OCT Teknikleri ve Cihazları (Time Domain, Spectral Domain, Swept Source)

Dr. Ali Bülent Çankaya
Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi

1990 yılında ilk kez kullanılmaya başlayan OCT, oldukça hızlı bir gelişim göstermiştir. Bu sayede OCT glokomun tanı ve takibinde olmazsa olmaz bir muayene yöntemi haline gelmiştir.

TİME DOMAİN OCT          
Klinik kullanıma ilk giren OCT, düşük koherens interferometri temeline dayanan Time Domain (TD) OCT’dir. Sistemin çalışma prensibini kısaca özetlemek gerekirse: cihazdan çıkan 840 nm dalga boyundaki ışık demeti, ikiye ayrılarak bir yarısı göze, diğer yarısı referans aynaya yönlenir. Göze giden ışık demeti değişik katmanlardan değişik gecikme paternlerinde geri yansır ve öne arkaya çok hızlı bir şekilde hareket eden referans aynadan yansıyan ışık demetleri ile birlikte fotodedektörde toplanır. Dokudan ve aynadan yansıyan ışık demetlerinin interferansları (ışık dalga fazlarının birbirlerine göre durumu) analiz edilir. Böylece farklı doku derinliklerinden yansıyan ışığın gecikme zamanı ölçülerek katmanların ayrımı yapılır. Tarama zamanı referans aynanın hareket zamanına bağımlı olduğu için sistem; “Time Domain” olarak isimlendirilmiştir.  
Günümüzde TD OCT prensibi ile çalışan Stratus OCT glokom tanı ve takibinde retina sinir lifi tabakasının (RSLT) kalınlık ölçümü amacıyla halen kullanılmaktadır. Stratus OCT’nin aksiyal (derinlik) çözünürlüğü 10 µm, transverse (lateral) çözünürlüğü 20 µm dir. Sistem saniyede 400 aksiyal tarama yapabilmektedir. Daha sonra geliştirilen OCT sistemlerine göre tarama hızı yavaş ve görüntü çözünürlüğü düşüktür. TD OCT teknolojisi ön segment görüntülenmesinde de kullanılmaktadır. 1310 nm dalga boyunda diyod lazer kullanan iki sistem mevcuttur ve bunlarla aksiyal resolüsyonu 18-25 µm olan ön segment görüntüleri elde edilebilmektedir.

SPEKTRAL DOMAİN OCT         
Spektral Domain (SD) OCT 2007 yılında klinik kullanıma girmiştir. 840 nm dalga boyunda ışık kullanan sistemde referans ayna sabittir. Dokudan ve aynadan yansıyan ışık demetleri spektrometride toplanır ve birbirlerine göre gecikme paternleri Fourier formülleri kullanılarak çözümlenir. Sistemin çalışma prensibi ayna hareketine bağlı olmadığı için çok daha hızlı tarama yapabilir (saniyede 27000-70000 A tarama). SD OCT teknolojisi ile elde edilen görüntüler yüksek resolüsyona sahiptir (5 µm aksiyal resolüsyon).
SD OCT teknolojisindeki gelişmeler sayesinde OCT’nin glokomdaki kullanım alanı genişlemiştir. Bu sistem RSLT kalınlık ölçümlerine ilaveten makula kalınlık analizleri ve optik disk parametreleri başta olmak üzere çok farklı yönleri ile glokomu değerlendirebilme imkânı sunmaktadır. Ayrıca cihazların işletim sistemi tüm bu farklı parametreler için progresyon analizi yaparak hastaların takiplerinin de daha hassas bir şekilde yapılmasını sağlar. Bugün kullanımda olan pek çok SD OCT cihazı geliştirdikleri farklı programlar sayesinde kullanıcıya tanı ve takipte farklı avantajlar sağlamaya çalışmaktadırlar. Ancak yapılan karşılaştırmalı çalışmalarda normal olguyu glokomlu olgudan ayırt edebilme noktasında bir cihazın diğerine üstün olduğu gösterilememiştir. (1) 
SD OCT’nin TD OCT’lere en büyük avantajı taramanın çok daha hızlı yapılmasıdır (200 kat ve daha üstünde). Normalde sabit bir hedefe bakarken bile insan gözünde yüksek hızlı, düşük amplitüdlü sakkadik göz hareketleri vardır. OCT taramasının hızı arttıkça bu istemsiz göz hareketlerine bağlı oluşan görüntü artefaktları azalır ve daha yüksek kalitede görüntüler elde edilir. Ayrıca, hızlı veri elde edebilme özellikleri sayesinde SD OCT’ler ile 3 boyutlu görüntü elde edebilmektedir. Böylece bu cihazlarla volümetrik analizler yapılabilir.
Bunun yanı sıra, SD OCT ile elde edilen aksiyal görüntü resolüsyonu TD OCT ye göre 2-3 kat daha fazladır (3-5 µm). Resolüsyonun daha yüksek olması ve veri tanımlama teknolojilerinin daha gelişmiş olması sayesinde SD OCT ile sektörel RSLT kalınlık ölçümleri daha iyi yapılmaktadır. Glokom başlangıcında RSLT’nde lokalize defektlerin ön planda olduğu düşünüldüğünde SD OCT’nin glokom açısından daha güvenilir ölçümler aldığı düşünülebilir.
Ancak, tüm bu avantajlarına rağmen RSLT kalınlığı ile glokomu tanıma açısından SD OCT’nin TD OCT’ye anlamlı bir üstünlüğü olmadığı bildirilmektedir. (2) Yapılan çalışmalarda SD ve TD OCT teknolojileri ile yapılan ölçümler arasında yüksek düzeyde korelasyon olduğunu bildiren çalışmaların yanı sıra sistematik ve istatistiksel anlamlı farklılıkların varlığı da rapor edilmiştir. (3) Bu nedenle TD OCT ile SD OCT ölçümleri bir biri ile karşılaştırılabilir değildir. Hastaların uzun dönem takiplerinde bu durum göz ardı edilmemelidir.

SWEPT SOURCE OCT   
SD OCT’lerden sonra kullanıma giren Swept Source (SS) OCT teknolojisi 1050 nm dalga boyu merkezinde geniş bir dalga boyu spektrumunu tarayan tek ve ayarlanabilir bir lazer ışığı kullanır. Bu dalga boyu SD OCT’de kullanılan ışıktan çok daha iyi bir doku penetrasyonuna sahiptir. Bu sayede derin dokularda SD OCT’lerde görülen sinyal kaybı, SS OCT’de minimaldir.
Konvansiyonel SD OCT teknolojisi ile LC’nın ancak ön kısmı görüntülenebilir. LC’nın posterioru SD OCT ile görüntülenemediği için kalınlık ölçümleri yapabilmek mümkün değildir. SS OCT teknolojisinin glokom açısından SD OCT’lere en büyük üstünlüğü, LC’nın tam kat görüntülenebilmesi, kalınlık ve şekil ölçümlerinin yapabilmesine imkân sağlamasıdır.
SS OCT sistemlerindeki fotodedektörler SD OCT’lerde kullanılanlara göre çok daha hızlıdır. Böylece saniyede 400 000 aksiyal tarama yapabilir ve göz hareketlerinin neden olduğu görüntü distorsiyonundan minimal etkilenir.
SS OCT’lerin bir başka üstünlüğü de aynı görüntüde hem vitreusu hem de sklerayı yüksek çözünürlükle görüntüleyebilmesidir. Bu avantajlarına ilaveten oldukça geniş bir alanda (12x12 mm) tarama yapar. Böylelikle yüksek kalitede geniş açılı (makula ve optik diskin bir arada olduğu) görüntüler elde edebilir. Günümüzde bu teknolojiyi kullanan 2 sistem mevcuttur.
SS teknolojisi ön segment görüntülemede 1310 nm dalga boyu kullanır.  Bu sistemle yüksek çözünürlüklü (3-10 μm aksiyal resolüsyon) ön segment görüntüleri elde etmek mümkündür. SS OCT’lerin en önemli avantajı açının kesitsel görüntüsünün yanı sıra 3 boyutlu yani sirkümferansiyal görünümünü de ortaya koymasıdır. Gonyoskopidekine benzer görüntüler sayesinde periferik anteriyor sineşi miktarını dökümente etmek mümkün hale gelmektedir.
SONUÇ OLARAK
OCT teknolojisi hızlı bir gelişim göstermektedir. OCT’nin glokomda kullanımı artık RNFL kalınlık analizi ile sınırlı değildir. Özellikle iridotrabeküler açının 3 boyutlu analizi, optik disk, makula ve lamina cribrosa ile ilgili parametrelerin ölçülebilmesi ve progresyon analizinin yapılabilmesi sayesinde OCT, glokom tanı ve takibinin olmazsa olmaz muayene yöntemi haline gelmiştir.

KAYNAKLAR:

  1. Leite MT, et al. Comparison of the diagnostic accuracies of the Spectralis, Cirrus, and RTVue optical coherence tomography devices in glaucoma. Ophthalmology 2011; 118:1334 – 1339.
  2. Jeoung JW, Park KH. Comparison of Cirrus OCT and Stratus OCT on the ability to detect localized retinal nerve fiber layer defects in preperimetric glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci 2010; 51:938 – 945.
  3. Vizzeri G, Weinreb RN, Gonzalez-Garcia AO, et al. Agreement between spectral- domain and time-domain OCT for measuring RNFL thickness. Br J Ophthalmol 2009;93:775-81.