Optical coherence tomography.doc

7/28/2019 Optical coherence tomography.doc

1/16

Optical coherence tomography(OCT) adalah teknik pencitraan diagnostik medis yang

memanfaatkan fotonik (photonics) dan serat optik untuk mendapatkan gambar dan

karakterisasi jaringan mata. Pada tomografibaru ini, saraf optikdan

strukturretina digambarkan pada tingkat resolusi yang sangat tinggi.

Lapisan anatomi retina dapat dibedakan dan ketebalan retina dapat diukur.

Optical Coherence Tomography

Oct: Prinsip Dasar

Teknik pencitraan tiga dimensi dengan resolusi spasial tinggi dan kedalaman

penetrasi besar bahkan dalam media sangat hamburan

Berdasarkan pengukuran cahaya yang dipantulkan dari diskontinuitas jaringan

misalnya persimpangan epidermis-dermis.

Berdasarkan interferometri

interferensi antara cahaya yang dipantulkan dan balok referensi digunakan

sebagai gerbang koherensi untuk mengisolasi cahaya dari kedalaman tertentu.

Oct vs standar pencitraan

OCT dalam diagnostik non-invasif

Ophthalmology

mendiagnosa penyakit retina.

dermatologi

penyakit kulit,

deteksi dini kanker kulit.

Penyakit kardio-vaskular

deteksi plak rentan.

Endoskopi (perangkat serat optik)

gastroenterologi

ginekologi

Embriologi / Perkembangan biologi

pencitraan fungsional

Doppler Oktober (aliran darah)

spektroskopi Oktober (penyerapan, kecepatan tinggi)

sifat optik
http://kamuskesehatan.com/arti/tomografi/http://kamuskesehatan.com/arti/saraf-optik/http://kamuskesehatan.com/arti/retina/http://kamuskesehatan.com/arti/anatomi/http://kamuskesehatan.com/arti/tomografi/http://kamuskesehatan.com/arti/saraf-optik/http://kamuskesehatan.com/arti/retina/http://kamuskesehatan.com/arti/anatomi/


2/16

Polarisasi Sensitif-Oktober (birefringence).

operasi dipandu

prosedur rumit

operasi otak, operasi lutut

Oct: Prinsip operasi

OCT analog dengan pencitraan USG

Menggunakan cahaya inframerah bukan suara

Kecepatan suara~ 1480 m/sec (in water)

Kecepatan cahaya 3x108 m/sec

kulit manusia

5 mm lebar x 1,6 mm mendalam

Resolusi spasial: 10-30 pM

Resolusi waktu: 30fs!


3/16

interferometri

digunakan untuk mengukur

penundaan waktu kecil

foton tersebartomografi koherensi optik

koherensi gerbang


4/16


5/16

Sumber foton

atom atau molekul memancarkan wavetrains panjang terbatas


6/16

lebih dari satu panjang gelombang (lebar band spektral)

hubungan fase tetap hanya dalam rangkaian gelombang individu

koherensi

korelasi gelombang cahaya di dua titik dalam ruang-waktu

temporal coherence

korelasi gelombang cahaya sepanjang arah propagasi cahaya

panjang koherensi:

panjang wavetrain di mana ada yang pasti hubungan fase

Waktu koherensi:

waktu untuk wavetrain dasar untuk melewati satu titik

temporal coherence

koherensi temporal adalah ukuran bandwidth spektral


7/16

(baik) koherensi temporal tinggi memberikan bandwidth spektral sempit

("murni") cahaya tunggal panjang gelombang (warna))

gangguan koherensi sumber cahaya parsial

interferensi dengan dua sumber cahaya dari frekuensi yang berbeda


8/16




9/16

OCT


10/16

pinggiran gangguan diamati hanya ketika panjang jalur optik dicocokkan dalampanjang koherensi sumber

panjang koheren

OCT

Sumber OCT yang baik memiliki panjang koherensi kecil dan bandwidth

yang besar


11/16

resolusi Axial

Resolusi aksial

melihat bahwa Dl adalah 3dB bandwidth!

Yang lebih luas bandwidth semakin pendek panjang koherensi dan tinggi

resolusinya

tomografi koherensi optik

Interferometer Michelson dengan band sumber koheren parsial luaspinggiran amplitudo propotional terhadap cahaya backscattered

membujur (kedalaman) resolusi Lc

panjang koheren

resolusi lateral dengan fokus optik (1-10)

kedalaman probing

Resolusi Lateral: decoupled dari resolusi aksial

2 2

0 02 ln 2 1 2 ln 2

0.44c

cl

= =


12/16

Resolusi lateral mirip dengan yang di mikroskop standar

Sumber cahaya untuk OCT

sumber kontinyu

SLD / LED / serat superfluorescent,

panjang gelombang pusat;

o 800 nm (SLD),

o 1.300 nm (SLD, LED),

o 1550 nm, (LED, serat),

o daya: 1 hingga 10 mW (c.w.) sudah cukup,

panjang koherensi;o 10 sampai 15 mm (biasanya),

contoh

o 25 nm bandwith @ 800 nm? 12 mm panjang koherensi (di udara).

Dioda Superluminescent (SLDs)

Sumber cahaya semikonduktor broadband berdasarkan superluminescence:

Definisi

(Akronim: SLD)

Dioda Superluminescent (juga kadang-kadang disebut dioda superluminescence

atau LED Superluminescent) adalah perangkat semikonduktor optoelektronikyang memancarkan radiasi optik broadband berdasarkan superluminescence.

Mereka mirip dengan dioda laser, mengandung digerakkan oleh tenaga listrik pn

dan pandu gelombang optik, tetapi tidak umpan balik optik, sehingga tidak ada

tindakan laser dapat terjadi. Umpan balik optik, yang dapat menyebabkan

pembentukan rongga mode dan dengan demikian struktur diucapkan dalam

spektrum dan / atau penyempitan spektral, ditekan dengan cara memiringkan

segi output relatif terhadap Waveguide, dan dapat ditekan lebih lanjut dengan

anti-refleksi coating.

Superluminescence: emisi spontan diperkuat


13/16

http://www.rp-photonics.com/superluminescent_diodes.html

Sumber cahaya untuk OCT

laser berdenyut

o Mode-terkunci Ti: Al2O3 (800 nm),

o 3 mikron resolusi aksial (atau kurang).

sumber pemindaian

o menyetel sempit-lebar panjang gelombang lebih dari seluruh spektrum,

o Resolusi mirip dengan sumber-sumber lain,

o keuntungan bahwa lengan referensi tidak dipindai,

o keuntungan bahwa pemindaian cepat layak.

Pembangunan citra

Sumber kontras: variasi indeks bias

Gambar direkonstruksi dengan memindai

Aplikasi dalam oftalmologi
http://www.rp-photonics.com/superluminescent_diodes.htmlhttp://www.rp-photonics.com/superluminescent_diodes.html


14/16

Aplikasi dalam deteksi kanker

Aplikasi dalam perkembangan biologi

Pasien

Pasien dengan gangguan penglihatan

(20/80):

Mata pasien lainnya (visi 20/25):

Lubang makula yang akan datang,

S uamous

Columnar e ithelium:

Loss of


15/16

Ey = mata; ea = telinga, m = dedulla, g = insang, h = jantung, i = usus

Oct resolusi ultra-tinggi

Ultra-resolusi tinggi-OCT dibandingkan komersial OCT

3-D Rekonstruksi: Dalam gambar vivo mata manusia menggunakan

spektral-domain OCT

Gambar melalui kulit katak

kecebong hidup


16/16

N. A. Nassif dkk., Opt. Mengungkapkan 12, 367-376 (2004)

Optical coherence tomography.doc

Documents

Transcript of Optical coherence tomography.doc