RU2314034C2 - Устройство получения контрастных окт изображений - Google Patents
Устройство получения контрастных окт изображений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2314034C2 RU2314034C2 RU2006103448/14A RU2006103448A RU2314034C2 RU 2314034 C2 RU2314034 C2 RU 2314034C2 RU 2006103448/14 A RU2006103448/14 A RU 2006103448/14A RU 2006103448 A RU2006103448 A RU 2006103448A RU 2314034 C2 RU2314034 C2 RU 2314034C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical coherent
- probe
- tomograph
- pressure
- images
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 238000003325 tomography Methods 0.000 title abstract 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 43
- 238000012014 optical coherence tomography Methods 0.000 claims description 25
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 37
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 4
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 208000037273 Pathologic Processes Diseases 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000009054 pathological process Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000011269 treatment regimen Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине, в частности к медицинской диагностике, и может быть использовано для получения контрастных изображений тканей в оптической когерентной томографии. Устройство получения контрастных ОКТ изображений содержит оптический когерентный томограф с щупом, при этом щуп оптического когерентного томографа снабжен измерителем величины прижима его к исследуемому объекту. Использование изобретения направлено на повышение эффективности ОКТ метода за счет повышения контрастности изображений тканей человека. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к медицине, в частности к медицинской диагностике, и может быть использовано для получения контрастных изображений тканей в оптической когерентной томографии (ОКТ).
В последнее время в связи с бурным развитием оптических технологий наблюдается их активное проникновение и применение в медицине. Благодаря успехам в теории оптики рассеивающих сред, появлению новых технологий в оптике фемтосекундных и фемтокоррелированных источников излучения и оптоволоконных элементов, с одной стороны, и с ростом достижений в вычислительной технике - с другой, удалось разработать и создать оптические когерентные томографы, позволяющие получать информацию о внутренней структуре поверхностных биотканей, в том числе и слизистых оболочек, непосредственно при обследовании пациента с пространственным разрешением до 10-15 микрон на глубину до 2 мм.
Большинство патологических процессов сопровождается структурными изменениями ткани. Информация об этих изменениях важна для постановки диагноза и выбора стратегии лечения. Оптическая когерентная томография отображает рассеяние от микронеоднородностей в биоткани, связанное с градиентом показателя преломления. Градиент показателя преломления зависит не только от морфологических особенностей биоткани, но и от физических и химических параметров биоткани, в частности от плотности биоткани.
В настоящее время контрастирование тканей в ОКТ достигается путем введения в исследуемую ткань биосовместимых химических агентов, таких как глицерин, пропилен гликоль, полипропилен гликоль (см., например, статью Ruikang К. Wang and James В. Elder "Propylene glycol as a contrasting agent for optical coherence tomography to image gastrointestinal tissues", Lasers in surgery and medicine №30, p.201-208, 2002). В данной статье в качестве контрастирующего агента используют раствор пропилен гликоля. Пропиленгликоль имеет показатель преломления больший, чем у внутритканевого и межклеточного вещества, в результате чего происходит уменьшение разницы показателей преломления клеток и окружающей их среды, то есть происходит оптическое просветление ткани. После этого ткань зондируют излучением оптического когерентного томографа и получают контрастное изображение, на котором более четко видны границы структур ткани.
Однако получение контрастных изображений тканей в ОКТ с помощью пропиленгликоля является длительной процедурой, так как оптическое просветление ткани после введения пропиленгликоля происходит не раньше, чем через 40 минут. К тому же необходимость введения пропиленгликоля для получения контрастных изображений затрудняет диагностирование живых тканей человека.
Известно устройство получения данных об эластичности тканей (патент US 5524636, МПК6 А61В 8/12, публ. 11.06.1996), которое включает блоки для создания и измерения деформации участка ткани и дисплей для вывода данных о деформации участка ткани.
Недостатком данного устройства является малая информативность выводимых данных для диагностики, поскольку данные на экран выводятся в виде графика зависимости величины деформации от места приложения ее к ткани, а не в виде контрастного изображения самого исследуемого участка ткани.
Ближайшим аналогом разработанного устройства получения контрастных изображений тканей в ОКТ является устройство получения ОКТ изображений (патент RU 2148378, МПК7 А61В 6/08, публ. 10.05.2000), которое включает оптический когерентный томограф с щупом.
Недостатком данного устройства является то, что в случае малоконтрастных ОКТ изображений невозможно эффективно диагностировать биоткань по этим изображениям.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка устройства получения контрастных ОКТ изображений, позволяющего повысить эффективность ОКТ метода за счет получаемых контрастных изображений тканей человека.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что разработанное устройство получения контрастных ОКТ изображений так же, как и устройство, которое является ближайшим аналогом, содержит оптический когерентный томограф с щупом.
Новым в разработанном устройстве получения контрастных ОКТ изображений является то, что щуп оптического когерентного томографа снабжен измерителем величины прижима его к исследуемому объекту.
В первом частном случае реализации разработанного устройства получения контрастных ОКТ изображений в качестве измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа используется сжимаемый материал, прозрачный для излучения, наносимый на поверхность щупа оптического когерентного томографа, обращенную к исследуемому объекту. Применение сжимаемого материала в качестве измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа наиболее удобно и просто в использовании. Но так как в качестве сжимаемого материала чаще используется органическое вещество, срок службы такого измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа небольшой.
Во втором частном случае реализации разработанного устройства получения контрастных ОКТ изображений в качестве измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа используется динамометр. Наиболее целесообразно использование динамометра для измерения величины прижима в мягких тканях, где требуется наибольшая сила прижима.
В третьем частном случае реализации разработанного устройства получения контрастных ОКТ изображений в качестве измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа используется пьезоэлектрический измеритель величины прижима.
В четвертом частном случае реализации разработанного устройства получения контрастных ОКТ изображений в качестве измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа используется тензометр. Пьезоэлектрический измеритель величины прижима и тензометр рационально применять для измерения малой величины прижима, например при воспалительном процессе в ткани.
На фиг.1а представлено изображение здоровой ткани до прижима щупа оптического когерентного томографа, на фиг.1б представлено изображение здоровой ткани после прижима щупа оптического когерентного томографа.
На фиг.2а представлено изображение ткани с патологическими изменениями до прижима щупа оптического когерентного томографа, на фиг.2б представлено изображение ткани с патологическими изменениями после прижима щупа оптического когерентного томографа.
На фиг.3 представлена схема реализации устройства получения контрастных ОКТ изображений со сжимаемым материалом, прозрачным для излучения, нанесенным на поверхность щупа оптического когерентного томографа, обращенную к исследуемому объекту, для измерения величины его прижима.
На фиг.4 представлена схема реализации устройства получения контрастных ОКТ изображений с использованием динамометра для измерения величины прижима щупа оптического когерентного томографа.
На фиг.5 представлена схема реализации устройства получения контрастных ОКТ изображений с использованием пьезоэлектрического измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа.
На фиг.6 представлена схема реализации устройства получения контрастных ОКТ изображений с использованием тензометра для измерения величины прижима щупа оптического когерентного томографа.
Изображение здоровой ткани до прижима щупа оптического когерентного томографа по фиг.1а представляет собой малоконтрастное изображение. Диагностирование по таким изображениям затруднено, так как ткань не имеет четко выраженную слоистость и выглядит как ткань с патологическими изменениями.
Изображение здоровой ткани после прижима щупа оптического когерентного томографа по фиг.1б представляет собой контрастное изображение. Ткань имеет четко выраженную слоистость, что говорит о ее нормальном состоянии.
Изображения ткани с патологическими изменениями до прижима щупа оптического когерентного томографа по фиг.2а и после прижима щупа оптического когерентного томографа по фиг.2б не имеют четко выраженную слоистость.
Устройство по фиг.3 содержит щуп 1 оптического когерентного томографа, сжимаемый слой 2 из материала, прозрачного для излучения, который нанесен на поверхность щупа 1 оптического когерентного томографа, обращенную к исследуемому объекту.
Сжимаемый слой 2 на поверхности щупа 1 оптического когерентного томографа, обращенной к исследуемому объекту, прозрачен для излучения. При формировании изображения исследуемого объекта на экране оптического когерентного томографа также появляется и изображение сжимаемого слоя 2, который при прижиме к исследуемому объекту изменяет свою толщину, что также отображается на экране. По изменению толщины сжимаемого слоя 2 судят о величине силы прижима. Контроль силы прижима необходим во избежание механического повреждения тканей, при котором изменяется нормальное функционирование тканей исследуемого объекта. Также контроль силы прижима необходим для повторного диагностирования, которое производится для корректности сравнения с той же величиной прижима.
Устройство по фиг.4 содержит щуп 1 оптического когерентного томографа, динамометр 3 с упором 4. Динамометр 3 имеет градуированную шкалу 5 и ограничитель 6 давления на ткань.
В конкретной реализации устройства величину силы прижима контролируют с помощью динамометра 3. Динамометр 3 имеет упор 4, который фиксируется на щупе 1 оптического когерентного томографа. При нажатии на динамометр 3 давление передается щупу 1 оптического когерентного томографа. Величина и сила прижима определяются по градуированной шкале 5. Ограничитель 6 давления не допускает пережима ткани.
Устройство по фиг.5 содержит щуп 1 оптического когерентного томографа с пьезоэлектрическим измерителем 7 величины прижима щупа 1 оптического когерентного томографа к исследуемому объекту.
В данной конкретной реализации устройства пьезопластина измерителя 7 крепится на поверхность щупа 1 оптического когерентного томографа, обращенную к исследуемому объекту, с помощью цилиндрической опоры 8. При нажатии пьезопластина изгибается, возникает ток. Показание силы тока, которое соответствует определенной величине прижима, выводится на экран.
Устройство по фиг.6 содержит щуп 1 оптического когерентного томографа, тензометр 9, закрепленный на поверхности щупа 1 оптического когерентного томографа, обращенной к исследуемому объекту.
В результате прижима щупа 1 оптического когерентного томографа к исследуемому объекту к тензометру прикладывается давление, из-за чего его сопротивление меняется. По изменению сопротивления тензометра 9 судят о величине силы прижима.
В конкретной реализации устройства был использован кремниевый полупроводниковый тензометр КТД2Б.
Таким образом, разработанное устройство получения контрастных ОКТ изображений позволяет повысить эффективность ОКТ метода и тем самым повысить точность диагностики при сокращении времени на проведение обследования.
Claims (5)
1. Устройство получения контрастных ОКТ изображений, то есть изображений, получаемых методом оптической когерентной томографии, содержащее оптический когерентный томограф с щупом, отличающееся тем, что щуп оптического когерентного томографа снабжен измерителем величины прижима его к исследуемому объекту.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа использован наносимый на поверхность щупа оптического когерентного томографа, обращенную к исследуемому объекту, сжимаемый материал, прозрачный для излучения.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа использован динамометр.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа использован пьезоэлектрический измеритель величины прижима.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве измерителя величины прижима щупа оптического когерентного томографа использован тензометр.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006103448/14A RU2314034C2 (ru) | 2006-02-06 | 2006-02-06 | Устройство получения контрастных окт изображений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006103448/14A RU2314034C2 (ru) | 2006-02-06 | 2006-02-06 | Устройство получения контрастных окт изображений |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006103448A RU2006103448A (ru) | 2007-08-20 |
| RU2314034C2 true RU2314034C2 (ru) | 2008-01-10 |
Family
ID=38511694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006103448/14A RU2314034C2 (ru) | 2006-02-06 | 2006-02-06 | Устройство получения контрастных окт изображений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2314034C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530300C1 (ru) * | 2013-02-21 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ | Способ повышения качества структурного изображения биообъекта в оптической когерентной томографии |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5438989A (en) * | 1990-08-10 | 1995-08-08 | Hochman; Darryl | Solid tumor, cortical function, and nerve tissue imaging methods and device |
| RU93015880A (ru) * | 1993-03-25 | 1995-11-20 | Р.Ф. Мусин | Способ измерения электрических характеристик участка поверхности кожи |
| RU2148378C1 (ru) * | 1998-03-06 | 2000-05-10 | Геликонов Валентин Михайлович | Устройство для оптической когерентной томографии, оптоволоконное сканирующее устройство и способ диагностики биоткани in vivo |
-
2006
- 2006-02-06 RU RU2006103448/14A patent/RU2314034C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5438989A (en) * | 1990-08-10 | 1995-08-08 | Hochman; Darryl | Solid tumor, cortical function, and nerve tissue imaging methods and device |
| RU93015880A (ru) * | 1993-03-25 | 1995-11-20 | Р.Ф. Мусин | Способ измерения электрических характеристик участка поверхности кожи |
| RU2148378C1 (ru) * | 1998-03-06 | 2000-05-10 | Геликонов Валентин Михайлович | Устройство для оптической когерентной томографии, оптоволоконное сканирующее устройство и способ диагностики биоткани in vivo |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530300C1 (ru) * | 2013-02-21 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ | Способ повышения качества структурного изображения биообъекта в оптической когерентной томографии |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006103448A (ru) | 2007-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Petroll et al. | In vivo confocal microscopy of the cornea: new developments in image acquisition, reconstruction, and analysis using the HRT-Rostock corneal module | |
| Enfield et al. | In-vivo dynamic characterization of microneedle skin penetration using optical coherence tomography | |
| Manapuram et al. | In vivo estimation of elastic wave parameters using phase-stabilized swept source optical coherence elastography | |
| Qi et al. | Confocal acoustic radiation force optical coherence elastography using a ring ultrasonic transducer | |
| US11206986B2 (en) | Miniature quantitative optical coherence elastography using a fiber-optic probe with a fabry-perot cavity | |
| Pinnagoda et al. | Comparability and reproducibility of the results of water loss measurements: a study of 4 evaporimeters | |
| US10791983B2 (en) | Optical imaging for preterm birth assessment | |
| Lakhani et al. | Non-invasive in vivo quantification of directional dependent variation in mechanical properties for human skin | |
| Chao et al. | Biomechanical properties of the forefoot plantar soft tissue as measured by an optical coherence tomography-based air-jet indentation system and tissue ultrasound palpation system | |
| Nuri et al. | Regional three‐dimensional deformation of human Achilles tendon during conditioning | |
| Stekelenburg et al. | A new MR-compatible loading device to study in vivo muscle damage development in rats due to compressive loading | |
| Yanagisawa et al. | Strenuous resistance exercise effects on magnetic resonance diffusion parameters and muscle–tendon function in human skeletal muscle | |
| Cheung et al. | Magnetic resonance elastography of the plantar fat pads: preliminary study in diabetic patients and asymptomatic volunteers | |
| RU2314034C2 (ru) | Устройство получения контрастных окт изображений | |
| McBride et al. | In vivo PS-OCT needle probe scan of human skeletal muscle | |
| CN107478414B (zh) | 一种oct成像回抽性能测试装置及方法 | |
| Kishen et al. | Fundamentals and applications of biophotonics in dentistry | |
| CN104997512A (zh) | 一种mri测温磁场漂移相位补偿方法 | |
| Gupta et al. | Recovery of skin barrier properties after sonication in human subjects | |
| Ma et al. | Corneal viscoelasticity measurements under different intraocular pressures using handheld optical coherence elastography | |
| Liang et al. | Modeling and measurement of tissue elastic moduli using optical coherence elastography | |
| Isvilanonda et al. | Regional differences in the mechanical properties of the plantar aponeurosis | |
| Plassmann et al. | Recording wound care effectiveness | |
| Yang et al. | Noninvasive quantitative assessment of oral submucosal fibrosis in vivo using optical coherence elastography | |
| Zhang et al. | Quantitative diagnosis of early acute compartment syndrome using two-dimensional shear wave elastography in a rabbit model |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160926 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180207 |