深度分解能が調節可能である多機能性の光学写像装置 | Patent Information

本発明は、1つの画像、又は同時に少なくとも2つの異なる深度解像度の画像、又は、順次異なる深度解像度の複数画像、又はこれらの画像の組み合わせ、又は調節可能な深度解像度で単一の画像をもたらすことができるマルチチャンネル光学写像装置に関する。該マルチチャンネルは、マルチの共焦点チャンネル及び1つ又は2つの光コヒーレンス断層撮影チャンネルでも、2つの光コヒーレンス断層撮影チャンネルでも、又は2つの共焦点チャンネルであってもよい。各チャンネル、すなわちOCTチャンネルも共焦点チャンネルも、同じ波長で、又は異なる波長で動作することができる。本装置は、被写体の、特に眼の、横断画像も縦画像もともに表示することができる。

光学写像装置であって、光学的放射源によって励起される、ファイバー又はバルクの干渉計のまわりに構築された光コヒーレンス断層撮影装置(OCT)システムと、調節可能な深度分解能を任意選択的に有する共焦点光受信器と、前記OCTの前記干渉計と前記共焦点光受信器との両方が共用し、当該光学写像装置に隣接する被写体位置に置かれた被写体から戻る光の一部を方向づける光学スプリッターであり、OCTチャンネルが当該光学スプリッターを反射で用い、共焦点チャンネルが透過で用い(R-OCT/T-C)、又は、任意選択で、OCTチャンネルが当該光学スプリッターを透過で用い、共焦点チャンネルが当該光学スプリッターを反射で用いる(R-OCT/R-C)、光学スプリッターと、前記被写体の所定のライン又は領域にわたって、前記光学スプリッターからの光出力を用いて前記被写体の横断走査を行うための横断走査手段と、光ビームを前記横断走査手段から前記被写体に伝え、かつ、前記被写体により反射及び散乱された光出力ビームを、前記横断走査手段を通して前記光学スプリッターへ伝え戻し、また、使用される前記光学スプリッターと前記被写体が後方散乱又は放射する放射の波長とによって定められる比で、前記光学スプリッターから、OCTチャンネルの前記干渉計及び/又は共焦点チャンネルの前記光共焦点光受信器へ伝えるためのインターフェース光学系と、外部光源から前記被写体に向けて光を送るための、任意選択による固定ランプと、任意選択固定ランプビーム及び撮像ビームが共用するインターフェース光学系スプリッターであり、当該インターフェース光学系スプリッターは、撮像ビームにより反射で又は透過で用いることができ、一方、固定ランプビームは、それぞれ、透過又は反射される、任意選択によるインターフェース光学系スプリッターと、前記光学スプリッターと前記横断走査手段との間に置かれ、前記干渉計の入力開口と前記共焦点光受信器の開口とを同時に合焦状態に維持し、同時に走査ビームを前記被写体上に合焦するためのフォーカス調節手段と、前記OCT干渉計において、強度変調及び位相変調のうちの少なくとも一方を生ぜしめるための、任意選択による手段と、前記干渉計及び前記共焦点光受信器の光検出器の光検出信号を復調するための解析手段と、前記フォーカス調節手段と同期した速度で、段階的又は連続的に、同期手順に従って、前記横断走査手段において少なくとも一点について所定の量にわたって前記OCT干渉計における光路差を変化させるための、任意選択による深度調節手段と、前記干渉計によって作成される画像と、前記共焦点光受信器によって作成される画像とを処理及び生成し、前記干渉計及び前記共焦点光受信器によって作成された前記各画像を同時に表示するための表示手段と、 2つの主な動作の態様、すなわち(i)前記写像装置が光軸に対して垂直な面内で一定深度での横断画像を取得する場合の正面撮像と(ii)前記写像装置が光軸に対して平行な面内で縦画像を取得する場合の縦撮像とを制御するものであり、ここで光軸とは、前記走査手段から前記インターフェース光学系を通しての前記被写体への仮想の軸である、任意選択によるタイミング手段と、を備える光学写像装置。

A61B3/12 , A61B3/10

A61B3/12 E , A61B3/10 R

Cited by applicant (13)

米国特許第5,493,109号
米国特許第6,057,920号に記載されている。しかし、これらの解決手段は、機械的な各要素の同期又は各焦点レンズの比の調節を必要とする。従来技術の方法は、組織の屈折率が既知である場合にのみ効果を現す。組織が異なる屈折率の各層からなる場合には、異なる調節が必要とされる。記載された方法は、特に縦OCTのために工夫されており、断面画像が、横断座標に沿ってはより低速の走査で、深度座標に沿って高速に走査することによって生成される。したがって、この方法は、高速である必要があり、例えば100〜1000Hz程度の速度の深度走査速度で動作可能である必要がある。異なる解決手段が
米国特許第6,057,920号に記載されているように案出されたが、様々な値の屈折率に対して技術を再構成することや、異なる屈折率の多層のために修正を加えることが非常に難しい。

米国特許第6,201,608号に開示されているが、この方法は眼に対する利用には適用できない。

米国特許第6,172,752号には、透明板の厚さ及び屈折率を、当該板の変位、又は被写体側の腕における当該板の前のレンズ及び参照側の腕におけるミラーの変位を計測することにより、測定することができる、低コヒーレンス干渉計が開示されている。この方法は、これらの変位と、サンプルに進入するビームの開口数とを利用している。しかし、散乱する組織における様々な層を撮像する場合、屈折率は未知であり、また、2つの変位のトラッキング機構がなんら記載されていないため、この方法は適用できない。さらに、組織や眼を撮像する場合、インターフェース光学系が、追跡すべき2つの変位を関連づける方程式を複雑にし、そのうえ、患者は様々な眼の長さを有している(すなわち、開口数が未知であり、この方法は、ふたたび、適用できない)。

第5,537,162号

第5,491,524号

第5,469,261号

第5,321,501号及び

第5,459,570号に記載されている。

米国特許第5,975,697号に記載されているように、画像のデュアル表示も提案された。2つの正面画像を同時に生成、表示し、その一方はOCT画像であり、他方は(走査型レーザー検眼鏡(SLO)によって生成される画像と同様な)共焦点画像である。デュアル表示により、眼底のOCTにより抽出された断片を、共焦点チャンネルによって表示される眼底画像と一意的に対応させて並べることができるようになる。しかし、共焦点チャンネルが一層高い深度解像度を有し、画像が連続して見えることで、検査される眼の部分を良好にガイドすることができる。

PCT特許公報第WO92/19930号に記載されたが、原理的にのみである。深度と、深度焦点位置とを同時に調べる可能な光学的構成が、

米国特許第4,589,773号及び

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Cited by examiner (2)

断層像形成方法及びそのための装置
Gazette classification：公開公報 Application number：特願2000-028511 Applicant：科学技術振興事業団
可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置
Gazette classification：公表公報 Application number：特願2001-543977 Applicant：オーティーアイオフサルミックテクノロジーズインク