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    OCT技術(shù)即光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)，它是一種非侵入性的高分辨率成像技術(shù)。通過發(fā)射近紅外光，并測量其在組織內(nèi)不同深度的反射和散射，從而生成類似超聲圖像的斷層圖像。它能夠清晰地呈現(xiàn)生物組織的微觀結(jié)構(gòu)，如視網(wǎng)膜的各層、血管壁等，在眼科、心血管等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。本文將從OCT技術(shù)的基本原理、OCT技術(shù)的分類及當前國內(nèi)OCT的發(fā)展現(xiàn)狀等幾個方面對OCT技術(shù)進行簡要介紹，并探討高速采集在OCT領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用。

一、OCT是什么

                                                                        圖1 OCT工作基本原理圖（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

    OCT的關(guān)鍵參數(shù)包括軸向分辨率、橫向分辨率、中心波長等，其中軸向分辨率決定了OCT圖像在縱向方向上區(qū)分不同結(jié)構(gòu)的能力，橫向分辨率則影響圖像在水平方向上的清晰度。在選擇合適的OCT技術(shù)參數(shù)時，往往需要綜合考慮具體的應(yīng)用場景，如在視網(wǎng)膜疾病的診斷中，需要高軸向分辨率來清晰分辨視網(wǎng)膜的各層結(jié)構(gòu)，所以通常使用軸向分辨率在1-5微米的OCT設(shè)備；而在皮膚科的應(yīng)用中，由于皮膚組織的特性，可能更關(guān)注橫向分辨率，以準確評估皮膚病變的范圍和邊界。

二、OCT的技術(shù)分類

    當前，OCT主要分為兩大類:時域OCT(TD-OCT)和頻域OCT(FD-OCT)，下面我們分別對這兩類技術(shù)進行介紹。時域OCT(TD-OCT)是把在同一時間從組織中反射回來的光信號與參照反光鏡反射回來的光信號疊加、干涉，然后成像。TD-OCT有兩個光源，主光源是超亮度發(fā)光二極管，發(fā)射寬帶近紅外線(中心波長1310um，帶寬40-50um)。從光源發(fā)出的近紅外線通過光纖及探頭到達人體組織。組織反向散射回來的光波被探頭收集，同參考臂的光波信號結(jié)合形成干涉，然后經(jīng)過計算機解析，構(gòu)建出顯示組織內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的高解析度圖像。因為分辨率較低及掃描速度較長等原因，時域OCT逐漸被頻域OCT所替代。

圖2 時域OCT（TD-OCT）基本原理圖（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

    頻域OCT(FD-OCT)作為第二代OCT技術(shù)，其特點是參考臂的參照反光鏡固定不動，通過改變光源光波的頻率來實現(xiàn)信號的干涉。它又分為激光掃描OCT(SS-OCT)和光譜OCT(SD-OCT)兩種，激光掃描OCT是利用波長可變的激光光源發(fā)射不同波長的光波；而光譜OCT則是利用高解像度的分光光度儀來分離不同波長的光波。

圖3 頻域OCT（FD-OCT）基本原理圖（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

    頻域OCT最大的優(yōu)點是更高速度的掃描，每秒鐘的掃描幀數(shù)為100幀，同時圖像的分辨率也得到了提高，更清楚的看到掃描出的微細結(jié)構(gòu)特征，獲得更加清晰的圖像。在頻域OCT中，全部的深度結(jié)構(gòu)(A掃描)被同步獲得而不需要深度掃描。其核心部件是寬帶光源照明的邁克爾遜(Michelson)干涉儀和光譜儀，獲取速度僅由光譜儀中CCD攝像機的讀出速度所限制，而記錄的后向散射光的強度僅作為光譜頻率而不是時間的函數(shù)。同時譜域OCT信號在光譜密度中被采樣，且作為一個傅立葉重構(gòu)的結(jié)果，改善了信噪比(SNR)。

三、國內(nèi)OCT發(fā)展現(xiàn)狀

    1997年，國外開始將OCT應(yīng)用于皮膚科、消化道、泌尿系統(tǒng)和心血管方面的檢查。二十年來，歷經(jīng)數(shù)次關(guān)鍵的技術(shù)革新與升級，OCT持續(xù)在掃描速度、信噪比及穿透力等方面實現(xiàn)顯著優(yōu)化。我國于2005年引進并開展了第一代OCT技術(shù)，但由于國外技術(shù)壟斷、核心部件依賴進口、缺乏優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè)人才等原因，國內(nèi)的OCT技術(shù)發(fā)展一直欠佳。但隨著本土企業(yè)逐漸打破技術(shù)壁壘，技術(shù)水平與國際先進技術(shù)的差距逐漸縮小，國產(chǎn)設(shè)備的市場占比逐漸提升，國產(chǎn)替代趨勢明顯。

圖4 OCT臨床應(yīng)用場景以及病理切片對比圖

    例如，2022年國內(nèi)公立醫(yī)院眼科OCT公開招標中，國產(chǎn)廠商中標臺數(shù)占比超過4成，目前，國產(chǎn)企業(yè)中已有微光醫(yī)療、沃福曼、阿格斯獲得了OCT設(shè)備及成像導(dǎo)管的注冊證書，這也標志著OCT的發(fā)展進入了新的階段。2022年，我國OCT設(shè)備市場規(guī)模達數(shù)十億元，預(yù)計2025年中國OCT總裝機量將大于35000臺，年銷售量將大于6000臺。同時，醫(yī)療之外，OCT技術(shù)正在向其他領(lǐng)域推進，特別是在工業(yè)測量領(lǐng)域，如位移傳感器、薄底片的厚度測量以及其他可以轉(zhuǎn)換成位移的被測物的測量，在高密度數(shù)據(jù)存儲和材料科學(xué)方面，OCT技術(shù)也得到了應(yīng)用發(fā)展。并且，隨著更多企業(yè)的進入，市場競爭壓力和臨床需求將會推動著OCT技術(shù)不斷自身革新和多模態(tài)融合。

圖5 2022年中國市場OCT銷售情況

（圖片來源：醫(yī)林研究院）

三、高速采集助力OCT技術(shù)不斷革新的分析和研究

OCT技術(shù)從第一代時域OCT(TD-OCT)，到第二代頻域OCT(FD-OCT)，OCT技術(shù)不斷發(fā)展進步，每一代都有其獨特的優(yōu)點和缺點，但總的來說，更快的成像速度和更高的分辨率等是OCT技術(shù)永恒的核心追求。OCT設(shè)備通過掃描光源的光譜來獲取圖像，而高速采集卡則對OCT系統(tǒng)采集到的光信號進行快速、精確的數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換。它將模擬的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便計算機能夠處理和分析這些數(shù)據(jù)。不同型號的OCT設(shè)備可能會采用不同規(guī)格的高速采集卡，具體位置可能會有所差異，但一般都與光源、探測器以及其他相關(guān)的數(shù)據(jù)處理和控制部件緊密配合，共同完成OCT圖像的采集和生成過程。

因此，可以說高速采集卡是OCT設(shè)備中實現(xiàn)信號高速采集和數(shù)字化的關(guān)鍵設(shè)備，它的性能直接影響著OCT設(shè)備的成像速度、分辨率和圖像質(zhì)量。更高采樣率的高速采集卡可以獲取更豐富的光信號細節(jié)，有助于提高OCT圖像的分辨率；更快的數(shù)據(jù)傳輸速度能夠減少數(shù)據(jù)采集的時間間隔，從而提升成像速度，實現(xiàn)實時或快速成像。現(xiàn)今，國產(chǎn)高速采集卡已具備足夠強大的性能，能夠充分滿足OCT技術(shù)的發(fā)展需求，實現(xiàn)國產(chǎn)化目標。    

邁碩獨立研發(fā)的“靈動”系列多通道高速采集卡，擁有10M——10Gsps采樣率，12/14/16bit分辨率,自研自產(chǎn)、自主可控，替代進口，支持深度定制，支持100%國產(chǎn)化，可滿足當前市場主流OCT設(shè)備采集要求，已有市場成功應(yīng)用案例，幫助客戶解決了數(shù)據(jù)分析的處理難題，并得到了客戶的高度認可。

從最初的二維成像到現(xiàn)在的三維、四維成像，OCT技術(shù)已成為多個領(lǐng)域的重要工具。高速采集技術(shù)的進步也將為OCT技術(shù)的發(fā)展帶來巨大的機遇，未來，我們將繼續(xù)堅持技術(shù)為本，研發(fā)更高速、更精確的數(shù)據(jù)采集卡，加強與OCT設(shè)備企業(yè)合作，推動我國OCT技術(shù)的應(yīng)用拓展，同時持續(xù)關(guān)注OCT技術(shù)的發(fā)展趨勢，不斷推動產(chǎn)品創(chuàng)新和升級，為OCT設(shè)備提供更強大的數(shù)據(jù)采集、分析和處理能力，以全面滿足市場需求為奮斗目標，助力OCT技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷、生物醫(yī)學(xué)研究以及其他相關(guān)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為人類健康事業(yè)提供更有力的支持。