光學(xué)相干斷層掃描(英文: Optical coherence tomography,簡稱OCT)是一種光學(xué)信號獲取與處理的方式。它可以對光學(xué)散射介質(zhì)如生物組織等進(jìn)行掃描,獲得的三維圖像分辨率可以達(dá)到微米級。光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)利用了光的干涉原理,通常采用近紅外光進(jìn)行拍照。由于選取的光線波長較長,可以穿過掃描介質(zhì)的一定深度。另一種類似的技術(shù),共焦顯微技術(shù),穿過樣品的深度不如光學(xué)相干斷層掃描。
在全世界范圍內(nèi),有數(shù)個研究組織從采用白光干涉對活體內(nèi)人眼進(jìn)行測量開始對人體組織,尤其是眼睛的成像進(jìn)行研究。1990年的 ICO-15 SAT 會議上,首先展示了一張基于白光干涉深度掃描原理的對活體內(nèi)人眼眼底沿眼水平子午線的二維圖像。1990年,丹野直弘對這個方案進(jìn)行了進(jìn)一步的研究,隨后日本山形大學(xué)的一位教授也對此展開了研究。這些研究使得光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)擁有了微米級的分辨率和毫米級的穿透深度。
光學(xué)相干斷層掃描是基于弱相干干涉學(xué)理論發(fā)展的。在傳統(tǒng)的干涉學(xué)中需要使用相干長度很長的光源,因此通常選用激光作為干涉光源,相干長度通常達(dá)到數(shù)米。而在光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)中,由于使用了寬帶光源,相干長度被縮短到了幾個微米。寬帶光源通??梢允褂贸椛浒l(fā)光二極管或超短脈沖的激光來實(shí)現(xiàn)。白光也是一種功率較低的寬帶光源。
光學(xué)相干斷層掃描使用的光源包括超輻射發(fā)光二極管與超短脈沖激光。根據(jù)光源性質(zhì)的不同,這種掃描方式甚至可以達(dá)到亞微米級的分辨率,這時需要光源的頻譜非常寬,波長的變化范圍在100納米左右。
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光學(xué)相干斷層掃描的基礎(chǔ)理論是白光或低相干光的干涉。在這種技術(shù)中,光學(xué)設(shè)備包括一個干涉儀(在圖1中,使用了典型的邁克耳孫干涉儀),和低相干的寬帶光源。光線被分成兩束,分別稱為參考光臂和樣品光臂,然后又將這兩束光合并以產(chǎn)生干涉圖樣。
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