光コヒーレンストモグラフィー（OCT）は、1990年代初頭に開発された、低損失、高解像度、非侵襲的な医療および画像技術です。その原理は超音波イメージングに似ていますが、違いは音の代わりに光を使用することです。

光コヒーレンストモグラフィー技術は、弱いコヒーレント光干渉計の基本原理を使用して、生体組織のさまざまな深度レベルで入射する弱いコヒーレント光の後方反射またはいくつかの散乱信号を検出します。スキャンにより、生体組織の2次元または3次元の構造画像を取得できます。 。

超音波イメージング、磁気共鳴イメージング（MRI）、X線コンピューター断層撮影（CT）などの他のイメージング技術と比較して、OCT技術は共焦点イメージングよりも高い解像度（数マイクロメートル）を持っています。マイクロ（多光子顕微鏡）などの超高解像度技術と比較して、OCT技術は比較的大きな断層撮影能力を持っています。 OCT技術は、これら2種類の画像技術のギャップを埋めていると言えます。

光コヒーレンストモグラフィーの構造と基本原理。

光コヒーレンストモグラフィーは干渉計の原理に基づいており、近赤外の弱いコヒーレント光を使用してテスト対象の組織を照射し、光のコヒーレンスに基づいて干渉を生成します。スーパーヘテロダイン検出技術を使用して、表面組織イメージング用の反射光の強度を測定します。 。 OCTシステムは、低コヒーレンス光源、光ファイバマイケルソン干渉計、および光電検出システムで構成されています。

OCTの中核は、ファイバーマイケルソン干渉計です。低コヒーレンス光源のスーパールミネッセントダイオード（SLD）から放射された光は、シングルモードファイバーに結合され、2×2ファイバーカプラーによって2つのパスに分割されます。 1つの方法は、レンズによってコリメートされ、平面鏡から戻される参照光です。 ;もう1つは、レンズによってテスト対象のサンプルに集束されるサンプリングビームです。

リフレクターから返された参照光とテスト中のサンプルの後方散乱光が検出器に合流します。 2つの間の光路差が光源のコヒーレンス長内にある場合、干渉が発生します。検出器の出力信号は、媒体の後方散乱を反映しています。散乱強度に向けて。

ミラーをスキャンしてその空間位置を記録し、参照光が媒体のさまざまな深さからの後方散乱光と干渉するようにします。ミラーの位置とそれに対応する干渉信号の強度に応じて、サンプルのさまざまな深さ（z方向）の測定データが取得されます。次に、x-y平面でのサンプリングビームのスキャンと組み合わせて、結果がコンピューターによって処理され、サンプルの3次元構造情報が取得されます。

OCTイメージング技術の開発

眼科の分野で超音波が広く適用されているため、人々はより高解像度の検出方法を開発することを望んでいます。超音波生体顕微鏡（UBM）の出現は、ある程度この要件を満たしています。高周波音波を利用して前眼部の高解像度イメージングを行うことができます。しかし、生体組織内の高周波音波は急速に減衰するため、その検出深度はある程度制限されます。音波の代わりに光波を使用した場合、欠陥を補正できますか？

1987年、高田ら。光低コヒーレンス干渉法を開発しました。これは、光ファイバーとオプトエレクトロニクスコンポーネントをサポートする高分解能光学測定法に発展しました。 Youngquist etal。光ファイバに直接結合された超発光ダイオードを光源とする光コヒーレント反射率計を開発。参照ミラーを含む機器の一方のアームは内部にあり、もう一方のアームの光ファイバーはカメラのようなデバイスに接続されています。これらは、OCTの出現の理論的および技術的基礎を築きました。

1991年、MITの中国人科学者であるDavid Huangは、開発されたOCTを使用して、孤立した網膜と冠状動脈を測定しました。 OCTは、光学生検と同様に前例のない高解像度を備えているため、生体組織の測定とイメージングのために急速に開発されました。

眼の光学的特性により、OCT技術は眼科の臨床応用において最も急速に発展しています。 1995年以前は、Huangなどの科学者はOCTを使用して、網膜、角膜、前房、虹彩などの組織をinvitroおよびinvivoの人間の眼で測定および画像化し、OCT技術を継続的に改善していました。数年の改良の後、OCTシステムはさらに改良され、臨床的に実用的な検出ツールに発展し、商用機器になり、最終的に眼底および網膜イメージングにおけるその優位性が確認されました。 OCTは19年に眼科クリニックで正式に使用されました