過去數十年內，醫學造影技術蓬勃發展，許多低侵襲性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(CT)、磁振造影(MRI)、功能性磁振造影(Functional MRI)、醫用超音波(Medical Sonography)、正子斷層攝影(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僅只於數百個微米(μm)到毫米(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缺少的穿透深度，詳細比較資訊如表一。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(DME)、中心漿性血管病變(CSC)、增生性糖尿病視網膜病變(PDR)、老年黃斑部病變(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。
表一、OCT與各項常用斷層技術比較表
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，組成同樣都是一個光源、一個參考光路、一個量測光路及一個屏幕。如表二所列，OCT與麥克森干涉儀最大的差別主要有三點，①光源選用：麥克森干涉儀通常採用雷射光源，可以同調距離很長，通常可以到數米；而通常OCT採用特殊低同調光源照射樣本，如發光二極體(LED)或超流明二極體(Superluminescent Diode; SLD)，也正因為利用同調特性的差異，使得OCT具有斷層透視的能力。
OCT大致可分為時域式(Time Domain; TD)、空間域式(Spectral Domain; SD)與掃頻式(Swept Source; SS)三種系統架構，而空間域式與掃頻式又可合稱為頻域式(Fourier Domain; FD)OCT，雖然三種系統架構有些許差異，但其量測物體皆使用光的同調(Coherence)特性。而現今發展最多的，屬於SD-OCT系統，大致系統架構如圖六。與前端光程差的概念相同，偵測器端收到的訊號，透過繞射光柵(Diffraction Grating)與線掃描相機(Line Scan Camera)的組合，可將光分成不同波長的訊號，線掃描相機接收由短到長各波長的強度與相位。
圖六、SD-OCT系統架構圖
市場
OCT最早商品為德國Zeiss公司推出，應用於眼科OCT的產品，該架構屬於TD-OCT；技術隨時間的進步，2004年進入SD-OCT技術架構後，許多公司因應而生，受惠於SD-OCT技術上的突破，設備本身的影像品質與量測速度大幅提升，於眼科疾病的診斷應用大幅增加。圖八為目前產品仍存在市面的代表廠家，由圖中可發現，大多數廠家於2004年成立， 恰對應SD-OCT於2003年的突破發展，主力產品為眼科用OCT，目前仍具有市占率的廠家包括Zeiss、Optovue、Topcon、NIDEK、Heidelberg、Optopol、Bioptigen等。
表三呈現全球OCT產值的資料，預估自2014~2019年，每年都保持7.9%的複合成長率，其中占最大多數的，仍是頻域式OCT，此包含空間域式與掃頻式兩種架構，二者在技術上皆有無法取代的優勢，故仍占據大部分產值。值得注意的是…...以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：江鴻志、張正宜 / 工研院生醫所
★本文節錄自「工業材料雜誌」370期，更多資料請見下方附檔。