OCT-Technologie

Optische Kohärenztomographie

Die OCT ist eine bildgebende Technologie, mit der Schnittbilder semi-transparenter Materialien nicht-invasiv und strukturerhaltend erzeugt und Gewebemorphologien charakterisiert werden können. Das Verfahren basiert auf kurzkohärenter Interferometrie mit infrarotem Licht und erreicht Eindringtiefen im Gewebe von mehreren Millimetern bei einem Auflösungsvermögen von wenigen Mikrometern. Das eröffnet unterschiedliche klinische Anwendungsmöglichkeiten beispielsweise in der minimal invasiven Chirurgie, in nicht-invasiven Anwendungsfeldern oder der Point-of-Care Diagnostik.

Optische Kohärenztomographie als nicht-invasive Bildgebungstechnologie zur Gewebeuntersuchung

Die tomografische Darstellung innerer Strukturen ist eine wichtige Methode der Messtechnik, da sie grundlegend für die Analyse semi-transparenter Materialien ist. In vielen Anwendungen ist eine Untersuchung der oberflächennahen Strukturen bis zu einer Tiefe von 3 Millimetern erforderlich – beispielsweise bei der Untersuchung von Hautgewebe in der Medizin oder Folienstrukturen im produzierenden Gewerbe. Einige der bekanntesten nicht-invasiven tomographischen Bildgebungsverfahren wie die Sonographie oder die Magnetresonanztomographie (MRT) können jedoch nicht die hohe Auflösung liefern, die für die Darstellung sehr dünner und feiner Schichten oder Gewebedetails im Mikrometerbereich nötig ist. Die OCT ist eine Technologie, die das Potenzial zur Verbesserung der Bildgebung in sämtlichen medizinischen Disziplinen mitbringt – von der minimal-invasiven Chirurgie mit Fokus auf die Laparoskopie über die Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde und die Neurochirurgie bis zur Kardiologie. Nicht-invasive Anwendungsfelder sind unter anderem die Dermatologie und die Dentalmedizin. Auch patientennahe Labordiagnostik (Point-of-Care-Diagnostik), in Form einer kostengünstigen Anwendung für Wachstumsmärkte, ist ein mögliches Anwendungsfeld der OCT.

Die Forschungsallianz für Biophotonik erwartet ein deutliches Marktwachstum für diese biomedizinischen Anwendungen und wird die OCT-Technologie stetig weiterentwickeln. Ziel ist es, die zeitlich begrenzten Projektstrukturen zu einem laufenden Regelbetrieb im Rahmen einer eigenständigen Forschungseinrichtung weiter zu entwickeln, die sich mit Ablauf des Förderzeitraums selbst tragen kann.

Technologie

Das Messprinzip der OCT basiert auf der Interferenz von Licht. Ein typisches OCT-System besteht aus einer kurzkohärenten Lichtquelle, einem Interferometer mit einem Referenz- und einem Messpfad mit x-y-Scanspiegeln und einem Spektrometer. Die Tiefeninformationen einer Probe ergeben sich anhand der Aufnahme und der Auswertung der Interferenz aus rückgestreutem Licht verschiedener Probentiefen sowie Licht aus dem Referenzpfad. Ein einzelner Scan, der sogenannte A-Scan, zeigt das Reflektionsprofil des Messobjekts in vertikaler Richtung. Mithilfe von x-y-Scanspiegeln kann der Messstrahl verschoben werden, um Bilder in 2D (B-Scan) und 3D (C-Scan) aufzunehmen.