Optische Kohärenztomographie im Fourier-Bereich

Bei der herkömmlichen Zeitbereichs-OCT wird ein Interferometer mit niedriger Kohärenz verwendet, um die Echozeitverzögerung und Intensität des aus verschiedenen Tiefen des Gewebes reflektierten Lichts zu messen. Dieser Prozess umfasst die Erfassung einer Reihe von Tiefenscans an verschiedenen Referenzspiegelpositionen, was zu einem Zeitbereichssignal führt. Allerdings hat FD-OCT durch die Verwendung eines anderen Erkennungsansatzes erhebliche Verbesserungen in Bezug auf Bildgebungsgeschwindigkeit und Empfindlichkeit gebracht.

Hier ist eine Einführung in die optische Kohärenztomographie im Fourier-Bereich:

Spektralbereichserkennung: FD-OCT verwendet ein Spektrometer, um mehrere Lichtfrequenzen (Wellenlängen) gleichzeitig zu erfassen und das von der Probe und dem Referenzarm erzeugte Interferenzmuster zu erfassen. Diese Methode wird oft als Spektral- oder Wellenlängenbereichsdetektion bezeichnet. Durch die Messung des gesamten Spektrums des rückgestreuten Lichts ermöglicht FD-OCT die Erfassung eines Tiefenprofils oder A-Scans in einer einzigen Erfassung, wodurch ein mechanisches Scannen überflüssig wird.

Fourier-Transformation: Bei der FD-OCT wird eine Fourier-Transformation auf das erfasste spektrale Interferenzsignal angewendet, um die räumlichen Informationen der Probe zu erhalten. Diese Transformation wandelt das Signal vom Frequenzbereich in den Tiefenbereich um und ermöglicht so die Rekonstruktion von Querschnittsbildern (B-Scans) des Gewebes. Die Fourier-Transformation ermöglicht eine schnelle und effiziente Verarbeitung der erfassten Daten, was zu Bildgebungsfunktionen in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit führt.

Erhöhte Bildgebungsgeschwindigkeit und Empfindlichkeit: Die spektrometerbasierte Erkennung im FD-OCT ermöglicht die Hochgeschwindigkeitserfassung von Tiefenscans und verbessert die Bildgebungsgeschwindigkeit im Vergleich zur Zeitbereichs-OCT erheblich. Diese schnelle Datenerfassung ist besonders vorteilhaft für die Bildgebung bewegter Proben, beispielsweise bei der ophthalmologischen Bildgebung oder der Herzbildgebung. Darüber hinaus bietet FD-OCT eine höhere Empfindlichkeit und ermöglicht die Erkennung von schwach rückgestreutem Licht, was zu einer verbesserten Bildqualität und einer größeren Bildtiefe führt.

Doppler- und funktionelle Bildgebungsfunktionen: FD-OCT kann um Doppler-Bildgebungstechniken erweitert werden, wie z. B. die optische Kohärenztomographie im Doppler-Fourier-Bereich (Doppler FD-OCT). Dies ermöglicht die Visualisierung und Quantifizierung der Blutflussdynamik in Gefäßen und Geweben. Darüber hinaus kann FD-OCT mit anderen funktionellen Bildgebungsmodalitäten wie polarisationsempfindlicher Bildgebung oder spektroskopischer Analyse kombiniert werden, um zusätzliche Informationen über Gewebeeigenschaften, molekulare Zusammensetzung oder strukturelle Veränderungen zu liefern.

Die Einführung der optischen Kohärenztomographie im Fourier-Bereich (FD-OCT) hat die Möglichkeiten der OCT-Bildgebung erheblich erweitert. Seine hohe Bildgebungsgeschwindigkeit, verbesserte Empfindlichkeit und das Potenzial für funktionelle Bildgebung haben seine Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Bereichen erweitert, darunter in der Augenheilkunde, Kardiologie, Dermatologie und Onkologie. FD-OCT treibt weiterhin Fortschritte in der medizinischen Diagnostik voran und ermöglicht nicht-invasive, hochauflösende Bildgebung für eine verbesserte Patientenversorgung und wissenschaftliche Forschung.