生醫產品科技特別報導—OCT技術概述與生醫應用  

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江鴻志、張正宜/工研院生醫所

起 源
過去數十年內,醫學造影(Medical Imaging)技術蓬勃發展,許多低侵襲性(Minimally Invasive)的造影技術協助臨床診斷與疾病的治療,如常見的電腦斷層技術(X-ray Computed Tomography; CT)、磁振造影(Magnetic Resonance Imaging; MRI)、功能性磁振造影(Functional MRI)、醫用超音波(Medical Sonography)、正子斷層攝影(Position Emission Tomography; PET)等技術的發展,對於疾病機轉的瞭解與治療方式的進步多有貢獻,這些技術提供一種對人體三維具體形象化的能力。儘管如此,這些技術對於空間的解析能力(Spatial Resolution)僅只於數百個微米(Micrometer; μm)到毫米(Millimeter; mm)之間,對於疾病的診斷能力僅限於器官的尺度,屬於大範圍深層但低解析的造影技術,對於較小部位的病灶,如視網膜疾病,就無法發揮適當功效。光學同調斷層掃描術(Optical Coherence Tomography; OCT)相較於先前所提的幾項造影技術,恰巧提供合適的角色,可以提供小範圍淺層但高解析的醫學影像。如圖一所示,OCT恰巧補足深度在mm以內,又可達μm解析度的技術缺口,彌補了醫用超音波與磁振造影在解析度的不足,也突破共軛焦顯微術(Confocal Microscopy)缺少的穿透深度,詳細比較資訊如表一,可提供讀者對OCT與其他影像斷層掃描技術的概念比較。由圖一與表一可初步總結,OCT的產生是為了補足技術的缺口,而非取代現有技術。

圖一、OCT與其他造影技術比較
圖一、OCT與其他造影技術比較


表一、OCT與各項常用斷層技術比較表
表一、OCT與各項常用斷層技術比較表

OCT的先期技術發展於1980年代,後續在1990年的ICO-15 SAT會議上,發表使用白光干涉儀技術(White Light Interferometry)掃描人眼眼底的影像,此為OCT技術的前身;直到1996年,由Fujimoto教授於麻省理工學院(MIT)發明可達微米級解析度與毫米級穿透深度的干涉技術,也就是OCT技術,奠定日後的發展理論與基礎。現今,OCT已廣泛應用於眼科疾病的診斷,如糖尿病黃斑部病變(Diabetic Macular Edema;DME)、中心漿性血管病變(Central Serous
Chorioretinopathy; CSC)、增生性糖尿病視網膜病變(Proliferative Diabetic Retinopathy;PDR)、老年黃斑部病變(Age-related Macular Degeneration; AMD)等疾病,相對應生產OCT設備的廠商也超過四十家,已經成為眼科不可缺少的重要診斷工具。關於OCT的應用,後續將以其他篇幅詳細說明。

OCT技術原理
OCT為一種光學干涉成像技術,與目前許多工程上常用的麥克森干涉儀(Michelson Interferometer)相當類似,組成同樣都是---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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