2007年9月份，由中科院光電技術(shù)研究院知識創(chuàng)新工程宏觀調(diào)控經(jīng)費支持項目——“自適應(yīng)光學(xué)-光學(xué)相干層析（OCT-AO）成像技術(shù)及其眼科醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究”取得重大突破。目前已成功建立了一套活體人眼光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)，在國內(nèi)首次獲得了活體人眼高分辨率視網(wǎng)膜圖像，圖像分辨率接近Zeiss公司III代OCT系統(tǒng)分辨率，達(dá)到國際先進(jìn)水平，這標(biāo)志著我國活體人眼視網(wǎng)膜成像關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得實質(zhì)性進(jìn)展。
        眼底視網(wǎng)膜高分辨率成像技術(shù)能為視網(wǎng)膜病變和人體相關(guān)疾病的超早期診斷、病情監(jiān)控、藥物療效評價、生物特征識別以及視覺科學(xué)研究提供一種前所未有的有力工具?，F(xiàn)有的常規(guī)眼底檢查與影像技術(shù)，如眼底相機、超聲生物顯微鏡、激光掃描眼底鏡、視網(wǎng)膜厚度分析儀，以及眼底血管熒光造影等，由于受到自身技術(shù)條件的限制，其分辨能力最多達(dá)到10~40μm，無法滿足眼底高分辨率成像的要求。近年來，國際上出現(xiàn)了結(jié)合自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的眼底視網(wǎng)膜顯微成像技術(shù)和共焦掃描成像技術(shù)，通過矯正人眼像差獲得了接近人眼衍射極限的高橫向分辨率眼底視網(wǎng)膜圖像，達(dá)到細(xì)胞分辨的水平（3～4μm）。但是，這兩種技術(shù)的縱向分辨率較低，無法獲取與其橫向分辨率相當(dāng)?shù)母呖v向分辨率視網(wǎng)膜圖像，因此不能實現(xiàn)眼底視網(wǎng)膜的三維高分辨率成像。光學(xué)相干層析成像技術(shù)以低相干測量為原理，結(jié)合共焦掃描顯微術(shù)、光學(xué)外差探測和現(xiàn)代計算機圖像處理等技術(shù)實現(xiàn)對散射介質(zhì)的高分辨率層析成像，其理論縱向分辨率取決于光源帶寬，因此采用寬帶光源可以獲得比傳統(tǒng)超聲成像高兩個數(shù)量級的高縱向分辨率（微米量級）。中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所“OCT-AO成像技術(shù)及其眼科醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究”課題組自成立以來，相繼開展了一系列科技攻關(guān)工作，在國內(nèi)首次獲得了活體人眼高分辨率視網(wǎng)膜圖像（見圖1），最大成像范圍1mm，成像深度1mm，圖像分辨率接近Zeiss公司III代OCT系統(tǒng)分辨率。
        如圖1所示，光學(xué)相干層析系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)是一個光纖邁克耳遜干涉儀。寬帶光源發(fā)出的低相干光分別進(jìn)入放有反射鏡的參考臂和放有被測樣品的樣品臂。反射鏡反射回來的光（參考光）與樣品的背向散/反射光（信號光），經(jīng)光纖耦合器匯合產(chǎn)生干涉信號，被探測器接收，信號的強度反映樣品的散/反射強度。光學(xué)相干層析技術(shù)利用相干長度極短的光源獲得層析分辨。對應(yīng)參考臂的某一位置，只有來自樣品某一特定深度的散射信號才能與參考光發(fā)生干涉。掃描參考臂便可獲得層析圖像。層析分辨率直接由光源的相干長度確定。

圖1 光學(xué)相干層析原理示意圖

（SLD—超輻射激光二極管；fiber focuser—光纖聚焦器；sample—樣品；fiber coupler—光纖耦合器；mirror—平面反射鏡；detector—探測器；computer—計算機；electronic system—電路系統(tǒng)）

圖2 活體人眼光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)原理圖

        圖2是我們研制的活體人眼視網(wǎng)膜光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)原理圖。成像系統(tǒng)由寬帶光源（λ=842nm，△λ=50nm，P=6.9mW）、耦合器（FC，分光比50/50）、電光相位調(diào)制器（PM）、頻域快速掃描延遲線、偏振控制器（PC）、樣品掃描裝置、外差平衡接受裝置、前置放大器和計算機處理系統(tǒng)組成。電光相位調(diào)制器的作用是為了提高信號的信噪比，通過對干涉信號進(jìn)行高頻調(diào)制，可以有效地避免低頻1/f噪聲的干擾。調(diào)制后的干涉信號被外差平衡接受裝置接受，實現(xiàn)對微弱信號的有效提取。偏振控制器使得只有單一偏振態(tài)的光束進(jìn)行干涉，消除光纖偏振模式色散對成像分辨率的影響。為了提高系統(tǒng)成像分辨率和信噪比，系統(tǒng)采用較先進(jìn)的頻域快速延遲線。該裝置主要由相位光柵（DG）、傅里葉透鏡（FL）、振鏡和反射鏡組成。入射平行光束被位于透鏡前焦面上的光柵衍射，聚焦在中心偏置量為x0的振鏡上。反射鏡的作用是提高光路的耦合效率。在這種延遲線中相位延遲主要由振鏡的掃描角度和中心偏置量x0決定，而群延遲主要由透鏡焦距和光柵性質(zhì)決定。這樣就使得相位延遲和群延遲兩者分離開，所以在利用振鏡對物體不同深度掃描的同時，還可以通過調(diào)整光柵距離透鏡的位置對兩支光路的群色散進(jìn)行匹配，從而提高信號的信噪比和系統(tǒng)的實際分辨率。圖中Target作為人眼盯視目標(biāo)，便于人眼穩(wěn)定。
        如圖3所示，實驗獲得的自然瞳孔下活體人眼視網(wǎng)膜中心凹區(qū)域原始圖像，入射到人眼角膜的光功率為670μW，小于人眼安全曝光劑量。圖中的點線為噪聲，圖像對應(yīng)的空間尺度大小有待下一步標(biāo)定。從圖中可以清楚地分辨視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層、視細(xì)胞層和視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞層，分辨率與Zeiss公司III代OCT系統(tǒng)相當(dāng)。