تصویربرداری OCT در مقیاس متر برای اولین بار

تصویربرداری OCT در مقیاس متر برای اولین بار

 
تصویربرداری از حجمهای سه بعدی بزرگ، بوسیلة توموگرافی (پرتونگاری مقطعی) همدوس اپتیکی[1] (OCT) برای اولین بار با همکاری بین دانشگاه MIT، شرکت تورلبز و مرکز تحقیقاتی آکاسیا[2] میسر شده است. این پیشرفت میتواند کاربردهای زیادی از OCT در صنعت و پزشکی به دنبال داشته باشد و همچنین زمینه ساز پیشرفتهای مهمی در ساخت یک سیستم OCT سریع و ارزان روی یک چیپ مدار مجتمع شود.  
OCT سه بعدی برای تصویربرداری از یک انسان، یک دوچرخه و الگوهایی از مغز و جمجمه انسان استفاده شده است.
تحقیقات گستردة منتشره در اپتیکا[3] نیز نشان داده است، میتوان از اجسام در ابعاد 1.5 متری، تصویربرداری سرعت بالای سه بعدی OCT با تفکیک پذیری 15 میکرومتر را انجام داد. این فناوری همچنین امکان اندازه گیری اجسام در محدودة ابعادی چند میکرون تا چندین متر را ممکن میسازد.
جیمز فوجیموتو از MIT میگوید: "تصویربرداری سه بعدی جدید حداقل یک مرتبه عمق و حجم را در مقایسه با OCT های سه بعدی قبلی بهبود داده است. این نتایج اثباتی برای استفاده از روش جدید OCT است."
این تکنیک جدید قرار است در صنعت برای پایش فرآیندها، اندازه گیری های تکنیکی و ارزیابی غیرمخرب مواد استفاده شود. OCT در مقیاس متر همچنین میتواند تصویربرداری پزشکی را بهبود دهد؛ به عنوان مثال با اندازه گیری های سه بعدی در لاپروسکوپی.
به منظور دستیابی به OCT در مقیاس متر، از یک منبع لیزر کوک پذیر تابش از سطح با کاواک عمودی[4] (VCSEL) که توسط شرکت تورلبز و مرکز تحقیقات Praevium ساخته شده است، استفاده میشود. این سیستم از یک قطعه MEMS بسیار سریع برای تغییر یا جاروب طول موج لیزر استفاده میکند. این قطعه به عنوان منبع جاروبی OCT عمل میکند. برای غلبه بر چالشهای آشکارسازی و داده برداری که محققین در گذشته در استفاده از منابع نوری VCSEL با آن روبه رو میشدند، باید تجهیزات استفاده شده دارای به روزترین اجزای اپتیکی باشند.
آقای بن پات از MIT و تورلبز، یکی از نویسندگان مقاله، میگوید: "تحقیقات ما و همکاران در MIT و مرکز تحقیقات Praevium و تورلبز نشان میدهد که طول همدوسی منبع VCSEL چند مرتبه بزرگتر از دیگر لیزرهای جاروبی مناسب برای OCT است و در نتیجه تصویربرداری OCT در محدودة بلند را امکانپذیر میسازد."  
 محققین همچنین از یک گیرنده اپتیکی همدوس سیلیکانی جدید که توسط شرکت آکاسیا ساخته شده است استفاده کرده اند تا المانهای بزرگ OCT را با المانهای اپتیکی ارزان و کوچک که روی چیپ مدار مجتمع فوتونیکی(PIC) [5] قرار میگیرند، جایگزین کنند. این گیرنده های PIC فرکانسهای الکتریکی بسیار بالا و محدودة طول موج های اپتیکی مورد نیاز برای منبع جاروبی OCT را پشتیبانی میکنند. در ضمن این گیرنده ها که به آشکارسازی یک چهارمی[6] نیز معروف هستند، محدوده تصویربرداری OCT را برای یک سرعت داده برداری مشخص دو برابر میکنند.
فوجی موتو میگوید: "اوایل دهه 1990 در ساخت OCT، قطعات و روشهای به کار گرفته شده در صنایع ارتباطی فیبری بسیار مورد استفاده قرار میگرفت. اکنون پس از 25 سال همچنان این صنعت ارتباطی اپتیکی به طور گسترده OCT را بهره مند میکند."
در مقاله اپتیکا، محققین نشان دادند که OCT در محدودة متر میتواند سیگنالی قوی از انواع مختلف سطوح و اشکال دریافت کند. آزمایشهای آنها نشان داد عملکرد این تکنیک نتوانسته است به حدود پایه ای منبع لیزری VCSEL یا گیرنده PIC برسد.
محققین در حال کار برای تولید و استفاده از قطعات با سرعت بالا و قیمت کم هستند تا به هدف داده برداری و پردازش سریع برسند. این کار در نهایت دستیابی به تصویربرداری OCT زمان واقعی[7] با استفاده از چیپ مدار مجتمع جدید و سیستمهای OCT قابل حمل و ارزان را امکانپذیر میسازد.    
کرین دوار از مؤسسه ارتباطات آکاسیا یکی دیگر از نویسندگان این مقاله میگوید: "با پیشرفت تکنولوژی PIC  میتوان پیش بینی کرد در عرض 5 سال آینده به یک سیستم OCT کامل بر روی یک تک چیپ برسیم که زمینه ساز کاهش چشم گیر اندازه و قیمت میشود. این موضوع سبب میشود مردم بیشتری در سرتاسر جهان از OCT بهره ببرند و به کاربردهای جدید برسند."
 
 
 
Reference:
[1] Credit: Zhao Wang et al. - Optica: DOI: 10.1364/optica.3.001496
 
Source:
https://www.electrooptics.com/news/metre-scale-oct-images-achieved-first-time
 
 
 

[1] Optical Coherence Tomography
[2] Acacia
[3] Optica
[4] Vertical Cavity Surface-Emitting Laser
[5] Photonic Integrated Circuit
[6] Quadrature Detection
[7] Real-Time OCT Imaging
 
منبع : electrooptics.com      1396/6/12 16:25