光学相干断层扫描技术（Optical Coherence Tomography, OCT）最早出现在20世纪90年代，起初主要是用于眼科成像。之后OCT很快便与光纤技术相结合，并应用在内窥成像中。OCT系统本质上就是一个迈克尔逊干涉仪（Michelson Interferometry），光源发出的光经过分光棱镜，分为了两束；其中一束进入参考臂，遇到一个反射镜，被逆向反射；另一束则入射到样品上，假设样品为单层组织，光束也被逆向反射。两束逆向反射的光重新被分光棱镜合束，其干涉信号也在探测器处被记录下来。有一个经典的图，就解释了迈克尔逊干涉仪的原理（图1.1）。

图1.1 迈克尔逊干涉仪的原理图.

这其实就很好解释了以下这句话的后面半句[1]：

OCT performs high-resolution,cross-sectional, and three-dimensional volumetric imaging of the internal microstructure in biological tissues by measuring echoes of backscattered light.

一个多层组织会将入射的光子逆向散射回去，与参考臂中被逆向反射的光在探测器处发生干涉，所得的光谱会被记录下来。OCT的一个特性是高分辨率，其轴向分辨率（Axial Resolution）一般在1微米到15微米。这里所说的“高分辨率”，其实是和超声成像（几百微米）相比的，这两种成像模式非常类似，有机会可以再写一下。

大家都知道超声成像，却少有人知道OCT，要是有人问你OCT和ultrasound imaging的区别，你会怎么回答呢？

OCT的轴向分辨率主要是由光源的中心波长和光谱带宽决定的，现有的OCT系统根据波长，可以主要分为可见光OCT，800nm OCT，1300nm OCT，其轴向分辨率逐渐由好变差，但可见光OCT的成像深度更浅（小于1mm），其色散问题也会更加严重。

回到分辨率的问题，OCT的横向分辨率（Lateral or Transversal Resolution）是与轴向分辨率相独立的，同样会受到衍射极限的限制，其实也就是艾里斑（Airy disk）的大小。

假如光束是高斯的，那OCT的横向分辨率公式是怎样的，受到哪些因素的影响呢？

接下来要说的就是OCT的信号表示方式，OCT的轴向扫描能获得一维信号，称为A-line或者A-scan，OCT的二维扫描（比如内窥系统中将OCT探针沿圆周360度旋转），得到B-scan；进一步，若是OCT探针在旋转的同时，将其沿纵向从前往后推进，就能得到三维图像（见图1.2）。

在OCT中，C-scan是什么？M-scan又是什么？

图1.2 OCT生成一维、二维和三维信号以及内窥式OCT的样品臂示意图.

参考资料

[1] D. Huang, E.A. Swanson, C.P. Lin, J.S. Schuman, W.G. Stinson, W. Chang, M.R. Hee,T. Flotte, K. Gregory, C.A. Puliafito, J.G. Fujimoto, Optical coherence tomography. Science 254, 1178–1181 (1991)