Badanie OCT będzie łatwiejsze

Tomografia optyczna oraz zakłócające szumy

Problem ślepoty lub poważnych zaburzeń wzroku dotyka 285 milionów osób w skali globu. Oczywiście, odpowiedź medyczna w związku z tym zagrożeniem rozciąga się proporcjonalnie do rozwarstwienia standardów opieki zdrowotnej w różnych krajach. Jednakże brak odpowiednio wczesnej interwencji skutkuje zaprzepaszczeniem możliwości uzyskania pomocy. W celu przezwyciężenia dysproporcji w opiece medycznej nad ludzkim okiem naukowcy z Międzynarodowego Centrum Badań Oka (ICTER) opracowali usprawnienie pomocne we wspomnianej tomografii optycznej (OCT). Badania ukazały się na łamach „Optics Letters”.

Opis techniki OCT

Tomografia optyczna jest nieinwazyjnym badaniem, dzięki czemu stosuje się ją powszechnie w badaniach okulistycznych. Na przykład w trakcie diagnozy postępu zwyrodnienia plamki żółtej związanego z wiekiem na dnie oka można dojrzeć pojedyncze złogi – przegrupowanie barwnika oraz zmiany zanikowe. Podczas obserwacji dokonywanej w przypadku rozwoju cukrzycy obrazy OCT informują o ewentualnych zmianach w strukturze mikronaczyniowej siatkówki.

Badanie OCT trwa od kilku do kilkunastu minut. W czasie jego przebiegu okulista za pomocą aparatury przygląda się oczom pacjenta, który siedzi przed narzędziem pomiarowym zbliżonym do jego twarzy na odległość kilku centymetrów. Zabieg jest na tyle nieinwazyjny, że nie ma miejsca bezpośredni kontakt z narządem wzorku.

W tomografii optycznej dane dotyczące struktury obiektu uzyskuje się przez pomiar natężenia sygnału interferencyjnego, który jest skutkiem nakładania się dwóch wiązek laserowych. Ta technika współpracuje z pewną własnością światła – spójnością w czasie lub spójnością w przestrzeni. W trakcie zabiegu wykorzystuje się źródła światła częściowo spójnego (czasowo, ale nie przestrzennie) – aparat mierzy różnicę dróg optycznych między zwierciadłem w interferometrze a okiem.

Wewnątrz interferometru jest płytka, dzieląca promienie na dwie części. Owa płytka rejestruje interferencje promienia odbitego od struktur tkanek i promienia padającego na nie. Po odczytaniu dróg optycznych określa się położenie badanych struktur oka. Dane przetwarza komputer, generując później tomogramy – dwuwymiarowe przekrojowe obrazy.

Światłowód wielomodowy z nietypowym zastosowaniem

Dotychczas głównym kłopotem w pracy z tą techniką był szum, który zakłócał szczegółowe obrazowanie części oka (naczyniówki) – zasadniczej względem udziału w patogenezie wielu chorób, dostarcza bowiem tlen i składniki odżywcze do fotoreceptorów. Zespół ICTER zatem wpadł na pomysł, aby użyć światłowodu wielomodowego w celu poprawy obrazowania oka.

Światłowód wielomodowy emituje kilkaset niepowtarzających się wzorów przestrzennych w wiązce lasera. Do tej pory został wykorzystywany do transmisji danych. Przyczynkiem do odkrycia okazało się skojarzenie tego, że kilkaset metrów takiego światłowodu powoduje występowanie w odmiennym czasie różnych przestrzennych wzorów. Skutkiem takiego działania uzyska się kilkaset obrazów OCT rejestrowanych w tym samym pomiarze, które w wyniku sumowania obniżą np. szum plamkowy. W ten sposób naukowcy z Międzynarodowego Centrum Badań Oka opracowali nową metodę kontroli fazy optycznej STOC-T, która pozwoli na otrzymanie in vivo obrazów siatkówki i rogówki w wysokiej rozdzielczości. To pokonanie kolejnego małego ograniczenia, gdyż dotychczas nie było możliwe, aby lepiej zobaczyć obrazy przekrojów  warstwy naczyniowej, która znajduje się pod siatkówką.