光學同調斷層攝影術 (optical coherence tomography, OCT)已有一段時間,進而提出「3D 美膚檢測儀」的構想。
西元1991 年時,日本科學家 J. G. Fujimoto 利用邁克遜式光學低同調干涉術對生物 組織做深層(Z 軸)的掃描,並搭配對組織的平面橫向(X 軸與 Y 軸)掃描,達到了組 織內部的二維與三維斷層影像,這種嶄新的醫學造影技術稱為「光學同調斷層掃描術」
(OCT)。如圖二,從寬頻光源 (SLD Source, Super-Luminescence Diode Source) 射出的寬 頻半導體雷射光進入分光鏡或光纖耦合器後,分為反射與穿透兩道光線,一進入以反射 鏡為主的所謂「參考臂」(Reference Arm) 等待再次返回分光鏡與自樣品臂返回的樣品 光線干涉成像;另一光線進入以光纖透鏡與聚焦物鏡為主的所謂「樣品臂」(Sample Arm),此光纖透鏡與聚焦物鏡可聚焦於生醫樣品中的某一空間點取像,並可同時以三維 步進台控制之以對樣品深層組織中的空間點群做循序的掃瞄,以完成三維 (3D) 的掃瞄 成像。分別從參考臂與樣品臂返回的兩道光線通過分光鏡後結合、產生干涉信號並進入 偵測通道 (Detection Channel) 成像,次以高速光偵測器依序取樣、並以電腦配合影像軟 體繪製成平面(X 軸與 Y 軸)或立體(加上 Z 軸)的影像。若成像系統的影像處理速 度高於畫面要求的畫素總數 (Pixels) 與畫面更新頻率 (FPI, Frames per Second),則尚可 進入即時量測 (4D) 的醫學影像層次。此技術的特點之一為具有高空間解析力,大約
皮膚檢測儀只能做皮膚表面的拍攝成像,因此規劃之初即將此深度掃描的醫學影像術之 (Detection Fiber) 則一併連接至位於底座中包含光偵測器的主機板 (Main Board) 上,於 此同時進行光源的功率控制、三維空間點掃瞄的控制、信號循序成像的影像處理等工 上三原色濾光片轉輪 (Color Filter wheel) 濾得紅、綠、藍三原色光後,分別利用這些色 光掃瞄皮膚同一深度的X-Y 平面,最後可使用影像軟體將三張單彩畫面合併成全彩的皮
音波、孕婦子宮超音波等);同樣地,利用OCT 的原理與結構,我們提出 OCT 可以做 成 3D(甚或 4D)的肌膚檢測儀,基於 OCT 屬於與超音波一樣的非侵入性檢測技術、
且擁有更高的影像解析度,若在技術成熟後用以取代2D 肌膚檢測儀,則將可為醫學美 容領域(特別是在預防醫學美容與專業醫療級的領域)創造一個更新、更美好的未來。
本案使用優點
OCT 攝影術的原理類似於超音波造影,是測量寬頻光源導入人體組織裡所產生的反 向散射光而得到的高解析度斷層影像,屬於目前醫學上最受矚目的非破壞性、非侵入式 的造影方法。OCT 熱門的研究領域為生醫檢測,其高解析力可用於診斷疾病的初期病 理,作為早期治療的依據。我們完成的 OCT 系統已可用於皮下組織結構之探測,藉以 分析表皮底層、真皮層與皮下組織的結構性變化與各種皮膚疾病的可能關聯。
針對OCT 技術應用於皮膚組織與醫學美容的的檢測應用,發明人共提出圖三「3D 紅外線美膚檢測儀」與圖四「3D 全彩美膚檢測儀」兩種設計。圖三的「3D 紅外線美膚 檢測儀」其肌膚穿透深度遠較目前美容界通用的(2D)膚質檢測儀為深,畫面更新速度 快,易達成所謂「即時成像」(即「4D 檢測儀」)的要求。圖四的「3D 全彩美膚檢測 儀」為全彩影像,且其橫、縱向解析度均較現用的膚質檢測儀為高,未來有相當大的市 場發展潛力。
將 OCT 攝影術應用於皮膚組織時,一是在皮膚醫學領域,可用於偵測肌膚老化與 皺紋的分佈情形、深層斑點的形成徵兆、毛髮的增生概況等,提供皮膚科醫師早期醫學 美容的重要診測依據。除了皮膚醫學領域之外、亦可大規模應用於皮膚美容的領域,可 將現今的膚質檢測儀之檢測影像由2D 延伸至 3D 或 4D 的領域,讓眾多愛美的人士不但 可以親眼看到肌膚表面的膚質狀況,更可以看到皮膚深層的健康情形,包括皮膚各層組 織的構造、油脂與黑色素分佈、細胞的保濕情形、纖維與膠原蛋白的生長、其他相關膚 層細胞的增生、移動、取代等新陳代謝的進行狀況。所以3D 美膚檢測儀可望對皮膚科 的醫學界、美容界與美白保養品產業等市場產生更大的衝擊力與影響力。