光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种用于生物医学领域的显微成像仪器。它是多年来受到光学界、生物医学界和产业界广泛关注的研究热点。OCT利用非相干光干涉仪的基本原理,通过对干涉光谱的分析处理,可重建生物组织二维或三维结构图像。其在生物活检、疾病诊断的评估分级、组织甚至细胞结构与功能检测、生物规律的在体观测等方面具有无可取代的意义并获得了重要研究成果。OCT技术具有众多优势,包括:①分辨率高;②非接触;③无损伤;④成像速度快等。

实验室自制OCT机可通过手持扫描仪对人体皮肤或离体生物样品进行成像。如下图,将扫描仪对准手掌皮肤,屏幕上即显示手掌皮肤的断层图像。

带手持式扫描手柄的OCT

下图为自制OCT机所得的人手指皮肤的三维重建图像,可清晰看到指纹、角质层、真皮层、汗腺、皮下血管等结构。

手指皮肤的三维OCT图像

下图为自制OCT机对2mm长度小虫的三维成像结果。

小虫的三维OCT图像

下图为自制OCT机获得的3cm长小鱼的呼吸过程的断层图像。可清晰看到鱼眼、鱼鳃、鱼鳞、肌肉乃至内脏等生理构造。

小鱼呼吸的OCT动态图像

下图为自制OCT机所得到的人手指三维断层图像。

人手指皮肤的三维OCT图像
手指三维OCT动态图