创立于 1946 年的拉斯克奖素有“诺奖风向标”之称。作为美国最具声望的生物医学奖项，拉斯克奖旨在表彰医学领域作出突出贡献的科学家、医生和公共服务人员。2011 年，中国科学家屠呦呦就因发现青蒿素的成就而获得拉斯克临床医学奖。四年之后，屠呦呦走进了诺尔贝奖的颁奖殿堂。
2023 年 9 月 21 日，2023 年度拉斯克奖获奖名单揭晓。其中，拉斯克临床医学研究奖颁发给了麻省理工学院的James G. Fujimoto、俄勒冈健康与科学大学的David Huang和麻省理工学院的Eric A. Swanson，以表彰他们发明了光学相干断层扫描（OCT）技术。
（来源：Lasker Foundation）
简单来说，光学相干断层扫描是一种利用光束让身体组织中的微观结构可视化的技术。该技术无需身体接触，即可实时、无痛地生成身体内部结构，例如视网膜的高分辨率横截面图像，从而允许医生能够快速检测并治疗相关疾病。
“这项技术彻底改变了眼科领域。”拉斯克奖评审团对此评价道，目前，OCT 技术被进一步集成到手术显微镜和其它功能设备中，其在医疗领域中的用途不断扩大。
“很荣幸与 OCT 的共同发明者一起获得拉斯克奖，”现任俄勒冈健康与科学大学（OHSU）凯西眼科研究所主任、OHSU 医学院眼科和生物医学工程教授 David Huang 表示，“目前，OCT 可能不像 MRI 或 CT 扫描等主流成像方式那样广为人知，但如果您患有严重的眼部疾病，您很可能会需要 OCT 扫描来帮助诊断和管理病情。数百万人将受益于这项三十年前出现的技术，对此我感到非常自豪。”
利用光，探索身体组织中的微观结构
在精密的眼部成像设备出现之前，眼科医生只能使用检眼镜等传统方法来检查眼部疾病，包括年龄相关性黄斑变性（AMD）、糖尿病性视网膜病变和青光眼等。这种诊断方法极为主观，由此可能导致误诊。
作为物理学中的重要发现，光的干涉原理几乎无人不知。但基于该原理的光学测量方法直到 20 世纪才逐渐兴起，并在生物组织中得到应用。
1991 年，飞秒光学专家 Fujimoto、Huang 和 Swanson 及其团队在Science杂志首次发表了关于光学相干断层扫描技术（OCT）的论文。
研究团队首次证实，通过测量背向散射或背向反射光，可以对材料和生物系统的内部微观结构进行高分辨率横截面断层成像。这一理论框架形成了 OCT 的基础。
（来源：Science）
简单来说，该方法是让来自样品的反向散射光与已知路径的反射光发生干涉，然后通过多维度测量干涉光的散射轮廓从而获得一个二维的数据集，该数据集代表被测物的光学图像。干涉测量的优势在于，其能够放大从解剖亚结构反弹回的微弱信号，有利于精确提取待测物的空间信息。
该论文中，研究者在体外针对人视网膜和动脉粥样硬化斑块进行了成像试验，其成像分辨率达到了 12-17 微米，几乎仅相当于一个细胞的大小。
到了 1993 年，该研究团队与新英格兰眼科中心合作，首次在人体内利用 OCT 技术完成了视网膜结构成像，成为了当时最高分辨率的活体视网膜图像。
▲图丨第一张来自人类受试者的视网膜体内 OCT 图像（来源：Investigative Ophthalmology & Visual Science）
“特别有趣的是，该技术能够观测视网膜神经纤维层的内部细节。”Huang 提示道，该区域的结构变化是青光眼疾病检测的重要依据。因此，利用 OCT 即可针对青光眼和其它眼部疾病的进展的进行高效、可靠的评估。
在此之后，这个团队扫描了逾万名患者，通过进一步的研究将 OCT 测量结果与眼部病理学诊断关联了起来。
国产 OCT 设备已经启程
1992 年，Puliafito、Swanson 和 Fujimoto 共同成立了一家公司，旨在推动 OCT 的商业化进程。不过，专业的事还需专业的公司来完成。两年之后，他们将公司打包出售给了德国光学设备公司Humphrey Zeiss（以下简称“Zeiss”），并向其持续提供生产和改进建议。而 Zeiss 也不负所托，以大量的财力和企业资源来支持产品开发。
1996 年，在 Humphrey Zeiss 完成收购仅仅两年之后，该公司就将首款获得监管批准的商业 OCT 眼科设备推入市场。
彼时，尽管 OCT 设备已成功进入商业化，但其临床应用却进展缓慢。事实上，Zeiss推出的一、二代 OCT 设备销售结果并不理想。直到 2002 年，Zeiss 推出的第三代设备 Stratus OCT，其扫描速度高达每秒 400 个采样点（A-扫描），大幅提高了图像像素密度和质量，从而使 OCT 技术应用进入了快速发展阶段。
▲图丨早期 OCT 眼科设备（来源：Investigative Ophthalmology & Visual Science）
时至今日，OCT 技术经历了多次机械、电气和光学技术方向上的迭代，其不仅在成像分辨率方面低至 1-15 微米，并且能够实现原位、实时甚至 3D 成像。除此之外，针对于不透明组织的 OCT 成像技术也已经进入应用阶段。
在过去的 30 年间，许多研究小组也基于该技术进行了大量的临床研究。其最为重要的应用之一包括对年龄相关性黄斑变性（AMD）患者进行精确分层，从而接受 VEGF 抗体的治疗。对于湿性 AMD 患者而言，VEGF 抗体治疗能够抑制新生血管，从而避免失明。不过，由于发病机制的差异，该疗法并非对所有 AMD 患者都有效。而 OCT 技术可以帮助医生确定哪些患者需要接受这一疗法。
除了为青光眼、年龄相关性黄斑变性（AMD）等眼科疾病提供精确诊断依据之外， OCT 的临床应用还涉及到动脉病变、神经系统疾病以及早期肿瘤检测等。
▲图丨 OCT 技术在眼科（蓝色）、心脏病学（紫色）和许多其他领域（黄色）的应用（来源：Lasker Foundation）
心血管成像是 OCT 技术的主要应用方向之一。通过将 OCT 与导管或各类探头结合起来，心脏病专家能够利用该工具直接检查患者的动脉情况，从而指导放置动脉支架。
类似的应用还发生于神经系统疾病领域。对于多发性硬化症（MS）这种症状较为复杂的疾病，不仅需要磁共振成像（MRI）进行监测，同时还可依靠 OCT 技术观测患者的视网膜神经，从而对疾病进行更全面的评估。
纵观国内的 OCT 器械市场，当前仍以进口品牌为主。例如Zeiss、Visionix等海外品牌长期占据着大量市场份额。不过，近年来，国内企业的商业化进程正在加速推进。目前，视微影像、莫廷医疗等企业正在着力布局 OCT 市场。今年 3 月，视微影像宣布完成超 3 亿元人民币的 C 轮融资。而在刚刚过去的 8 月，莫廷医疗宣布与 Zeiss 开展战略合作。
事实上，OCT 领域中仍有诸多令人兴奋的技术细节和应用前景有待开发。在技术方面，硬件、光学、系统、多模态成像，乃至图像处理等任意方面的创新举措都将对该领域产生巨大的影响。而在应用方面，目前进入商业化阶段的适应症仍是少数，可以说，光学相干断层扫描（OCT）技术的应用之门才刚刚打开。
免责声明：本文旨在传递生命科学和医疗健康产业最新讯息，不代表平台立场，不构成任何投资意见和建议，以官方/公司公告为准。本文也不是治疗方案推荐，如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。
热门跟贴