Конфокальная оптическая когерентная томография с линейным полем на основе интерферометра Мирау для трёхмерной визуализации кожи высокого разрешения

Значимость: Конфокальная оптическая когерентная томография с линейным полем (LC-OCT) — недавно внедрённый метод визуализации высокого разрешения, основанный на сочетании низкокогерентной оптической интерферометрии и отражательной конфокальной оптической микроскопии с линейным освещением и регистрацией изображения по линии. Метод позволяет получать in vivo трёхмерные изображения кожи с клеточным разрешением и преимущественно применяется в дерматологии и дерматокосметологии. Все описанные к настоящему времени устройства LC-OCT, способные получать трёхмерные изображения, основаны на интерферометре Линника с двумя идентичными микрообъективами. Такая конфигурация не позволяет создать очень компактное и лёгкое устройство, а скорость получения изображений остаётся ограниченной.

Цель: Разработать более компактное и лёгкое устройство LC-OCT, способное получать изображения быстрее, без существенного снижения разрешения и с оптимизированной чувствительностью регистрации.

Подход: Разработано устройство LC-OCT на основе интерферометра Мирау с одним объективом. Реализована динамическая регулировка частоты кадров камеры при сканировании по глубине с использованием более быстрой камеры и более мощного источника света. Коэффициент отражения светоделителя в интерферометре Мирау оптимизирован для максимального повышения чувствительности регистрации. В устройство включён гальванометрический сканер для бокового сканирования линии освещения. Таким образом, можно получать серию соседних В-сканов, формирующих трёхмерное изображение.

Результаты: Устройство способно получать и отображать В-сканы со скоростью 17 кадров/с. Можно получать трёхмерные изображения с квази-изотропным разрешением около 1,5 мкм (1,3, 1,9 и 1,1 мкм в направлениях x, y и z соответственно) в области размером 940 × 600 × 350 мкм (x × y × z). Представлены результаты трёхмерной визуализации кожи человека in vivo с клеточным разрешением.

Выводы: Скорость получения В-сканов, составляющая 17 кадров/с, является беспрецедентной для LC-OCT. По сравнению с традиционными устройствами LC-OCT на основе интерферометра Линника представленное устройство LC-OCT на основе интерферометра Мирау позволяет получать В-сканы примерно в 2 раза быстрее. Благодаря потенциальным преимуществам по компактности и массе устройство на основе интерферометра Мирау можно легко интегрировать в меньший и более лёгкий ручной зонд для использования дерматологами в повседневной медицинской практике.