光學相干斷層掃描（OCT）對醫(yī)學成像的影響相當大，尤其是在眼科領(lǐng)域，OCT已成為一種標準的臨床程序。

維也納醫(yī)科大學（Medical University of Vienna）在2021年的一份市場調(diào)查報告預測，2023年OCT的全球市場規(guī)模將達到15億美元，并指出市場包括手持式OCT裝置和新的終端用途，以及已建立的集成系統(tǒng)。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，新型光源將在OCT市場增長和更多便攜式系統(tǒng)的使用中發(fā)揮重要的作用，維也納醫(yī)科大學的一個研究項目現(xiàn)已開發(fā)出一種新型垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL），旨在為掃頻OCT提供更便宜的光源。

據(jù)Optics Letters期刊上發(fā)表的論文（Thermally tuned VCSEL at 850?nm as a low-cost alternative source for full-eye SS-OCT）報道，這種VCSEL光源可能會導致OCT裝置的成本足夠低且易于使用，從而可以在眼科診所外甚至在患者家中進行眼科測試。

維也納醫(yī)科大學Leitgeb & Drexler研究實驗室項目成員Milana Kendrisic說道：“OCT已成為眼科診斷和監(jiān)測青光眼、黃斑變性和糖尿病相關(guān)視網(wǎng)膜病變等疾病的標準成像技術(shù)。”

“然而，激光源的價格和OCT系統(tǒng)的復雜性阻礙了它在診所和醫(yī)院之外的可及性，特別是對于家庭護理或即時診斷的使用。我們希望開發(fā)一種低成本的OCT裝置，可以用于在全科醫(yī)生辦公室、藥房甚至超市進行眼科檢查，而無需去看眼科醫(yī)生?！盡ilana Kendrisic繼續(xù)補充說。

眾所周知，盡管傳統(tǒng)VCSEL二極管的特性通常意味著輸出波長會受到工作溫度等外部因素的不利影響，但是VCSEL掃頻光源（swept source）技術(shù)仍然是提高OCT波長掃描速度和成像能力的途徑。

維也納醫(yī)科大學的研究項目旨在利用這種通常不需要的溫度漂移效應(yīng)，通過調(diào)制VCSEL注入電流來改變工作溫度，并有意引起發(fā)射激光的波長變化。

Milana Kendrisic表示：“我們通過在短時間內(nèi)將驅(qū)動電流增加到超出其原始規(guī)格的高值來有意引起工作溫度變化。接下來是一段冷卻期，以避免激光二極管材料的退化。這使得我們可以在比其它方式更寬的帶寬上調(diào)諧激光二極管?！?/p>

盡管VCSEL以前曾在OCT系統(tǒng)中用作光源，但是根據(jù)維也納醫(yī)科大學項目團隊的說法，該系統(tǒng)并不是為眼睛成像而專門設(shè)計的。為了適應(yīng)眼睛的部分含水情況，使用工作在850納米波長的VCSEL來避免在光線穿過眼睛到達視網(wǎng)膜并返回探測器時被水強烈吸收。然后，采用數(shù)值方法有助于圖像重建。

根據(jù)該研究團隊介紹，在對志愿者眼睛的試驗中，新型VCSEL平臺以25kHz和50kHz的頻率獲得了從角膜到視網(wǎng)膜的全眼掃描，并采集了眼軸長度和前房深度等生物特征信息，其軸向精度與商業(yè)OCT系統(tǒng)相當。

研究人員表明，VCSEL可以作為OCT系統(tǒng)的低成本掃頻光源，先進的后處理算法被用于改善生成的圖像

成本較低的OCT光源可以允許對患有年齡相關(guān)性黃斑變性或糖尿病等疾病的患者進行家庭治療監(jiān)測。維也納醫(yī)科大學的研究項目設(shè)想患者最終能夠從保險公司租用易于使用的OCT設(shè)備。

“雖然基于VCSEL的OCT系統(tǒng)在成像質(zhì)量方面有一些局限性，但其仍有潛力擴大診斷成像的范圍，并在傳統(tǒng)OCT系統(tǒng)可能無法獲得或負擔不起的地區(qū)改善患者護理。”Milana Kendrisic說道，“降低OCT設(shè)備的價格將使該技術(shù)更容易引入其他應(yīng)用領(lǐng)域。

審核編輯：劉清