它就是 OCT光学相干层析成像 （Optical Coherence Tomography，下文简称OCT）。

光学相干层析成像是一种非侵入式、高分辨率的光学成像技术 ， 与前文中（ CT、核磁共振、B超 ）成像技术相比，OCT成本更低、成像速度快，更重要的是，它是利用生物结构的透光性，利用光电探测器探测生物组织的反射、散射等信号，并将其转换成电信号，通过计算机重构出生物组织图像结构，整个成像过程是 无损伤、非侵入的。

图1. OCT 成像系统示意图

1980 年代，低相干干涉测量技术（如白光干涉仪）为 OCT 奠定物理基础。 1991 年， MIT 的 Fujimoto 团队首次提出 OCT 概念，并在《 Science 》发表视网膜成像成果，标志着 OCT 的诞生。

第一代 OCT （时域 TD-OCT ）：通过机械移动参考臂反射镜实现深度扫描，轴向分辨率约 10-15  μ m ，成像速度慢（每秒数帧）。该技术主要应用于眼科，需患者高度配合以避免运动伪影。

频域 OCT （ 2000s ） FD-OCT 的突破 ：2002 年，光谱域 OCT （ SD-OCT ）和扫频源 OCT （ SS-OCT ） 相继 问世，无需移动部件，通过光谱分析或快速调频激光实现高速成像。

新技术所具备的优势有：成像速度提升百倍（每秒数万次 A-Scan ）； 灵敏度提高（信噪比提升 20-30 dB ）； 支持实时三维成像（如视网膜体积扫描）。

与传统的光学成像方法不同，谱域 OCT 系统中的轴向分辨率和横向分辨率是互相独立的。轴向分辨率主要取决于光源的相干长度 ，也就是由光源的中心波长、带宽和光源光谱的形状决定，当光源光谱为高斯线型时，轴向分辨率表示为：

式中 λ₀ 是光源的中心波 长， Δ_λ 是 光谱的半高全宽，可以通过使用中心波长更短及光谱更宽 的光源来提高轴向分辨率 。利用超发光二极管做光源 、多个光源进行剪接等技术，可 以使 OCT 轴向分辨率达到亚细胞级别。

横向分辨率是指由样品臂的聚焦条件决定的瑞利斑的大小，即光束聚焦在样品上最小光斑的直径，受衍射极限限制，可以表示为：

式中fobj 表示的是样品臂上聚焦物镜的焦距，d 表示的是入射到聚焦物镜上的光斑直径。 但在聚焦系统中，横向分辨率与景深或焦深之间存在相互制约的关系，在低数值孔径 时，可以得到大的焦深，但是横向分辨率不高，而在高数值孔径下可以得到较高的横向 分辨率但是焦深很有限。

SD-OCT 系统的成像深度受多个因素的影响，其中包括光源的波长和功率，被测组织对光的反射、吸收和散射特性、光谱的分辨率以及光谱的采样率等。最大成像深度为：

式中，如果考虑被测组织的折射率，则最大成像深度可以表示为：

其中 n 表示折射率。提高光谱分辨即减小Δ λ的值可以增大最大成像深度，可以通过减小线阵 CCD 的像素尺寸、使用大刻线数的衍射光栅等方法来提高光谱分辨。光谱仪分辨率决定着成像深度大小，光谱分辨率越高，成像深度就越大，因而设计合适的光谱仪对系统性能至关重要 。

SS-OCT 系统最大成像深度为：

N ：采样点数， Δλ ：波长调谐范围。

• 眼科：视网膜初步筛查（已逐步被频域OCT取代）。

• 实验室研究：基础光学成像实验。

• 眼科：视网膜分层成像（青光眼、黄斑变性）。

• 皮肤科：表皮层病变检测（如基底细胞癌）。

• 工业制造与材料检测 ：高精度表面与内部结构成像，复合材料与涂层检测。

• 文物保护与艺术品分析：古画、壁画的分层成像，文物内部结构探查（青铜器、陶瓷）。

• 农业与食品科学：植物组织研究，植物组织研究。

• 光学与光子学：光学元件检测（透镜、光纤），超材料与微纳结构。

• 安全与防伪：高安全性指纹识别，钞票与证件防伪。

• 其他新兴领域：微流体芯片，仿生学，海洋生物等。

• 心血管：血管内 OCT （ IV-OCT ）斑块分析 。

• 内窥镜：消化道 / 呼吸道三维成像。

• 眼科：全眼轴成像（角膜 + 视网膜）。

• 工业制造与材料检测 ：高精度表面与内部结构成像，复合材料与涂层检测。

• 文物保护与艺术品分析：古画、壁画的分层成像，文物内部结构探查（青铜器、陶瓷）。

• 农业与食品科学：植物组织研究，植物组织研究。

• 光学与光子学：光学元件检测（透镜、光纤），超材料与微纳结构。

• 安全与防伪：高安全性指纹识别，钞票与证件防伪。

• 其他新兴领域：微流体芯片，仿生学，海洋生物等。

OCT光学相干层析成像技术持续发展，凭借其高速、高灵敏度的成像优势，持续拓宽着应用场景，不仅推动精准医疗向更深层次发展，还为精密制造质检提供助力，为各行业的检测与成像需求开辟了更多可能。