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網膜用3次元画像生成装置 UPDATE コモンズ

国内特許コード P130008580
掲載日 2013年2月26日
出願番号 特願2011-525887
登録番号 特許第5624040号
出願日 平成22年8月3日(2010.8.3)
登録日 平成26年10月3日(2014.10.3)
国際出願番号 JP2010063057
国際公開番号 WO2011016437
国際出願日 平成22年8月3日(2010.8.3)
国際公開日 平成23年2月10日(2011.2.10)
優先権データ
  • 特願2009-181893 (2009.8.4) JP
発明者
  • 谷田貝 豊彦
  • アブラハム・ジェイ・センズ
出願人
  • 国立大学法人宇都宮大学
発明の名称 網膜用3次元画像生成装置 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】高分解能を有するとともに、操作性の高く、かつ、小型化および低価格化を図ることができる網膜用3次元画像生成装置を提供する。
【解決手段】眼底用光断層画像生成装置100は、光ソースビームを照射する光源ユニット110と、参照光ビームを反射させる参照光ユニット130と、物体走査光ビームを物体に照射させて反射させる検査ユニット140と、物体反射光ビームと参照反射光ビームを干渉させた干渉光ビームに基づいて物体の断層画像を取得する画像検出ユニット150と、から構成され、光源ユニット110は、例えば、300μm以上の焦点深度を有し、かつ物体走査光ビームの進行方向に垂直な面方向の方位分解能が6μm×6μmより高分解能となる光ビームを照射する。
従来技術、競合技術の概要



近年、光の干渉効果を利用して生体内部の奥行き構造を可視化する光断層画像生成装置(OCT:Optical Coherence Tomograph)の研究が進んでいる。





特に、最近では、網膜内部の三次元画像の観察することが可能な眼底用光断層画像生成装置も登場し、失明の危険のある疾患の診断にその威力を発揮している。





従来、このような眼底用光断層画像生成装置の一つに、低コヒーレンス干渉計を用いている。そして、このような眼底用光断層画像生成装置は、参照光路長を機械的に操作することによって得られた物体の奥行き方向の干渉信号に基づいて生体内部の奥行き構造を可視化する時間領域眼底用光断層画像生成装置(Time-Domain OCT(以下、「TD-OCT」という。))が知られている。





このTD-OCTは、波長幅の広い低コヒーレンスの光源を有し、当該光源からの光ビームを2つのビームに分割して一のビームを物体(すなわち、眼球)に照射するようになっている。





そして、このTD-OCTは、物体に照射されて走査するためのビーム(以下、「物体走査光ビーム」または「プローブ光ビーム」という。)を、奥行き方向に走査させつつ、分割された他のビームであって参照用としてのビーム(以下、「参照光ビーム」という。)と干渉させる。そして、TD-OCTは、当該干渉により生じた干渉縞に基づいて物体における散乱位置を検出するようになっている。





また、このTD-OCTは、物体に照射した物体走査光ビームを光路に対して横方向に走査させ、または、物体を当該光路に対して横方向に移動させて物体断面の画像を取得するようになっている(例えば、非特許文献1)。





一方、このような機械的な奥行き方向の走査を用いることなく、光波の干渉を実空間(時間領域)で実行する代わりに、フーリエ空間(スペクトル領域)にて実行するスペクトル領域OCT(Fourier Domain OCT(以下、「FD-OCT」という。))が知られている。FD-OCTは、TD-OCTに比べて数十倍の計測速度を有している。





このFD-OCTは、TD-OCTと同様に、分割された2つの光ビームを用いて、かつ、低コヒーレンス干渉原理を用いて物体の奥行き方向の分解能を算出するようになっている。しかしながら、FD-OCTは、参照光ビームおよび物体を走査する物体走査光ビームを平行に分光器に入射させ、当該分光器にて同時に分光させてスペクトル領域で干渉させるようになっている。





また、このFD-OCTは、この干渉により発生したスペクトル干渉縞をCCDによって計測するとともに、当該スペクトル干渉縞に対してフーリエ変換を行うことによって物体の奥行き方向の反射分布を取得するようになっている。





特に、このFD-OCTは、ガルバノミラーを駆動することによって計測点を網膜形成面に対して走査することによって3次元断層画像を取得するようになっており、2次元の機械的走査のみで3次元断層画像を取得することができるので、高速な断層計測を行うことができるようになっている(例えば、非特許文献1)。





なお、上述のOCTの他には、光源の発振波長を掃引して光源の波長を走査して分光器を不要とした波長走査型OCT(Swept Source OCD(以下、「SS-OCT」)という。)というものも知られている(例えば、非特許文献1)。

産業上の利用分野



本発明は、網膜における光学測定用の画像生成装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
同一光源から出射された出射光ビームを分割して眼球の網膜である被測定物と参照鏡とにそれぞれ照射し、前記被測定物で反射した物体光ビームと前記参照鏡で反射した参照光ビームとを重ね合わせて得られた干渉縞のデータから被測定物の3次元画像を生成する網膜用3次元画像生成装置であって、
前記光源を有する光源ユニットと、
前記光源から出射された出射光ビームを前記参照光ビームと前記物体光ビームに分割する光分割器と、
前記参照鏡を有し、前記参照光ビームを反射させる参照光ビームユニットと、
前記網膜に物体光ビームを照射し、前記眼球の構造に起因して生ずる収差を補償しつつ、当該網膜にて散乱された光を物体反射光ビームとして反射させる補償光学測定ユニットと、
前記反射された参照光ビームと前記物体反射光ビームとを干渉させるとともに干渉された波長毎に干渉強度を検出する検出手段と、
検出された各波長毎の干渉強度をフーリエ変換することによって前記網膜の前記物体光ビームの入射方向と略平行な奥行き方向における反射強度データを算出する算出手段と、
前記算出された反射強度データに基づいて前記網膜の3次元画像を生成する生成手段と、
を備え、
前記補償光学測定ユニットが、
前記物体反射光ビームの波面を検出する波面センサと、
単一の収差補正機構であるミラーであって前記波面センサにて検出された前記物体反射光ビームの波面に基づいて焦点補正を含む低次の波面収差のみを補正する可変形ミラーを有し、前記物体光ビームにおける結像位置を調整する結像位置調整手段と、
前記物体光ビームによって前記網膜上の結像位置を走査させるために当該物体光ビームの前記結像位置に対する角度を調整するためのビーム角度調整手段と、
を有し、
前記光源ユニットが、焦点深度が300μm以上であって、出射光ビームの進行方向に垂直な面方向の分解能が6μm×6μmより高分解能となる出射光ビームを照射することを特徴とする網膜用3次元画像生成装置。

【請求項2】
請求項1に記載の網膜用3次元画像生成装置において、
前記ビーム角度調整手段が、
前記網膜が形成さている網膜形成面に対して略平行である第1方向と前記網膜形成面に対して略平行であるとともに前記第1方向に略垂直な第2方向とに前記物体光ビームを走査するために2方向に可動可能な単一の走査用鏡と、
前記走査用鏡が各可動方向毎に当該可動を制御するガルバノメータと、
を備えることを特徴とする網膜用3次元画像生成装置。

【請求項3】
請求項1または2に記載の網膜用3次元画像生成装置において、
前記結像位置調整手段が、前記可変形ミラーと、前記可変形ミラーにて反射された物体光ビームを前記網膜に結像させる凹面鏡と、のみによって構成されていることを特徴とする網膜用3次元画像生成装置。

【請求項4】
請求項1または2に記載の網膜用3次元画像生成装置において、
前記可変形ミラーの鏡面が、前記波面センサによって検出された前記物体反射光ビームの波面に基づいて鏡面が変形するとともに、
前記結像位置調整手段が、前記可変形ミラーにて反射された物体光ビームを前記網膜に結像させる凸レンズを更に有することを特徴とする網膜用3次元画像生成装置。

【請求項5】
請求項3または4に記載の網膜用3次元画像生成装置において、
前記可変形ミラーの鏡面を可動して物体反射光ビームの波面のかく乱を行うことを特徴とする網膜用3次元画像生成装置。

【請求項6】
同一光源から出射された出射光ビームを分割して眼球の網膜である被測定物と参照鏡とにそれぞれ照射し、前記被測定物で反射した物体光ビームと前記参照鏡で反射した参照光ビームとを重ね合わせて得られた干渉縞のデータから被測定物の3次元画像を生成する網膜用3次元画像生成装置であって、
前記光源を有する光源ユニットと、
前記光源から出射された出射光ビームを前記参照光ビームと前記物体光ビームに分割する光分割器と、
前記参照鏡を有し、前記参照光ビームを反射させる参照光ビームユニットと、
前記網膜に物体光ビームを照射し、前記眼球の構造に起因して生ずる収差を補償しつつ、当該網膜にて散乱された光を物体反射光ビームとして反射させる補償光学測定ユニットと、
前記反射された参照光ビームと前記物体反射光ビームとを干渉させるとともに干渉された波長毎に干渉強度を検出する検出手段と、
検出された各波長毎の干渉強度をフーリエ変換することによって前記網膜の前記物体光ビームの入射方向と略平行な奥行き方向における反射強度データを算出する算出手段と、
前記算出された反射強度データに基づいて前記網膜の3次元画像を生成する生成手段と、
を備え、
前記補償光学測定ユニットが、
前記物体反射光ビームの波面を検出する波面センサと、
前記波面センサにて検出された前記物体反射光ビームの波面に基づいて前記物体光ビームにおける結像位置を調整する一対の凸レンズであって、前記波面センサによって検出された前記物体反射光ビームの波面に基づいて当該凸レンズ間の距離が変化する凸レンズと、前記一対の凸レンズから出射された物体光ビームを前記網膜に結像させるためのレンズと、を有する結像位置調整手段と、
前記物体光ビームによって前記網膜上の結像位置を走査させるために当該物体光ビームの前記結像位置に対する角度を調整するためのビーム角度調整手段と、
を有し、
前記光源ユニットが、焦点深度が300μm以上であって、出射光ビームの進行方向に垂直な面方向の分解能が6μm×6μmより高分解能となる出射光ビームを照射することを特徴とする網膜用3次元画像生成装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 4C316AA09
  • 4C316AB03
  • 4C316AB09
  • 4C316AB11
  • 4C316FY01
  • 4C316FY07
画像

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出願権利状態 登録
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