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光コヒーレンストモグラフィー装置及び光コヒーレンストモグラフィーによる変位測定方法

国内特許コード P150012634
整理番号 S2014-0674-N0
掲載日 2015年11月26日
出願番号 特願2014-047395
公開番号 特開2015-169650
登録番号 特許第6480104号
出願日 平成26年3月11日(2014.3.11)
公開日 平成27年9月28日(2015.9.28)
登録日 平成31年2月15日(2019.2.15)
発明者
  • 安野 嘉晃
  • 鈴木 和博
出願人
  • 国立大学法人 筑波大学
発明の名称 光コヒーレンストモグラフィー装置及び光コヒーレンストモグラフィーによる変位測定方法
発明の概要 【課題】OCTを用いて、従来は不可能であった断層画像中のある微小領域の変位を二次元的に測定を可能とする。
【解決手段】光コヒーレンストモグラフィー1を用いて、被測定物体8の奥行き方向の軸に平行な2次元断層画像を同一位置に関して複数取得し、取得された複数の断層画像に基づいて被測定物体の変位を測定する光コヒーレンストモグラフィー1による変位測定において、前記複数の断層画像間での相関係数の減衰を被測定物体の微小領域に関して測定し、軸方向及び横方向における変位量と相関係数の減衰との対応関係を用いて、測定された相関係数の減衰から、軸方向に分解された前記微小領域の変位量を求める。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


光凝固治療は、いくつかの眼疾患(例えば、糖尿病、網膜血管閉塞、等)のために好適に利用される効果的なレーザ治療である。しかしながら、光凝固治療は、医原性の合併症が生じる可能性がある。



大半の重大な障害は、治療のしすぎによる過度のレーザダメージである。そのようなダメージを防止するため、レーザ照射パラメータは、高い再現性で、ダメージのある閾値より少ない条件にて設定されることが要求されている。実際、この要求は厳しい。これは、レーザ治療は、再生産性が乏しいからである。



大半のケースの場合、レーザ照射は、白化する病変の視認性に基づく術者の主観的な評価に依存する。加えて、組織の散乱・吸収特性の変化は、評価をより難しくさせる。色素(pigments)を含む眼内媒体の光学的な特性は、空間的、時間的に変化するし、また、個人差によっても変化する。レーザ照射中における組織変化において多くの不確実性があるため、なんらかのモニタリング技術が要求される。



近年、リアルタイムで非侵襲のモニタリング方法は、再生産性を改善する潜在的な能力を示している。例えば、光音響信号は、レーザによって誘発された温度上昇を測定するために用いられる。この技術は、温度コントロールされた光凝固を可能とする。



もう一つの例としては、光干渉断層計(光コヒーレンストモグラフィー:optical coherence tomography。本明細書では、略して「OCT」とも言う。)である。OCTは、散乱の変化を測定するだけでなく、温度膨張による組織変位を、位相感度測定を用いて測定することも可能である。特に、OCTは、光音響測定よりもいくつかの利点を持つ。



第1に、OCTは、非接触での測定が可能である。非接触での測定は、ルーティンでの臨床実務において重要である。第2として、OCTは、局所的な組織変化を観察するのに必要な、空間的に分解された構造変化を可視化できる。第3として、OCTは、機械的な変位を含む、組織の温度変化を直接的にモニタリングできる。



そのような変位は、位相感度測定(例えば、非特許文献1参照)、スペックル追跡、相関係数(例えば、非特許文献2、3参照)のいずれかを用いて測定できる。つまり、OCT測定は、温度膨張測定において重要な役割を持つ。

産業上の利用分野


本発明は、光コヒーレンストモグラフィーを用いて被測定物体の変位を測定する変位測定装置及び測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被測定物体の奥行き方向の軸に平行な2次元断層画像を同一位置に関して複数取得し、取得された複数の断層画像に基づいて被測定物体の変位の測定が可能な光コヒーレンストモグラフィー装置であって、
前記複数の断層画像のうちの1つの断層画像を基準画像とし、前記基準画像の微小領域に対して他の断層画像の対応する微小領域を軸方向及び前記軸方向に直交する断層画像面内の方向にシフトすることによって、相関係数を計算する相関係数算出部と、
前記相関係数算出部からの出力に基づいて、前記軸方向の変位と前記軸方向に直交する断層画像面内の方向の変位とを相関係数に関係づける相関係数の数学モデルのパラメータを算出する相関係数モデル算出部と、
変位測定対象の断層画像と前記基準画像との位相シフトを求める位相シフト算出部と、
前記位相シフト算出部からの出力に基づいて前記軸方向の変位を求める軸方向変位算出部と、
前記軸方向変位算出部からの出力及び前記相関係数モデル算出部からの出力に基づいて前記軸方向に直交する断層画像面内の方向の変位を求める横方向変位算出部と、
を有する光コヒーレンストモグラフィー装置。

【請求項2】
前記相関係数算出部は、前記基準画像の信号対ノイズ比と前記他の断層画像の信号対ノイズ比とをそれぞれ算出し、次に示す(2)式に基づいて、前記信号対ノイズ比の影響なしで信号相関係数を計算し、前記信号相関係数を前記相関係数に置き換える請求項1に記載の光コヒーレンストモグラフィー装置。
【数1】


なお、上記の(2)式において、ρは前信号相関数を表し、ρは前記複数の断層画像の複素相関数を表し、SNRは前記基準画像の信号対ノイズの期待値を表し、SNRは前記他の断層画像の信号対ノイズの期待値を表す。

【請求項3】
被測定物体の奥行き方向の軸に平行な2次元断層画像を同一位置に関して複数取得し、取得された複数の断層画像に基づいて被測定物体の変位を測定する光コヒーレンストモグラフィーによる変位測定方法であって、
前記複数の断層画像のうちの1つの断層画像を基準画像とし、前記基準画像の微小領域に対して他の断層画像の対応する微小領域を軸方向及び前記軸方向に直交する断層画像面内の方向にシフトすることによって、相関係数を計算する相関係数算出工程と、
前記相関係数算出工程で算出された前記相関係数に基づいて、前記軸方向の変位と前記軸方向に直交する断層画像面内の方向の変位とを相関係数に関係づける相関係数の数学モデルのパラメータを算出する相関係数モデル算出工程と、
変位測定対象の断層画像と前記基準画像との位相シフトを求める位相シフト算出工程と、
前記位相シフト算出工程で算出された前記位相シフトに基づいて前記軸方向の変位を求める軸方向変位算出工程と、
前記軸方向変位算出工程で算出された前記軸方向の変位及び前記相関係数モデル算出工程で算出された前記パラメータに基づいて前記軸方向に直交する断層画像面内の方向の変位を求める横方向変位算出工程と、
を有する光コヒーレンストモグラフィーによる変位測定方法。

【請求項4】
前記相関係数算出工程において、前記基準画像の信号対ノイズ比と前記他の断層画像の信号対ノイズ比とをそれぞれ算出し、次に示す(2)式に基づいて、前記信号対ノイズ比の影響なしで信号相関係数を計算し、前記信号相関係数を前記相関係数に置き換える請求項3に記載の光コヒーレンストモグラフィーによる変位測定方法。
【数2】


なお、上記の(2)式において、ρは前信号相関数を表し、ρは前記複数の断層画像の複素相関数を表し、SNRは前記基準画像の信号対ノイズ比の期待値を表し、SNRは前記他の断層画像の信号対ノイズ比の期待値を表す。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014047395thum.jpg
出願権利状態 登録
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