光學相干斷層掃描技術課件

光學相干斷層掃描技術CompanyLogo1技術簡介

工作原理實際應用23ppt課件.醫(yī)學成像技術的發(fā)展上世紀50-60年代開始應用超聲與核素掃描進行人體檢查，出現(xiàn)了超聲成像與γ閃爍成像70年代和80年代相繼出現(xiàn)了X線計算機體層成像（X-CT）、磁共振成像（MRI）和發(fā)射體層成像（ECT）。70年代迅速興起了介入放射學，介入超聲和超聲組織定位，MRI和CT的立體組織定位等，以及PET在分子水平上利用影像技術研究人體心腦代謝和受體功能。1895年德國物理學家發(fā)現(xiàn)了x射線，不久人們便通過x射線透視，成功從患者手中取出一枚鋼針異物，這是x射線最早應用于臨床的實例。ppt課件.各類成像技術的缺點：CT：有些部位骨骼偽影太多，影響其周圍軟組織結構的顯示，受呼吸運動的影響，容易漏診小的病狀，x線輻射量大，重建圖像偽影較多MRI:價格昂貴，成像復雜，大多數(shù)情況下不適宜于首選，體內(nèi)帶有金屬異物或裝有心臟起搏器者禁用，不適合幽閉恐怖癥患者超聲：受氣體與骨骼的阻礙，不適合于含氣臟器如肺消化道及骨骼的檢查，準確性受操作者的經(jīng)驗，檢查技巧和認真程度影響……ppt課件.醫(yī)學成像診斷的要求實時在體：不影響組織結構危害?。簾o創(chuàng)，輻射小分辨率高ppt課件.光學相干斷層掃描技術光學相干層析是90年代發(fā)展起來的一種新型光學成像手段它通過測量生物組織的背散射光強度和相位獲得內(nèi)部的顯微結構信息進行層析成像分辨率1um-15um,比傳統(tǒng)的超聲成像高1-2個數(shù)量級，而且可以實現(xiàn)實時在體檢測，OCT系統(tǒng)的體積和制造成本遠小于MRI,使得這種技術在實驗研究和臨床應用方面都大有可為ppt課件.發(fā)展歷程1997年MIT的DavidHuangetal在science上發(fā)表了《opticalcoherencetomography》一文中首次提到OCTⅠ:1994年，由ZEISS公司開發(fā)并投入商業(yè)使用OCTⅡ:OCT儀器體積更小，更易操作，分辨率明顯提高，出現(xiàn)了RNFL分析OCTⅢ:2002年3月，StratusOCT上市，其分辨率更高，分析速度更快，儀器體積更小，并具備進一步的分析程序：包括視網(wǎng)膜分析，RNFL分析，視盤分析，同時也包含F(xiàn)DA認證的RNFL和黃斑正常值數(shù)據(jù)庫。OCTⅣ:2006年。ppt課件.ppt課件.對活體組織成像，分辨率可達微米級對組織形態(tài)迅速、直接的成像不需要制備樣品不需要離子輻射光學相干斷層掃描的主要優(yōu)點ppt課件.CompanyLogo工作原理1基本原理

時域相干光學斷層掃描掃描方式24頻域相干光學斷層掃描3ppt課件.CompanyLogo利用近紅外線及光學干涉原理對生物組織進行成像；光源參照光樣品光參照反光鏡被測物體疊加干涉成像回波成像；ppt課件.CompanyLogoppt課件.CompanyLogo橫向分辨率為：縱向分辨率為:：ppt課件.CompanyLogo光源生物組織對不同光波的吸收即散射效果都不同在紅外波段，生物組織對其吸收最低，散射也最高光源采用紅外波段光波中心波長與譜線寬度中心波長決定了其在組織內(nèi)的穿透深度，即成像深度譜線寬度又影響其縱向分辨率一般選用超輻射二極管或者ASE作為其光源使用ppt課件.CompanyLogo時域相干光學斷層掃描時域OCT是把在同一時間從組織中反射回來的光信號與參照反光鏡反射回來的光信號疊加、干涉，然后成像。時域OCT中參考光臂的光路長度可以轉(zhuǎn)換為時間，通過改變反光鏡位置實現(xiàn)不同斷層成像。時域光學相干斷層掃描的干涉信號ppt課件.CompanyLogo頻域相干光學斷層掃描頻域OCT是參考臂的參照反光鏡固定不動，通過改變光源光波的頻率來實現(xiàn)信號的干涉。采用頻域技術的OCT系統(tǒng)僅需要橫向掃描，縱向掃描由背向散射光譜的傅里葉逆變換獲得。參考光與物光的干涉光譜被探測器接收，此信號為光強關于波數(shù)k(k=2π/λ)的函數(shù)I(k)。對I(k)進行傅里葉逆變換，就得到對應著深度坐標z的樣品信號a(z)。ppt課件.CompanyLogoppt課件.CompanyLogoppt課件.CompanyLogoppt課件.CompanyLogo掃描方式單點（共焦）光學相干斷層掃描并行（全場）光學相干斷層掃描樣品采用全場照明的方式，使用電荷耦合器件（CCD）照相機將樣品的像記錄下來;移動參考鏡面來記錄連續(xù)的正面圖像，隨后可以重建出三維的圖像對樣品從兩個維度進行掃描，然后使用掃描時通過參考光臂軸向掃描的相干門控效應所得到的深度信息來重建三維圖像。ppt課件.CompanyLogo實際應用1眼科的應用2病理科的應用ppt課件.CompanyLogo眼科的應用OCT技術的第一個臨床應用領域就是眼科學。OCT可以測定視神經(jīng)纖維的厚度、測量視網(wǎng)膜結構、拍攝黃斑疾病、診斷和監(jiān)測視網(wǎng)膜疾病等，因此廣泛應用在眼科學。目前，OCT可對視網(wǎng)膜進行高分辨力，快速度的二維成像，其縱向分辨率達14μm，縱向掃描速度達160mm/s。ppt課件.CompanyLogo對青光眼患者，該技術使醫(yī)生能夠監(jiān)測視神經(jīng)纖維層的變化情況，而無須測量眼壓；對糖尿病患者，可以對視網(wǎng)膜的腫脹進行定量測量，進而診斷病情。實驗結果證明，OCT診斷各種視網(wǎng)膜疾病非常有用，從有斑點產(chǎn)生，到形成青光眼，再到視網(wǎng)膜脫離均可探測，可用于青光眼和視網(wǎng)膜中區(qū)退化的早期診斷。ppt課件.CompanyLogoppt課件.CompanyLogoppt課件.CompanyLogo病理科的應用OCT技術的另一個重要應用是探測人體軟組織的早期癌變。OCT依據(jù)癌變組織具有與健康組織不同的光譜特性和結構，得到組織清晰的像，由此實時而準確地進行診斷。因為采用了計算機進行信號處理，所得結果與操作人員的主觀因素無關。另外，OCT技術將成為對皮下組織病變進行實時診斷而無需活組織檢查的一種權威方法，但在此之前還需要更多的臨床試驗揭示其優(yōu)點及待解決的問題。ppt課件.CompanyLogoOCT手術導航在腦外科及神經(jīng)外科等微創(chuàng)或無創(chuàng)手術中，可借助于OCT對淺層皮下活體組織或利用探針對深層內(nèi)部組織，進行在位