光学相干断层扫描(OCT)由David Huang于1991年提出,并由James Fujimoto命名,是医学成像领域的一项相对较新的技术[1]。OCT利用低相干光源产生的光干涉现象,具有高分辨率和非侵入性特点。标准OCT的分辨率为10-15微米,而特殊光源可将其提高至1-5微米[2][3]。该技术可实现横截面成像,穿透深度取决于具体的OCT装置,通常为2-3毫米。OCT最初应用于眼科[4],近年来在心脏病学[5][6]、皮肤病学[7]、胃肠病学[8]、血糖检测[9][10]以及眼病诊断[11]等多个医学领域展现出潜力。
OCT能够在不破坏组织的情况下,精确获取特定位置和时间的组织病理信息。OCT通常使用宽带光源,如宽带荧光光源、Ti:Al₂O₃激光器[12]、具有红外波段的飞秒KLM激光器、激光二极管等[13]。最初,OCT主要用于眼科成像,目前在该领域仍具有最显著的应用价值[14]。该技术能够实现对眼睛前段的非侵入性和非接触式成像,并详细显示视网膜的形态结构,包括视腔和视盘[15][16]。
与替代技术相比,光学方法因成本效益高和安全性好而在医学领域占据重要地位。OCT技术的最新进展使其能够成像不透明组织,适用于多种医学领域。成像深度受组织吸收和散射的影响,但通常可在大多数组织中达到2至3毫米的深度,这与常规组织学观察到的尺度相当。尽管OCT的成像深度可能不及超声,但其分辨率比标准临床超声高出10到100倍[17]。
尽管OCT技术取得了显著进展,但关于不同物种视网膜层折射率的精确数据仍较为有限。这些数据对于改进成像系统模拟和增强背散射信号的解释至关重要。本文通过模拟OCT干涉图,提取了人类、猴子、牛和狗等物种视网膜各层的折射率。利用超高斯光源和分析算法,根据预设的层厚度确定了各层的折射率。这些数据有助于更准确地建立眼睛的光学模型,从而提高眼病诊断和治疗的精度。