光學相干斷層掃描（Optical Coherence Tomography，OCT）是一種利用低相干光干涉原理對生物組織內部結構進行高分辨率橫截面成像的無損檢測技術。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，通過掃描重建出內部結構。OCT 已成為眼科診斷的金標準，并在心血管、皮膚科、微創手術導航和工業檢測中發揮重要作用。

一、工作原理與技術基礎

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（數萬至數十萬 A?scan/秒），信噪比也顯著提高。SD?OCT 是目前臨床主流，占據 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），特別適合血管內和深部組織成像，是當前技術發展的主流方向。

掃頻源 OCT：波長隨時間掃描，傅里葉變換重建深度剖面

1.4 偏振敏感與多模態擴展

偏振敏感 OCT（PS?OCT）額外測量偏振態變化，可區分膠原纖維、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，實現無創血管成像。

二、技術類型對比

表1：OCT 主要技術路線對比

三、核心參數與系統組成

表2：OCT 核心參數與選型建議

四、核心應用領域

4.1 眼科：視網膜到角膜的全-方-位診斷

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

視網膜 OCT 橫截面圖像：清晰顯示各層結構

4.2 心血管：血管內的“光學顯微鏡"

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

冠狀動脈 OCT：支架貼壁情況與斑塊成分識別

4.3 皮膚科與微創手術導航

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

皮膚 OCT：表皮、真皮及血管結構清晰可見

4.4 工業無損檢測與新興前沿

OCT 用于透明材料內部缺陷、涂層厚度、3D 打印件孔隙檢測，分辨率遠優于超聲。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。

血管內成像：SS?OCT，10?20?μm，>100?kHz，1300?nm，導管 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。

術中導航：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，皮膚可至數毫瓦。

掃描與處理：振鏡實現二維掃描，GPU 加速傅里葉變換，OCTA 采用幅值去相關或相位方差算法。安全需符合 IEC 60825?1。

結語

光學相干斷層掃描從 1991 年誕生至今，已從實驗室走進全球數千家醫院，成為眼科、心血管、皮膚科等多學科不-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構，讓不可見的組織內部第一次在我們眼前清晰呈現。未來，隨著 AI、多模態融合和微型化探頭的進步，OCT 將在精準醫療和工業檢測中發揮更加深遠的作用。