OCT技术简介
OCT技术调研
OCT技术调研从四个方面介绍：1、OCT简介；2、OCT技术的应用；3、国内外的研究团队介绍；4、国内外厂商及产品介绍。
一、OCT简介光学相干层析（OpticalCoherenceTomography，简称OCT）是20世纪90年代初发展起来的低损、高分辨、非侵入式的医学、成像技术。
它的原理类似于超声成像，不同之处是它利用的是光，而不是声音。
图1OCT与其它成像技术的对比1、时域OCT技术光学相干层析成像系统结合了低相干干涉和共焦显微测量的特点。
系统选用的光源为宽带光源，常用的是超辐射发光二极管(SLD)。
光源发出的光经2某2耦合器分别通过样品臂和参考臂照射到样品和参考镜，两个光路中的反射光在耦合器中汇合，而两臂光程差只有在一个相干长度内才能发生干涉信号。
同时由于系统的样品臂是一个共焦显微镜系统，探测光束焦点处返回的光束具有最强的信号，可以排除焦点外的样品散射光的影响，这是OCT可以高性能成像的原因之一。
把干涉信号输出到探测器，信号的强度对应样品的反射强度，经过解调电路的处理，最后由采集卡采集到计算机进行灰度成像。
图2时域OCT基本光路OCT成像的主旨就是要得到样品不同深度的反射率分布。
如果参考镜处的反射率一定，那么由于样品结构的不均匀性，从样品不同深度散射回来的光的强度就不同，所以当两臂光相遇时产生的干涉信号里就带有样品不同深度的光反射率信息。
由宽带光源的低相干性可知，OCT干涉仪可以获得较窄相干长度，保证轴向扫描的成像分辨率在微米级。
对于窄带光源，如图3(a)所示，由于其相干长度很长，在相当大的光程差范围内都能输出干涉条纹变化。
这样的干涉条纹对比度与两臂的光程差变化几乎无关，无法确定零级条纹的位置，则无法找到等光程点，失去了精确定位的功能。
而对于宽带光源而言，如图3(b)所示，只有当两臂的光程差在这个很短的相干长度之内时，探测器才能检测到干涉条纹的对比度变化。
而且，在对比度最大的地方对应着等光程点，随着光程差的增加，对比度迅速锐减，因此具有很好的层析定位精度。
《眼科影像学》光学相干断层扫描仪
眼科 OCT 的应用
光学相干断层扫描 (OCT) 技术在眼科领域有着广泛的应用，为各种眼部疾 病的诊断和治疗提供了新的思路和方法。
视网膜疾病诊断
OCT 可用于多种视网膜疾病的诊断，例如糖尿病性视网膜病变、黄斑变性 、视网膜脱离等。
OCT 可以提供视网膜的详细图像，帮助医生诊断疾病，评估疾病的严重程 度，并监测治疗效果。
光学相干断层扫描仪 的结构
光学相干断层扫描仪 (OCT) 是一种复杂的仪器，由多个关键组件组成，这 些组件协同工作以生成高质量的视网膜图像。 OCT 系统主要包含光源、干涉仪、扫描系统、图像处理系统等。
光源
光学相干断层扫描仪使用低相干光源，如超发光二极管 (SLED) 或可调谐 激光器，以产生用于扫描眼睛结构的特定波长的光束。
本高
眼科 OCT 设备的购买和维护成本较高，包括仪器本身、耗材、软件升级等 方面的支出。 这对于一些经济条件有限的患者和医疗机构来说，可能会成为一个负担。
操作复杂
OCT 设备的操作需要专业的培训和经验。操作人员需要熟练掌握设备的各 项功能，并能够根据不同的检查需求选择合适的参数和操作模式。此外， OCT 设备的校准和维护也需要专业的技术人员进行。
SLED 提供宽带光谱，从而实现高分辨率成像，而可调谐激光器则提供更好 的灵活性，允许在不同的波长范围内进行扫描。
干涉仪
干涉仪是 OCT 系统的核心部件，用于产生并测量光束的干涉信号。 干涉仪通常采用迈克尔逊干涉仪结构，它将光束分成两束，分别照射到参 考镜和样品上。 两束光束反射后发生干涉，干涉信号被探测器接收，用于重建样品的结构 信息。
屈光手术评估
眼科 OCT 可用于评估屈光手术前后的眼部结构，例如角膜厚度、形状和视 网膜结构。
oct技术在生物医学领域的应用
1. 介绍 OCT 技术光学相干断层扫描技术（OCT）是一种高分辨率成像技术，可用于对生物组织进行非侵入式的显微观察。
该技术利用光的干涉原理，可以在几微米的分辨率下获取组织的三维结构信息，具有成像速度快、无损伤等优点，因此在生物医学领域得到广泛应用。
2. OCT 技术在眼科领域的应用OCT 技术在眼科领域是最早得到应用的领域之一。
通过OCT技术，医生可以获得眼部组织的高分辨率断层扫描图像，可以实现对视网膜、虹膜、晶状体等部位细微结构的观察和分析，有助于早期诊断眼部疾病，如青光眼、黄斑变性等，并且可以进行眼部手术的导航和监控。
3. OCT 技术在心血管领域的应用心血管疾病是全球范围内的头号健康问题之一，而OCT技术能够帮助医生观察和评估动脉血管内膜的微小变化，从而提供更精确的诊断和治疗方案。
OCT技术结合了血管内超声成像技术和光学显微镜技术的优点，成为了评估动脉粥样硬化斑块性质和含量、评估血管内膜细胞层和纤维盖膜破裂的理想工具。
4. OCT 技术在皮肤科领域的应用皮肤是人体最大的器官，各种疾病在皮肤上都会留下不同的病变，而OCT技术能够提供高分辨率的皮肤组织成像，对皮肤癌、疤痕、慢性溃疡等病变进行准确定位和评估，有利于早期发现和治疗。
OCT技术也在皮肤整形美容手术中发挥着重要作用，如皮肤表层的剥脱术、皮肤移植术等。
5. OCT 技术在神经科学领域的应用神经科学研究需要对神经元和神经通路进行微观观察，而OCT技术可提供三维高分辨率的神经组织成像，有助于研究神经疾病的机制和治疗。
OCT技术还可以在脑神经外科手术中提供对脑组织结构的实时监测和引导。
6. OCT 技术在牙科领域的应用OCT技术具有对硬组织进行非侵入性成像的能力，因此在牙科领域也有广泛应用。
它可以帮助牙医高清观察和评估牙齿的微观结构，有助于早期发现牙齿病变，如龋齿、牙体牙髓病等，并且可以辅助牙科手术的准确定位和操作。
7. 总结通过对OCT技术在不同医学领域的应用进行介绍，可以看出该技术在疾病诊断、治疗和研究中发挥着重要作用，能够提供高分辨率、无损伤的组织成像，为医生提供更多的医学信息，有望为未来医学领域的发展带来更多的惊喜。
OCT(光学相干层析成像)原理
1993年，第一台商 用OCT系统上市。
2000年代以后， OCT技术逐渐拓展 到其他医学领域， 如皮肤科、妇科等。
OCT技术的应用领域
眼科
OCT技术广泛应用于眼科疾病 的诊断和治疗，如黄斑病变、
青光眼、白内障等。
皮肤科
OCT技术可以用于皮肤肿瘤、 皮肤炎症等疾病的诊断和治疗 。
妇科
OCT技术可以用于子宫颈癌、 卵巢癌等妇科疾病的诊断和治 疗。
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OCT的层析原理
OCT通过测量反射光和透射光的干涉信号来获取样品的层 析结构。干涉信号的强度与参考光束和样品光束的光程差 有关，通过测量不同延迟时间下的干涉信号，可以重建样 品的层析结构。
OCT的层析过程通常采用频域OCT或时域OCT技术实现。 频域OCT通过快速扫描光学频率来获取干涉信号，而时域 OCT则通过快速扫描参考光束的延迟时间来获取干涉信号 。
03 OCT系统组成
光源模块
01
02
03
光源选择
OCT系统通常使用近红外 光波长的激光作为光源， 如800-1300nm波长范围。
光源输出功率
光源模块需要提供稳定的 输出功率，以保证OCT系 统的成像质量。
光谱特性
光源应具有较窄的光谱宽 度，以提高OCT系统的分 辨率。
扫描模块
扫描方式
扫描模块负责将光源发出 的光束扫描到待测样品上， 实现层析成像。
OCT图像的定量分析
厚度测量
OCT图像可以用于测量组织的厚度，通过对不同层次反射信号的 识别和测量，可以获得组织厚度的定量数据。
折射率计算
OCT设备通过测量光在组织中的传播速度，可以计算出组织的折射 率，这对于判断组织性质和生理状态具有重要意义。
光学相干断层扫描技术(OCT)介绍
4.可以对眼底的病变位置进行精确的定位，从而提高眼科疾病的诊治水平， 给眼科手术等高精的治疗手段提供准确的帮助。
5.可以对手术后的病体恢复情况进行准确的成像和检测，观察手术 后的效果和实时恢复状况。
正常黄斑部视网膜分层图像
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
几种常见的黄斑部病变扫描
五、总结
OCT技术以其非接触性和非 破坏性、有极高的探测灵敏度与 噪声抑制能力、高分辨率无损伤 和在体检测上对活体组织无辐射 等优越性以及造价低、结构简单 等优点，在材料科学和生物医学 等领域的无损检测方面有着重要 的应用价值和广阔的发展前景。
四、OCT检查的目的
1.眼科OCT检测仪可以对视网膜进行实时的断层成像和定量分析，可以有 效的对中心性浆液性视网膜脉络膜病变、糖尿病性视网膜病变、视网膜中 央动（静）脉阻塞、视网膜前膜病变等病理进行检查、定位和定量分析。 2.眼科OCT检测仪可以对视神经纤维层厚度分析及视神经乳头结构析，有 助于青光眼的早期诊断和治疗，这是其他检测技术很难达到的。 3.眼科OCT检测仪可以确切而直观的获得眼底断层信息，可以准确判断黄 斑裂孔、黄斑囊样水肿、老年性黄斑变性等疾病，并通过检验报告直观而 有力的反映出来。
三、OCT在眼科的应用
OCT是一种新的光学诊断技术，可进行活体眼组织 显微镜结构的非接触式、非侵入性断层成像。OCT是超 声的光学模拟品，但其轴向分辨率取决于光源的相干特 性，可达10um ,且穿透深度几乎不受眼透明屈光介质的 限制，可观察眼前节，又能显示眼后节的形态结构，在 眼内疾病尤其是视网膜疾病的诊断，随访观察及治疗效 果评价等方面具有良好的应用前景。
OCT专业全称又叫光学相关断层扫描。是最近几年 应用于眼科的新型技术。OCT是一种非接触、高分辨率 层析和生物显微镜成像设备。它可用于眼后段结构（包 括视网膜、视网膜神经纤维层、黄斑和视盘）的活体上 查看、轴向断层以及测量，是特别用作帮助检测和管理 眼疾（包括但不限于黄斑裂孔、黄斑囊样水肿、糖尿病 性视网膜病变、老年性黄斑变性和青光眼）的诊断设备。 OCT现在分为时域和频域两类，其实各有优缺点。时域 OCT性价比高，足以完成大多数眼底及青光眼疾病的检 查。而且技术比较成熟。
光学相干断层扫描技术的工作原理与眼科诊断应用
光学相干断层扫描技术的工作原理与眼科诊断应用光学相干断层扫描技术（Optical Coherence Tomography，简称OCT）是一种非侵入性的成像技术，通过测量反射光的干涉模式来获取物体的准直截面图像。
其具有高分辨率、高灵敏度和快速扫描速度等特点，被广泛应用于眼科领域。
本文将介绍OCT的工作原理及其在眼科诊断中的应用。
一、工作原理OCT技术基于光的干涉原理，通过测量光束在样本中的反射和散射，确定样本内不同深度处的反射率和反射强度。
其基本原理如下：1. 光源发射：OCT系统通常采用光纤光源，发射出一束相干光。
2. 光束分割：发射的光经过分束器分为参考光和待测光两束。
3. 参考光干涉：参考光经过干涉仪后，形成一干涉光束。
4. 待测光与参考光干涉：待测光照射样本后，与参考光发生干涉，形成干涉图像。
5. 干涉图像检测：利用干涉图像的强度和相位信息，生成图像。
二、眼科诊断应用OCT在眼科诊断中有着广泛的应用，以下将介绍其在眼科疾病的早期诊断、治疗跟踪和手术导航等方面的具体应用。
1. 视网膜疾病诊断：OCT可用于检测眼底病变，如黄斑病变、视网膜脱离等。
它通过高分辨率的断层图像，能够清晰显示视网膜各层的情况，帮助医生确定病变的部位和程度。
2. 青光眼监测：OCT可以定量测量眼内结构的形态和尺寸，特别是视神经头和视网膜纤维层。
这对于青光眼的早期诊断和治疗跟踪非常重要，可以辅助医生评估疾病的进展情况。
3. 白内障手术导航：OCT可生成眼前房的三维图像，提供了白内障手术的实时定位和尺寸测量。
医生可以根据OCT图像指导手术操作，提高手术成功率，并减少手术风险。
4. 角膜病变评估：OCT在评估角膜病变方面具有独特优势，可以测量角膜的厚度、弯曲度和分层结构等信息。
这对于角膜疾病的诊断和治疗规划非常重要。
5. 眼底血管成像：OCT可用于眼底血管成像，可以观察到眼底各血管的血流情况。
这对于一些眼底血管疾病的早期诊断和治疗监测有着重要意义。
OCT技术
OCT技术 光学相干层析成像
(Optical Coherence Tomography)
1. OCT概念和原理 2.OCT仪器构成 3.数据采集与信号处理 4. 频域OCT 5. 应用案例
1、OCT概念和原理
OCT即光学层析成像技术:
利用弱相干光干涉仪的基本原理，检测生物组织不 同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号 通过扫描，得到生物组织二维或三维结构图像。 分两类: 时域OCT（TD-OCT）；频域OCT（FD-OCT） 时域OCT是把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的光信号叠加、干涉，然后成像。
频域OCT是参考臂的参照反光镜固定不动，通过改变
光源光波的频率来实现信号的干涉。
1、OCT概念和原理
超声的光学模拟品;
轴向分辨力：
取决于光源相干特性，可达10um
穿透深度： 几乎不受眼透明屈光介质的限制 可观察眼前节，
又能显示眼后节的形态结构。
多种扫描方式，可清晰呈现高度近视、白内障等患者的眼底影像。
• 扫描最快的 OCT，每秒 10万 次 A- 扫描 • 扫 描深 度 更 深，采 用 1050nm 的 高 穿 透 性不 可见 光，脉 络 膜与巩膜清 晰可见
• 可分辨视网膜 7 层结构，首次得到脉络膜厚度地形图
• 均匀的高清画质成像，最有最好的分辨率，白内障与出血下 也能高清成像 • 超宽扫描，线扫最长 12mm，3D 扫最大为 12mmX9mm
2. OCT仪器构成
由低相干光源，光纤迈克尔逊干涉仪和光电探测系 统组成。
2 OCT仪器构成
干涉仪： 一臂是作精密扫描的参考反射镜，产生参考光。 一臂放置待检测组织样品。 1.光源发出的光经过2×2的光纤耦合器后，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。
(医学课件)OCT基础知识
率。
oct技术的局限性及挑战
技术成本高
oct技术需要高精度的光学仪器 和计算机设备，因此其成本相对 较高，目前还无法普及到基层医 疗机构。
成像速度慢
oct技术的成像速度较慢，需要 长时间进行扫描才能获得完整的 图像。这限制了其在某些临床应 用领域的使用，如急诊科和手术 室等。
数据分析和解释的挑 战
度、局部放大等。
oct图像实例分析
正常oct图像
熟悉正常的oct图像，了解其各层的结构和特点。
病变oct图像
针对各种眼部病变的oct图像进行实例分析，掌握其特征和诊断思路。
图像分析技巧
学习如何结合临床实际，运用oct图像分析技巧，提高诊断准确率。
04
oct临床应用
oct在眼科的应用
要点一
视网膜病变
oct扫描方式
线性扫描
使用单一的线性探测器，通过旋转或移动光源进行扫描。
环形扫描
使用多个线性探测器排列成环形，同时进行多个角度的扫描 ，以获得更全面的层析图像。
03
oct图像分析
oct图像处理
1 2
图像预处理
包括图像去噪、图像增强、图像恢复等处理方 法，以提高图像的质量和可用性。
图像分割
将图像分成若干个区域或对象，以便提取感兴 趣的特征和信息。
虽然深度学习可以提高oct图像 的分析准确性和效率，但是这些 算法需要大量的训练数据，并且 需要专业的医生和科学家来解释 和分析结果。这也限制了oct技 术在某些领域的应用。
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oct基础知识
目录
• oct基本概念 • oct成像原理 • oct图像分析 • oct临床应用 • oct与疾病诊断 • oct未来发展
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OCT技术简介
OCT称光学相干层析术，一种新型的纳米影象学诊断工具。
OCT的分辨率可达1个微米级，教CT和核磁共振的精密度高出上千倍，其图象分辨率为B超的十倍。
他不会象X线、CT或核磁共振那样杀死活细胞。
有了如此准确的依据，人们或许有办法把疾病‘扼杀在萌芽状态’，而不必等到生命的尾声才被CT或磁共振查出癌组织病变。
OCT应用范围广泛，如用于眼科时，又称眼睛的CT，能提供精细眼底断层扫描图象，在非接触、免散瞳极短时间内提供黄斑-神经纤维层-视神经乳头三种诊断。
OCT也可应用于皮肤癌检测：能够及早的发现皮肤及其组织病变，预防癌的发生。
发光学相干断层扫描仪是一种使用光学测量方法（所谓的低相干性干涉测量术）的精密测量仪器，其工作原理与超声波的工作原理非常相像，只是它使用光而不是使用超声波。
它能够测量分辨率≤10μm 的组织和距离，而超声波只能测量分辨率≈200μm 的组织和距离。
OCT用超级发光二极管发出的820nm近红外线扫描检查部位，通过记录散射剖面与光束中每个横向位置的深度的对比曲线生成组织的截面图像。
作为临床上最通用和最有价值的技术，OCT 在图像采集中使用高分辨率扫描。
视用户选定的扫描分辨率而定，高分辨率扫描可以采集900,000 多个数据点。