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光学相干断层成像技术(OCT)

 

产品信息

什么是OCT?

OCTとは
图1.人皮肤的OCT图像

OCT是Optical Coherence Tomography的简称,是一种具有非接触性、非破坏性的光学相干断层扫描的技术。从2005年左右开始实用化的技术,现在广泛用于医疗诊断,特别是眼科检查和心脏血管术后的观察等。已经成为保险诊疗对象的机器也有很多,在医疗现场作为最先进的诊断装置是不可或缺的。在OCT中,利用光的干涉,获取测定物的断层图像。OCT遵循与超声波相似的原理,具体取决于被测物体。OCT具有亚微米级的成像能力,高于超声波。OCT的另一个优点是它的非侵入性和无接触测量。OCT技术不仅作为医用诊断的技术持续发展,近年来作为非破坏性检查的工具,在工业的内部检查等领域的发展也不断在扩大。

Santec的OCT(光学相干断层扫描)技术

santecのOCT技術
图2.SS-OCT系统的基本构成

OCT的历史始于1990年山形大学丹野教授、1991年MIT的Dr.Fujimoto相继发表论文。1996年,美国Humphrey公司推出了世界上第一台眼底OCT设备。之后在日本也普及了,2008年被纳入保险适用范围。Dr.Fujimoto在论文中发表的OCT是以在时间轴上改变基准光的光路长度,取得光轴方向的干扰信号的方式,被称为Time Domain OCT(之后被称为TD-OCT)。

另一方面,1995年维也纳大学的Fercher等人在论文中报告了在频率轴上取得数据的称为Fourier Domain OCT(以下简称FD-COCT)的方式。这种方式的灵敏度是TD-OCT的100倍,速度是TD-OCT的10倍。根据FD-COCT的构成,分为使用宽带光源和分光器取得干扰信号方式的Spectrol Domain(以下称为SD-COCT)、高速波长扫描型光源和与其同步取得数据方式的Swept Souce OCT(以下称为SS-OCT)。SD-OCT有可以用相对可实现简单构成的优点,但是测量深度和测量速度局限性。另一方面,SS-OCT在图像的取得速度和成像深度方面有优势,被以高端产品为中心采用。SSOCT的基本构成如图2所示。

所要求的主要特性是波长可调范围、相干性、扫描速度,这些项目容易发生折衷,同时满足3个特性是现有技术极为困难的课题。Santec 于1987年推出了世界上第一台近红外波长可调光源,之后波长可调光源TSL系列成为了Santec的长期畅销产品。Santec将这种波长可调光源技术应用于SS-OCT用光源上,2005年将满足上述主要特性要求的高速波长扫频光源HSL系列产品化。接着使用HSL的SS-OCT系统IVS系列也在2006年产品化。关于SSOCT原理的详细说明和各特性,请参照SS-OCT原理的页面。

SS-OCT的应用

SS-OCT技术在医学领域被用于眼科和循环器的诊断设备。Santec的医疗设备品牌"movu"推出的眼轴长度测量仪器"ARGOS"(图3)也是使用Santec的SS-OCT技术。(详情请参照movu网站)。

高速波長走査型レーザ光源
图3.Santec眼轴长度测量仪的外观照片

另外,OCT在开发初期作为医疗用的诊断技术发展起来,近年来工业产品的内部检查等,工业应用也在不断扩大。其中之一是缺陷检查,通过非接触、非破坏检测树脂、玻璃制品等内部缺陷。与以往使用的X射线等相比,能够以更高的分辨率进行观察。除此之外,还可以应用于膜厚测量和表面形状测量等各种领域。部分观察示例请参考OTC成像画廊

SS-OCT的产品化已经有15年以上的经验,其应用范围也越来越广泛。在新的应用领域的应用中,对光源・系统的高性能有更高的期望,Santec希望通过独特的SS-OCT技术的发展,为社会做贡献。