טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית

ה טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית (אוקטובר) כשיטת הדמיה לא פולשנית משמשת בעיקר ברפואה. ההשתקפות והפיזור השונים של בדים שונים מהווים את הבסיס לשיטה זו. כשיטה חדשה יחסית, OCT בונה את עצמה כיום יותר ויותר תחומי יישום.

מהי טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית?

הבסיס הפיזי לטומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית הוא יצירת דפוס הפרעה כאשר גלי התייחסות מונחים על גבי גלים משתקפים. הגורם המכריע הוא אורך הקוהרנטיות של האור.

אורך הקוהרנטיות מייצג את ההבדל המקסימאלי בזמן המעבר בין שתי קרני אור אשר כאשר הן מונחות זו על גבי זו, מאפשרות עדיין להיווצר דפוס הפרעה יציב. טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית משתמשת באור באורך קוהרנטיות קצר בעזרת אינטרפרומטר לקביעת המרחקים של חומרי פיזור.

למטרה זו, ברפואה, אזור הגוף שנבדק נסרק בנקודות. השיטה מאפשרת בדיקת עומק טובה בגלל עומק החדירה הגבוה (1-3 מ"מ) של הקרינה המשמשת לרקמת הפיזור. יחד עם זאת, קיימת גם רזולוציה צירית גבוהה במהירות מדידה גבוהה. טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית מייצגת אפוא את המקבילה האופטית של הסונוגרפיה.

פונקציה, אפקט ומטרות

שיטת טומוגרפיה הקוהרנטית האופטית מבוססת על אינטרפרומטריה של אור לבן. הוא משתמש בסופרפוזיציה של אור התייחסות עם אור משתקף כדי ליצור דפוס הפרעות. ניתן לקבוע את פרופיל העומק של מדגם. לרפואה המשמעות היא בחינת קטעי רקמה עמוקים יותר שלא ניתן להגיע אליהם באמצעות מיקרוסקופיה קונבנציונלית. שני טווחי אורך גל מעניינים במיוחד עבור המדידות.

מצד אחד זהו הטווח הספקטרלי באורך גל של 800 ננומטר. טווח הספקטרום הזה מספק רזולוציה טובה. לעומת זאת, אור באורך גל של 1300 ננומטר חודר לעומק במיוחד לרקמה ומאפשר ניתוח עומק טוב במיוחד. כיום משתמשים בשתי שיטות יישום עיקריות של OCT, מערכות ה- OCT בתחום תחום הזמן ומערכות ה- OCT של תחום Fourier. בשתי המערכות מפוצל אור העירור לתייחסות ואור מדגימה באמצעות אינטרפרומטר, לפיו מתרחשת הפרעה לקרינה המשתקפת.

על ידי הטיה רוחבית של קרן הדגימה על שטח הבדיקה, נרשמות תמונות חתך, אשר ממוזגות ליצירת הקלטה כוללת. מערכת ה- OCT של תחום הזמן מבוססת על אור פס רחב קצר-קוהרנטי, המייצר רק אות הפרעה כאשר שני אורך הזרוע של האינטרפרומטר מתאימים. יש לעבור את מיקום מראה הייחוס לקביעת משרעת פיזור הגב. בגלל התנועה המכנית של המראה, הזמן הנדרש לתצוגה הוא גבוה מדי, כך ששיטה זו אינה מתאימה להדמיה מהירה.

שיטת ה- Fourier Domain האלטרנטיבית פועלת על עיקרון הפירוק הספקטרלי של האור המפריע. כל המידע העומק נרשם בו זמנית ויחס האות לרעש משופר משמעותית. לייזרים משמשים כמקורות אור, הסורקים בהדרגה את חלקי הגוף שיש לבחון. תחומי היישום של טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית הם בעיקר ברפואה וכאן במיוחד ברפואת עיניים, אבחון סרטן ובדיקות עור. מדדי השבירה השונים בממשקים של חלקי הרקמות הנוגעים בדבר נקבעים באמצעות דפוס ההפרעה של האור המוחזר עם אור הייחוס ומוצג כתמונה.

ברפואת עיניים נבדק בעיקר הפונדוס. טכניקות תחרות, כגון המיקרוסקופ הקונפוקלי, אינן יכולות להציג די הצורך את המבנה הרובד של הרשתית. בשיטות אחרות העין האנושית לפעמים לחוצה מדי. בתחום אבחון העיניים בפרט, OCT הוכיחה את עצמה כיתרון מאוד, במיוחד מכיוון שמדידה נטולת מגע גם מוציאה את הסיכון לזיהום ולחץ פסיכולוגי. פרספקטיבות חדשות נפתחות כעת ל- OCT בתחום ההדמיה הקרדיווסקולרית.

טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית תוך-וסקולארית מבוססת על שימוש באור אינפרא אדום. כאן ה- OCT מספק מידע על לוחיות, דיסקציות, תרומבים או אפילו מידות סטנט. הוא משמש גם לאפיין שינויים מורפולוגיים בכלי הדם. בנוסף ליישומים רפואיים, טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית כובשת יותר ויותר תחומי יישום בבדיקת חומרים, למעקב אחר תהליכי ייצור או לבקרת איכות.

סיכונים, תופעות לוואי וסכנות

לטומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית יתרונות רבים על פני שיטות אחרות. זהו הליך לא פולשני וחסר מגע. זה מאפשר להימנע בעיקר מהעברת זיהומים והופעת מתח נפשי. יתר על כן, אין שימוש בקרינה מייננת ב- OCT.

הקרינה האלקטרומגנטית המשמשת תואמת במידה רבה את טווחי התדרים אליהם אנשים נחשפים מדי יום. יתרון גדול נוסף של OCT הוא שרזולוציית העומק אינה תלויה ברזולוציה הרוחבית. החלקים הדקים המשמשים במיקרוסקופיה קלאסית כבר אינם נחוצים מכיוון שהתהליך מבוסס על השתקפות אופטית גרידא. עומק החדירה הגדול של הקרינה המשמשת מאפשר ליצור תמונות מיקרוסקופיות ברקמה חיה.

עקרון ההפעלה של השיטה הוא מאוד סלקטיבי, כך שאפשר אפילו לזהות אותות קטנים מאוד ולהקצות אותם לעומק מסוים. זו הסיבה ש- OCT מתאים במיוחד לבדיקת רקמות רגישות לאור. הגבלות על השימוש ב- OCT נובעות מעומק החדירה התלוי באורך הגל של הקרינה האלקטרומגנטית והרזולוציה התלויה ברוחב הפס. עם זאת, לייזרים בפס רחב פותחו מאז 1996, אשר קידמו עוד יותר את הרזולוציה העומק.

מאז התפתחות ה- UHR-OCT (OCT ברזולוציה גבוהה במיוחד), ניתן היה אפילו להציג מבנים תת-תאים בתאי סרטן אנושיים. מכיוון ש- OCT הוא עדיין הליך צעיר מאוד, לא כל האפשרויות מוצו. טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית מושכת מכיוון שהיא אינה מהווה סיכון בריאותי, בעלת רזולוציה גבוהה מאוד והיא מהירה מאוד.