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什么是OCT,它如何帮助眼科医生获取有关眼组织的高分辨率信息?

光学相干断层扫描(华侨城)是一种非侵入性,非接触式成像方式,用于可视化和监视生物组织形态的变化。 华侨城 采用低相干干涉技术来创建横截面图像,以揭示感兴趣组织的亚表面细节。

在最常见的眼科应用中 华侨城 系统使用近红外光生成组织微结构的高分辨率,体积图像,包括角膜,虹膜,晶状体,玻璃体和视网膜。这些图像可以增强对诸如青光眼,年龄相关性黄斑变性或糖尿病性视网膜病等病理状况的了解。

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Introduction

华侨城 于1991年首次被证明,并迅速被认为是眼科的重要工具,并迅速成为视网膜诊断的护理标准。今天, 华侨城 是最常用的诊断测试之一。 华侨城 技术在不断发展,在眼科手术,胃肠道成像和介入性心脏病学等临床和非临床成像应用中越来越受欢迎。

华侨城 其功能与超声非常相似-当然,除了使用光代替声音外。低强度,近红外(近红外)光线对准病人。少量的这种光被反射回系统并被检测到。记录返回光的飞行时间,并将其用于生成图像,该图像显示目标组织的次表面细节。与超声相反, 华侨城 不需要与患者进行任何身体接触。由于光的波长比声音的波长短得多,因此它还提供了更高的分辨率。从而, 华侨城 与超声波相比,它能够揭示更精细的细节。

另一方面,超声可用于更深入地观察组织,包括光学不透明的结构。例如在眼科, 华侨城 用于眼部角膜或视网膜的细微结构的可视化,而眼超声可产生整个眼睛的粗略图像,从而可以可视化大的视网膜脱离或玻璃体出血。

光学相干断层扫描中的“相干”

相干性是指光进行干涉的能力。在干涉仪中,来自单个光源的光被分束器分成两条路径。穿过这两个路径后,然后将光重新组合并导向检测器。如果从每条路径发出的光是 相干,将在此检测器处观察到干扰信号。

在一个 华侨城 在这种系统中,使用了这种干涉仪,并由“低相干”光源照明。仅当从样本和参考路径返回的光传播的路径在 相干长度,通常为几微米。该光线仅在这些非常精确的条件下会干扰的事实使 华侨城 其非常好的轴向分辨率。光源的相干长度与其光带宽有关;也就是说,光源发射多少波长(或颜色)。带宽越宽,相干性越低,因此轴向分辨率越好。

一个原理图 华侨城 系统如下所示。在这里,来自宽带光源的光被光纤耦合器(一个方便的,基于光纤的分束器)分成两条路径。光束之一直接指向要成像的样品,而第二光束指向具有可变路径长度的参考臂。来自样品的反向散射光与来自参考臂的反射光混合,并在干涉仪的输出处检测到。因为光源是“低相干”光源,所以只有在样本和参考路径的长度在光的相干长度内匹配的情况下,才会观察到干涉条纹。在改变参考路径长度的同时,可以通过检测干涉仪的干涉输出来测量样品中各位置的反向散射光的时间延迟和强度。这个体现 华侨城 被称为 时域 华侨城,因为参考臂长随时间变化。

光学相干断层扫描中的“断层扫描”

光学相干 断层扫描 之所以被称为是因为它产生 断层图;也就是说,可以组合横截面切片以构建对象的体积图。 In 华侨城,这些断层图是通过在要成像的对象上扫描光而产生的。在每个位置,由后向散射光的时间延迟和强度都会产生深度分布图或A扫描。每次A扫描都会提供有关对象的反射或散射特性的信息,这些信息是所扫描光束的一个位置处的深度的函数。

然后,通过在整个样品上扫描光束并组装相邻的A扫描集合来生成横截面图像。这产生了 断层图或组织的横截面切片,通常称为B扫描。通常,我们认为 B-scan 就像是进入对象的平面切片的图像一样,类似于您在穿过组织的单个组织切片中观察到的图像(但是以非侵入方式获得)。

A volumetric image is then constructed from a collection of B扫描 s. There are three major types of volumetric images used in ophthalmic 华侨城 成像:

  • 长方形, or raster volume scan: A series of parallel B扫描 s
  • 径向的 volume scan: A series of B扫描 s at regular angular intervals
  • 环形的 volume scan: A series of B扫描 s forming concentric rings

这些扫描类型中的每一种在特定情况下都是有用的。例如,矩形体积最常用于黄斑成像,环形扫描通常用于在视神经乳头附近成像, 径向扫描和径向扫描对成像角膜和眼前节最有用。

光谱域OCT(SDOCT)

光谱域光学相干断层扫描(SDOCT)是一种更有效的形式 华侨城。它与时域不同 华侨城 SDOCT系统使用特殊设计的高速光谱仪分别检测干涉仪检测臂中所有的光波长。在这些系统中,参考臂保持静止,组织的深度分布(A扫描)是通过对返回光的光谱进行傅立叶变换获得的,称为 光谱干涉图。这方便地允许 华侨城 该系统可一次检测样品中所有深度的光,而不仅仅是与参考臂匹配的深度。结果,与时域系统相比,SDOCT系统要快得多,并且产生的图像要明亮得多。

通过分光仪的明智设计,光源的选择以及数学技术的实施,可以对SDOCT系统进行定制,以为广泛的研究和临床应用提供出色的图像。手术内聚焦 华侨城 和Envisu临床和临床前 华侨城 徕卡微系统的系统采用SDOCT。

OCT成像的优势

  • 华侨城 系统允许实时采集和显示高分辨率3D图像

  • 最先进的 华侨城 系统可以针对各种应用进行定制,例如,提供亚微米级的轴向分辨率或成像深度超过15毫米

  • 华侨城 系统可以执行组织的“光学活组织检查”,产生接近组织学分辨率的图像,而无需切除组织学并对其进行组织学处理以进行表征和诊断

  • 临床 华侨城 系统可以对前眼和后眼进行非接触式,非侵入性成像,并且形式多种多样。 这些包括用于常规诊断的护理标准台式设备,用于对儿科或仰卧患者进行成像的手持设备以及用于对正在接受手术的患者进行成像的显微镜集成设备

Applications for 华侨城

高分辨率,快速和非接触 华侨城 影像学用于临床前眼科研究,临床诊断以及眼科手术。临床前 华侨城 成像系统,例如 Envisu R级 来自徕卡(Leica)的研究人员支持从小到大的动物眼研究,提供有关重要病理和药物开发过程中的重要信息。临床 华侨城 系统,例如 Envisu C级,有助于诊断生理和病理性眼部疾病。最近外科手术 华侨城,例如 重点 引入Leica的产品可在眼科手术期间向外科医生提供视觉解剖学反馈,从而有助于指导前段和后段病例的手术决策。