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

維也納醫科大學（Medical University of Vienna）在2021年的一份市場調查報告預測，2023年OCT的全球市場規模將達到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。

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

據Optics Letters期刊上發表的論文（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測青光眼、黃斑變性和糖尿病相關視網膜病變等疾病的標準成像技術。”

“然而，激光源的價格和OCT系統的復雜性阻礙了它在診所和醫院之外的可及性，特別是對于家庭護理或即時診斷的使用。我們希望開發一種低成本的OCT裝置，可以用于在全科醫生辦公室、藥房甚至超市進行眼科檢查，而無需去看眼科醫生。”Milana Kendrisic繼續補充說。

眾所周知，盡管傳統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）技術仍然是提高OCT波長掃描速度和成像能力的途徑。

維也納醫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，通過調制VCSEL注入電流來改變工作溫度，并有意引起發射激光的波長變化。

Milana Kendrisic表示：“我們通過在短時間內將驅動電流增加到超出其原始規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諧激光二極管。”

盡管VCSEL以前曾在OCT系統中用作光源，但是根據維也納醫科大學項目團隊的說法，該系統并不是為眼睛成像而專門設計的。為了適應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膜并返回探測器時被水強烈吸收。然后，采用數值方法有助于圖像重建。

根據該研究團隊介紹，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OCT系統相當。

研究人員表明，VCSEL可以作為OCT系統的低成本掃頻光源，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性黃斑變性或糖尿病等疾病的患者進行家庭治療監測。維也納醫科大學的研究項目設想患者最終能夠從保險公司租用易于使用的OCT設備。

“雖然基于VCSEL的OCT系統在成像質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OCT系統可能無法獲得或負擔不起的地區改善患者護理。”Milana Kendrisic說道，“降低OCT設備的價格將使該技術更容易引入其他應用領域。

審核編輯：劉清