İçeriğe atla

Optik koherens tomografi

Parmak ucunun OKT yöntemiyle alınmış görüntüsü. Ter bezlerinin spiral yapısı bu üç boyutlu görüntüde gözlenebilir.

Optik koherans tomografi (OKT) ışığın eşevrelilik (koherens) özelliğini kullanan bir görüntüleme tekniğidir. Eşevreliliği az olan bir ışık kaynağı kullanılarak mikrometre seviyesinde bir çözünürlük edilebilir. Gözlemlenen maddenin derinlik profilini çıkaran bu teknik 2 ve 3 boyutlu görüntüleme imkanı sunar. Tıbbi görüntüleme ve endüstriyel tahribatsız muayene alanlarında çokça kullanılmaktadır.

OKT gözlemlenen yapıya zarar vermediği için özellikle tıp alanında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. En çok oftalmolojide retinayı incelemek için kullanılsa da kardiyoloji ve dermatoloji alanlarında da tanı koymaya yardımcı olmaktadır. Ek olarak diğer tıp dallarında da kullanımı için ar-ge faaliyetleri sürmektedir.[1][2]

OKT, Michelson interferometrisine benzeyen bir düzenektir. Işık kaynağından çıkan ışın demeti ışın bölücü tarafından referans ve sample koluna ayrılır. Referans kolunda ilerleyen ışık demeti aynadan yansır ve tekrar ışın bölücüye gelir. Aynı şekilde sample kolunda ilerleyen ışık demeti maddeden geri yansır ve ışın bölücüye gelir. Işın bölücüye geri dönen bu iki ışın demeti detektörün üzerinde buluşurlar ve bir girişim meydana gelir. Ortaya çıkan girişim deseni Fourier uzayında analiz edilir ve bu şekilde maddenin derinlik profili hesaplanmış olur.

Bu yöntem ışığın incelenen maddeden yansıyan ışınları analiz ederek görüntü oluşturduğu için ultrasonun optik versiyonu olarak da anılmaktadır.

Ortaya Çıkışı ve Gelişimi

OKT başlangıcını femtosaniye (fs) optik çalışmalarından almaktadır.[3] Erich Ippen ve ekibi fs lazer kullanarak bir buffalo gözünü kullanarak deney yaptı. Daha sonra fs optik çalışmalarını tıp alanında nasıl değerlendirilebileceği düşünülmeye başlandı. MIT ve Harvard'da çalışan bilim adamları nonlinear cross correlation (bir fs ölçüm tekniği) ile dokunun içini görmek için çalışmalarda bulundu. Fs optik methodları güçlü bir method olduğu halde interferometrik yöntemler kullanılarak daha ucuz bir şekilde bu ölçümlerin yapılabileceği öne sürüldü. Buna yönelik ilk çalışmalar MIT EECS lisans öğrencisi John Apostolopoulos tarafından yapıldı ve çalışmalarını 1989'da lisans tezinde açıkladı. 1991'de MIT'de doktora yapmakta olan David Huang low coherence interferometri alanında çalışmalar yürüttü ve ilk OKT görüntüsünü elde etti.

Bir insan gözünün in vivo olarak OKT ile ilk incelenmesi 1993 yılında retinanın görüntülenmesiyle yapıldı.[4] Yine bu yıllarda OKT yardımıyla glokoma teşhisi için çalışmalara başlandı.[5] Bu çalışmalarda geliştirilen yeni yöntemler hastalığın gelişiminin incelenmesinde ve hastanın tedaviye verdiği yanıtın gözlenmesinde önemli adımlar sağladı. Bu yöntemler daha sonra ticari OKT cihazlarında kullanılmaya başlandı ve onyıllar boyunca kliniklerde standart olarak kullanıldı.

Ortaya çıkan yeni uygulamaların klinik bakımda benimsenmeye başlamasında girişimciliğin ve şirketler tarafından yatırım yapılması büyük önem taşır. 1992 yılında Puliafito, Swanson ve Fujimoto girişiminde Advanced Opthalmic Diagnostic (AOD) adıyla bir MIT start-up şirketi kuruldu. Şirket ticari oftalmik OKT cihazları geliştirmek amacıyla hayata geçti. Teknolojik ve klinik olarak birçok engel bulunması ve OKT'nin oftalmik camiası tarafından kabul görmesi için yeterli sayıda kanıt olmamasına rağmen OKT'nin büyük bir etkiye yol açacağına inanılıyordu. Şirket kurulduktan 2 yıl sonra ürettiği prototiplerle ve aldığı patentlerle birlikte Humphrey Zeiss tarafından satın alındı. AOD kurucuları Zeiss'ın alımından sonra da şirkette kalarak OKT'nin ticarileşme sürecini hızlandırdılar.

İlk ticari OKT cihazları 1996'da markete çıksa da klinisyenler tarafından kabul görmesi yavaş oldu ve 1999'da sadece 180 tanesi satıldı. Fakat ilerleyen teknolojiyle cihazın hızı ve sunduğu görüntü kalitesi arttı. 2004'e gelindiğinde OKT kullanılarak tüm dünyada 10 milyonun üzerinde görüntü alındı. 2006'da ise OKT göz doktorları için standart bir cihaz oldu.

OKT'nin yaygınlaşmasında görüntü alma hızının artması büyük bir rol oynadı. Frekans Uzayı OKT (FU-OKT) ve Kaynak Taramalı OKT yöntemlerinin geliştirilmesiyle mekanik gecikme elemanına gerek kalmadı ve hızda önemli bir artış oldu. Retinanın FU-OKT ile ilk incelenmesi 2002'de Copernicus Üniversitesi ve Viyana Tıp Üniversitesi iişbirliğinde gerçekleşti.[6]

OKT'nin başarılı olmasında devlet tarafından desteklenmesi de kritik bir öneme sahipti. Tüm dünyada 2005-2015 dönemi içerisinde toplam 500 milyon doların üzerinde OKT araştırmalarına destek verildi. Araştırmacıların devlet tarafından destek görmesi yaratıcı fikirlerin denenebilmesine ve rekabetçi bir ortamın oluşmasına yol açtı.

Kaynakça

  1. ^ Lerner, Seth P.; Goh, Alvin C.; Tresser, Nancy J.; Shen, Steven S. "Optical Coherence Tomography as an Adjunct to White Light Cystoscopy for Intravesical Real-Time Imaging and Staging of Bladder Cancer". Urology (İngilizce). 72 (1): 133-137. doi:10.1016/j.urology.2008.02.002. 15 Haziran 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Haziran 2022. 
  2. ^ Hsiung, Pei-Lin; Phatak, Darshan R.; Chen, Yu; Aguirre, Aaron D.; Fujimoto, James G.; Connolly, James L. "Benign and Malignant Lesions in the Human Breast Depicted with Ultrahigh Resolution and Three-dimensional Optical Coherence Tomography". Radiology (İngilizce). 244 (3): 865-874. doi:10.1148/radiol.2443061536. ISSN 0033-8419. 20 Haziran 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Haziran 2022. 
  3. ^ Fujimoto, James; Swanson, Eric (13 Temmuz 2016). "The Development, Commercialization, and Impact of Optical Coherence Tomography". Investigative Opthalmology & Visual Science (İngilizce). 57 (9): OCT1. doi:10.1167/iovs.16-19963. ISSN 1552-5783. PMC 4968928 $2. PMID 27409459. 
  4. ^ Swanson, E. A.; Izatt, J. A.; Lin, C. P.; Fujimoto, J. G.; Schuman, J. S.; Hee, M. R.; Huang, D.; Puliafito, C. A. (1 Kasım 1993). "In vivo retinal imaging by optical coherence tomography". Optics Letters. 18 (21): 1864. doi:10.1364/ol.18.001864. ISSN 0146-9592. 
  5. ^ Schuman, Joel S.; Hee, Michael R.; Arya, Adarsh V.; Pedut-Kloizman, Tamar; Puliafito, Carmen A.; Fujimoto, James G.; Swanson, Eric A. "Optical coherence tomography: A new tool for glaucoma diagnosis". Current Opinion in Ophthalmology. 6 (2): 89-95. doi:10.1097/00055735-199504000-00014. ISSN 1040-8738. 
  6. ^ Wojtkowski, Maciej; Leitgeb, Rainer; Kowalczyk, Andrzej; Bajraszewski, Tomasz; Fercher, Adolf F. (2002). "In vivo human retinal imaging by Fourier domain optical coherence tomography". Journal of Biomedical Optics. 7 (3): 457. doi:10.1117/1.1482379. ISSN 1083-3668. 

Ayrıca bakınız

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Optik</span> fizik biliminin bir alt dalı

Optik, ışık hareketlerini, özelliklerini, ışığın diğer maddelerle etkileşimini inceleyen; fiziğin ışığın ölçümünü ve sınıflandırması ile uğraşan bir alt dalı. Optik, genellikle gözle görülebilen ışık dalgalarının ve gözle görülemeyen morötesi ve kızılötesi ışık dalgalarının hareketini inceler. Çünkü ışık bir elektromanyetik dalgadır ve diğer elektromanyetik dalga türleri ile benzer özellikler gösterir.

<span class="mw-page-title-main">Sensör</span>

Sensör,, fiziksel bir olayı tespit etmek amacıyla bir çıkış sinyali üreten cihazdır.

<span class="mw-page-title-main">İbnü'l-Heysem</span> Arap fizikçi, matematikçi ve astonom (965–1040)

İbn-i Heysem, Ḥasan Ibn el-Heysem, Batılıların söyleyişiyle Alhazen veya tam ismiyle Ebū ʿAlī el-Ḥasan ibn el-Ḥasan ibn el-Heysem, Arap matematikçi, astronom, ve İslam'ın Altın Çağının önemli fizikçilerinden biriydi. "Modern optiğin babası" olarak da anılır. Özellikle görsel algı dinamiklerine önemli katkılarda bulunmuştur. En etkili eseri, 1011–21 yılları arasında oluşturduğu ve Latince baskılar sayesinde günümüze kadar gelmiş Kitāb el-Manāzir olmuştur. Polimat, felsefe, teoloji ve tıp üzerine yaptığı birçok çalışmayı da kitaplarına kaydetmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Mazer</span>

Mazer ya da maser, atomların, dışarıdan uyarılması neticesinde dışarıya salınan radyasyon yardımı ile elde edilen, genliği yükseltilmiş elektromanyetik dalga. Mazer, önceleri ilk mazerin mikrodalga frekansında çalışması sebebiyle İngilizce cümlesindeki kelimelerin baş harflerinin alınmasından türetilmiştir. Bugünse işitme frekansından itibaren, görünen ve morötesi frekanslı elektromanyetik bölgelerde dahi aynı prensip tatbik edildiğinden mazer, Molecular amplification by Stimulated Emission of Radiation olarak tarif edilmektedir. Mazer, uyarılmış radyasyon yayılımıyla mikrodalga veya moleküler dalga kuvvetlendirilmesi demektir. Cihaz, hassas olarak tayin edilmiş frekansta mikrodalga osilasyonları (titreşimleri) ve düşük gürültü seviyeli amplifikasyon (kuvvetlendirme) elde etmeyi sağlar. Bu maksatla atomların ve moleküllerin iç enerjisinden faydalanan bir amplifikatör ve osilatör grubu kullanılır. Aletin çalışmasının temel prensibi olan uyarılmış emisyon, uyarılmış haldeki bir atoma, dışarıdan eşit enerjili bir fotonun çarpması sonucu atomun aynı özellikli bir foton yayması şeklinde meydana gelir. Böylece atoma çarpan foton veya dalgalar çarptıkları uyarılmış atomlar tarafından yayılan fotonlarla kuvvetlenir. Bir mazer, gaz veya katı halde aktif bir ortamdan ibarettir. Sistem çeşitli frekanslar halinde elektromanyetik bir radyasyona maruz bırakılır. İçerideki atomların çoğu bu tesirle yüksek enerjili (uyarılmış) hale gelir. Böylece uyarılmış bir frekans meydana gelir. Aktif ortam, rezonans sağlayan bir boşlukla çevrili olduğundan, tek bir çıkış frekansına eşdeğer osilasyon modlu paralel dalgalar meydana gelir. Çok fazla çeşitli, koherent ve tek renk ışık elde etmek amacıyla oluşturulan optik düzenekler mazerdir. Bunların optik frekanslarda çalışanlarına optik mazer veya lazer adı verilir. Birkaç milimetreden daha uzun dalga boyları için rezonatör olarak metal bir kutu kullanılır.Bu kutunun boyutu titreşim modlarından yalnızca biri atomların yaymış oldukları ışınımların frekanslarıyla çalışacak biçimde belirlenir, kutuda yalnızca bir ses frekansında rezonansa uğramış gibi belirli bir mikro dalga frekansında rezonansa gelir.

<span class="mw-page-title-main">Hubble Uzay Teleskobu</span> Uzay teleskobu

Hubble Uzay Teleskobu (HUT), ismi Amerikalı astronom Edwin Hubble'ın anısına verilmiş; Nisan 1990'da STS-31 Görevi esnasında Uzay Mekiği Discovery tarafından Dünya etrafındaki yörüngesine taşınmış bir uzay teleskobudur. İlk uzay teleskopu olmamasına rağmen, HUT en büyüklerindendir ve birçok üstün özelliğe sahiptir. Ayrıca hem hayati öneme sahip bir araştırma aracı olması hem de astronomi için etkili bir halkla ilişkiler unsuru olması nedeniyle çok tanınmıştır.

Pozitron emisyon tomografisi adı verilen ve damar yolu ile enjekte edilen metabolik radyoaktif ajanların biriktiği normal veya patolojik dokuları görüntüleyen bir sintigrafi ve tomografi tekniği. Genel anlamda metabolik veya fonksiyonel görüntüleme için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Gece körlüğü</span> göz hastalığı

Retinitis pigmentosa (RP), halk arasında tavuk karası ve gece körlüğü adlarıyla bilinen ve görme kaybına neden olan genetik bir göz hastalığıdır. Her 4.000 kişide 1'i etkilediği tahmin edilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Spektroskopi</span>

Spektroskopi elektromanyetik radyasyon ile maddenin etkileşiminin radyasyonun dalga boyu veya frekansının bir fonksiyonu olarak ortaya çıkan elektromanyetik spektrumu (tayf) ölçen ve yorumlayan bir çalışma alanıdır. Başka bir deyişle, elektromanyetik spektrumun tüm bantlarında görünür ışıktan kaynaklı olarak meydana gelen bir kesin renk çalışmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Kızılötesi</span> dalga boyu görünür ışıktan uzun, fakat terahertz ışınımından ve mikrodalgalardan daha kısa olan elektromanyetik ışınımdır

Kızılötesi, görünür ışıktan daha uzun ancak mikrodalgalardan daha kısa dalga boylarına sahip elektromanyetik radyasyondur (EMR). Kızılötesi spektral bant, kırmızı ışığınkinden biraz daha uzun dalgalarla başlar, bu nedenle IR insan gözü için görünmezdir. IR'nin genellikle yaklaşık 750 nm (400 THz) ila 1 mm (300 GHz) arasındaki dalga boylarını içerdiği anlaşılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Optik fiber</span>

Fiberoptik ya da optik fiber, kendi boyunca içinden ışığın yönlendirebildiği plastik veya cam fiberlerden oluşmuş bir optik liftir. Optik fiberler diğer iletişim malzemelerine oranla uzun mesafelerdeki veri iletişiminin daha hızlı ve yüksek değerlerde yapılabilmesine olanak verdikleri için fiberoptik haberleşme sistemlerinde çok sıklıkla kullanılmaktadırlar. Metal kablolar yerine fiber kabloların kullanılmasının nedeni, daha az kayba neden olmaları ve elektromanyetik etkileşimden etkilenmemeleridir. Optik fiberler aynı zamanda birçok sensör (alıcı) ve benzeri uygulamaların yapımında oldukça sık olarak kullanılmaktadırlar.

<span class="mw-page-title-main">Gama ışını patlaması</span>

Gama ışını patlamaları (GIP), önceden öngörülemeyen zamanlarda ve uzay konumlarında, oldukça kısa süreler içinde meydana gelen, çoğunlukla yüksek enerjili (≥100KeV) fotonların atımlarıyla oluşan patlama olaylarıdır.

Görsel algı çevredeki objelerin görülebilir spektruma yansıttığı ışığı kullanarak çevreyi yorumlayabilme yeteneğidir. Bu, etrafı ne kadar net görmeyi ifade eden görsel keskinlikten farklıdır. Bir kişi 20/20 vizyonu olsa bile görsel algısal işleme ile ilgili problemler yaşayabilir.

Uyarlanabilir optik, optik sistemlerinin performansını artırmak için geliştirilmiş ve dalga cephesi bozulmalarını en aza indirmek amacıyla kurulmuş bir teknolojidir.

Fizikte iki dalga kaynağı eğer sabit bir faz farkları varsa ve eşit frekansa sahip ise mükemmel bir uyuma sahiptir. Bu dalgaların sabit girişime olanak veren ideal bir özelliğidir. Asla oluşmayacak durumları sınırlayan ve dalga fiziğinin anlaşılmasına yardımcı olan farklı kavramları içerir ve kuantum fiziğinde çok önemli bir konsept olmuştur. Daha genel olarak, uyumluluk tek bir dalganın veya birçok dalga içeren dalga paketlerinin fiziksel özelliklerini tanımlar.

Süperlens, kırınım sınırının ötesine giden metamateryallerin kullanıldığı bir mercektir. Kırınım sınırı geleneksel lenslerin ve mikroskopların çözünürlük duyarlılığının limitidir. Farklı yollar ile kırınım sınırının ötesine geçebilen birçok lens çeşidi vardır ancak onları engelleyen ve işlevlerini etkileyen birçok etmen vardır.

<span class="mw-page-title-main">Elektronik kâğıt</span>

Elektronik mürekkep (e-mürekkep) veya akıllı kağıt olarak da bilinen elektronik kağıt, kağıt üzerindeki sıradan mürekkebin görünümünü taklit eden bir görüntüleme cihazıdır. Işık yayan geleneksel düz panel ekranların aksine, elektronik kağıt ekran, kağıt gibi ortam ışığını yansıtır. Bu, onların okunmasını daha rahat hale getirebilir ve çoğu ışık yayan ekrandan daha geniş bir izleme açısı sağlayabilir. 2008 yılından itibaren mevcut olan elektronik ekranlardaki kontrast oranı gazetelere yaklaşmaktadır ve yeni geliştirilen ekranlar biraz daha iyidir. İdeal bir e-kağıt ekranı, görüntü solmadan, doğrudan güneş ışığında okunabilir.

Kalsiyum görüntüleme tekniği hücre, doku ya da ortamdaki kalsiyum (Ca2+) durumunu görüntülemek amacıyla kullanılan bir bilimsel teknik. Kalsiyum görüntüleme teknikleri floresan özelliği taşıyan, fakat Ca2+ ile bağlandığında floresan özelliği değişen kalsiyum belirteçlerinden faydalanır. İki temel tip kalsiyum belirteci mevcuttur: kimyasal belirteçler ve genetik olarak kodlanmış belirteçler. Kalsiyum görüntüleme, canlı hayvanlarda hücre içi kalsiyumu optik olarak görüntülemek için kullanılabilir. Bu teknik geniş çapta hücre tipinin ve sinir devrelerindeki yüzlerce gliya hücrelerinin ve sinir hücrelerinin sinirsel aktivite görüntüleme çalışmalarına izin verir.

<span class="mw-page-title-main">Tıbbi görüntüleme</span> bir bedenin iç kısmının görsel temsillerini oluşturma tekniği ve süreci

Tıbbi görüntüleme, tıbbi analiz ve müdahale için vücudun iç kısımlarının görsel temsillerini oluşturmak veya bazı organ veya dokuların işlevinin (fizyoloji) görsel tasvirlerini yaratmak için kullanılan teknikler ve işlemlerdir. Tıbbi görüntüleme, cilt ve kemiklerin görüntülenmesine engel olduğu iç yapıları ortaya çıkarmanın yanı sıra, hastalıkları teşhis, muayene ve tedavi etmeyi amaçlar. Tıbbi görüntüleme aynı zamanda anormallikleri tespit etmeyi mümkün kılan normal anatomi ve fizyoloji veritabanını da oluşturur. Vücuttan çıkartılmış organ ve dokuların incelenmesi tıbbi nedenlerle gerçekleştirilse de, bu tür işlemler genellikle tıbbi görüntüleme yerine patolojinin bir parçası olarak kabul edilir.

<span class="mw-page-title-main">Nörogörüntüleme</span> Sinir sisteminin yönlerini ölçmek ve görselleştirmek için bir dizi teknik

Nörogörüntüleme veya beyin görüntüleme; sinir sisteminin yapısını, işlevini veya farmakolojisini doğrudan veya dolaylı yollarla görüntülemek için çeşitli tekniklerin kullanımıdır. Tıp, sinirbilim ve psikolojide kullanımına görece yeni başlanan bir disiplindir. Klinik ortamda nörogörüntülemenin yapılmasında ve yorumlanmasında görevli hekimler de nöroradyolog olarak adlandırılır.

<span class="mw-page-title-main">İletim ortamı</span> Conduit for signal propagation

İletim ortamı, telekomünikasyon amaçları için sinyallerin yayılmasına aracılık edebilen bir ortamdır. Sinyaller tipik olarak seçilen ortam için uygun bir tür dalgaya empoze edilmektedir. Örneğin, veriler sesi modüle edebilir ve sesler için bir iletim ortamı hava olabilir, ancak katılar ve sıvılar da iletim ortamı olarak işlev görebilmektedir. Vakum veya hava, ışık ve radyo dalgaları gibi elektromanyetik dalgalar için iyi bir iletim ortamı oluşturmaktadır. Elektromanyetik dalgaların yayılması için maddi madde gerekli olmasa da, bu tür dalgalar genellikle içinden geçtikleri iletim ortamından, örneğin ortamlar arasındaki arayüzlerde absorpsiyon, yansıma veya kırılma ile etkilenmektedir. Bu nedenle, dalgaları iletmek veya yönlendirmek için teknik cihazlar kullanılabilmektedir. Bu nedenle, iletim ortamı olarak bir optik fiber veya bir bakır kablo kullanılmaktadır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.