los La tomografía de coherencia óptica (OCT) como método de obtención de imágenes no invasivo se utiliza principalmente en medicina. Las diferentes propiedades de reflexión y dispersión de diferentes tejidos forman la base de este método. Como método relativamente nuevo, OCT se está estableciendo actualmente en más y más áreas de aplicación.
¿Qué es la tomografía de coherencia óptica?
La base física de la tomografía de coherencia óptica es la creación de un patrón de interferencia cuando las ondas de referencia se superponen a las ondas reflejadas. El factor decisivo es la coherencia de la longitud de la luz.
La longitud de coherencia representa la diferencia máxima en el tiempo de tránsito entre dos haces de luz que, cuando se superponen, aún permite que surja un patrón de interferencia estable. La tomografía de coherencia óptica utiliza luz con una longitud de coherencia corta con la ayuda de un interferómetro para determinar las distancias de los materiales en dispersión.
Para este propósito, en medicina, el área del cuerpo que se va a examinar se escanea en puntos. El método permite una buena investigación en profundidad debido a la alta profundidad de penetración (1-3 mm) de la radiación utilizada en el tejido de dispersión. Al mismo tiempo, también hay una alta resolución axial a una alta velocidad de medición. La tomografía de coherencia óptica representa así la contraparte óptica de la ecografía.
Función, efecto y objetivos
El método de tomografía de coherencia óptica se basa en la interferometría de luz blanca. Utiliza la superposición de luz de referencia con luz reflejada para formar un patrón de interferencia. Se puede determinar el perfil de profundidad de una muestra. Para la medicina, esto significa examinar secciones de tejido más profundas que no se pueden alcanzar con microscopía convencional. En particular, dos rangos de longitud de onda son de interés para las mediciones.
Por un lado, este es el rango espectral a una longitud de onda de 800 nm. Este rango espectral proporciona una buena resolución. Por otro lado, la luz con una longitud de onda de 1300 nm penetra particularmente profundamente en el tejido y permite un análisis de profundidad particularmente bueno. En la actualidad, se utilizan dos métodos de aplicación principales de OCT, los sistemas OCT en el dominio del tiempo y los sistemas OCT en el dominio de Fourier. En ambos sistemas, la luz de excitación se divide en luz de referencia y de muestra a través de un interferómetro, por lo que se produce interferencia con la radiación reflejada.
Al desviar lateralmente el haz de muestra sobre el área de examen, se registran imágenes seccionales, que se fusionan en una grabación general. El sistema OCT en el dominio del tiempo se basa en una luz de banda ancha y coherente corta, que solo genera una señal de interferencia cuando coinciden las longitudes de ambos brazos del interferómetro. Se debe pasar la posición del espejo de referencia para determinar la amplitud de la retrodispersión. Debido al movimiento mecánico del espejo, el tiempo requerido para la visualización es demasiado alto, por lo que este método no es adecuado para imágenes rápidas.
El método OCT de dominio de Fourier alternativo funciona según el principio de descomposición espectral de la luz interferida. Toda la información de profundidad se registra al mismo tiempo y la relación señal-ruido se mejora significativamente. Los láseres sirven como fuentes de luz, que escanean gradualmente las partes del cuerpo que se van a examinar. Las áreas de aplicación de la tomografía de coherencia óptica se encuentran principalmente en la medicina y aquí particularmente en la oftalmología, el diagnóstico del cáncer y los exámenes de la piel. Los diferentes índices de refracción en las interfaces de las secciones de tejido en cuestión se determinan mediante el patrón de interferencia de la luz reflejada con la luz de referencia y se muestran como una imagen.
En oftalmología, se examina principalmente el fondo de ojo. Técnicas competitivas, como el microscopio confocal, no pueden obtener imágenes adecuadas de la estructura estratificada de la retina. Con otros procedimientos, el ojo humano a veces está demasiado estresado. En el campo del diagnóstico ocular en particular, la OCT ha demostrado ser muy ventajosa, especialmente porque la medición sin contacto también excluye el riesgo de infección y estrés psicológico. Actualmente, se abren nuevas perspectivas para la OCT en el campo de la imagen cardiovascular.
La tomografía de coherencia óptica intravascular se basa en el uso de luz infrarroja. Aquí, la OCT proporciona información sobre placas, disecciones, trombos o dimensiones del stent. También se utiliza para caracterizar cambios morfológicos en los vasos sanguíneos. Además de las aplicaciones médicas, la tomografía de coherencia óptica está conquistando cada vez más áreas de aplicación en pruebas de materiales, para monitorear procesos de producción o en control de calidad.
Riesgos, efectos secundarios y peligros
La tomografía de coherencia óptica tiene muchas ventajas sobre otros métodos. Es un procedimiento no invasivo y sin contacto. Esto permite evitar en gran medida la transmisión de infecciones y la aparición de estrés psicológico. Además, en OCT no se utilizan radiaciones ionizantes.
La radiación electromagnética utilizada se corresponde en gran medida con los rangos de frecuencia a los que están expuestos los humanos a diario. Otra gran ventaja de la OCT es que la resolución de profundidad no depende de la resolución transversal. Las delgadas secciones utilizadas en la microscopía clásica ya no son necesarias porque el proceso se basa en una reflexión puramente óptica. La gran profundidad de penetración de la radiación utilizada permite generar imágenes microscópicas en tejidos vivos.
El principio de funcionamiento del método es muy selectivo, por lo que incluso las señales muy pequeñas se pueden detectar y asignar a una cierta profundidad. Por eso OCT es especialmente adecuado para examinar tejidos sensibles a la luz. Las limitaciones del uso de OCT resultan de la profundidad de penetración dependiente de la longitud de onda de la radiación electromagnética y la resolución dependiente del ancho de banda. Sin embargo, los láseres de banda ancha se han desarrollado desde 1996, que han avanzado aún más la resolución de profundidad.
Desde el desarrollo de UHR-OCT (OCT de ultra alta resolución), incluso ha sido posible mostrar estructuras subcelulares en células cancerosas humanas. Dado que la OCT es todavía un procedimiento muy joven, no se han agotado todas las posibilidades. La tomografía de coherencia óptica es atractiva porque no representa un riesgo para la salud, tiene una resolución muy alta y es muy rápida.
