A., Tan O., Huang D. In vivo mjerenje ukupnog protoka krvi u retini pomoću Fourierove domene optičke koherentne tomografije // J Biomed Opt. 2007 Vol. 12. P. 412–415.
57. Wang R.K., Ma Z., Snimanje protoka u realnom vremenu uklanjanjem artefakata teksturnog uzorka u optičkoj dopler tomografiji spektralnog domena, Opt. Lett. 2006 Vol. 31. br. 20. P. 3001–3003.
58. Wang R.K., Lee A. Doppler optička mikroangiografija za volumetrijsko snimanje vaskularne perfuzije in vivo // Opt Express. 2009 Vol. 17. br. 11. P. 8926–8940.
59. Wang Y., Bower B.A., Izatt J.A., Tan O., Huang D. Mjerenje protoka krvi u retini pomoću cirkumpapilarne Fourierove doplerove optičke koherentne tomografije // J Biomed Opt. 2008 Vol. 13. br. 6. str. 640–643.
60. Wang Y., Fawzi A., Tan O., Gil-Flamer J., Huang D. Detekcija retinalnog krvotoka kod pacijenata sa dijabetesom pomoću optičke koherentne tomografije Fourier domene Dopplera // Opt Express. 2009 Vol. 17. br. 5. P. 4061–4073.
61. Jia Y., Tan O., Tokayer J., Potsaid B., Wang Y., Liu J.J., Kraus M.F., Subhash H., Fujimoto J.G., Hornegger J., Huang D. amplitudno-dekorelaciona angiografija podijeljenog spektra sa optička koherentna tomografija // Opt Express. 2012. Vol. 20. br. 4. P. 4710–4725.
62. Jia Y., Wei E., Wang X., Zhang X., Morrison J.C., Parikh M., Lombardi L.H., Gattey D.M., Armor R.L., Edmunds B., Kraus M.F., Fujimoto J.G., Huang D. Optička koherentna tomografija. angiografija perfuzije optičkog diska kod glaukoma // Oftalmologija. 2014. Vol. 121. br. 7. P. 1322–1332.
63. Bizheva K., Pflug R., Hermann B., Povazay B., Sattmann H., Anger E., Reitsamer H., Popov S., Tylor J.R., Unterhuber A., ​​Qui P., Ahnlet P.K., Drexler W Optophysiology: dubinsko razlučeno sondiranje retinalne fiziologije s funkcionalnom optičkom koherentnom tomografijom ultravisoke rezolucije // PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of America). 2006 Vol. 103. br. 13. P. 5066–5071.
64. Tumlinson A.R., Hermann B., Hofer B., Považay B., Margrain T.H., Binns A.M., Drexler W., Tehnike ekstrakcije in vivo intrinzičnih optičkih signala ljudske retine s optičkom koherentnom tomografijom // Jpn. J. Ophthalmol. 2009 Vol. 53. P. 315–326.


Ova metoda optičke dijagnostike omogućava vam da vizualizirate strukturu tkiva živog organizma u poprečnom presjeku. Zbog svoje visoke rezolucije, optička koherentna tomografija (OCT) omogućava dobijanje histoloških slika in vivo, a ne nakon pripreme preseka. OCT metoda je zasnovana na interferometriji niske koherencije.

U savremenoj medicinskoj praksi OCT se koristi kao neinvazivna beskontaktna tehnologija za proučavanje prednjeg i stražnjeg segmenta oka na morfološkom nivou kod živih pacijenata. Ova tehnika vam omogućava da procijenite i snimite veliki broj parametara:

  • stanje i optički nerv;
  • debljina i transparentnost;
  • stanje i ugao prednje komore.

Zbog činjenice da se dijagnostički postupak može ponoviti više puta, uz snimanje i pohranjivanje rezultata, moguće je procijeniti dinamiku procesa u odnosu na pozadinu liječenja.

Prilikom izvođenja OCT-a procjenjuje se dubina i veličina svjetlosnog snopa koji se reflektuje od tkiva različitih optičkih svojstava. Sa aksijalnom rezolucijom od 10 µm dobija se najoptimalnija slika struktura. Ova tehnika vam omogućava da odredite kašnjenje eha svjetlosnog snopa, promjenu njegovog intenziteta i dubine. Prilikom fokusiranja na tkiva, svjetlosni snop se raspršuje i djelimično odbija od mikrostruktura koje se nalaze na različitim nivoima u organu koji se proučava.

OCT retine (makula)

Optička koherentna tomografija mrežnjače se u pravilu radi kod bolesti centralnih dijelova oka - edema, distrofija, krvarenja itd.

OCT glave očnog živca (OND)

Optički živac (njegov vidljivi dio - disk) se ispituje na takve patologije vidnog aparata kao što je oticanje glave živca itd.

Mehanizam djelovanja OCT-a sličan je principu dobijanja informacija tokom A-skeniranja. Suština potonjeg je mjerenje vremenskog intervala potrebnog za prolaz akustičnog impulsa od izvora do tkiva koja se proučava i natrag do prijemnog senzora. Umjesto zvučnog vala, OCT koristi snop koherentne svjetlosti. Talasna dužina je 820 nm, odnosno nalazi se u infracrvenom opsegu.

OCT ne zahtijeva posebnu pripremu, međutim, medicinskom ekspanzijom možete dobiti više informacija o strukturi stražnjeg segmenta oka.

Uređaj uređaja

U oftalmologiji se koristi tomograf, u kojem je izvor zračenja superluminiscentna dioda. Dužina koherentnosti potonjeg je 5-20 µm. Hardverski dio uređaja sadrži Michelsonov interferometar, konfokalni mikroskop (slit lampa ili fundus kamera) nalazi se u kraku objekta, a jedinica vremenske modulacije smještena je u referentnom kraku.

Koristeći video kameru, možete prikazati sliku i putanju skeniranja područja proučavanja na ekranu. Primljene informacije se obrađuju i snimaju u memoriji računara u obliku grafičkih datoteka. Sami tomogrami su logaritamske dvobojne (crno-bijele) skale. Da bi se rezultat bolje uočio, uz pomoć posebnih programa, crno-bijela slika se pretvara u pseudo-boju. Područja s visokom reflektivnošću su obojena bijelom i crvenom bojom, a područja s visokom prozirnošću obojena su crnom bojom.

Indikacije za OCT

Na osnovu OCT podataka može se suditi o strukturi normalnih struktura očne jabučice, kao i identificirati različite patološke promjene:

  • , posebno postoperativni;
  • iridocilijarno distrofični procesi;
  • trakcioni vitreomakularni sindrom;
  • edem, prerupture i rupture makule;
  • glaukom;
  • pigmentirano.

Video o katarakti kod dijabetesa

Kontraindikacije

Ograničenje upotrebe OCT-a je smanjena transparentnost ispitivanih tkiva. Osim toga, poteškoće nastaju u slučajevima kada subjekt nije u stanju da nepomično fiksira pogled najmanje 2-2,5 sekunde. Toliko vremena je potrebno za skeniranje.

Postavljanje dijagnoze

Za postavljanje tačne dijagnoze potrebno je detaljno i kompetentno procijeniti dobivene grafikone. Pri tome se posebna pažnja poklanja proučavanju morfološke strukture tkiva (interakcija različitih slojeva međusobno i sa okolnim tkivima) i refleksiji svjetlosti (promjena transparentnosti ili pojava patoloških žarišta i inkluzija).

Kvantitativnom analizom moguće je otkriti promjenu debljine sloja ćelija ili cijele strukture, izmjeriti njen volumen i dobiti mapu površine.

Da bi se dobio pouzdan rezultat, potrebno je da površina oka bude slobodna od stranih tečnosti. Stoga, nakon izvođenja panfundusskopa ili, prvo treba dobro isprati konjunktivu od kontaktnih gelova.

Infracrveno zračenje male snage koje se koristi u OCT je potpuno bezopasno i ne šteti očima. Stoga za ovu studiju ne postoje ograničenja u pogledu somatskog statusa pacijenta.

Cijena optičke koherentne tomografije

Cijena zahvata u očnim klinikama u Moskvi počinje od 1.300 rubalja. po oku i zavisi od područja koje se ispituje. Sve cijene za OCT možete pogledati u oftalmološkim centrima glavnog grada. U nastavku donosimo listu ustanova u kojima možete uraditi optičku koherentnu tomografiju mrežnjače (makule) ili optičkog živca (ON).

5-08-2011, 10:31

Opis

Optička koherentna tomografija (OCT)- metoda optičkog istraživanja koja vam omogućava da prikažete strukturu bioloških tkiva tijela u poprečnom presjeku s visokim nivoom rezolucije, pružajući doživotne morfološke informacije na mikroskopskom nivou. Rad OCT-a zasniva se na principu interferometrije niske koherentnosti.

Metoda omogućava procjenu veličine i dubine svjetlosnog signala reflektiranog od tkiva s različitim optičkim svojstvima. Aksijalna rezolucija od oko 10 µm pruža najbolju od svih postojećih metoda za proučavanje i snimanje mikrostruktura tkiva. Kašnjenje eha reflektovanog svetlosnog talasa se određuje OCT metodom uz merenje intenziteta i dubine signala. Kada se svetlosni snop fokusira na ciljno tkivo, on se raspršuje i delimično odbija od unutrašnjih mikrostruktura na različitim dubinama tkiva koje se proučava (Sl. 17-1).

Mehanizam je sličan onom kod ultrazvučnog A-skeniranja, čija je suština mjerenje vremena potrebnog pulsu akustičnog vala da putuje od izvora ultrazvuka do cilja i natrag do prijemnog uređaja. U OCT-u se umjesto zvučnog talasa koristi snop koherentne infracrvene svjetlosti s talasnom dužinom od 820 nm.

Shema koja se koristi u oftalmologiji optička koherentna tomografija može se predstaviti na sljedeći način. Kao izvor zračenja, uređaj koristi superluminiscentnu diodu s dužinom koherentnosti zračenja od 5-20 μm. Michelsonov interferometar je ugrađen u hardver uređaja, konfokalni mikroskop (fundus kamera ili prorezana lampa) nalazi se u kraku objekta, a jedinica vremenske modulacije smještena je u referentnom kraku.

Na monitoru se prikazuje vidljiva slika i putanja skeniranja proučavanog područja pomoću video kamere. Računar obrađuje primljene informacije i pohranjuje ih kao grafičke datoteke u bazi podataka. Optički koherentni tomogrami predstavljeni su kao logaritamska crno-bijela skala. Za bolju percepciju, slika se transformiše u pseudo-boju, gde oblasti sa visokim stepenom refleksije svetlosti odgovaraju crvenoj i beloj, optički transparentno - crnoj.

Modern OCT- beskontaktna neinvazivna tehnologija koja se koristi za proučavanje morfologije prednjeg i stražnjeg segmenta očne jabučice in vivo. Omogućava vam da identifikujete, snimite i kvantificirate stanje mrežnjače i susjednog CT-a, optičkog živca, kao i da izmjerite debljinu i odredite prozirnost rožnjače, ispitate stanje šarenice i APC-a. Mogućnost višestrukog ponavljanja studija i pohranjivanja rezultata u memoriju računala omogućava praćenje dinamike patološkog procesa.

Indikacije

OCT dozvoljava dobiti vrijedne informacije kako o stanju normalnih struktura oka tako io manifestaciji patoloških stanja, kao što su različita zamućenja rožnice, uključujući one nakon refraktivne operacije, iridocijalne distrofije, trakcioni vitreomakularni sindrom, makularne rupture i prerupture, makularna degeneracija, makularni edem, pigmentoza retinitisa , glaukom i drugo.

Kontraindikacije

OCT metoda nemoguće je dobiti sliku visokog kvaliteta uz smanjenu transparentnost medija. Studija je teška kod pacijenata koji ne mogu osigurati fiksnu fiksaciju pogleda tokom vremena skeniranja (2,0-2,5 s).

Trening

Postupak ne zahtijeva dodatnu pripremu. Međutim, proširenje zjenice omogućit će vam da dobijete bolju sliku struktura stražnjeg segmenta oka.

Tehnika i naknadna njega

Tehnički optička koherentna tomografija sprovedeno na sledeći način. Nakon unosa podataka o pacijentu (broj kartice, prezime, ime, datum rođenja), započinju studiju. Pacijent fiksira pogled na trepćući predmet u sočivu fundus kamere. Kamera se približava pacijentovom oku dok se na monitoru ne prikaže slika retine. Nakon toga, trebate popraviti kameru pritiskom na dugme za zaključavanje i podesiti jasnoću slike. Ako je oštrina vida niska i pacijent ne vidi trepćući objekt, tada treba koristiti vanjsko osvjetljenje, a pacijent treba gledati pravo ispred sebe bez treptanja. Optimalna udaljenost između ispitivanog oka i sočiva kamere je 9 mm. Studija se izvodi u režimu obavljanja skeniranja (skeniranje) i kontroliše se pomoću kontrolne table, predstavljene u obliku regulacionih tastera i manipulatora, podeljenih u šest funkcionalnih grupa.

Zatim se vrši poravnavanje i čišćenje izvedenih skeniranja od smetnji. Nakon obrade podataka, proučavana tkiva se mjere i analizira njihova optička gustoća. Dobijena kvantitativna mjerenja mogu se uporediti sa standardnim normalnim vrijednostima ili vrijednostima dobijenim tokom prethodnih pregleda i pohranjenim u memoriji računara.

Interpretacija

Postavljanje kliničke dijagnoze treba se zasnivati ​​prvenstveno na kvalitativnoj analizi dobijenih skeniranja. Treba obratiti pažnju na morfologiju tkiva (promjene u vanjskoj konturi, odnos različitih slojeva i odjela, odnosi sa susjednim tkivima), promjene u refleksiji svjetlosti (povećanje ili smanjenje transparentnosti, prisutnost patoloških inkluzija). Kvantitativna analiza omogućava identifikaciju zadebljanja ili stanjivanja kako sloja ćelije tako i cijele strukture, njenog volumena i dobijanje karte površine koja se proučava.

Tomografija rožnjače. Važno je precizno lokalizirati postojeće strukturne promjene i izračunati njihove parametre: to omogućava ispravniji odabir taktike liječenja i objektivnu procjenu njegove učinkovitosti. U nekim slučajevima, OCT rožnjače se smatra jedinom metodom koja vam omogućava da izračunate njenu debljinu (slika 17-2). Velika prednost za oštećenu rožnjaču je beskontaktna tehnika.

Tomografija šarenice omogućava izolaciju prednjeg graničnog sloja, strome i pigmentnog epitela. Reflektivnost ovih slojeva se razlikuje ovisno o količini pigmenta sadržanog u slojevima: na svijetlim, slabo pigmentiranim šarenicama, najveći reflektirani signali dolaze iz stražnjeg pigmentnog epitela, prednji granični sloj nije jasno vizualiziran. Rane patološke promjene na šarenici, otkrivene OCT-om, smatraju se značajnim za postavljanje dijagnoze u pretkliničkoj fazi sindroma pigmentne disperzije, pseudoeksfolijativnog sindroma, esencijalne mezodermalne distrofije i Frank-Kamenetsky sindroma.

Tomografija retine. Normalno, OCT otkriva ispravan profil makule sa udubljenjem u centru (Sl. 17-3).

Slojevi retine se razlikuju prema reflektivnoj sposobnosti, ujednačeni po debljini, bez žarišnih promjena. Sloj nervnih vlakana i pigmentnog epitela ima visoku reflektivnu sposobnost, prosječan stupanj refleksije svjetlosti karakterističan je za pleksiformni i nuklearni sloj mrežnice, sloj fotoreceptora je praktički proziran. Vanjski rub mrežnice na OCT-u ograničen je visoko fotoreflektivnim svijetlo crvenim slojem debljine oko 70 µm, koji je kompleks pigmentnog epitela retine (RPE) i koriokapilara. Tamniju traku (na tomogramu se nalazi direktno ispred kompleksa "PES/horiokapilari") predstavljaju fotoreceptori. Jarko crvena linija na unutrašnjoj površini mrežnice odgovara sloju nervnih vlakana. ST je normalno optički providan i ima crnu boju na tomogramu. Oštar kontrast između bojenja tkiva omogućio je mjerenje debljine retine. U predjelu centralne fovee makule u prosjeku je iznosio oko 162 mikrona, a na rubu fovee - 235 mikrona.

Idiopatske makularne rupe defekti retine u području makule, koji se javlja bez ikakvog vidljivog uzroka kod starijih pacijenata. Upotreba OCT-a omogućava precizno dijagnosticiranje bolesti u svim njenim fazama, određivanje taktike liječenja i praćenje njegove učinkovitosti. Dakle, početna manifestacija idiopatske makularne rupe, koja se naziva pre-ruptura, karakterizira prisustvo foveolarnog odvajanja neuroepitela zbog vitreofoveolarne trakcije. Kod lamelarne rupture uočava se defekt unutrašnje površine mrežnice, dok je sloj fotoreceptora očuvan. Kroz rupturu (slika 17-4) defekt mrežnjače do pune dubine.

Drugim znakom koji utječe na vizualne funkcije koji se može otkriti pomoću OCT-a smatra se degenerativne promjene na mrežnjači oko jaza. Konačno, prisustvo ili odsustvo vitreomakularne trakcije smatra se važnim prognostičkim znakom. Prilikom analize tomograma treba procijeniti debljinu mrežnice u makuli, minimalni i maksimalni prečnik rupture (na nivou RPE), debljinu edema duž ivice rupture i prečnik intraretinalnog ciste. Važno je obratiti pažnju na sigurnost sloja RPE, stepen degeneracije mrežnjače oko preloma (određeno zbijanjem tkiva i pojavom njihove crvene boje na tomogramu).

Makularna degeneracija povezana sa starenjem (AMD) grupa kroničnih degenerativnih poremećaja nepoznate etiopatogeneze koji pogađaju starije pacijente. OCT se može koristiti za dijagnosticiranje promjena u strukturama stražnjeg pola oka u različitim fazama razvoja AMD-a. Merenjem debljine mrežnjače može se objektivno pratiti efikasnost terapije. Dalje, predstavljamo kliničke slučajeve koji nam omogućavaju da potpunije predstavimo promene na mrežnjači koje se javljaju u različitim fazama razvoja AMD (sl. 17-5, 17-6).


dijabetički makularni edem- jedan od najtežih, prognostički nepovoljnih i teško liječivih oblika DR. OCT omogućava procjenu debljine retine, prisustva intraretinalnih promjena, stepena degeneracije tkiva, kao i stanja susjednog vitreomakularnog prostora (Sl. 17-7).

optički nerv. Visoka rezolucija OCT-a omogućava jasno razlikovanje sloja nervnih vlakana i mjerenje njegove debljine. Debljina sloja nervnih vlakana dobro korelira sa funkcionalnim parametrima, a prvenstveno sa vidnim poljima. Sloj nervnih vlakana ima veliko povratno raspršenje i stoga je u suprotnosti sa srednjim slojevima retine jer su aksoni nervnih vlakana orijentisani okomito na snop vrha OCT. Tomografija ONH se može izvesti radijalnim i anularnim skeniranjem. Radijalno skeniranje kroz ONH omogućava dobijanje slike poprečnog preseka diska i procenu ekskavacije, debljine sloja nervnih vlakana u peripapilarnoj zoni, kao i ugla nagiba nervnih vlakana u odnosu na površinu ONH i mrežnjače (sl. 17-8).

Informacije o parametrima 3D diska može se dobiti na osnovu serije tomograma napravljenih na različitim meridijanima, a omogućava vam da izmjerite debljinu sloja nervnih vlakana u različitim područjima oko ONH i procijenite njihovu strukturu. "Prošireni" tomogram je predstavljen kao ravna linearna slika. Debljina sloja nervnih vlakana i mrežnjače može se automatski obraditi računarom i prikazati na ekranu kao prosečna vrednost celokupnog skeniranja, kvadranta (gornji, donji, temporalni, nazalni), sata ili pojedinačno za svaki snimak koji sadrži sliku. Ove kvantitativne namjere mogu se uporediti sa standardnim normalnim vrijednostima ili vrijednostima dobijenim tokom prethodnih istraživanja. To omogućava otkrivanje kako lokalnih defekata tako i difuzne atrofije, što se može koristiti za objektivnu dijagnozu i praćenje patoloških procesa kod nedegenerativnih bolesti.

ustajali disk- oftalmološki simptom povišenog intrakranijalnog pritiska. OCT se smatra objektivnom metodom koja vam omogućava da odredite, izmjerite i pratite stupanj protruzije ONH u dinamici. Procjenom nivoa refleksije svjetlosti tkiva, moguće je procijeniti i hidrataciju tkiva i stepen njihove degeneracije (Sl. 17-9).

optička jama- kongenitalna anomalija razvoja. Najčešća komplikacija jame optičkog živca je ablacija retine (šiza) u makuli. OCT jasno ilustruje defekte optičkog diska i odvajanje mrežnjače, promjene koje se javljaju u fovei (Sl. 17-10).

Retinitis pigmentosa ili tapetoretinalna abiotrofija, - nasledna progresivna bolest organa vida sa primarnom genetski uslovljenom lezijom fotoreceptorskog sloja i RPE. Stanje korioretinalnog kompleksa i ozbiljnost razvoja bolesti mogu se procijeniti pomoću OCT-a. Na tomogramima se procjenjuje debljina sloja fotoreceptora, nervnih vlakana i neuroglije retine, transparentnost slojeva retine u odnosu na standardnu ​​skalu boja uređaja, stanje RPE i sloja koriokapilara. Već u latentnom stadiju retinitis pigmentosa, u nedostatku kliničkih manifestacija i oftalmoskopskih znakova bolesti, nalaze se karakteristične promjene u vidu smanjenja debljine fotoreceptorskog sloja, smanjenja njegove transparentnosti, segmenata i pojačan metabolizam pigmentnog epitela. OCT omogućava praćenje patološkog procesa i može se koristiti u dijagnostici pigmentoze retinitisa, uključujući i nepigmentirani oblik, uključujući i djecu, kada je zbog male dobi djeteta i njegovog neprimjerenog ponašanja nemoguće provesti funkcionalne metode istraživanja.

Radne karakteristike

Izvor svjetlosnog signala je superluminiscentna dioda s talasnom dužinom od 820 nm za retinu i 1310 nm za prednji segment. Vrsta signala - optičko rasipanje iz tkiva. Polje slike: 30 mm horizontalno i 22 mm vertikalno za zadnji segment, 10-16 mm za prednji segment. Rezolucija: uzdužno - 10 mikrona, poprečno - 20 mikrona. Brzina skeniranja - 500 aksijalnih rezova u sekundi.

Faktori koji utiču na rezultat

Ako je pacijent podvrgnut oftalmoskopiji dan prije upotrebe panfundoskopa, Goldmannove leće ili gonioskopije, OCT je moguć tek nakon što je kontaktni medij ispran iz konjuktivalne šupljine.

Komplikacije

Korišteno infracrveno zračenje male snage nema štetno djelovanje na ispitivana tkiva, nema ograničenja na somatsko stanje pacijenta i isključuje ozljede.

Alternativne metode

Dio informacija koje OCT pruža može se dobiti pomoću Heidelberg retinalnog tomografa, FAG-a, ultrazvučne biomikroskopije, IOL-Master-a itd.

Članak iz knjige: .

Optička koherentna tomografija je neinvazivna (beskontaktna) metoda za ispitivanje tkiva. Omogućava vam da dobijete slike veće rezolucije u odnosu na rezultate ultrazvučnih procedura. Zapravo, optička koherentna tomografija oka je vrsta biopsije, samo za prvu nije potrebno uzimanje uzorka tkiva.

Kratak izlet u istoriju

Koncept na osnovu kojeg se izvodi moderna optička koherentna tomografija razvili su istraživači dalekih 1980-ih. Zauzvrat, ideju o uvođenju novog principa u oftalmologiju predložila je 1995. američka znanstvenica Carmen Pouliafito. Nekoliko godina kasnije, Carl Zeiss Meditec je razvio odgovarajući uređaj, koji je nazvan Stratus OCT.

Trenutno, koristeći najnoviji model, moguće je ne samo proučavati tkiva retine, već i optičku koherentnu tomografiju koronarnih arterija, optičkog živca na mikroskopskom nivou.

Principi istraživanja

Optička koherentna tomografija se sastoji u formiranju grafičkih slika na osnovu mjerenja perioda kašnjenja kada se svjetlosni snop reflektira od tkiva koje se proučava. Glavni element uređaja ove kategorije je superluminiscentna dioda, čija upotreba omogućava formiranje svjetlosnih snopova niske koherencije. Drugim riječima, kada se uređaj aktivira, snop nabijenih elektrona dijeli se na nekoliko dijelova. Jedan tok je usmjeren na područje proučavane strukture tkiva, drugi - na posebno ogledalo.

Zraci reflektovani od objekata se sabiraju. Nakon toga, podaci se snimaju posebnim fotodetektorom. Informacije generisane na grafikonu omogućavaju dijagnostičaru da izvuče zaključke o refleksivnosti na pojedinačnim tačkama objekta koji se proučava. Prilikom procjene sljedećeg dijela tkanine, oslonac se pomiče u drugu poziciju.

Optička koherentna tomografija mrežnjače omogućava generiranje grafika na monitoru kompjutera koje su po mnogo čemu slične rezultatima ultrazvučnog pregleda.

Indikacije za postupak

Danas se optička koherentna tomografija preporučuje za dijagnosticiranje takvih patologija kao što su:

  • Glaukom.
  • Puknuće makularnog tkiva.
  • Tromboza cirkulacijskih puteva retine.
  • Degenerativni procesi u strukturi očnog tkiva.
  • Cistoidni edem.
  • Anomalije u funkcionisanju optičkog živca.

Osim toga, propisuje se optička koherentna tomografija za procjenu efikasnosti primijenjenih terapijskih postupaka. Konkretno, metoda istraživanja je neophodna u određivanju kvalitete ugradnje drenažnog uređaja koji se integrira u tkiva oka kod glaukoma.

Karakteristike dijagnoze

Optička koherentna tomografija uključuje fokusiranje vizije subjekta na posebne oznake. U tom slučaju, operater uređaja obavlja niz uzastopnih skeniranja tkiva.

Patološki procesi kao što su edem, obilna krvarenja i sve vrste zamućenja mogu značajno otežati istraživanje i ometati efikasnu dijagnozu.

Rezultati koherentne tomografije formiraju se u obliku protokola koji informišu istraživača o stanju pojedinih područja tkiva, vizuelno i kvantitativno. S obzirom da se dobijeni podaci snimaju u memoriju uređaja, naknadno se mogu koristiti za poređenje stanja tkiva prije početka liječenja i nakon primjene terapija.

3D vizualizacija

Moderna optička koherentna tomografija omogućava dobivanje ne samo dvodimenzionalnih grafikona, već i trodimenzionalnu vizualizaciju objekata koji se proučavaju. Skeniranje sekcija tkiva velikom brzinom omogućava generiranje više od 50.000 slika dijagnostikovanog materijala u roku od nekoliko sekundi. Na osnovu primljenih informacija, specijalni softver reproducira trodimenzionalnu strukturu objekta na monitoru.

Generirana 3D slika je osnova za proučavanje unutrašnje topografije očnog tkiva. Dakle, postaje moguće odrediti jasne granice patoloških neoplazmi, kao i utvrditi dinamiku njihove promjene tijekom vremena.

Prednosti koherentne tomografije

Uređaji za koherentnu tomografiju pokazuju najveću efikasnost u dijagnostici glaukoma. U slučaju korištenja uređaja ove kategorije, stručnjaci dobivaju priliku da s velikom preciznošću utvrde faktore razvoja patologije u ranim fazama, da identifikuju stupanj progresije bolesti.

Metoda istraživanja nezamjenjiva je u dijagnosticiranju takve uobičajene bolesti kao što je makularna degeneracija tkiva, u kojoj, kao rezultat starosnih karakteristika tijela, pacijent počinje vidjeti crnu mrlju u središnjem dijelu oka.

Koherentna tomografija je efikasna u kombinaciji sa drugim dijagnostičkim procedurama, kao što je fluoresceinska angiografija retine. Kombinacijom postupaka istraživač dolazi do posebno vrijednih podataka koji doprinose pravilnoj dijagnozi, utvrđivanju složenosti patologije i izboru efikasnog liječenja.

Gdje se može uraditi optička koherentna tomografija?

Postupak je moguć samo uz pomoć specijalizovanog OCT aparata. Dijagnostika takvog plana može se pribjeći u modernim istraživačkim centrima. Takvu opremu najčešće imaju sobe za korekciju vida i privatne oftalmološke klinike.

Cijena izdanja

Za izvođenje koherentne tomografije nije potrebna uputnica ljekara, ali čak i ako je dostupna, dijagnostika će se uvijek platiti. Cijena studije određuje prirodu patologije, koja je usmjerena na identifikaciju dijagnoze. Na primjer, definicija rupture makularnog tkiva procjenjuje se na 600-700 rubalja. Dok tomografija tkiva prednjeg dijela oka može koštati pacijenta dijagnostičkog centra 800 rubalja ili više.

Što se tiče složenih studija usmjerenih na procjenu funkcioniranja optičkog živca, stanja retinalnih vlakana, formiranja trodimenzionalnog modela vidnog organa, cijena za takve usluge danas počinje od 1800 rubalja.

Slični postovi