Optik koherens tomografi

Optik koherans tomografi (OKT) ışığın eşevrelilik (koherens) özelliğini kullanan bir görüntüleme tekniğidir. Eşevreliliği az olan bir ışık kaynağı kullanılarak mikrometre seviyesinde bir çözünürlük edilebilir. Gözlemlenen maddenin derinlik profilini çıkaran bu teknik 2 ve 3 boyutlu görüntüleme imkanı sunar. Tıbbi görüntüleme ve endüstriyel tahribatsız muayene alanlarında çokça kullanılmaktadır.

OKT gözlemlenen yapıya zarar vermediği için özellikle tıp alanında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. En çok oftalmolojide retinayı incelemek için kullanılsa da kardiyoloji ve dermatoloji alanlarında da tanı koymaya yardımcı olmaktadır. Ek olarak diğer tıp dallarında da kullanımı için ar-ge faaliyetleri sürmektedir.

OKT, Michelson interferometrisine benzeyen bir düzenektir. Işık kaynağından çıkan ışın demeti ışın bölücü tarafından referans ve sample koluna ayrılır. Referans kolunda ilerleyen ışık demeti aynadan yansır ve tekrar ışın bölücüye gelir. Aynı şekilde sample kolunda ilerleyen ışık demeti maddeden geri yansır ve ışın bölücüye gelir. Işın bölücüye geri dönen bu iki ışın demeti detektörün üzerinde buluşurlar ve bir girişim meydana gelir. Ortaya çıkan girişim deseni Fourier uzayında analiz edilir ve bu şekilde maddenin derinlik profili hesaplanmış olur.

OKT başlangıcını femtosaniye (fs) optik çalışmalarından almaktadır. Erich Ippen ve ekibi fs lazer kullanarak bir buffalo gözünü kullanarak deney yaptı. Daha sonra fs optik çalışmalarını tıp alanında nasıl değerlendirilebileceği düşünülmeye başlandı. MIT ve Harvard'da çalışan bilim adamları nonlinear cross correlation (bir fs ölçüm tekniği) ile dokunun içini görmek için çalışmalarda bulundu. Fs optik methodları güçlü bir method olduğu halde interferometrik yöntemler kullanılarak daha ucuz bir şekilde bu ölçümlerin yapılabileceği öne sürüldü. Buna yönelik ilk çalışmalar MIT EECS lisans öğrencisi John Apostolopoulos tarafından yapıldı ve çalışmalarını 1989'da lisans tezinde açıkladı. 1991'de MIT'de doktora yapmakta olan David Huang low coherence interferometri alanında çalışmalar yürüttü ve ilk OKT görüntüsünü elde etti.

Bir insan gözünün in vivo olarak OKT ile ilk incelenmesi 1993 yılında retinanın görüntülenmesiyle yapıldı. Yine bu yıllarda OKT yardımıyla glokoma teşhisi için çalışmalara başlandı. Bu çalışmalarda geliştirilen yeni yöntemler hastalığın gelişiminin incelenmesinde ve hastanın tedaviye verdiği yanıtın gözlenmesinde önemli adımlar sağladı. Bu yöntemler daha sonra ticari OKT cihazlarında kullanılmaya başlandı ve onyıllar boyunca kliniklerde standart olarak kullanıldı.

Ortaya çıkan yeni uygulamaların klinik bakımda benimsenmeye başlamasında girişimciliğin ve şirketler tarafından yatırım yapılması büyük önem taşır. 1992 yılında Puliafito, Swanson ve Fujimoto girişiminde Advanced Opthalmic Diagnostic (AOD) adıyla bir MIT start-up şirketi kuruldu. Şirket ticari oftalmik OKT cihazları geliştirmek amacıyla hayata geçti. Teknolojik ve klinik olarak birçok engel bulunması ve OKT'nin oftalmik camiası tarafından kabul görmesi için yeterli sayıda kanıt olmamasına rağmen OKT'nin büyük bir etkiye yol açacağına inanılıyordu. Şirket kurulduktan 2 yıl sonra ürettiği prototiplerle ve aldığı patentlerle birlikte Humphrey Zeiss tarafından satın alındı. AOD kurucuları Zeiss'ın alımından sonra da şirkette kalarak OKT'nin ticarileşme sürecini hızlandırdılar.

İlk ticari OKT cihazları 1996'da markete çıksa da klinisyenler tarafından kabul görmesi yavaş oldu ve 1999'da sadece 180 tanesi satıldı. Fakat ilerleyen teknolojiyle cihazın hızı ve sunduğu görüntü kalitesi arttı. 2004'e gelindiğinde OKT kullanılarak tüm dünyada 10 milyonun üzerinde görüntü alındı. 2006'da ise OKT göz doktorları için standart bir cihaz oldu.

OKT'nin yaygınlaşmasında görüntü alma hızının artması büyük bir rol oynadı. Frekans Uzayı OKT (FU-OKT) ve Kaynak Taramalı OKT yöntemlerinin geliştirilmesiyle mekanik gecikme elemanına gerek kalmadı ve hızda önemli bir artış oldu. Retinanın FU-OKT ile ilk incelenmesi 2002'de Copernicus Üniversitesi ve Viyana Tıp Üniversitesi iişbirliğinde gerçekleşti.

OKT'nin başarılı olmasında devlet tarafından desteklenmesi de kritik bir öneme sahipti. Tüm dünyada 2005-2015 dönemi içerisinde toplam 500 milyon doların üzerinde OKT araştırmalarına destek verildi. Araştırmacıların devlet tarafından destek görmesi yaratıcı fikirlerin denenebilmesine ve rekabetçi bir ortamın oluşmasına yol açtı.