光學(xué)相干斷層掃描（Optical Coherence Tomography，OCT）是一種利用低相干光干涉原理對生物組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行高分辨率橫截面成像的無損檢測技術(shù)。它的分辨率比超聲高 100 倍以上，可達 1?10 微米，接近顯微鏡的分辨極限，但無需切片染色，可在活體上實時成像。其核心原理是將寬帶光源分為兩束，一束照射組織，一束照射參照鏡，從組織各層反射的光與參照光干涉，通過掃描重建出內(nèi)部結(jié)構(gòu)。OCT 已成為眼科診斷的金標準，并在心血管、皮膚科、微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航和工業(yè)檢測中發(fā)揮重要作用。

一、工作原理與技術(shù)基礎(chǔ)

1.1 低相干干涉：時域 OCT 的核心

OCT 基于低相干干涉。低相干光（如 SLD）的相干長度僅幾微米到幾十微米，只有當兩臂光程差小于相干長度時才產(chǎn)生明顯干涉信號。時域 OCT（TD?OCT）通過移動參照鏡改變光程，逐點記錄干涉峰值，獲得沿入射方向的深度反射率曲線（A?scan）。軸向分辨率由光源帶寬決定：Δz = (2ln2/π)·(λ?2/Δλ)，帶寬越寬分辨率越高，例如 930?nm 中心波長、100?nm 帶寬可獲得約 3.8?μm 分辨率。

時域 OCT：參照鏡移動掃描，逐點采集干涉信號

1.2 頻譜域 OCT：速度的革命

頻譜域 OCT（SD?OCT）用光譜儀和線陣相機代替機械掃描，一次采集即可獲得整個 A?scan，速度提升百倍以上（數(shù)萬至數(shù)十萬 A?scan/秒），信噪比也顯著提高。SD?OCT 是目前臨床主流，占據(jù) 90% 以上市場。

頻譜域 OCT：光柵分光 + 傅里葉變換，單次采集整條 A?scan

1.3 掃頻源 OCT：平衡速度與深度

掃頻源 OCT（SS?OCT）使用波長快速掃頻的激光器，通過時域干涉信號傅里葉變換得到深度信息。它兼具高速度（>100?kHz）和大成像深度（可達 5?mm），特別適合血管內(nèi)和深部組織成像，是當前技術(shù)發(fā)展的主流方向。

掃頻源 OCT：波長隨時間掃描，傅里葉變換重建深度剖面

1.4 偏振敏感與多模態(tài)擴展

偏振敏感 OCT（PS?OCT）額外測量偏振態(tài)變化，可區(qū)分膠原纖維、肌肉等雙折射組織，用于青光眼、皮膚老化評估。多普勒 OCT 通過相位差測量血流速度和方向，實現(xiàn)無創(chuàng)血管成像。

二、技術(shù)類型對比

表1：OCT 主要技術(shù)路線對比

三、核心參數(shù)與系統(tǒng)組成

表2：OCT 核心參數(shù)與選型建議

四、核心應(yīng)用領(lǐng)域

4.1 眼科：視網(wǎng)膜到角膜的全-方-位診斷

OCT 是眼科金標準，全球每年超 3000 萬次檢查?？汕逦@示視網(wǎng)膜各層（RNFL、GCL、光感受器層等），用于黃斑變性、糖尿病視網(wǎng)膜病變、青光眼等疾病的診斷與隨訪。眼前節(jié) OCT 可測量角膜厚度、前房角，指導(dǎo)屈光手術(shù)和青光眼治療。

視網(wǎng)膜 OCT 橫截面圖像：清晰顯示各層結(jié)構(gòu)

4.2 心血管：血管內(nèi)的“光學(xué)顯微鏡"

血管內(nèi) OCT（IVOCT）通過導(dǎo)管成像，分辨率 10?20?μm，高于血管內(nèi)超聲（IVUS）十倍以上。用于支架置入優(yōu)化（評估貼壁和膨脹）、易損斑塊識別（薄纖維帽粥樣斑塊），以及復(fù)雜病變（慢性完-全閉塞）的導(dǎo)絲指引。

冠狀動脈 OCT：支架貼壁情況與斑塊成分識別

4.3 皮膚科與微創(chuàng)手術(shù)導(dǎo)航

皮膚 OCT（1300?nm 波長）可穿透 1?2?mm，無創(chuàng)評估黑色素瘤、基底細胞癌邊界，測量銀屑病表皮厚度。術(shù)中 OCT 可用于內(nèi)鏡早癌篩查、腦膠質(zhì)瘤切緣判斷、角膜移植導(dǎo)航等，提供實時高分辨率光學(xué)指引。

皮膚 OCT：表皮、真皮及血管結(jié)構(gòu)清晰可見

4.4 工業(yè)無損檢測與新興前沿

OCT 用于透明材料內(nèi)部缺陷、涂層厚度、3D 打印件孔隙檢測，分辨率遠優(yōu)于超聲。OCT 血流成像（OCTA）無需造影劑即可三維顯示微血管，已廣泛用于眼底疾病評估。AI 輔助分析正在提高診斷效率。

OCTA 無創(chuàng)微血管三維重建，紅色為血流信號

五、選型指南

眼科臨床：SD?OCT，分辨率 3?5?μm，速度 >50?kHz，800?nm 波段，配備 OCTA 和分層分析軟件。

血管內(nèi)成像：SS?OCT，10?20?μm，>100?kHz，1300?nm，導(dǎo)管 1?1.5?French，帶支架評估模塊。

皮膚科：SS?OCT 或 SD?OCT，1300?nm，深度 1?2?mm，手持探頭，可選 PS?OCT。

術(shù)中導(dǎo)航：小型化 SS?OCT，探頭直徑 1?3?mm，速度 >100?kHz，實時顯示無延遲。

工業(yè)檢測：SD?OCT，分辨率 1?10?μm，波長依材料（800?nm 或 1300?nm），自動缺陷識別。

六、系統(tǒng)集成與使用要點

光源：SLD 最-成-熟，超快激光器分辨率最高，掃頻激光器用于 SS?OCT。光路需穩(wěn)定隔振，偏振分集減少組織偽影。眼科功率限制 <1?mW，皮膚可至數(shù)毫瓦。

掃描與處理：振鏡實現(xiàn)二維掃描，GPU 加速傅里葉變換，OCTA 采用幅值去相關(guān)或相位方差算法。安全需符合 IEC 60825?1。

結(jié)語

光學(xué)相干斷層掃描從 1991 年誕生至今，已從實驗室走進全球數(shù)千家醫(yī)院，成為眼科、心血管、皮膚科等多學(xué)科不-可-或-缺的工具。低相干干涉、頻譜域傅里葉變換、掃頻源快速成像等技術(shù)的迭代，不斷刷新分辨率與速度的極限。OCT 用光波丈量生命的微觀結(jié)構(gòu)，讓不可見的組織內(nèi)部第一次在我們眼前清晰呈現(xiàn)。未來，隨著 AI、多模態(tài)融合和微型化探頭的進步，OCT 將在精準醫(yī)療和工業(yè)檢測中發(fā)揮更加深遠的作用。