Kompleksna optička koherentna tomografija. Što je koherentna tomografija retine. OCT i histologija

2, 3
1 FGAU NMIC "IRTC "Mikrokirurgija oka" nazvana po A.I. akad. S. N. Fedorova» Ministarstva zdravlja Rusije, Moskva
2 FKU "CVKG im. P.V. Mandryka” Ministarstva obrane Rusije, Moskva, Rusija
3 FGBOU VO RNIMU im. N.I. Pirogov Ministarstva zdravstva Rusije, Moskva, Rusija

Optička koherentna tomografija (OCT) prvi put je korištena za vizualizaciju očne jabučice prije više od 20 godina i još uvijek je nezaobilazna dijagnostička metoda u oftalmologiji. S OCT-om je postalo moguće neinvazivno dobiti optičke presjeke tkiva s većom rezolucijom od bilo kojeg drugog modaliteta snimanja. Dinamički razvoj metode doveo je do povećanja njezine osjetljivosti, rezolucije i brzine skeniranja. Trenutno se OCT aktivno koristi za dijagnostiku, praćenje i probir bolesti očne jabučice, kao i za znanstvena istraživanja. Kombinacija suvremenih OCT tehnologija i fotoakustičkih, spektroskopskih, polarizacijskih, dopplerskih i angiografskih, elastografskih metoda omogućila je procjenu ne samo morfologije tkiva, već i njihova funkcionalna (fiziološka) i metabolička stanja. Pojavili su se operacijski mikroskopi s funkcijom intraoperativnog OCT-a. Prikazani uređaji mogu se koristiti za vizualizaciju prednjeg i stražnjeg segmenta oka. U ovom se pregledu govori o razvoju OCT metode, prikazuju se podaci o suvremenim OCT uređajima ovisno o njihovim tehnološkim karakteristikama i mogućnostima. 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. broj 4. S. 204–211.

Za citat: 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
Rusko nacionalno istraživačko medicinsko sveučilište nazvano po N.I. Pirogov, Moskva

Optička koherentna tomografija (OCT) prvi put je primijenjena za snimanje oka prije više od dva desetljeća i još uvijek je nezamjenjiva dijagnostička metoda u oftalmologiji. Pomoću OCT-a mogu se neinvazivno dobiti slike tkiva veće rezolucije nego bilo kojom drugom metodom snimanja. Trenutno se OCT aktivno koristi za dijagnosticiranje, praćenje i probir očnih bolesti kao i za znanstvena istraživanja. Kombinacija suvremene tehnologije i optičke koherentne tomografije s fotoakustičkim, spektroskopskim, polarizacijskim, dopplerskim i angiografskim, elastografskim metodama omogućila je procjenu ne samo morfologije tkiva, već i njihove fiziološke i metaboličke funkcije. Nedavno su se pojavili mikroskopi s intraoperativnom funkcijom optičke koherentne tomografije. Ovi uređaji se mogu koristiti za snimanje prednjeg i stražnjeg segmenta oka. U ovom pregledu raspravlja se o razvoju metode optičke koherentne tomografije, daju se informacije o aktualnim OCT uređajima ovisno o njihovim tehničkim karakteristikama i mogućnostima.

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. broj 4. str. 204–211.

Članak je posvećen upotrebi optičke koherentne tomografije u oftalmologiji

Optička koherentna tomografija (OCT) je dijagnostička metoda koja omogućuje dobivanje tomografskih presjeka unutarnjih bioloških sustava visoke rezolucije. Naziv metode je prvi put dat u radu tima s Massachusetts Institute of Technology, objavljenom u Science 1991. Autori su predstavili tomografske slike koje in vitro pokazuju peripapilarnu zonu retine i koronarne arterije. Prve in vivo studije mrežnice i prednjeg segmenta oka pomoću OCT-a objavljene su 1993. i 1994. godine. odnosno . Sljedeće godine objavljen je niz radova o korištenju 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 prebačena je u inozemni odjel Carl Zeiss Inc. (Hamphrey Instruments, Dublin, SAD), a već 1996. godine stvoren je prvi serijski OCT sustav namijenjen oftalmološkoj praksi.
Princip OCT metode je da se svjetlosni val usmjerava u tkiva, gdje se širi i reflektira ili raspršuje od unutarnjih slojeva, koji imaju različita svojstva. Dobivene tomografske slike zapravo su ovisnost intenziteta signala raspršenog ili reflektiranog od struktura unutar tkiva o udaljenosti do njih. Proces snimanja može se promatrati na sljedeći način: signal se šalje u tkivo iz izvora, a intenzitet povratnog signala sukcesivno se mjeri u određenim intervalima. Budući da je brzina širenja signala poznata, udaljenost je određena ovim indikatorom i vremenom njegovog prolaska. Tako se dobije jednodimenzionalni tomogram (A-scan). Ako se uzastopno pomaknete duž jedne od osi (okomito, vodoravno, koso) i ponovite prethodna mjerenja, možete dobiti dvodimenzionalni tomogram. Ako se uzastopno pomaknete duž još jedne osi, tada možete dobiti skup takvih odjeljaka ili volumetrijski tomogram. OCT sustavi koriste interferometriju slabe koherencije. Interferometrijske metode mogu značajno povećati osjetljivost, budući da mjere amplitudu reflektiranog signala, a ne njegov intenzitet. Glavne kvantitativne karakteristike OCT uređaja su aksijalna (dubina, aksijalno, duž A-skenova) i transverzalna (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 vremenskoj domeni, TD-OC) (Tablica 1). Ova metoda temelji se na principu rada interferometra, koji je predložio A.A. Michelson (1852–1931). Svjetlosna zraka niske koherentnosti iz superluminiscentne LED diode podijeljena je u 2 zrake, od kojih se jedna reflektira od strane predmeta koji se proučava (oko), dok druga prolazi referentnom (usporednom) putanjom unutar uređaja i reflektira se posebnim zrcalom , čiji položaj podešava istraživač. Kada su duljine zrake reflektirane od tkiva koje se proučava i zrake od zrcala jednake, javlja se fenomen interferencije, koji bilježi LED. Svaka mjerna točka odgovara jednom A-skenu. Dobiveni pojedinačni A-skenovi se zbrajaju, što rezultira dvodimenzionalnom slikom. Aksijalna rezolucija prve generacije komercijalnih instrumenata (TD-OCT) je 8-10 µm pri brzini skeniranja od 400 A-skenova/s. Nažalost, prisutnost pomičnog zrcala produljuje vrijeme pregleda i smanjuje rezoluciju uređaja. Osim toga, pokreti očiju koji se neizbježno javljaju tijekom određenog trajanja skeniranja ili loša fiksacija tijekom studije dovode do stvaranja artefakata koji zahtijevaju digitalnu obradu i mogu sakriti važne patološke značajke u tkivima.
Godine 2001. uvedena je nova tehnologija - OCT ultravisoke rezolucije (UHR-OCT), koja je omogućila dobivanje slika rožnice i mrežnice s aksijalnom rezolucijom od 2-3 µm. Kao izvor svjetlosti korišten je femtosekundni titan-safir laser (Ti:Al2O3 laser). U usporedbi sa standardnom rezolucijom od 8-10 µm, OCT visoke rezolucije počeo je pružati bolju vizualizaciju slojeva retine in vivo. Nova tehnologija omogućila je razlikovanje granica između unutarnjeg i vanjskog sloja fotoreceptora, kao i vanjske granične membrane. Unatoč poboljšanju rezolucije, uporaba UHR-OCT-a zahtijevala je skupu i specijaliziranu lasersku opremu, što nije dopuštalo njegovu primjenu u širokoj kliničkoj praksi.
Uvođenjem spektralnih interferometra koji koriste Fourierovu transformaciju (Spectral domain, SD; Fouirier domain, FD), tehnološki proces je dobio niz prednosti u odnosu na korištenje tradicionalnog vremenskog OCT-a (Tablica 1). Iako je tehnika poznata od 1995. godine, nije se koristila za snimanje retine gotovo do ranih 2000-ih. To je zbog pojave 2003. godine kamera velike brzine (charge-coupled device, CCD). Izvor svjetlosti u SD-OCT-u je širokopojasna superluminiscentna dioda, koja proizvodi zraku niske koherencije koja sadrži više valnih duljina. Kao i u tradicionalnom OCT-u, u spektralnom OCT-u svjetlosna zraka podijeljena je u 2 zrake, od kojih se jedna reflektira od predmeta koji se proučava (oko), a druga od fiksnog zrcala. Na izlazu iz interferometra svjetlost se prostorno rastavlja u spektar, a cijeli spektar snima CCD kamera velike brzine. Zatim se pomoću matematičke Fourierove transformacije obrađuje interferencijski spektar i formira linearni A-scan. Za razliku od tradicionalnog OCT-a, gdje se linearni A-scan dobiva sekvencijalnim mjerenjem reflektivnih svojstava svake pojedinačne točke, u spektralnom OCT-u linearni A-scan se formira istodobnim mjerenjem zraka reflektiranih od svake pojedinačne točke. Aksijalna rezolucija suvremenih spektralnih OCT uređaja doseže 3-7 µm, a brzina skeniranja veća je od 40 000 A-skenova/s. Bez sumnje, glavna prednost SD-OCT-a je njegova velika brzina skeniranja. Prvo, može značajno poboljšati kvalitetu dobivenih slika smanjenjem artefakata koji se javljaju tijekom pokreta očiju tijekom studije. Usput, standardni linearni profil (1024 A-skenova) 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, što omogućuje procjenu profila strukture koja se proučava i njezine topografije. Dobivanje više slika istovremeno sa spektralnim OCT-om omogućilo je dijagnosticiranje malih patoloških žarišta. Dakle, s TD-OCT-om, makula se prikazuje prema 6 radijalnih skeniranja, za razliku od 128-200 skeniranja istog područja kada se izvodi SD-OCT. Zahvaljujući visokoj rezoluciji mogu se jasno vidjeti slojevi mrežnice i unutarnji slojevi žilnice. Rezultat standardne SD-OCT studije je protokol koji prikazuje rezultate i grafički i u apsolutnom smislu. 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 zamisli dubine (EDI-OCT) i modul za glaukom (Tablica 2).

Preduvjet za razvoj Enhanced Image Depth Module (EDI-OCT) bilo je ograničenje snimanja žilnice sa spektralnim OCT-om apsorpcijom svjetlosti pigmentnog epitela retine i raspršenjem koroidalnim strukturama. Niz autora koristio se spektrometrom valne duljine 1050 nm, s kojim je bilo moguće kvalitativno vizualizirati i kvantificirati samu žilnicu. 2008. godine opisana je metoda snimanja žilnice koja se provodi postavljanjem SD-OCT uređaja dovoljno blizu oka, čime je omogućeno dobivanje jasne slike žilnice čija se debljina može također mjeriti (Tablica 1) . Princip metode leži u pojavi zrcalnih artefakata iz Fourierove transformacije. U ovom slučaju formiraju se 2 simetrične slike - pozitivna i negativna u odnosu na nultu liniju kašnjenja. Treba napomenuti da se osjetljivost metode smanjuje s povećanjem udaljenosti od tkiva oka od interesa do ove uvjetne linije. Intenzitet prikaza sloja retinalnog pigmentnog epitela karakterizira osjetljivost metode - što je sloj bliži nultoj liniji kašnjenja, to je njegova refleksivnost veća. Većina uređaja ove generacije dizajnirana je za proučavanje slojeva mrežnice i vitreoretinalnog sučelja, tako da je mrežnica smještena bliže nultoj liniji kašnjenja nego žilnica. Tijekom obrade skenova obično se uklanja donja polovica slike, prikazuje se samo njen gornji dio. Ako pomaknete OCT snimke tako da prijeđu nultu liniju kašnjenja, tada će žilnica biti bliže njoj, što će vam omogućiti jasniju vizualizaciju. Trenutno je poboljšani modul dubine slike dostupan u tomografima Spectralis (Heidelberg Engineering, Njemačka) i Cirrus HD-OCT (Carl Zeiss Meditec, SAD). EDI-OCT tehnologija koristi se ne samo za proučavanje žilnice u različitim patologijama oka, već i za vizualizaciju kribriformne ploče i procjenu njezina pomaka ovisno o stadiju glaukoma.
Metode Fourier-domain-OCT također uključuju OCT s podesivim izvorom (OCT s precrtanim izvorom, SS-OCT; snimanje dubokog raspona, DRI-OCT). SS-OCT koristi laserske izvore s promjenjivom frekvencijom, tj. lasere u kojima je frekvencija emisije podešena velikom brzinom unutar određenog spektralnog pojasa. U ovom slučaju, promjena se ne bilježi u frekvenciji, već u amplitudi reflektiranog signala tijekom ciklusa podešavanja frekvencije. Uređaj koristi 2 paralelna fotodetektora, zahvaljujući kojima je brzina skeniranja 100 tisuća A-skenova / s (za razliku od 40 tisuća A-skenova u SD-OCT). SS-OCT tehnologija ima brojne prednosti. Valna duljina od 1050 nm koja se koristi u SS-OCT (nasuprot 840 nm u SD-OCT) omogućuje jasnu vizualizaciju dubokih struktura kao što su žilnica i lamina cribrosa, pri čemu kvaliteta slike mnogo manje ovisi o udaljenosti tkiva od interesa do nulte linije kašnjenja , kao u EDI-OCT. Osim toga, na određenoj valnoj duljini svjetlost se manje raspršuje dok prolazi kroz zamućenu leću, što rezultira jasnijim slikama kod pacijenata s kataraktom. Prozor za skeniranje pokriva 12 mm stražnjeg pola (u usporedbi sa 6–9 mm za SD-OCT), tako da se optički živac i makula mogu vidjeti istovremeno na istom snimku. Rezultati SS-OCT studije su karte koje se mogu prikazati kao ukupna debljina retine ili njezinih pojedinačnih slojeva (sloj živčanih vlakana retine, sloj ganglijskih stanica zajedno s unutarnjim pleksimorfnim slojem, žilnica). OCT tehnologija swept-source aktivno se koristi za proučavanje patologije makularne zone, žilnice, bjeloočnice, staklastog tijela, kao i za procjenu sloja živčanih vlakana i kribriformne ploče u glaukomu. Godine 2012. uveden 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. komercijalni uzorak DRI OCT Triton (Topcon, Japan) s brzinom skeniranja od 100 000 A-scan/s i rezolucijom od 2-3 µm dostupan je na inozemnom tržištu.
Tradicionalno, OCT se koristi za prije i postoperativnu dijagnostiku. Razvojem tehnološkog procesa postalo je moguće koristiti OCT tehnologiju integriranu u kirurški mikroskop. Trenutno se nudi nekoliko komercijalnih uređaja s funkcijom izvođenja intraoperativnog OCT-a odjednom. Envisu SD-OIS (sustav oftalmološke slike u spektralnoj domeni, SD-OIS, Bioptigen, SAD) je spektralni optički koherentni tomograf dizajniran za vizualizaciju retinalnog tkiva, a može se koristiti i za dobivanje slika rožnice, bjeloočnice i konjunktive. SD-OIS uključuje prijenosnu sondu i postavku mikroskopa, ima aksijalnu rezoluciju od 5 µm i brzinu skeniranja od 27 kHz. Druga tvrtka, OptoMedical Technologies GmbH (Njemačka), također je razvila i predstavila OCT kameru koja se može instalirati na operacijski mikroskop. Kamera se može koristiti za vizualizaciju prednjeg i stražnjeg segmenta oka. Tvrtka navodi da bi ovaj uređaj mogao biti koristan u izvođenju kirurških zahvata kao što su transplantacija rožnice, operacija glaukoma, operacija katarakte i vitreoretinalna kirurgija. OPMI Lumera 700/Rescan 700 (Carl Zeiss Meditec, SAD), izdan 2014., prvi je komercijalno dostupan mikroskop s integriranim optičkim koherentnim tomografom. Optički putovi mikroskopa koriste se za OCT snimanje u stvarnom vremenu. Pomoću uređaja možete mjeriti debljinu rožnice i šarenice, dubinu i kut prednje komore tijekom operacije. OCT je prikladan za promatranje i kontrolu nekoliko faza u operaciji katarakte: limbalne incizije, kapsuloreksiju i fakoemulzifikaciju. Osim toga, sustav može otkriti viskoelastične ostatke i pratiti položaj leće tijekom i na kraju operacije. Tijekom operacije u stražnjem segmentu mogu se vizualizirati vitreoretinalne adhezije, odvajanje stražnje hijaloidne membrane i prisutnost foveolarnih promjena (edem, ruptura, neovaskularizacija, krvarenje). Trenutno se razvijaju nove instalacije uz postojeće.
OCT je, zapravo, metoda koja omogućuje procjenu na histološkoj razini morfologije tkiva (oblika, strukture, veličine, prostorne organizacije općenito) i njihovih sastavnih dijelova. Uređaji koji uključuju suvremene OCT tehnologije i metode kao što su fotoakustična tomografija, spektroskopska tomografija, polarizacijska tomografija, dopplerografija i angiografija, elastografija, optofiziologija, omogućuju procjenu funkcionalnog (fiziološkog) i metaboličkog stanja tkiva koje se proučava. Stoga se, ovisno o mogućnostima koje OCT može imati, obično dijeli na morfološke, funkcionalne i multimodalne.
Fotoakustična tomografija (PAT) koristi razlike u apsorpciji kratkih laserskih impulsa u tkivima, njihovom naknadnom zagrijavanju i iznimno brzom toplinskom širenju za proizvodnju ultrazvučnih valova koje detektiraju piezoelektrični prijamnici. Prevladavanje hemoglobina kao glavnog apsorbenta ovog zračenja znači da fotoakustična tomografija može dati kontrastne slike vaskulature. Istodobno, metoda daje relativno malo informacija o morfologiji okolnog tkiva. Dakle, kombinacija fotoakustične tomografije i OCT-a omogućuje procjenu mikrovaskularne mreže i mikrostrukture okolnih tkiva.
Sposobnost bioloških tkiva da apsorbiraju ili raspršuju svjetlost ovisno o valnoj duljini može se koristiti za procjenu funkcionalnih parametara, posebice zasićenosti hemoglobina kisikom. Ovaj princip implementiran je u spektroskopskom OCT-u (Spectroscopic OCT, SP-OCT). Iako je metoda trenutno u razvoju i njezina je uporaba ograničena na eksperimentalne modele, ipak se čini obećavajućom u smislu istraživanja zasićenosti krvi kisikom, prekanceroznih lezija, intravaskularnih plakova i opeklina.
OCT osjetljiv na polarizaciju (PS-OCT) mjeri stanje polarizacije svjetlosti i temelji se na činjenici da neka tkiva mogu promijeniti stanje polarizacije zrake sonde. Različiti mehanizmi interakcije između svjetla i tkiva mogu uzrokovati promjene u stanju polarizacije, poput dvoloma i depolarizacije, koji su već djelomično korišteni u laserskoj polarimetriji. Dvolomna tkiva su stroma rožnice, bjeloočnica, očni mišići i tetive, trabekularna mreža, sloj živčanih vlakana retine i ožiljno tkivo. Učinak depolarizacije uočen je u proučavanju melanina sadržanog u tkivima retinalnog pigmentnog epitela (REP), pigmentnog epitela šarenice, nevusa i melanoma žilnice, kao iu obliku pigmentnih nakupina žilnice. . Prvi polarizirajući interferometar niske koherencije implementiran je 1992. Godine 2005. PS-OCT je demonstriran za in vivo snimanje ljudske mrežnice. Jedna od prednosti PS-OCT metode je mogućnost detaljne procjene PES-a, posebice u slučajevima kada je pigmentni epitel slabo vidljiv na OCT-u, npr. kod neovaskularne makularne degeneracije, zbog jake distorzije slojeva retine i povratno raspršenje (slika 1). Postoji i izravna klinička svrha ove metode. Činjenica je da vizualizacija atrofije sloja RPE može objasniti zašto se vidna oštrina ne poboljšava kod ovih pacijenata tijekom liječenja nakon anatomskog popravka retine. Polarizacijski OCT također se koristi za procjenu stanja sloja živčanih vlakana kod glaukoma. Treba napomenuti da se druge depolarizirajuće strukture unutar zahvaćene retine mogu otkriti pomoću PS-OCT-a. Početne studije u bolesnika s dijabetičkim makularnim edemom pokazale su 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) koristi se za određivanje biomehaničkih svojstava tkiva. OCT elastografija slična je ultrazvučnoj sonografiji i elastografiji, ali s prednostima OCT-a, kao što su visoka rezolucija, neinvazivnost, snimanje u stvarnom vremenu, dubina prodiranja u tkivo. Metoda je prvi put demonstrirana 1998. za in vivo snimanje mehaničkih svojstava ljudske kože. Eksperimentalne studije donorske rožnice ovom metodom pokazale su da OCT elastografija može kvantificirati klinički relevantna mehanička svojstva ovog tkiva.
Prva Doppler optička koherentna tomografija (D-OCT) za mjerenje protoka krvi u oku pojavila se 2002. godine. Godine 2007. ukupni retinalni protok krvi mjeren je pomoću kružnih B-skenova oko vidnog živca. Međutim, metoda ima niz ograničenja. Na primjer, usporeni protok krvi u malim kapilarama teško je razaznati s Doppler OCT-om. Osim toga, većina krvnih žila ide gotovo okomito na snop skeniranja, tako da otkrivanje signala Dopplerovog pomaka kritično ovisi o kutu upadne svjetlosti. Pokušaj prevladavanja nedostataka D-OCT-a 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 razvoja i poboljšanja tehnike. SS-ADA algoritam uključuje analizu koristeći podjelu punog spektra optičkog izvora u nekoliko dijelova, nakon čega slijedi zasebni izračun dekorelacije za svaki frekvencijski raspon spektra. Istovremeno se provodi analiza anizotropne dekorelacije i broj skeniranja pune spektralne širine, koja osiguravaju visoku prostornu rezoluciju vaskulature (sl. 2, 3). Ovaj algoritam koristi se u tomografu Avanti RTVue XR (Optovue, SAD). OCT angiografija je neinvazivna 3D alternativa konvencionalnoj angiografiji. Prednosti metode uključuju neinvazivnost studije, odsutnost potrebe za korištenjem fluorescentnih boja, mogućnost mjerenja očnog protoka krvi u krvnim 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 raspršenju svjetlosti u tkivima povezane s lokalnim promjenama indeksa loma. Fiziološki procesi koji se odvijaju na staničnoj razini, poput depolarizacije membrane, bubrenja stanica i metaboličkih promjena, mogu dovesti do malih, ali vidljivih promjena u lokalnim optičkim svojstvima biološkog tkiva. Prvi dokaz da se OCT može koristiti za dobivanje i procjenu fiziološkog odgovora na svjetlosnu stimulaciju mrežnice prikazan je 2006. godine. Kasnije je ova tehnika primijenjena na proučavanje ljudske mrežnice in vivo. Trenutno, brojni istraživači nastavljaju raditi u tom smjeru.
OCT je jedan od najuspješnijih i najraširenijih slikovnih modaliteta u oftalmologiji. Trenutno se uređaji za tehnologiju nalaze na popisu proizvoda više od 50 tvrtki u svijetu. Tijekom proteklih 20 godina razlučivost je poboljšana 10 puta, a brzina skeniranja porasla je stotine puta. Stalni napredak u OCT tehnologiji učinio je ovu metodu vrijednim alatom za istraživanje strukture oka u praksi. Razvoj novih tehnologija i dodataka OCT-u u proteklom desetljeću omogućuje postavljanje točne dijagnoze, provođenje dinamičkog praćenja i procjenu rezultata liječenja. Ovo je primjer kako nove tehnologije mogu riješiti stvarne medicinske probleme. I, kao što je često slučaj s novim tehnologijama, daljnje iskustvo primjene i razvoj aplikacija mogu omogućiti dublje razumijevanje patogeneze očne patologije.

Književnost

1. Huang D., Swanson E.A., Lin C.P. et al. Optička koherentna tomografija // Science. 1991. sv. 254. br. 5035. str. 1178–1181.
2. Swanson E.A., Izatt J.A., Hee M.R. et al. In-vivo oslikavanje retine optičkom koherentnom tomografijom // Opt Lett. 1993. sv. 18. broj 21. str. 1864–1866.
3. Fercher A.F., Hitzenberger C.K., Drexler W., Kamp G., Sattmann H. In-Vivo optička koherentna tomografija // Am J Ophthalmol. 1993. sv. 116. broj 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. Mikrometarska razlučivost slike prednjeg oka in vivo s optičkom koherentnom tomografijom // Arch Ophthalmol. 1994. sv. 112. broj 12. str. 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. Prikaz makularnih bolesti optičkom koherentnom tomografijom // Oftalmologija. 1995 Vol. 102. broj 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 dijagnostiku glaukoma // Curr Opin Ophthalmol. 1995 Vol. 6. broj 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 živčanih vlakana u normalnim i glaukomskim očima pomoću optičke koherentne tomografije // Arch Ophthalmol. 1995 Vol. 113. broj 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. broj 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 središnje serozne korioretinopatije // Am J Ophthalmol.1995. Vol. 120. broj 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. broj 8. str. 1019–1029.
11. Viskovatykh A.V., Pozhar V.E., Pustovoit V.I. Razvoj optičkog koherentnog tomografa za oftalmologiju na temelju brzo podesivih akustooptičkih filtara // Proceedings of the III Eurasian Congress on Medical Physics and Engineering "Medical Physics - 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 ultravisoke rezolucije // Nat Med. 2001 Vol. 7. broj 4. str. 502–507.
13. Drexler W., Sattmann H., Hermann B. et al. Poboljšana vizualizacija makularne patologije upotrebom optičke koherentne tomografije ultravisoke rezolucije // Arch Ophthalmol. 2003 Vol. 121. Str. 695–706.
14. Ko T.H., Fujimoto J.G., Schuman J.S. et al. Usporedba optičke koherentne tomografije ultravisoke i standardne rezolucije za oslikavanje makularne patologije // Arch Ophthalmol. 2004 Vol. 111. Str. 2033–2043.
15. Ko T.H., Adler D.C., Fujimoto J.G. et al. Optička koherentna tomografija ultravisoke razlučivosti sa širokopojasnim superluminiscentnim diodnim izvorom svjetlosti // Opt Express. 2004 Vol. 12. Str. 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. Str. 43–48.
17. Choma M.A., Šarunić M.V., Yang C.H., Izatt J.A. Prednost osjetljivosti optičke koherentne tomografije s precrtanim izvorom i Fourierovom domenom // Opt Express. 2003 Vol. 11. broj 18. str. 2183–2189.
18. Astakhov Yu.S., Belekhova S.G. Optička koherentna tomografija: kako je sve počelo i moderne 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. Prospektivna usporedba optičke koherentne tomografije cirusa i stratusa za kvantificiranje debljine retine // Am J Ophthalmol. 2009 Vol. 147. broj 2. str. 267–275.
21. Wang R.K. Degradacija signala višestrukim raspršenjem u optičkoj koherentnoj tomografiji gustog tkiva: Monte Carlo studija prema optičkom čišćenju biotkiva // Phys Med Biol. 2002 Vol. 47. broj 13. str. 2281–2299.
22. Povazay B., Bizheva K., Hermann B. et al. Poboljšana vizualizacija koroidalnih žila pomoću oftalmološkog OCT-a ultravisoke rezolucije na 1050 nm // Opt Express. 2003 Vol. 11. broj 17. str. 1980–1986.
23. Spaide R.F., Koizumi H., Pozzoni M.C. et al. Optička koherentna tomografija spektralne domene poboljšane dubinske slike // Am J Ophthalmol. 2008 Vol. 146. Str. 496–500.
24. Margolis R., Spaide R.F. Pilot studija optičke koherentne tomografije poboljšane dubinske slike žilnice u normalnim očima // Am J Ophthalmol. 2009 Vol. 147. Str. 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 artefakata zrcala u optičkoj koherentnoj tomografiji spektralne domene // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010 Vol. 51. broj 7. str. 3714–3720.
26. Anand R. Poboljšana dubinska optička koherentna tomografija i Imaging - pregled // Delhi J Ophthalmol. 2014. Vol. 24. broj 3. str. 181–187.
27. Rahman W., Chen F.K., Yeoh J. et al. Ponovljivost manuelnih subfovealnih mjerenja debljine koroide u zdravih ispitanika tehnikom optičke koherentne tomografije poboljšane dubinske slike // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011 Vol. 52. broj 5. str. 2267–2271.
28. Park S.C., Brumm J., Furlanetto R.L., Netto C., Liu Y., Tello C., Liebmann J.M., Ritch R. Lamina cribrosa dubina u različitim stadijima glaukoma // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015. Vol. 56. broj 3. str. 2059–2064.
29. Park S.C., Hsu A.T., Su D., Simonson J.L., Al-Jumayli M., Liu Y., Liebmann J.M., Ritch R. Čimbenici povezani s fokalnim defektima lamine cribrosa u glaukomu // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013. Vol. 54. broj 13. str. 8401–8407.
30. Faridi O.S., Park S.C., Kabadi R., Su D., De Moraes C.G., Liebmann J.M., Ritch R. Učinak fokalnog defekta lamine cribrosa na napredovanje glaukomskog vidnog polja // Oftalmologija. 2014Vol. 121. broj 8. str. 1524–1530.
31. Potsaid B., Baumann B., Huang D., Barry S., Cable A.E., Schuman J.S., Duker J.S., Fujimoto J.G. Ultrabrzi 1050nm swept izvor / Fourierova domena OCT slika retine i prednjeg segmenta pri 100.000 do 400.000 aksijalnih skeniranja u sekundi // Opt Express 2010. Vol. 18. broj 19. str. 20029–20048.
32. Adhi M., Liu J.J., Qavi A.H., Grulkowski I., Fujimoto J.G., Duker J.S. Poboljšana vizualizacija koroidno-skleralnog sučelja korištenjem OCT-a s pomaknutim izvorom // Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina. 2013. Vol. 44. Str. 40–42.
33. Mansouri K., Medeiros F.A., Marchase N. et al. Procjena debljine i volumena koroide tijekom testa pijenja vode pomoću optičke koherentne tomografije s precrtanim izvorom // Oftalmologija. 2013. Vol. 120. broj 12. str. 2508–2516.
34. Mansouri K., Nuyen B., Weinreb R.N. Poboljšana vizualizacija dubokih očnih struktura u glaukomu korištenjem optičke koherentne tomografije visoke penetracije // Expert Rev Med Devices. 2013. Vol. 10. broj 5. str. 621–628.
35. Takayama K., Hangai M., Kimura Y. et al. Trodimenzionalno oslikavanje defekata lamine cribrosa u glaukomu korištenjem optičke koherentne tomografije sweptsource // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013. Vol. 54. broj 7. str. 4798–4807.
36. Park H.Y., Shin H.Y., Park C.K. Snimanje stražnjeg segmenta oka pomoću optičke koherentne tomografije s pomaknutim izvorom u očima s kratkovidnim glaukomom: usporedba s poboljšanim dubinskim snimanjem // Am J Ophthalmol. 2014. Vol. 157. broj 3. str. 550–557.
37. Michalewska Z., Michalewski J., Adelman R.A., Zawislak E., Nawrocki J. Debljina koroide izmjerena optičkom koherentnom tomografijom sa swept izvorom prije i poslije vitrektomije s unutarnjim ograničavajućim ljuštenjem membrane za idiopatske epiretinalne membrane // Retina. 2015. Vol. 35. broj 3. str. 487–491.
38. Lopilly Park H.Y., Lee N.Y., Choi J.A., Park C.K. Mjerenje debljine bjeloočnice korištenjem optičke koherentne tomografije s pomaknutim izvorom u bolesnika s glaukomom otvorenog kuta i miopijom // Am J Ophthalmol. 2014. Vol. 157. broj 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 Evaluation of the Lamina Cribrosa with Swept- Izvorna optička koherentna tomografija u glaukomu normalne napetosti // PLoS One. 2015. 15. travnja, sv. 10(4). e0122347.
40. Mansouri K., Nuyen B., Weinreb R. Poboljšana vizualizacija dubokih očnih struktura u glaukomu korištenjem optičke koherentne tomografije visokog prodora Expert Rev Med Devices. 2013. Vol. 10. broj 5. str. 621–628.
41. Binder S. Optička koherentna tomografija/oftalmologija: Intraoperativni OCT poboljšava oftalmološku kirurgiju // BioOpticsWorld. 2015. Vol. 2. Str. 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 potpuno optičku shemu detekcije za 3D morfološko oslikavanje kože // Biomed Opt Express. 2011 Vol. 2. broj 8. str. 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. broj 2. str. 111–113.
44. Leitgeb R., Wojtkowski M., Kowalczyk A., Hitzenberger C. K., Sticker M., Ferche A. F. Spektralno mjerenje apsorpcije spektroskopskom frekvencijskom domenom optičke koherentne tomografije // Opt Lett. 2000 Vol. 25. broj 11. str. 820–822.
45. Pircher M., Hitzenberger C.K., Schmidt-Erfurth U. Polarizacijski osjetljiva optička koherentna tomografija u ljudskom oku // Napredak u istraživanju mrežnice i oka. 2011 Vol. 30. broj 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 polarizacijsko osjetljivom optičkom koherentnom tomografijom // Opt Express. 2008 Vol. 16. Str. 16410–16422.
47. Pircher M., Goetzinger E., Leitgeb R., Hitzenberger C.K. Transverzalna fazno razlučena optička koherentna tomografija osjetljiva na polarizaciju // Phys Med Biol. 2004 Vol. 49. Str. 1257-1263.
48. Mansouri K., Nuyen B., N Weinreb R. Poboljšana vizualizacija dubokih okularnih struktura u glaukomu korištenjem optičke koherentne tomografije visokog prodora Expert Rev Med Devices. 2013. Vol. 10. broj 5. str. 621–628.
49. Geitzinger E., Pircher M., Hitzenberger C.K. Optička koherentna tomografija ljudske mrežnice velike brzine osjetljiva na polarizaciju spektralne domene // Opt Express. 2005 Vol. 13. Str. 10217–10229.
50. Ahlers C., Gotzinger E., Pircher M., Golbaz I., Prager F., Schutze C., Baumann B., Hitzenberger C.K., Schmidt-Erfurth U. Prikaz retinalnog pigmentnog epitela kod makularne degeneracije povezane sa starenjem uporabom optičke koherentne tomografije osjetljive na polarizaciju // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010 Vol. 51. Str. 2149–2157.
51. Geitzinger E., Baumann B., Pircher M., Hitzenberger C.K. Optička koherentna tomografija spektralne domene ultra visoke rezolucije koja održava polarizaciju bazirana na vlaknima // Opt Express. 2009 Vol. 17. Str. 22704–22717.
52. Lammer J., Bolz M., Baumann B., Geitzinger E., Pircher M., Hitzenberger C., Schmidt-Erfurth U. 2010. Automatizirano otkrivanje i kvantifikacija tvrdih eksudata kod dijabetičkog makularnog edema korištenjem polarizacijsko osjetljive optičke koherentne tomografije // ARVO sažetak 4660/D935.
53. Schmitt J. OCT elastografija: prikaz mikroskopske deformacije i napetosti tkiva // Opt Express. 1998 Vol. 3. broj 6. str. 199–211.
54. Ford M.R., Roy A.S., Rollins A.M. i Dupps W.J.Jr. Serijska biomehanička usporedba edematoznih, normalnih i kolagenom umreženih rožnica ljudskih donora korištenjem optičke koherentne elastografije // J Cataract Refract Surg. 2014. Vol. 40. broj 6. str. 1041–1047.
55. Leitgeb R., Schmetterer L.F., Wojtkowski M., Hitzenberger C.K., Sticker M., Fercher A.F. Mjerenja brzine protoka interferometrijom kratke koherencije frekvencijskog područja. Proc. ŠPIJUN. 2002. Str. 16–21.
56. Wang Y., Bower B.A., Izatt J.A., Tan O., Huang D. In vivo mjerenje ukupnog retinalnog protoka krvi pomoću Fourierove domene Doppler optičke koherentne tomografije // J Biomed Opt. 2007 Vol. 12. Str. 412–415.
57. Wang R. K., Ma Z., Oslikavanje toka u stvarnom vremenu uklanjanjem artefakata uzorka teksture u optičkoj doplerovoj tomografiji spektralne domene, Opt. Lett. 2006 Vol. 31. broj 20. str. 3001–3003.
58. Wang R. K., Lee A. Doppler optička mikroangiografija za volumetrijsku sliku vaskularne perfuzije in vivo // Opt Express. 2009 Vol. 17. broj 11. str. 8926–8940.
59. Wang Y., Bower B. A., Izatt J. A., Tan O., Huang D. Mjerenje retinalnog protoka krvi pomoću cirkumpapilarne Fourierove domene Doppler optičke koherentne tomografije // J Biomed Opt. 2008 Vol. 13. broj 6. str. 640–643.
60. Wang Y., Fawzi A., Tan O., Gil-Flamer J., Huang D. Detekcija retinalnog protoka krvi u dijabetičara pomoću Dopplerove Fourierove domene optičke koherentne tomografije // Opt Express. 2009 Vol. 17. broj 5. str. 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. Angiografija amplitude dekorelacije podijeljenog spektra s optička koherentna tomografija // Opt Express. 2012. Vol. 20. broj 4. str. 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 u glaukomu // Oftalmologija. 2014. Vol. 121. broj 7. str. 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 razlučno ispitivanje fiziologije mrežnice s funkcionalnom optičkom koherentnom tomografijom ultravisoke razlučivosti // PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of America). 2006 Vol. 103. broj 13. str. 5066–5071.
64. Tumlinson A.R., Hermann B., Hofer B., Považay B., Margrain T.H., Binns A.M., Drexler W., Tehnike za ekstrakciju in vivo intrinzičnih optičkih signala ljudske retine razlučenih po dubini s optičkom koherentnom tomografijom // Jpn. J. Ophthalmol. 2009 Vol. 53. Str. 315–326.

Ova metoda optičke dijagnostike omogućuje vizualizaciju strukture tkiva živog organizma u presjeku. Zbog visoke rezolucije, optička koherentna tomografija (OCT) omogućuje dobivanje histoloških slika in vivo, a ne nakon pripreme isječka. OCT metoda temelji se na interferometriji niske koherencije.

U suvremenoj medicinskoj praksi OCT se koristi kao neinvazivna beskontaktna tehnologija za proučavanje prednjeg i stražnjeg segmenta oka na morfološkoj razini kod živih pacijenata. Ova tehnika omogućuje procjenu i snimanje velikog broja parametara:

stanje i vidni živac;
debljina i prozirnost;
stanje i kut prednje sobice.

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

Prilikom izvođenja OCT-a procjenjuje se dubina i veličina svjetlosnog snopa koji se reflektira od tkiva različitih optičkih svojstava. Uz aksijalnu rezoluciju od 10 µm, dobiva se najoptimalnija slika struktura. Ova tehnika vam omogućuje određivanje kašnjenja odjeka svjetlosnog snopa, promjenu njegovog intenziteta i dubine. Tijekom fokusiranja na tkiva, svjetlosna zraka se raspršuje i djelomično reflektira od mikrostruktura koje se nalaze na različitim razinama u organu koji se proučava.

OCT retine (makule)

Optička koherentna tomografija mrežnice, u pravilu, provodi se kod bolesti središnjih dijelova oka - edema, distrofija, krvarenja itd.

OCT glave vidnog živca (OND)

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

Mehanizam djelovanja OCT-a sličan je principu dobivanja informacija tijekom A-skeniranja. Bit potonjeg je mjerenje vremenskog intervala potrebnog za prolaz akustičnog impulsa od izvora do tkiva koje se proučava i natrag do prijemnog senzora. Umjesto zvučnog vala, OCT koristi snop koherentne svjetlosti. Valna duljina je 820 nm, odnosno nalazi se u infracrvenom području.

OCT ne zahtijeva posebnu pripremu, no 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. Duljina koherencije potonjeg je 5-20 µm. Hardverski dio uređaja sadrži Michelsonov interferometar, konfokalni mikroskop (slit lamp ili fundus kamera) smješten je u kraku objekta, a jedinica za vremensku modulaciju smještena je u referentnom kraku.

Pomoću video kamere možete prikazati sliku i putanju skeniranja područja istraživanja na ekranu. Primljene informacije obrađuju se i bilježe u memoriju računala u obliku grafičkih datoteka. Sami tomogrami su logaritamske dvobojne (crno-bijele) ljestvice. Kako bi rezultat bio bolje vidljiv, uz pomoć posebnih programa, crno-bijela slika se pretvara u pseudo-boju. Područja s visokom refleksijom obojana su bijelom i crvenom bojom, a područja s visokom prozirnošću obojena su crnom bojom.

Indikacije za OCT

Na temelju OCT podataka može se procijeniti struktura normalnih struktura očne jabučice, kao i identificirati različite patološke promjene:

, posebno postoperativno;
iridocilijarni distrofični procesi;
trakcijski vitreomakularni sindrom;
edem, prerupture i rupture makule;
glaukom;
pigmentiran.

Video o katarakti kod dijabetesa

Kontraindikacije

Ograničenje za korištenje OCT-a je smanjena transparentnost pregledavanih tkiva. Osim toga, poteškoće nastaju u slučajevima kada ispitanik ne može nepomično fiksirati pogled najmanje 2-2,5 sekunde. Toliko traje skeniranje.

Postavljanje dijagnoze

Za postavljanje točne dijagnoze potrebno je detaljno i kompetentno procijeniti dobivene grafikone. Istodobno, posebna se pozornost posvećuje proučavanju morfološke strukture tkiva (interakcija različitih slojeva međusobno i s okolnim tkivima) i refleksije svjetlosti (promjena prozirnosti ili pojava patoloških žarišta i inkluzija).

Kvantitativnom analizom moguće je detektirati promjenu debljine sloja stanica ili cijele strukture, izmjeriti njen volumen i dobiti kartu površine.

Za dobivanje pouzdanog rezultata potrebno je da površina oka bude očišćena od stranih tekućina. Stoga, nakon izvođenja panfunduskopom ili, konjunktivu prvo treba dobro isprati od kontaktnih gelova.

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

Cijena optičke koherentne tomografije

Trošak postupka u očnim klinikama u Moskvi počinje od 1300 rubalja. po oku i ovisi o području koje se ispituje. Sve cijene za OCT možete vidjeti u oftalmološkim centrima glavnog grada. U nastavku donosimo popis ustanova u kojima možete napraviti optičku koherentnu tomografiju mrežnice (makule) ili vidnog živca (ON).

5-08-2011, 10:31

Opis

Optička koherentna tomografija (OCT)- optička istraživačka metoda koja vam omogućuje prikaz strukture bioloških tkiva tijela u poprečnom presjeku s visokom razinom rezolucije, pružajući doživotne morfološke informacije na mikroskopskoj razini. Rad OCT-a temelji se na principu interferometrije niske koherencije.

Metoda omogućuje 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 oslikavanje mikrostruktura tkiva. Kašnjenje odjeka reflektiranog svjetlosnog vala određuje se OCT metodom uz mjerenje intenziteta i dubine signala. Kada se svjetlosni snop fokusira na ciljno tkivo, raspršuje se i djelomično reflektira od unutarnjih mikrostruktura na različitim dubinama tkiva koje se proučava (Sl. 17-1).

Mehanizam je sličan onom kod ultrazvučnog A-skeniranja, čija je bit mjerenje vremena potrebnog da impuls akustičnog vala putuje od izvora ultrazvuka do mete i natrag do prijemnog uređaja. U OCT-u se umjesto zvučnog vala koristi snop koherentne infracrvene svjetlosti valne duljine 820 nm.

Shema koja se koristi u oftalmologiji optička koherentna tomografija može se prikazati na sljedeći način. Kao izvor zračenja, uređaj koristi superluminiscentnu diodu s duljinom koherencije zračenja od 5-20 μm. Michelsonov interferometar ugrađen je u hardver uređaja, konfokalni mikroskop (fundus kamera ili procjepna svjetiljka) nalazi se u kraku objekta, a jedinica za vremensku modulaciju nalazi se u referentnom kraku.

Na monitoru se prikazuje vidljiva slika i putanja skeniranja područja koje se proučava pomoću video kamere. Računalo obrađuje primljene informacije i sprema ih kao grafičke datoteke u bazu podataka. Tomogrami optičke koherentnosti prikazani su kao logaritamska crno-bijela ljestvica. Za bolju percepciju, slika se pretvara u pseudo-boju, gdje područja s visokim stupnjem refleksije svjetlosti odgovaraju crvenoj i bijeloj, optički prozirnoj - crnoj.

Moderni OCT- beskontaktna neinvazivna tehnologija kojom se proučava morfologija prednjeg i stražnjeg segmenta očne jabučice in vivo. Omogućuje vam identificiranje, snimanje i kvantificiranje stanja mrežnice i susjednog CT-a, optičkog živca, kao i mjerenje debljine i određivanje prozirnosti rožnice, ispitivanje stanja šarenice i APC-a. Mogućnost višestrukog ponavljanja studija i spremanje rezultata u memoriju računala omogućuje praćenje dinamike patološkog procesa.

Indikacije

OCT dopušta dobiti vrijedne informacije kako o stanju normalnih struktura oka tako i o manifestaciji patoloških stanja, kao što su različita zamućenja rožnice, uključujući ona nakon refraktivne kirurgije, iridocilijarna distrofija, trakcijski vitreomakularni sindrom, rupture i prerupture makule, makularna degeneracija, makularni edem, retinitis pigmentosa , glaukom i više.

Kontraindikacije

OCT metoda nemoguće je dobiti kvalitetnu sliku sa smanjenom transparentnošću medija. Studija je teška kod pacijenata koji ne mogu osigurati fiksnu fiksaciju pogleda tijekom vremena skeniranja (2,0-2,5 s).

Trening

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

Tehnika i naknadna njega

Tehnički optička koherentna tomografija provedeno na sljedeći način. Nakon unosa podataka o pacijentu (broj kartona, prezime, ime, datum rođenja) započinje studija. Pacijent fiksira pogled na bljeskajući objekt u leći fundus kamere. Kamera se približava pacijentovom oku sve dok se slika mrežnice ne prikaže na monitoru. Nakon toga trebate popraviti kameru pritiskom na gumb za zaključavanje i prilagoditi jasnoću slike. Ako je vidna oštrina niska i pacijent ne vidi bljeskajući predmet, tada treba koristiti vanjsko osvjetljenje, a pacijent treba gledati ravno naprijed bez treptanja. Optimalna udaljenost između ispitivanog oka i leće kamere je 9 mm. Studija se provodi u načinu rada skeniranja (skeniranje) i kontrolira pomoću upravljačke ploče, predstavljene u obliku regulatornih gumba i manipulatora, podijeljenih u šest funkcionalnih skupina.

Zatim se provodi poravnanje i čišćenje izvedenih skeniranja od smetnji. Nakon obrade podataka, proučavana tkiva se mjere i analizira njihova optička gustoća. Dobivena kvantitativna mjerenja mogu se usporediti sa standardnim normalnim vrijednostima ili vrijednostima dobivenim tijekom prethodnih pretraga i pohranjenim u memoriju računala.

Tumačenje

Postavljanje kliničke dijagnoze treba temeljiti prvenstveno na kvalitativnoj analizi dobivenih skenova. Treba obratiti pozornost na morfologiju tkiva (promjene vanjske konture, odnos različitih slojeva i odjela, odnos sa susjednim tkivima), promjene u refleksiji svjetlosti (povećanje ili smanjenje transparentnosti, prisutnost patoloških inkluzija). Kvantitativna analiza omogućuje prepoznavanje zadebljanja ili stanjivanja sloja stanica i cijele strukture, njezinog volumena i dobivanje karte površine koja se proučava.

Tomografija rožnice. Važno je točno lokalizirati postojeće strukturne promjene i izračunati njihove parametre: to omogućuje ispravniji odabir taktike liječenja i objektivnu procjenu njegove učinkovitosti. U nekim slučajevima OCT rožnice smatra se jedinom metodom koja vam omogućuje izračunavanje njezine debljine (slika 17-2). Velika prednost za oštećenu rožnicu je beskontaktna tehnika.

Tomografija šarenice omogućuje izolaciju prednjeg graničnog sloja, strome i pigmentnog epitela. Reflektivnost ovih slojeva razlikuje se 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 šarenice, otkrivene pomoću OCT-a, smatraju se značajnima za postavljanje dijagnoze u pretkliničkom stadiju kod sindroma disperzije pigmenta, pseudoeksfolijativnog sindroma, esencijalne mezodermalne distrofije i Frank-Kamenetsky sindroma.

Tomografija retine. Normalno, OCT otkriva pravilan profil makule s udubljenjem u središtu (slika 17-3).

Slojevi mrežnice diferencirani su prema sposobnosti refleksije, ujednačene debljine, bez žarišnih promjena. Sloj živčanih vlakana i pigmentnog epitela ima visoku sposobnost refleksije, prosječni stupanj refleksije svjetlosti karakterističan je za pleksiformne i nuklearne slojeve mrežnice, sloj fotoreceptora je praktički proziran. Vanjski rub mrežnice na OCT-u ograničen je visoko fotoreflektirajućim jarko crvenim slojem debljine oko 70 µm, koji je kompleks retinalnog pigmentnog epitela (RPE) i koriokapilara. Tamnija traka (na tomogramu se nalazi neposredno ispred kompleksa "PES/choriocapillaries") predstavljena je fotoreceptorima. Svijetla crvena linija na unutarnjoj površini mrežnice odgovara sloju živčanih vlakana. ST je normalno optički proziran i ima crnu boju na tomogramu. Oštar kontrast između bojenja tkiva omogućio je mjerenje debljine mrežnice. U području središnje fovee makule prosječno je iznosio oko 162 mikrona, a na rubu fovee - 235 mikrona.

Idiopatske makularne rupe defekti retine u području makule, javlja se bez vidljivog uzroka u starijih bolesnika. Korištenje OCT-a omogućuje točnu dijagnozu bolesti u svim njezinim fazama, određivanje taktike liječenja i praćenje njegove učinkovitosti. Dakle, početna manifestacija idiopatske makularne rupe, nazvana pre-ruptura, karakterizirana je prisutnošću foveolarnog odvajanja neuroepitela zbog vitreofoveolarne trakcije. S rupturom lamele uočava se defekt na unutarnjoj površini mrežnice, dok je sloj fotoreceptora očuvan. Kroz rupturu (sl. 17-4) defekt mrežnice do pune dubine.

Drugi znak koji utječe na vidne funkcije koji se može otkriti pomoću OCT-a smatra se degenerativne promjene na retini oko praznine. Konačno, prisutnost ili odsutnost vitreomakularne trakcije smatra se važnim prognostičkim znakom. Pri analizi tomograma treba procijeniti debljinu retine u makuli, minimalni i maksimalni promjer rupture (u razini RPE), debljinu edema uz rub rupture te promjer intraretinalnog ciste. Važno je obratiti pozornost na sigurnost RPE sloja, stupanj degeneracije retine oko prijeloma (određeno zbijanjem tkiva i pojavom njihovog crvenog bojenja na tomogramu).

Makularna degeneracija povezana sa starenjem (AMD) skupina kroničnih degenerativnih poremećaja nepoznate etiopatogeneze koji pogađaju starije bolesnike. OCT se može koristiti za dijagnosticiranje promjena u strukturama stražnjeg pola oka u različitim fazama razvoja AMD-a. Mjerenjem debljine mrežnice može se objektivno pratiti učinkovitost terapije. Nadalje, predstavljamo kliničke slučajeve koji nam omogućuju da potpunije prikažemo promjene na mrežnici koje se javljaju u različitim fazama razvoja AMD (Sl. 17-5, 17-6).

dijabetički makularni edem- jedan od najtežih, prognostički nepovoljnih i teško izlječivih oblika DR. OCT omogućuje procjenu debljine retine, prisutnost intraretinalnih promjena, stupanj degeneracije tkiva, kao i stanje susjednog vitreomakularnog prostora (Sl. 17-7).

optički živac. Visoka rezolucija OCT-a omogućuje jasno razlikovanje sloja živčanih vlakana i mjerenje njegove debljine. Debljina sloja živčanih vlakana dobro korelira s funkcionalnim parametrima, a prvenstveno s vidnim poljima. Sloj živčanih vlakana ima visoko raspršenje unatrag i stoga je u suprotnosti s međuslojevima retine jer su aksoni živčanih vlakana usmjereni okomito na snop vrha OCT-a. Tomografija ONH može se izvesti radijalnim i anularnim snimkama. Radijalno skeniranje kroz ONH omogućuje dobivanje slike presjeka diska i procjenu ekskavacije, debljine sloja živčanih vlakana u peripapilarnoj zoni, kao i kut nagiba živčanih vlakana u odnosu na površinu ONH i mrežnicu (Sl. 17-8).

Informacije o parametrima 3D diska može se dobiti na temelju niza tomograma napravljenih u različitim meridijanima, a omogućuje vam mjerenje debljine sloja živčanih vlakana u različitim područjima oko ONH i procjenu njihove strukture. "Prošireni" tomogram je predstavljen kao ravna linearna slika. Debljina sloja živčanih vlakana i mrežnice može se automatski obraditi računalom i prikazati na ekranu kao prosječna vrijednost cijelog skena, kvadranta (gornjeg, donjeg, temporalnog, nazalnog), sata ili pojedinačno za svaki snimak koji sadrži slika. Ove kvantitativne namjere mogu se usporediti sa standardnim normalnim vrijednostima ili vrijednostima dobivenim tijekom prethodnih istraživanja. To omogućuje otkrivanje i lokalnih defekata i difuzne atrofije, što se može koristiti za objektivnu dijagnostiku i praćenje patoloških procesa u nedegenerativnim bolestima.

stagnirajući disk- oftalmološki simptom povećanog intrakranijalnog tlaka. OCT se smatra objektivnom metodom koja vam omogućuje određivanje, mjerenje i praćenje stupnja izbočenja ONH u dinamici. Procjenom razine refleksije svjetlosti tkiva moguće je procijeniti i hidrataciju tkiva i stupanj njihove degeneracije (slika 17-9).

optička jama- kongenitalna anomalija razvoja. Najčešća komplikacija fose vidnog živca je odvajanje mrežnice (šiza) u makuli. OCT jasno prikazuje defekte optičkog diska i ablaciju retine, promjene koje se javljaju u fovei (Slika 17-10).

Retinitis pigmentosa ili tapetoretinalna abiotrofija, - nasljedna progresivna bolest organa vida s primarnom genetski uvjetovanom lezijom fotoreceptorskog sloja i RPE. OCT-om se može procijeniti stanje korioretinalnog kompleksa i ozbiljnost razvoja bolesti. Na tomogramima se procjenjuje debljina sloja fotoreceptora, živčanih vlakana i neuroglije retine, prozirnost 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 obliku smanjenja debljine fotoreceptorskog sloja, smanjenja njegove prozirnosti, segmenata i pojačani metabolizam pigmentnog epitela. OCT omogućuje praćenje patološkog procesa i može se koristiti u dijagnozi retinitisa pigmentosa, uključujući i nepigmentirani oblik, uključujući i djecu, kada je nemoguće provesti funkcionalne metode istraživanja zbog male dobi djeteta i njegovog neprikladnog ponašanja.

Radne karakteristike

Izvor svjetlosnog signala je superluminiscentna dioda valne duljine 820 nm za mrežnicu i 1310 nm za prednji segment. Vrsta signala - optičko raspršenje iz tkiva. Polje slike: 30 mm vodoravno i 22 mm okomito za stražnji segment, 10-16 mm za prednji segment. Razlučivost: uzdužna - 10 mikrona, poprečna - 20 mikrona. Brzina skeniranja - 500 aksijalnih rezova u sekundi.

Čimbenici koji utječu na rezultat

Ako je bolesnik bio podvrgnut oftalmoskopiji dan prije pomoću panfundoskopa, Goldmannovih leća ili gonioskopije, OCT je moguć tek nakon što je kontaktni medij ispran iz konjunktivne šupljine.

Komplikacije

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

Alternativne metode

Dio informacija koje daje OCT moguće je dobiti pomoću Heidelberg Retinalnog tomografa, FAG-a, ultrazvučne biomikroskopije, IOL-Mastera itd.

Članak iz knjige: .

Optička koherentna tomografija je neinvazivna (bezkontaktna) metoda pregleda tkiva. Omogućuje vam dobivanje slika veće rezolucije u usporedbi s rezultatima ultrazvučnih postupaka. Zapravo, optička koherentna tomografija oka je vrsta biopsije, samo za prvu nije potrebno uzimanje uzorka tkiva.

Kratak izlet u povijest

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

Trenutno, koristeći najnoviji model, moguće je ne samo proučavati retinalna tkiva, već i optičku koherentnu tomografiju koronarnih arterija, optički živac na mikroskopskoj razini.

Principi istraživanja

Optička koherentna tomografija sastoji se u formiranju grafičkih slika na temelju mjerenja perioda odgode kada se svjetlosna zraka reflektira od tkiva koja se proučavaju. Glavni element uređaja ove kategorije je superluminiscentna dioda, čija uporaba omogućuje stvaranje svjetlosnih zraka niske koherencije. Drugim riječima, kada se uređaj aktivira, snop nabijenih elektrona se dijeli na nekoliko dijelova. Jedan protok je usmjeren na područje strukture tkiva koje se proučava, a drugi - na posebno ogledalo.

Zrake reflektirane od predmeta se zbrajaju. Nakon toga, podaci se bilježe posebnim fotodetektorom. Podaci dobiveni na grafikonu omogućuju dijagnostičaru da donese zaključke o refleksiji na pojedinim točkama predmeta koji se proučava. Prilikom ocjenjivanja sljedećeg dijela tkanine, nosač se pomiče na drugu poziciju.

Optička koherentna tomografija mrežnice omogućuje generiranje grafike na monitoru računala koja je u mnogočemu slična 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 putova retine.
Degenerativni procesi u strukturi očnog tkiva.
Cistoidni edem.
Anomalije u funkcioniranju vidnog živca.

Osim toga, propisuje se optička koherentna tomografija za procjenu učinkovitosti korištenih terapijskih postupaka. Konkretno, metoda istraživanja nezaobilazna je u određivanju kvalitete ugradnje drenaže koja se integrira u tkivo oka kod glaukoma.

Značajke dijagnoze

Optička koherentna tomografija uključuje fokusiranje vida subjekta na posebne oznake. U tom slučaju operater uređaja izvodi više uzastopnih skeniranja tkiva.

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

Rezultati koherentne tomografije formiraju se u obliku protokola koji informiraju istraživača o stanju pojedinih područja tkiva, vizualno i kvantitativno. Budući da se dobiveni podaci bilježe u memoriju uređaja, naknadno se mogu koristiti za usporedbu stanja tkiva prije početka tretmana i nakon primjene terapija.

3D vizualizacija

Moderna optička koherentna tomografija omogućuje dobivanje ne samo dvodimenzionalnih grafikona, već i stvaranje trodimenzionalne vizualizacije objekata koji se proučavaju. Brzo skeniranje presjeka tkiva omogućuje generiranje više od 50 000 slika dijagnosticiranog materijala unutar nekoliko sekundi. Na temelju primljenih informacija, poseban softver reproducira trodimenzionalnu strukturu objekta na monitoru.

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

Prednosti koherentne tomografije

Uređaji za koherentnu tomografiju pokazuju najveću učinkovitost u dijagnostici glaukoma. U slučaju korištenja uređaja ove kategorije, stručnjaci dobivaju priliku s visokom točnošću odrediti čimbenike razvoja patologije u ranim fazama, kako bi identificirali stupanj progresije bolesti.

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

Koherentna tomografija učinkovita je u kombinaciji s drugim dijagnostičkim postupcima, poput fluoresceinske angiografije retine. Kombinacijom postupaka istraživač dobiva posebno vrijedne podatke koji pridonose ispravnoj dijagnozi, utvrđivanju složenosti patologije i izboru učinkovitog liječenja.

Gdje se može napraviti optička koherentna tomografija?

Zahvat je moguć samo specijaliziranim OCT aparatom. Dijagnostici takvog plana može se pribjeći u modernim istraživačkim centrima. Takvu opremu najčešće imaju sobe za korekciju vida i privatne oftalmološke klinike.

Cijena izdavanja

Za provođenje koherentne tomografije nije potrebna uputnica liječnika, ali čak i ako je dostupna, dijagnostika će uvijek biti plaćena. Trošak studije određuje prirodu patologije, koja je usmjerena na identifikaciju dijagnoze. Na primjer, definicija ruptura 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 vidnog živca, stanja vlakana retine, formiranja trodimenzionalnog modela vidnog organa, cijena za takve usluge danas počinje od 1800 rubalja.