地球与环境 2022-01-20 06:54

在世界各地,每秒钟都会有人接受视网膜OCT扫描,这通常是眼科检查的常规部分。由OCT获得的高分辨率图像允许眼科医生诊断和监测许多视网膜疾病的治疗。

光学相干层析成像有点像超声波,但OCT使用光反射来无创地获取组织结构的横切面图像,而不是声音。OCT最初是由麻省理工学院的James Fujimoto团队在1991年开发的,同时也是Adolf Fercher团队在维也纳的开创性工作,是眼科历史上采用速度最快的成像技术。然而,OCT的最初动机远远超出了眼科的范畴:它的理念是使光学活检能够在不易获得的器官(如心脏、肠道或大脑)上进行,从而实现快速诊断反馈,从而降低医疗成本。

根据最近发表在《生物医学光学杂志》(JBO)上的观点,OCT具有显著的增长潜力,并且已经能够在从心脏病学到皮肤科的广泛医疗应用中增强医疗诊断。多模态和小型化OCT是最令人兴奋的前景之一。

多通道10月

多模态OCT结合了互补光学成像方法,弥补了OCT的缺陷,特别是穿透深度和对比度有限,扩大了其实用性。例如,内窥镜OCT可以使探头进入内部器官。

维也纳医科大学医学物理和生物医学工程中心教授兼主任Wolfgang Drexler表示,内窥镜中的OCT功能相当于一种全球定位系统:“多通道成像应用结合技术互补10月将越来越多的被转移速度显著提高显微镜setups-acting quasi-histological光学切片操作旁边看到——微型内窥镜水平与10月像GPS试销的组织更广泛的视野与微观决议。”

其他令人兴奋的OCT扩展包括动态对比OCT,它可以通过揭示新鲜切除组织的亚细胞代谢对比来实现光学活检。OCT血管造影术可以提供关于血液和淋巴液流动的结构和功能信息,通过将眼睛作为大脑的窗口,在非侵入性诊断神经生殖疾病(如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症)方面具有特殊的前景。

小型化、便携式10月

如果你记得上次OCT视网膜扫描,你可能会记得这台机器占用了相当大的一块办公室空间。据德雷克斯勒称,目前大多数商用OCT设备的占地面积为1平方米,成本高达18万美元。考虑到这个占地面积,“小型化OCT”必须指的是尺寸和成本的降低。由于世界范围内的工业和学术实验室的努力,越来越紧凑、移动和具有良好成像性能的成本效益的OCT系统已经开始出现。据报道,新兴的基于微型光学组件或光子集成电路的片上oct、家庭oct和自oct系统将在不久的将来彻底改变新的应用和可用性。

根据德雷克斯勒的说法,“小型化OCT技术仍然很年轻,预示着一个令人兴奋的未来,即更广泛、主流、自动化、智能和智能的即时护理设备,用于早期病理变化的检测。”

这些潜在的未来颠覆性创新尤其依赖于在不影响OCT成像分辨率和速度的前提下减小尺寸和成本。

全球10月市场

由于OCT与更便宜、更老、更被广泛认可的成像方式相竞争,眼科以外的OCT的广泛应用起步缓慢。根据德雷克斯勒和他的合著者的说法,起飞迫在眉睫——因为具有成本效益的OCT是由光子集成等技术进步和更便宜的扫频源激光技术的可用性实现的。

德雷克斯勒指出,最近的市场报告显示,到2023年,全球OCT市场规模约为15亿美元。特别是,掌上和集成OCT系统的复合年增长率预计。

因此,在华侨城成立30周年之际,华侨城的前景一片光明,工程挑战将奖励新一代的生物医学工程师。

阅读Rainer Leitgeb等人的开放获取评论,“医生的增强医疗诊断:光学相干断层扫描的视角,”J. Biomed。Opt. 26(10), 100601 (2021) doi 10.1117/1.JBO.26.10.100601。