一、什么是OCT技术？
光学相干断层扫描技术（Optical Coherence Tomography, OCT）是一种基于光干涉原理的无创性断层成像技术，被誉为“光学活检”。它利用近红外光（波长800-1300nm）的干涉特性，对生物组织或材料内部结构进行微米级分辨率的断层成像，可清晰显示10-15微米级的细微结构（相当于头发丝直径的1/10）。 核心优势：非接触、无创伤、实时成像、三维重建，广泛应用于医学诊断、工业检测和生物研究。
二、OCT技术原理：从时域到频域的技术跨越
OCT的核心原理基于迈克尔逊干涉仪结构，核心流程可简化为： 光源发光 → 分束器分光 → 样本臂（组织）与参考臂（反射镜）反射 → 干涉信号采集 → 计算机三维重建。 根据信号采集方式的不同，OCT可分为时域OCT（TD-OCT）和频域OCT（FD-OCT）两大技术路线，二者原理对比如下：
▌1. 时域OCT（TD-OCT）：机械扫描的“逐点探知”
工作原理：
使用低相干光源（如超发光二极管），光束经分束器分为两路：
样本臂：照射到生物组织，不同深度的结构反射回强弱不同的信号；
参考臂：照射到一个可移动的反射镜，通过机械平移改变光程（即光的传播距离）。
当参考臂光程与样本臂某深度组织的光程匹配时，两路光发生相干干涉，通过探测器记录干涉信号的强度，即可确定该深度的反射率。
逐点移动参考镜，扫描不同深度，最终拼接出断层图像。
特点：
技术基础：早期OCT技术（1990年代首次应用于眼科）；
局限性：成像速度慢（因依赖机械运动），分辨率受光源相干长度限制；
应用场景：早期医学研究，现逐步被频域技术取代。
——引自：李云耀, 等. 光电工程, 2023, 50(1): 220027
▌2. 频域OCT（FD-OCT）：光谱解析的“全域快照”
频域OCT摒弃了机械扫描参考镜的方式，通过分析光谱信息或扫频光源直接获取全域深度信号，分为两种技术分支：
▍（1）频谱OCT（SD-OCT，也称傅里叶域OCT，光谱域OCT）
工作原理：
使用宽带光源（如超连续谱激光），光束分束后：
样本臂反射信号与参考臂固定位置反射镜的信号发生干涉；
干涉光经光谱仪采集，得到包含所有深度信息的光谱图（x轴为波长，y轴为光强）；
通过傅里叶变换（数学算法），将光谱信息解析为深度-反射率曲线，快速重建断层图像。
特点：
无需机械扫描参考臂，成像速度比时域快100-1000倍；
分辨率取决于光源带宽（带宽越宽，分辨率越高）；
广泛应用于眼科、皮肤科等需要快速成像的场景。
▍（2）扫频OCT（SS-OCT，也称可调谐光源OCT）
工作原理：
使用可调谐激光光源（如扫频激光器），光源波长随时间周期性扫描（如从800nm线性扫至900nm）；
样本臂与参考臂反射光干涉后，通过快速探测器采集干涉信号的频率变化；
利用扫频光源的波长-时间线性关系，直接解算出各深度的反射信号（类似雷达脉冲原理）。
特点：
成像速度极快（可达每秒几十万次扫描），适合动态器官（如心脏血管）成像；
穿透深度更深（近红外波长范围），适用于深层组织（如血管内斑块）检测；
主要应用于心血管介入、工业材料深层缺陷检测等领域。
三、技术对比：时域VS频域OCT
维度 | 时域OCT（TD-OCT） | 频域OCT（FD-OCT） |
参考臂扫描 | 机械移动反射镜（逐点扫描） | 固定反射镜（频谱/扫频解析） |
成像速度 | 慢（每秒数百次扫描） | 快（频谱OCT：每秒数万次；扫频OCT：每秒数十万次） |
分辨率 | 受光源相干长度限制 | 频谱OCT：取决于光源带宽；扫频OCT：取决于波长扫描范围 |
典型应用 | 早期实验室研究 | 临床诊断（眼科、心血管）、工业高速检测 |
四、OCT技术的应用场景
▌医学领域
1、眼科（核心应用）：
频域OCT（主要是频谱OCT）已成为眼底病诊断的金标准，可清晰显示视网膜各层结构（如黄斑区厚度仅约150微米），检测糖尿病视网膜病变、青光眼等；
OCT血管成像（OCTA）：通过扫频OCT的高速采集能力，无创显示眼底微血管网络（分辨率达50微米），替代传统有创的荧光血管造影。
2、心血管介入：
血管内OCT（IV-OCT）使用扫频技术，导管探头插入冠状动脉，实时成像斑块形态（分辨率10微米），指导支架植入。
3、皮肤科与牙科：
频谱OCT快速扫描皮肤癌边界（深度达1-2mm），或检测牙釉质早期龋坏（微结构变化）。
▌工业与材料领域
1、无损检测：扫频OCT穿透复合材料（如飞机机翼碳纤维层），检测内部裂纹或分层缺陷；
2、生物医学工程：评估人工血管、骨科植入物与组织的界面相容性（细胞黏附、炎症反应）。
五、未来趋势：更快、更智能、更跨界
1、技术升级：
扫频OCT向更高波长（如1700nm）发展，提升对生物组织的穿透深度（可达5mm）；
多模态融合：结合荧光成像、光声成像，实现结构-功能联合诊断。
2、AI赋能：
深度学习自动分析OCT图像（如糖尿病视网膜病变筛查），误诊率降低至5%以下；
动态追踪算法实时监测组织变化（如肿瘤治疗效果评估）。
3、便携化与跨领域：
手持式OCT设备（如皮肤科便携探头）普及；
工业领域拓展至微机电系统（MEMS）检测、锂电池内部缺陷分析等前沿场景。
从时域到频域的技术革新，OCT用“光的尺子”丈量微观世界，为医学带来了“无创活检”的革命，也为工业检测打开了“透视”之门。随着光学技术与人工智能的深度融合，这束近红外光将继续穿透未知，在生命科学与工程领域绽放更多可能。
佛山光微科技成立于2018年，是一家专注于OCT光学相干断层扫描技术的国家高新技术企业。我们提供医疗、科研和工业领域的OCT探头、核心部件及整机系统，支持OEM和CMO定制服务，致力于创新OCT成像解决方案。
如需更多信息，请联系：
邮箱：info@livitech.cn
电话：0757-89959220
网址：www.livitech.cn
