Optik Koherens Tomografi (OCT)’deki Son Gelişmeler

Vücudumuzun dışarıdan, direkt, ışık yardımıyla incelenebilen tek organı gözdür; diğer organlar x ışını, manyetik alan veya ultrasonik dalgalarla incelenebilmektedir. Bu avantaj kullanılarak, ışık yardımıyla göz dokularının kesitsel incelenmesi için çeşitli cihazlar geliştirilmiştir. Teknolojinin ilerlemesi devam ettikçe OCT’deki gelişmeler de durmayacak ve koherens ışık gözümüzü aydınlatmaya devam edecektir.

Parsiyel koherens ışık (belirli bir band aralığında değişen dalga yüksekliğinde, aynı fazda
ve üniform yapıda olmayan ışık dalgası) kullanarak ölçüm yapan ve aslında bir ışık
interferometrisi (girişimölçer) olan OCT, biyolojik dokularda yüksek çözünürlüklü, gerçek zamanlı, non-kontakt, kesitsel görüntüleme sağlayan, optik temelli çalışan bir görüntüleme
teknolojisidir. Bu teknolojide, göze gönderilen ışığın göz içi dokulardan yansıdıktan sonra cihaza geri yansıyan ışık dalgalarında oluşan gecikme ve frekans farkları bir girişimölçer ile ölçülüp yüksek ve düşük yansıtıcılık özelliklerine göre kesitler oluşturulmaktadır. Klinik pratiğimizde artık olmazsa olmazımız haline gelen OCT, Dr. Huang ve arkadaşlarının Massachusetts Institute of Technology’de bütün bir gece süren ilk çekimini yapmasının ardından geçen neredeyse çeyrek yüzyıllık zamanda, ilk prototipinden çok farklı bir
konuma evrilmiştir. Klinik beklentilere uygun olarak daha hızlı, daha net ve ayrıntılı görüntü elde edilen, daha geniş ve daha derin alanı tarayan cihazların gelişiminin yanında artık hücresel düzeyde kesit alan ve yapısal görüntü yanında fonksiyonel ölçüm yapan cihazlar
geliştirilmiştir. Son geliştirilen OCT sistemlerinde; kullanılan ışığın dalga boyu, band aralığı ve kaynağı değiştirilerek, tarama sayısı ve kesit sayısı arttırılarak, görüntü kaydeden kamera sistemleri değiştirilip fotodedektörler konularak, optik sistemlerdeki aberasyonlar azaltılarak ve görüntüyü işleyen programlar geliştirilerek artık çok daha kaliteli, ayrıntılı ve hızlı görüntüler almak mümkün olmuştur.

ARAYIŞLARIN ARDINDAN

Geçen yüzyıldaki, ilk kuşak zaman tabanlı (Time-Domain; dokulardan ışığın gecikme zamanı ölçülerek yapılan görüntüleme) çalışma prensibi ile çalışan OCT sistemlerinde, yeterince hızlı ve ayrıntılı görüntü alınamaması sonucu arayışlar başlamıştı. Yeni yüzyılla beraber ikinci nesil frekans tabanlı (frequency-domain, spectral domain; dokulardan yansıyan ışığın frekans değişimlerini ölçen ve ayna kullanmadan yapılan görüntüleme)
OCT sistemleri devreye girmiştir. İkinci nesil spectral OCT’lerle beraber, 10 mikronlardan 5 mikronlara düşen aksiyal çözünürlüğün yanında tarama derinliği 3 mm, tarama genişliği 15 mm (50 derece) olan ve 3 boyutlu vitreo-retinal ara yüzey görüntülemesi yapan cihazlar klinik pratiğe girmiştir. A-tarama frekansı 27- 40 kHz’e kadar çıkmıştır. Fundus görüntüleri SLO ile alınıp kesit sayısı da 120 kesit/mm’ye ulaşmıştır. Koroidi çok daha ayrıntılı gösteren OCT’ler sayesinde koroidopatiler ve birçok hastalığın koroid üzerinde yarattığı etkiler gözler önüne serilmiş ve retina kalınlığının yanında artık koroid kalınlıkları da hastalıkların takibinde bir parametre haline gelmiştir. Retinanın tüm katları ayrılarak her birinin kendi kalınlıkları ile RPE arası mesafesi ölçülebilmektedir. Bu sayede özellikle glokomda en
erken hasarın başladığı gangliyon hücre hasarı ve ayrıntılı sinir lifi analizi yapılabilmektedir. Arttırılmış derinlik görüntülemeli OCT ile ve optik sinir topografisi hakkında da ayrıntılı bilgiler alınırken lamina kribroza ön yüzeyi, topografisi ve kalınlığı ile prelaminer sinir doku kalınlığı ve optik sinir dokusu içindeki birikimler çok daha iyi görüntülenmiştir. Optik pit’deki küçük laminar defekler ile optik disk druseni çok net olarak seçilebilmektedir. Koronal tarama (C-scan, en-face, dokulara karşıdan bakılarak elde edilen görüntüleme) ile yüzeysel kesitler alınıp hastalıkların tutuğu kat ve topografik yerleri daha iyi tespit edilebilmektedir. Kullanılan düşük hızlı CMOS kameraların yerine CCD kameralar konularak daha kaliteli ve az enerji kullanılan sistemler devreye girmiştir.

ÜÇÜNCÜ KUŞAK OCT’LER

Hız kesmeyen teknoloji son olarak 3. kuşak yeni nesil OCT sistemlerini üretmiştir. Zaman kodlamalı frekans tabanlı (time encoded frequencydomain, Swept source) OCT’ler ufkumuzu daha da açmıştır. Bu sistem zaman tabanlı ve frekans tabanlı OCT sistemlerinin kullanışlı özelliklerini birleştirmiştir. Diğer iki sistemin aksine dar band aralığı olan, daha yüksek dalga boyu (1050 vs 840) ve yüksek hızlı (20-200 kHz) laser kullanarak cok
daha derin dokulara ulaşmıştır. CCD kamera yerine 2 adet CMOS, fotodedektör kullanan ve rezolusyonun 1 mikrona kadar düştüğü, 100.000 A-scan hızında ve 15 mm tarama
genişliğinde, sinyal kaybının çok az olduğu OCT’ler kullanıma girmiştir. Swept-source OCT’lerle beraber hastalıkların vitreus, retina ve koroidin tüm katlarında yarattığı etkiler tek bir görüntü altında ve daha ayrıntılı halde izlenebilir hale gelirken birçok hastalığın patofizyolojisi hakkındaki fikirler de değişmektedir. Dezavantajı tüm dokuları bir arada gösterdiği için yalnız retinanın ayrıntılı görüntülerini almak daha zordur.

OCT ANJİOGRAFİ İLE GELEN YENİLİKLER

Sürekli gelişen anatomik, yapısal görüntü veren OCT kavramının yanında artık kan akımı ve retinanın elektrofizyolojik özelliklerinin de ölçülebildiği fonksiyonel OCT kavramı oluşmuştur. Optik Anjiografi de denen OCT anjiografide, florasans madde kullanmadan retina iç kontrastları kullanılarak hareket eden (kan) ve sabit retinal yapılar arası yansıtıcılık farkları ölçülerek kan akımı ve vasküler yapı hakkında ayrıntılı ölçümler yapılabilmektedir.
Split-Spectrum Amplitude Decorrelation tekniği ile 8 kesitli yüksek resolusyonlu görüntülerden görüntü kalitesi arttırılmıştır; sanal anjiografik ve doppler görüntüler elde edilmiştir. OCT-anjiografi; glokomda optik vaskuler yapılarının azaldığının gösterilmesinde, retinal kan akımının ölçülmesinde (optik disk retina ve koroid kan akımı ayrı ayrı gösterilebilir), diabetik retinopatide avaskuler iskemik alanların gösterilmesinde (Dar alanda ölçüm yapar kan-retina bariyeri bozukluğu, sızıntı alanlarını direkt gösteremez) ve koroid neovaskuler membranların milimetrik boyutu ve ölçülerinin RPE altında veya üzerinde
olması ve tedavi ile boyut değişiminin takibinde önemli bilgiler vermektedir. Optophysiology fonksiyonel OCT ile retinanın elektrofizyolojik özelliklerinin değerlendirilmesi ve optik ERG yapılması mümkün hale gelmiştir. Işığın fotoreseptör ve RPE hücre membranlarında yarattığı etki ile hücre içi iyon kompozisyonu değişir. Bu sayede ışık verilmeden
öncesi ve sonrası arası yansıtıcılık farkları ölçülerek bir elektrofizyolojik ölçüm yapılabilmektedir. Bunun yanında Polarisazyon-duyarlı OCT ile RPE’nin ışığı polarize edici ve geciktirici özelliğini kullanılarak RPE fonksiyonları da değerlendirebilir hale gelmiştir. Ön
segment OCT’leri ile de artık kornea kalınlıkları ve katları çok daha keskin bir şekilde ölçülebilmektedir. Ayrıca UBM görüntülere yakın ön segment (aynı anda kornea, açı, iris,
lensi gösteren) görüntülemesi yanında flying spot en-face C-tarama, multiple delay element (MDE)-OCT teknolojisi ile korneanın ayrıntılı topografisi ve keratometrik ölçümleri
yapılabilmektedir.

HÜCRE SEVİYESİNDE GÖRÜNTÜLEMELER MÜMKÜN

İntraoperatif mikrokopa monte OCT’ler ile makula cerrahisinde gerçek zamanlı peroperatuar görüntüler oluşmakta ve epiretinal membran planı ya da makula deliği hakkında cerrah için değerli bilgiler elde edilmektedir. Son olarak hücresel OCT ile artık hücre seviyesinde (fotoreseptör, RPE) görüntüleme yapan OCT’ler geliştirilmiştir. (Sub-sellüler rezolisyon OCT
mikroskop; In-vivo optik biopsi). Bu sistemle hastanın gözünün wavefront analizi ile aberasyonları ölçülüp buna göre teleskoplarda da kullanılan adaptif optik sistemlerle bir düzelme yapılarak elde edilen çok yüksek çözünürlüklü ölçümlerle rod–konların bile hücresel düzeyde OCT görüntüsü alınabilmektedir, ancak henüz ticari kullanıma girmemiştir.

Doç. Dr. Özgür Artunay

Ophthalmology Life 2015 21. Sayı

YORUM YAP

Please enter your comment!
Please enter your name here