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OCT成像的原理,以及OCT超高分辨率成像的核心讲解

        OCT的英文全称为Optical Coherence Tomography,即光学相干断层扫描技术,在生物组织活体检测和成像方面具有应用前景,已尝试在眼科、牙科和皮肤科的临床诊断中应用。

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        以眼科为例。去医院体检,眼科医生常常让你把下巴往一台机器上一放,几秒钟,一张“眼底切片”就出来了。为什么OCT这么神?一句话:它用“光”代替“声音”,给组织做切面,分辨率达到微米,却不用动刀、不用接触、没有辐射。


一,OCT成像的原理

        别小看这张黑白图,它能把视网膜每一层都放大到微米级别,连头发丝百分之一的厚度都逃不过。OCT的原理并不神秘,核心就是“干涉”。

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        OCT使用的光源通常是低相干光源,这种光源发出的光具有特定的相干长度。把同一束光一分为二:一路射进样品,被不同深度的结构反射回来;另一路去参考镜,原路返回。两束光重新相遇时,只要它们走过的路程差落在光源的“相干长度”之内,就会产生干涉条纹;差一丁点,信号直接归零。


        当我们用OCT扫描眼球时,不同深度的视网膜组织反射光满足干涉条件,就能形成清晰的视网膜图像,从而让我们获取眼球内部的详细结构信息。如下图:

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二,OCT超高分辨率成像的核心

        OCT超高分辨率成像的核心,其实就是光源。SuperK FIANIUM超级连续谱激光器一次补齐短板。


1,灵活可调

        Pulse Picker功能让用户在SuperK FIANIUM全功率运行时,也能“一键”切换重复频率。标准范围0.15–78 MHz,做FLIM这类寿命测量时,想选多慢就多慢。电触发输出还能延时0–9.2 ns,步进15 ps,再也不用外接延时盒就能精准对时。

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2,开发友好

        免费的软件开发工具包使您能够通过第三方软硬件来控制SuperK FIANIUM激光器。该SDK包含了完整的通信协议说明、LabView驱动程序以及C++/C#源代码。


3,宽波长输出

        提供400 - 2400 nm输出,覆盖范围广泛,可满足不同OCT应用对波长的多样化需求。

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4,坚固耐用

        采用固态全光纤结构,能够7×24小时稳定运行,寿命长达数千小时,无需维护。


        SuperK超连续谱光源可用于谱域OCT(SD-OCT)、光谱仪型OCT(Sp-OCT)、时域OCT(TD-OCT)。

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        谱域OCT(SD-OCT)的参考镜不动,光谱仪一次性收录干涉谱,傅里叶变换后直接给出全深度信息。光谱仪型OCT(Sp-OCT)使用宽带光源(例如SuperK超连续谱光源)来产生干涉光谱,并使用高速光谱仪检测,通常具有数千像素和亚纳米光学分辨率。时域OCT是第一代光学相干层析技术。它利用低相干光源,通过移动参考镜对样品特定深度进行扫描,将不同层的反射光信号转换为干涉信号,最终重建出样品的层析结构图像。


        对于SS-OCT,SuperK超连续谱光源可与快速扫描带通滤波器一起使用,以有效扫描中心波长。而大多数SuperK超连续谱光源已经应用于基于光谱仪检测(Sp-OCT)的SD-OCT。


        维也纳医科大学做的对比实验:同一双眼睛,左边用传统Ti:Sapphire激光,右边用SuperK 。哪边更清楚,一眼就能看出来。如下图:

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        样本由维也纳医科大学 Wolfgang Drexler 教授组 Angelika Unterhuber 采集:左侧 Ti:Sapphire,右侧 SuperK EXTREME OCT(已升级为 FIANIUM OCT)。


        顶点光电子商城还提供干涉仪的激光光源,详情可咨询客服。