一、技术起源与基本原理

OCT（Optical Coherence Tomography）光学相干层析技术由麻省理工学院的华裔科学家David Huang等人在1991年首次提出。

其基本原理是利用弱相干光干涉仪检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号，通过扫描可以得到生物组织的二维或三维结构图像。

二、技术发展演变

1、时域光学相干层析成像术（TDOCT）

特点：作为OCT的第一代技术，TDOCT采用时间/空间逐点扫描的机制，成像速度受限。

原理：利用单点探测器记录宽带光源（如超发光二极管）低相干干涉的时域信号。当且仅当参考臂与样品臂的光程完全匹配时，才能产生干涉信号。通过参考臂的扫描，实现样品内部纵向信息的逐点获取。

应用：由于其灵敏度不随深度增加而衰减，TDOCT仍用于眼前节、冠状动脉等需要较大量程的情况。

2、傅里叶域光学相干层析成像术（FDOCT）

特点：FDOCT采用傅里叶域并行探测的机制，成像速度获得了极大的提升，被认为是OCT的第二代技术。

分类：根据干涉光谱信号的获取方式不同，FDOCT大致有两种实现方法：光谱域OCT（SDOCT）和扫频OCT（SSOCT）。

3、光谱域光学相干层析成像术（SDOCT）：

原理：利用线阵相机同时记录宽带光源的低相干干涉光谱信号，通过傅里叶变换实现样品内部纵向信息的并行获取。

优势：不需要参考臂的机械扫描，成像速度主要取决于相机的曝光频率，一般可以达到几十kHz甚至数百kHz。

应用：已成为临床眼科应用的主流技术。

4、扫频光学相干层析成像技术（SSOCT）：

原理：利用点探测器分时记录宽带扫频光源的低相干干涉光谱信号，通过傅里叶变换实现样品内部纵向信息的并行获取。

优势：成像速度主要决定于光源的扫频频率。得益于高速扫频光源技术的发展，该OCT技术最高可以实现数MHz的纵向线扫描速度，具有良好的发展前景。

三、技术拓展与应用

焦深拓展：为解决OCT技术难以解析细胞及以下尺度结构和对比度有限的问题，研究人员提出了多种焦深拓展策略，如利用贝塞尔光束、锥透镜、GRIN光纤等技术实现焦深扩展。

多模态成像：OCT技术与其他成像技术（如Doppler技术、光谱技术、偏振技术等）结合，可以获得三维空间分辨的生物组织生理功能信息。

应用领域：OCT技术已广泛应用于眼科（如视网膜和脉络膜成像）、皮肤科、牙科、内窥镜等领域，并在冠状动脉、消化道、呼吸道、脑皮层、癌症等生物组织的成像以及某些材料特性的检测中展现出巨大的潜力。

四、未来发展趋势

随着技术的不断进步和创新，OCT技术将在更高分辨率、更快成像速度、更广应用范围等方面继续发展。例如，通过进一步优化光源、探测器、干涉仪等核心部件的性能，提高OCT系统的整体性能和稳定性；通过与其他成像技术的融合和创新，拓展OCT技术的应用领域和深度；通过智能化、自动化等技术的引入，提高OCT技术的操作便捷性和诊断准确性。

综上所述，OCT光学相干层析技术自发展以来经历了显著的技术演变和广泛的应用拓展。随着技术的不断进步和创新，它将在未来继续发挥重要作用并推动相关领域的发展。