N 002 |
Egidijus Auksorius ✉ |
Pilnojo lauko optinės koherentinės tomografijos vystymas ir jos taikymas biomedicininių objektų vaizdinimui |
Development of optimised optical coherence tomography and its application to biomedical imaging |
Temos aprašymas
Optinė koherentinė tomografija (angl. OCT) yra interferencinis optinės mikroskopijos metodas plačiai taikomas įvairiems medicininiams ir biologiniams bandiniams tirti dėl jo pasiekiamos mikrometrinės erdvinės rezoliucijos giliuose audinių sluoksniuose. Šiuo metu OCT yra išsamiausias metodas žmogaus akies tinklainei tirti medicininės diagnostikos tikslams dėl metodo didelio vaizdinimo greičio ir ne-invazinio pobūdžio. Pilnojo lauko OCT (angl. FF-OCT) yra greičiausias iš visų OCT metodų, kuris įgalina registruoti tri-dimensinius akies tinklainės vaizdus per kelias milisekundes. Tam FF-OCT naudoja derinamo bangos ilgio lazerius bandinio apšvietimui ir ultrarsparčias kameras signalo detekcijai. Greitas žmogaus akies, kaip ir kitų biomedicininių objektų in vivo vaizdinimas yra kritiškai svarbus bandant išvengti registruojamų vaizdų iškraipymų kurie atsiranda dėl paciento nevalingų judėsių. Kadangi neįmanoma įdiegti konfokalinės detekcijos naudojant kamerą, su FF-OCT užregistruotuose vaizduose dominuoja koherentinis triukšmas kuris apsunkina vaizdų interpretavimą ir limituoja vaizdinimo gylį. Mes neseniai parodėme, kad šie koherentiniai triukšmai gali būti sėkmingai eliminuojami sumažinant lazerio erdvinį koherentiškumą naudojant ultrasparčius erdvinius moduliatorius [2, 6] arba multimodinius šviesolaidžius [1]. Taip pat pademonstravome, kad FF-OCT sistemos gali būti našesnės naudojant optimalesnes sistemos optines schemas kurios įgalima kelis kartus aukštesnį signalo-triukšmo santykį [3, 5]. Galutinis šio projekto tikslas bus sukurti našias ir optimizuotas FF-OCT sistemas kuriose eliminuojamas koherentinis triukšmas ir pasiekiama aukštesnis signalo-triukšmo santykis. Ateityje tokios sistemos galėtų pagerinti akių ligų diagnostiką.
Theme description
Optical coherent tomography (OCT) is an interferometric optical microscopy technique widely used to examine a variety of medical and biological specimens due to its micrometric spatial resolution deep within tissue. OCT is currently the most comprehensive method for examining the retina of the human eye for medical diagnostic purposes due to its imaging speed and non-invasive nature of the method. Full-field OCT (FF-OCT) is the fastest of all OCT methods, enabling three-dimensional imaging of the human retina in a few milliseconds. To this end, FF-OCT uses a tunable wavelength laser for sample illumination and an ultra-fast camera for interferometric signal detection. Rapid in vivo imaging of the human eye, like that of other biomedical objects, is critical in order to avoid image distortion that result from involuntary patient movement. However, since confocal detection cannot be implemented with camera, images recorded with FF-OCT are dominated by coherent noise (crosstalk) that complicates image interpretation and limits the imaging depth. We have recently shown that crosstalk noise can be successfully eliminated by reducing the spatial coherence of a laser using ultrafast spatial modulators [2, 6] or multimode optical fibers [1]. We have also demonstrated that FF-OCT systems can be more efficient by using more optimal optical schemes that enable a couple of times higher signal-to-noise ratio [3, 5]. The ultimate goal of this project will therefore be to develop an efficient and optimized FF-OCT system that eliminate coherent noise and achieve a higher signal-to-noise ratio. In the future, such systems could improve the diagnosis of eye diseases.