OCT技术即光学相干断层扫描技术，它是一种非侵入性的高分辨率成像技术。通过发射近红外光，并测量其在组织内不同深度的反射和散射，从而生成类似超声图像的断层图像。它能够清晰地呈现生物组织的微观结构，如视网膜的各层、血管壁等，在眼科、心血管等医学领域发挥着重要作用。本文将从OCT技术的基本原理、OCT技术的分类及当前国内OCT的发展现状等几个方面对OCT技术进行简要介绍，并探讨高速采集在OCT领域的技术应用。

一、OCT是什么

                                                                        图1 OCT工作基本原理图（图片来源于网络）

    OCT的关键参数包括轴向分辨率、横向分辨率、中心波长等，其中轴向分辨率决定了OCT图像在纵向方向上区分不同结构的能力，横向分辨率则影响图像在水平方向上的清晰度。在选择合适的OCT技术参数时，往往需要综合考虑具体的应用场景，如在视网膜疾病的诊断中，需要高轴向分辨率来清晰分辨视网膜的各层结构，所以通常使用轴向分辨率在1-5微米的OCT设备；而在皮肤科的应用中，由于皮肤组织的特性，可能更关注横向分辨率，以准确评估皮肤病变的范围和边界。

二、OCT的技术分类

    当前，OCT主要分为两大类:时域OCT(TD-OCT)和频域OCT(FD-OCT)，下面我们分别对这两类技术进行介绍。时域OCT(TD-OCT)是把在同一时间从组织中反射回来的光信号与参照反光镜反射回来的光信号叠加、干涉，然后成像。TD-OCT有两个光源，主光源是超亮度发光二极管，发射宽带近红外线(中心波长1310um，带宽40-50um)。从光源发出的近红外线通过光纤及探头到达人体组织。组织反向散射回来的光波被探头收集，同参考臂的光波信号结合形成干涉，然后经过计算机解析，构建出显示组织内部微观结构的高解析度图像。因为分辨率较低及扫描速度较长等原因，时域OCT逐渐被频域OCT所替代。

图2 时域OCT（TD-OCT）基本原理图（图片来源于网络）

    频域OCT(FD-OCT)作为第二代OCT技术，其特点是参考臂的参照反光镜固定不动，通过改变光源光波的频率来实现信号的干涉。它又分为激光扫描OCT(SS-OCT)和光谱OCT(SD-OCT)两种，激光扫描OCT是利用波长可变的激光光源发射不同波长的光波；而光谱OCT则是利用高解像度的分光光度仪来分离不同波长的光波。

图3 频域OCT（FD-OCT）基本原理图（图片来源于网络）

    频域OCT最大的优点是更高速度的扫描，每秒钟的扫描帧数为100帧，同时图像的分辨率也得到了提高，更清楚的看到扫描出的微细结构特征，获得更加清晰的图像。在频域OCT中，全部的深度结构(A扫描)被同步获得而不需要深度扫描。其核心部件是宽带光源照明的迈克尔逊(Michelson)干涉仪和光谱仪，获取速度仅由光谱仪中CCD摄像机的读出速度所限制，而记录的后向散射光的强度仅作为光谱频率而不是时间的函数。同时谱域OCT信号在光谱密度中被采样，且作为一个傅立叶重构的结果，改善了信噪比(SNR)。

三、国内OCT发展现状

    1997年，国外开始将OCT应用于皮肤科、消化道、泌尿系统和心血管方面的检查。二十年来，历经数次关键的技术革新与升级，OCT持续在扫描速度、信噪比及穿透力等方面实现显著优化。我国于2005年引进并开展了第一代OCT技术，但由于国外技术垄断、核心部件依赖进口、缺乏优质产业人才等原因，国内的OCT技术发展一直欠佳。但随着本土企业逐渐打破技术壁垒，技术水平与国际先进技术的差距逐渐缩小，国产设备的市场占比逐渐提升，国产替代趋势明显。

图4 OCT临床应用场景以及病理切片对比图

    例如，2022年国内公立医院眼科OCT公开招标中，国产厂商中标台数占比超过4成，目前，国产企业中已有微光医疗、沃福曼、阿格斯获得了OCT设备及成像导管的注册证书，这也标志着OCT的发展进入了新的阶段。2022年，我国OCT设备市场规模达数十亿元，预计2025年中国OCT总装机量将大于35000台，年销售量将大于6000台。同时，医疗之外，OCT技术正在向其他领域推进，特别是在工业测量领域，如位移传感器、薄底片的厚度测量以及其他可以转换成位移的被测物的测量，在高密度数据存储和材料科学方面，OCT技术也得到了应用发展。并且，随着更多企业的进入，市场竞争压力和临床需求将会推动着OCT技术不断自身革新和多模态融合。

图5 2022年中国市场OCT销售情况

（图片来源：医林研究院）

三、高速采集助力OCT技术不断革新的分析和研究

OCT技术从第一代时域OCT(TD-OCT)，到第二代频域OCT(FD-OCT)，OCT技术不断发展进步，每一代都有其独特的优点和缺点，但总的来说，更快的成像速度和更高的分辨率等是OCT技术永恒的核心追求。OCT设备通过扫描光源的光谱来获取图像，而高速采集卡则对OCT系统采集到的光信号进行快速、精确的数据采集和转换。它将模拟的光信号转换为数字信号，以便计算机能够处理和分析这些数据。不同型号的OCT设备可能会采用不同规格的高速采集卡，具体位置可能会有所差异，但一般都与光源、探测器以及其他相关的数据处理和控制部件紧密配合，共同完成OCT图像的采集和生成过程。

因此，可以说高速采集卡是OCT设备中实现信号高速采集和数字化的关键设备，它的性能直接影响着OCT设备的成像速度、分辨率和图像质量。更高采样率的高速采集卡可以获取更丰富的光信号细节，有助于提高OCT图像的分辨率；更快的数据传输速度能够减少数据采集的时间间隔，从而提升成像速度，实现实时或快速成像。现今，国产高速采集卡已具备足够强大的性能，能够充分满足OCT技术的发展需求，实现国产化目标。    

迈硕独立研发的“灵动”系列多通道高速采集卡，拥有10M——10Gsps采样率，12/14/16bit分辨率,自研自产、自主可控，替代进口，支持深度定制，支持100%国产化，可满足当前市场主流OCT设备采集要求，已有市场成功应用案例，帮助客户解决了数据分析的处理难题，并得到了客户的高度认可。

从最初的二维成像到现在的三维、四维成像，OCT技术已成为多个领域的重要工具。高速采集技术的进步也将为OCT技术的发展带来巨大的机遇，未来，我们将继续坚持技术为本，研发更高速、更精确的数据采集卡，加强与OCT设备企业合作，推动我国OCT技术的应用拓展，同时持续关注OCT技术的发展趋势，不断推动产品创新和升级，为OCT设备提供更强大的数据采集、分析和处理能力，以全面满足市场需求为奋斗目标，助力OCT技术在医学诊断、生物医学研究以及其他相关领域发挥更大的作用，为人类健康事业提供更有力的支持。