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Tomografía de coherencia óptica

Agosto 15, 2021

La tomografía de coherencia óptica (TCO) es una técnica de imagen tomográfica óptica, no invasiva e interferométrica, que ofrece una penetración de milímetros (aproximadamente 2-3 mm en el tejido o material de que se trate) con resolución axial y lateral de escala micrométrica. La técnica fue demostrada por primera vez en 1991 con una resolución axial de ~30 µm. En 2001 la TCO alcanzó una resolución submicrométrica debido a la introducción de fuentes de luz de banda amplia (fuentes que emiten longitudes de onda sobre un rango de ~100 nm). Ahora la TCO es una técnica de imagen ampliamente aceptada, especialmente en oftalmología, otras aplicaciones biomédicas, y la conservación de obras de arte.

Tomografía de coherencia óptica de la yema del dedo.

Introducción

 
Tomografía de ojo. Abajo el corte transversal del globo ocular mostrando una enfermedad en el espesor de su pared.

Ideada en 1991 por Huang y otros, la tomografía de coherencia óptica (TCO), con capacidades de imagen de resolución micrométrica y de corte transversal, se ha convertido en una prominente técnica biomédica de visualización de tejidos; es particularmente adecuada para las aplicaciones oftálmicas y otras imágenes de tejidos que requieren resolución micrométrica y profundidad de penetración milimétrica.[1]​[2]​ [3]​
La TCO también se ha usado para varios proyectos de conservación de arte, donde sirve para analizar las diferentes capas de una pintura.

La TCO tiene ventajas críticas sobre otros sistemas de imagen médica. La ultrasonografía médica, la imagen por resonancia magnética (MRI) y la microscopía confocal no son adecuadas para la imagen morfológica de tejidos: las primeras dos tienen escasa resolución; la última carece de profundidad de penetración milimétrica.[4]​ [5]​

La TCO está basada en la interferometría de baja coherencia.[6]​ [7]​[8]​

En la interferometría convencional con la longitud de coherencia larga (interferometría láser), la interferencia de la luz ocurre sobre una distancia de metros. En la TCO, esta interferencia se acorta a una distancia de micrómetros, gracias al uso de fuentes de luz de banda ancha (fuentes que pueden emitir luz de una amplia gama de frecuencias). La luz de gran ancho de banda puede generarse con un diodos superluminiscentes (LEDs superbrillantes) o láseres con pulsos extremadamente cortos (láseres de femtosegundo). La luz blanca es también una fuente de banda ancha con energías más bajas.

La luz en un sistema de TCO es dividida en dos rayos: un rayo de muestra (que contiene el objeto de interés) y un rayo de referencia (usualmente un espejo). La combinación de la luz reflejada del rayo de muestra y la luz del rayo de la referencia da lugar a un patrón de interferencia, pero solamente si la luz de ambos rayos ha viajado la "misma" distancia óptica ("misma" significa una diferencia de menos de una longitud de coherencia). Explorando el espejo en el rayo de referencia, puede obtenerse un perfil de reflectividad de la muestra (éste es dominio de tiempo TCO). Las áreas de la muestra que reflejan mucha luz crean mayor interferencia que las áreas que no lo hacen. Cualquier luz que esté fuera de la corta longitud de coherencia no interfiere. Este perfil de reflectividad, llamado A-scan, contiene información sobre las dimensiones y la localización espaciales de estructuras situadas dentro del objeto de interés. Un tomógrafo de corte transversal (B-scan) puede ser alcanzado al combinar lateralmente una serie de estas exploraciones de profundidad axial (A-scan). Dependiendo del motor de imagen usado, es posible la imagen de cara (C-scan) a una profundidad adquirida.

La TCO es especialmente útil en oftalmología, dada la facilidad con que la luz alcanza las estructuras oculares en las cámaras anterior y posterior. La ventaja en su aplicación en oftalmología es que la luz incide de forma directa sobre el tejido, sin la necesidad de utilizar un transductor. Para ello se precisa un medio óptico suficientemente transparente (como el humor vítreo) que permite obtener una señal detectable.[9]​
Las imágenes tomográficas obtenidas permiten el diagnóstico de enfermedades difíciles de identificar oftalmoscópicamente, pero, además, la capacidad de explorar varias veces la misma zona de la retina en diferentes momentos, hace posible su monitorización y seguimiento.[10]​

Referencias

  1. Huang D, Swanson EA, Lin CP, Schuman JS, Stinson WG, Chang W, Hee MR, Flotte T, Gregory K, Puliafito CA, et al. Optical coherence tomography. Science. 1991 Nov 22;254(5035):1178-81. PMID 1957169.
  2. Zysk AM, Nguyen FT, Oldenburg, AL, Marks, DL Boppart SA. Optical coherence tomography: a review of clinical development from bench to bedside. J Biomedical Optics, 12(5):051403, 2007
  3. Heiferman MJ, Fawzi AA - Progression of subclinical choroidal neovascularization in age-related macular degeneration. PLoS ONE 14(6): e0217805.
  4. W. Drexler, U. Morgner, R.K. Ghanta, J. S Schuman, F. X Kärtner, J.G. Fujimoto, Nature Medicine, 2001.
  5. S. C. Kaufman, D. C. Musch, M. W. Belin, E. J. Cohen, D. M. Meisler, W. J. Reinhart, I. J. Udell and W. S. V. Meter, "Confocal Microscopy: A Report by the American Academy of Ophthalmology", Ophthalmology, vol. 111, no. 2, pp. 396--496, 2004.
  6. S. J. Riederer, "Current technical development of magnetic resonance imaging," IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine, vol. 19, no. 5, pp. 34--41, 2000. Available: ieee.org.
  7. M. Born and E. Wolf, Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light, Cambridge, Cambridge University Press, 1999.
  8. A. F. Fercher, K. Mengedoht, W. Werner, "Eye length measurement by interferometry with partially coherent light," Optics Letters vol. 13, no. 3, pp. 186-188, 1988. Available: opticsinfobase.org.
  9. Rovere, Giuseppe; Nadal-Nicolás, Francisco M.; Agudo-Barriuso, Marta; Sobrado-Calvo, Paloma; Nieto-López, Leticia; Nucci, Carlo; Villegas-Pérez, María P.; Vidal-Sanz, Manuel (1 de julio de 2015). «Comparison of Retinal Nerve Fiber Layer Thinning and Retinal Ganglion Cell Loss After Optic Nerve Transection in Adult Albino Rats». Investigative Ophthalmology & Visual Science 56 (8): 4487-4498. ISSN 1552-5783. PMID 26193926. doi:10.1167/iovs.15-17145. Consultado el 9 de enero de 2017. 
  10. “Tomografía de Coherencia Óptica (OCT)Funcionamiento y utilidad en patología macular (I)“. C. Griñó O.D. nº 8.293 F. Lugo médico oftalmólogo y cols. no. 427 junio

Véase también

Enlaces externos

  • Optical Coherence Tomography News Web Site


  •   Datos: Q899552
  •   Multimedia: Optical coherence tomography

Agosto 15, 2021
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La tomografia de coherencia optica TCO es una tecnica de imagen tomografica optica no invasiva e interferometrica que ofrece una penetracion de milimetros aproximadamente 2 3 mm en el tejido o material de que se trate con resolucion axial y lateral de escala micrometrica La tecnica fue demostrada por primera vez en 1991 con una resolucion axial de 30 µm En 2001 la TCO alcanzo una resolucion submicrometrica debido a la introduccion de fuentes de luz de banda amplia fuentes que emiten longitudes de onda sobre un rango de 100 nm Ahora la TCO es una tecnica de imagen ampliamente aceptada especialmente en oftalmologia otras aplicaciones biomedicas y la conservacion de obras de arte Tomografia de coherencia optica de la yema del dedo Indice 1 Introduccion 2 Referencias 3 Vease tambien 4 Enlaces externosIntroduccion Editar Tomografia de ojo Abajo el corte transversal del globo ocular mostrando una enfermedad en el espesor de su pared Ideada en 1991 por Huang y otros la tomografia de coherencia optica TCO con capacidades de imagen de resolucion micrometrica y de corte transversal se ha convertido en una prominente tecnica biomedica de visualizacion de tejidos es particularmente adecuada para las aplicaciones oftalmicas y otras imagenes de tejidos que requieren resolucion micrometrica y profundidad de penetracion milimetrica 1 2 3 La TCO tambien se ha usado para varios proyectos de conservacion de arte donde sirve para analizar las diferentes capas de una pintura La TCO tiene ventajas criticas sobre otros sistemas de imagen medica La ultrasonografia medica la imagen por resonancia magnetica MRI y la microscopia confocal no son adecuadas para la imagen morfologica de tejidos las primeras dos tienen escasa resolucion la ultima carece de profundidad de penetracion milimetrica 4 5 La TCO esta basada en la interferometria de baja coherencia 6 7 8 En la interferometria convencional con la longitud de coherencia larga interferometria laser la interferencia de la luz ocurre sobre una distancia de metros En la TCO esta interferencia se acorta a una distancia de micrometros gracias al uso de fuentes de luz de banda ancha fuentes que pueden emitir luz de una amplia gama de frecuencias La luz de gran ancho de banda puede generarse con un diodos superluminiscentes LEDs superbrillantes o laseres con pulsos extremadamente cortos laseres de femtosegundo La luz blanca es tambien una fuente de banda ancha con energias mas bajas La luz en un sistema de TCO es dividida en dos rayos un rayo de muestra que contiene el objeto de interes y un rayo de referencia usualmente un espejo La combinacion de la luz reflejada del rayo de muestra y la luz del rayo de la referencia da lugar a un patron de interferencia pero solamente si la luz de ambos rayos ha viajado la misma distancia optica misma significa una diferencia de menos de una longitud de coherencia Explorando el espejo en el rayo de referencia puede obtenerse un perfil de reflectividad de la muestra este es dominio de tiempo TCO Las areas de la muestra que reflejan mucha luz crean mayor interferencia que las areas que no lo hacen Cualquier luz que este fuera de la corta longitud de coherencia no interfiere Este perfil de reflectividad llamado A scan contiene informacion sobre las dimensiones y la localizacion espaciales de estructuras situadas dentro del objeto de interes Un tomografo de corte transversal B scan puede ser alcanzado al combinar lateralmente una serie de estas exploraciones de profundidad axial A scan Dependiendo del motor de imagen usado es posible la imagen de cara C scan a una profundidad adquirida La TCO es especialmente util en oftalmologia dada la facilidad con que la luz alcanza las estructuras oculares en las camaras anterior y posterior La ventaja en su aplicacion en oftalmologia es que la luz incide de forma directa sobre el tejido sin la necesidad de utilizar un transductor Para ello se precisa un medio optico suficientemente transparente como el humor vitreo que permite obtener una senal detectable 9 Las imagenes tomograficas obtenidas permiten el diagnostico de enfermedades dificiles de identificar oftalmoscopicamente pero ademas la capacidad de explorar varias veces la misma zona de la retina en diferentes momentos hace posible su monitorizacion y seguimiento 10 Referencias Editar Huang D Swanson EA Lin CP Schuman JS Stinson WG Chang W Hee MR Flotte T Gregory K Puliafito CA et al Optical coherence tomography Science 1991 Nov 22 254 5035 1178 81 PMID 1957169 Zysk AM Nguyen FT Oldenburg AL Marks DL Boppart SA Optical coherence tomography a review of clinical development from bench to bedside J Biomedical Optics 12 5 051403 2007 Heiferman MJ Fawzi AA Progression of subclinical choroidal neovascularization in age related macular degeneration PLoS ONE 14 6 e0217805 W Drexler U Morgner R K Ghanta J S Schuman F X Kartner J G Fujimoto Nature Medicine 2001 S C Kaufman D C Musch M W Belin E J Cohen D M Meisler W J Reinhart I J Udell and W S V Meter Confocal 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26193926 doi 10 1167 iovs 15 17145 Consultado el 9 de enero de 2017 Tomografia de Coherencia optica OCT Funcionamiento y utilidad en patologia macular I C Grino O D nº 8 293 F Lugo medico oftalmologo y cols no 427 junioVease tambien EditarInterferometria TomografiaEnlaces externos EditarOptical Coherence Tomography News Web Site Laser Medicine and Medical Imaging Group at MIT The Biophotonics Imaging Laboratory at Case Western Reserve University Vision Science and Advanced Retinal Imaging Laboratory VSRI at UC Davis Datos Q899552 Multimedia Optical coherence tomographyObtenido de https es wikipedia org w index php title Tomografia de coherencia optica amp oldid 132529975, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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