광학 코히렌스 단층 촬영

Optical coherence tomography
광학 코히렌스 단층 촬영
Nibib 030207 105309 sarcoma.jpg
육종의 OCT(광학적 간섭 단층 촬영) 이미지
메쉬D041623
OPS-301 코드3-300

OCT(광학적 간섭 단층 촬영)는 낮은 간섭도를 사용하여 광학 산란 매체(예: 생물학적 조직) 내에서 마이크로미터 해상도, 2차원 및 3차원 이미지를 캡처하는 이미징 기법이다.의료 영상 및 산업 비파괴 검사(NDT)에 사용됩니다.광간접 단층촬영은 저간접 간섭계를 기반으로 하며, 일반적으로 근적외선을 사용합니다.비교적 긴 파장 빛을 사용하면 산란 매체에 투과할 수 있습니다.또 다른 광학 기술인 공초점 현미경 검사는 일반적으로 샘플에 덜 깊이 침투하지만 분해능은 더 높습니다.

광원의 특성에 따라(초광 다이오드, 초단파 펄스 레이저 및 초연속 레이저 사용) 광학 단층 촬영은 마이크로미터 이하의 분해능을 달성했습니다(파장 [1][citation needed][verification needed]범위가 100nm 이상인 매우 넓은 스펙트럼 소스).

광학 단층 촬영은 광학 단층 촬영 기술의 [citation needed]한 종류입니다.시판되고 있는 광코히렌스 단층촬영 시스템은 예술 보존 및 진단 의학을 포함한 다양한 응용 분야에 사용되며,[citation needed] 특히 망막 내에서 상세한 이미지를 얻기 위해 사용할 수 있는 안과 및 검안 분야에서 사용됩니다.최근에는 관상동맥질환을 [2]진단하는 데 도움이 되는 중재심장학이나 [3]진단을 개선하기 위한 피부과에서도 사용되기 시작했다.비교적 최근에 구현된 광코히렌스 단층촬영, 주파수 영역 광코히렌스 단층촬영은 제공된 신호 대 잡음비의 이점을 제공하여 보다 빠른 신호 [citation needed]수집을 가능하게 합니다.OCT는 후방 산란(코히런트) [5]빛의 고유 대조를 통해 3D 영상 재구성에 사용할 수 있는 "광학적 코히렌스 단층 촬영(OCT)"[4]의 미시적 화신인 OCM(광학적 코히렌스 현미경 검사)과 동일하지 않습니다.

서론

손가락 끝의 광학 간섭 단층 사진.땀샘을 관찰할 수 있으며, "코르크나사 모양"이 있습니다.

1980년대 비엔나에서 생체 내 안구 측정을[6][7] 위한 저, 부분 일관성 또는 백색광 간섭계에 대한 아돌프 페처와 동료들의 연구를 시작으로, 전 세계 여러 그룹에 의해 생물학적 조직, 특히 인간 눈의 이미징이 병렬로 조사되었다.백색광 간섭 깊이 스캔에 기초한 수평 자오선을 따라 인간의 안저에 대한 최초의 2차원 생체 내 묘사가 1990년 [8]ICO-15 SAT 컨퍼런스에서 제시되었다.1990년에 야마가타 대학 교수인 탄노 [9][10]나오히로에 의해 더욱 개발되었으며, 특히 1991년부터 Huang 등에 의해 교수에 의해 헤테로다인 반사 단층 촬영으로 언급되었다.매사추세츠 [11]공과대학의 James Fujimoto 연구소는 "광학적 일관성 단층 촬영"이라는 용어를 성공적으로 만들었습니다.그 후 마이크로미터 해상도와 단면 이미징 기능을 갖춘 OCT는 뛰어난 바이오메디컬 조직 이미징 기법이 되어 광대역 레이저와 선형 픽셀 어레이의 활용을 통해 초기 전자 신호 검출부터 고속 조정 가능한 레이저까지 새로운 기술 기능을 지속적으로 도입하고 있습니다.퍼포먼스와 감도의 범위.

특히 마이크로미터 분해능과 밀리미터 침투 [12]깊이가 필요한 안과 및 기타 조직 이미징에 적합합니다.망막 구조를 표시하는 최초의 생체 내 OCT 영상은 1993년에 발표되었고,[13][14] 첫 내시경 영상은 1997년에 발표되었다.OCT는 또한 그림 속의 여러 층을 분석하는 데 사용되는 다양한 예술 보존 프로젝트에 사용되어 왔다.OCT는 다른 의료 영상 시스템에 비해 흥미로운 이점이 있습니다.의료용 초음파, 자기공명영상(MRI), 공초점 현미경 및 OCT는 형태학적 조직 이미징에 다르게 적합하다. 첫 번째 두 가지는 전신이지만 저해상도 이미징 기능(일반적으로 밀리미터의 일부)을 가지고 있지만, 세 번째 두 가지는 1마이크로미터(즉, 하위 셀룰라)보다 훨씬 낮은 해상도로 이미지를 제공할 수 있다.r) 깊이 0~100마이크로미터, 깊이 500마이크로미터까지 프로빙할 수 있지만 (예를 들어 안과에서는 측면 약 10마이크로미터, 깊이 [15][16]수 마이크로미터, 내시경에서는 측면 약 20마이크로미터) 분해능이 낮다.

OCT는 저코히렌스 간섭계에 [17][18][page needed][7]기초하고 있습니다.간섭 길이가 긴 기존 간섭계(즉, 레이저 간섭계)에서는 빛의 간섭이 미터 거리에 걸쳐 발생합니다.OCT에서는 광대역폭 광원(즉, 넓은 주파수 범위에서 빛을 방출하는 광원)의 사용으로 인해 이 간섭은 마이크로미터의 거리로 단축된다.광대역폭의 빛은 초발광 다이오드 또는 극히 짧은 펄스의 레이저(펨토초 레이저)를 사용하여 생성할 수 있습니다.흰색 LED는 저전력의 광대역 소스의 예입니다.

OCT 시스템의 빛은 샘플 암(관심 품목 포함)과 참조 암(일반적으로 거울)의 두 개의 암으로 나뉩니다.샘플 암의 반사광과 기준 암의 참조광의 조합은 간섭 패턴을 발생시키지만, 양쪽 암의 빛이 "같은" 광학적 거리("같은" 광학적 거리, 즉 일관성 길이보다 작은 차이를 의미합니다.기준 암내의 미러를 스캔 하는 것으로, 샘플의 반사율 프로파일을 얻을 수 있다(이것은 시간 영역 OCT).많은 빛을 반사하는 샘플 영역은 그렇지 않은 영역보다 더 큰 간섭을 일으킵니다.짧은 간섭 길이를 벗어나는 빛은 [19]간섭하지 않습니다.A-스캔이라고 불리는 이 반사율 프로파일은 관심 항목 내 구조물의 공간적 치수와 위치에 대한 정보를 포함한다.일련의 Axial 깊이 스캔(A-scan)을 측면으로 결합하여 단면 Tomogram(B-scan(B-scan))을 달성할 수 있습니다.사용하는 촬상 엔진에 따라 취득한 깊이에서의 얼굴 촬상이 가능하다.

문외한의 설명

안구 OCT 망막 두께 지도, 오른쪽 눈
800 nm의 망막 황반 영역의 시간 영역 OCT, 축 분해능 3 µm
스펙트럼 영역 OCT 황반 단면 스캔.

광학코히렌스토모그래피(OCT)는 저전력 현미경과 동등한 분해능으로 반투명 또는 불투명한 물질의 표면 아래 이미지를 얻는 기술이다.이는 효과적으로 '광학 초음파'로, 조직 내에서 반사된 영상을 촬영하여 단면 [20]영상을 제공합니다.

OCT는 MRI 또는 초음파 같은 다른 영상 촬영 방식보다 훨씬 높은 분해능(축방향 10μm 미만, 가로방향[21] 20μm 미만)으로 조직 형태학 이미지를 제공하기 때문에 의료계의 관심을 끌었다.

OCT의 주요 이점은 다음과 같습니다.

  • 근현미경 해상도의 실시간 지표면 영상
  • 조직 형태학의 즉각적인 직접 이미지 생성
  • 샘플 또는 피험자의 준비, 연락 없음
  • 이온화 방사 없음

OCT는 소리나 무선 주파수가 아닌 빛에 기반하기 때문에 고해상도를 제공합니다.광학빔은 조직을 향해 있으며, 이 빛의 표면하 특징에서 반사되는 작은 부분을 수집한다.대부분의 빛은 반사되지 않고 오히려 큰 각도로 산란됩니다.종래의 화상 처리에서는, 이 산란광은, 화상을 흐리게 하는 배경에 공헌합니다.그러나 OCT에서는 간섭계라고 불리는 기술을 사용하여 수신 광자의 광로 길이를 기록함으로써 검출 전에 여러 번 산란하는 대부분의 광자를 거부한다.따라서 OCT는 관심 표면에서 직접 반사된 빛을 수집하면서 배경 신호를 제거함으로써 두꺼운 샘플의 선명한 3D 영상을 구축할 수 있다.

의학 연구 커뮤니티에 도입된 비침습적 3차원 영상 기술 범위 내에서 에코 기술로서의 OCT는 초음파 영상과 유사합니다.컴퓨터 축 단층 촬영, 자기 공명 영상 촬영 또는 양전자 방출 단층 촬영과 같은 다른 의료 영상 기술에서는 에코 위치 [22]원리를 사용하지 않습니다.

이 기법은 생물학적 조직 표면 아래 1~2mm의 이미징으로 제한됩니다. 더 깊은 곳에서는 산란하지 않고 빠져나가는 빛의 비율이 너무 작기 때문입니다.생물학적 시료를 특별히 준비할 필요가 없으며, 이미지를 '비접촉' 또는 투명한 창이나 막을 통해 얻을 수 있습니다.또한 사용되는 기기의 레이저 출력은 적외선이 적거나 가시광선이 적기 때문에 샘플에 손상이 있을 가능성이 낮다는 점에 유의해야 합니다.

이론.

OCT의 원리는 백색광, 즉 낮은 간섭성입니다.광학 설정은 일반적으로 간섭계가 낮고 넓은 대역폭의 광원을 가진 간섭계(그림 1, 일반적으로 Michelson 유형)로 구성됩니다.빛은 각각 기준 암과 샘플 암으로 분할되고 재결합됩니다.

그림 2 싱글 포인트 OCT의 전형적인 광학 설정.검체의 광빔을 스캔하면 마이크로미터 분해능으로 최대 3mm 깊이까지 비침습 단면 촬영이 가능합니다.
그림 1 풀필드 OCT 광학 설정컴포넌트에는, 슈퍼 발광 다이오드(SLD), 볼록 렌즈(L1), 50/50 빔 플리터(BS), 카메라 오브젝트(CO), CMOS-DSP 카메라(CAM), 레퍼런스(REF), 샘플(SMP)이 있습니다.카메라는 2차원 검출기 어레이로 기능하며, 깊이 스캔을 용이하게 하는 OCT 기술로 비침습적 3차원 영상촬영 장치가 구현됩니다.
그림 4 푸리에 영역 OCT에 의한 스펙트럼 판별컴포넌트에는 저코히렌스 소스(LCS), 빔슬리터(BS), 레퍼런스 미러(REF), 샘플(SMP), 회절 격자(DG) 및 분광계로서 기능하는 전장 검출기(CAM), 디지털 신호 처리(DSP)가 포함됩니다.
그림 3 스위프 선원에 의한 스펙트럼 식별 OCT.컴포넌트에는, 스윕 소스 또는 조정 가능한 레이저(SS), 빔 플리터(BS), 레퍼런스 미러(REF), 샘플(SMP), 포토 검출기(PD), 디지털 신호 처리(DSP)가 포함됩니다.

시간 영역

시간 영역 OCT에서는 기준 암의 경로 길이가 시간에 따라 변화합니다(기준 미러는 세로 방향으로 변환됩니다).저커히렌스 간섭법의 특성은 간섭, 즉 일련의 어둡고 밝은 가장자리가 광원의 코히렌스 길이 내에 경로 차이가 있을 때만 달성된다는 것이다.이러한 간섭을 대칭 간섭계(양쪽 암의 반사율이 동일함)에서는 자동 상관 또는 일반적인 경우 교차 상관이라고 합니다.이 변조의 엔벨로프는 경로 길이 차이가 변화함에 따라 변화합니다.이 경우 엔벨로프의 피크는 경로 길이 일치에 대응합니다.

두 개의 부분 간섭성 광선의 간섭은 소스 강도 {\의 관점에서 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

어디에 k1+k2<>1{\displaystyle k_{1}+k_{2.}<1}, γ(τ){\displaystyle \gamma(\tau)}일관성의 복잡한 정도 불리는 간섭 봉투와 캐리어 참조 암 촬영이나 시간 지연 τ{\displaystyle \tau}에 의존적인, 그리고가 recove 없애주는 간섭계 빔 분할 비율을 나타냅니다.ry는 OCT에 관심이 있습니다.OCT의 일관성 게이트 효과로 인해, 복잡한 수준의 일관성은 다음과 같이 표현되는[7] 가우스 함수로 표현된다.

여기서 { \ \ }는 광 주파수 영역에서 소스의 스펙트럼 폭을 나타내고 ents {\ _ {}은 소스의 중심 광 주파수입니다.식 (2)에서 가우스 엔벨로프는 광캐리어에 의해 진폭 변조된다.이 엔벨로프의 피크는 표면의 반사율에 따라 진폭이 달라지는 테스트 대상 샘플의 미세구조 위치를 나타냅니다.옵티컬 캐리어는 간섭계의 한쪽 암을 스캔함으로써 발생하는 도플러 효과에 기인하며, 이 변조 주파수는 스캔 속도에 의해 제어됩니다.따라서 간섭계의 한쪽 암을 변환하는 기능은 깊이 스캔과 도플러 시프트 광학 반송파의 두 가지입니다.OCT에서 도플러 시프트 광학 반송파는 다음과 같은 주파수를 갖는다.

여기서 0 _은 소스의 중심 광 주파수, })는 경로 길이 변동의 스캔 속도,(\ c는 빛의 속도입니다.

간섭 신호(TD 대 FD-OCT)

OCT의 축방향 분해능과 가로방향 분해능은 서로 분리된다. 전자는 광원의 일관성 길이와 동등하고 후자는 광학의 함수이다.OCT의 축 분해능은 다음과 같이 정의됩니다.

여기서 0 \ \_ { } {\ {\ {\ {\ {\ {\ 、 \ \ \는 각각 광원의 [24]중심 파장과 스펙트럼 폭입니다.

주파수 영역

주파수 영역 OCT(FD-OCT)에서는 광대역 간섭이 스펙트럼으로 분리된 검출기에 의해 취득됩니다.일반적인 접근방식은 sweep-source와 spectrum-domain OCT이다.스위프원 OCT는 광주파수를 스펙트럼 주사원에 맞추어 부호화한다.스펙트럼 영역 OCT는 격자 및 선형 검출기 어레이와 같은 분산 검출기를 사용하여 다른 파장을 분리한다.푸리에 관계(자동 상관과 스펙트럼 전력 밀도 사이의 Wiener-Kinchin 정리)로 인해 깊이 스캔은 기준 [25][26]암을 움직이지 않고 획득된 스펙트럼에서 푸리에 변환으로 즉시 계산할 수 있습니다.이 기능은 이미지 속도를 획기적으로 향상시키며, 단일 스캔 중 손실 감소로 감지 요소 수에 비례하는 SNR(신호 대 잡음 비)가 향상됩니다.여러 파장 범위에서 병렬 검출하면 스캔 범위가 제한되고 전체 스펙트럼 대역폭이 축 [27]분해능을 설정합니다.

공간 부호화

공간 부호화 주파수 영역 OCT(SEFD-OCT, 스펙트럼 영역 또는 푸리에 영역 OCT)는 분산 소자를 개입시켜 다른 광주파수를 검출기 스트라이프(라인 어레이 CCD 또는 CMOS)에 분산시킴으로써 스펙트럼 정보를 추출한다(그림 4 참조).이것에 의해, 1회의 노광내에서 전심도 스캔의 정보를 취득할 수 있다.단, 단일 감광 다이오드에 대한 스트라이프 검출기의 동적 범위가 낮기 때문에 FD-OCT의 노이즈 우위성에 대한 큰 신호가 감소하여 훨씬 빠른 속도에서 최대 10dB의 SNR 우위성이 발생한다.다만, 1300 nm 로 동작하는 경우는, 다이나믹 레인지에서는 [24]큰 문제가 되지 않기 때문에, 이것은 큰 문제가 되지 않습니다.

이 기술의 단점은 SNR의 강한 하강에서 발견됩니다. SNR은 제로 지연으로부터의 거리와 제한된 검출 라인폭으로 인한 깊이 의존 감도의 sinc-type 감소에 비례합니다. (1픽셀은 단일 주파수 대신 광 주파수 범위의 준직각 부분을 검출합니다.rier-module은 sync(z) 동작으로 이어집니다.또한 스펙트럼 분석 검출기의 분산 요소는 일반적으로 검출기에 균일한 주파수 간격으로 빛을 분배하지 않지만 대부분 역의존성을 갖는다.따라서 신호를 처리하기 전에 재샘플링해야 합니다.이는 로컬(픽셀 단위) 대역폭의 차이를 처리할 수 없기 때문에 신호 품질이 더욱 저하됩니다.다만, 화소수가 많은 신세대 CCD나 포토다이오드 어레이의 개발에는 큰 문제가 되지 않습니다.

합성 어레이 헤테로다인 검출에 의해, 고도의 분산 없이, 이 문제에 대한 다른 어프로치를 얻을 수 있습니다.

인코딩된 시간

Time encoded frequency domain OCT(TEFD-OCT, 또는 sweeped source OCT)는 표준 TD와 SEFD-OCT의 장점 중 일부를 조합하려고 합니다.여기서 스펙트럼 구성요소는 공간 분리에 의해 부호화되지 않고 시간에 부호화된다.스펙트럼은 단일 연속 주파수 스텝에서 필터링되거나 생성되며 푸리에 변환 전에 재구성됩니다.주파수 주사 광원(즉, 주파수 주사 레이저)을 수용함으로써 광학적 셋업(그림 3 참조)은 SEFD보다 간단해지지만 주사 문제는 기본적으로 TD-OCT 기준 암에서 TEFD-OCT 광원으로 변환된다.여기서 장점은 실증된 높은 SNR 검출 테크놀로지에 있습니다.스위프 레이저 소스는 매우 높은 주파수(20~200kHz)에서 매우 작은 순간 대역폭(라인폭)을 실현합니다.단점은 파장의 비선형성(특히 높은 스캔 주파수), 고주파에서의 선폭의 확대 및 스캔 지오메트리 또는 샘플의 움직임에 대한 높은 감도(연속 주파수 스텝 내의 나노미터 범위 미만)입니다.

풀필드 OCT

한full-field OCT. 도식 견해

일시적 10월에 대한 영상 접근 1998,[28]에 그 이미지 중 빔 주사 없는 때문 클로드 Boccara의 팀에 의해 개발되었다.이 기술은 샘플의 단면을 취득하는 다른 10월 기술과는 달리full-field 10월(FF-OCT),에서, 이미지들이 여기서 고전 현미경의 이미지"en-face"즉 같은:조명은 밝은 빔에 직교하는.[29]

좀 더 정밀하게, 간섭 측정의. 사진들은 그 경로 길이 차이는 빠른 전기 구성 부품(기준 팔에 보통piezo 거울)에 의해 다양한 마이컬슨 간섭계에 의해 창출된다.이 이미지들은 CCD카메라까지 후천적으로 얻은 후처리(이나 온라인)에서 변조 기간당 보통 2~4이미지가 필요한 위상 편이 간섭 법 법, 알고리즘을 사용한 구조에 따라 결합합니다.[30][31일]좀 더 최근에, 급속한 단발식의 영상을 허용하는 접근법 동시에 여러명의phase-shifted 이미지 재건을 위해 필요한 강의로 단일 카메라를 이용해서 개발되었다.[32]Single-shot 시간 영역 조건부 정비는 카메라 프레임 속도와 사용 가능한 조명에 의해서만 제한된다.

그"en-face"단층 촬영의 이미지 또한wide-field 조명, 현미경 목표 두 팔에 사용되는 마이컬슨 간섭계의 Linnik 구성에 의해 보장됨으로서 생성된다.반면 원천의 시간적 코히 런스 클래식 10월( 넓은 범위. 예를 들면)에서로 낮게 유지되어야 한다 게다가, 공간적 일관성 또한( 큰 크기로 즉 원천)기생의 간섭을 피하기 위해가 낮아야 한다.[33]

라인필드(공초점) OCT

Line-field 공초점 광학 간섭 단층 촬영(LC-OCT)은 영상 기술time-domain 10월의 라인 조명은 광대역 레이저 및 회선 검출은line-scan 카메라를 사용하여로 그 주의에 근거한다.[34]LC-OCT 실시간으로 다중 A-scans 동시에 얻게 되는 B-scans을 생산한다.앙 얼굴뿐만 아니라 3차원 이미지도 측면 조도 주사선 얻을 수 있다.[35][36]초점은 연속적으로 샘플 깊이의 검사 중에도 이미지에 높은 측면 분해능과 높은 개구 수(나디아)현미경 목표를 사용하여 조정된다.광원, supercontinuum 레이저를 사용하여 달성 1µm의quasi-isotropic 공간 분해능일 800nm의 주요한 파장으로 달성된다.반면에, 선 조명 및 감지, 높은 나디아 현미경 목적의 사용과 결합되어 카메라가 검색하는 것을 신호로 기여하지 않습니다 가장 산란 빛을 방지하는 공초점 게이트를 생산한다.는full-field 10월 기술에 불참한 사례는 이번 공초점 게이트, LC-OCT 검출 감도와 보급의 관점에서 피부 조직과 같은 고도로 산란 매체에서 우위를 준다.[37]지금까지 이 기술은 주로 피부과와[38][39][40][41][42][43] [44]미용 분야에서 피부 이미징에 사용되어 왔다.

스캔 방식

광빔을 테스트 대상 검체 표면의 한 점에 초점을 맞추고 반사광을 기준과 재조합하면 단일 A-스캔에 해당하는 검체 정보를 가진 간섭도가 생성됩니다(Z 축만 해당).샘플의 스캔은 샘플의 빛을 스캔하거나 테스트 대상 샘플을 이동하여 수행할 수 있습니다.선형 스캔은 단면 이미지(X-Z축 스캔)에 대응하는 2차원 데이터 세트를 생성하는 반면 영역 스캔은 볼륨 이미지(X-Y-Z축 스캔)에 대응하는 3차원 데이터 세트를 실현합니다.

싱글 포인트

단일 지점, 공초점 또는 플라잉 스폿 시간 영역 OCT를 기반으로 하는 시스템은 샘플을 2개의 횡방향 치수로 스캔하고 축방향 스캔 기준 암을 통해 일관성 게이트를 통해 얻은 깊이 정보를 사용하여 3차원 이미지를 재구성해야 합니다(그림 2).번역 단계를 사용하여 샘플을[26] 이동하고 새로운 마이크로 전자 기계식 시스템 [45]스캐너를 사용하여 2차원 측면 스캔이 전기 기계적으로 구현되었습니다.

병렬

CCD 카메라를 이용한 병렬 또는 풀필드 OCT는 샘플이 풀필드 조명되어 CCD와 대면 촬영되므로 전기기계적인 측면 스캔이 배제됩니다.기준 미러를 스테핑 해, 연속하는 얼굴 화상을 기록함으로써, 3 차원 표현을 재구성할 수 있다.CCD 카메라를 사용한 3차원 OCT는 위상 스텝 [46]기법으로 시연되었으며, 한 쌍의 CCD와 [47]헤테로다인 [48]검출을 이용한 Linnik 간섭계를 이용한 위상 시프트, 그리고 진동 기준 미러와 축방향 변환 단계를 [49]이용한 Linnik 간섭계에서 시연되었다.CCD 접근법의 핵심은 고주파 OCT 캐리어를 추적하기 위해 스테핑 레퍼런스 미러와는 별도로 매우 빠른 CCD 또는 캐리어 생성입니다.

스마트 디텍터 어레이

2µm 상보적 금속산화물반도체(CMOS) 프로세스를 사용하여 제작된 2차원 스마트 검출기 어레이를 사용하여 풀필드 TD-OCT를 [50]시연했다.58x58 픽셀 스마트 검출기 어레이의 각 픽셀은 단순한 광학 설정(그림 3)을 특징으로 하며, 개별 포토 다이오드로 작동하며 자체 하드웨어 복조 회로를 포함했다.

선택한 응용 프로그램

광학 코히렌스 단층 촬영은 확립된 의료 이미징 기술이며 안과 및 심장학과를 포함한 여러 의학 전문 분야에 걸쳐 사용되며 기초 과학 연구 분야에 널리 사용됩니다.

안과

안과(또는 안과) OCT는 망막 및 전방 세그먼트의 고해상도 이미지를 얻기 위해 안과 의사 및 검안사가 많이 사용합니다.10월의 기능에 마이크로 미터 해상도로 조직 층의 단면을 보여 주기 때문에, 10월 glaucoma,[55]반상 degeneration,[56]당뇨병성 황반 edema,[57]여러 sclerosis[58]과 다른 눈 질환 또는 세포 구성, 광수 용기 integrity,[51][52][53][54]와 축삭 두께를 평가하는 간단한 방법도 제공합니다. 있는 체계적인 질병눈의 [59]징후게다가, 안과 의사들은 OCT 혈관 조영이라고 [60]불리는 기술을 통해 망막의 혈관 건강을 평가하기 위해 OCT를 활용한다.안과 수술, 특히 망막 수술에서는 OCT를 현미경에 장착할 수 있습니다.이러한 시스템은 수술 중 OCT(iOCT)라고 불리며, 수술 중에 임상적 [61][62][63]이점이 있는 지원을 제공합니다.편광에 민감한 OCT는 최근 [64]시신경 근처의 혈관 벽의 광학적 편광 특성을 결정하기 위해 인간의 망막에 적용되었다.

심장학 및 혈관 내 응용 프로그램

심장학 설정에서 OCT는 혈관내 초음파 검사 및 X선 혈관조영술(관내 광학적 일관성 단층 촬영)과 같은 다른 기존 방식보다 10배 높은 분해능으로 혈관벽 내막 형태 및 미세구조를 시각화하기 위해 관상동맥을 촬영하는 데 사용된다.이러한 유형의 애플리케이션의 경우 경피적 관상동맥 중재와 같은 반침습적 중재술을 통해 동맥 내강에 접근하기 위해 약 1mm 직경의 광섬유 카테터가 사용됩니다.

내시경 OCT의 첫 시연은 1997년 매사추세츠공대 제임스 후지모토 연구소에 의해 보고되었다.기예르모 제임스 티어니와 교수.브렛 [65]부마최초의 TD-OCT 이미징 카테터와 시스템은 2006년 매사추세츠에 본사를 둔 LightLab Imaging, Inc.에 의해 상용화되었습니다.첫 번째 FD-OCT 영상 연구는 Professor의 연구실에 의해 보고되었다.기예르모 J.티어니와 교수님Brett Bouma는 [66]2008년 매사추세츠 종합병원에 근무했다.혈관 내 FD-OCT는 LightLab Imaging, Inc.[67]와 Terumo Corporation이 2012년 관상동맥 영상화를 위한 두 번째 솔루션을 출시하여 2009년에 시장에 처음 소개되었습니다.FD-OCT의 영상촬영 속도가 빨라 관상동맥 영상촬영에 이 영상촬영 기술을 널리 채택할 수 있었습니다.연간 FD-OCT 관상동맥 영상촬영 건수는 10만 건 이상이며, 시장은 매년 [68]약 20%씩 성장하고 있는 것으로 추정되고 있다.

혈관내 OCT는 허혈성 뇌졸중과 [69]뇌동맥류의 혈관내 치료를 안내하기 위한 영상촬영을 포함하여 신경혈관 애플리케이션에서도 사용되도록 조사되었다.임상적 사용은 제한된 고문성을 가진 환자의 두개 근위부 해부학으로 제한되었으며, 신경혈관 [70]질환의 영상화에 대한 OCT의 가능성을 보여준다.구부러진 신경 혈관 해부학에 사용하기 위해 맞춤화된 혈관 내 OCT 영상 카테터 설계가 [71]2020년에 제안되었다.

혈관 내 OCT의 추가 개발에는 다른 광학 이미징 양식(다중 형태 영상)과의 결합이 포함되었다.OCT는 분자/기능 및 조직의 형태학적 정보를 동시에 검출하는 능력을 높이기 위해 형광 분자 [72]이미징과 결합되었다.비슷한 방법으로 근적외선 분광학과의 조합도 증명되었다.

종양학

내시경 OCT는 Barrett 식도 및 식도 이형성증과 [73]같은 암 및 전암 병변의 검출 및 진단에 적용되었습니다.

피부과

피부과에서 OCT를 처음 사용한 것은 [74]1997년으로 거슬러 올라간다.이후 OCT는 암종 [75][76][77]등 다양한 피부병변 진단에 적용됐다.그러나 기존의 OCT를 사용하여 흑색종을 진단하는 것은 특히 영상 [78]분해능이 부족하기 때문에 어렵습니다.LC-OCT와 같은 새로운 고해상도 OCT 기술은 임상 진단 프로세스를 개선하여 흑색종을 포함한 악성 피부 종양을 조기에 발견하고 양성 [79]병변의 외과적 절개 횟수를 줄일 수 있습니다.다른 유망한 적용 분야에는 수술이 위험하거나 불가능한 병변의 영상화와 종양 가장자리 식별을 통한 외과적 개입의 지침이 포함된다.

치과

도쿄 의대 및 치과대학 연구진은 소스의 [80]OCT를 사용하여 치아교정 브래킷 주변 및 아래에 있는 에나멜 백반 병변을 검출할 수 있었다.

조사 어플리케이션

연구자들은 투명하게 변형되어 두개골에 [81]이식된 지르코니아로 만들어진 "창"을 통해 쥐의 뇌에 대한 자세한 이미지를 만들기 위해 OCT를 사용했다.광결 맞음 또한 점점 확대되고 비파괴 시험(TheNDT), 물질적인 두께 measurements,[82] 있고 특히나 얇은 실리콘 wafers[83][84]과 화합물 반도체 웨이퍼 두께 measurements[85][86]표면 거칠기 특성화 표면과 단면적 imag 같은 산업 애플리케이션에서 사용하는 적용할 수 있다.ing[87][88]과 볼륨 손실측정값입니다.피드백이 있는 OCT 시스템을 사용하여 제조 프로세스를 제어할 수 있습니다.고속 데이터 [89]수집과 서브미크론 해상도를 통해 OCT는 인라인과 오프라인 [90]모두에 적응할 수 있습니다.생산되는 알약의 양이 많기 때문에, 제약업계에서 [91]알약의 코팅을 제어하는 흥미로운 분야가 있다.파이버 기반의 OCT 시스템은 산업 환경에 [92]특히 적합합니다.접근하기 어려운 [93]공간의 내부에 액세스하고 스캔할 수 있으며, 방사능, 극저온 또는 [94]매우 뜨거운 환경에서도 작동할 수 있습니다.새로운 광학 생물의학 진단 및 영상 기술은 현재 생물학 및 [95]의학 문제를 해결하기 위해 개발되고 있습니다.2014년 현재, 치아, 특히 상악 어금니의 근관을 식별하기 위해 광학 코히렌스 단층촬영을 사용하려는 시도가 이루어졌지만, 현재 치과 수술 현미경의 [96][97][non-primary source needed]방법과는 차이가 없다.2015년에 실시된 연구는 스마트폰을 OCT 플랫폼으로 활용하는 데 성공했지만, 이러한 플랫폼이 [98]상용화되기까지는 아직 많은 작업이 남아 있다.포토닉 집적회로는 OCT의 소형화에 있어서 유망한 옵션입니다.집적회로와 마찬가지로 실리콘 기반의 제조기법을 사용하여 소형화된 포토닉 시스템을 제조할 수 있습니다.최근 첫 인체 망막 촬영이 보고되었습니다

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