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Lexikon der Biologie: optische Tomographie

optische Tomographie w, optische Kohärenztomographie, Abk. OCT, bildgebendes Verfahren, bei dem kohärent reflektiertes Laserlicht (Laser) für die Darstellung von Gewebe-Schnittbildern (Tomogramme) eingesetzt wird (Tomographie). Mit der OCT können Gewebestrukturen bis zu einer Tiefe von wenigen Millimetern mit einer Tiefenauflösung von derzeit 1–10μm visualisiert werden. Die OCT macht sich dazu die Prinzipien der Interferometrie zunutze. Ein sog. Michelson-Interferometer spaltet einen Laserlichtpuls zunächst in einen Referenz- und einen Probenstrahl auf. Letzterer wird auf die Gewebeprobe gerichtet und von diesem rückgestreut, während der Referenzstrahl von einem beweglichen Spiegel reflektiert wird. Legen Referenz- und Probenstrahl dabei die gleiche Wegstrecke zurück, so treffen sie zur gleichen Zeit auf einen Detektor und erzeugen ein Interferenzsignal (Intererenz). Durch Verlängern oder Verkürzen des Spiegelabstands kann auf diese Weise die Abtasttiefe äußerst exakt eingestellt werden. Der Probenstrahl wird rasterförmig über die Gewebeoberfläche geführt, so daß das entstehende Interferenzmuster in einzelne Bildpunkte konvertiert werden kann, aus denen schließlich eine Abb. des Gewebes resultiert. Der Bildkontrast entsteht durch Grenzschichten mit unterschiedlichen Brechungsindizes (Brechung, Brechungsindex) z.B. zwischen Fettgewebe und Muskelgewebe oder zellulären Komponenten, etwa zwischen Membranen und dem Cytosol. Seit ihrer Einführung im Jahr 1991 wurde die OCT hauptsächlich für die ex-vivo-Darstellung von Gewebeproben z.B. der Haut oder von Herzgefäßen eingesetzt. Klinische Anwendung findet die OCT in der Ophthalmologie (Augenheilkunde) z.B. bei der Darstellung von Netzhautschichten. Die in der jüngsten Gerätegeneration eingesetzten Ti:Saphir-Laser erlauben Tiefenauflösungen bis zu 1 μm. Da mit dieser hochauflösenden OCT selbst zelluläre und sogar subzelluläre Strukturen sichtbar werden, könnten mit ihr in Zukunft optische, nichtinvasive Biopsietechniken (Biopsie) entwickelt werden, die eine frühzeitige Diagnose etwa von Tumoren (Krebs) oder Glaukomen ermöglichen. Für optische Biopsien des Magen-Darm-Trakts wurden mittlerweile OTC-Endoskope (Endoskopie) konstruiert, die bereits an Patienten erprobt werden.

H.Z.

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