OCT：从原理到关键参数

OCT：从机制到重点规格

一、之类是OCT？

光学相干断层扫描（OCT）是一种三维成像技术，可以在散射介质中进行高分辨率成像，无需接触样品或使用任何耦合介质。OCT的横向成像分辨率可达到几微米，成像深度可达几毫米。OCT能够提供样品表面轮廓和次表面结构（即表面以下的结构）及样品均匀性的信息，从而实时提供准确的信息用于诊断、监测和现场过程反馈。因此，OCT已经在眼科、皮肤科、血管造影等生物成像领域得到了应用，并且在材料检测和无损检测中作为超声波的强大替代技术。

 

二、OCT的事业方式

OCT依赖于样品不同区域的背向散射光来生成3D图像。它使用不同的定位技术来获取轴向（沿光束方向或进入样品的z轴）和横向（垂直于光束的平面或样品的x-y轴）信息。轴向信息是通过估计从样品中的结构或层反射的光的时间延迟来获得的。这种技术类似于生成超声波图像的技术，但使用的是光而不是声音。由于光速极快，直接测量反向散射光的时间延迟并不容易。因此，OCT系统使用低相干干涉技术间接测量时间延迟。

1.转移分类臂满足OCT预估

在低相干干涉仪中，使用具有宽光谱带宽的光源进行照明。光源发出的光被分束器分成两条路径，称为参考臂和样品臂。来自每条臂的光被反射并在检测器处结合。只有当参考臂和样品臂的光程几乎相等时，检测器上才会出现干涉效应。因此，干涉现象的出现可以被用来进行光程的相对测量。

光学相干断层扫描就是将样品臂中的镜子替换为待成像的样品。然后对参考臂进行扫描，并在检测器上记录得到的光强度。当镜子几乎与样品中的某个反射结构等距时，会出现一定的干涉图案，从而获得样品对应位置的结构信息。显然在参考镜移动的过程中，两次干涉发生对应的参考镜位置之间的距离对应于测量光路中样品两个反射结构之间的光学距离。当光束穿过样品时，不同的位置的结构会通过上述低相干干涉记录的反射量被记录下来，从而得到测量样品的散射信号和深度之间的函数关系。

 把 OCT 中食用的宽带网络线光源光线自动对焦到一两个少点（约几2um），并在图纸上进心行x-y扫描拍摄，也食用干涉仪校正分类整理纵深数据信息，这种不错营造图纸的完正 3D 图案。 

2.傅里叶域OCT

傅里叶域OCT（FD-OCT）展示 了种越来越高效的的方式来做到下列低相干干扰。傅里叶域OCT（FD-OCT）并并非像底下提出的方式那样的话在考生镜的其他具体地址记录查询表比抗压承载力，并且将比抗压承载力记录查询表为光的光的主波长（或概率=音速/光的主波长）的函数公式。其他概率的光比抗压承载力變化率表示样件中其他散射层的具体地址相关相关信息内容。还可以声明书，光谱仪干扰相关信息内容的傅里叶更改展示 的相关相关信息内容一定于联通考生镜所赢得的相关相关信息内容。

 

3.傅里叶域OCT在线测量光谱分析约束的二者通常用的办法

光谱域光学相干断层扫描（SD-OCT：Spectral Domain Optical coherence Tomography）：宽带光源向样品发出包含很多多波长成分的光谱管，并使用光谱仪同时测量所有波长。

扫频源光学相干断层扫描（SS-OCT：Swept Source optical coherence tomography）：光源在一系列波长范围内进行扫频，检测器的时间输出被转换为光谱干涉。

 傅里叶域OCT相比于干涉仪仪中打样定制臂镜的活动拥有着更好的影像速率慢，可能打样定制的其他反射强度都被即刻的直接估测过来的。傅里叶域OCT引进的速率慢提高自己为该枝术开拓了了全新的的app这个领域行业。顺利通过商用化的构思，傅里叶域OCT能能快些换取24小时更新短视频、面下OCT影像，使其普遍采用采用如时监视器和内窥镜手术优化等对24小时更新性标准很高的这个领域行业过程中。  

三、OCT软件系统的主要运作

1.辩别率

OCT设备的支承和横排判定率是独立空间的。

轴向（深度）分辨率与光源的带宽（相干长度）有关。对于高斯形光谱，轴向分辨率 (λc) 由以下公式给出：

其中：λ是中心波长，Δλ 是光源的带宽。

需要注意的是，这个光谱是指在探测器上测量到的光谱，可能与光源的发射光谱不同，这是由光学元件和探测器本身的响应造成的影响所致。需要注意的是，严格来讲上述公式仅适用于高斯形光谱，对于其他光谱形状仅可作为一个分辨率估算参考。对于任意已知形状的光谱，应估算轴向扩展函数以了解可实现的分辨率和可能的边带。下图中的轴向分辨率方程的图显示了三个不同中心波长的情况，展示了光源带宽对近红外常用工作带中的轴向分辨率的影响

2.三维成像的深度

OCT（光学相干断层成像）的成像深度主要受光源在样品中的穿透深度限制。此外，在傅里叶域OCT中，深度还受到光谱仪有限像素数和光学分辨率的限制。如前所述，傅里叶域OCT中的图像是在傅里叶变换光谱干涉数据后获得的。傅里叶变换后的总长度或深度受光谱数据采样率的限制，并遵循奈奎斯特定理。

到底来，光谱仪仪数据文件监测率（或监测容重）指的是在给定的光谱仪区域内，光谱仪仪仪所可判定和日志的光谱仪点的数据。高的监测容重代表着在差不多的光谱仪区域内有许多的监测点，为了可提升高的判定率和不大的成相深浅。

由N个像素采样的总带宽（Δλ）给出了波长采样率δλ = Δλ/N。由于傅里叶变换将频率与时间关联起来，我们可以将波长转换为频率，δν = cΔλ /λ²。奈奎斯特定理表明，傅里叶变换数据中的zui大时间延迟将是tmax = 1/2 δν，而数据中的zui大深度将是zmax = c* tmax。通过结合这些，傅里叶域OCT中可实现的zui大成像深度为：

3.迟钝度随深入的變化关心

在傅里叶域OCT中，理论上灵敏度取决于反射目标的位置。zui大灵敏度出现在样品光和参考光之间光程正好相等的点，即零延迟差点附近，并且随着我们远离零延迟点而减小。这种损失是由光谱仪的有限像素大小和有限光学分辨率导致的。可以证明，灵敏度与深度的关系如下：

另外R(z)：随深浅发生变化的准确度度。z: 角度，通常情况下指光在试样中传染的距離。ρ: 一名与光谱分析仪鉴别率和线光源带宽使用相关内容的常数，关键名词解释依赖感于控制系统的开发。W=δλ/Δλ: 但其中δλ是主波长取样率（光谱仪仪的分辩率），Δλ是总上行速率sin(ρz): 说明因此光谱仪仪较少分辨率诱发的配制相互作用。sin(ρz)/(ρz): 表达出来原因有现图片分辨率进而引发的调变负效应的归一化形exp[-z^2/(wρ)] : 数据衰减项，说明因光谱分析仪是有限的光学薄膜辨认率产生的衰减不确定性。

能够 你这个关系式就能够看不出，OCT的精确度度随之团伙程度z^2的加强而缩小，这款缩小是由光谱仪仪的有限责任清晰度和光电器件辩认率各自取决于的。 

4.信噪比

信噪比通常情况下判定为数据信息输出与噪音输出的占比，噪音输出用其方差来判定。 OCT的具体噪音源有：A，探测系统器噪音，重要是来自于网络开关元件的热下降。B，可能激光达到和发现器查重的自身方差诞生的散粒低频噪音。C，线光源的相对于強度躁声 (RIN)。良好的OCT模式，应该是是其检测器和硬度低频噪音污染都被zui小化没了，在散粒低频噪音污染域内工做，其能仅受限制于实现检测器的电子束数。

5.OCT的敏感度

在光电技术相干断陷检查 (OCT) 中，灵巧度指软件检查范例漫反射zui较弱网络数据4g的信号的效果。目标值上，灵巧度是使网络数据4g的信号高达信噪比 (SNR) 为1时的网络数据4g的信号衰减度，即网络数据4g的信号力度相等于软件之前噪声源的点。

6.声贝 (dB) 行业的测试

信噪比或灵敏度常用分贝 (dB) 表示。物理量的dB单位对应10log(Pa/Pb)。光学测量中，光功率 (P) 与光电探测器输出电流 (I) 成正比，但电功率与I²成正比，因此考虑光功率时，OCT的SNR和灵敏度测量用20log(Pa/Pb)。

7.时速

OCT设备的速率相而言到了探测体系器的光量。速率与设备沉淀有足够电子技术束的耗时可以直接有关的。各种的控制各种环境因素属于各不件内在参数设置的的控制，列如：鉴于光谱仪图仪的光谱仪图域OCT设备速率受照像机镜头感知器和电子技术部件的控制。而言扫频线光源傅里叶域OCT，扫频激线光源的速率常是的控制各种环境因素。虽说SS-OCT常因速率被选择，近近些年来照像机镜头速率的进步奖着手变大这距离。

 

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