Komplex optikai koherencia tomográfia. Mi a retina koherencia tomográfiája? OCT és szövettan

2, 3
1 FGAU NMIC "IRTC "Szem mikrosebészet" A.I. akad. S. N. Fedorova», Oroszország Egészségügyi Minisztériuma, Moszkva
2 FKU "TsVKG im. P.V. Mandryka”, Oroszország Védelmi Minisztériuma, Moszkva, Oroszország
3 FGBOU VO RNIMU őket. N.I. Pirogov, Oroszország Egészségügyi Minisztériuma, Moszkva, Oroszország

Az optikai koherencia tomográfiát (OCT) több mint 20 évvel ezelőtt használták először a szemgolyó vizualizálására, és még mindig nélkülözhetetlen diagnosztikai módszer a szemészetben. Az OCT segítségével lehetővé vált, hogy nem invazív módon, bármely más képalkotó módszernél nagyobb felbontású optikai szövetmetszeteket kapjunk. A módszer dinamikus fejlődése érzékenységének, felbontásának és szkennelési sebességének növekedéséhez vezetett. Jelenleg az OCT-t aktívan használják a szemgolyó betegségeinek diagnosztizálására, monitorozására és szűrésére, valamint tudományos kutatásokra. A modern OCT-technológiák és a fotoakusztikus, spektroszkópiai, polarizációs, doppler- és angiográfiás, elasztográfiai módszerek kombinációja nemcsak a szövetek morfológiájának, hanem funkcionális (fiziológiai) és metabolikus állapotának felmérését is lehetővé tette. Megjelentek az intraoperatív OCT funkcióval rendelkező operatív mikroszkópok. A bemutatott eszközökkel a szem elülső és hátsó szegmense egyaránt megjeleníthető. Jelen áttekintés az OCT-módszer fejlődését tárgyalja, adatokat mutat be a modern OCT-eszközökről azok technológiai jellemzőitől és képességeitől függően. Leírják a funkcionális OCT módszereit.

Idézet: Zakharova M.A., Kurojedov A.V. Optikai koherencia tomográfia: valósággá vált technológia // Kr. e. Klinikai szemészet. 2015. 4. szám S. 204–211.

Az idézethez: Zakharova M.A., Kurojedov A.V. Optikai koherencia tomográfia: valósággá vált technológia // Kr. e. Klinikai szemészet. 2015. 4. sz. 204-211

Optikai koherens tomográfia – technológia, amely valósággá vált

Zaharova M.A., Kuroedov A.V.

Mandryka Orvosi és Klinikai Központ
Az Orosz Nemzeti Kutató Orvostudományi Egyetem N.I. Pirogov, Moszkva

Az optikai koherencia tomográfiát (OCT) több mint két évtizeddel ezelőtt alkalmazták először a szem képalkotására, és még mindig pótolhatatlan diagnosztikai módszer a szemészetben. Az OCT segítségével noninvazív módon nagyobb felbontású képeket lehet készíteni a szövetekről, mint bármely más képalkotó módszerrel. Jelenleg az OCT-t aktívan használják szembetegségek diagnosztizálására, monitorozására és szűrésére, valamint tudományos kutatásra. A modern technológia és az optikai koherencia tomográfia kombinálása fotoakusztikus, spektroszkópiai, polarizációs, doppler és angiográfiás, elasztográfiás módszerekkel nemcsak a szövet morfológiájának, hanem fiziológiai és metabolikus funkcióinak értékelését is lehetővé tette. Az utóbbi időben megjelentek az optikai koherencia tomográfia intraoperatív funkciójával rendelkező mikroszkópok. Ezek az eszközök a szem elülső és hátsó szegmensének képalkotására használhatók. Ebben az áttekintésben az optikai koherencia-tomográfia módszerének fejlesztését tárgyaljuk, tájékoztatást adunk a jelenlegi OCT-készülékekről azok műszaki jellemzőitől és képességeitől függően.

Kulcsszavak: optikai koherencia tomográfia (OCT), funkcionális optikai koherencia tomográfia, intraoperatív optikai koherencia tomográfia.

Idézet: Zaharova M.A., Kuroedov A.V. Optikai koherens tomográfia – technológia, amely valósággá vált. // RMJ. klinikai szemészet. 2015. 4. szám P. 204–211.

A cikk az optikai koherencia-tomográfiának a szemészetben történő alkalmazására vonatkozik

Az optikai koherencia tomográfia (OCT) egy olyan diagnosztikai módszer, amely lehetővé teszi a belső biológiai rendszerek nagy felbontású tomográfiás metszeteinek kinyerését. A módszer nevét először a Massachusetts Institute of Technology csapatának munkájában adták meg, amely 1991-ben jelent meg a Science-ben. A szerzők tomográfiás felvételeket mutattak be, amelyek in vitro demonstrálják a retina és a koszorúér peripapilláris zónáját. Az első in vivo tanulmányokat a retina és a szem elülső szegmense OCT felhasználásával 1993-ban és 1994-ben publikálták. illetőleg . A következő évben számos közlemény jelent meg a módszer alkalmazásáról a makularégió betegségeinek (beleértve a diabetes mellitusban előforduló makulaödémát, makulalyukakat, savós chorioretinopathiát) és a glaukómát. 1994-ben a kifejlesztett OCT technológia átkerült a Carl Zeiss Inc. külföldi részlegéhez. (Hamphrey Instruments, Dublin, USA), és már 1996-ban létrehozták az első szemészeti gyakorlatra tervezett soros OCT rendszert.
Az OCT módszer alapelve, hogy a fényhullámot a szövetekbe irányítják, ahol továbbterjed és visszaverődik, illetve szétszóródik a különböző tulajdonságokkal rendelkező belső rétegekből. Az így kapott tomográfiás képek tulajdonképpen a szöveteken belüli struktúrákról szórt vagy visszaverődő jel intenzitásának a függősége a távolságtól. A képalkotó folyamatot a következőképpen tekinthetjük meg: egy forrásból jelet küldenek a szövetre, és meghatározott időközönként egymás után mérik a visszatérő jel intenzitását. Mivel a jel terjedési sebessége ismert, a távolságot ez a mutató és az áthaladásának ideje határozza meg. Így egydimenziós tomogramot (A-scan) kapunk. Ha szekvenciálisan eltol az egyik tengely mentén (függőleges, vízszintes, ferde) és megismétli az előző méréseket, kétdimenziós tomogramot kaphat. Ha szekvenciálisan eltol egy további tengely mentén, akkor kaphat ilyen szakaszokat vagy térfogati tomogramot. Az OCT rendszerek gyenge koherencia interferometriát használnak. Az interferometrikus módszerek jelentősen növelhetik az érzékenységet, mivel a visszavert jel amplitúdóját mérik, nem pedig annak intenzitását. Az OCT eszközök főbb mennyiségi jellemzői az axiális (mélység, axiális, A-szkennelés mentén) és a transzverzális (A-szkennelések között) felbontás, valamint a szkennelési sebesség (A-leolvasások száma 1 s-onként).
Az első OCT eszközök szekvenciális (időbeli) képalkotási módszert (idő-domain optikai koherencia tomográfia, TD-OC) alkalmaztak (1. táblázat). Ez a módszer az interferométer működési elvén alapul, amelyet A.A. javasolt. Michelson (1852–1931). A szuperlumineszcens LED alacsony koherenciájú fénysugara 2 sugárra van osztva, amelyek közül az egyik a vizsgált tárgyról (szem) verődik vissza, míg a másik a referencia (összehasonlító) útvonalon halad át a készülék belsejében, és egy speciális tükör visszaveri. , melynek helyzetét a kutató állítja be. Ha a vizsgált szövetről visszavert sugár és a tükör sugár hossza egyenlő, interferencia jelenség lép fel, amit a LED rögzít. Minden mérési pont egy A-szkennelésnek felel meg. Az eredményül kapott egyedi A-szkenneléseket összeadják, és kétdimenziós képet kapnak. Az első generációs kereskedelmi műszerek (TD-OCT) axiális felbontása 8-10 µm 400 A-scan/s pásztázási sebesség mellett. Sajnos a mozgatható tükör jelenléte megnöveli a vizsgálati időt és csökkenti a műszer felbontását. Ezenkívül az adott szkennelési időtartam alatt elkerülhetetlenül előforduló szemmozgások, vagy a vizsgálat során a rossz rögzítés olyan műtermékek kialakulásához vezet, amelyek digitális feldolgozást igényelnek, és fontos kóros jellemzőket rejthetnek el a szövetekben.
2001-ben új technológiát vezettek be - az Ultrahigh-resolution OCT-t (UHR-OCT), amely lehetővé tette a szaruhártya és a retina 2-3 µm axiális felbontású képeinek készítését. Fényforrásként femtoszekundumos titán-zafír lézert (Ti:Al2O3 lézer) használtunk. A 8–10 µm-es szabványos felbontáshoz képest a nagy felbontású OCT elkezdte jobban megjeleníteni a retina rétegeit in vivo. Az új technológia lehetővé tette a fotoreceptorok belső és külső rétege, valamint a külső határoló membrán közötti határvonalak megkülönböztetését. A felbontás javulása ellenére az UHR-OCT alkalmazása költséges és speciális lézerberendezést igényelt, ami nem tette lehetővé a széles körű klinikai gyakorlatban való alkalmazását.
A Fourier-transzformációt alkalmazó spektrális interferométerek (Spectral domain, SD; Fouirier domain, FD) bevezetésével a technológiai eljárás számos előnnyel rendelkezik a hagyományos időalapú OCT használatához képest (1. táblázat). Bár a technika 1995 óta ismert, a retina képalkotására csak a 2000-es évek elejéig használták. Ez annak köszönhető, hogy 2003-ban megjelentek a nagy sebességű kamerák (töltéscsatolt eszköz, CCD). Az SD-OCT fényforrása egy szélessávú szuperlumineszcens dióda, amely több hullámhosszú, alacsony koherencia-nyalábot állít elő. A hagyományos OCT-hez hasonlóan a spektrális OCT-ben is a fénysugarat 2 sugárnyalábra osztják, amelyek közül az egyik a vizsgált tárgyról (szem), a másik pedig egy rögzített tükörről verődik vissza. Az interferométer kimenetén a fény térben spektrumra bomlik, és a teljes spektrumot egy nagy sebességű CCD kamera rögzíti. Ezután a matematikai Fourier-transzformáció segítségével feldolgozzuk az interferenciaspektrumot, és lineáris A-szkennelést készítünk. Ellentétben a hagyományos OCT-vel, ahol a lineáris A-szkennelés az egyes pontok reflexiós tulajdonságainak szekvenciális mérésével történik, a spektrális OCT-ben lineáris A-szkennelés jön létre az egyes pontokról visszavert sugarak egyidejű mérésével. A modern spektrális OCT eszközök axiális felbontása eléri a 3-7 µm-t, a pásztázási sebesség pedig több mint 40 000 A-scan/s. Az SD-OCT fő előnye kétségtelenül a nagy szkennelési sebesség. Először is, jelentősen javíthatja a kapott képek minőségét azáltal, hogy csökkenti a szemmozgások során előforduló műtermékeket a vizsgálat során. Egyébként egy szabványos lineáris profil (1024 A-szkennelés) átlagosan mindössze 0,04 másodperc alatt érhető el. Ezalatt a szemgolyó csak néhány ívmásodperces amplitúdójú mikroszakkád mozgásokat végez, amelyek nem befolyásolják a kutatási folyamatot. Másodszor, lehetővé vált a kép 3D-s rekonstrukciója, amely lehetővé teszi a vizsgált szerkezet profiljának és topográfiájának értékelését. A spektrális OCT-vel egyidejűleg több kép készítése lehetővé tette a kis patológiás gócok diagnosztizálását. Tehát a TD-OCT esetén a makula 6 radiális letapogatás szerint jelenik meg, szemben az SD-OCT végrehajtásakor ugyanazon a területen végzett 128–200 vizsgálattal. A nagy felbontásnak köszönhetően a retina rétegei és az érhártya belső rétegei jól láthatóak. Egy szabványos SD-OCT vizsgálat eredménye egy olyan protokoll, amely grafikusan és abszolút értékben is bemutatja az eredményeket. Az első kereskedelmi forgalomban kapható spektrális optikai koherencia tomográfot 2006-ban fejlesztették ki, ez az RTVue 100 (Optovue, USA).

Jelenleg néhány spektrális tomográf további szkennelési protokollokkal rendelkezik, amelyek magukban foglalják: pigment epitélium-elemző modult, lézeres pásztázó angiográfot, fokozott mélységű képzet (EDI-OCT) modult és glaukóma modult (2. táblázat).

Az Enhanced Image Depth Module (EDI-OCT) kifejlesztésének előfeltétele volt a spektrális OCT-vel végzett érhártya-képalkotás korlátozása a retina pigment epitéliumának fényelnyelésével és az érhártya-struktúrák általi szórással. Számos szerző 1050 nm hullámhosszú spektrométert használt, amellyel kvalitatívan vizualizálható és számszerűsíthető volt magának az érhártyának is. 2008-ban leírtak egy eljárást az érhártya leképezésére, amelyet úgy valósítottak meg, hogy az SD-OCT készüléket a szemhez kellően közel helyezték el, aminek eredményeként lehetővé vált, hogy tiszta képet kapjunk az érhártyáról, amelynek vastagsága elérheti. is mérni kell (1. táblázat) . A módszer elve a Fourier-transzformációból származó tükörtermékek megjelenésében rejlik. Ebben az esetben 2 szimmetrikus kép jön létre - pozitív és negatív a nulla késleltetési vonalhoz képest. Meg kell jegyezni, hogy a módszer érzékenysége csökken, ha az érdeklődésre számot tartó szemszövettől a feltételes vonalig terjed a távolság. A retina pigment epitélium rétegének megjelenítésének intenzitása jellemzi a módszer érzékenységét - minél közelebb van a réteg a nulla késleltetési vonalhoz, annál nagyobb a visszaverő képessége. Ennek a generációnak a legtöbb eszköze a retina és a vitreoretinális interfész rétegeinek tanulmányozására szolgál, így a retina közelebb helyezkedik el a nulla késleltetési vonalhoz, mint az érhártya. A beolvasások feldolgozása során a kép alsó felét általában eltávolítják, csak a felső része jelenik meg. Ha az OCT-vizsgálatokat úgy mozgatja, hogy azok átlépjék a nulla késleltetési vonalat, akkor az érhártya közelebb lesz hozzá, ami lehetővé teszi, hogy tisztábban láthassa azt. Jelenleg a megnövelt képmélység-modul a Spectralis (Heidelberg Engineering, Németország) és a Cirrus HD-OCT (Carl Zeiss Meditec, USA) tomográfoknál érhető el. Az EDI-OCT technológiát nemcsak az érhártya tanulmányozására használják különféle szempatológiákban, hanem a cribriform lemez vizualizálására és annak elmozdulásának felmérésére is a glaukóma stádiumától függően.
A Fourier-domain-OCT módszerek közé tartozik a hangolható forrású OCT is (swept-source OCT, SS-OCT; mély hatótávolságú képalkotás, DRI-OCT). Az SS-OCT frekvencia-söpört lézerforrásokat használ, azaz olyan lézereket, amelyekben az emissziós frekvenciát egy bizonyos spektrális sávon belül nagy sebességgel hangolják. Ebben az esetben nem a frekvenciában, hanem a visszavert jel amplitúdójában rögzítik a változást a frekvenciahangolási ciklus során. A készülék 2 párhuzamos fotodetektort használ, ennek köszönhetően a szkennelési sebesség 100 ezer A-szkennelés/s (szemben az SD-OCT 40 ezer A-szkennelésével). Az SS-OCT technológiának számos előnye van. Az SS-OCT-ben használt 1050 nm-es hullámhossz (szemben a 840 nm-rel az SD-OCT-ben) lehetővé teszi a mély struktúrák, például az érhártya és a lamina cribrosa egyértelmű megjelenítését, miközben a képminőség sokkal kevésbé függ a kérdéses szövet távolságától a nulla késleltetési vonalaktól. , mint az EDI-OCT. Ezenkívül egy adott hullámhosszon a fény kevésbé szóródik, amikor áthalad egy felhős lencsén, ami tisztább képeket eredményez a szürkehályogos betegeknél. A szkennelési ablak a hátsó pólus 12 mm-ét fedi le (szemben az SD-OCT esetében 6-9 mm-rel), így a látóideg és a makula egyszerre látható ugyanazon a felvételen. Az SS-OCT vizsgálat eredményei a retina vagy egyes rétegei (retina idegrostréteg, ganglionsejtréteg a belső pleximorf réteggel együtt, érhártya) teljes vastagságaként megjeleníthető térképek. A swept-source OCT technológiát aktívan használják a makula zóna, érhártya, sclera, üvegtest patológiájának tanulmányozására, valamint az idegrostréteg és a cribriform lemez felmérésére glaukómában. 2012-ben bemutatták az első kereskedelmi célú Swept-Source OCT-t, amelyet a Topcon Deep Range Imaging (DRI) OCT-1 Atlantis 3D SS-OCT műszerében (Topcon Medical Systems, Japán) valósítottak meg. 2015 óta a külpiacon elérhetővé vált a DRI OCT Triton (Topcon, Japán) kereskedelmi forgalomban kapható mintája 100 000 A-scan/s pásztázási sebességgel és 2-3 µm felbontással.
Hagyományosan az OCT-t a műtét előtti és posztoperatív diagnózisra használták. A technológiai folyamat fejlődésével lehetővé vált a sebészeti mikroszkópba integrált OCT technológia alkalmazása. Jelenleg több, intraoperatív OCT elvégzésére szolgáló kereskedelmi eszközt kínálnak egyszerre. Az Envisu SD-OIS (spektrális tartományú szemészeti képalkotó rendszer, SD-OIS, Bioptigen, USA) egy spektrális optikai koherencia tomográf, amelyet a retina szöveteinek megjelenítésére terveztek, és a szaruhártya, a sclera és a kötőhártya képalkotására is használható. Az SD-OIS hordozható szondát és mikroszkóp beállítást tartalmaz, axiális felbontása 5 µm, pásztázási sebessége 27 kHz. Egy másik cég, az OptoMedical Technologies GmbH (Németország) szintén működő mikroszkópra szerelhető OCT kamerát fejlesztett és mutatott be. A kamera használható a szem elülső és hátsó szegmenseinek megjelenítésére. A vállalat azt jelzi, hogy ez az eszköz hasznos lehet olyan sebészeti eljárások elvégzésében, mint a szaruhártya-transzplantáció, a zöldhályog műtét, a szürkehályog műtét és a vitreoretinális műtét. A 2014-ben kiadott OPMI Lumera 700/Rescan 700 (Carl Zeiss Meditec, USA) az első kereskedelmi forgalomban kapható mikroszkóp integrált optikai koherencia tomográffal. A mikroszkóp optikai útjait valós idejű OCT képalkotáshoz használják. A készülék segítségével a műtét során megmérheti a szaruhártya és az írisz vastagságát, az elülső kamra mélységét és szögét. Az OCT alkalmas a szürkehályog-műtét több szakaszának megfigyelésére és ellenőrzésére: végtagmetszések, capsulorhexis és fakoemulzifikáció. Ezenkívül a rendszer képes észlelni a viszkoelasztikus maradványokat és monitorozni a lencse helyzetét a műtét alatt és végén. A hátsó szegmensben végzett műtét során vitreoretinalis összenövések, a hátsó hyaloid membrán leválása, foveoláris elváltozások (ödéma, ruptura, neovaszkularizáció, vérzés) jelenléte lehet vizualizálható. Jelenleg a meglévők mellett új létesítmények fejlesztése folyik.
Az OCT valójában egy olyan módszer, amely lehetővé teszi a szövetek morfológiájának (alak, szerkezet, méret, térbeli szerveződés általában) és összetevőik szövettani szintű felmérését. Az olyan modern OCT technológiákat és módszereket tartalmazó eszközök, mint a fotoakusztikus tomográfia, spektroszkópos tomográfia, polarizációs tomográfia, dopplerográfia és angiográfia, elasztográfia, optofiziológia, lehetővé teszik a vizsgált szövetek funkcionális (fiziológiai) és metabolikus állapotának felmérését. Ezért a TOT lehetőségeinek függvényében általában morfológiai, funkcionális és multimodális kategóriába sorolják.
A fotoakusztikus tomográfia (PAT) a rövid lézerimpulzusok szövetek általi abszorpciójában, ezek későbbi felmelegedésében és rendkívül gyors hőtágulásában mutatkozó különbségeket használja fel, hogy ultrahanghullámokat állítson elő, amelyeket piezoelektromos vevők érzékelnek. A hemoglobin, mint a sugárzás fő abszorbensének túlsúlya azt jelenti, hogy a fotoakusztikus tomográfia kontrasztos képeket készíthet az érrendszerről. Ugyanakkor a módszer viszonylag kevés információt ad a környező szövetek morfológiájáról. Így a fotoakusztikus tomográfia és az OCT kombinációja lehetővé teszi a mikrovaszkuláris hálózat és a környező szövetek mikroszerkezetének felmérését.
A biológiai szövetek fényelnyelő vagy -szóró képessége a hullámhossztól függően felhasználható funkcionális paraméterek, különösen a hemoglobin oxigéntelítettségének értékelésére. Ezt az elvet a spektroszkópiai OCT (Spectroscopic OCT, SP-OCT) valósítja meg. Bár a módszer jelenleg fejlesztés alatt áll, és alkalmazása csak kísérleti modellekre korlátozódik, mégis ígéretesnek tűnik a vér oxigéntelítettségének, a rákmegelőző léziók, az intravaszkuláris plakkok és az égési sérülések vizsgálata szempontjából.
A polarizációérzékeny OCT (PS-OCT) a fény polarizációs állapotát méri, és azon a tényen alapul, hogy egyes szövetek megváltoztathatják a szonda fénynyalábjának polarizációs állapotát. A fény és a szövetek közötti kölcsönhatás különböző mechanizmusai okozhatnak változást a polarizáció állapotában, például kettős törés és depolarizáció, amelyeket a lézeres polarimetriában már részben alkalmaztak. Kettős törő szövetek a szaruhártya stroma, a sclera, a szemizmok és inak, a trabekuláris háló, a retina idegrostrétege és a hegszövet. A depolarizáció hatását a retina pigment epitéliumának (REP), az írisz pigment epitéliumának, a nevi-nek és az érhártya melanómáinak szöveteiben található melanin, valamint az érhártya pigment felhalmozódása formájában figyelték meg. . Az első polarizáló alacsony koherencia interferométert 1992-ben vezették be. 2005-ben a PS-OCT-t az emberi retina in vivo képalkotására mutatták be. A PS-OCT módszer egyik előnye a PES részletes felmérésének lehetősége, különösen olyan esetekben, amikor a pigmenthám rosszul látható az OCT-n, például neovaszkuláris makuladegeneráció esetén, a retina rétegeinek erős torzulása, ill. visszaszórás (1. ábra). Ennek a módszernek közvetlen klinikai célja is van. Az a tény, hogy az RPE rétegsorvadás vizualizálása magyarázatot adhat arra, hogy ezeknél a betegeknél miért nem javul a látásélesség a retina anatómiai helyreállítását követő kezelés során. A polarizációs OCT-t a glaukóma idegrostrétegének állapotának értékelésére is használják. Meg kell jegyezni, hogy a PS-OCT segítségével más depolarizáló struktúrák is kimutathatók az érintett retinán belül. A diabéteszes makulaödémában szenvedő betegeken végzett kezdeti vizsgálatok azt mutatták, hogy a kemény váladékok depolarizáló struktúrák. Ezért a PS-OCT használható a kemény váladékok kimutatására és mennyiségi meghatározására (méret, szám) ebben az állapotban.
Az optikai koherencia elasztográfiát (OCE) a szövetek biomechanikai tulajdonságainak meghatározására használják. Az OCT elasztográfia hasonlít az ultrahang-szonográfiához és az elasztográfiához, de az OCT előnyeivel, mint például a nagy felbontás, a non-invazivitás, a valós idejű képalkotás, a szöveti penetráció mélysége. A módszert először 1998-ban mutatták be az emberi bőr mechanikai tulajdonságainak in vivo leképezésére. A donor szaruhártya ezzel a módszerrel végzett kísérleti vizsgálatai kimutatták, hogy az OCT elasztográfia képes számszerűsíteni e szövet klinikailag releváns mechanikai tulajdonságait.
Az első Doppler optikai koherencia tomográfia (D-OCT) a szem véráramlásának mérésére 2002-ben jelent meg. 2007-ben a retina teljes véráramlását a látóideg körüli körkörös B-szkenneléssel mérték. A módszernek azonban számos korlátja van. Például a kis kapillárisok lassú véráramlását nehéz felismerni Doppler OCT-vel. Ezen túlmenően a legtöbb ér közel merőlegesen fut a pásztázási sugárra, így a Doppler-eltolási jel észlelése kritikusan függ a beeső fény szögétől. A D-OCT hiányosságainak leküzdésére tett kísérlet az OCT angiográfia. A módszer megvalósításához nagy kontrasztú és szupergyors OCT technológiára volt szükség. Az osztott spektrumú amplitúdódekorrelációs angiográfia (SS-ADA) nevű algoritmus a technika fejlesztésének és továbbfejlesztésének kulcsa lett. Az SS-ADA algoritmus magában foglalja az optikai forrás teljes spektrumának több részre bontását használó elemzést, amelyet a spektrum egyes frekvenciatartományaira vonatkozó dekorreláció külön kiszámítása követ. Ezzel egyidejűleg anizotróp dekorrelációs analízist végzünk, és számos teljes spektrális szélességű letapogatást végzünk, amelyek az érrendszer nagy térbeli felbontását biztosítják (2., 3. ábra). Ezt az algoritmust az Avanti RTVue XR tomográf (Optovue, USA) használja. Az OCT angiográfia a hagyományos angiográfia non-invazív 3D alternatívája. A módszer előnyei közé tartozik a vizsgálat non-invazivitása, a fluoreszcens festékek használatának hiánya, a szem véráramlásának kvantitatív mérésének lehetősége az erekben.

Az optofiziológia a szövetekben zajló fiziológiai folyamatok nem invazív vizsgálatának módszere OCT segítségével. Az OCT érzékeny az optikai visszaverődés vagy a fény szövetek általi szórásának térbeli változásaira, amelyek a törésmutató helyi változásaihoz kapcsolódnak. A sejtszinten lezajló élettani folyamatok, mint például a membrán depolarizációja, a sejtduzzanat, az anyagcsere-változások, kismértékű, de kimutatható változásokhoz vezethetnek a biológiai szövet lokális optikai tulajdonságaiban. Az első bizonyíték arra vonatkozóan, hogy az OCT használható a retina fénystimulációjára adott fiziológiai válasz meghatározására és értékelésére, 2006-ban mutatták be. Ezt a technikát ezt követően az emberi retina in vivo vizsgálatára alkalmazták. Jelenleg számos kutató dolgozik ebben az irányban.
Az OCT az egyik legsikeresebb és legszélesebb körben alkalmazott képalkotó módszer a szemészetben. Jelenleg a technológiai eszközök a világon több mint 50 vállalat terméklistáján szerepelnek. Az elmúlt 20 év során a felbontás tízszeresére, a beolvasási sebesség pedig több százszorosára nőtt. Az OCT technológia folyamatos fejlődése ezt a módszert értékes eszközzé tette a szem szerkezetének gyakorlati vizsgálatában. Az elmúlt évtizedben az új technológiák fejlesztése és az OCT kiegészítései lehetővé teszik a pontos diagnózis felállítását, a dinamikus monitorozás elvégzését és a kezelés eredményeinek értékelését. Ez egy példa arra, hogy az új technológiák hogyan képesek valódi orvosi problémákat megoldani. És ahogy az új technológiák esetében gyakran előfordul, a további alkalmazási tapasztalatok és alkalmazásfejlesztések lehetővé tehetik a szempatológia patogenezisének mélyebb megértését.

Irodalom

1. Huang D., Swanson E.A., Lin C.P. et al. Optikai koherencia tomográfia // Tudomány. 1991. évf. 254. No. 5035. P. 1178–1181.
2. Swanson E.A., Izatt J.A., Hee M.R. et al. In vivo retina képalkotás optikai koherencia-tomográfiával // Opt Lett. 1993. évf. 18. No. 21. P. 1864–1866.
3. Fercher A.F., Hitzenberger C.K., Drexler W., Kamp G., Sattmann H. In-vivo optikai koherencia tomográfia // Am J Ophthalmol. 1993. évf. 116. No. 1. P. 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. Az elülső szem mikrométeres felbontású képalkotása in vivo optikai koherencia-tomográfiával // Arch Ophthalmol. 1994. évf. 112. No. 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. A makula betegségek képalkotása optikai koherencia tomográfiával // Szemészet. 1995. évf. 102. No. 2. P. 217–229.
6. Schuman J.S., Hee M.R., Arya A.V., Pedut-Kloizman T., Puliafito C.A., Fujimoto J.G., Swanson E.A. Optikai koherencia tomográfia: új eszköz a glaukóma diagnosztizálására // Curr Opin Ophthalmol. 1995. évf. 6. No. 2. P. 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. Az idegrostréteg vastagságának meghatározása normál és glaukómás szemekben optikai koherencia tomográfia segítségével // Arch Ophthalmol. 1995. évf. 113. No. 5. P. 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. A makula lyukak optikai koherencia tomográfiája // Szemészet. 1995. évf. 102. No. 5. P. 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. A centrális serous chorioretinopathia optikai koherencia tomográfiája // Am J Ophthalmol.1995. Vol. 120. No. 1. P. 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. A makulaödéma kvantitatív értékelése optikai koherencia-tomográfiával // Arch Ophthalmol. 1995. évf. 113. No. 8. P. 1019–1029.
11. Viskovatykh A.V., Pozhar V.E., Pustovoit V.I. Optikai koherencia-tomográf fejlesztése szemészet számára gyorsan hangolható akuszto-optikai szűrők alapján // 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. Ultranagy felbontású ophthalmic optikai koherencia tomográfia // Nat Med. 2001. évf. 7. No. 4. P. 502–507.
13. Drexler W., Sattmann H., Hermann B. et al. A makula patológia fokozott megjelenítése ultranagy felbontású optikai koherencia tomográfia használatával // Arch Ophthalmol. 2003. évf. 121. P. 695–706.
14. Ko T.H., Fujimoto J.G., Schuman J.S. et al. Ultrahigh és standard felbontású optikai koherencia tomográfia összehasonlítása a makula patológia képalkotásához // Arch Ophthalmol. 2004. évf. 111. P. 2033–2043.
15. Ko T.H., Adler D.C., Fujimoto J.G. et al. Ultranagy felbontású optikai koherencia tomográfia szélessávú szuperlumineszcens dióda fényforrással // Opt Express. 2004. évf. 12. P. 2112–2119.
16. Fercher A.F., Hitzenberger C.K., Kamp G., El-Zaiat S.Y. Intraokuláris távolságok mérése visszaszórásos spektrális interferencia segítségével // Opt Commun. 1995. évf. 117. P. 43–48.
17. Choma M.A., Sarunic M.V., Yang C.H., Izatt J.A. A söpört forrás és a Fourier-tartományú optikai koherencia tomográfia érzékenységi előnye // Opt Express. 2003. évf. 11. No. 18. P. 2183–2189.
18. Astakhov Yu.S., Belekhova S.G. Optikai koherencia tomográfia: hogyan kezdődött minden és a technika modern diagnosztikai lehetőségei // Szemészeti folyóiratok. 2014. V. 7. No. 2. C. 60–68. .
19. Svirin A.V., Kiyko Yu.I., Obruch B.V., Bogomolov A.V. Spektrális koherens optikai tomográfia: a módszer elvei és lehetőségei // Klinikai szemészet. 2009. V. 10. No. 2. C. 50–53.
20. Kiernan D.F., Hariprasad S.M., Chin E.K., Kiernan C.L., Rago J., Mieler W.F. A cirrus és a réteg optikai koherencia tomográfia prospektív összehasonlítása a retina vastagságának meghatározásához // Am J Ophthalmol. 2009. évf. 147. No. 2. P. 267–275.
21. Wang R.K. Jellebontás többszörös szórással a sűrű szövetek optikai koherencia-tomográfiájában: a monte carlo-i tanulmány a bioszövetek optikai tisztítására // Phys Med Biol. 2002. évf. 47. No. 13. P. 2281–2299.
22. Povazay B., Bizheva K., Hermann B. et al. Az érhártyaerek továbbfejlesztett megjelenítése ultranagy felbontású szemészeti OCT segítségével 1050 nm-en // Opt Express. 2003. évf. 11. No. 17. P. 1980–1986.
23. Spaide R.F., Koizumi H., Pozzoni M.C. et al. Fokozott mélységű képalkotás spektrális-domain optikai koherencia tomográfia // Am J Ophthalmol. 2008. évf. 146. P. 496–500.
24. Margolis R., Spaide R.F. Kísérleti tanulmány az érhártya fokozott mélységű képalkotó optikai koherencia tomográfiájáról normál szemekben // Am J Ophthalmol. 2009. évf. 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. Tükörtermékek klinikai értékelése spektrális tartományú optikai koherencia-tomográfiában // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010. évf. 51. No. 7. P. 3714–3720.
26. Anand R. Fokozott mélységű optikai koherencia tomográfiaiImaging - a review // Delhi J Ophthalmol. 2014. évf. 24. No. 3. P. 181–187.
27. Rahman W., Chen F.K., Yeoh J. et al. Egészséges alanyokon végzett manuális subfovealis érhártyavastagság mérések megismételhetősége a fokozott mélységű képalkotó optikai koherencia tomográfia technikájával // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011. évf. 52. No. 5. P. 2267–2271.
28. Park S.C., Brumm J., Furlanetto R.L., Netto C., Liu Y., Tello C., Liebmann J.M., Ritch R. Lamina cribrosa deep in different stages of glaucoma // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015. évf. 56. No. 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. Factors associated with focal lamina cribrosa defects in glaucoma // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013. évf. 54. No. 13. P. 8401–8407.
30. Faridi O.S., Park S.C., Kabadi R., Su D., De Moraes C.G., Liebmann J.M., Ritch R. A fokális lamina cribrosa defektus hatása a glaukómás látómező progressziójára // Ophthalmology. 2014. évf. 121. No. 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. Ultranagy sebességű, 1050 nm-es söpört forrás / Fourier tartomány OCT retina és elülső szegmens képalkotása 100 000–400 000 axiális pásztázás másodpercenként // Opt Express 2010. Vol. 18. No. 19. P. 20029–20048.
32. Adhi M., Liu J.J., Qavi A.H., Grulkowski I., Fujimoto J.G., Duker J.S. A choroido-scleralis interfész továbbfejlesztett megjelenítése swept-source OCT használatával // Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina. 2013. évf. 44. P. 40–42.
33. Mansouri K., Medeiros F.A., Marchase N. et al. Az érhártya vastagságának és térfogatának felmérése a vízivási teszt során swept-source optikai koherencia-tomográfiával // Oftalmológia. 2013. évf. 120. No. 12. P. 2508–2516.
34. Mansouri K., Nuyen B., Weinreb R.N. A mély szemszerkezetek jobb megjelenítése glaukómában nagy behatolású optikai koherencia tomográfia segítségével // Expert Rev Med Devices. 2013. évf. 10. No. 5. P. 621–628.
35. Takayama K., Hangai M., Kimura Y. et al. A lamina cribrosa defektusainak háromdimenziós képalkotása glaukómában sweptsource optikai koherencia-tomográfiával // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013. évf. 54. No. 7. P. 4798–4807.
36. Park H.Y., Shin H.Y., Park C.K. A szem hátsó szegmensének képalkotása swept-source optikai koherencia-tomográfiával myopic glaucoma szemekben: összehasonlítás a fokozott mélységű képalkotással // Am J Ophthalmol. 2014. évf. 157. No. 3. P. 550–557.
37. Michalewska Z., Michalewski J., Adelman R.A., Zawislak E., Nawrocki J. Choroidal vastagság mérve söpört forrású optikai koherencia tomográfiával a vitrectomia előtt és után belső korlátozó membránhámlással idiopátiás epiretinális membránokhoz // Retina. 2015. évf. 35. No. 3. P. 487–491.
38. Lopilly Park H.Y., Lee N.Y., Choi J.A., Park C.K. A scleralis vastagságának mérése swept-source optikai koherencia tomográfiával nyitott zugú glaukómában és rövidlátásban szenvedő betegeknél // Am J Ophthalmol. 2014. évf. 157. No. 4. P. 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- Forrás optikai koherencia tomográfia normál feszültségű glaukómában // PLoS One. 2015. április 15. évf. 10. (4) bekezdése alapján. e0122347.
40. Mansouri K., Nuyen B., Weinreb R. Mély szemszerkezetek jobb megjelenítése glaukómában nagy behatolású optikai koherencia tomográfiával. Expert Rev Med Devices. 2013. évf. 10. No. 5. P. 621–628.
41. Binder S. Optikai koherencia tomográfia/szemészet: Az intraoperatív OCT javítja a szemsebészetet // BioOpticsWorld. 2015. évf. 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. Multimodális fotoakusztikus és optikai koherencia tomográfia szkenner, amely teljesen optikai érzékelési sémát használ a 3D morfológiai bőrképalkotáshoz // Biomed Opt Express. 2011. évf. 2. No. 8. P. 2202–2215.
43. Morgner U., Drexler W., Ka..rtner F. X., Li X. D., Pitris C., Ippen E. P. és Fujimoto J. G. Spectroscopic optikai koherencia tomográfia, Opt Lett. 2000 évf. 25. No. 2. P. 111–113.
44. Leitgeb R., Wojtkowski M., Kowalczyk A., Hitzenberger C. K., Sticker M., Ferche A. F. Az abszorpció spektrális mérése spektroszkópiai frekvencia-tartomány optikai koherencia tomográfia segítségével // Opt Lett. 2000 évf. 25. No. 11. P. 820–822.
45. Pircher M., Hitzenberger C.K., Schmidt-Erfurth U. Polarizációs érzékeny optikai koherencia tomográfia az emberi szemben // Progress in Retinal and Eye Research. 2011. évf. 30. No. 6. P. 431–451.
46. Geitzinger E., Pircher M., Geitzenauer W., Ahlers C., Baumann B., Michels S., Schmidt-Erfurth U., Hitzenberger C.K. A retinális pigment epitélium szegmentálása polarizációérzékeny optikai koherencia tomográfiával // Opt Express. 2008. évf. 16. P. 16410–16422.
47. Pircher M., Goetzinger E., Leitgeb R., Hitzenberger C.K. Transzverzális fázisfelbontású polarizációérzékeny optikai koherencia tomográfia // Phys Med Biol. 2004. évf. 49. P. 1257-1263.
48. Mansouri K., Nuyen B., N Weinreb R. Mély szemszerkezetek jobb megjelenítése glaukómában nagy behatolású optikai koherencia tomográfia segítségével. Expert Rev Med Devices. 2013. évf. 10. No. 5. P. 621–628.
49. Geitzinger E., Pircher M., Hitzenberger C.K. Az emberi retina nagy sebességű spektrális tartomány polarizációra érzékeny optikai koherencia tomográfiája // Opt Express. 2005. évf. 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. Imaging of the retina pigment epithelium in age-related macular degeneration polarizációérzékeny optikai koherencia tomográfia segítségével // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010. évf. 51. P. 2149–2157.
51. Geitzinger E., Baumann B., Pircher M., Hitzenberger C.K. Polarizációt fenntartó szálalapú ultra-nagy felbontású spektrális tartomány polarizációérzékeny optikai koherencia tomográfia // Opt Express. 2009. évf. 17. P. 22704–22717.
52. Lammer J., Bolz M., Baumann B., Geitzinger E., Pircher M., Hitzenberger C., Schmidt-Erfurth U. 2010. Automated Detection and Quantification of Hard Exudates in Diabetic Macular Oedema Using Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography // ARVO abstract 4660/D935.
53. Schmitt J. OCT elasztográfia: mikroszkopikus deformáció és szöveti feszültség leképezése // Opt Express. 1998. évf. 3. No. 6. P. 199–211.
54. Ford M.R., Roy A.S., Rollins A.M. és Dupps W.J.Jr. Az ödémás, normál és kollagénnel térhálósított emberi donor szaruhártya sorozatos biomechanikai összehasonlítása optikai koherencia-elasztográfiával // J Cataract Refract Surg. 2014. évf. 40. No. 6. P. 1041–1047.
55. Leitgeb R., Schmetterer L.F., Wojtkowski M., Hitzenberger C.K., Sticker M., Fercher A.F. Áramlási sebesség mérések frekvenciatartomány rövid koherencia interferometriával. Proc. SPIE. 2002. P. 16–21.
56. Wang Y., Bower B.A., Izatt J.A., Tan O., Huang D. In vivo teljes retina véráramlás mérése Fourier domain Doppler optikai koherencia tomográfia segítségével // J Biomed Opt. 2007. évf. 12. P. 412–415.
57. Wang R. K., Ma Z., Valós idejű áramlási képalkotás textúramintázat-műtermékek eltávolításával spektrális tartományú optikai Doppler tomográfiában, Opt. Lett. 2006. évf. 31. No. 20. P. 3001–3003.
58. Wang R. K., Lee A. Doppler optikai mikroangiográfia vascularis perfúzió in vivo volumetrikus képalkotásához // Opt Express. 2009. évf. 17. No. 11. P. 8926–8940.
59. Wang Y., Bower B. A., Izatt J. A., Tan O., Huang D. Retina véráramlásának mérése circumpapillary Fourier domain Doppler optikai koherencia tomográfiával // J Biomed Opt. 2008. évf. 13. No. 6. P. 640–643.
60. Wang Y., Fawzi A., Tan O., Gil-Flamer J., Huang D. Retina véráramlás kimutatása cukorbetegeknél Doppler Fourier domén optikai koherencia tomográfiával // Opt Express. 2009. évf. 17. No. 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. Split-spectrum amplitúdó-dekorrelációs angiográfia optikai koherencia tomográfia // Opt Express. 2012. évf. 20. No. 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. Optikai koherencia a tomográfia számára látóideg-perfúzió angiográfiája glaukómában // Szemészet. 2014. évf. 121. No. 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: a retina fiziológiájának mélyreható szondázása funkcionális ultranagy felbontású optikai koherencia tomográfiával // PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of America). 2006. évf. 103. No. 13. P. 5066–5071.
64. Tumlinson A.R., Hermann B., Hofer B., Považay B., Margrain T.H., Binns A.M., Drexler W., Techniques for extraction of deep-resolved in vivo humán retina intrinsic optikai jelek optikai koherencia-tomográfiával // Jpn. J. Ophthalmol. 2009. évf. 53. P. 315–326.

Az optikai diagnosztika ezen módszere lehetővé teszi az élő szervezet szöveteinek szerkezetének keresztmetszetben történő megjelenítését. Az optikai koherencia tomográfia (OCT) nagy felbontásának köszönhetően in vivo szövettani felvételeket tesz lehetővé, nem pedig a metszet elkészítése után. Az OCT módszer alacsony koherencia interferometrián alapul.

A modern orvosi gyakorlatban az OCT-t non-invazív, érintésmentes technológiaként használják a szem elülső és hátsó szegmensének morfológiai szintű tanulmányozására élő betegekben. Ez a technika lehetővé teszi nagyszámú paraméter értékelését és rögzítését:

állapot és látóideg;
vastagság és átlátszóság;
az elülső kamra állapota és szöge.

A diagnosztikai eljárás többszöri megismételhetőségének köszönhetően az eredmények rögzítése és mentése közben lehetőség nyílik a folyamat dinamikájának értékelésére a kezelés hátterében.

Az OCT végrehajtása során megbecsülik a fénysugár mélységét és nagyságát, amely különböző optikai tulajdonságokkal rendelkező szövetekről verődik vissza. 10 µm axiális felbontással a legoptimálisabb képet kapjuk a szerkezetekről. Ez a technika lehetővé teszi a fénysugár visszhang késleltetésének, intenzitásának és mélységének változását. A szövetekre fókuszálás során a fénysugár szétszóródik és részben visszaverődik a vizsgált szerv különböző szintjein elhelyezkedő mikrostruktúrákról.

A retina TOT (macula)

A retina optikai koherencia tomográfiáját általában a szem központi részeinek betegségei - ödéma, disztrófiák, vérzések stb.

A látóideg fejének OCT (OND)

A látóideg (látható része - a lemez) a látókészülék olyan patológiáit vizsgálják, mint az idegfej duzzanata stb.

Az OCT hatásmechanizmusa hasonló az A-szkennelés során történő információszerzés elvéhez. Ez utóbbi lényege, hogy megmérjük azt az időintervallumot, amely szükséges ahhoz, hogy egy akusztikus impulzus áthaladjon a forrásból a vizsgált szövetekbe, majd vissza a fogadó szenzorba. Hanghullám helyett az OCT koherens fénysugarat használ. A hullámhossz 820 nm, azaz az infravörös tartományba esik.

Az OCT nem igényel különösebb felkészülést, azonban orvosi bővítéssel több információhoz juthatunk a szem hátsó szegmensének felépítéséről.

Készülék eszköz

A szemészetben tomográfot használnak, amelyben a sugárforrás egy szuperlumineszcens dióda. Ez utóbbi koherenciahossza 5-20 µm. A készülék hardveres része Michelson interferométert tartalmaz, az objektumkarban konfokális mikroszkóp (réslámpa vagy szemfenéki kamera), a referenciakarban pedig időmodulációs egység kapott helyet.

Videokamera segítségével megjelenítheti a képernyőn a képet és a vizsgált terület pásztázási útvonalát. A kapott információkat feldolgozza és grafikus fájlok formájában rögzíti a számítógép memóriájában. Maguk a tomogramok logaritmikus kétszínű (fekete-fehér) skálák. Az eredmény jobban érzékelhetővé tétele érdekében speciális programok segítségével egy fekete-fehér képet álszínessé alakítanak át. A nagy fényvisszaverő képességű területek fehérre és pirosra, a nagy átlátszóságú területek pedig feketére vannak festve.

Az OCT indikációi

Az OCT adatok alapján megítélhető a szemgolyó normál struktúráinak felépítése, valamint különféle kóros elváltozások azonosíthatók:

, különösen posztoperatív;
iridociláris disztrófiás folyamatok;
vontatási vitreomakuláris szindróma;
ödéma, a makula prerupturai és repedései;
glaukóma;
pigmentált.

Videó a szürkehályogról a cukorbetegségben

Ellenjavallatok

Az OCT alkalmazásának korlátja a vizsgált szövetek csökkent átlátszósága. Ezenkívül nehézségek merülnek fel olyan esetekben, amikor az alany nem tudja legalább 2-2,5 másodpercig mozdulatlanul rögzíteni a tekintetét. Ennyi ideig tart a szkennelés.

A diagnózis felállítása

A pontos diagnózis felállításához részletesen és hozzáértően kell értékelni a kapott grafikonokat. Különös figyelmet fordítanak ugyanakkor a szövetek morfológiai szerkezetének (különböző rétegek egymással és a környező szövetekkel való kölcsönhatása) és a fényvisszaverődés (átlátszóság változása vagy kóros gócok, zárványok megjelenése) vizsgálatára.

Kvantitatív elemzéssel lehetőség nyílik egy sejtréteg vagy a teljes szerkezet vastagságának változásának kimutatására, térfogatának mérésére és felülettérkép készítésére.

A megbízható eredmény eléréséhez szükséges, hogy a szem felülete mentes legyen az idegen folyadékoktól. Ezért a pánfundusszkóppal vagy a kötőhártyával végzett munka után először alaposan öblítse le a kötőhártyát a kontaktzselékről.

Az OCT-ben alkalmazott kis teljesítményű infravörös sugárzás teljesen ártalmatlan és nem károsítja a szemet. Ezért ebben a vizsgálatban nincsenek korlátozások a páciens szomatikus állapotára vonatkozóan.

Az optikai koherencia tomográfia költsége

Az eljárás költsége a moszkvai szemklinikákban 1300 rubeltől kezdődik. szemenként és a vizsgált területtől függ. Az összes OCT árat megtekintheti a főváros szemészeti központjaiban. Az alábbiakban felsoroljuk azokat az intézményeket, ahol elvégezheti a retina (macula) vagy a látóideg (ON) optikai koherencia tomográfiáját.

5-08-2011, 10:31

Leírás

Optikai koherencia tomográfia (OCT)- optikai kutatási módszer, amely lehetővé teszi a test biológiai szöveteinek szerkezetének nagy felbontású keresztmetszetben történő megjelenítését, mikroszkopikus szintű élethosszig tartó morfológiai információkat biztosítva. Az OCT működése az alacsony koherencia interferometria elvén alapul.

A módszer lehetővé teszi a különböző optikai tulajdonságokkal rendelkező szövetekről visszaverődő fényjel nagyságának és mélységének becslését. A körülbelül 10 µm-es axiális felbontás biztosítja a legjobb módszert a szöveti mikrostruktúrák tanulmányozására és képalkotására. A visszavert fényhullám visszhang késleltetését OCT módszerrel határozzuk meg a jel intenzitásának és mélységének mérésével. Amikor egy fénysugarat egy célszövetre fókuszálunk, az szétszóródik és részben visszaverődik a vizsgált szövetek különböző mélységein lévő belső mikrostruktúrákról (17-1. ábra).

A mechanizmus hasonló az ultrahangos A-szkenneléshez, melynek lényege, hogy megmérik azt az időt, amely alatt egy akusztikus hullámimpulzus eljut az ultrahangforrástól a célpontig, majd vissza a vevőkészülékhez. Az OCT-ben hanghullám helyett 820 nm hullámhosszú koherens infravörös fénysugarat használnak.

A szemészetben használt séma optikai koherencia tomográfia a következőképpen ábrázolható. Sugárforrásként a készülék 5-20 μm sugárzási koherenciahosszú szuperlumineszcens diódát használ. A Michelson interferométer a készülék hardverébe van beépítve, az objektumkarban konfokális mikroszkóp (fundus kamera vagy réslámpa), a referenciakarban pedig egy időmodulációs egység kapott helyet.

A monitoron megjelenik a látható kép és a vizsgált terület videokamerával történő pásztázásának pályája. A számítógép a kapott információkat feldolgozza és grafikus fájlokként menti az adatbázisba. Az optikai koherencia tomogramok logaritmikus fekete-fehér skálaként jelennek meg. A jobb érzékelés érdekében a képet álszínné alakítják át, ahol a nagy fényvisszaverődésű területek piros és fehér, optikailag átlátszó - feketének felelnek meg.

Modern OKT- érintésmentes, nem invazív technológia, amelyet a szemgolyó elülső és hátsó szegmensének morfológiájának in vivo tanulmányozására használnak. Lehetővé teszi a retina és a szomszédos CT, a látóideg állapotának azonosítását, rögzítését és számszerűsítését, valamint a szaruhártya vastagságának mérését és átlátszóságának meghatározását, az írisz és az APC állapotának vizsgálatát. A vizsgálatok többszöri megismétlésének és az eredmények számítógépes memóriába való mentésének lehetősége lehetővé teszi a kóros folyamat dinamikájának nyomon követését.

Javallatok

Az OCT megengediértékes információkhoz juthat mind a normál szemszerkezetek állapotáról, mind a kóros állapotok megnyilvánulásairól, mint például a szaruhártya különböző homályosságai, beleértve a refraktív műtétet követőket, iridociliáris dystrophiák, húzós vitreomakuláris szindróma, makularepedés és preruptura, makuladegeneráció, makulaödéma, retinitis pigmentosa , glaukóma és még sok más.

Ellenjavallatok

OCT módszer lehetetlen jó minőségű képet készíteni a média csökkentett átlátszósága mellett. A vizsgálat nehézkes azoknál a betegeknél, akik a szkennelési idő alatt (2,0-2,5 s) nem tudják fixen rögzíteni a tekintetet.

Készítmény

Az eljárás nem igényel további előkészítést. A pupilla kitágítása azonban lehetővé teszi, hogy jobb képet kapjon a szem hátsó szegmensének szerkezetéről.

Technika és utógondozás

Technikailag optikai koherencia tomográfia a következőképpen hajtjuk végre. A páciens adatainak (kártyaszám, vezetéknév, keresztnév, születési dátum) megadása után megkezdik a vizsgálatot. A páciens a szemfenéki kamera lencséjében villogó tárgyra szegezi a tekintetét. A kamerát közelebb viszik a páciens szeméhez, amíg a retina képe meg nem jelenik a monitoron. Ezt követően javítsa meg a kamerát a zár gomb megnyomásával, és állítsa be a kép tisztaságát. Ha a látásélesség alacsony, és a beteg nem lát villogó tárgyat, akkor külső megvilágítást kell használni, és a betegnek pislogás nélkül kell egyenesen előre néznie. A vizsgált szem és a kameralencse közötti optimális távolság 9 mm. A vizsgálatot a szkennelés végrehajtása módban (szkennelés) végezzük, és a vezérlőpult segítségével vezéreljük, szabályozó gombok és manipulátorok formájában, hat funkcionális csoportra osztva.

Ezt követően megtörténik az elvégzett szkennelések igazítása és interferencia-tisztítása. Az adatok feldolgozása után a vizsgált szöveteket megmérik és optikai sűrűségüket elemzik. A kapott mennyiségi mérések összehasonlíthatók a standard normálértékekkel vagy a korábbi vizsgálatok során kapott és a számítógép memóriájában tárolt értékekkel.

Értelmezés

Klinikai diagnózis felállítása elsősorban a kapott szkennelések kvalitatív elemzésén kell alapulnia. Figyelmet kell fordítani a szövetek morfológiájára (a külső kontúr változásai, a különböző rétegek és osztályok kapcsolata, kapcsolatok a szomszédos szövetekkel), a fényvisszaverődés változásai (átlátszóság növekedése vagy csökkenése, kóros zárványok jelenléte). A kvantitatív elemzés lehetővé teszi mind a sejtréteg, mind a teljes szerkezet megvastagodásának vagy elvékonyodásának, térfogatának azonosítását, valamint a vizsgált felület térképének elkészítését.

A szaruhártya tomográfiája. Fontos a meglévő szerkezeti változások pontos lokalizálása és paramétereinek kiszámítása: ez lehetővé teszi a kezelés taktikájának pontosabb megválasztását és hatékonyságának objektív értékelését. Egyes esetekben a szaruhártya OCT-jét tekintik az egyetlen módszernek, amely lehetővé teszi a vastagságának kiszámítását (17-2. ábra). A sérült szaruhártya nagy előnye az érintésmentes technika.

Írisz tomográfia lehetővé teszi az elülső határréteg, a stroma és a pigment epitélium izolálását. Ezeknek a rétegeknek a fényvisszaverő képessége a rétegekben lévő pigment mennyiségétől függően változik: a világos, gyengén pigmentált íriszeken a legnagyobb visszavert jelek a hátsó pigmenthámból származnak, az elülső határréteg nem látható egyértelműen. Az írisz korai kóros elváltozásai, amelyeket OCT-vel észleltek, jelentősek a pigment diszperziós szindróma, pszeudoexfoliatív szindróma, esszenciális mezodermális dystrophia és Frank-Kamenetsky szindróma preklinikai stádiumában történő diagnózis felállításához.

Retina tomográfia. Normális esetben az OCT felfedi a makula megfelelő profilját, közepén egy bemélyedéssel (17-3. ábra).

A retina rétegei fényvisszaverő képességük szerint differenciáltak, vastagságuk egyenletes, fókuszváltozások nélkül. Az idegrostok rétege és a pigmenthám magas visszaverő képességgel rendelkezik, a fényvisszaverődés átlagos mértéke a retina plexiform és nukleáris rétegére jellemző, a fotoreceptorok rétege gyakorlatilag átlátszó. A retina külső szélét az OCT-n egy erősen fotoreflektív, körülbelül 70 µm vastag, élénkvörös réteg határolja, amely a retina pigment epithelium (RPE) és a choriocapillárisok komplexe. A sötétebb sávot (a tomogramon közvetlenül a "PES/choriocapillaries" komplexum előtt található) fotoreceptorok képviselik. A retina belső felületén lévő élénkvörös vonal az idegrostok rétegének felel meg. Az ST általában optikailag átlátszó és fekete színű a tomogramon. A szövetfestés közötti éles kontraszt lehetővé tette a retina vastagságának mérését. A makula központi fovea régiójában átlagosan körülbelül 162 mikron, a fovea szélén pedig 235 mikron volt.

Idiopátiás makulalyukak retina defektusai a makula területén, ami nyilvánvaló ok nélkül fordul elő idős betegeknél. Az OCT alkalmazása lehetővé teszi a betegség pontos diagnosztizálását annak minden szakaszában, a kezelés taktikájának meghatározását és hatékonyságának ellenőrzését. Így az idiopátiás makulalyuk kezdeti megnyilvánulását, amelyet prerupturának neveznek, a neuroepithelium foveoláris leválása jellemzi a vitreofoveoláris vontatás következtében. Lamellás szakadással a retina belső felületének hibája figyelhető meg, miközben a fotoreceptorok rétege megmarad. Szakadás révén (17-4. ábra) retina defektus a teljes mélységig.

A vizuális funkciókat befolyásoló második jelnek, amely OCT segítségével kimutatható, az degeneratív változások a retinában a rés körül. Végül a vitreomacularis vontatás jelenléte vagy hiánya fontos prognosztikai jelnek számít. A tomogram elemzésekor értékelni kell a makulában lévő retina vastagságát, a repedés minimális és maximális átmérőjét (RPE szintjén), az ödéma vastagságát a szakadás széle mentén és az intraretinális átmérőjét. ciszták. Fontos odafigyelni az RPE réteg biztonságára, a törés körüli retina degeneráció mértékére (melyet a szövetek tömörödése és a tomogramon vörös festődésük megjelenése határoz meg).

Életkorral összefüggő makuladegeneráció (AMD) ismeretlen etiopatogenezisű krónikus degeneratív betegségek csoportja, amelyek idős betegeket érintenek. Az OCT segítségével diagnosztizálhatók a szem hátsó pólusának szerkezetében bekövetkező változások az AMD fejlődésének különböző szakaszaiban. A retina vastagságának mérésével objektíven nyomon követhető a terápia hatékonysága. Továbbá olyan klinikai eseteket mutatunk be, amelyek lehetővé teszik az AMD fejlődésének különböző szakaszaiban fellépő retina elváltozások teljesebb bemutatását (17-5., 17-6. ábra).

diabetikus makulaödéma- a DR egyik legsúlyosabb, prognosztikailag legkedvezőtlenebb és nehezen kezelhető formája. Az OCT lehetővé teszi a retina vastagságának, az intraretinális elváltozások jelenlétének, a szöveti degeneráció mértékének, valamint a szomszédos vitreomakuláris tér állapotának felmérését (17-7. ábra).

látóideg. Az OCT nagy felbontása lehetővé teszi az idegrostok rétegének egyértelmű megkülönböztetését és vastagságának mérését. Az idegrostréteg vastagsága jól korrelál a funkcionális paraméterekkel, elsősorban a látóterekkel. Az idegrostréteg nagy visszaszórású, ezért kontrasztban van a köztes retinarétegekkel, mivel az idegrost axonjai merőlegesen helyezkednek el az OCT csúcskötegre. Az ONH tomográfiája radiális és gyűrűs felvételekkel végezhető el. Az ONH-n keresztül végzett sugárirányú letapogatás lehetővé teszi a lemez keresztmetszeti képének készítését, valamint a feltárás, az idegrostréteg vastagságának a peripapilláris zónában, valamint az idegrostok ONH felületéhez viszonyított dőlésszögének felmérését. a retina (17-8. ábra).

3D lemezparaméter információk különböző meridiánokban készült tomogramok sorozata alapján szerezhető be, és lehetővé teszi az ONH körüli különböző területeken az idegrostok rétegének vastagságának mérését és szerkezetük értékelését. A "kiterjesztett" tomogram lapos lineáris képként jelenik meg. Az idegrostok és a retina rétegének vastagsága számítógéppel automatikusan feldolgozható, és a képernyőn megjeleníthető a teljes szkennelés átlagértékeként, a kvadráns (felső, alsó, temporális, nazális), óra, vagy külön-külön minden egyes szkennelés esetén, amely tartalmazza. egy kép. Ezeket a mennyiségi szándékokat össze lehet hasonlítani a standard normál értékekkel vagy a korábbi felmérések során kapott értékekkel. Ez lehetővé teszi mind a lokális defektusok, mind a diffúz sorvadás kimutatását, amely felhasználható a nem degeneratív betegségek kóros folyamatainak objektív diagnosztizálására és monitorozására.

pangó korong- megnövekedett koponyaűri nyomás szemészeti tünete. Az OCT-t objektív módszernek tekintik, amely lehetővé teszi az ONH kiemelkedésének mértékének meghatározását, mérését és nyomon követését a dinamikában. A szövetek fényvisszaverődési szintjének értékelésével mind a szövetek hidratáltságát, mind pedig degenerációjuk mértékét értékelhetjük (17-9. ábra).

optikai fossa- veleszületett fejlődési rendellenesség. A látóideg fossa leggyakoribb szövődménye a retina leválása (schisis) a makulában. Az OCT jól szemlélteti a porckoronghibákat és a retina leválást, a foveában fellépő elváltozásokat (17-10. ábra).

Retinitis pigmentosa vagy tapetoretinalis abiotrófia, - a látószerv örökletes progresszív betegsége a fotoreceptor réteg és az RPE elsődleges genetikailag meghatározott elváltozásával. A chorioretinalis komplex állapota és a betegség kialakulásának súlyossága OCT segítségével értékelhető. A tomogramokon felmérik a retina fotoreceptor-rétegének, idegrostjainak és neurogliáinak vastagságát, a retina rétegeinek átlátszóságát a készülék standard színskálájához képest, az RPE állapotát és a choriocapillárisok rétegét. Már a retinitis pigmentosa látens stádiumában, a betegség klinikai megnyilvánulásainak és oftalmoszkópos jeleinek hiányában jellegzetes változásokat találunk a fotoreceptor réteg vastagságának csökkenése, átlátszóságának, szegmenseinek csökkenése és fokozott anyagcsere a pigment epitéliumban. Az OCT lehetővé teszi a kóros folyamat nyomon követését, és felhasználható a retinitis pigmentosa diagnosztizálására, beleértve a nem pigmentált formát is, beleértve a gyermekeket is, amikor a gyermek kis életkora és nem megfelelő viselkedése miatt lehetetlen funkcionális kutatási módszereket végezni.

Működési jellemzők

A fényjel forrása egy szuperlumineszcens dióda, amelynek hullámhossza 820 nm a retina és 1310 nm az elülső szegmens esetében. Jeltípus - optikai szórás a szövetből. Képmező: 30 mm vízszintesen és 22 mm függőlegesen a hátsó szegmensben, 10-16 mm az elülső szegmensben. Felbontás: hosszanti - 10 mikron, keresztirányú - 20 mikron. Szkennelési sebesség - 500 axiális szelet másodpercenként.

Az eredményt befolyásoló tényezők

Ha a beteget a panfundusscope, Goldmann lencsék vagy gonioszkópia használata előtti napon szemészeti vizsgálatnak vetették alá, az OCT csak azután lehetséges, hogy a kontaktközeget kimosták a kötőhártya üregéből.

Komplikációk

Az alkalmazott kis teljesítményű infravörös sugárzás nem károsítja a vizsgált szöveteket, nem korlátozza a beteg szomatikus állapotát és kizárja a sérülést.

Alternatív módszerek

Az OCT által szolgáltatott információk egy része a Heidelberg Retinal Tomograph, FAG, ultrahangos biomikroszkópia, IOL-Master stb. segítségével szerezhető be.

Cikk a könyvből: .

Az optikai koherencia tomográfia egy non-invazív (nem kontaktus) módszer a szövetek vizsgálatára. Lehetővé teszi az ultrahangos eljárások eredményeihez képest nagyobb felbontású képek készítését. Valójában a szem optikai koherencia tomográfiája egyfajta biopszia, csak az elsőnél nem kell szövetmintát venni.

Rövid kirándulás a történelembe

A korszerű optikai koherencia-tomográfiát a kutatók a távoli 1980-as években dolgozták ki. Az új elv szemészetbe való bevezetésének ötletét viszont 1995-ben Carmen Pouliafito amerikai tudós javasolta. Néhány évvel később a Carl Zeiss Meditec kifejlesztett egy megfelelő eszközt, amelyet Stratus OCT-nek hívtak.

Jelenleg a legújabb modell segítségével nemcsak a retina szöveteinek vizsgálatára van lehetőség, hanem a koszorúerek, a látóideg optikai koherencia tomográfiájára is mikroszkópos szinten.

Kutatási alapelvek

Az optikai koherencia tomográfia a vizsgált szövetekről visszaverődő fénysugár késleltetési periódusának mérésén alapuló grafikus képek kialakításából áll. Az ebbe a kategóriába tartozó eszközök fő eleme egy szuperlumineszcens dióda, amelynek használata alacsony koherenciájú fénysugarak kialakítását teszi lehetővé. Más szóval, amikor az eszközt aktiválják, a töltött elektronok nyalábja több részre oszlik. Az egyik áramlás a vizsgált szövetszerkezet területére irányul, a másik pedig egy speciális tükörre.

A tárgyakról visszaverődő sugarak összegződnek. Ezt követően az adatokat egy speciális fotodetektor rögzíti. A grafikonon generált információ lehetővé teszi a diagnosztikus számára, hogy következtetéseket vonjon le a vizsgált objektum egyes pontjain lévő reflektivitásról. A szövet következő szakaszának értékelésekor a támasztékot egy másik pozícióba helyezzük.

A retina optikai koherencia-tomográfiája lehetővé teszi, hogy számítógépes monitoron olyan grafikákat készítsünk, amelyek sok tekintetben hasonlítanak az ultrahangvizsgálat eredményeihez.

Az eljárás jelzései

Manapság az optikai koherencia tomográfiát olyan patológiák diagnosztizálására ajánlják, mint:

Glaukóma.
A makulaszövet felszakadása.
A retina keringési pályáinak trombózisa.
Degeneratív folyamatok a szemszövet szerkezetében.
Cystoid ödéma.
Anomáliák a látóideg működésében.

Ezenkívül optikai koherencia tomográfiát írnak elő az alkalmazott terápiás eljárások hatékonyságának értékelésére. A kutatási módszer különösen nélkülözhetetlen a glaukóma esetén a szem szöveteibe beépülő vízelvezető eszköz felszerelésének minőségének meghatározásában.

A diagnózis jellemzői

Az optikai koherencia tomográfia során az alany látását speciális jelekre fókuszálják. Ebben az esetben a készülék kezelője számos szekvenciális szövetvizsgálatot végez.

A kóros folyamatok, mint az ödéma, a bőséges vérzések és mindenféle homályosság, jelentősen megnehezíthetik a kutatást és akadályozhatják a hatékony diagnózist.

A koherencia tomográfia eredményeit protokollok formájában alakítják ki, amelyek vizuálisan és mennyiségileg is tájékoztatják a kutatót egyes szöveti területek állapotáról. Mivel a kapott adatok rögzítésre kerülnek a készülék memóriájában, így a későbbiekben a kezelés megkezdése előtt és a terápiák alkalmazása után a szövetek állapotának összehasonlítására is felhasználhatók.

3D vizualizáció

A modern optikai koherencia tomográfia nemcsak kétdimenziós grafikonok készítését teszi lehetővé, hanem a vizsgált objektumok háromdimenziós megjelenítését is. A szövetmetszetek nagy sebességű szkennelése lehetővé teszi több mint 50 000 kép elkészítését a diagnosztizált anyagról néhány másodpercen belül. A kapott információk alapján egy speciális szoftver reprodukálja az objektum háromdimenziós szerkezetét a monitoron.

A keletkezett 3D kép a szemszövet belső topográfiájának tanulmányozásának alapja. Így lehetővé válik a kóros neoplazmák egyértelmű határainak meghatározása, valamint időbeli változásuk dinamikájának rögzítése.

A koherens tomográfia előnyei

A koherens tomográfiás készülékek mutatják a legnagyobb hatékonyságot a glaukóma diagnosztizálásában. Az ebbe a kategóriába tartozó eszközök használata esetén a szakemberek lehetőséget kapnak arra, hogy nagy pontossággal meghatározzák a patológia kialakulásának tényezőit a korai szakaszban, meghatározzák a betegség progressziójának mértékét.

A kutatási módszer nélkülözhetetlen egy olyan gyakori betegség diagnosztizálásában, mint a szövet makuladegenerációja, amelyben a test életkorral összefüggő sajátosságai következtében a beteg fekete foltot kezd látni a szem központi részén.

A koherencia tomográfia más diagnosztikai eljárásokkal, például a retina fluoreszcein angiográfiájával kombinálva is hatékony. Az eljárások kombinálásával a kutató különösen értékes adatokhoz jut, amelyek hozzájárulnak a helyes diagnózishoz, a patológia összetettségének meghatározásához és a hatékony kezelés kiválasztásához.

Hol lehet optikai koherencia tomográfiát végezni?

Az eljárás csak speciális OCT készülékkel lehetséges. Egy ilyen terv diagnosztikája modern kutatóközpontokban vehető igénybe. Leggyakrabban a látásjavító szobák és a szemészeti magánklinikák rendelkeznek ilyen felszereléssel.

Kibocsátási ár

A koherencia tomográfia elvégzéséhez nem kell beutaló a kezelőorvostól, de ha van is, a diagnosztika mindig fizetős. A vizsgálat költsége meghatározza a patológia természetét, amely a diagnózis azonosítására irányul. Például a makulaszövet-szakadások meghatározása 600-700 rubelre becsülhető. Míg a szem elülső részének szövetének tomográfiája 800 rubel vagy több költséget jelenthet a diagnosztikai központ páciensének.

Ami a látóideg működésének, a retina rostok állapotának felmérését, a látószerv háromdimenziós modelljének kialakítását célzó komplex vizsgálatokat illeti, az ilyen szolgáltatások ára ma 1800 rubeltől kezdődik.