OCT Οπτική Τοµογραφία Συνοχής (Optical Coherence Tomography) OCT. Interferometry (συµβολοµετρία)

Transcript

1 OCT Οπτική Τοµογραφία Συνοχής (Optical Coherence Tomography) Βλάσης Γρηγορόπουλος Β Οφθαλµολογική Κλινική Νοσοκοµείο Ερρίκος Ντυνάν Τεχνολογία τοµογραφικής απεικόνισης βιολογικών ιστών Οµοιότητες µε τη χρήση υπερήχων Χρήση φωτός (υπέρυθρο ~ 800 nm) OCT Interferometry (συµβολοµετρία) Πλεονεκτήµατα ε χρειάζεται φυσική επαφή µε τους ιστούς Μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα ιαφορά ταχύτητας ήχου και φωτός Μειονεκτήµατα Μόνο σε οπτικά προσβάσιµους ιστούς Τοµογραφική απεικόνιση Αναπαράσταση εικόνων 1

2 Αναπαράσταση εικόνων Άσπρο ή κόκκινο ~ -50 db Μαύρο ή µπλε ~ -100 db Τα διαφορετικά χρώµατα αναπαριστούν διαφορετικές οπτικές ιδιότητες και όχι διαφορετική µορφολογία ιστού OCT ιακριτική ικανότητα Αξονική: 4 10 µ Οριζόντια: µ ιόρθωση κίνησης µατιού: αξονική OCT Stratus OCT Spectralis OCT OCT Time domain Υψηλής ταχύτητας υπέρ-υψηλής ανάλυσης Spectral domain Fourier domain Swept-source 2 διαστάσεων 3 διαστάσεων Adaptive optics 2

3 Time domain 2 Υπέρ-υψηλής ανάλυσης Φωτεινή πηγή Εύρος Super Luminescent Diode (SLD) nm Εικόνα µόνο 2 διαστάσεων Μήκος κύµατος 850 nm Αξονική ανάλυση < 10 µm Εγκάρσια ανάλυση Ταχύτητα σάρωσης 400 A-scans/s (σειριακά στο χρόνο) Ευαισθησία 90 db Ενέργεια στον κερατοειδή ιεισδυτικότητα Απόκτηση δεδοµένων < 1 mw ΜΕ Χοριοτριχοειδή Χοριοειδή bit demodulated signal Υπέρ-υψηλή ανάλυση µόνο αξονικά Μόνο µορφολογικές πληροφορίες 2 Υπέρ-υψηλής ανάλυσης Φωτεινή πηγή Εύρος Μήκος κύµατος Αξονική ανάλυση Εγκάρσια ανάλυση Ταχύτητα σάρωσης Ευαισθησία Ενέργεια στον κερ/δή ιεισδυτικότητα Stratus SLD nm 850 nm < 10 µm 400 A-scans/s 90 db < 1 mw ΜΕ ΧT Χ 2 ΥΥΑ Titanium-sapphire laser nm 800 nm 3 µm 250 A-scans/s 95 db µw ΜΕ ΧT Χ Βελτιωµένη ποιότητα εικόνας Ανάλυση 3µm 100 φορές µεγαλύτερη ταχύτητα ιατήρηση της τοπογραφίας του αµφ/δη Αυτόµατη καταγραφή της εικόνας του αµφ/δη Μείωση σφαλµάτων Απόκτηση δεδοµένων bit 16 bit Spectral domain Spectral domain Συµβολοµετρία χαµηλής συνοχής Φασµατόµετρο Κάµερα CCD υψηλής ταχύτητας Υπολογισµός φάσµατος παρέµβασης Συνάρτηση Fourier υπολογίζει τις συχνότητες ενός σήµατος Ταυτόχρονος υπολογισµός των οπτικών ανακλάσεων Fourier domain Ευρεία πηγή laser Φίλτρο Φωτοδίοδο στον ανιχνευτή Swept-source Γρήγορη περιορισµένη πηγή laser Μονή φωτοδίοδο στον ανιχνευτή Σηµαντικά µεγαλύτερο εύρος ανίχνευσης 3

4 Απεικονίσεις 3 διαστάσεων Χαρτογράφηση αµφ/δη οπτικής θηλής Ακριβής συσχέτιση τοµογραφίας + εικόνας βυθού Επαναληψιµότητα Εικόνα υπέρ-υψηλής ανάλυσης 3 διαστάσεων Υπέρ-υψηλή ανάλυση µόνο αξονικά Μόνο µορφολογικές πληροφορίες Adaptive Optics Φωτεινή πηγή Εύρος Μήκος κύµατος Αξονική ανάλυση Εγκάρσια ανάλυση Ταχύτητα σάρωσης Εικόνες (512 Α-scans)/s Ευαισθησία Ενέργεια στον κερ/δή Stratus SLD nm 850 nm < 10 µm 400 A-scans/s ~ 1 90 db < 1 mw 2 ΥΥΑ Titanium-sapphire laser nm 800 nm 3 µm 250 A-scans/s ~ 0,5 95 db µw 3 ΥΥΑ Titanium-sapphire laser nm 800 nm 3 µm A-scans/s ~ db µw Adaptive optics work by measuring aberrations using a wavefront sensor (e.g., a Shack-Hartmann sensor) and applying this information to compensate the measured aberrations using a wavefront corrector (e.g., a deformable mirror) Απόκτηση δεδοµένων bit 16 bit 12 bit 4

5 Οπτικές παρεκκλίσεις + εγκάρσια ανάλυση ιορθωµένη εικόνα µε Wavefront ιόρθωση Wavefront Οφθαλµός Περιοριζόµενη διάθλαση, σηµείο αµφ/δη Adaptive Optics κάµερα αµφ/δη Παράλληλο Spectral domain OCT Συµβατικό φωτισµό για en face απεικόνιση + εστία στον αµφ/δη Adaptive Optics για διόρθωση οπτικών παρεκκλίσεων (αστιγµατισµό, 3 ης τάξης και άνω) Ευθειασµός και προσήλωση οφθαλµού Εικόνα υπέρ-υψηλής ανάλυσης 3 διαστάσεων Υπέρ-υψηλή ανάλυση αξονικά και εγκάρσια Μόνο µορφολογικές πληροφορίες Adaptive Optics ΥΥΑ Συστήµατα ΥΥΑ Φωτεινή πηγή Εύρος Μήκος κύµατος Αξονική ανάλυση Εγκάρσια ανάλυση Ταχύτητα σάρωσης Εικόνες (512 Α-scans)/s Ευαισθησία Ενέργεια στον κερ/δή Απόκτηση δεδοµένων Stratus SLD nm 850 nm < 10 µm 400 A-scans/s ~ 1 90 db < 1 mw bit 3 ΥΥΑ Titanium-sapphire laser nm 800 nm 3 µm A-scans/s ~ db µw 12 bit ΑΟ ΥΥΑ Titanium-sapphire laser nm 800 nm 3 µm 5 µm A-scans/s ~ db µw 12 bit Cirrus HD-OCT (Carl Zeiss Meditec) Spectralis HRA+OCT (Heidelberg Engineering) OCT/SLO (Ophthalmic Technologies) SOCT Copernicus (Optopol Technology) RTVue-100 (Optovue) 3D OCT-1000 (Topcon Medical Systems) 5

6 Cirrus HD-OCT Super Luminescent Diode Απεικόνιση 3 διαστάσεων Αξονική ανάλυση 5µm Εγκάρσια ανάλυση 20µm A-scans/s Βάθος ιστού 2χιλ. Αποθήκευση σαρώσεων εσωτερικά Spectralis HRA+OCT Spectral domain OCT Υπέρυθρη απεικόνιση Αυτοφθορισµός Φλουοροαγγειογραφία Αγγειογραφία µε πράσινο ινδοκυανίνης Red free απεικόνιση Ακριβής εντόπιση της σάρωσης OCT σε όλες τις άλλες απεικονίσεις Αξονική ανάλυση 3,5 7 µm A-scans/s OCT/SLO Super Luminescent Diode Scanning Laser Ophthalmoscope Ακριβής αντιστοιχία OCT + εικόνας βυθού Απεικόνιση εσωτερικής δοµής αµφ/δη Αξονική ανάλυση 4 6 µm Εγκάρσια ανάλυση 15µm A-scans/s SOCT Copernicus Απεικόνιση εσωτερικής δοµής αµφ/δη µε ζουµ + περιστροφή + διατοµή Βάση δεδοµένων φυσιολογικών τιµών για αµφ/δη + οπτικό νεύρο Αξονική ανάλυση 6 µm Εγκάρσια ανάλυση µm A-scans/s RTVue-100 Απεικόνιση εσωτερικής δοµής αµφ/δη µε ζουµ + περιστροφή + διατοµή Αξονική ανάλυση 5 µm Εγκάρσια ανάλυση 15 µm A-scans/s Βάθος ιστού 2,3χιλ. 3D OCT-1000 Ακριβής εντόπιση της σάρωσης OCT στον αµφ/δη + σε άλλες απεικονίσεις (red free, FFA, ICG, αυτοφθορισµό) Έγχρωµη µη µυδριατική φωτογραφία βυθού 45 ο Αξονική ανάλυση 6 µm Εγκάρσια ανάλυση < 20 µm A-scans/s 6

7 Ωχρά Ωχρά Ωχρά Ωχρά Οπτικό νεύρο Οπτικό νεύρο 7

8 Στοιβάδα νευρικών ινών Στοιβάδα νευρικών ινών Στοιβάδα νευρικών ινών Επιαµφιβληστροειδική Μεµβράνη Ονοµατολογία Cellophane ωχροπάθεια Προαµφ/κη ίνωση ή γλοίωση ωχράς Pucker ωχράς Surface wrinkling retinopathy Πτύχωση ωχράς Προαµφ/κη υαλοειδική µεµβράνη Epimacular proliferation Αιτιολογία Ιδιοπαθής Μετεγχειρητική (αποκ/ση αµφ/δη, εξαίρεση καταρράκτη) Αγγειακή αποφρακτική νόσος αµφ/δη Σακχαρώδης διαβήτης Φλεγµονώδης νόσος Τραύµα Laser ή κρυοπηξία 8

9 Επιδηµιολογία Κυρίως ασθενείς > 50 ετών Γυναίκες > άνδρες 2% σε ηλικία 50 & 20% σε ηλικία 75 ετών Αµφοτερόπλευρη: 20 30% Μετά από αποκ/ση αµφ/δη: 3 8,5% Συσχετίζεται µε ΠΥΑ Παθογένεση Κύτταρα γλοίας αµφ/δη µεταναστεύουν µέσω ρήξεων στην ILM, πολλαπλασιάζονται και παράγουν κολλαγόνο Ινώδη αστροκύτταρα, κύτταρα Müller, fibrocytes, µακροφάγα, κύτταρα ΜΕ, υαλοκύτταρα Ρήξεις σε ILM σχετίζονται µε PVD Εάν όχι PVD υαλοειδές παγιδεύεται µεταξύ µεµβράνης και ILM και όταν PVD µπορεί να έχουµε αυτόµατη αποκ/ση µεµβράνης Έλξη σε αµφ/δη οφείλεται στις ινοµυοβλαστικές ιδιότητες των κυττάρων Συµπτωµατολογία Ασυµπτωµατική Θόλωση όρασης (αργή εξέλιξη) 67% > 5/10 5% < 1/10 Παραµόρφωση ιπλωπία Όραση συνήθως παραµένει σταθερή 10 25% χάνουν 2 γραµµές σε 2 χρόνια Κλινική εικόνα Γυαλιστερή, ανώµαλη αντανάκλαση φωτός (cellophane) Λεπτές πτυχές αµφ/δη ακτινωτά από κέντρο της µεµβράνης Κλινική εικόνα Γυαλιστερή, ανώµαλη αντανάκλαση φωτός (cellophane) Λεπτές πτυχές αµφ/δη ακτινωτά από κέντρο της µεµβράνης Ελίκωση, λέπτυνση και ευθειασµός αµφ/κων αγγείων Κλινική εικόνα Γυαλιστερή, ανώµαλη αντανάκλαση φωτός (cellophane) Λεπτές πτυχές αµφ/δη ακτινωτά από κέντρο της µεµβράνης Ελίκωση, λέπτυνση και ευθειασµός αµφ/κων αγγείων Εκτοπία και ανύψωση ωχράς (διπλωπία) 9

10 Κλινική εικόνα Ψευδοοπή Βαµβακόµορφα εξιδρώµατα (παρεµπόδιση αξοπλασµικής ροής) Κλινική εικόνα Ψευδοοπή Βαµβακόµορφα εξιδρώµατα (παρεµπόδιση αξοπλασµικής ροής) Πολλαπλές αιµορραγίες Οίδηµα και διαρροή ωχράς (σκληρά εξιδρώµατα) PVD (80%) Φλουοροαγγειογραφία Φλουοροαγγειογραφία Βαθµός ελίκωσης αγγείων Πρώιµη Όψιµη Βαθµός ελίκωσης αγγείων Οίδηµα και διαρροή ωχράς (δυσµενής πρόγνωση) µεταξύ ψευδοοπής και οπής πλήρους πάχους Αποκλεισµός νεοαγγείωσης Αποκλεισµός ισχαιµίας ωχράς λόγω αποφρακτικού επεισοδίου Φλουοροαγγειογραφία Επιαµφιβληστροειδική µεµβράνη Πρώιµη Όψιµη 10