Optilise sidususe tomograafia (ÜMT) mitteinvasiivse pildistamismeetodina kasutatakse peamiselt meditsiinis. Siin on selle meetodi aluseks erinevate kudede erinevad peegeldumis- ja hajumisomadused. Suhteliselt uue meetodina kehtestab ÜMT ennast üha enam rakendusalad.
Mis on optilise koherentstomograafia?
Oftalmoloogilise diagnostika valdkonnas osutub ÜMT väga kasulikuks, siin uuritakse peamiselt silma motoorset ÜMT. Füüsiline alus optilise sidususe tomograafia on häiremustri moodustumine peegeldunud lainetega referentslainete laine superpositsiooni ajal. Otsustav on valguse sidususe pikkus. Koherentsuse pikkus tähistab kahe valgusvihu maksimaalset liikumisaja erinevust, mis võimaldab nende peal asetamisel siiski tekitada stabiilse häiremustri. Sisse optilise sidususe tomograafia, hajumismaterjalide kauguste määramiseks kasutatakse interferomeetri abil lühikese koherentsusega valgust. Sel eesmärgil skaneeritakse uuritavat kehapiirkonda meditsiinis punktitaoliselt. Meetod võimaldab hea sügavusanalüüsi tänu laialivalguvasse koesse kasutatud kiirguse suurele läbitungimissügavusele (1-3 mm). Samal ajal on ka suur telgresolutsioon suure mõõtekiirusega. Optiline koherenttomograafia esindab seega sonograafia optilist vastet.
Funktsioon, mõju ja eesmärgid
Optilise koherentsustomograafia meetod põhineb valge valguse interferomeetrial. Häiremustri moodustamiseks kasutab see peegeldunud valgusega etalonvalguse pealekandmist. Nii saab määrata proovi sügavuse profiili. Meditsiini jaoks tähendab see sügavamate koelõikude uurimist, kuhu klassikalise mikroskoopia abil ei pääse. Mõõtmiste jaoks on eriti huvitav kaks lainepikkuse vahemikku. Üks neist on spektrivahemik lainepikkusel 800 nm. See spektrivahemik tagab hea eraldusvõime. Teisalt tungib valgus lainepikkusega 1300 nm eriti sügavale koesse ja võimaldab eriti head sügavusanalüüsi. Tänapäeval kasutatakse kahte peamist ÜMT rakendamismeetodit: Time Domain ÜMT süsteemid ja Fourier Domain ÜMT süsteemid. Mõlemas süsteemis jagatakse ergastusvalgus interferomeetri kaudu võrdlus- ja proovivalguks, mille tulemuseks on peegeldunud kiirguse häired. Proovikiire külgmine läbipaine huvipakkuval alal tekitab ristlõikepilte, mis sulatatakse kokku üldpildi saamiseks. Time Domain OCT süsteem põhineb lühikesel koherentsel lairibavalgusel, mis tekitab häiresignaali ainult siis, kui interferomeetri mõlemad käepikkused vastavad. Seega tuleb tagasihajumise amplituudi määramiseks läbida võrdluspeegli asend. Peegli mehaanilise liikumise tõttu on pildistamiseks kuluv aeg liiga kõrge, mistõttu see meetod ei sobi kiireks pildistamiseks. Fourier Domeeni ÜMT alternatiivne meetod töötab häiritud valguse spektraalse lagundamise põhimõttel. See haarab samaaegselt kogu sügavusteabe ja parandab oluliselt signaali ja müra suhet. Valgusallikatena kasutatakse lasereid, mis skannivad uuritavaid kehaosi sammhaaval. Optilise koherentstomograafia rakendusvaldkonnad on peamiselt meditsiinis ja siin eriti oftalmoloogias, vähk diagnostika ja nahk läbivaatamine. Erinevad murdumisnäitajad asjaomaste koelõikude liideseil määratakse peegeldunud valguse ja võrdlusvalguse interferentsmustrite abil ning kuvatakse pildina. Oftalmoloogias uuritakse peamiselt silma põhja. Võistlevad tehnikad, näiteks konfokaalne mikroskoop, ei suuda võrkkesta kihilist struktuuri piisavalt kujutada. Teised tehnikad koormavad mõnikord inimese silma liiga palju. Eriti oftalmoloogilise diagnostika valdkonnas osutub ÜMT seetõttu väga soodsaks, eriti kuna mittekontaktne mõõtmine välistab ka nakatumise ja psühholoogilise riski stress. Praegu avanevad ÜMT-le uued perspektiivid kardiovaskulaarse pildistamise valdkonnas. Intravaskulaarne optilise koherentomograafia põhineb infrapunavalguse kasutamisel. Siin annab ÜMT teavet naastude, dissektsioonide, trombide või isegi stent mõõtmed. Seda kasutatakse ka morfoloogiliste muutuste iseloomustamiseks veri laevad. Lisaks meditsiinilistele rakendustele vallutab üha enam ka optilise koherentstomograafia rakendusalad materjalide testimisel järelevalve tootmisprotsessides või kvaliteedikontrollis.
Riskid, kõrvaltoimed ja ohud
Võrreldes teiste meetoditega on optilisel koherentsetomograafial palju eeliseid. See on mitteinvasiivne ja kontaktivaba meetod. See võimaldab tal suures osas vältida nakkuste edasikandumist ja psühholoogiliste tekkimist stress. Lisaks ei kasuta ÜMT ioniseerivat kiirgust. The elektromagnetilise kiirguse kasutatud suures osas vastab sagedusvahemikele, millega inimesed igapäevaselt kokku puutuvad. ÜMT peamine eelis on ka see, et sügavuse lahutusvõime ei sõltu põikresolutsioonist. See kaob vajadus klassikalises mikroskoopias kasutatavate õhukeste sektsioonide järele, kuna tehnika põhineb puhtal optilisel peegeldusel. Seega saab eluskoes tekitada mikroskoopilisi pilte tänu kasutatud kiirguse suurele sissetungimissügavusele. Meetodi tööpõhimõte on väga selektiivne, nii et isegi väga väikesi signaale saab tuvastada ja määrata konkreetsele sügavusele. Sel põhjusel sobib ÜMT eriti hästi ka valgustundliku koe uurimiseks. ÜMT kasutamist piirab laine lainepikkusest sõltuv läbitungimissügavus elektromagnetilise kiirguse ja ribalaiusest sõltuv eraldusvõime. Alates 1996. aastast on aga välja töötatud lairibalasereid, mis on sügavuse eraldusvõimet veelgi edasi arendanud. Seega, alates UHR-OCT (ülikõrge eraldusvõimega ÜMT) väljatöötamisest on inimese vähk rakke saab kujutada. Kuna ÜMT on veel väga noor tehnika, pole kõik võimalused veel ammendatud. Optiline koherentsustomograafia on siiski atraktiivne, kuna see ei kujuta endast tervis on väga kõrge eraldusvõimega ja väga kiire.
