Tomografía de Coherencia Óptica OCT TM. Paola Mattei

Tomografía de Coherencia Óptica

Tomografía Técnicas que tienen la capacidad de brindar imágenes de planos o cortes del objeto estudiado obviando la información gráfica no contenida en ese plano

Tomografía de Coherencia Óptica Técnica diagnóstica por imagen, que permite obtener imágenes tomográficas no invasiva de tejido biológico de alta resolución En oftalmología, nos permite hacer estudios de las diferentes capas del tejido retinal, entregándonos información complementaria a otros exámenes como angiografía, retinografías.

Aplicaciones del OCT en Medicina Cardiología Sist. Digestivo

Interferometría La idea del OCT surge de los trabajos de interferometría realizados por Albert Michelson, físico de origen judío. La interferometría se utilizó para medir distancias (siglo XX), mediante la respuesta o no respuesta de una señal luminosa

Tomografía de Coherencia Óptica Esta técnica fue introducida por el profesor James G Fujimoto, Eric Swanson y sus colaboradores, en el año 1991.

Bases de funcionamiento Similar al de la ecografía. Ecografía utilizamos ondas de ultrasonidos para poder visualizar las estructuras al interior del globo ocular y medir las distancias biométricas de entre cada estructura.

La OCT utiliza ondas de luz, lo que permite que la resolución de las imágenes sea 10 veces mayor que las de una ecografía.

Propiedades de la luz Intensidad --- La amplitud o altura de la onda. Longitud ---La longitud de una onda que determina el color de la luz.

Fase --- La fracción de una onda medida desde un punto o tiempo específico. Polarización --- La orientación axial de una onda. Usualmente expresada como horizontal o vertical.

Coherencia --- Grado de relación en la longitud de onda y fase de una onda de luz. Distancia entre los puntos luminosos es exactamente igual.

La OCT usa como fuente de luz un diodo superluminiscente SLD, que produce una luz de 850 nm de longitud de onda

La fuente de luz, mediante un espejo semitranslucido (45°), se divide en dos haces de luz. Uno se dirige hacia el espejo de referencia y el otro hacia el tejido en estudio (retina) Gracias a la reflexión de estos haces, se recombinan dentro del interferometro llegando a un fotodetector.

interferencias Se traducen en una imagen captada por un fotodetector que se interpreta según una escala de pseudocolores que representa la magnitud de la retrodispersión de la luz desde tejidos que se encuentran a distintas profundidades en la retina e indica los diferentes grosores de los tejidos estudiados. Las mediciones cuantitativas del espesor retiniano son posibles gracias a la buena definición en la reflectividad óptica de los límites interno y externo de la retina neurosensorial

Algoritmos Origen de un matemático persa llamado Abu Ja´far Mohammed ibn Mûsa al-Khowârizmî, quien describió sus teorías en el año 825 Conjunto de pasos matemáticos, en este caso computarizados, que nos llevan a un resultado

Imagen tomográfica El OCT, gracias a estos algoritmos, le asigna colores dependiendo de la intensidad de la respuesta. Estos no son colores reales de la estructura  algoritmo pseudocromático. Reflectividad intensa  rojo o blanco Intensidad mediana  verde Leve intensidad  color azul

Imagen tomográfica Alta reflectividad  colores cálidos: Capa de fibras nerviosas, que es la primera que se ve con un rojo intenso. Las capas plexiformes EPR y coriocapilaris que se ven como una sola capa. Baja reflectividad  colores fríos Las capas nucleares Capa de segmentos internos y externos de los fotorreceptores. Coroides

Técnicas de Imagen La OCT está basada en técnicas de imagen pueden ser divididas en dos clases: TIME DOMAIN OCT (TD-OCT) SPECTRAL DOMAIN OCT (SD-OCT). Estudios demuestran una ventaja de la relación señal-ruido (RSR) del SD-OCT frente al TD-OCT

Time-domain OCT El A-scan se obtiene mediante el escaneo de la longitud del brazo de referencia. Varios A-scan se combinan para formar una imagen bidimensional y así determinar la resolución en profundidad y lateral, respectivamente.

La luz reflejada desde el tejido se combina con la luz que regresa del espejo de referencia, y el fotodiodo detecta la señal interferométrica resultante. Debido al movimiento mecánico de un espejo de referencia para medir la reflexión de diversas capa de la retina, éstos solo pueden realizar 400 A-scans por segundo.

Time Domain

Time Domain OCT Cada scan A se compone de 1,024 puntos de datos adquiridos a una profundidad de 2 mm. De esta manera, el OCT integra entre 131,072 y 786,432 puntos de datos para construir una imagen de corte transversal o tomográfica de la anatomía retiniana

Cada scan va formando un pixel del A-Scan

Fourier Domain Basados en los teoremas de Fourier. Oscilación periódica compleja  descompone en movimientos ondulatorios simples y regulares Esto trae como consecuencia una disminución considerable en el tiempo de cálculo.

Spectral Domain OCT En el año 2006 sale al mercado la tecnología Fourier domain. Mayor sensibilidad y velocidad de la imagen. Se mejora en relación a la relación señal ruido y se reducen hasta llegar a eliminar los artefactos de la imagen.

Spectral Domain OCT

Spectral Domain OCT Se adquieren muchos más cortes y se crea una imagen tridimensional de las estructuras de la retina

Spectral Domain OCT La información se adquiere simultáneamente por una cámara CCD de los A-scan Debido a la rapidez de la misma se pueden realizar hasta 26000 A-scan/segundo. Esto es 65 veces más rápido que la técnica de time domain. El procesamiento es realizado y almacenado en imágenes bidimensionales

Spectral Domain OCT Utiliza un espejo de referencia inmóvil y un espectómetro para capturar información de todas las capas de la retina de manera simultánea y, por tanto, realiza el equivalente de 26.000 A-scans por segundo

Spectral Domain OCT

26.000 A-scan por segundo 1 A-scan a la vez 1 A-scan tiene 2048 pixeles Espejo de referencia estacinario Mas rápido que el movimiento del ojo B-scan= 1024 A-scan en 0.04 seg 400 A-scan por segundo 1 pixel a la vez 1 A-scan tiene 1024 pixeles El espejo de referencia se mueve Mas lento que el movimiento del ojo B-scan = 512 A-scan en 1.28 seg

Resumen La tomografía de coherencia óptica es un examen no invasivo que nos entrega información estructural de la retina. Se basa en la interferometria de coherencia optica Actualmente existen tecnicas de imagen como son TD-OCT y FD-OCT. Ambas nos proporcionan la información necesaria para el análisis estructural de la retina