OCT ပုံရိပ်ဖော်နည်းပညာ

ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် optical coherence tomography ၏အခြေခံမူများ။

Optical coherence tomographyInterferometer ၏ နိယာမကို အခြေခံ၍ စမ်းသပ်ရန် တစ်ရှူးများကို ရောင်ခြည်ဖြာရန် အနီးအနီအောက်ရောင်ခြည် အားနည်းသော ပေါင်းစပ်အလင်းရောင်ကို အသုံးပြုကာ အလင်း၏ ပေါင်းစပ်မှုအပေါ် အခြေခံ၍ အနှောင့်အယှက်များကို ထုတ်ပေးပါသည်။ အပေါ်ယံတစ်သျှူးပုံရိပ်အတွက် ရောင်ပြန်ဟပ်သောအလင်း၏ပြင်းထန်မှုကိုတိုင်းတာရန် superheterodyne ထောက်လှမ်းမှုနည်းပညာကိုအသုံးပြုသည်။ . OCT စနစ်တွင် ပေါင်းစပ်မှုနည်းသော အလင်းရင်းမြစ်၊ ဖိုက်ဘာအော်ပတစ် Michelson interferometer နှင့် photoelectric detection စနစ်တို့ ပါဝင်သည်။

OCT ၏ အဓိကအချက်မှာ ဖိုက်ဘာ Michelson interferometer ဖြစ်သည်။ ပေါင်းစပ်မှုနည်းသော အလင်းရင်းမြစ် Superluminescence Diode (SLD) မှ ထုတ်လွှတ်သော အလင်းအား single-mode ဖိုက်ဘာတွင် ပေါင်းစပ်ထားပြီး 2×2 ဖိုက်ဘာ ချိတ်ဆက်ကိရိယာဖြင့် လမ်းကြောင်းနှစ်ခု ခွဲခြားထားသည်။ တစ်နည်းမှာ မှန်ဘီလူးဖြင့် ပေါင်းစပ်ကာ လေယာဉ်မှန်မှ ပြန်လာသော ရည်ညွှန်းအလင်းဖြစ်သည်။ ; အခြားတစ်ခုသည် စမ်းသပ်ဆဲနမူနာသို့ မှန်ဘီလူးမှ အာရုံစူးစိုက်ထားသည့် နမူနာအလင်းတန်းဖြစ်သည်။

အလင်းပြန်မှပြန်လာသော ရည်ညွှန်းအလင်းနှင့် စမ်းသပ်မှုအောက်ရှိ နမူနာ၏နောက်ဘက်သို့ ကွဲလွင့်နေသောအလင်းကို detector တွင် ပေါင်းစပ်ထားသည်။ ၎င်းတို့နှစ်ခုကြားရှိ အလင်းလမ်းကြောင်း ကွာခြားချက်သည် အလင်းရင်းမြစ်၏ အစပ်အကွာအဝေးအတွင်း၌ အနှောင့်အယှက်များ ဖြစ်ပေါ်သည်။ detector ၏ output signal သည် medium ၏ backscatter ကို ထင်ဟပ်စေသည်။ ပြင်းထန်မှုဆီသို့

မှန်ကို စကင်န်ဖတ်ပြီး ၎င်း၏ spatial အနေအထားကို မှတ်တမ်းတင်ပါ၊ သို့မှသာ ရည်ညွှန်းအလင်းသည် ကြားခံအတွင်းရှိ မတူညီသော အနက်မှ ပြန့်ကျဲနေသော အလင်းကို အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေပါသည်။ ကြေးမုံအနေအထားနှင့် သက်ဆိုင်ရာ စွက်ဖက်မှု အချက်ပြ ပြင်းထန်မှုအရ၊ နမူနာ၏ မတူညီသော အတိမ်အနက် (z direction) ၏ တိုင်းတာမှုဒေတာကို ရရှိသည်။ ထို့နောက် x-y လေယာဉ်ရှိ နမူနာအလင်းတန်းကို စကင်န်ဖတ်ခြင်းဖြင့် ရလဒ်ကို နမူနာ၏ သုံးဖက်မြင်ဖွဲ့စည်းပုံအချက်အလက်ကိုရရှိရန် ကွန်ပျူတာဖြင့် လုပ်ဆောင်သည်။

OCT ပုံရိပ်ဖော်နည်းပညာဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး

မျက်စိပညာနယ်ပယ်တွင် အာထရာဆောင်း၏ ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုမှုနှင့်အတူ၊ လူများသည် ပိုမိုမြင့်မားသော ကြည်လင်ပြတ်သားမှုရှာဖွေရေးနည်းလမ်းကို တီထွင်ရန် မျှော်လင့်ကြသည်။ Ultrasound Biomicroscope (UBM) သည် ဤလိုအပ်ချက်ကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ဖြည့်ဆည်းပေးပါသည်။ ကြိမ်နှုန်းမြင့်သော အသံလှိုင်းများကို အသုံးပြု၍ ရှေ့အပိုင်း၏ ရုပ်ထွက်မြင့်မားသော ပုံရိပ်ကို လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ သို့သော်၊ ဇီဝတစ်ရှူးများတွင် ကြိမ်နှုန်းမြင့်သော အသံလှိုင်းများ လျင်မြန်စွာ လျော့ပါးသွားခြင်းကြောင့် ၎င်း၏ ထောက်လှမ်းမှု အတိမ်အနက်ကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ကန့်သတ်ထားသည်။ အသံလှိုင်းအစား အလင်းလှိုင်းများကို အသုံးပြုပါက ချို့ယွင်းချက်များကို လျော်ကြေးပေးနိုင်မည်လား။

1987 ခုနှစ်တွင် Takada et al ။ fiber optics နှင့် optoelectronic အစိတ်အပိုင်းများပံ့ပိုးမှုဖြင့် ပုံရိပ်ပြတ်သားမှုမြင့်မားသော optical တိုင်းတာမှုအတွက် နည်းလမ်းအဖြစ် တီထွင်ထားသည့် optical low-coherence interferometry နည်းလမ်းကို တီထွင်ခဲ့သည်။ Youngquist et al ။ အလင်းရင်းမြစ်သည် အလွန်အလင်းထုတ်လွှတ်သည့်ဒိုင်အိုဒိတ်ဖြစ်သော optical fiber နှင့် တိုက်ရိုက်ပေါင်းစပ်ထားသည့် optical coherent reflectometer ကို တီထွင်ခဲ့သည်။ ရည်ညွှန်းကြေးမုံပါရှိသော တူရိယာ၏လက်တစ်ဖက်သည် အတွင်းဘက်တွင် တည်ရှိပြီး အခြားလက်တံရှိ ဖိုက်ဘာကို ကင်မရာနှင့်တူသော ကိရိယာတစ်ခုနှင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။ ၎င်းတို့သည် OCT ပေါ်ပေါက်လာမှုအတွက် သီအိုရီနှင့် နည်းပညာဆိုင်ရာ အခြေခံများကို ချမှတ်ပေးခဲ့သည်။

၁၉၉၁ ခုနှစ်တွင် MIT မှ တရုတ်သိပ္ပံပညာရှင် David Huang သည် ခွဲထုတ်ထားသော မြင်လွှာနှင့် သွေးကြောဆိုင်ရာ သွေးကြောများကို တိုင်းတာရန် တီထွင်ထားသော OCT ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ OCT သည် optical biopsy နှင့်ဆင်တူပြီး မကြုံစဖူး မြင့်မားသော ကြည်လင်ပြတ်သားမှု ရှိသောကြောင့်၊ ဇီဝတစ်ရှူးများကို တိုင်းတာခြင်းနှင့် ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းအတွက် လျင်မြန်စွာ ဖန်တီးထားပါသည်။

မျက်လုံး၏ အလင်းဓာတ်လက္ခဏာများကြောင့် OCT နည်းပညာသည် မျက်စိပညာဆိုင်ရာ ဆေးခန်းများတွင် အလျင်မြန်ဆုံး ဖွံ့ဖြိုးလာပါသည်။ ၁၉၉၅ မတိုင်မီက Huang ကဲ့သို့သော သိပ္ပံပညာရှင်များသည် OCT ကို တိုင်းတာရန်နှင့် မြင်လွှာ၊ မျက်ကြည်လွှာ၊ အတွင်းခန်းနှင့် မျက်ဝန်းများ၏ အတွင်းခန်းနှင့် မျက်ဝန်းတို့တွင် လူ့မျက်လုံးများ OCT နည်းပညာကို စဉ်ဆက်မပြတ် မြှင့်တင်ပေးခဲ့သည်။ နှစ်အတော်ကြာ တိုးတက်မှုပြီးနောက်၊ OCT စနစ်သည် ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်လာပြီး လက်တွေ့ကျသော ထောက်လှမ်းခြင်းကိရိယာအဖြစ် စီးပွားဖြစ်ကိရိယာတစ်ခုအဖြစ် ဖန်တီးကာ နောက်ဆုံးတွင် fundus နှင့် မျက်ကြည်လွှာပုံရိပ်ဖော်ခြင်းတွင် ၎င်း၏သာလွန်မှုကို အတည်ပြုခဲ့သည်။ OCT ကို ၁၉၉၅ ခုနှစ်တွင် မျက်စိရောဂါဗေဒ ဆေးခန်းများတွင် တရားဝင်အသုံးပြုခဲ့သည်။

1997 ခုနှစ်တွင် OCT ကို အရေပြားရောဂါဗေဒ၊ အစာခြေလမ်းကြောင်း၊ ဆီးစနစ်နှင့် နှလုံးသွေးကြောစစ်ဆေးမှုများတွင် တဖြည်းဖြည်းအသုံးပြုခဲ့သည်။ အစာပြွန်၊ အစာအိမ်နှင့် အူလမ်းကြောင်း၊ ဆီးစနစ် OCT နှင့် နှလုံးသွေးကြော OCT တို့သည် endoscopes နှင့် catheters များနှင့် ဆင်တူသော်လည်း ပိုမိုကောင်းမွန်သော ကြည်လင်ပြတ်သားမှုဖြင့် ultrastructures များကို စောင့်ကြည့်နိုင်ပါသည်။ အရေပြား OCT သည် ထိတွေ့စစ်ဆေးခြင်းဖြစ်ပြီး ultrastructure ကိုလည်း ကြည့်ရှုနိုင်သည်။

လက်တွေ့အလေ့အကျင့်တွင်အသုံးပြုသည့် ကနဦး OCT သည် ကွန်ဆိုးလ်တစ်ခုနှင့် ပါဝါကွန်ဆိုးတစ်ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့် OCT1 ဖြစ်သည်။ ကွန်ဆိုးလ်တွင် OCT ကွန်ပျူတာ၊ OCT မော်နီတာ၊ ထိန်းချုပ်မှုဘောင်နှင့် စောင့်ကြည့်ရေးစခရင်တို့ ပါဝင်သည်။ ဓာတ်အားပေးစက်ရုံတွင် fundus စောင့်ကြည့်ရေးစနစ်နှင့် အနှောင့်အယှက်အလင်းရောင် ထိန်းချုပ်မှုစနစ်တို့ ပါဝင်သည်။ ကွန်ဆိုးလ်နှင့် ပါဝါပလပ်ဖောင်းသည် အတော်အတန်လွတ်လပ်သော စက်ပစ္စည်းများဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့ နှစ်ခုကို ဝါယာကြိုးများဖြင့် ချိတ်ဆက်ထားသောကြောင့် တူရိယာသည် ထုထည်ပိုကြီးပြီး နေရာပိုကျယ်သည်။

OCT1 ၏ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု ပရိုဂရမ်ကို ရုပ်ပုံလုပ်ဆောင်ခြင်းနှင့် ပုံရိပ်တိုင်းတာခြင်းဟူ၍ ပိုင်းခြားထားသည်။ ပုံသဏ္ဍာန်လုပ်ဆောင်ခြင်းတွင် ပုံစံသတ်မှတ်ခြင်း၊ ရုပ်ပုံချိန်ညှိခြင်း၊ ရုပ်ပုံချိန်ညှိခြင်းနှင့် စံနှုန်းသတ်မှတ်ခြင်း၊ ရုပ်ပုံ Gaussian ချောမွေ့ခြင်း၊ ရုပ်ပုံတိုင်းတာခြင်းဆိုင်ရာ လုပ်ထုံးလုပ်နည်းများသည် နည်းပါးသည်၊ မြင်လွှာအထူတိုင်းတာခြင်းနှင့် အမြင်အာရုံကြောမျှင်အလွှာအထူတိုင်းတာခြင်းသာဖြစ်သည်။ သို့သော်လည်း OCT1 တွင် စကင်န်ဖတ်ခြင်းဆိုင်ရာ လုပ်ထုံးလုပ်နည်းများနှင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုဆိုင်ရာ လုပ်ထုံးလုပ်နည်းများ နည်းပါးသောကြောင့်၊ ၎င်းကို OCT2 ဖြင့် လျင်မြန်စွာ အစားထိုးခဲ့သည်။

OCT2 ကို OCT1 ကိုအခြေခံ၍ ဆော့ဖ်ဝဲလ်အဆင့်မြှင့်တင်ခြင်းဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ ကွန်ဆိုးလ်နှင့် ပါဝါဇယားကို OCT2 တူရိယာတစ်ခုအဖြစ် ပေါင်းစပ်ထားသည့် တူရိယာအချို့လည်း ရှိပါသည်။ ဤကိရိယာသည် ရုပ်ပုံမော်နီတာအား လျှော့ချပေးပြီး OCT ပုံရိပ်ကို စောင့်ကြည့်ကာ တူညီသောကွန်ပျူတာစခရင်ပေါ်တွင် လူနာ၏စကင်န်ဖတ်သည့်နေရာကို စောင့်ကြည့်ပေးသည်၊ သို့သော် လုပ်ဆောင်ချက်သည် OCT1 ပုံစံတူဖြစ်ပြီး ၎င်းကို ထိန်းချုပ်ဘောင်ပေါ်တွင် ကိုယ်တိုင်လုပ်ဆောင်သည်။

2002 ခုနှစ်တွင် OCT3 ၏အသွင်အပြင်သည် OCT နည်းပညာ၏အဆင့်သစ်တစ်ခုအမှတ်အသားဖြစ်သည်။ OCT3 ၏ ပိုမိုအသုံးပြုရလွယ်ကူသော လုပ်ဆောင်ချက်အင်တာဖေ့စ်အပြင်၊ လုပ်ဆောင်ချက်အားလုံးကို မောက်စ်ဖြင့် ကွန်ပျူတာပေါ်တွင် လုပ်ဆောင်နိုင်ပြီး ၎င်း၏စကင်ဖတ်စစ်ဆေးခြင်းနှင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုပရိုဂရမ်များသည် ပိုမိုပြီးပြည့်စုံလာပါသည်။ ပို၍အရေးကြီးသည်မှာ OCT3 ၏ resolution သည် ပိုမြင့်သည်၊ ၎င်း၏ axial resolution သည် ≤10 μm ဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ ဘေးထွက် resolution သည် 20 μm ဖြစ်သည်။ OCT3 မှရရှိသော axial နမူနာအရေအတွက်သည် မူရင်း 1 A-scan တွင် 128 မှ 768 သို့ တိုးလာခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့်၊ OCT3 ၏ အစိတ်အပိုင်းသည် 131 072 မှ 786 432 သို့ တိုးလာပြီး စကင်ဖတ်ထားသော တစ်ရှူးဖြတ်ပိုင်းပုံ၏ အထက်အောက်ဖွဲ့စည်းပုံသည် ပိုမိုရှင်းလင်းသည်။