光学相干层析成像技术（经验分析）

1、光学相干层析成像技术及其在医学中的应用 1听风C学堂应用需要 对病变组织的精 确诊断是当今世界医学研究的重要 课题之一，生物 医学 工作者一直在寻找无创的生物体检测方法 。 在现有的疾病诊断方法中，很多都依赖于成像技术 ，以求安全、及时，有效地发现病变，并对其 区分定位。 临床上 目前使 用的成像技术主要有超声波 ，X射线透视、CT扫描 以及磁共振成像(MRI)等 ，这些 诊断方法适用于不同场合，同时各自又都有一定的缺点和局限性 。2听风C学堂医学成像诊断的要求 实时 在体：不影响组织的结构， 危害性小：无创，辐射小 分辨力高3听风C学堂光学相干层析成像（OCT） 光学相干层析(OCT)是9O

2、年代发展起来的一种新型光学成像手段。它通过测量生物组织的背散射光强度和相位获取内部的显微结构信息进行层析成像。 分辨率1um15um， 比传统的超声成像高l2个数量级，并且可以实现实时在体检测。OCT系统的体积和制造成本都远小于磁共振成像(MRI)这使得该技术在实验研究和临床应用方面都大有可为4听风C学堂OCT工作原理5听风C学堂OCT工作原理 光学相干层析系统可认为是由共焦扫描系统和低相干干涉仪组成 其装置如图所示，装置的核心是一 个光纤迈克尔逊干涉仪， 光源为低相干宽带光源，干涉仪的一臂称为参考臂，包含参考反射镜；另一臂称为样品臂，主要包含了共焦扫描系统和待测样品6听风C学堂 光源发出的光

3、经过 22的光纤耦合器，被均匀地分成两束分别进入放有反射镜的参考臂，和放有被测样品的样品臂。 照在样品上的光进入样品组织内部经过样品反射回来 只有来自样品某一特定深度的反射光才能与参考光相干，反射光信号包含有组织光学参数的信息 ， 探测器把干涉后的光转换成电信号经过数据采集和处理系统收集 ，并在计算机上进行分析。纵向扫描 参考臂反射镜的位 置，便可获得样品的深度层析图像 。7听风C学堂8听风C学堂OCT分辨率 OCT的分辨本领由其纵向分辨率和横向分辨率来衡量 其纵向分辨率取决于OCT系统低相干光源的相干长度 OCT的横向分辨率取决于光束通过焦距为f的透镜聚焦到样品上的光斑直径2222LIn42

4、fXdNA9听风C学堂OCT分辨率优势 光学相干层析术(OCT)的最大优点是可以获得比x射线CT、超声成像术、核磁共振成像术等传统医学成像技术高l2个数量级的分辨率.10听风C学堂OCT在医学和生物学研究方面的应用 眼科诊断 OCT可用于诊断诸如青光眼、糖尿病水肿等需要定量测量视网膜变化的疾病 实验结果证明，OCT 诊断各种视网膜疾病非常有用，从有斑点产生，到形成青光眼，再到视网膜脱离均可探测。 在描绘眼睛结构方面，OCT的能力是其他成像仪器所不能比拟的11听风C学堂牙科诊断 PSOCT（偏振敏感OCT） 使用样品对背散射光双折射的大小成像 牙齿表面的釉质具有强烈的双折射效应，釉质受损后这一效

5、应随之减弱， 因此，PSOCT特别适合于龋齿的检测 进一步可以对组织进行正常态和热损伤的区别12听风C学堂心血管疾病探查 将OCT成像与多普勒技术相结合，形成一种新的检测仪器 光学多普勒层析仪(Optical Doppler TomographyODT) 该系统可用来检测埋藏在高散射介质下流体的流速 与传统的超声多普勒血流仪相比，ODT具有更高的分辨率13听风C学堂胃肠道诊断 OCT导管式内窥镜 以环形方式对光束进行扫描并对内窥镜所能探测到的区域进行截面成像 拓宽了OCT的戚像范围，使之能够用于对心血管系统、胃肠道组织、泌尿系统及呼吸道等管状生物组织的高分辨率成像。14听风C学堂乳腺癌早诊 采

6、用漫射光进行检测， 使用超声束聚焦于生物组织使组织透射和反射的光学层析信号受到调制 调制使焦点附近声压起伏造成组织的密度起伏，从而改变漫透射系数以及折射率获得探测区域附近生物组织的光学和力学性质， 改变焦点，扫描即可获得断层图像 理论分析表明其探测深度可这10cm这项技术综合了光学成像的对比度和超声成像的深度分辨优势，因此特别适合于乳腺癌的早期诊断。15听风C学堂发展和展望 改进的光源：带宽更宽、功率更大的光源 更好的探测 快速的图像采集：目前可以做到实时成象，目标是可以视频成象 易于使用的软件：方便、友好、易于使用16听风C学堂频谱光学相干层析术 Spectral Optical Coherence Tomography 原理是基于光谱的干涉 回光采集部分是一个高分辨率光谱仪 从样品返回的光可以看