Cómo funciona la tomografía de coherencia óptica
La interferometría de Michelson basada en OCT utiliza diodos superluminiscentes como fuente de luz. Después de que el haz de luz ingresa al acoplador de fibra a través de la fibra óptica, se divide en dos haces. Un haz pasa a través del medio refractivo del ojo y ingresa al sistema de referencia del cuerpo humano. La luz reflejada o retrodispersada en las dos trayectorias ópticas se recombina en un haz en el acoplador de fibra óptica y el detector la detecta para medir la intensidad retrodispersada y el tiempo de retardo generado por los tejidos a diferentes profundidades. Las imágenes se obtienen mostrando valores en escala de grises pseudocoloreados en tiempo real. Los colores brillantes como el rojo, el amarillo y el verde brillante representan áreas de fuerte emisión, los colores oscuros como el azul y el negro representan áreas de baja reflexión y el verde representa áreas de reflexión media.
La distancia entre el espejo de referencia y la fuente de luz se puede ajustar. La interferencia solo ocurrirá cuando la diferencia de trayectoria óptica entre las dos trayectorias ópticas coincida con la longitud de onda coherente de la fuente de luz. Por lo tanto, la resolución axial es. determinado por la longitud de onda coherente de la fuente de luz, e inversamente proporcional al ancho de banda espectral de la fuente de luz. La resolución lateral de la OCT se ve afectada no sólo por la longitud de onda, sino también por el diámetro de la pupila y los píxeles laterales por pulgada.
Además, cuando la tecnología OCT se extiende a la obtención de imágenes de tejidos biológicos, utiliza rayos infrarrojos cercanos y principios de interferencia óptica para obtener imágenes. En pocas palabras, la luz emitida por la fuente de luz se divide en dos haces, un haz se dirige al objeto a medir (tejido vascular), que se denomina brazo de señal, y el otro haz se dirige al espejo de referencia, que se llama brazo de referencia. A continuación se superponen las dos señales ópticas reflejadas por el tejido (brazo de señal) y el espejo (brazo de referencia). La interferencia ocurre cuando los brazos de señal y de referencia tienen la misma longitud. La señal luminosa reflejada por el tejido muestra diferentes intensidades según la forma del tejido. Cuando se superpone con la señal de luz de referencia reflejada por el reflector, la señal se mejorará (mejora de la interferencia) cuando los puntos fijos de la onda de luz sean consistentes, y la señal se debilitará (debilitamiento de la interferencia) cuando los puntos fijos de la onda de luz sean opuestos. . Las condiciones para la interferencia son la misma frecuencia y una diferencia de fase constante. Basado en el principio de interferencia, OCT compara la fuente de luz estándar con la señal reflejada para mejorar la reflexión única y debilitar la radiación de la luz dispersa. Debido a que la interferencia sólo ocurrirá cuando la longitud del brazo de señal y el brazo de referencia sean la misma, cambiar la posición del espejo cambia la longitud del brazo de referencia, de modo que se puedan obtener señales de diferentes profundidades del tejido. Estas señales ópticas pueden procesarse por computadora para obtener imágenes tomográficas de tejidos.
En la actualidad, la OCT se divide en dos categorías: OCT en el dominio del tiempo (TD-OCT) y OCT en el dominio de la frecuencia (FD-OCT). La forma más común de OCT intracoronaria es la OCT en el dominio del tiempo (TD-OCT). La OCT en el dominio del tiempo superpone e interfiere la señal óptica reflejada simultáneamente por el tejido con la señal óptica reflejada por el espejo de referencia y luego genera imágenes. La característica de la OCT en el dominio de la frecuencia es que el espejo de referencia del brazo de referencia es fijo y la interferencia de la señal se logra cambiando la frecuencia de la onda de luz de la fuente de luz. FD-OCT se puede dividir en dos tipos: (1) OCT de escaneo láser (SS-OCT), que utiliza una fuente de luz láser con longitud de onda variable para emitir ondas de luz de diferentes longitudes de onda (2) OCT espectral (SD-OCT); que utiliza un espectrofotómetro de alta resolución que separa ondas de luz de diferentes longitudes de onda. El mercado chino sólo tiene TD-OCT, concretamente M2-OCT, que tiene dos fuentes de luz. La fuente de luz principal es un LED ultrabrillante que emite infrarrojo cercano de banda ancha (longitud de onda central 1310 um, ancho de banda 40-50 um). Los rayos del infrarrojo cercano emitidos por la fuente de luz llegan al tejido humano a través de fibras ópticas y sondas. La sonda recoge las ondas de luz retrodispersadas del tejido, las combina con la señal de ondas de luz del brazo de referencia para formar interferencia y luego las analiza una computadora para construir una imagen de alta resolución que muestra la microestructura interna del tejido. La mayor limitación de M2-OCT es que la profundidad de penetración es de sólo 1,5 mm. Además, debido a que los rayos del infrarrojo cercano son difíciles de penetrar en los glóbulos rojos, la tomografía de coherencia óptica requiere bloquear el flujo sanguíneo o enjuagar los vasos sanguíneos para excluir la sangre del interior. vasos sanguíneos. Las desventajas de este método son la isquemia miocárdica y las operaciones complicadas, que limitan la aplicación clínica de la OCT. La mayor prioridad del sistema de tomografía de coherencia óptica de nueva generación, FD-OCT, es escanear a mayor velocidad.
El número de cuadros de escaneo por segundo es 100 y la velocidad de salida es de 20 mm/s. Solo se necesita una inyección de agente de contraste para completar la imagen de los vasos sanguíneos coronarios. Se abandona por completo el método de utilizar un globo para bloquear el flujo sanguíneo. lo que mejora enormemente la seguridad de la operación. FD-OCT mejora la velocidad de escaneo y la resolución de la imagen y puede ver claramente las características microestructurales de la lesión. FD-OCT amplía las indicaciones del examen OCT y puede obtener imágenes satisfactorias tanto para las lesiones del tronco principal izquierdo como para las lesiones del ostium.
En comparación con el dominio del tiempo, la tecnología OCT en el dominio de la frecuencia puede mejorar la sensibilidad del sistema y aumentar significativamente la velocidad de muestreo. En la OCT de dominio espectral, todas las estructuras profundas (A-scans) se adquieren simultáneamente, sin necesidad de realizar un escaneo profundo. Sus componentes principales son el interferómetro de Michelson y el espectrómetro con iluminación de fuente de luz de banda ancha. La velocidad de adquisición está limitada únicamente por la velocidad de lectura de la cámara CCD en el espectrómetro, y la intensidad de la luz retrodispersada registrada es sólo una función de la frecuencia espectral y no del tiempo. Al mismo tiempo, la señal espectral OCT se muestrea en la densidad espectral y, como resultado de la reconstrucción de Fourier, se mejora la relación señal-ruido SNR.
OCT fue inventado por primera vez por Carl Zeiss en la década de 1990 y ahora se encuentra en su 3.ª a 5.ª generación. Sus productos se dividen en OCT de front-end y OCT de back-end según las funciones, y se dividen en OCT en el dominio del tiempo y OCT en el dominio de la frecuencia según la tecnología.
En la actualidad, los OCT más reconocidos en el extranjero son el OCT en el dominio de frecuencia producido por la empresa estadounidense OPTOVUE y el OCT en el dominio de frecuencia producido por la empresa polaca OPTOPOL. Al mismo tiempo, también ha sido elogiado por muchos profesores y expertos nacionales.