一、OCT的原理

OCT利用光学干涉原理成像，整个系统包括一个光源、一个分束器和一个探测器，也被称为迈克尔逊干涉仪。OCT集半导体激光技术、光学技术、超灵敏探测技术和计算机图像处理技术于一身，能够提供分辨率达1～15μm的生物组织轴向断层图像。OCT将近红外光源发出的光线分为两束，一束射向被测物质，称为样品臂；另一束射向参照反光镜，称为参考臂。从被测物质和参照反光镜反射回来的两束光在探测器上进行信号叠加。当样品臂与参考臂的长度一致时，两束光发生干涉。对从组织中反射回来的光信号来说，组织的性状不同，反射光信号强弱不同。样品臂的反射光与参考臂的反射光信号叠加，光波顶点一致时信号增强（增加干涉），光波顶点方向相反时信号减弱（削减干涉）。形成干涉的条件是频率相同，相位差恒定。利用干涉原理，OCT通过比较标准光源信号与反射光源信号，增强单一光线反射，减弱散射光线反射。由于干涉只发生在样品臂与参考臂长度一致时，通过调节反光镜的位置，可以改变参考臂的长度，继而得到不同深度的组织信号。这些光信号经过计算机处理便可得到组织断层图像。

与以往的成像技术相比，OCT具备以下优势：①采用对人体无害的近红外光源；②采用干涉技术实现断层成像，分辨率极高，可达微米级；③采用直径约100 μm的光纤传输信号，可以连接各种仪器，包括导管、内镜、腹腔镜和手术探针，这可以实现身体内的器官系统成像；④可以在原位进行成像，无须像常规的活组织检查和组织病理学那样处理标本，并且图像为实时传输图像，无需复杂的数学计算和图像重建，可实现实时诊断，并将此信息与手术联系起来，可实现手术指导；⑤设备紧凑且便携，这是临床上可行设备的重要考虑因素。

根据成像工作原理，OCT可以分为两大类，即时域OCT（time domain OCT，TD-OCT）和频域OCT（frequency domain OCT，FD-OCT）（图5-3）。TD-OCT是将在同一时间从组织中反射回来的光信号与参照反光镜反射回来的光信号叠加、干涉，然后成像。TD-OCT采用机械移动反光镜的方法，速度有限。FD-OCT为第二代OCT技术，使得更有效的低相干干涉测量原理得以实现。FD-OCT的参考反光镜固定不动，通过改变光源光波的频率实现信号的干涉。由于取消了机械移动部件，利用电子扫描方式，FD-OCT的扫描成像速度大大提高，信噪比也得到改善，特点是无需纵向扫描，信号灵敏度大幅度提高，动态范围大。(https://www.daowen.com)

图5-3　时域OCT（TD-OCT）（a）和频域OCT（FD-OCT）（b）系统图
Figure 5-3　Schematic diagram of time domain OCT（a）and frequency domain OCT（b）