光學相干層析技術( Optical Coherence Tomography, 簡稱OCT )以低相干
測量為原理，是一種新型成像技術，可進行活體組織顯微鏡結構的非接觸式、非侵入性斷層成像。OCT是超聲的光學模擬品，而縱向分辨力更高，又不象X 射線和射頻電磁場一樣對生物體產生不良影響。因此OCT 特別適用于那些具有高散射，非透明性質的樣品，而生物體就是這樣的樣品。
目前OCT越來越多的被應用到生物體組織的診斷，特別是眼科以及皮下組織的病變診斷。其穿透深度幾乎不受眼透明屈光介質的限制，可觀察眼前節，又能顯示眼后節的形態結構，在眼內疾病尤其是視網膜疾病的診斷，隨訪觀察及治療效果評價等方面具有良好的應用前景。
圖1為OCT影象和超聲波檢測結果進行對比，很顯然，OCT的分辨率更高，影象更清晰。
圖1
OCT的基本原理如圖2所示，基本功能部分為2Х2的WDM，將檢測光和參考光都輸入光纖，并在光纖耦合器中分成2部 分，一部分進入參考臂，一部分進入采樣臂。當參考臂上反射回來的光和采樣臂上反射回來的光進行干涉的時候，在干涉臂探測器上將獲得最強信號。然后對不同空 間點的采樣，就可以獲得不同空間的信息。經過濾波，數模轉換等處理，將該信息轉換成可視頻顯示的圖象。因此，光是信號載波，光信號和最終的獲得的信息是相 關聯的，光源的選擇對OCT的性能有重大影響。
圖2
對于OCT的光源選擇，有兩點值得注意：
第一，人體細胞對850nm以下的光，有較強的散射，而細胞中的水份對1500nm以上的光，吸收率又較高，這兩點都對OCT的應用極其不利，因此，通常OCT的光源都要求波長在850-1600nm之間。圖3分別顯示了850nm和1300nm下的喉部軟骨組織OCT影像。1300nm下的圖象明顯更清晰。#p#分頁標題#e#
圖3
第二，OCT的縱向掃描分辨率由光源的相干長度 / 決定。
因此，為了得到更高的分辨率，就必須選用寬光譜光源，例如以前常用的超輻射發光二極管（SLD）和目前比較熱門的飛秒激光泵浦的超連續譜。
超輻射發光二極管，譜寬通常為40nm，最多可達到100nm。 而隨著超快激光技術的發展以及光子晶體光纖的出現，現在可以使用飛秒激光泵浦的超連續光譜，譜寬可以達到幾百納米。光子晶體光纖的出現，將給光信息技術領 域帶來一場革命性的變化。在光子晶體光纖的超連續譜產生過程中，飛秒激光器擁有比皮秒、納秒激光器更強烈的色散效應以及非線性效應，因此能夠獲得更大譜 寬。比如：德國menlosystems公司利用其飛秒光纖激光器作為泵源，就產生了約400nm的超連續譜。
我們以Menlosystems公司摻Yb光纖激光器（中心波長1030nm）很為例，在鎖模狀態下，擁有56nm的寬光譜（FWHM）和58fs的脈沖寬度。這使其將獲得更強的色散和非線性效應，從而通過非線性光纖能夠獲得更大的光譜展寬。
圖4
當然，除了光源對OCT基 本功能的影響外，改變參考臂光程的掃描延遲線對整個設備的性能也有影響。通常采用的延遲線有振鏡式，旋轉鏡對和電機平動式等。各有其優缺點：振鏡式的掃描 范圍小，非線性，但是速度快；旋轉鏡對的掃描范圍大，但是非線性；電機平動式的掃描線性度好，掃描范圍大，但是速度較慢。
綜上所述，OCT將半導體激光、超快光學技術，超靈敏探測、電子學、計算機控制和圖像處理技術結合在同一系統之中，相對于傳統檢測手段來說，擁有分辨率高，對樣品無傷害，可獲得樣品的實時測量結果等特點。隨著超快激光和非線性光纖技術的飛速發展，我們有理由相信，OCT成像技術的發展將更令人期待。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
