Устройство и способ оптической когерентной томографии

Авторы патента:


Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии
Устройство и способ оптической когерентной томографии

 


Владельцы патента RU 2514725:

КЭНОН КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам и способам проведения оптической когерентной томографии. Устройство содержит два блока компенсации дисперсии, расположенные на световом пути опорного света и имеющие разные характеристики отношения дисперсии групповой скорости в упомянутой полосе длин волн, а также считываемый компьютером запоминающий носитель. Каждое из отношений дисперсии групповой скорости является отношением соответствующей дисперсии групповой скорости и дисперсии групповой скорости воды. Первое отношение дисперсии групповой скорости имеет обратную зависимость от длины волны, чем второе отношение дисперсии групповой скорости. Способ оптической томографии заключается в захвате томографического изображения подлежащего обследованию объекта с помощью устройства оптической когерентной томографии на основе интерференционного света, полученного посредством побуждения интерферирования обратного света от измерительного света, излученного на подлежащий обследованию объект, с опорным светом, соответствующим измерительному свету, причем измерительный свет и опорный свет содержат свет с некоторой полосой длин волн. Использование изобретения позволяет улучшить вертикальное разрешение при использовании широкополостного света в ОКТ. 3 н. и 5 з. п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству и способу оптической когерентной томографии, а более конкретно к устройству оптической когерентной томографии и способу для формирования изображения поперечного сечения глазного дна и кожи.

Описание предшествующего уровня техники

[0002] В последние годы наблюдается практическое использование устройства оптической когерентной томографии (далее - ОКТ), использующего метод оптической когерентности с низкокогерентным светом. Устройство ОКТ является полезным устройством в области медицины, особенно в области офтальмологии. Устройство ОКТ может обеспечивать томографическое изображение участка сетчатки глазного дна и становится существенно важным для диагностики заболеваний участка глазного дна.

[0003] Далее будет вкратце описан принцип ОКТ. Низкокогерентный свет делится на опорный свет и измерительный свет. Измерительный свет падает на подлежащий обследованию объект и отражается на области формирования томографического изображения. Отраженный обратный свет выполняется с возможностью интерферирования с опорным светом. Полученный интерференционный свет может быть использован для захвата томографического изображения подлежащего обследованию объекта. ОКТ классифицируется на систему в ВО (временной области) и ФО(Фурье-области). Система ОКТ в ФО представляет собой способ для захвата томографического изображения посредством выполнения преобразования Фурье над интерференционным сигналом, полученным из интерференционного света, относительно частоты. Система ОКТ в ФО является в настоящее время господствующей, поскольку томографическое изображение может быть захвачено на более высоких скоростях, чем посредством системы в ВО.

[0004] В последние годы наблюдается попытка увеличения разрешения с целью улучшения качества подлежащего захвату томографического изображения. Разрешение ОКТ разделяется на вертикальное разрешение, представляющее собой разрешение измерительного света вдоль оптической оси; и горизонтальное разрешение, представляющее собой разрешение в направлении, перпендикулярном оптической оси. Вертикальное разрешение является важным для идентификации слоистой структуры для томографического измерения дна с использованием ОКТ, а толщина слоя является очень важной для определения заболевания глаза.

[0005] Вертикальное разрешение в ОКТ определяется, в первую очередь, посредством рабочих характеристик света, для использования в измерении. Если спектр длин волн света представляет собой гауссово распределение, вертикальное разрешение выражается посредством нижеследующего выражения (1):

(Выражение 1)

[0006] Здесь lc обозначает вертикальное разрешение, выраженное в качестве средней ширины функции когерентности; λ0 обозначает центральную длину волны света; Δλ обозначает ширину длин волн света; а ΔGDL обозначает разность в величине дисперсии между опорной оптической системой и измерительной опорной оптической системой в ОКТ. Вышеуказанное выражение предполагает, что спектр длин волн представляет собой гауссово распределение. Если свет имеет спектр, не представляющий собой гауссово распределение, вертикальное разрешение исходя из вышеуказанного выражения, понижается. Однако центральная длина волны λ0 и ширина Δλ длин волн света демонстрируют схожее изменение, и таким образом вышеуказанное выражение не теряет универсальности.

[0007] Из выражения (1) понятно, что вертикальное разрешение может быть увеличено посредством:

(1) уменьшения центральной длины волны света;

(2) увеличения ширины длин волн света; и

(3) выравнивания дисперсии между опорной оптической системой и измерительной оптической системой в интерферометре.

[0008] Офтальмологическая система ОКТ использует ближнюю инфракрасную область (с длиной волны около 850 нм). Доступная полоса длин волн имеет ограничение по нижней стороне длин волн, поскольку свет поглощается в сетчатке. В соответствии с этим, увеличение вертикального разрешения посредством уменьшения центральной длины волны в полосе длин волн, используемой офтальмологической системой ОКТ, является сложным. Дополнительно, полоса длин волн также имеет ограничение по длинноволновой стороне по причине потерь за счет поглощения стекловидным телом спереди от участка глазного дна и уменьшения сенсорной чувствительности.

[0009] Таким образом, вертикальное разрешение может быть увеличено посредством (2) увеличения ширины длины волны света с учетом вышеуказанных ограничений. В действительности, при текущем прогрессировании практического использования широкополосного низкокогерентного света ведется исследование в области увеличенного вертикального разрешения и клинической ценности посредством (2) увеличения ширины длины волны света («Ultrahigh-resolution, high-speed, Fourier domain optical coherence tomography and methods for dispersion compensation», OPTICS EXPRESS, т.12, № 11, 31 мая 2004, стр. 2404-2422).

[0010] Далее будет описана компенсация дисперсии. ОКТ требует, чтобы характеристики дисперсии опорного оптического пути согласовывались с характеристиками измерительного оптического пути. Данное согласование характеристик дисперсии рассматривается как компенсация дисперсии. Фиг.8 представляет собой схематический график, иллюстрирующий два профиля интенсивности в направлении глубины на отражающей поверхности при осуществлении ОКТ: один профиль с компенсацией дисперсии, и один - без компенсации дисперсии. Пунктирная линия обозначает упрощенный профиль без компенсации дисперсии; а сплошная линия обозначает упрощенный профиль с компенсацией дисперсии. Фиг.8 обозначает, что недостаточная компенсация дисперсии уменьшает интенсивность функции когерентности, обозначающей разрешение в направлении глубины, и увеличивает среднюю ширину, посредством чего вертикальное разрешение понижается.

[0011] Выложенная заявка на патент Японии № 2007-267927 раскрывает систему ОКТ, использующую воду для компенсации дисперсии. Данная система ОКТ отличается тем, что на стороне опорного оптического пути размещается емкость, заполненная средой с влагосодержанием 70% и более, и вышеуказанная среда может подавлять воздействие дисперсии, вызываемое подлежащим измерению объектом. Выложенная заявка на патент Японии № 2007-267927 дополнительно раскрывает метод, способный изменять форму емкости с целью обеспечения компенсации дисперсии в соответствии с положением подлежащего обследованию объекта.

[0012] Документ «Ultrahigh-resolution, high-speed, Fourier domain optical coherence tomography and methods for dispersion compensation», OPTICS EXPRESS, т.12, № 11, 31 мая 2004, стр. 2404-2422, раскрывает математический блок компенсации дисперсии, использующий итерационный способ посредством преобразования Гильберта.

[0013] С целью увеличения вертикального разрешения при использовании широкополосного света в ОКТ является важным выполнение компенсации дисперсии по подлежащей использованию полосе длин волн. К сожалению, характеристики дисперсии подлежащего измерению объекта являются различными для каждой длины волны, и, таким образом, более широкая полоса длин волн делает сложной компенсацию дисперсии посредством одиночного материала, который может подавлять увеличение в вертикальном разрешении.

[0014] Документ «Ultrahigh-resolution, high-speed, Fourier domain optical coherence tomography and methods for dispersion compensation», OPTICS EXPRESS, т.12, № 11, 31 мая 2004, стр. 2404-2422 раскрывает конфигурацию ОКТ, использующую широкополосный свет. С целью выполнения компенсации дисперсии используется множество стеклянных материалов. Материалы воды и стекла имеют сильно различающиеся характеристики дисперсии в длинноволновом диапазоне (полосе длин волн от около 900 нм до 950 нм). Таким образом, посредством раскрытой в вышеуказанном документе конфигурации устройства выполнение компенсации дисперсии на воде по широкой полосе является сложным.

[0015] Конфигурация, раскрытая в выложенной заявке на патент Японии № 2007-267927, отличается тем, что система ОКТ использует воду для компенсации дисперсии в соответствии с подлежащим измерению объектом. К сожалению, эта конфигурация имеет проблему в повседневном использовании, поскольку компенсация дисперсии с использованием воды влечет за собой сложность управления и ухудшение качества.

Сущность изобретения

[0016] С целью решения вышеуказанных проблем обеспечивается устройство оптической когерентной томографии, захватывающее томографическое изображение подлежащего обследованию объекта на основе интерференционного света, полученного посредством побуждения интерферирования обратного света от измерительного света, излученного на подлежащий обследованию объект, с опорным светом, соответствующим измерительному свету, причем данное устройство содержит первый блок компенсации дисперсии, имеющий первую характеристику компенсации дисперсии в полосе длин волн измерительного света; второй блок компенсации дисперсии, обеспечиваемый на первом блоке компенсации дисперсии и имеющий вторую характеристику компенсации дисперсии в полосе длин волн измерительного света.

[0017] Настоящее изобретение может выполнять компенсацию дисперсии в отношении опорного света через опорную оптическую систему в соответствии с характеристиками дисперсии различных конфигураций, существующих в измерительной оптической системе на широкой полосе.

[0018] Дополнительные признаки настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания иллюстративных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

[0019] Фиг.1 представляет собой вид конфигурации, иллюстрирующий первый вариант осуществления.

[0020] Фиг.2 представляет собой участок компенсации дисперсии второго варианта осуществления.

[0021] Фиг.3 представляет собой график дисперсии групповой скорости дисперсионного материала.

[0022] Фиг.4 представляет собой график дисперсии групповой скорости, стандартизированной посредством воды.

[0023] Фиг.5 представляет собой график толщины, требуемой для компенсации дисперсии посредством каждого дисперсионного материала.

[0024] Фиг.6 представляет собой график толщины BK7, принимающий в качестве параметра толщину поликарбоната по первому варианту осуществления.

[0025] Фиг.7 представляет собой график касательно остаточной величины дисперсии.

[0026] Фиг.8 представляет собой график касательно изменения в функции когерентности посредством дисперсии.

Подробное описание вариантов осуществления

[0027] Далее в соответствии с сопроводительными чертежами будут детально описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

[0028] Данные варианты осуществления настоящего изобретения будут детально описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи.

[0029] (Первый вариант осуществления)

[0030] Со ссылкой на фиг.1 будет описано устройство оптической когерентной томографии в соответствии с настоящим изобретением.

[0031] Фиг.1 иллюстрирует устройство оптической когерентной томографии в качестве конкретного примера для осуществления настоящего изобретения.

[0032] На фиг.1 источник 100 света в настоящем варианте осуществления представляет собой СЛД (суперлюминесцентный диод), но может быть любым низкокогерентным источником света. Конкретные примеры включают в себя источник света ASE (усиленного спонтанного излучения), источник света ультракоротких импульсов, такой как титан-сапфировый лазер и источник света SC (суперконтинуума), а также источник света SS (перестраиваемого источника). Полоса длин волн составляет около 850 нм, но является желательным, чтобы полоса длин волн выбиралась в соответствии с задачей, поскольку если необходимо измерить более глубокий участок подлежащего обследованию объекта в ущерб вертикальному разрешению, используется источник света, имеющий полосу более длинных волн.

[0033] Оптоволоконный соединитель 101 расщепляет широкополосный свет, излучаемый от источника 100 света, на опорный свет 109, проходящий по оптоволокну 103, составляющему опорный оптический путь, и измерительный свет 111, проходящий по оптоволокну 102, составляющему измерительный оптический путь. Оптоволоконный соединитель 101, в желаемом варианте, имеет меньшую зависимость длины волны от отношения расщепления опорного света 109 и измерительного света 111 и имеет почти постоянное отношение расщепления. Расщепленный измерительный свет 111 излучается в качестве коллимированного света из оптоволоконного коллиматора 110. Измерительный свет 111, переходящий через оптоволоконный коллиматор 110 в коллимированный свет, излучается на сетчатку 116 глаза как на подлежащий обследованию объект. С целью осуществления сканирования по сетчатке измерительный свет 111 проходит через сканирующую оптическую систему, включающую в себя зеркало 112 сканера и линзу 113 сканера, для осуществления сканирования посредством контроллера 117 зеркала сканера, и затем подвергается регулировке фокуса посредством объектива 114 и платформы 115 с электроприводом. Эта регулировка фокуса выполняется посредством контроллера 122 платформы, соединенного с ПК 121. Вслед за этим измерительный свет 111 отражается сетчаткой глаза 116 и следует далее по описанному выше измерительному оптическому пути в обратном направлении.

[0034] В то же время расщепленный опорный свет 109 излучается в качестве коллимированного света из оптоволоконного коллиматора 104 и падает на первый элемент 105 компенсации дисперсии и на второй элемент 106 компенсации дисперсии. Данный первый элемент 105 компенсации дисперсии имеет первую характеристику компенсации дисперсии, а данный второй элемент 106 компенсации дисперсии имеет вторую характеристику компенсации дисперсии, отличную от первой характеристики компенсации дисперсии. В соответствии с настоящим вариантом осуществления первый элемент 105 компенсации дисперсии осуществляется посредством BK7 в качестве оптического стекла, а второй элемент 106 компенсации дисперсии осуществляется посредством поликарбоната в качестве оптической пластмассы. Например, BK7 23 мм толщиной, а поликарбонат около 2 мм толщиной. Вышеуказанная толщина предполагает полосу длин волн толщиной 840 нм. Вышеуказанная толщина меняется в зависимости от полосы длин волн. В альтернативном варианте оптическое стекло 105 может представлять собой оптическое стекло, отличное от BK7. Например, может использоваться F2. Дополнительно, оптическая пластмасса 106 не ограничивается поликарбонатом. Опорный свет 109, проходящий через элемент 105 компенсации дисперсии и элемент 106 компенсации дисперсии, отражается посредством опорного отражающего зеркала 107 системы. Данное опорное отражающее зеркало 107 системы размещается на платформе 108 с электроприводом для регулирования положений. Следует отметить, что регулирование длины оптического пути опорного света 109 посредством платформы 108 с электроприводом управляется посредством PC 121 и контроллера платформы 122.

[0035] Измерительный свет 111 в качестве обратного света и опорный свет 109, отраженный посредством опорного отражающего зеркала 107 системы, направляются посредством оптоволоконного соединителя 101 в качестве интерференционного света на спектроскоп 119 по оптоволокну 118 объединенного оптического пути. Интерференционный свет, расщепленный для каждой длины волны посредством данного спектроскопа 119, дополнительно направляется к элементу 120 обнаружения света в соответствии с каждой длиной волны. PC 121 генерирует томографическое изображение из результатов обнаружения данного элемента 120 обнаружения света с использованием различных систем, описанных в предшествующем уровне техники.

[0036] В соответствии с настоящим вариантом осуществления оптоволоконный соединитель 101 функционирует в качестве блока для расщепления света, излучаемого из источника света, на опорный свет 109 и измерительный свет 111; а также функционирует в качестве блока для получения интерференционного света посредством побуждения интерферирования отраженного опорного света 109 с обратным светом, возвращенным от подлежащего обследованию объекта, облученного с помощью измерительного света 111. Конфигурация от спектроскопа 119 к PC 121 соответствует блоку для захвата томографического изображения подлежащего обследованию объекта на основе интерференционного света.

[0037] Далее будет конкретно описана компенсация дисперсии для использования в измерительном оптическом пути по настоящему варианту осуществления. Измерительный оптический путь включает в себя различные линзы, такие как линзу 113 сканера и объектив 114, а также стекловидное тело и хрусталик глаза 116 в качестве подлежащего обследованию объекта, каждый имеющий различный показатель преломления для каждой длины волны. В соответствии с этим, с целью улучшения вертикального разрешения, в опорный оптический путь необходимо вставлять элемент, соответствующий каждой из вышеуказанных различных линз, а также стекловидному телу и хрусталику. Выполнение компенсации дисперсии на вышеуказанных различных линзах не является таким сложным, поскольку материал линз может быть вставлен. Однако выполнение компенсации дисперсии на стекловидном теле и хрусталике является сложным, поскольку стекловидное тело и хрусталик представляют собой преимущественно воду.

[0038] Фиг.5 иллюстрирует толщину, требуемую для каждой длины волны BK7 и поликарбоната, при их использовании в качестве одиночного материала для компенсации дисперсии, подлежащей выполнению на подлежащем обследованию объекте, имеющем среднюю осевую длину и дисперсионный материал для использования в измерительном оптическом пути, проиллюстрированном на фиг.1. Из фиг.5 является понятным, что толщина, требуемая для компенсации дисперсии, сильно различается между коротковолновой стороной и длинноволновой стороной BK7 и поликарбоната (PC). Причина для этого заключается в том, что характеристики дисперсии воды имеют нулевую дисперсию при длине волны около 1 мкм (микрометр). Таким образом, при приближении к 1 мкм характеристики дисперсии воды в качестве дисперсионного материала глаза сильно отличаются от характеристик BK7 и поликарбоната. Как раскрыто в JOURNAL OF BIOMEDICAL OPTICS, том 4, № 1, стр.144-151, дисперсия групповой скорости GD выражается в качестве первой производной от длины волны группового показателя преломления ng посредством нижеследующего выражения (2):

[0039]

(Выражение 2)

[0040] Фиг.3 представляет собой график, иллюстрирующий зависимость длины волны от дисперсии групповой скорости GD касательно воды в качестве элемента компенсации дисперсии блока компенсации дисперсии, а также материалов BK7 и поликарбоната. Фиг.4 представляет собой график GD каждого элемента компенсации дисперсии, стандартизированного посредством GD воды и касательно зависимости длины волны по выражению (3):

[0041]

(Выражение 3)

[0042] Является понятным, что отношение GD (далее в настоящем документе именуемое GDR) материала BK7 (отмечено с помощью Δ на фиг.4) монотонно увеличивается относительно длины волны, и для BK7 относительно воды, длинноволновая сторона является большей по дисперсии групповой скорости, чем коротковолновая сторона. Это подразумевает, что когда компенсация дисперсии воды выполняется посредством BK7, толщина, требуемая для компенсации дисперсии, является различной между коротковолновой стороной и длинноволновой стороной.

[0043] Далее фиг.5, иллюстрирующая зависимость длины волны от толщины материала BK7 и поликарбоната, требуемых для выполнения полной дисперсии на измерительной оптической системе, демонстрирует, что толщина компенсации дисперсии монотонно изменяется для каждой длины волны, и чем ближе к широкополосной является длина волны при использовании одного BK7 или поликарбоната, тем более сложной является компенсация дисперсии. Таким образом, из выражения (1) заключается, что даже если длина волны источника света является широкополосной, вертикальное разрешение ОКТ не может обеспечивать возможность завершения компенсации дисперсии, вследствие чего желаемое вертикальное разрешение не может быть достигнуто.

[0044] Таким образом, как проиллюстрировано на фиг.4, настоящий вариант осуществления использует два вида материалов, в которых зависимость длины волны GDR имеет обратные характеристики. Используется множество элементов компенсации дисперсии, математически выражаемых в качестве дифференциальных характеристик посредством нижеследующего выражения:

[0045]

(Выражение 4)

[0046] sgn(x) в выражении (4) представляет собой функцию кода, составляющую 1, если x является положительным; 0, если x составляет 0; и -1, если x является отрицательным. Используются два вида материалов: материал 1 и материал 2, удовлетворяющие выражению (4), и осуществляется управление толщиной обоих материалов, что может приводить к достижению более точной компенсации дисперсии, чем компенсация дисперсии с использованием одного вида материала. Дополнительно, это делает возможным выполнение компенсации дисперсии в отношении воды, как основного компонента стекловидного тела, без использовании воды.

[0047] Например, в случае BK7 дифференциальная характеристика касательно данной дисперсии групповой скорости является положительной относительно длины волны функции, выраженной посредством дисперсии групповой скорости/дисперсии групповой скорости касательно дисперсионного материала подлежащего измерению объекта. Таким образом, для смены знака совместно с BK7 используется блок компенсации дисперсии, выполненный из материала, имеющего такие дифференциальные характеристики, чтобы знак функции был обратным минусу, вследствие чего могут быть получены приемлемые характеристики компенсации от коротковолновой стороны до длинноволновой стороны.

[0048] Ожидается, что увеличение в физической точности компенсации дисперсии, как описано выше, приводит к уменьшению в величине численного расчета компенсации дисперсии в качестве постобработки посредством итерационного способа, как раскрыто в документе "Ultrahigh-resolution, high-speed, Fourier domain optical coherence tomography and methods for dispersion compensation", OPTICS EXPRESS, т.12, № 11, 31 мая 2004, стр. 2404-2422, увеличению точности регулировки при получении изображений и уменьшению ошибок при получении изображений заболевания.

[0049] В соответствии с настоящим вариантом осуществления комбинация BK7 и поликарбоната удовлетворяет отношению по выражению (4). Следует отметить, что настоящий вариант осуществления использует комбинацию BK7 и поликарбоната, но могут быть использованы какие-либо любые комбинированные материалы, удовлетворяющие отношению по выражению (4). Следует также отметить, что данные материалы не ограничиваются двумя видами материалов при условии того, что материалы удовлетворяют отношению по выражению (4). Например, могут быть использованы три вида материалов, удовлетворяющих отношению по выражению (5):

[0050]

(Выражение 5)

[0051] Таким образом, настоящий вариант осуществления может быть определен как имеющий блок компенсации дисперсии, выполненный из множества элементов компенсации дисперсии, имеющих различные характеристики дисперсии. Первый вариант осуществления демонстрирует конфигурацию, включающую в себя первый блок компенсации дисперсии, выполненный из первого элемента 105 компенсации дисперсии, и второй блок компенсации дисперсии, выполненный из второго элемента 106 компенсации дисперсии. Они могут рассматриваться как формирующие часть конфигурации, включающей в себя множество блоков компенсации дисперсии.

[0052] Как описано выше, множество блоков компенсации дисперсии, в предпочтительном варианте, включает в себя пару из блоков компенсации дисперсии, каждый выполненный из набора элементов компенсации дисперсии, имеющих такое отношение, что дифференциальные характеристики касательно длины волны функции, выраженной посредством дисперсии групповой скорости дисперсионного материала/дисперсии групповой скорости дисперсионного материала подлежащего измерению объекта, являются обратными по знаку.

[0053] Фиг.6 представляет собой график, иллюстрирующий зависимость длины волны от толщины BK7, требуемой для компенсации дисперсии, касательно полной дисперсии измерительной оптической системы на фиг.1, в ситуации, когда в качестве параметра взята толщина поликарбоната. Фиг.6 демонстрирует, что когда поликарбонат является толщиной 2 мм, BK7 может выполнять компенсацию дисперсии на некоторой толщине в 23 мм, независимо от длины волны. То есть в настоящем изобретении материал BK7 и поликарбонат имеют толщины без зависимостей длин волн от характеристик дисперсии по полосе длин волн измерительного света. Конкретно, характеристики компенсации дисперсии материала BK7 и поликарбоната в первой или конкретной полосе длин волн в полосе длин волн измерительного света являются теми же самыми, что и характеристики во второй или в полосе длин волн, отличной от конкретной полосы длин волн в полосе длин волн измерительного света. Следует отметить, что дисперсия глаза человека вычисляется посредством допущения, что осевая длина составляет 25 мм, соответствуя 25 мм воды. Фиг.7 представляет собой график, иллюстрирующий две остаточные величины дисперсии: одну, когда в качестве элемента компенсации дисперсии используется только BK7; и одну, когда в качестве элемента компенсации дисперсии используются BK7 и поликарбонат.

[0054] Остаточная дисперсия представляет собой член справа под квадратным корнем в выражении (1). Член справа обусловлен разностью в величине дисперсии между опорной оптической системой и измерительной оптической системой в ОКТ. Член слева представляет собой полную ширину на полувысоте максимума (FWHM) функции когерентности, определенной посредством характеристик источника света. Исходя из выражения (1), член справа под квадратным корнем не может игнорироваться в ситуации, когда величины члена слева и члена справа под квадратным корнем являются по существу равными друг другу. Принимая, что ширина длины волны составляет около 100 нм, а центральная длина волны составляет 850 нм, FWHM функции когерентности источника света составляет около 3,2 мкм в воздушном эквиваленте. Даже если рассматривается негауссовская форма источника света СЛД, FWHM функции когерентности источника света составляет около 4 мкм. Исходя из фиг.7, когда компенсация дисперсии выполняется только посредством BK7, остаточная величина дисперсии составляет около 4 мкм как минимум. Это значение является почти таким же самым, что и FWHM функции когерентности источника света, побуждая тем самым понижение вертикального разрешения настолько, чтобы не быть игнорируемым. Когда используются BK7 и поликарбонат, это значение находится в пределах достаточно малого диапазона по сравнению с FWHM функции когерентности источника света, вследствие чего ухудшение вертикального разрешения может подавляться по сравнению со случаем использования только BK7.

[0055] Поликарбонат легче подвергается замене со временем, чем стекло. Таким образом, когда используется поликарбонат, для компенсации старения может обеспечиваться механизм для управления наклоном оптической оси, а для изменения участка пропускания поликарбонатом опорного света может обеспечиваться механизм для перемещения в направлении, параллельном оптической оси. Такое управление наклоном, когда используется поликарбонат, также соответствует изменению в толщине блока компенсации дисперсии по оптической оси опорного света. Таким образом, эти механизмы могут также осуществляться посредством блока для изменения толщины блока компенсации дисперсии по оптической оси опорного света.

[0056] Поликарбонат обладает двойным лучепреломлением, а показатель двойного лучепреломления изменяется по причине нагрева и напряжения. В последние годы продвигаются исследования в области уменьшения двойного лучепреломления оптических полимеров. Когда в элементе компенсации дисперсии используется оптическая пластмасса, такая как поликарбонат, показатель двойного лучепреломления может быть до некоторой степени уменьшен посредством разработки способа формования. Желательным является меньший показатель двойного лучепреломления поликарбоната. Таким образом, предпочтительным является обеспечение блока для уменьшения или подавления такого эффекта двойного лучепреломления для блока компенсации дисперсии или предварительное уменьшение эффекта двойного лучепреломления.

[0057] В альтернативном варианте, с целью предотвращения двойного лучепреломления по причине теплового напряжения, обусловленного изменением температуры, может обеспечиваться механизм регулирования температуры. Дополнительно, с целью уменьшения напряжения деформации передняя и задняя части поликарбоната могут последовательно фиксироваться по оптической оси посредством BK7. Более конкретно, когда множество блоков компенсации дисперсии включает в себя блок компенсации дисперсии, выполненный из материала, имеющего такие характеристики, что оптические характеристики поликарбоната меняются по причине температуры, дополнительного напряжения, старения и тому подобного, предпочтительным является дополнительное включение блока для управления состояниями нагревателя или компенсатора давления для управления состояниями температуры окружающей среды и добавочного напряжения. В соответствии с настоящим вариантом осуществления блок компенсации дисперсии, выполненный из BK7, располагается в положении, наиболее близком к отражающему зеркалу 107, и, таким образом, блок для управления состояниями, в предпочтительном варианте, располагается в положении, соответствующем этому положению. Следует отметить, что, например, оптическое стекло и BK7 могут размещаться в обратном положении. В этом случае блок для управления состояниями, в предпочтительном варианте, располагается в положении, соответствующем этому положению.

[0058] (Второй вариант осуществления)

[0059] В настоящем варианте осуществления скомпоновано множество составных элементов компенсации дисперсии, включающее в себя материал 1 и материал 2, удовлетворяющие выражению (4), каждый имеющий различную толщину, как проиллюстрировано на фиг.2.

[0060] Настоящий вариант осуществления может обеспечивать элементы компенсации дисперсии, каждый соответствующим образом компенсирующий близорукость, нормальное зрение или дальнозоркость. Фиг.2 иллюстрирует элемент 201 компенсации дисперсии и элемент 202 компенсации дисперсии для использования при измерении подлежащего обследованию объекта на предмет дальнозоркости; элемент 203 компенсации дисперсии и элемент 204 компенсации дисперсии - на предмет нормального зрения с обычной осевой длиной; и элемент 205 компенсации дисперсии и элемент 206 компенсации дисперсии - на предмет близорукости. Более конкретно, настоящий вариант осуществления использует состояния, перечисленные в нижеследующей таблице 1.

[0061] Таблица 1
Поликарбонат Толщина (мм) ВК7 Толщина (мм)
201 1,7 202 23
203 2 204 24
205 2,2 206 23,7

[0062] Когда в качестве подлежащего обследованию объекта размещается схематический глаз или зеркало, для калибровки обеспечивается элемент 207 компенсации дисперсии. Осевая длина может быть получена заранее посредством измерения осевой длины посредством инструмента измерения осевой длины перед измерением ОКТ. Когда BK7 и поликарбонат используются в качестве материала 1 и материала 2, если осевая длина составляет около ±1 мм принятой осевой длины, как проиллюстрировано на фиг.7, остаточная дисперсия может быть такой же малой, что и около одной второй от FWHM функции когерентности источника света. В качестве результата, понижение разрешения может составлять около 10%, что может рассматриваться как находящееся в пределах диапазона отсутствия проблемы. Таким образом, может осуществляться практическое количество (три вида на фигуре) различных осевых длин.

[0063] (Другие варианты осуществления)

[0064] Настоящее изобретение может осуществляться посредством выполнения нижеследующей обработки. Более конкретно, обработка является такой, что на систему или устройство через сеть или различные накопители информации поставляется программное обеспечение (программа) для выполнения функций описанных выше вариантов осуществления; и затем компьютер (или ЦП, или микропроцессор) в системе или устройстве считывает и выполняет данное программное обеспечение.

[0065] Настоящее изобретение не ограничивается вышеуказанными вариантами осуществления, и относительно настоящего изобретения могут осуществляться различные модификации или изменения, не выходя за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Например, вышеуказанные варианты осуществления описали случай, в котором подлежащий измерению объект представляет собой глаз, но настоящее изобретение может применяться и по отношению к другим подлежащим измерению объектам, таким как кожа или орган, отличный от глаза. В этом случае настоящее изобретение имеет вариант осуществления в качестве медицинского оборудования, такого как эндоскоп, отличного от офтальмологического устройства. Таким образом, является желательным, чтобы настоящее изобретение понималось как устройство для обследования, иллюстрацией которого является офтальмологическое устройство, а подлежащий обследованию глаз понимался как вариант осуществления подлежащего обследованию объекта.

[0066] В то время как настоящее изобретение было описано со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, необходимо понимать, что данное изобретение не ограничивается раскрытыми иллюстративными вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения должен согласовываться с наиболее широкой интерпретацией, так чтобы охватывать все такие модификации и эквивалентные структуры, а также функции.

1. Устройство оптической когерентной томографии, выполненное с возможностью захватывать томографическое изображение подлежащего обследованию объекта (116) на основе интерференционного света, полученного посредством побуждения интерферирования обратного света от измерительного света (111), излученного на подлежащий обследованию объект (116), с опорным светом (109), соответствующим измерительному свету (111), причем измерительный свет (111) и опорный свет (109) содержат свет с некоторой полосой длин волн, причем упомянутое устройство содержит
первый блок (105) компенсации дисперсии, расположенный на световом пути опорного света и имеющий первую характеристику отношения дисперсии групповой скорости в упомянутой полосе длин волн;
второй блок (106) компенсации дисперсии, расположенный на световом пути опорного света и имеющий вторую характеристику отношения дисперсии групповой скорости в упомянутой полосе длин волн, причем первое и второе отношения дисперсии групповой скорости каждое является отношением соответствующей дисперсии групповой скорости и дисперсии групповой скорости воды,
отличающееся тем, что первое отношение дисперсии групповой скорости имеет обратную зависимость от длины волны, чем второе отношение дисперсии групповой скорости.

2. Устройство оптической когерентной томографии по п.1, дополнительно содержащее блок захвата изображения, который захватывает томографическое изображение подлежащего обследованию объекта на основе интерференционного света.

3. Устройство оптической когерентной томографии по любому из п. 1 или 2, в котором первый и второй блоки компенсации дисперсии каждый дополнительно включает в себя блок для изменения толщины вдоль оптической оси опорного света.

4. Устройство оптической когерентной томографии по любому из п. 1 или 2, в котором первый и второй блоки компенсации дисперсии скомпонованы посредством блока компенсации дисперсии, выполненного из оптического стекла, и блока компенсации дисперсии, выполненного из оптической пластмассы.

5. Устройство оптической когерентной томографии по п.4, в котором оптическая пластмасса представляет собой поликарбонат.

6. Устройство оптической когерентной томографии по п.1, дополнительно содержащее блок для управления состоянием по меньшей мере одного блока компенсации дисперсии из первого и второго блоков компенсации дисперсии.

7. Способ оптической когерентной томографии, содержащий этапы: захватывают томографическое изображение подлежащего обследованию объекта (116) на основе интерференционного света, полученного посредством побуждения интерферирования обратного света от измерительного света (111), излученного на подлежащий обследованию объект (116), с опорным светом (109), соответствующим измерительному свету (111), причем измерительный свет (111) и опорный свет (109) содержат свет с некоторой полосой длин волн, располагают первый блок (105) компенсации дисперсии, имеющий первую характеристику отношения дисперсии групповой скорости в упомянутой полосе длин волн, в световом пути опорного света;
располагают второй блок (106) компенсации дисперсии, имеющий вторую характеристику отношения дисперсии групповой скорости в упомянутой полосе длин волн, в световом пути опорного света, причем первое и второе отношения дисперсии групповой скорости каждое является отношением соответствующей дисперсии групповой скорости и дисперсии групповой скорости воды,
отличающийся тем, что первое отношение дисперсии групповой скорости имеет обратную зависимость от длины волны, чем второе отношение дисперсии групповой скорости.

8. Считываемый компьютером запоминающий носитель, имеющий сохраненные на нем инструкции, которые при выполнении на компьютере вынуждают его выполнять способ оптической когерентной томографии по п.1.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, к способу определения степени метаболической зрелости гетеротопических оссификатов перед их хирургическим лечением, и может быть использовано при лечении пациентов с формирующимися гетеротопическими костеобразованиями в условиях травматолого-ортопедических, хирургических и других стационаров.

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии. Проводят оптическую когерентную томографию.

Группа изобретений относится к медицине. Система для биопсии содержит: систему визуализации для получения диагностических изображений, зонд, содержащий выдвигающуюся иглу для биопсии, компьютер, связанный с системой слежения, системой визуализации и ультразвуковой системой визуализации.

Изобретение относится к медицине, судебной медицине и предназначено для идентификации личности неопознанных трупов и их фрагментов. Изобретение также может быть использовано при необходимости прижизненной идентификации человека в случае изменения внешности.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к способам и системам для ангиографии. Способ включает этапы формирования множества проекций интересующего объекта, при этом проекции имеют различные проекционные углы, определения геометрических аспектов удлиненного элемента в каждой из проекций, вычисления индекса на основании геометрических аспектов, указания проекций, имеющих требуемое значение индекса.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам визуализации К-края. Система визуализации включает источник полихроматического излучения, которое пересекает исследуемую область, датчик регистрации излучения и создания сигнала, характеризующего значение энергии зарегистрированного фотона, энергетический дискриминатор, выполненный с возможностью разрешения сигнала по энергии, основываясь на множестве различных пороговых значений энергии, причем, по меньшей мере, два пороговых значения энергии соответствуют по меньшей мере двум различным значениям энергии К-края двух различных элементов в смеси, расположенной в исследуемой области, устройство разбивки сигнала с разрешением по энергии по меньшей мере на компонент с несколькими К-краями и устройство восстановления компонента с несколькими К-краями для создания изображения, представляющего различные вещества, основываясь на известном и по существу постоянном стехиометрическом соотношении двух различных элементов в смеси.

Настоящее изобретение относится к рентгеновским системам для получения изображений с высоким разрешением. Система рентгеновского сканера содержит матрицу пространственно распределенных, последовательно коммутируемых рентгеновских источников с заданной частотой коммутации.

Изобретение относится к медицине, кардиологии, радионуклидной диагностике миокардита. Выполняют однофотонную эмиссионную компьютерную томографию через 18-20 часов после внутривенного введения радиофармпрепарата - 20 мКи 99mТс-пирофосфата, с последующим внутривенным введением 10 мКи 99mТс-технетрила и проведением перфузионной однофотонной эмиссионной компьютерной томографии сердца.

Изобретение относится к медицине, а именно к терапии и пульмонологии, и может быть использовано для выбора тактики лечения тромбоэмболии легочной артерии. Для этого пациенту проводят компьютерную томографию с болюсным усилением, исследуют области поражения дистальнее тромбоэмбола и учитывают число дыхательных движений в минуту.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к спектральной компьютерной визуализации. Система визуализации содержит стационарный гентри, поворотный гентри, установленный на стационарном гентри, рентгеновскую трубку, закрепленную на поворотном гентри, которая поворачивается и испускает полихроматическое излучение, пересекающее область исследования.
Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, психофизиологии, гигиене, неврологии. Воздействие осуществляют на область зрачка световыми стимулами 671 нм, 546 нм и 435 нм отдельно, последовательно в равном или пропорциональном их сочетании, обеспечивающем, в том числе, воздействие белым светом.

Изобретение относится к способам формирования изображений на дисплеях различных цифровых устройств, а также может быть использовано в медицине при профилактике и лечении заболеваний глаз.
Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и может быть использовано во время подготовки к оперативным вмешательствам по поводу катаракты у детей.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам и способам обработки изображений с использованием томограммы глаза. .

Изобретение относится к медицине и медицинской технике, а именно к устройству для проведения рефракционной лазерной операции. .

Изобретение относится к офтальмологии и может быть использовано для быстрого бесконтактного измерения диаметра роговицы глаза при выполнении операций ЛАЗИК при интраоперационном прогнозировании диаметра и величины ножки роговичного лоскута, формируемого микрокератомом.

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и может быть использовано для оценки стадии прогрессирования первичной открытоугольной глаукомы. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для медикаментозной коррекции состояния глазной поверхности до рефракционного вмешательства.

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для медикаментозной терапии после повторных рефракционных вмешательств.

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для медикаментозной терапии после первого этапа рефракционного вмешательства.

Группа изобретений может быть применима для обнаружения вождения в состоянии усталости. Анализируют изображение глаза водителя с помощью прямоугольного эталона признака для получения линии верхнего века, в частности, обходя изображения глаза посредством множества столбцов с помощью прямоугольного эталона признака и записывая расположения в каждом столбце, где значение признака прямоугольного эталона признака является максимальным, причем значение признака прямоугольного эталона признака ссылается на разность шкалы оттенков серого между верхней и нижней половинами прямоугольника, где расположен прямоугольный эталон признака. Получают линию верхнего века, получая центральные точки прямоугольного эталона признака в расположении в каждом столбце. Соединяют центральные точки, чтобы сформировать соединительную линию. Принимают соединительную линию в качестве линии верхнего века. Определяют состояние закрытия глаза в соответствии с кривизной или значением признака кривизны линии верхнего века. Собирают статистику по состоянию закрытия глаза и, таким образом, определяют, находится ли водитель в состоянии усталости. Группа изобретений позволяет увеличить помехозащищённость, адаптируемость к изменениям в выражении лица. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх