The perspectives of applying OCT technology to the investigations of selected biological materials and processes

• Autorzy: Rowińska Z. , Gocławski J. , Sekulska-Nalewajko J.

Warianty tytułu

PL

Możliwości zastosowania technologii OCT do wybranych badań materiałów i procesów biologicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Optical Coherence Tomography is 3D imaging technology, which can produce high resolution cross-sectional images of biological issues in vivo and in real time. OCT perfectly fills apparent gap in depth/resolution feature space existing between confocal microscopy and ultrasound methods. The paper explains the concept of OCT method and presents the review of some measurement systems currently offered by most advanced producers and some existing applications used in medicine and biology. The authors suggested the new proposals of applying OCT to some biological investigations e.g.: the estimation of topological changes of wheat roots cultivated in the presence of heavy metals, the evaluation of spatial changes of plant tissues caused by biotic and abiotic stressors.

PL

Optyczna tomografia koherencyjna (OCT) jest trójwymiarową technologią obrazowania, która umożliwia uzyskanie wysokiej rozdzielczości obrazów przekrojów obiektów biologicznych in vivo oraz w czasie rzeczywistym. OCT stanowi pośrednie ogniwo w technologiach obrazowania 3D pod względem głębokości wnikania w materiał oraz rozdzielczości, może być zlokalizowana pomiędzy mikroskopią konfokalną a ultrasonografią. Artykuł wyjaśnia koncepcję OCT oraz prezentuje przegląd stanowisk pomiarowych oferowanych przez czołowych producentów oraz niektóre zastosowania w medycynie i biologii. Autorzy wskazali również nowe możliwości wykorzystania tej technologii do pewnych badań w dziedzinie biologii, takich jak: ocena zmian topologii korzeni pszenicy hodowanej w obecności metali ciężkich, ocena przestrzennych zmian strukturalnych tkanek roślin pod wpływem biotycznych i abiotycznych czynników stresowych.

Słowa kluczowe

EN

OCT; optical coherence tomography; polarization; interferometer; confocal microscopy; noninvasive imaging; Swept-Source OCT

PL

OCT; optyczna tomografia koherencyjna; polaryzacja; interferometr; mikroskopia konfokalna; obrazowanie bezinwazyjne; Swept-Source OCT

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 14, z. 3/2
• Strony: 749--764
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Rowińska Z.

• Computer Engineering Department, Technical University of Lodz, Poland

autor

Gocławski J.

• Computer Engineering Department, Technical University of Lodz, Poland

autor

Sekulska-Nalewajko J.

• Computer Engineering Department, Technical University of Lodz, Poland

Bibliografia

• [1] Aguirre A.D., Chen Y., Fujimoto J.G., Ruvinskaya L., Devor A., Boas D.A., Depth-resolved imaging of functional activation in the rat cerebral cortex using optical coherence tomography. Optics Letters, vol. 31(23), 2006, 3459-3461.
• [2] Boppart S.A., Brezinski M.E., Fujimoto J.G., Optical Coherence Tomography Imaging in Deve-lopmental Biology. Methods in Molecular Biology, Developmental Biology Protocols, vol. 135 (1), 2000, 217-233.
• [3] Bouma B.E., Tearney G.J., Handbook of Optical Coherence Tomography. Marcel Dekker Inc., New-York, 2002.
• [4] Dresler W., Fujimoto J., Optical Coherence Tomography: Technology and Applications. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2008.
• [5] Gocławski J., Sekulska-Nalewajko J., Gajewska E., Wielanek M., An automatic segmentation method for scanned images of wheat root systems with dark discolourations. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science, vol. 19, No. 4, 2009, 679-689.
• [6] Gocławski J., Sekulska-Nalewajko J., Gajewska E., Wielanek M., Automatyczny pomiar długości korzeni siewek pszenicy z hodowli hydroponicznej przy wykorzystaniu metod przetwarzania i analizy obrazów. UWND AGH, Automatyka, vol. 13, No. 3, 2009, 831-847.
• [7] Goel R.K., Kaouk J.H., Optical coherence tomography: the past, present and future. J. Robotic Surg. 1,2007, 179-184.
• [8] Hettinger J.W., de la Peńa Mattozzi M., Whittier R. M., Williams M. E., Aaron Reeves, Parsons R.L., Richard C. Haskell, Petersen D.C., Wang R., Medford J.I., Optical Coherence Microscopy. A Technology for Rapid, in Vivo, Non-Destructive Visualization of Plants and Plant Cells. Plant Physiology, vol. 123, May 2000, 3-16.
• [9] Huber R., Wojtkowski M., Fujimoto J.G., Three-dimensional and C-mode OCT imaging with a compact, freąuency swept laser source at 1300 nm. Optics Express, 13(26), 2005, 10523-38.
• [10] Mariampillai A., Standish B., Doppler optical cardiogram gated 2D color flow imaging at 1000 fps and 4D in vivo yisualization of embryonic heart at 45 fps on a swept source OCT system. Vol. 15, Issue 4, 2007, 1627-1638.
• [11] Michelson Diagnostics Ltd., High resolution EX1301 OCT microscope. http://www.md-ltd.co.uk/ products/ex 1301 .html.
• [12] Ross G.M., Kinasewitz G.T., Fung K.M, Keddissi J.I., Optical Coherence Tomography as an Adjunct to Flexible Bronchoscopy in the Diagnosis of Lung Cancer: A Pilot Study. Chest. 138(4),2010, 984-988.
• [13] Santec Corporation: Inner Vision. Vol. 1.1. 2010. http://www.santec.com.
• [14] Thorlabs Inc.: Insight Advanced Imaging & Microscopy. Vol. 1, Issue 2, www.thorlabs.com.
• [15] Thorlabs Inc.: Swept Source Optical Coherence Tomography. http://www.thorlabs.de/catalogPages/v20/l 364.pdf.
• [16] Thorlabs Inc.: Swept Source OCT System. Operating Manuał. http://www.thorlabs.us/Thorcat/18100/18100-D02.pdf.
• [17] Thorlabs Inc.: OCT Microscope Module. http://www.thorlabs.com/NewGroupPage9.cfrn70bject-Group ID=3783.