OCT با فاصله مکانی: طرح ضد شهودی تصویربرداری با کنتراست بالا در عمق ارائه می دهد - دنیای فیزیک

OCT با فاصله مکانی: طرح ضد شهودی تصویربرداری با کنتراست بالا در عمق ارائه می دهد - دنیای فیزیک

تمبر زمانی: 1 سپتامبر 2023، 4:30 صبح

پیتر اندرسن، رهبر گروه در تصویربرداری بیوفوتونیک در DTU Health Tech
لمس سبک پیتر اندرسن (بالا) سرپرست گروه تصویربرداری بیوفوتونیکی در DTU Health Tech است. تیم او با شرکای پروژه PROSCOPE اتحادیه اروپا برای توسعه تکنیک های تصویربرداری نوری با پتانسیل ترجمه بالینی در مقیاس کار می کند. (تقدیم: DTU Health Tech)

توموگرافی انسجام نوری (OCT) به عنوان یک ابزار تشخیصی قدرتمند برای گرفتن تصاویر مورفولوژیکی دوبعدی و سه بعدی با وضوح میکرون در بافت بیولوژیکی پدیدار شده است. داستان تاکنون یکی از مقبولیت های اولیه بالینی است – به کاربردهای تغییر دهنده بازی OCT در چشم پزشکی و تصویربرداری شبکیه فکر کنید – بستری را برای جریان های جدید تحقیقات کاربردی، نوآوری در فناوری و ترجمه بالینی در سراسر تخصص های مختلف مانند پوست، قلب و عروق و انکولوژی فراهم می کند. برای تشخیص مراحل اولیه ضایعات سرطانی).

از نظر اصول، OCT از پیوستگی نور پس پراکنده شده از ریزساختار نمونه، با اثرات تداخلی که امکان تعیین دقیق منشاء فضایی سیگنال های بازیابی شده را فراهم می کند، بهره برداری می کند. فقط یک مشکل وجود دارد: ظرفیت تفکیک در عمق. در حالی که سیستم‌های پیشرفته OCT از نور مادون قرمز نزدیک برای مقابله با این مشکل استفاده می‌کنند، کدورت و کدورت ذاتی بافت بیولوژیکی به این معنی است که اغلب نمی‌توان سیگنال‌های نوری قابل تشخیص (بالاتر از سطح نویز) را از اعماق بیش از 1 میلی‌متر بازیابی کرد.

چه اجماع؟

در همین حال، عقل متعارف در میان دانشمندان نوری این است که سیگنال OCT تحت تسلط نور پراکنده بالستیک است (نوری که یک رویداد پس پراکندگی را پشت سر گذاشته است)، در حالی که نور پراکنده چند برابری و نور پراکنده برای تشکیل تصویر مضر هستند. اینطور نیست، یک مطالعه اجماع‌کننده منتشر شده در این مقاله استدلال می‌کند با پیشرفتهای علمیکه در آن محققان یک دیدگاه جایگزین ارائه می دهند که مجموعه انتخابی نور پراکنده چند برابر می تواند کنتراست تصویر OCT را در عمق و به ویژه برای نمونه های بسیار پراکنده ایجاد کند.

پیتر اندرسن، رهبر گروه در توضیح می‌دهد: «ما یک روش کاملاً جدید برای انجام OCT ارائه کرده‌ایم تصویربرداری بیوفوتونیک در DTU Health Tech، بخش فناوری سلامت در دانشگاه فنی دانمارک (DTU) در Kongens Lyngby، شمال کپنهاگ. این رویکرد، که OCT (SO-OCT) نامیده می‌شود، مسیرهای نور را جمع‌آوری و تصادف را جدا می‌کند، به طوری که می‌توان به ترتیب بین اجزای نور پراکنده و ضرب پراکنده بالستیک تنظیم کرد.

اندرسن اضافه می‌کند: «همچنین شایان ذکر است که آزمایش‌های اولیه ما با مدل‌سازی مبتنی بر موج سیستم SO-OCT پشتیبانی می‌شود و تأیید می‌کند که می‌توانیم کنتراست در عمق را با استفاده از نور پراکنده چند برابری به طور انحصاری افزایش دهیم.»

ضرورت بالینی در اینجا بدیهی است، با ترسیم در عمق یک پارامتر کلیدی در مرحله بندی ضایعات سرطانی - و به نوبه خود، تعیین دوره مناسب درمان. اندرسن می‌گوید: «وقتی کنتراست تصویر در عمق بهبود می‌یابد، به این معنی است که ترسیم بافت‌های مختلف به طور مشابه افزایش می‌یابد. با SO-OCT، ما نشان داده‌ایم که می‌توانیم مرزهای بافتی و تغییر ضخامت لایه‌های بافتی را در عمق بهتر شناسایی کنیم و با گسترش، همه این‌ها را به تشخیص بیماری مرتبط کنیم.»

همه چیز در مورد ترجمه است

علاوه بر این، ترجمه بالینی در حال حاضر برای اندرسن و همکارانش در دستور کار است. برای مثال، نمایشگر SO-OCT کنونی، به عنوان یک افزودنی برای یک ابزار تجاری استاندارد ساخته شده است، در حالی که کار برای ادغام مجموعه آزمایشگاهی با پروب های فیبر نوری در حال انجام است، که پیشروی مطالعات آندوسکوپی است که در آن عمق تصویربرداری افزایش یافته است. به خود خواهد آمد.

اندرسن نتیجه می گیرد: «پتانسیل بسیار زیادی برای فناوری SO-OCT برای تکمیل برنامه های معمول آندوسکوپی OCT وجود دارد و ما قصد داریم در اسرع وقت گام های بعدی را برداریم.

تحقیق روی SO-OCT بخشی از همکاری مداوم بین تیم اندرسن در DTU Health Tech و کیشان ذولاکیا و همکارانش در دانشگاه آدلاید، استرالیا، و دانشگاه سنت اندروز، اسکاتلند - همه تحت حمایت اتحادیه اروپا کار می کنند. پروژه PROSCOPکه در حال بهره برداری از فناوری های نوآورانه فیبر نوری همراه با تحویل آندوسکوپی برای تشخیص سرطان کولورکتال در مراحل اولیه است.

تمبر زمان:

بیشتر از دنیای فیزیک