光學相干斷層掃描

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1、光學相干斷層掃描維基百科，自由的百科全書指尖的光學相干斷層掃描圖像。光學相干斷層掃描（英文:Opticalcoherencetomography，簡稱OCT）是一種光學信號獲取與處理的方式。它可以對光學散射介質如生物組織等進行掃描，獲得的三維圖像分辨率可以達到微米級。光學相干斷層掃描技術利用了光的干涉原理，通常采用近紅外光進行拍照。由于選取的光線波長較長，可以穿過掃描介質的一定深度。另一種類似的技術，共焦顯微技術，穿過樣品的深度不如光學相干斷層掃描。光學相干斷層掃描使用的光源包括超輻射發(fā)光二極管與超短脈沖激光。根據(jù)光源性質的不同，這種掃描方式甚至可以達到亞微米級的分辨率，這時需要光源

2、的頻譜非常寬，波長的變化范圍在100納米左右。光學相干斷層掃描技術是光學斷層掃描技術的一種。目前比較先進的一種光學相干斷層掃描技術為頻域光學相干斷層掃描，這種掃描方式的信噪比較高，獲得信號的速度也比較快。商用的光學相干斷層掃描系統(tǒng)有多種應用，包括藝術品保存和診斷設備，尤其是在眼科中，這種斷層掃描系統(tǒng)可以獲取視網膜的細節(jié)圖像。最近，這種技術也被用于心臟病學的研究，以對冠狀動脈的疾病進行診斷[1]。目錄[顯示][編輯]簡介一個肉瘤的光學相干斷層掃描圖像。在全世界范圍內，有數(shù)個研究組織從采用白光干涉對活體內人眼進行測量開始[2][3]對人體組織，尤其是眼睛的成像進行研究。1990年的ICO

3、-15SAT會議上，首先展示了一張基于白光干涉深度掃描原理的對活體內人眼眼底沿眼水平子午線的二維圖像[4]。1990年，丹野直弘對這個方案進行了進一步的研究[5][6]，隨后日本山形大學的一位教授也對此展開了研究[7]。這些研究使得光學相干斷層掃描技術擁有了微米級的分辨率和毫米級的穿透深度，還擁有產生截面圖像的能力，因此它成為一種重要的生物組織成像技術[8]。1993年，首次采用光學相干斷層掃描技術對活體內的視網膜結構成像[9][10]。光學相干斷層掃描也被應用于許多藝術品保護的項目中，它被用來分析繪畫作品的不同層次。與其他醫(yī)學圖像系統(tǒng)相比，光學相干斷層掃描有很大的優(yōu)勢。醫(yī)用超聲成像

4、和核磁共振成像由于分辨率不夠，無法用于形態(tài)組織成像，而共焦顯微技術則缺少毫米級的穿透能力[11][12]。光學相干斷層掃描是基于弱相干干涉學理論發(fā)展的[13][14][15]。在傳統(tǒng)的干涉學中需要使用相干長度很長的光源，因此通常選用激光作為干涉光源，相干長度通常達到數(shù)米。而在光學相干斷層掃描技術中，由于使用了寬帶光源，相干長度被縮短到了幾個微米。寬帶光源通?？梢允褂贸椛浒l(fā)光二極管或超短脈沖的激光（飛秒激光器）來實現(xiàn)。白光也是一種功率較低的寬帶光源。光學相干斷層掃描系統(tǒng)中的光束被分成兩部分：一部分稱為樣品光臂，照射在樣品上；一部分被稱為參考光臂，通常照在鏡子上。樣品產生的反射光和參考

5、光臂產生的反射光會發(fā)生干涉，而僅僅當兩條光路的長度相同（差距小于相干長度）時，會產生穩(wěn)定的干涉圖樣。通過調整參考光臂的鏡子，可以得到樣品的反射輪廓，這種技術被稱為時域光學相干斷層掃描。樣品反射能力較強的區(qū)域會產生較強的干涉，而超出干涉長度的反射光將不會產生干涉。這樣產生的反射輪廓被稱為A掃描，包含有我們觀察的樣品內部結構的空間大小與位置的信息。截面斷層掃描B掃描可以通過結合不同深度的A掃描結果來重建。根據(jù)使用的成像引擎的能力，還可以實現(xiàn)在給定深度上的C掃描。[編輯]原理光學相干斷層掃描可以獲得透明或者不透明物質的表面以及次表面圖像，圖像的分辨率與小型顯微鏡相同。它可以認為是一種類似超

6、聲成像的光學技術，通過組織對光線的反射來提供截面圖像。與其它成像技術相比，光學相干斷層掃描可以提供擁有微米級分辨率的活體組織形態(tài)圖像，因此，在醫(yī)學界，它是一種非常具有吸引力的技術。光學相干斷層掃描的主要優(yōu)點是·對活體組織成像，分辨率可達微米級·對組織形態(tài)迅速、直接的成像·不需要制備樣品·不需要離子輻射由于光學相干斷層掃描采用了波長很短的光波作為探測手段，它可以達到很高的分辨率。首先將一束光波照在組織上，一小部分光被樣品表面反射，然后被收集起來。大部分的光線被樣品散射掉了，這些散射光失去了遠視的方向信息，因此無法形成圖像，只能形成耀斑。散射光形成的耀斑會引起光學散射物質（如生物組織、蠟

7、、特定種類的塑料等等）看起來不透明或者透明，盡管他們并不是強烈吸收光的材料。采用光學相干斷層掃描技術，散射光可以被濾除，因此可以消除耀斑的影響。即使僅僅有非常微小的反射光，也可以被采用顯微鏡的光學相干斷層掃描設備檢測到并形成圖像。光學相干是濾除散射光的物理機制。反射光可以作為相干光，而由于散射光散射的位置不同，造成光路長度的差異，再加上光源的相干長度極短，使得散射光失去了相干的性質。在光學相干斷層掃描設備中，光學干涉儀被用來檢測相干光。從原理上說，干涉儀可