光學相干斷層掃描技術(光學相干層析技術，Optical Coherence tomography, OCT)是一種無創(chuàng)傷的光學成像技術，用于對樣品產生實時的二維橫截面圖像和三維體積圖像。這種結構基于樣品內不同材料層的光反向散射產生微米級分辨率和毫米成像深度的圖像，從而提供關于樣品的結構信息。
圖1 頻域OCT工作原理圖
太赫茲研究院創(chuàng)造性地開發(fā)了OCT-100在線藥丸包衣厚度檢測儀，填補了國內對制藥過程包衣在線監(jiān)測的空白。該儀器采用的是一種高效、無損的探測技術，可以實時地檢測當前藥丸的包衣厚度，從而有效地指導包衣機更加科學高效地進行藥物制備工作，在生物醫(yī)學、安全檢測、醫(yī)學制藥等領域具有廣闊的應用前景。
該檢測儀主要是由一個快速且性能穩(wěn)定的OCT系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)包含密封光學和硬件系統(tǒng)的OCT主機以及用于系統(tǒng)控制的外部電腦或觸摸屏。圖2為OCT-100在線藥丸包衣厚度檢測儀，主機包括：光學系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。采用寬帶SLD作為光源，使用超高速的高分辨率光譜儀采集光譜信號。操作軟件主要包括光源控制軟件及數據采集軟件。
圖2 OCT-100在線藥丸包衣厚度檢測儀
表1、表2及表3分別為OCT-100在線藥丸包衣厚度檢測儀的整體參數、關鍵指標及主要功能。
表 1 OCT-100設備參數
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光學參數
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光源 |
超寬帶SLD |
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輸出光功率 |
>6 毫瓦 （前面板） |
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輸出光纖接口 |
FC/APC 單模光纖 |
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探頭工作距離 |
5 毫米 |
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光譜探測器 |
光柵光譜儀 |
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光譜范圍 |
740nm-920nm |
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BScan圖像 |
圖像像素 |
1024*1000 |
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圖像采集速率 |
>3 幀/秒 |
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信號動態(tài)范圍 |
>40 dB |
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厚度分辨率 |
<20 um |
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使用環(huán)境 |
輸入電壓 |
220V AC |
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功耗 |
40 W max |
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網絡/數據傳輸 |
USB 3.0 Micro-B |
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外形尺寸 |
300 mm(長） 300 mm（寬） 135 mm（高） |
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重量 |
8 Kg（不含電腦重量） |
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工作環(huán)境溫度 |
-20°C ~ 55°C (-4° F~131°F) |
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工作環(huán)境濕度 |
20-80% RH |
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附件 |
配電腦，USB3.0數據線，探頭，電源線 |
表2 OCT-100關鍵指標
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OCT-100關鍵指標參數 |
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軸向分辨率 |
< 10μm |
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橫向分辨率 |
< 100μm |
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成像深度 |
> 1.0 mm |
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靈敏度 |
> 60 dB |
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光譜采集頻率 |
120 kHz |
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包衣截面圖輸出頻率 |
>1 fps |
表 3 OCT-100主要功能
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功能 |
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在線過程
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1. 在線監(jiān)測制備中的包衣厚度變化 2. 在線高速OCT信號處理和圖像識別 3. 實時更新制備中的包衣平均厚度 4. 實時輸出包衣剖面圖（采樣率：>1 fps） |
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離線過程
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1. 繪制包衣厚度隨時間變化圖 2. 繪制包衣均勻度隨時間變化圖 3. 計算包衣監(jiān)測采樣率 4. 三維可視化包衣截面圖的厚度變化 |
圖3 為OCT-100在線藥丸包衣厚度檢測儀所得到的樣品數據，從左至右分別為：藥丸包衣細節(jié)放大圖像、對應的頂點位置處AScan信號及原始光譜。
圖3 藥丸包衣細節(jié)放大圖像及對應的頂點位置處AScan信號及原始光譜
產品優(yōu)勢：
針對性強
◆OCT-100針對藥物制備過程中包衣厚度和包衣均勻性的檢測而設計，可以實時地在線監(jiān)測藥丸包衣質量參數。
信噪比高
◆OCT-100所用的光學元件少，沒有光柵或棱鏡分光器，降低了光的損耗，而且通過干涉進一步增加了光的信號，因此得到較高的信噪比高。
◆由于OCT-100針對藥物制備過程中包衣厚度和包衣均勻性的檢測而設計，采用了針對此場景的高效算法，從而進一步提高了信噪比，進而得到更好的樣品信息。
穩(wěn)定快速
◆OCT-100在線藥丸包衣厚度檢測儀是一種高效、無損的探測技術，臺式、便攜式OCT-100在線藥丸包衣厚度檢測儀，滿足不同應用場景的實際使用。
◆硬件、軟件和數據庫平臺都可拓展、可定制，最大限度地滿足用戶實際應用
簡單便攜
◆配備專業(yè)光纖探頭，可快速完成樣品自動識別，操作方便，用戶無需調節(jié)，電腦直接給出相應的藥丸圖像和參數信息。
◆高度集成、體積小巧，便于攜帶。
擴展性服務
◆擁有一批國際高水平的研發(fā)和技術支持團隊，可根據用戶的具體需求，開發(fā)出針對不同場景的OCT相關產品。
產品應用：
◆OCT技術具有無損傷、非介入、非接觸、圖像分辨率高的特點，廣泛應用于光學檢測、工業(yè)檢測、醫(yī)學、生物診斷檢測、科學究等領域。眼科方面；
◆OCT可實現重要眼組織（角膜、晶狀體、視網膜和脈絡膜等）的活體三維成像；心血管方面；
◆OCT可實現內窺式冠動脈成像；小粥樣斑塊破裂、脂肪鈣化斑狀層、纖維動脈粥樣斑塊和正常動脈血管壁的精確檢測和定量分析；皮膚方面；
◆OCT可以實現皮膚結構成像，分辨率可達15-20μm，深度可達1.5-2mm；血管造影方面；
◆OCT可以實現無標記三維微血管造影，獲得組織內部血流灌注的三維活體成像；神經影像學方面；
◆OCT可廣泛應用于發(fā)展神經生物學，視網膜神經成像，和圖像引導手術修復周圍神經的機理研究。工業(yè)應用方面；
◆OCT可以實現在線/離線高級材料的檢測，硅和塑料微機電系統(tǒng)（MEMS）的檢測，太陽能電池板的質量控制，復合材料（如渦輪葉片）的質量控制和微工程塑料原型零件的檢測。
