光学相干断层扫描
光学相干断层扫描
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指尖的光学相干断层扫描图像。
光学相干断层扫描（英文: Optical coherence tomography，简称OCT）是一种光学信号获取与处理的方式。它可以对光学散射介质如生物组织等进行扫描，获得的三维图像分辨率可以达到微米级。光学相干断层扫描技术利用了光的干涉原理，通常采用近红外光进行拍照。由于选取的光线波长较长，可以穿过扫描介质的一定深度。另一种类似的技术，共焦显微技术，穿过样品的深度不如光学相干断层扫描。
光学相干断层扫描使用的光源包括超辐射发光二极管与超短脉冲激光。根据光源性质的不同，这种扫描方式甚至可以达到亚微米级的分辨率，这时需要光源的频谱非常宽，波长的变化范围在100纳米左右。
光学相干断层扫描技术是光学断层扫描技术的一种。目前比较先进的一种光学相干断层扫描技术为频域光学相干断层扫描，这种扫描方式的信噪比较高，获得信号的速度也比较快。商用的光学相干断层扫描系统有多种应用，包括艺术品保存和诊断设备，尤其是在眼科中，这种断层扫描系统可以获取视网膜的细节图像。最近，这种技术也被用于心脏病学的研究，以对冠状动脉的疾病进行诊断[1]。
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[编辑]简介
一个肉瘤的光学相干断层扫描图像。
在全世界范围内，有数个研究组织从采用白光干涉对活体内人眼进行测量开始[2][3]对人体组织，尤其是眼睛的成像进行研究。1990年的ICO-15 SAT 会议上，首先展示了一张基于白光干涉深度扫描原理的对活体内人眼眼底沿眼水平子午线的二维图像[4]。1990年，丹野直弘对这个方案进行了进一步的研究[5][6]，随后日本山形大学的一位教授也对此展开了研究[7]。这些研究使得光学相干断层扫描技术拥有了微米级的分辨率和毫米级的穿透深度，还拥有产生截面图像的能力，因此它成为一种重要的生物组织成像技术[8]。1993年，首次采用光学相干断层扫描技术对活体内的视网膜结构成像[9][10]。光学相干断层扫描也被应用于许多艺术品保护的项目中，它被用来分析绘画作品的不同层次。与其他医学图像系统相比，光学相干断层扫描有很大的优势。医用超声成像和核磁共振成像由于分辨率不够，无法用于形态组织成像，而共焦显微技术则缺少毫米级的穿透能力[11][12]。
光学相干断层扫描是基于弱相干干涉学理论发展的[13][14][15]。在传统的干涉学中需要使用相干长度很长的光源，因此通常选用激光作为干涉光源，相干长度通常达到数米。而在光学相干断层扫描技术中，由于使用了宽带光源，相干长度被缩短到了几个微米。宽带光源通常
可以使用超辐射发光二极管或超短脉冲的激光（飞秒激光器）来实现。白光也是一种功率较低的宽带光源。
光学相干断层扫描系统中的光束被分成两部分：一部分称为样品光臂，照射在样品上；一部分被称为参考光臂，通常照在镜子上。样品产生的反射光和参考光臂产生的反射光会发生干涉，而仅仅当两条光路的长度相同（差距小于相干长度）时，会产生稳定的干涉图样。通过调整参考光臂的镜子，可以得到样品的反射轮廓，这种技术被称为时域光学相干断层扫描。样品反射能力较强的区域会产生较强的干涉，而超出干涉长度的反射光将不会产生干涉。这样产生的反射轮廓被称为A扫描，包含有我们观察的样品内部结构的空间大小与位置的信息。截面断层扫描B扫描可以通过结合不同深度的A扫描结果来重建。根据使用的成像引擎的能力，还可以实现在给定深度上的C扫描。
[编辑]原理
光学相干断层扫描可以获得透明或者不透明物质的表面以及次表面图像，图像的分辨率与小型显微镜相同。它可以认为是一种类似超声成像的光学技术，通过组织对光线的反射来提供截面图像。与其它成像技术相比，光学相干断层扫描可以提供拥有微米级分辨率的活体组织形态图像，因此，在医学界，它是一种非常具有吸引力的技术。
光学相干断层扫描的主要优点是
?对活体组织成像，分辨率可达微米级
?对组织形态迅速、直接的成像
?不需要制备样品
?不需要离子辐射
由于光学相干断层扫描采用了波长很短的光波作为探测手段，它可以达到很高的分辨率。首先将一束光波照在组织上，一小部分光被样品表面反射，然后被收集起来。大部分的光
线被样品散射掉了，这些散射光失去了远视的方向信息，因此无法形成图像，只能形成耀斑。散射光形成的耀斑会引起光学散射物质（如生物组织、蜡、特定种类的塑料等等）看起来不透明或者透明，尽管他们并不是强烈吸收光的材料。采用光学相干断层扫描技术，散射光可以被滤除，因此可以消除耀斑的影响。即使仅仅有非常微小的反射光，也可以被采用显微镜的光学相干断层扫描设备检测到并形成图像。
光学相干是滤除散射光的物理机制。反射光可以作为相干光，而由于散射光散射的位置不同，造成光路长度的差异，再加上光源的相干长度极短，使得散射光失去了相干的性质。在光学相干断层扫描设备中，光学干涉仪被用来检测相干光。从原理上说，干涉仪可以将散射光从反射光中滤除，以得到生成图像的信号。在信号处理过程中，可以得到从某一次表面反射的反射光深度和强度。三维图像可以通过类似声纳和雷达的扫描来构建。
在已经引入医学研究的无创三维成像技术中，光学相干断层扫描技术与超声成像都采用了回波处理技术，因此他们的原理相似。其他的医学成像技术如计算机断层扫描、核磁共振成像以及正电子发射断层扫描都没有利用回声定位的原理。
光学相干断层扫描的局限性是仅能扫描生物组织表面下1-2毫米的深度。这是由于深度越大，光线无散射的射出表面的比例就越小，以至于无法检测到。但是在检测过程中不需要样品制备过程，成像过程也不需要接触被成像的组织。更重要的是，设备产生的激光是对人眼安全的近红外线，因此几乎不会对组织造成伤害。
[编辑]理论细节
光学相干断层扫描的基础理论是白光或低相干光的干涉。在这种技术中，光学设备包括一个干涉仪（在图.1中，使用了典型的迈克耳孙干涉仪），和低相干的宽带光源。光线被分成两束，分别称为参考光臂和样品光臂，然后又将这两束光合并以产生干涉图样。
图1. 全场相干断层扫描的光学设备。主要结构的名称：超辐射发光二极管（SLD），凸透镜（L1），50/50分光器（BS），照相机物镜（CO），CMOS-DSP照相机（CAM），参考平面（REF）和样品（SMP）。照相机的功能是一个二维探测器阵列。当该设备对深度扫描的时候，可以以无损的方式重建样品的三维图像。
图2. 典型的单点光学相干断层扫描的光学设备。通过扫描照射在样品上的光束可以以
微米级的分辨率以无损的方式重建样品的截面图，深度最深可达3mm。
图3. 采用光源扫频相干断层扫描技术来鉴别频谱。主要结构名称：扫频光源或可调激光器（SS），分光器（BS），参考镜面（REF），样品（SMP），光子探测器（PD）以及数字信号处理模块（DSP）。
图4. 采用频域光学相干断层扫描技术来鉴别频谱。主要结构名称：低相干光源（LCS），分光器（BS），参考镜面（REF），样品（SMP），衍射光栅（DG），作为光谱仪的全场探测器（CAM）以及数字信号处理模块（DSP）。
[编辑]时域光学相干断层扫描
在时域光学相干断层扫描中，参考光臂的光路长度可以转换为时间。低相干光源干涉的一个重要特征是相干图样，也就是明暗相间的条纹，仅当光路的长度差小于光源的相干长度时才会发生。这种干涉称为对称干涉仪中的自相关（两个光臂具有相同的反射性）。在光路长度差发生变化的时候，调制的包络也发生改变，而包络的峰值对应着光路的匹配。
两束部分相干的光线的干涉可以用光强的变化来表达
其中，I S代表光强，k1 + k2 < 1表示相干光线分离比例，γ(τ)被称为相干度，这个函数是一个复数，它是依赖于参考光臂扫描（时间延迟τ）的干涉的包络与载波的比例。在光学
相干断层扫描中，主要的工作就是计算相干度的大小。由于相干的门控效应，相干度可以表示为一个高斯函数[15]
其中，Δν表示光源的频谱宽度，ν0是光源的中心频率。在等式（2）中，高斯函数包络是光载波调制后的幅度，包络的峰值表示样品被测试的微结构的位置，而幅度则依赖于样品表面的反射性。光载波的频率会受到扫描时干涉仪的光臂移动而产生多普勒效应，其频率可以由扫描的速度来控制。这样，干涉仪臂的移动有两个作用，通过改变光路长度来实现深度扫描和带有多普勒频移的光载波。在光学相干断层扫描中，多普勒频移可以表达为
时域和频域的光学相干断层扫描的干涉信号。
其中ν0为光源的中心频率，v s为光路变化的扫描速度，而c代表光速。
光学干涉断层扫描的轴向和侧向分辨率是彼此独立的；前者是光原的相干长度，而后者是光学的函数。光源的相干长度，也就是断层扫描的轴向分辨率为
[编辑]频域光学相干断层扫描
在频域光学相干断层扫描中，宽带干涉的信号通过频域分离的探测器来获取，分离的方式可以通过使用可变频率光源在不同时刻的频率的时间编码或者使用如光栅和线性探测器阵列的色散探测器。根据傅立叶变换中的维纳-辛钦定理，信号的自相关函数与其功率谱密度互为傅立叶变换对，因此深度扫描可以通过对获得的频谱进行傅立叶变换立即得到，而不必移动参考光臂[16][17]。这个特点可以极大提高成像的速度，而且可以增强信噪比。然而对多种波长的并行检测限制了扫描的范围，光源的频谱宽度也限定了轴向的分辨率。
[编辑]空间编码频域光学相干断层扫描
空间编码的频域光学相干断层扫描通过将不同光学频率的光线分散透射在探测器阵列上来提取空间信息（参见图4）。这样，仅仅通过一次照射就可完成一次对深度的扫描。虽然理论上空间编码频域扫描所获取的信号信噪比较高，但由于探测器的动态范围与光敏二极管相比较小，会造成信噪比的损失。在使用1300纳米波长工作的时候，由于在这个波长区域动态范围的问题并不严重，因此信噪比的损失尚可接受。
这种方法的缺点是信噪比会出现严重下降的情况，信噪比的下降和零延迟的距离成正比。由于探测器的波长受限，信噪比依赖于深度以sinc函数的形式衰减。这是由于一个像素其实探测到的是光学频谱区域的一段，而不是单一的频率，对其进行傅立叶变换就会产生sinc函数。另外，频谱探测器中的色散元件一般也无法将光线依其频率线性投射在探测器上，而通常是按照频率的倒数投射，这种非线性效应会进一步的降低信号的质量。但是随着具有更多像素的新一代的CCD元件或光敏二极管阵列，信噪比的下降并不是一个严重的问题。此外，合成阵列外差检测可以作为解决这一问题的另一个手段，而不需要使用高色散的元件。
[编辑]时间编码频域光学相干断层扫描
时间编码频域光学相干断层扫描试图将时域扫描和空间编码频域扫描的优点结合起来。在这种技术中，频谱中的不同成分不是在空间上区分的而是在时间上区分。通过滤波或者调节生成波的频率可以产生连续频率的光波，而频谱可以在进行傅立叶变换之前重建出来。通过使用扫频光源（例如频率扫描激光），采用的光学设备会比空间编码频域扫描的方式更简单，如图3所示，而扫描的问题则由光源频率的变化来解决。这种扫描方法的主要优势是可以提供高信噪比的信号，而扫频激光光源的瞬时带宽很小，通常只有20千赫-200千赫，它的缺点则是波长的非线性，这个问题在扫描频率较高的时候尤其严重。在高频率下的带宽展宽会使其对扫描时的运动或样品的运动高度敏感。
[编辑]扫描方式
将光线聚集在待测样品表面上，并将反射光与参考光混合会产生关于样品信息的干涉图样，这个干涉图样对应于简单的A扫描，因为它仅仅扫描了Z轴。对样品的扫描可以通过移动照射在样品上的光线或者移动样品来实现。线式扫描会产生一个二维的数据集，对应于样品的一个截面（X-Z轴扫描），而面积扫描会得到三维数据集，对应于一个立体的图像（X-Y-Z轴扫描），这也被称为全场光学相干断层扫描。
[编辑]单点（共焦）光学相干断层扫描
基于单点光学相干断层扫描的系统必须对样品从两个维度进行扫描，然后使用扫描时通过参考光臂轴向扫描的相干门控效应所得到的深度信息来重建三维图像。二维的侧面扫描通过使用电子机械手段移动样品来实现[17]。这种电子机械系统一般使用一个平移平台和一个微机电扫描系统[18]。
[编辑]并行（全场）光学相干断层扫描
在并行光学相干断层扫描系统中，样品采用全场照明的方式，使用电荷耦合器件（CCD）照相机将样品的像记录下来，因此不必使用机电方式来进行侧面扫描。通过移动参考镜面
来记录连续的正面图像，随后可以重建出三维的图像。这种利用照相机的三维光学相干断层扫描曾经使用多种技术实现，包括相位步进技术[19]、林尼克干涉仪测量几何相位移动技术[20]、双照相机外差检测技术[21]、以及使用晶振参考镜面和轴向平移平台的林尼克干涉仪[22]等不同技术。这种并行扫描方式的核心必须使用非常快速的CCD照相机，或者采用高频振动参考镜面的方式来跟踪断层扫描载波的高频变化。
[编辑]时域光学相干断层扫描智能阵列探测器
有人曾经使用一个二维的智能探测器阵列来演示全场光学相干断层扫描的技术。这个探测器阵列采用了2微米互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺[23]。采用了这个探测器阵列的光学设备与图3相似，相对来说比较简单。这个智能探测器阵列中有58x58 个像素，每个像素都可以作为一个单独的光敏二极管，包含了自己的硬件解调电路。
[编辑]应用场合
光学相干断层扫描是一种已经成熟的医学成像技术。它被广泛的应用于获得视网膜和眼前段的高分辨率图像，可以提供直接评估多发性硬化中的轴突完整性的手段[24]。研究人员还试图寻找一种利用频域光学相干断层扫描技术来拍摄冠状动脉的方法，以检测脆弱的富脂斑块。
光学相干断层扫描也被广泛的应用于工业界，如无损检测、材料厚度测量、表面粗糙度测量、表面和截面成像[25]以及体积损耗测量。带有反馈的光学相干断层扫描系统可以用于控制制造过程。由于获取速度高和其微米级的分辨率，光学断层扫描可以在线上或者离线运行。基于光纤的光学断层扫描更加适用于工业环境。它们可以进入并扫描通常手段难于进入的空间内部[26]，也可以在有害的环境中进行操作，例如放射性环境、低温高温环境等场合[27]。
[编辑]另见
?干涉
?干涉仪
?断层扫描
?角分辨低相干干涉
?弹道光子
?光学外差检测
[编辑]参考文献
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眼科仪器眼后节光学相干断层扫描仪
《眼科仪器眼后节光学相干断层扫描仪》 行业标准编制说明 一、工作简况 《眼科仪器眼后节光学相干断层扫描仪》行业标准项目是“食药监办械管[2017]94号文”批准的一个项目，项目编号为A2017042-Q-HZ，由全国医用光学和仪器标准化分技术委员会归口，浙江省医疗器械检验院负责起草。接到任务后，起草单位即成立了起草小组，确定了起草人。起草小组成立后，即着手该标准的起草准备工作，进行调研和资料收集，并完成了标准草案，2017年8月将标准征求意见稿发放给分技委委员和相关的企业，进行广泛的征求意见。 二、标准编制原则和确定标准主要内容 本标准使用重新起草法修改采用国际标准ISO 16971：2015《眼科仪器眼后节光学相干断层扫描仪》（英文版）。 本标准与ISO 16971：2015相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线（|）进行了标示。本标准与ISO 16971：2015的技术性差异及其原因如下：——删除原文中的引言部分； ——关于规范性引用文件，本标准做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，具体调整为： ?用等同采用国际标准的GB 9706.1代替了IEC 60601-1； ?删除了IEC 60825-1的要求，仅采用ISO15004-2进行光辐射安全评价。 ——4.3增加OCT扫描视场角的要求。 ——4.6、4.7中明确了轴向分辨率、信噪比的要求。 ——4.8中有关环境温度的表述调整至对应的检测方法条款5.3中。 ——5.2中增加了有关眼底预览视场角、OCT扫描视场、深度、轴向分辨率、信噪比指标测试方法的表述。 三、验证情况 （1）验证情况概述 浙江省医疗器械检验院在编写《眼科仪器眼后节光学相干断层扫描仪》行业标准期间，对眼后节光学相干断层扫描仪产品进行了检测，对目前厂家的产品水平和试验方法的可行性、可靠性进行了验证，结果显示目前产品的技术水平和检验机构的检测能力均能达到标准的要求。 （2）验证分析和结论 从验证结果可以看出，产品的技术水平能够达到标准的规定，标准中各项技术指标规定合理，满足中等偏上的原则；试验方法具有可操作性和可靠性。
眼科光学相干断层扫描血流成像OCT
眼科光学相干断层扫描（O C T）光学相干断层扫描技术（Optical Coherence Tomography, OCT） 是近年来迅速发展起来的一种新的光学诊断技术，它不同于普通CT检查，并不是使用X射线进行的，OCT检查是安全无辐射无创伤的，可进行活体眼组织显微镜结构的非接触式、非侵入性断层成像。眼科OCT是眼底病医生最常用的检查方法之一，在眼部疾病尤其是眼底视网膜疾病的筛查、诊断、随访观察及治疗效果评价等方面具有很大的临床意义。 我院引进的日本尼德克血流OCT则比普通OCT更加先进，具有血流成像技术，与传统的血管造影相比，血流OCT具有无创伤、无需注射任何造影剂、不受时间影响等优势，所以可作为眼底荧光血管造影的一种替代选择，应用于多种疾病，如视网膜血管疾病、黄斑疾病、脉络膜新生血管、青光眼等。 随着目前三高（高血压、高血糖、高血脂）人群、高度近视、青光眼等疾病的增多，而且电子产品的广泛使用，使眼底视神经视网膜疾病患者也在不断增加，如：黄斑裂孔，视网膜动静脉阻塞，黄斑水肿，年龄相关性黄斑变性，中心性浆液性视网膜病变，糖尿病视网膜病变，视网膜前膜，青光眼等。而我院引进的血流成像OCT是目前滁州地区唯一一台前后节一体血流OCT，在我院眼科临床工作中，对于眼部疾病的检查、诊断、随访、治疗效果评价等将发挥着很大的作用，对眼科整体的诊疗水平的提升也将起到积极的推动作用，并造福于滁州地区的眼病患者。 病例1 患者，男，56岁，糖尿病视网膜病变，左眼 图1 眼底彩照：视网膜后极部散在出血、微血管瘤、渗出，视盘及周围新生血管 图2黄斑OCT扫描可见颞侧内层视网膜水肿和渗出 病例2 患者，女，52岁，左眼视网膜分支静脉阻塞 图1眼底彩照：视网膜颞上分支静脉区域大片火焰状出血和少许棉絮斑，黄斑区点片状黄白色渗出和水肿
眼科光学相干断层扫描仪质量控制参数的测量方法分析_李宁
专 栏 FEATURES 1 OCT简介 光学相干断层扫描技术（Optical Coherence Tomography， OCT）是近年来迅速发展起来的一种成像技术。它利用弱相干光干涉仪的基本原理，测量生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号，再通过扫描，可得到生物组织二维或三维结构图像。 OCT 的发展经历了时域OCT（TD-OCT）和频域OCT （FD-OCT）两个阶段。TD-OCT 是通过样品臂和参考臂反射光的光程差来探测不同深度的组织背景信号。FD-OCT 一般由宽带光源照明的迈克尔逊干涉仪和光谱仪组成，与TD-OCT 不同的是，参考臂是固定不动的，直接测量干涉信号的光谱，对所测的光谱进行快速傅里叶逆变换得到样品不同纵 向深度的信息。相对于TD-OCT 而言，FD-OCT 具有更高的成像信噪比和更快的成像速度，更适合对生物组织实时成像和三维成像。这也是目前OCT 设备的主流技术。 目前OCT 在口腔科、神经科、脑科、动脉介入治疗和眼科等多个领域均有应用，但是在眼科领域的应用最为广泛，技术也很成熟。在眼科的应用领域包含：黄斑疾病的诊断、脉络膜新生血管疾病的诊断、视网膜疾病的诊断、眼科疾病术后检测、视网膜神经纤维层的定量测量、黄斑部中心凹及分区的定量检测、中央角膜厚度的定量测量等[1-4]。 2 眼科OCT设备质控指标及意义 由于OCT 技术在眼科领域的广泛应用，本文只讨论眼科OCT 设备的质控指标及测量方法，同时，通过调研我们了解到，目前在世界范围内主流的眼科OCT 设备均是采用FD-OCT 的成像方式，因此下面的讨论将聚焦于利用FD-OCT 进行成像的眼科OCT 设备。 眼科光学相干断层扫描仪质量控制参数的测量方法分析 Research on Measurement Methods of Quality Control Parameters of Ophthalmic Optical Coherence Tomography [摘 要] 本文主要介绍了光学相干断层扫描技术（OCT）质控参数的意义和分辨率测量方法的对比分析。着眼于眼科OCT设备，阐述了该类设备的质控指标及其含义；结合OCT设备的原理和应用情况，重点从技术层面和实现层面阐述了眼科OCT设备关键指标——分辨率的测量方法，同时还比较了不同测量方法的优劣。 [关键词] 光学相干断层扫描；分辨率；质控参数；模拟眼 Abstract : This paper describes the signi ? cance of quality control parameters of the optical coherence tomography (OCT) and makes a comparative analysis of the different methods of resolution measurement. Focusing on the ophthalmic OCT devices, their quality control indicators and meanings are described. Combined with the principle and application of OCT devices, this paper mainly researches on the resolution, which is one of the key quality control indicators. Then it gives a detailed comparison of the advantages and disadvantages of different methods of measurement. Key words: optical coherence tomography; resolution; quality control parameters; model eye [中图分类号] TH786 [文献标志码] A doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2013.07.003[文章编号] 1674-1633(2013)07-0008-03 李宁1，刘艳珍1，贺伟罡2，孟祥峰1，王权1，张志军2 1.中国食品药品检定研究院医疗器械检定所，北京 100050； 2. 国家食品药品监督管理总局 医疗器械技术审评中心，北京 100044 LI Ning 1, LIU Yan-zhen 1, HE Wei-gang 2, MENG Xiang-feng 1, WANG Quan 1, ZHANG Zhi-jun 2 1.Institute for Medical Devices Control, National Institutes for Food and Drug Control, Beijing 100050, China； 2. Center for Medical Device Evaluation，SFDA，Beijing 100040, China 收稿日期：2013-05-03 修回日期：2013-06-06基金项目：国家科技支撑计划课题（2012BAI22B04）；中国食品药品检定研究院中青年发展研究基金（2011C1）。 通讯作者：张志军，国家食品药品监督管理总局医疗器械技术审评中心主任。 通讯作者邮箱：zhangzhijun@https://www.docsj.com/doc/6317047191.html,
光学相干断层扫描
光学相干断层扫描 维基百科，自由的百科全书 指尖的光学相干断层扫描图像。 光学相干断层扫描（英文: Optical coherence tomography，简称OCT）是一种光学信号获取与处理的方式。它可以对光学散射介质如生物组织等进行扫描，获得的三维图像分辨率可以达到微米级。光学相干断层扫描技术利用了光的干涉原理，通常采用近红外光进行拍照。由于选取的光线波长较长，可以穿过扫描介质的一定深度。另一种类似的技术，共焦显微技术，穿过样品的深度不如光学相干断层扫描。 光学相干断层扫描使用的光源包括超辐射发光二极管与超短脉冲激光。根据光源性质的不同，这种扫描方式甚至可以达到亚微米级的分辨率，这时需要光源的频谱非常宽，波长的变化范围在100纳米左右。 光学相干断层扫描技术是光学断层扫描技术的一种。目前比较先进的一种光学相干断层扫描技术为频域光学相干断层扫描，这种扫描方式的信噪比较高，获得信号的速度也比较快。商用的光学相干断层扫描系统有多种应用，包括艺术品保存和诊断设备，尤其是在眼科中，这种断层扫描系统可以获取视网膜的细节图像。最近，这种技术也被用于心脏病学的研究，以对冠状动脉的疾病进行诊断[1]。
目录 [显示] [编辑]简介 一个肉瘤的光学相干断层扫描图像。 在全世界范围内，有数个研究组织从采用白光干涉对活体内人眼进行测量开始[2][3]对人体组织，尤其是眼睛的成像进行研究。1990年的ICO-15 SAT 会议上，首先展示了一张基于白光干涉深度扫描原理的对活体内人眼眼底沿眼水平子午线的二维图像[4]。1990年，丹野直弘对这个方案进行了进一步的研究[5][6]，随后日本山形大学的一位教授也对此展开了研究[7]。这些研究使得光学相干断层扫描技术拥有了微米级的分辨率和毫米级的穿透深度，还拥有产生截面图像的能力，因此它成为一种重要的生物组织成像技术[8]。1993年，首次采用光学相干断层扫描技术对活体内的视网膜结构成像[9][10]。光学相干断层扫描也被应用于许多艺术品保护的项目中，它被用来分析绘画作品的不同层次。与其他医学图像系统相比，光学相干断层扫描有很大的优势。医用超声成像和核磁共振成像由于分辨率不够，无法用于形态组织成像，而共焦显微技术则缺少毫米级的穿透能力[11][12]。 光学相干断层扫描是基于弱相干干涉学理论发展的[13][14][15]。在传统的干涉学中需要使用相干长度很长的光源，因此通常选用激光作为干涉光源，相干长度通常达到数米。而在光学相干断层扫描技术中，由于使用了宽带光源，相干长度被缩短到了几个微米。宽带光源通常
光学相干断层成像
光学相干断层成像（OCT）对雷珠单抗玻璃体腔内注射治疗黄斑囊样水肿的观察 华厦眼科医院集团-合肥名人眼科医院 张阳曾令辉刘婷婷 【摘要】：目的： OCT对雷珠单抗玻璃体腔内注射治疗前后对比观察。方法：在我科眼底荧光造影检查2014年5月-2015年8月确诊为黄斑囊样水肿患者22 例39眼,其中单眼患者5 例,双眼患者17例。随访观察，光学相关断层扫描(OCT)检查黄斑中心凹说说厚度（CMT）的变化。OCT显示黄斑中心凹厚度平均降低268.4±115.0μm。结论：OCT的高分辨率可以在活体上显示视网膜的细微结构，可用于评价黄斑水肿患者治疗前后的黄斑厚度变化，在临床诊断和疗效观察上发挥了重要的作用。 黄斑水肿是由于黄斑区局部毛细血管内皮细胞屏障(血-视网膜内屏障)或/ 和视网膜色素上皮细胞屏障(血- 视网膜外屏障)功能损害, 致液体渗漏造成的一种细胞外水肿,其发病机制尚不清楚。[1]常见于老年黄斑变性（AMD），糖尿病性视网膜病变（DR），中央视网膜静脉阻塞（CRVO）等。近年来，雷珠单抗作为第二代人源化的抗血管内皮生长因子（anti-VEGF）抑制剂，重组鼠单克隆抗体片段，对人VEGF-A的所有亚型都具有特异性和亲和力，主要作用机制为结合VEGF后，阻止血管渗漏和新生血管的形成，抑制新生血管的形成。 OCT作为一种非接触性的生物组织成像技术的代表，已逐渐成为评价黄斑厚度的一种可靠方法。我科采用OCT对雷珠单抗玻璃体腔
内注射治疗各种病变所致的黄斑囊样水肿观察，现介绍如下。 1研究对象和方法 1.1 对象2014年5月-2015年8月期间，在我科确诊的黄斑囊样 水肿患者22例39眼, 其中单眼患者5例,双眼患者17例，年龄38~ 79岁，所有病例均经过视力及矫正视力检查、非接触眼压、间接眼底镜、荧光素眼底血管造影(fluo rescein fundusangiog raphy, FFA)及光学相关断层扫描(optical coherence tomography, OCT)等来确诊，并排除其他黄斑疾病，所有病例均采用雷珠单抗玻璃体腔内注射治疗1～3次雷珠单抗0.05ml/(0.5mg)，每次间隔1个月，第1次注射7天后行OCT黄斑部检查，部分病人行眼底激光光凝治疗。 1.2方法采用ZEISS stratus OCT对39眼黄斑囊样水肿患者黄斑区 行放射状，水平及垂直线性扫描，扫描深度3mm,扫描长度3.45mm 及6mm，扫描角度0~360゜,扫描点数512,图象像分析采用ZEISS OCT3分析系统。扫描程序：以黄斑中心凹为中心的星状线性扫描，共6条扫描线，取平均值，获得黄斑地形图。利用ZEISS软件对所获得图象进行分析，主要分析指标黄斑中心凹，上方，下方，鼻侧及颞侧5个象限的视网膜厚度。 结果 1.一般信息：黄斑囊样水肿患者共39例，矫正视力范围 为0.04~0.6。 2.治疗前组：中央黄斑厚度387μm ~857μm，平均厚度
光学相干断层成像技术在冠心病研究中的应用
光学相干断层成像技术在冠心病研究中的应用 天津市人民医院心内科尹浩晔 摘要：光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography)技术是近年来发展起来的一项新的光扫描断层显像技术。该项技术与血管内超声比具有分辨率高、穿透力强的特点，对于不稳定斑块的识别具有很重要的意义，现着重描述其在冠心病研究中的应用。 关键词：光学相干断层成像冠心病血管内超声 光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography，OCT)是近年来发展起来的一项新的光扫描断层显像技术。它利用光纤干涉仪和近红外线光源，通过成像光纤导丝提供冠状动脉的二维横截面图像和三维重建图像。OCT技术最早应用于眼科相关检查，2001年开始应用于冠状动脉成像。因为它具有超高的图像分辨率，可以达到10～15微米，比血管内超声(IVUS)要高l0倍，所以被称为是体内的组织学显微镜。心脏介入药物支架的患者应用这种“显微镜”可以准确评价药物洗脱支架置入术后3个月、6个月以上的内膜增生情况，并做出抗血小板药物持续时间的日程表，评价支架的远期疗效，减轻患者的经济负担。已有研究资料表明，OCT可精确地对易损斑块进行鉴别，在评价药物或介入治疗对斑块及血管形态的影响、支架扩张、贴壁情况及内膜增生程度等方面也具有重要价值。 每年全球约有2000多万人突发急性冠状动脉综合征(ACS)和(或)心脏性猝死等心脏疾病。罪犯血管病变——冠状动脉粥样斑块破裂以及继发的血栓形成被认为是引起ACS的主要启动机制（1）。因而，研究斑块破裂的机制，对易损斑块(vulnerable plaque)准确识别以及探索有效稳定易损斑块的方法具有重要的临床意义。OCT是一种新型的医学成像技术，它可以对易损斑块准确识别。 1 OCT的成像原理 OCT是一种新的高分辨率断面成像模式，它将新发展的光学技术与超灵敏探测合为一体，加上现代计算机图像处理，发展成为一门新兴的断层成像诊断技 术。OCT利用宽带光源的短程相干特性对活体组织内部结构断层成像，其基本原理类似于传统的B超成像法，都是通过测反射或散射回来的信号回波来获得物体的形貌图像，只不过OCT用的是红外线而非声波（1）。OCT系统可以产生超短光脉冲或低相相干光波，发射到样品上，用光线被反射回的时间或回波延迟时间来测量距离，回波强度用来描绘深度。然后光束穿过样品扫描，得到二维或三维数据。然而与超声不同是光的传播速度非常快，回波时间不能电子测量，因此利用了一种已知的低相相干技术。2束频率相同的光相与后会产生干涉现象，通过测量干涉条纹的数目和条纹间的距离可推算出距离，这用光学仪器容易做到。OCT测量的就是这种干涉强度而非直接测量反射光强度，但用这些信息来代表
眼科光学相干断层扫描血流成像
光学相干断层扫描技术（Optical Coherence Tomography, OCT）是近年来迅速发展起来的一种新的光学诊断技术，它不同于普通CT 检查，并不是使用X射线进行的，OCT检查是安全无辐射无创伤的，可进行活体眼组织显微镜结构的非接触式、非侵入性断层成像。眼科OCT是眼底病医生最常用的检查方法之一，在眼部疾病尤其是眼底视网膜疾病的筛查、诊断、随访观察及治疗效果评价等方面具有很大的临床意义。 我院引进的日本尼德克血流OCT则比普通OCT更加先进，具有血流成像技术，与传统的血管造影相比，血流OCT具有无创伤、无需注射任何造影剂、不受时间影响等优势，所以可作为眼底荧光血管造影的一种替代选择，应用于多种疾病，如视网膜血管疾病、黄斑疾病、脉络膜新生血管、青光眼等。 随着目前三高（高血压、高血糖、高血脂）人群、高度近视、青光眼等疾病的增多，而且电子产品的广泛使用，使眼底视神经视网膜疾病患者也在不断增加，如：黄斑裂孔，视网膜动静脉阻塞，黄斑水肿，年龄相关性黄斑变性，中心性浆液性视网膜病变，糖尿病视网膜病变，视网膜前膜，青光眼等。而我院引进的血流成像OCT是目前滁州地区唯一一台前后节一体血流OCT，在我院眼科临床工作中，对于眼部疾病的检查、诊断、随访、治疗效果评价等将发挥着很大的作用，对眼科整体的诊疗水平的提升也将起到积极的推动作用，并造福于滁州地区的眼病患者。
病例1 患者，男，56岁，糖尿病视网膜病变，左眼 图1 眼底彩照：视网膜后极部散在出血、微血管瘤、渗出，视盘及周围新生血管 图2黄斑OCT扫描可见颞侧内层视网膜水肿和渗出 病例2 患者，女，52岁，左眼视网膜分支静脉阻塞 图1眼底彩照：视网膜颞上分支静脉区域大片火焰状出血和少许棉絮斑，黄斑区点片状黄白色渗出和水肿 图2左眼OCT扫描可见内层视网膜层间水肿，中心凹下方层间渗出 滁州市中西医结合医院眼科
眼科光学相干断层扫描血流成像OCT
眼科光学相干断层扫描（OCT） 光学相干断层扫描技术（Optical Coherence Tomography, OCT） 是近年来迅速发展起来的一种新的光学诊断技术，它不同于普通CT 检查，并不是使用X射线进行的，OCT检查是安全无辐射无创伤的，可进行活体眼组织显微镜结构的非接触式、非侵入性断层成像。眼科OCT是眼底病医生最常用的检查方法之一，在眼部疾病尤其是眼底视网膜疾病的筛查、诊断、随访观察及治疗效果评价等方面具有很大的临床意义。 我院引进的日本尼德克血流OCT则比普通OCT更加先进，具有血流成像技术，与传统的血管造影相比，血流OCT具有无创伤、无需注射任何造影剂、不受时间影响等优势，所以可作为眼底荧光血管造影的一种替代选择，应用于多种疾病，如视网膜血管疾病、黄斑疾病、脉络膜新生血管、青光眼等。 随着目前三高（高血压、高血糖、高血脂）人群、高度近视、青光眼等疾病的增多，而且电子产品的广泛使用，使眼底视神经视网膜疾病患者也在不断增加，如：黄斑裂孔，视网膜动静脉阻塞，黄斑水肿，年龄相关性黄斑变性，中心性浆液性视网膜病变，糖尿病视网膜病变，视网膜前膜，青光眼等。而我院引进的血流成像OCT是目前滁州地区唯一一台前后节一体血流OCT，在我院眼科临床工作中，对于眼部疾病的检查、诊断、随访、治疗效果评价等将发挥着很大的作用，对眼科整体的诊疗水平的提升也将起到积极的推动作用，并造福于滁州地区的眼病患者。
病例1 患者，男，56岁，糖尿病视网膜病变，左眼 图1 眼底彩照：视网膜后极部散在出血、微血管瘤、渗出，视盘及周围新生血管 图2黄斑OCT扫描可见颞侧内层视网膜水肿和渗出
OCT光学相干断层扫描技术
OCT光学相干断层扫描技术 简介 光学相干断层扫描技术（光学相干层析技术，Optical Coherence To mography, OCT）是近十年迅速发展起来的一种成像技术，它利用弱相干光干涉仪的基本原理，检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反 射或几次散射信号，通过扫描，可得到生物组织二维或三维结构图像。 用途 OCT是一种新的光学诊断技术，可进行活体眼组织显微镜结构的非接触式、非侵入性断层成像。OCT是超声的光学模拟品，但其轴向分辨力取决于光源的相干特性，可达10um ,且穿透深度几乎不受眼透明屈光介质的限制，可观察眼前节，又能显示眼后节的形态结构，在眼内疾病尤其是视网膜疾 病的诊断，随访观察及治疗效果评价等方面具有良好的应用前景。 工作原理 OCT专业全称又叫光学相关断层扫描。是最近几年应用于眼科的新型技术。OCT是一种非接触、高分辨率层析和生物显微镜成像设备。它可用于眼后段结构（包括视网膜、视网膜神经纤维层、黄斑和视盘）的活体上查看、轴向断层以及测量，是特别用作帮助检测和管理眼疾（包括但不限于黄斑 裂孔、黄斑囊样水肿、糖尿病性视网膜病变、老年性黄斑变性和青光眼） 的诊断设备。OCT现在分为时域和频域两类，其实各有优缺点。时域OCT性价比高，足以完成大多数眼底及青光眼疾病的检查。而且技术比较成熟。 它利用近红外线及光学干涉原理对生物组织进行成像。干涉成像的原 理简单地说就是将光源发出的光线分成两束，一束发射到被测物体（血管 组织），这段光束被称为信号臂，另一束到参照反光镜，成为诶参考臂。 然后把从组织（信号臂）和从反光镜（参考臂）反射回来的两束光信号叠加。但信号臂和参考臂的长度一致时，就会发生干涉。从组织中反射回来 的光信号随组织的形状而显示不同强弱。把它与从反光镜反射回来的参考
光学相干断层扫描
光学相干断层扫描(OCT) 一、概述 近年来，医学影像技术的发展取得了长足的进步，尤其是微创血管内成像技术的发展，为临床冠脉介入医生对冠状动脉病变的评估提供了更加丰富信息。光学相干断层扫描( optical coherence tomography，OCT)为近几年新兴的冠状动脉内成像模式，自2000年哈佛大学的IK Jang教授首次应用于冠状动脉内的检查以来，OCT以其检查的安全性和极高分辨率在世界范围内迅速普及，开创了冠状动脉内检查新的里程碑。 二、OCT的种类及组成 OCT系统主要由光源、参照镜和光电探测器所组成。目前，该成像系统主要分为两种：一种是时域光学相干断层成像技术（TD-OCT()；另一种是频域光学相干断层成像技术 (FD-OCT)。而目前应用的OCT成像系统主要是FD-OCT，临床使用的是M4(C7)。 三、OCT的原理 OCT是采用低相干技术，利用波长为1300nm左右的近红外线的光波作为光源，通过分光器将光源发出的光分为样本光束和参照光束，采用距离相同的参照光束和样本光束反射波相遇后的产生的光学相干现象，用光波反射时间和光波延迟时间来测量距离，光波强度代表深度，经计算机处理成信号后，从而获得组织图像。OCT是分辨率最高的血管内成像技术，其分辨率接近10μm，比IVUS 大约高10倍，能清晰的分辨血管内组织，被誉为“体内组织学显微镜”。 四、OCT的成像优点和缺点 1、OCT的成像优点 ①具有无辐射、非侵入、高分辨率及高探测灵敏度等特点； ②可清晰显示内膜下的病变或斑块，识别易损斑块、稳定斑块、血栓、钙化、夹层、支架及支架表面的内膜增生和支架内再狭窄，因此，在评价斑块的性质、介入治疗的指导、再狭窄机制临床研究和疗效评价方面，有着其独到的优势和应用价值。 2、OCT的成像缺点 ①OCT组织穿透力较差，仅为1－2mm，而且不能穿透红细胞，因此，需要通过冠脉内注射造影剂排空血液；在有冠脉病变的情况下，常常不能观察到冠脉外膜及冠脉外病变情况。 ②频域OCT检查时探头高速自动回拉，不能随意停留在感兴趣的病变血管段，因而实时易用性显得不足。 五、OCT的适应症 1、冠心病诊断中的应用 1.1冠状动脉病变特征的定性及定量分析 1.2对血栓病变的鉴别 2、冠心病介入治疗中的应用 2.1支架释放即刻效果评价 2.2 术后即刻血管的损伤情况评价 2.3 指引复杂病变的支架植入 2.4慢性完全性闭塞病变介入治疗指导及评价 2.5 左主干及前降支开口处病变的评价
光学相干断层扫描
光学相干断层扫描 Drexler Optical Coherence Tomography 2009 Hardback ISBN 9783540775492 德雷克斯勒著 本书是斯普林格出版社生物和医学物理,生物医学工程系列中的一本。作者沃尔夫冈教授是英国卡迪夫大学视觉科学院生物医学成像研究组的负责人和生物医学成像的主任教授。他的研究小组在光学相干断层扫描(OCT,Optical Coherence Temography)技术方面发挥着主导作用,该技术作为一种光学医疗诊断方式使我们可以在生物系统内对微观结构进行非侵入式高分辨率三维断层成像。 OCT技术是一种在生物学、医学和材料科学都可以应用的成像技术,它具有如下诱人的特点:高的细胞级分辨率、实时采集速率、光谱特征提取,而这些可以在一个紧凑的非侵入性仪器中实现。OCT可以进行“组织光学切片”,即产生组
织分辨的图像供定性和诊断,而不必切除和处理样本的组织切片。而新一代OCT技术的开发,在分辨率和速度上都产生了飞跃式的进步,实现了体内的光学活检,即组织结构形态的在线、实时的可视化。这些新技术不仅提高了图像对比度,而且可以对由于代谢或功能状态引起的病理进行区分。 这本书不仅从光学和技术角度介绍了OCT技术,并且从生物医学和临床的角度进行阐述。本书的章节都由在国际上具有领先地位的研究小组进行撰写,并尽量采用适于广大读者理解的方式。 本书可为物理学家、工程师、从事生物医学和临床医学的研究人员提供参考。 张文涛,助理研究员 (中国科学院半导体研究所) Zhang wentao,Assistant Professor (Institute of Semiconductors,CAS)
眼科光学相干断层扫描仪产品技术要求深圳市斯尔顿
2.性能指标 2.1使用性能 2.1.1扫描仪信号光光源，光源参数要求见表 3 表 3 2.1.2眼后节扫描范围，要求见表 4，扫描角度须可调。 表4 2.1.3眼后节分辨率要求见表 5。 2.1.4扫描频率及成像时间要求见表 6。 表 6
2.1.5引导注视 扫描仪的引导注视方式须具有内固视和外固视两种方式，固视位置须可调。 2.1.6OCT 信号查找 具有自动找OCT 信号功能。 2.1.7扫描调节 2.1.7.1下巴托 a)扫描仪的下巴托能进行垂直升降，不应有停顿和突跳现象。 b)Mocean 3000 Plus、Mocean 4000 下巴托升降范围不小于 56mm，OSE-5000 下 巴托升降范围不小于 45mm。 2.1.7.2移动台 a)移动台能进行任意的平移和停止，不应有停顿和突跳现象。 b)移动台左右调节范围不小于 86mm，Mocean 3000 Plus 前后调节范围不小于 82mm, Mocean 4000、 OSE-5000 前后调节范围不小于 75mm。 c)Mocean 3000 Plus、Mocean 4000 移动台具有运动锁功能。锁止状态下样品臂 无法随意移动。 2.1.7.3探头 a)探头能进行垂直升降，不应有停顿和突跳现象。 b)探头升降范围不小于 30mm。 2.1.8屈光补偿 眼底扫描仪的屈光补偿范围须不小于-20D～+20D 的范围。 2.1.9软件功能 a)具有获取扫描组织断层成像并储存的功能； b)具有对扫描的图像进行定量分析的功能； c)具有存档扫描患者数据库的功能； d)具有将测试结果形成检验报告，并通过外接打印机实现打印功能； e)所有诊断图像和测量数据应可以导出。(适用于 Mocean 4000、 OSE-5000) f)区域扫描时，须具有将采集数据重构成三维图像，并可以进行任意方向的旋转和切割的功能，同时还能根据成像组织的特征进行分层处理。 g)直线和放射线扫描模式具有多幅图像叠加功能。 h)具有动眼追踪功能(适用于 Mocean 4000、OSE-5000) j）血管网成像功能(选配) (适用于 Mocean 4000、 OSE-5000) 2.1.10扫描方式