JP2010014514A - Optical tomographic imaging apparatus and coherent signal processing method in optical tomographic imaging apparatus - Google Patents

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耕基 中林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently improve the image quality of a tomographic image without lowering its effect by phase shift when processing using a plurality of coherence signal data obtained by OCT measurement in SS-OCT. <P>SOLUTION: The coherence signal processing method in an optical tomographic image apparatus using an SS-OCT measuring method is characterized by performing phase correcting processing for correcting the phase shift of a plurality of coherence signals obtained by measuring the same measuring region of a measuring target a plurality of times, further characterized by performing averaging processing before Fourier transform after the phase correcting processing is performed, and furthermore characterized by adapting a Doppler system after the phase correcting processing is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光断層画像化装置及び光断層画像化装置における干渉信号の処理方法に係り、特に、波長掃引光源を用いたSS−OCTにおける干渉信号の位相補正処理の応用技術に関する。   The present invention relates to an optical tomographic imaging apparatus and an interference signal processing method in the optical tomographic imaging apparatus, and more particularly to an applied technique of interference signal phase correction processing in SS-OCT using a wavelength swept light source.

従来、生体組織等の測定対象を切断せずに断面画像を取得する方法として光干渉断層(OCT;Optical Coherence Tomography)計測法を利用した光断層画像化装置が知られている。OCT計測法は、光源から射出された光を測定光と参照光に分け、測定光を測定対象に照射して測定対象で反射した反射光と参照光とを合波して得られた干渉光から断層画像を生成する光干渉計測法の一種である。OCTは大きく分けてTD−OCT(Time Domain OCT)とFD−OCT(Fourier Domain OCT)に分類される。FD−OCTはさらにSD−OCT(Spectral Domain OCT)とSS−OCT(Swept Source OCT)に分かれる。   Conventionally, an optical tomographic imaging apparatus using an optical coherence tomography (OCT) measurement method is known as a method for acquiring a cross-sectional image without cutting a measurement target such as a living tissue. The OCT measurement method divides light emitted from a light source into measurement light and reference light, irradiates the measurement light to the measurement object, and combines the reflected light reflected from the measurement object and the reference light to obtain interference light. This is a kind of optical interferometry that generates tomographic images from images. OCT is roughly classified into TD-OCT (Time Domain OCT) and FD-OCT (Fourier Domain OCT). FD-OCT is further divided into SD-OCT (Spectral Domain OCT) and SS-OCT (Swept Source OCT).

TD−OCTは、光源から射出された光を測定光と参照光に分け、測定光を測定対象に照射して測定対象で反射した反射光と参照光とを合波して干渉光を得るものであるが、測定光と参照光との光路長が一致したときに干渉光が検出されることを利用した計測方法であり、参照光の光路長を変更することにより測定対象に対する測定位置(測定深さ)を変更可能としたものである。   In TD-OCT, light emitted from a light source is divided into measurement light and reference light, and the measurement light is irradiated onto the measurement object, and the reflected light reflected from the measurement object and the reference light are combined to obtain interference light. However, it is a measurement method that utilizes the fact that the interference light is detected when the optical path lengths of the measurement light and the reference light coincide with each other. By changing the optical path length of the reference light, the measurement position relative to the measurement object (measurement (Depth) can be changed.

SD−OCTは、広帯域の低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割した後、測定光を測定対象に照射させ、測定対象からの反射光と参照光とを干渉させ、この干渉光を各周波数成分に分解したチャンネルドスペクトルをフーリエ変換することにより、深さ方向の走査を行わずに光断層画像を構成するようにしたものである。   SD-OCT divides broadband low-coherence light into measurement light and reference light, then irradiates the measurement light with the measurement light, causes the reflected light from the measurement light to interfere with the reference light, An optical tomographic image is constructed without performing scanning in the depth direction by Fourier transforming the channeled spectrum decomposed into frequency components.

また、SS−OCTは、光源から射出されるレーザ光の周波数を掃引させて反射光と参照光とを各波長において干渉させ、一連の波長に対する干渉信号をフーリエ変換することにより測定対象の深さ位置における反射光強度を検出し、これを用いて光断層画像を構成するようにしたものである。   In SS-OCT, the frequency of the laser light emitted from the light source is swept to cause the reflected light and the reference light to interfere with each other at each wavelength, and the interference signal for a series of wavelengths is Fourier transformed to measure the depth of the measurement target. The reflected light intensity at the position is detected, and this is used to construct an optical tomographic image.

このとき、OCT計測によって得られたOCTデータから信号処理によって断層画像の画質を改善する様々な方法が考えられている。   At this time, various methods for improving the image quality of a tomographic image by signal processing from OCT data obtained by OCT measurement are considered.

例えば、画質を改善するため複数枚のOCT画像を平均化し、画像の特徴を強調する方式(例えば、特許文献1等参照)や、A方向(深さ方向)のOCTデータを離散フーリエ変換(DFT)し、位相角度を求め、A方向に隣り合う角度の差から位相差を算出して位相差を補正するようにしたもの(例えば、特許文献2等参照)が知られている。またあるいは、反射光の角度成分毎にOCT測定を行って平均化処理をすることでスペックルを除去して画像の分解能を向上させるようにしたもの(例えば、非特許文献1等参照)などが知られている。   For example, in order to improve the image quality, a plurality of OCT images are averaged to emphasize image characteristics (see, for example, Patent Document 1), or ACT (depth direction) OCT data is converted to discrete Fourier transform (DFT). The phase difference is calculated by calculating the phase difference from the difference between the adjacent angles in the A direction (see, for example, Patent Document 2). Alternatively, an apparatus that performs OCT measurement for each angle component of reflected light and performs an averaging process to remove speckles and improve the resolution of the image (for example, see Non-patent Document 1). Are known.

なお、上記特許文献2ではドップラーOCTについて言及されているが、これはスペクトル干渉情報をフーリエ変換することによって得られる位相の変化量がドップラー信号として測定対象の移動速度に対応することを利用して血流などの速度を求める方法である。
米国特許出願公開第2006/0109423号明細書 米国特許出願公開第2006/0279742号明細書 A.E.Desjardins,et al.,"Angle-resolved Optical Coherence Tomography with sequential angular selectivity for speckle reduction",Vol.15,No.10,OPTICS EXPRESS 6200
In addition, although the above-mentioned patent document 2 mentions Doppler OCT, this utilizes the fact that the amount of phase change obtained by Fourier transforming spectral interference information corresponds to the moving speed of the measurement object as a Doppler signal. This is a method for obtaining the velocity of blood flow or the like.
US Patent Application Publication No. 2006/0109423 US Patent Application Publication No. 2006/0279742 AEDesjardins, et al., "Angle-resolved Optical Coherence Tomography with sequential angular selectivity for speckle reduction", Vol. 15, No. 10, OPTICS EXPRESS 6200

しかしながら、上記従来技術においては、例えば、平均化処理やドップラーOCT処理など様々な処理を行って断層画像の画質を改善するようにしているが、複数の干渉信号データを用いて処理する際に、位相ずれによってその効果が低下するという問題がある。   However, in the above prior art, for example, various processes such as an averaging process and a Doppler OCT process are performed to improve the image quality of a tomographic image, but when processing using a plurality of interference signal data, There exists a problem that the effect falls by phase shift.

例えば、上記特許文献1に記載のものは、画像上のノイズを平均化処理して信号強調することで特徴的な構造情報を強調することができ分解能は上がるが、センシティビティ自体が上がるわけではないので信号レベルでのS/Nを改善することはできない。また上記特許文献2に記載されているドップラーOCTにおいては計算速度が遅く、位相補正と計算速度の両立という点で問題がある。   For example, in the case of the above-mentioned patent document 1, characteristic structure information can be enhanced by averaging the noise on the image and enhancing the signal, so that the resolution can be enhanced, but the sensitivity itself does not increase. Therefore, the S / N at the signal level cannot be improved. Further, the Doppler OCT described in Patent Document 2 has a slow calculation speed, and there is a problem in that both phase correction and calculation speed are compatible.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、SS−OCTにおいてOCT測定
によって得られた複数の干渉信号データを用いて処理する際に、位相ずれによってその効果が低下することなく効率的に断層画像の画質を改善することのできる光断層画像化装置及び光断層画像化装置における干渉信号の処理方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and when processing using a plurality of interference signal data obtained by OCT measurement in SS-OCT, the efficiency is not reduced due to a phase shift. In particular, it is an object of the present invention to provide an optical tomographic imaging apparatus capable of improving the image quality of a tomographic image and an interference signal processing method in the optical tomographic imaging apparatus.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置における干渉信号の処理方法であって、測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行うことを特徴とする光断層画像化装置における干渉信号の処理方法を提供する。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method, and measures the same measurement site of a measurement object a plurality of times. An interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus is provided that performs phase correction processing for correcting a phase shift of a plurality of interference signals obtained in this way.

これによれば、複数の干渉信号を用いて処理する際に位相ずれによって画質改善効果が低下することなく断層画像の画質を改善することが可能となる。   According to this, when processing using a plurality of interference signals, it is possible to improve the image quality of the tomographic image without reducing the image quality improvement effect due to the phase shift.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置における干渉信号の処理方法であって、測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行った後、フーリエ変換前に平均化処理を行うことを特徴とする光断層画像化装置における干渉信号の処理方法を提供する。   Similarly, in order to achieve the object, the invention according to claim 2 is an interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method, wherein the same measurement site of a measurement object Of the interference signal in the optical tomographic imaging apparatus, wherein the phase correction processing for correcting the phase shift of the plurality of interference signals obtained by measuring the plurality of interference signals is performed, and then the averaging processing is performed before Fourier transform. A processing method is provided.

これにより、SS−OCTにおいてOCT測定データからの信号処理において平均化処理における信号レベルでのS/Nを改善することができる。   Thereby, S / N at the signal level in the averaging process can be improved in the signal processing from the OCT measurement data in SS-OCT.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置における干渉信号の処理方法であって、測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行った後、ドップラー方式を適用することを特徴とする光断層画像化装置における干渉信号の処理方法を提供する。   Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is an interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method, wherein the same measurement site of a measurement object A method of processing an interference signal in an optical tomographic imaging apparatus, wherein a Doppler method is applied after performing a phase correction process for correcting a phase shift of a plurality of interference signals obtained by measuring a plurality of times To do.

これにより、位相補正と計算速度とを両立させ、ドップラーOCTにおけるデータ相互の位相ずれ量のS/Nを向上させ画質を効率的に改善することができる。     This makes it possible to achieve both phase correction and calculation speed, improve the S / N of the phase shift amount between data in Doppler OCT, and improve the image quality efficiently.

また、請求項4に示すように、前記位相補正処理が、前記干渉信号の電圧信号をもとに算出された値を用いることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the phase correction process uses a value calculated based on a voltage signal of the interference signal.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置であって、測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行う位相補正手段を有することを特徴とする光断層画像化装置を提供する。   Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 5 is an optical tomographic imaging apparatus using the SS-OCT measurement method, and measures the same measurement site of the measurement object a plurality of times. There is provided an optical tomographic imaging apparatus comprising phase correction means for performing phase correction processing for correcting a phase shift of a plurality of obtained interference signals.

これによれば、複数の干渉信号を用いて処理する際に位相ずれによって画質改善効果が低下することなく断層画像の画質を改善することが可能となる。   According to this, when processing using a plurality of interference signals, it is possible to improve the image quality of the tomographic image without reducing the image quality improvement effect due to the phase shift.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項6に記載の発明は、SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置であって、測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行う位相補正手段と、前記位相補正処理後の干渉信号に対してフーリエ変換前に平均化処理を施す平均化手段と、を有すことを特徴とする光断層画像化装置を提供する。   Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 6 is an optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method, and measures the same measurement site of a measurement object a plurality of times. A phase correction unit that performs a phase correction process for correcting the phase shift of the plurality of interference signals obtained, and an averaging unit that performs an averaging process on the interference signal after the phase correction process before Fourier transform. An optical tomographic imaging apparatus is provided.

これにより、SS−OCTにおいてOCT測定データからの信号処理において平均化処理における信号レベルでのS/Nを改善することができる。   Thereby, S / N at the signal level in the averaging process can be improved in the signal processing from the OCT measurement data in SS-OCT.

また、同様に前記目的を達成するために、請求項7に記載の発明は、SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置であって、測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行う位相補正手段と、前記位相補正処理後の干渉信号に対してドップラー方式を適用する手段と、を有することを特徴とする光断層画像化装置を提供する。   Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 7 is an optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method, and measures the same measurement site of a measurement object a plurality of times. Light comprising: phase correction means for performing phase correction processing for correcting phase shifts of a plurality of obtained interference signals; and means for applying a Doppler method to the interference signals after the phase correction processing. A tomographic imaging apparatus is provided.

これにより、位相補正と計算速度とを両立させ、ドップラーOCTにおけるデータ相互の位相ずれ量のS/Nを向上させ画質を効率的に改善することができる。   This makes it possible to achieve both phase correction and calculation speed, improve the S / N of the phase shift amount between data in Doppler OCT, and improve the image quality efficiently.

また、請求項8に示すように、前記位相補正手段は、前記干渉信号の電圧信号をもとに算出された値を用いることを特徴とする。   The phase correction unit may use a value calculated based on a voltage signal of the interference signal.

以上説明したように、本発明によれば、SS−OCTにおいてOCT測定データからの信号処理において、複数の干渉信号を用いて処理する際に位相ずれによって画質改善効果が低下することなく断層画像の画質を改善することが可能となる。   As described above, according to the present invention, in the signal processing from the OCT measurement data in SS-OCT, when processing using a plurality of interference signals, the image quality improvement effect is not deteriorated due to the phase shift. Image quality can be improved.

また、ドップラーOCTにおける位相補正と計算速度とを両立させ、ドップラーOCTにおけるデータ相互の位相ずれ量のS/Nを向上させ画質を効率的に改善することができる。   Further, it is possible to achieve both phase correction and calculation speed in Doppler OCT, improve S / N of the amount of phase shift between data in Doppler OCT, and efficiently improve image quality.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る光断層画像化装置及び光断層画像化装置における干渉信号の処理方法について詳細に説明する。   Hereinafter, an optical tomographic imaging apparatus and an interference signal processing method in the optical tomographic imaging apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る光断層画像化装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の光断層画像化装置はSS−OCT(Swept Source OCT)計測法を用いるものであり、波長掃引される光の1掃引(1パルス)のトリガ信号であるAトリガに対するジッタ量を読み取って干渉信号の位相ずれを補正し、その補正結果を平均化処理あるいはドップラー方式に適用しようというものである。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an optical tomographic imaging apparatus according to the present invention. The optical tomographic imaging apparatus of the present embodiment uses an SS-OCT (Swept Source OCT) measurement method, and reads the jitter amount with respect to the A trigger which is a trigger signal of one sweep (one pulse) of the wavelength-swept light. Thus, the phase shift of the interference signal is corrected, and the correction result is applied to the averaging process or the Doppler method.

図1に示すように、本実施形態の光断層画像化装置1は、光源ユニット10と、光源ユニット10から射出された光を測定用の光と位相整合用の光の2つに分ける光分割手段3と、測定用の光から第1の干渉信号を生成する第1の干渉系I1と、第1の干渉信号を検出する第1のディテクタD1と、位相整合用の光から第2の干渉信号を生成する第2の干渉系I2と、第2の干渉信号を検出する第2のディテクタD2と、第1の干渉信号及び第2の干渉信号をデジタル信号に変換するADボード44と、ADボード44からの出力信号に対して処理を行い断層画像を形成する処理系55とから構成される。   As shown in FIG. 1, the optical tomographic imaging apparatus 1 according to this embodiment includes a light source unit 10 and light splitting that divides the light emitted from the light source unit 10 into two light, a measurement light and a phase matching light. Means 3, a first interference system I1 that generates a first interference signal from the measurement light, a first detector D1 that detects the first interference signal, and a second interference from the phase matching light A second interference system I2 that generates a signal, a second detector D2 that detects the second interference signal, an AD board 44 that converts the first interference signal and the second interference signal into digital signals, and AD It comprises a processing system 55 for processing the output signal from the board 44 and forming a tomographic image.

光源ユニット10は周波数を一定の周期で掃引させながら光を射出するものである。第1の干渉系I1は通常のOCTの計測を行う干渉信号(ここでは第1の干渉信号と言う)を得るためのものであり、第2の干渉系I2は位相整合用の干渉信号(ここでは第2の干渉信号と言う)を得るためのものである。光源ユニット10から射出された光は光分割手段3によって第1の干渉系I1に送る測定用の光と第2の干渉系I2に送る位相整合用の光に分けられるが、このとき光のパワーとしては、測定用が99に対して位相整合用が1ぐらいの割合で良く、位相整合用の光のパワーは非常に少なくて良い。   The light source unit 10 emits light while sweeping the frequency at a constant period. The first interference system I1 is for obtaining an interference signal (herein referred to as a first interference signal) for performing normal OCT measurement, and the second interference system I2 is an interference signal for phase matching (here. Then, it is called a second interference signal). The light emitted from the light source unit 10 is divided into light for measurement sent to the first interference system I1 and light for phase matching sent to the second interference system I2 by the light splitting means 3. At this time, the power of the light is divided. As for measurement, the ratio for phase measurement may be about 1 with respect to 99 for measurement, and the power of light for phase matching may be very small.

ADボード44は第1の干渉信号及び第2の干渉信号に対してAD(Analog-digital)変換を施しデジタル信号とするものである。ADボード44には光源ユニット10からAトリガが入力されるようになっており、ADボード44はAトリガに基づいて第1の干渉信号及び第2の干渉信号を取り込んでデジタル信号に変換して処理部55に渡すようになっている。   The AD board 44 performs AD (Analog-digital) conversion on the first interference signal and the second interference signal to form a digital signal. The AD board 44 receives the A trigger from the light source unit 10, and the AD board 44 takes the first interference signal and the second interference signal based on the A trigger and converts them into digital signals. The data is transferred to the processing unit 55.

処理部50は、デジタル信号に変換された干渉信号に対して様々な処理を施すものであり、詳しくは後述するが、位相補正手段、平均化手段そしてドップラー方式を適用する手段などの役割を果たすものである。   The processing unit 50 performs various processes on the interference signal converted into a digital signal. As will be described in detail later, the processing unit 50 functions as a phase correction unit, an averaging unit, a unit applying a Doppler system, and the like. Is.

図2に、本実施形態の光断層画像化装置1のさらに詳しい構成を示す。   FIG. 2 shows a more detailed configuration of the optical tomographic imaging apparatus 1 of the present embodiment.

図2に示すように、光源ユニット10は、周波数を一定の周期で掃引させながらレーザ光Laを射出するものであり、一定の波長帯域を有する光を射出する光源11と、該光源11から射出される波長を選択する波長選択手段12とを備えている。光源11は、光ファイバFB10とループ状に接続された、自然放出光を射出するとともに光ファイバFB10から導波された自然放出光を増幅する半導体光増幅器(半導体利得媒質)13から成っている。この光源11は、駆動電流の注入により微弱な自然放出光を光ファイバFB10の一端側に射出するとともに、光ファイバFB10の他端側から入射された光を増幅する機能を有している。そして、半導体光増幅器13に駆動電流が供給されたとき、半導体光増幅器13及び光ファイバFB10によって形成されるレーザ光源共振器によりパルス状のレーザ光Laが光ファイバFB11へ射出されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the light source unit 10 emits laser light La while sweeping the frequency at a constant period. The light source 11 emits light having a constant wavelength band, and is emitted from the light source 11. Wavelength selecting means 12 for selecting a wavelength to be transmitted. The light source 11 includes a semiconductor optical amplifier (semiconductor gain medium) 13 that is connected to the optical fiber FB10 in a loop and emits spontaneously emitted light and amplifies the spontaneously emitted light guided from the optical fiber FB10. The light source 11 has a function of emitting weak spontaneous emission light to one end side of the optical fiber FB10 by a drive current injection and amplifying light incident from the other end side of the optical fiber FB10. When a driving current is supplied to the semiconductor optical amplifier 13, the pulsed laser light La is emitted to the optical fiber FB11 by the laser light source resonator formed by the semiconductor optical amplifier 13 and the optical fiber FB10. Yes.

波長選択手段12は、波長掃引光源用のフィルタとして光ファイバFB10から導波される自然放出光の波長を選択するものであって、光ファイバFB10に結合された光分岐器(サーキュレータ)14から光ファイバFB11を介して自然放出光が入射されるようになっている。波長選択手段12は、コリメータレンズ15、回折格子素子16、光学系(面倒れ補正レンズ)17及び回転多面鏡(ポリゴンミラー)18等を有している。   The wavelength selection unit 12 selects a wavelength of spontaneous emission light guided from the optical fiber FB10 as a filter for a wavelength swept light source, and transmits light from an optical branching unit (circulator) 14 coupled to the optical fiber FB10. Spontaneous emission light is made incident through the fiber FB11. The wavelength selection unit 12 includes a collimator lens 15, a diffraction grating element 16, an optical system (surface tilt correction lens) 17, a rotary polygon mirror (polygon mirror) 18, and the like.

光ファイバFB11から入射した光はコリメータレンズ15、回折格子素子16、光学系17を介して回転多面鏡(ポリゴンミラー)18において反射される。反射された光は光学系17、回折格子素子16、コリメータレンズ15を介して再び光ファイバFB11に入射される。   Light incident from the optical fiber FB11 is reflected by a rotary polygon mirror (polygon mirror) 18 via a collimator lens 15, a diffraction grating element 16, and an optical system 17. The reflected light is incident on the optical fiber FB11 again via the optical system 17, the diffraction grating element 16, and the collimator lens 15.

回転多面鏡18は、矢印R1方向に回転し、各反射面の角度が光学系17の光軸に対して変化するようになっている。これにより、回折格子素子16において分光された光のうち、特定の周波数域からなる光のみが再び光ファイバFB11に戻るようになっている。   The rotary polygon mirror 18 rotates in the direction of the arrow R <b> 1 so that the angle of each reflecting surface changes with respect to the optical axis of the optical system 17. Thereby, only the light which consists of a specific frequency area among the lights disperse | distributed in the diffraction grating element 16 returns to the optical fiber FB11 again.

この光ファイバFB11に戻る光の周波数は光学系17の光軸と反射面との角度によって決まる。光ファイバFB11に入射した特定の周波数域からなる光が光分岐器14から光ファイバFB10に入射され、結果として特定の周波数域からなるレーザ光Laが光ファイバカプラ6から光ファイバFB8側に射出されるようになっている。   The frequency of light returning to the optical fiber FB11 is determined by the angle between the optical axis of the optical system 17 and the reflecting surface. The light having a specific frequency range incident on the optical fiber FB11 is incident on the optical fiber FB10 from the optical splitter 14, and as a result, the laser beam La having the specific frequency range is emitted from the optical fiber coupler 6 to the optical fiber FB8 side. It has become so.

従って、回転多面鏡18が矢印R1方向に等速で回転したとき、再び光ファイバFB11に入射される光の波長は一定の周期で掃引することになる。つまり、光源ユニット10から波長が一定の周期で掃引され、例えば1回の掃引で波長が1.25μmから1.35μmまで変化するレーザ光Laが光ファイバカプラ6を介して光ファイバFB8側に射出されることとなる。   Therefore, when the rotary polygon mirror 18 rotates at a constant speed in the direction of the arrow R1, the wavelength of the light incident on the optical fiber FB11 is swept at a constant period. That is, the laser light La whose wavelength is swept from the light source unit 10 at a constant period, for example, the wavelength is changed from 1.25 μm to 1.35 μm by one sweep, is emitted to the optical fiber FB 8 side through the optical fiber coupler 6. Will be.

光ファイバFB8は光分割手段3に接続されている。光分割手段3は、例えば2×2の光ファイバカプラからなっている。光ファイバFB8を介して導波されたレーザ光Laは、光分割手段3によって測定用の光と位相整合用の光とに分割され、測定用の光は光ファイバFB3によって第1の干渉系I1に導かれ、位相整合用の光は光ファイバFB9によって第2の干渉系I2に導かれる。   The optical fiber FB8 is connected to the light dividing means 3. The light splitting means 3 is composed of, for example, a 2 × 2 optical fiber coupler. The laser light La guided through the optical fiber FB8 is split into light for measurement and light for phase matching by the light splitting means 3, and the light for measurement is sent to the first interference system I1 by the optical fiber FB3. The phase matching light is guided to the second interference system I2 by the optical fiber FB9.

第1の干渉系I1は、光ファイバFB3を介して導波されたレーザ光Laを測定光L1と参照光L2に分割する光分割手段2と、測定対象Sに対して測定光L1を照射するためのプローブ30と、断層画像の取得を開始する位置を調整するために、参照光L2の光路長を変えるための光路長調整手段20を備えている。   The first interference system I1 irradiates the measuring object S with the light splitting means 2 that splits the laser light La guided through the optical fiber FB3 into the measuring light L1 and the reference light L2. In order to adjust the position of the probe 30 for obtaining the tomographic image and the optical path length adjusting means 20 for changing the optical path length of the reference light L2.

光分割手段2は、前述した光分割手段3と同様に光ファイバカプラで構成され、光分割手段2には、さらに2つの光ファイバFB2及びFB4が接続されている。光分割手段2によって分割された測定光L1は光ファイバFB2によってプローブ30側に導波され、参照光L2は光ファイバFB4によって光路長調整手段20側に導波されるようになっている。   The light splitting means 2 is composed of an optical fiber coupler in the same manner as the light splitting means 3 described above, and two optical fibers FB2 and FB4 are further connected to the light splitting means 2. The measurement light L1 split by the light splitting means 2 is guided to the probe 30 side by the optical fiber FB2, and the reference light L2 is guided to the optical path length adjusting means 20 side by the optical fiber FB4.

光ファイバFB4の一方の先端は光分岐器(サーキュレータ)32に接続しており、光分岐器32にはさらに光ファイバFB5及び光ファイバFB7が接続されている。光ファイバFB4から導波された参照光L2は光分岐器32から光ファイバL5に導波される。そして、光ファイバFB5の先には光路長調整手段20が配置されている。   One end of the optical fiber FB4 is connected to an optical branching unit (circulator) 32, and an optical fiber FB5 and an optical fiber FB7 are further connected to the optical branching unit 32. The reference light L2 guided from the optical fiber FB4 is guided from the optical branching device 32 to the optical fiber L5. An optical path length adjusting means 20 is disposed at the tip of the optical fiber FB5.

光路長調整手段20は、光ファイバFB5から射出された参照光L2を反射させる反射ミラー22と、反射ミラー22と光ファイバFB5との間に配置された第1光学レンズ21aと、第1光学レンズ21aと反射ミラー22との間に配置された第2光学レンズ21bとを有している。   The optical path length adjusting means 20 includes a reflection mirror 22 that reflects the reference light L2 emitted from the optical fiber FB5, a first optical lens 21a that is disposed between the reflection mirror 22 and the optical fiber FB5, and a first optical lens. And a second optical lens 21b disposed between the reflecting mirror 22a and the reflecting mirror 22.

第1光学レンズ21aは、光ファイバFB5から射出された参照光L2を平行光にするとともに、反射ミラー22により反射された参照光L2を光ファイバFB5のコアに集光する機能を有している。また、第2光学レンズ21bは、第1光学レンズ21aにより平行光にされた参照光L2を反射ミラー22上に集光するとともに、反射ミラー22により反射された参照光L2を平行光にする機能を有している。   The first optical lens 21a has a function of converting the reference light L2 emitted from the optical fiber FB5 into parallel light and condensing the reference light L2 reflected by the reflection mirror 22 onto the core of the optical fiber FB5. . Further, the second optical lens 21b condenses the reference light L2 converted into parallel light by the first optical lens 21a on the reflection mirror 22, and makes the reference light L2 reflected by the reflection mirror 22 into parallel light. have.

これにより、光ファイバFB5から射出された参照光L2は、第1光学レンズ21aにより平行光となり、第2光学レンズ21bにより反射ミラー22上に集光される。その後、反射ミラー22により反射された参照光L2は、第2光学レンズ21bにより平行光になり、第1光学レンズ21aにより光ファイバFB5のコアに集光される。   Thereby, the reference light L2 emitted from the optical fiber FB5 is converted into parallel light by the first optical lens 21a, and is condensed on the reflection mirror 22 by the second optical lens 21b. Thereafter, the reference light L2 reflected by the reflection mirror 22 becomes parallel light by the second optical lens 21b, and is condensed on the core of the optical fiber FB5 by the first optical lens 21a.

さらに、光路長調整手段20は、第2光学レンズ21bと反射ミラー22とを固定した可動ステージ23と、該可動ステージ23を第1光学レンズ21aの光軸方向に移動させるミラー移動機構24とを有している。そして可動ステージ23が矢印H方向に移動することにより、参照光L2の光路長が変更するように構成されている。   Further, the optical path length adjusting means 20 includes a movable stage 23 in which the second optical lens 21b and the reflection mirror 22 are fixed, and a mirror moving mechanism 24 that moves the movable stage 23 in the optical axis direction of the first optical lens 21a. Have. When the movable stage 23 moves in the arrow H direction, the optical path length of the reference light L2 is changed.

光路長調整手段20により光路長が変更された光は、再び光ファイバFB5に入射され、さらに光分岐器32を介して光ファイバFB7側に導波される。   The light whose optical path length has been changed by the optical path length adjusting means 20 is incident on the optical fiber FB5 again, and is further guided to the optical fiber FB7 side through the optical branching device 32.

一方、測定光L1を導波する光ファイバFB2の先には光分岐器(サーキュレータ)34が接続しており、光分岐器34にはさらに光ファイバFB1及び光ファイバFB6が接続されており、測定光L1は光分岐器34から光ファイバFB1側に導波される。   On the other hand, an optical branching unit (circulator) 34 is connected to the tip of the optical fiber FB2 that guides the measurement light L1, and an optical fiber FB1 and an optical fiber FB6 are further connected to the optical branching unit 34. The light L1 is guided from the optical splitter 34 to the optical fiber FB1 side.

光ファイバFB1の一方の先端にはプローブ30が光学的に接続されており、測定光L1は光ファイバFB1からプローブ30内の光ファイバFB0に導波されるようになっている。プローブ30は、例えば鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入されるものであって、光学コネクタOCによって光ファイバFB1に対して着脱可能に取り付けられている。   The probe 30 is optically connected to one end of the optical fiber FB1, and the measurement light L1 is guided from the optical fiber FB1 to the optical fiber FB0 in the probe 30. The probe 30 is inserted into a body cavity from a forceps opening through a forceps channel, for example, and is detachably attached to the optical fiber FB1 by an optical connector OC.

プローブ30は、光学コネクタOCを介して光ファイバFB1と接続されており、光ファイバFB1によって導波された測定光L1がプローブ30内の光ファイバFB0に入射される。入射された測定光L1は光ファイバFB0によって伝送され測定対象Sに照射される。そして測定対象Sで反射した戻り光(反射光)L3は、光ファイバFB0に入射し、これにより測定対象SのOCT撮像が行われる。   The probe 30 is connected to the optical fiber FB1 via the optical connector OC, and the measurement light L1 guided by the optical fiber FB1 is incident on the optical fiber FB0 in the probe 30. The incident measurement light L1 is transmitted through the optical fiber FB0 and irradiated onto the measurement object S. Then, the return light (reflected light) L3 reflected by the measuring object S enters the optical fiber FB0, whereby the OCT imaging of the measuring object S is performed.

光ファイバFB0に入射した反射光L3は、光ファイバFB0から光学コネクタOCを介して光ファイバFB1に射出されるようになっている。   The reflected light L3 incident on the optical fiber FB0 is emitted from the optical fiber FB0 to the optical fiber FB1 via the optical connector OC.

光ファイバFB1に入射した反射光L3は、光分岐器34を介して光ファイバFB6側に導波されるようになっている。一方、光路長調整手段20により光路長が変更された参照光L2は、光ファイバFB5及び光分岐器32を介して光ファイバFB7側に導波されている。   The reflected light L3 incident on the optical fiber FB1 is guided to the optical fiber FB6 side via the optical splitter 34. On the other hand, the reference light L2 whose optical path length has been changed by the optical path length adjusting means 20 is guided to the optical fiber FB7 side via the optical fiber FB5 and the optical branching device 32.

光ファイバFB6によって導波された反射光L3及び光ファイバFB7によって導波された参照光L2は、合波手段4によって合波され干渉光L4、L5として出力される。   The reflected light L3 guided by the optical fiber FB6 and the reference light L2 guided by the optical fiber FB7 are combined by the combining unit 4 and output as interference light L4 and L5.

干渉光L4、L5は、第1のディテクタD1によって検出される。第1のディテクタD1は、検出器40a、40b及び干渉光検出部40から構成される。   The interference lights L4 and L5 are detected by the first detector D1. The first detector D1 includes detectors 40a and 40b and an interference light detector 40.

干渉光L4は検出器40aに入射され、また干渉光L5は検出器40bに入射されるようになっている。   The interference light L4 is incident on the detector 40a, and the interference light L5 is incident on the detector 40b.

干渉光検出部40は、反射光L3と参照光L2を合成して生成された干渉光L4、L5を干渉信号として検出するものである。また、干渉光検出部40は、検出器40a及び検出器40bの検出結果に基づいて、合波手段4から出力される干渉光L4及びL5の強度のバランスを調整する機能を有している。干渉光検出部40で検出された干渉信号は第1の干渉信号としてADボード44に出力される。   The interference light detection unit 40 detects interference light L4 and L5 generated by combining the reflected light L3 and the reference light L2 as interference signals. The interference light detection unit 40 has a function of adjusting the balance of the intensity of the interference light L4 and L5 output from the multiplexing unit 4 based on the detection results of the detectors 40a and 40b. The interference signal detected by the interference light detection unit 40 is output to the AD board 44 as a first interference signal.

また、光分割手段3で分割され光ファイバFB9によって導波された位相整合用の光は第2の干渉系I2に導かれる。   Further, the phase matching light split by the light splitting means 3 and guided by the optical fiber FB9 is guided to the second interference system I2.

第2の干渉系I2は、光分割手段5、合波手段7及び長さの異なる2つの光ファイバFB12、FB13とから構成される。   The second interference system I2 includes a light dividing unit 5, a combining unit 7, and two optical fibers FB12 and FB13 having different lengths.

光分割手段5及び合波手段7は、いずれも光分割手段3等と同様の光ファイバカプラで構成されている。また、光ファイバFB12と光ファイバFB13における光路長差をΔlとすると、Δlは通常2mm以下の範囲で用いられる。ここで、Δlの長さは位相ずれのバラツキ量に応じた最適値があり、この最適化の方法については後述する。光分割手段5で2つに分割された光はそれぞれ光ファイバFB12及び光ファイバFB13を経由した後、合波手段7で合波されて干渉信号が生成される。   Each of the light dividing means 5 and the combining means 7 is composed of the same optical fiber coupler as the light dividing means 3 and the like. Further, if the optical path length difference between the optical fiber FB12 and the optical fiber FB13 is Δl, Δl is normally used within a range of 2 mm or less. Here, the length of Δl has an optimum value corresponding to the amount of variation in phase shift, and this optimization method will be described later. The light split into two by the light splitting means 5 passes through the optical fiber FB12 and the optical fiber FB13, respectively, and then multiplexed by the multiplexing means 7 to generate an interference signal.

この干渉信号は検出器42a及び42bを介して干渉光検出部42に入力され、干渉光検出部42から第2の干渉信号としてADボード44に出力されるようになっている。   The interference signal is input to the interference light detection unit 42 via the detectors 42a and 42b, and is output from the interference light detection unit 42 to the AD board 44 as a second interference signal.

ADボード44は、第1の干渉信号及び第2の干渉信号をそれぞれAD変換し、デジタル信号として処理系55に出力する。   The AD board 44 AD-converts each of the first interference signal and the second interference signal and outputs the digital signal to the processing system 55.

処理系55は、処理部50、表示部52及び制御操作部54から構成されている。   The processing system 55 includes a processing unit 50, a display unit 52, and a control operation unit 54.

処理部50は、測定部位におけるプローブ30と測定対象Sとの接触している領域、より正確にはプローブ30のプローブ外筒の表面と測定対象Sの表面とが接触しているとみなせる領域を検出し、ADボード44から入力された第1の干渉信号及び第2の干渉信号に基づいて位相補正処理、平均化処理、あるいはドップラー方式の処理などの各種処理を行い、断層画像を形成する。   The processing unit 50 is a region where the probe 30 and the measurement target S are in contact with each other at the measurement site, more precisely, a region where the surface of the probe outer cylinder of the probe 30 and the surface of the measurement target S can be considered to be in contact with each other. Based on the first interference signal and the second interference signal detected and input from the AD board 44, various processes such as a phase correction process, an averaging process, or a Doppler process are performed to form a tomographic image.

表示部52は、CRTあるいは液晶表示装置等で構成され、処理部50で取得された断層画像を表示する。   The display unit 52 includes a CRT or a liquid crystal display device, and displays the tomographic image acquired by the processing unit 50.

制御操作部54は、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、処理部50及び表示部52に接続されている。制御操作部54は、入力手段から入力されたオペレータの指示に基づいて、処理部50における各種処理条件等の入力、設定、変更や、表示部52の表示設定及び変更等を行う。   The control operation unit 54 includes input means such as a keyboard and a mouse, and control means for managing various conditions based on the input information, and is connected to the processing unit 50 and the display unit 52. The control operation unit 54 inputs, sets, and changes various processing conditions in the processing unit 50 and performs display setting and change of the display unit 52 based on an operator instruction input from the input unit.

次に、平均化処理について説明する。   Next, the averaging process will be described.

図3に、平均化処理の流れを示す。   FIG. 3 shows the flow of the averaging process.

ここでの平均化処理は、測定用の光から得られる第1の干渉信号に対して行われる。光源ユニット10から一定の周期で波長が一定の波長帯域で変化する光Laが射出され、そのとき波長の1掃引におけるある一定のタイミングを示すAトリガが光源ユニット10からADボード44に入力される。ADボード44はそのAトリガに基づいて干渉光検出部40から干渉光L4(第1の干渉光)を入力してデジタル信号に変換し処理部50に引き渡す。   The averaging process here is performed on the first interference signal obtained from the measurement light. A light La whose wavelength changes in a constant wavelength band with a constant period is emitted from the light source unit 10, and at that time, an A trigger indicating a certain timing in one sweep of the wavelength is input from the light source unit 10 to the AD board 44. . Based on the A trigger, the AD board 44 receives the interference light L4 (first interference light) from the interference light detection unit 40, converts it into a digital signal, and delivers it to the processing unit 50.

このようにして、図3のステップS101において、処理部50は干渉信号(第1の干渉信号)を取得する。   In this way, in step S101 of FIG. 3, the processing unit 50 acquires the interference signal (first interference signal).

次に、ステップS102において、処理部50は受け取った干渉信号に対してリスケール処理を行う。これは、干渉信号を波数リニアに変換する処理である。リスケール処理の済んだデータはメモリにストアしておく。   Next, in step S102, the processing unit 50 performs a rescaling process on the received interference signal. This is a process of converting the interference signal into a wave number linear. The rescaled data is stored in the memory.

次に、ステップS111において、処理部50は次のAトリガ基準での干渉信号をADボード44から取得する。そして、ステップS112において、この干渉信号に対してもリスケール処理を行い、処理後のデータをメモリにストアする。   Next, in step S <b> 111, the processing unit 50 acquires an interference signal based on the next A trigger reference from the AD board 44. In step S112, the interference signal is also rescaled, and the processed data is stored in the memory.

このようにして、測定対象Sの同じ測定部位を複数回OCT計測して得られた複数の干渉信号に対してリスケール処理を施した複数のデータが得られたら、次にステップS103において、これらの複数の干渉信号から得られた複数のデータに対して平均化処理を行う。この平均は単純な平均である。   In this way, when a plurality of data obtained by performing a rescale process on a plurality of interference signals obtained by performing the OCT measurement on the same measurement site of the measurement object S a plurality of times, next, in step S103, these data are obtained. An averaging process is performed on a plurality of data obtained from a plurality of interference signals. This average is a simple average.

次に、ステップS104において、平均化されたデータに対してフーリエ変換を行う。フーリエ変換によって、測定対象Sの測定部位における深さ方向の反射強度分布が得られる。   Next, in step S104, Fourier transform is performed on the averaged data. By the Fourier transform, a reflection intensity distribution in the depth direction at the measurement site of the measurement object S is obtained.

次のステップS105において、フーリエ変換されたデータに基づいて画像形成処理を行い、断層画像を形成する。   In the next step S105, an image forming process is performed based on the Fourier transformed data to form a tomographic image.

次に、干渉信号に対して位相ずれを補正してから平均化処理を行う処理について説明する。   Next, a process for performing the averaging process after correcting the phase shift for the interference signal will be described.

図4に、干渉信号の位相補正を行った結果に対して平均化を行う処理の流れを示す。   FIG. 4 shows a flow of processing for averaging the result of the phase correction of the interference signal.

まず、図4のステップS201において、処理部50は、測定用の第1の干渉信号及び位相整合用の第2の干渉信号を取得する。   First, in step S201 of FIG. 4, the processing unit 50 acquires a first interference signal for measurement and a second interference signal for phase matching.

ここで第1の干渉信号は、前述した図3に示す平均化処理の場合と同様にAトリガ基準でサンプリングされるが、第2の干渉信号は、Aトリガよりもt0秒後の値を取得する。   Here, the first interference signal is sampled on the basis of the A trigger as in the case of the averaging process shown in FIG. 3, but the second interference signal obtains a value after t0 seconds from the A trigger. To do.

これについて図5及び図6を用いて説明する。   This will be described with reference to FIGS.

図5に干渉信号の波形の例を示す。図5(a)は第1の干渉信号、図5(b)はAトリガ信号、図5(c)は第2の干渉信号である。また図6は、図5(c)の破線で囲まれた領域Rを拡大して示したものであり、横軸が時間tで縦軸が電圧Vである。   FIG. 5 shows an example of the waveform of the interference signal. 5A shows the first interference signal, FIG. 5B shows the A trigger signal, and FIG. 5C shows the second interference signal. FIG. 6 is an enlarged view of a region R surrounded by a broken line in FIG. 5C, where the horizontal axis is time t and the vertical axis is voltage V.

信号は常にメモリに読み込まれており、第1の干渉信号は、Aトリガが検出された時点からポストトリガ分だけ前の時点のデータから所定のデータ取得範囲のデータが、メモリ中から取得される。   The signal is always read into the memory, and the first interference signal is acquired from the memory in a predetermined data acquisition range from the data at the point before the post-trigger from the point when the A trigger is detected. .

また、第2の干渉信号は、Aトリガより時間t0秒後のデータが取得される。この時間t0は、予め測定して設定されている時間である。t0は、以下述べるように、第2の干渉信号の振幅が最大となる近辺で、かつAトリガジッタばらつきの中心で0Vになる値に設定すると好適である。   Further, as the second interference signal, data after time t0 seconds from the A trigger is acquired. This time t0 is a time set by measurement in advance. As described below, t0 is preferably set to a value that becomes 0 V near the maximum amplitude of the second interference signal and at the center of the A trigger jitter variation.

すなわち、図6の時間軸t方向の矢印で示すようにAトリガジッタばらつき(ジッタ量)が存在し、これに対し出力電圧Vの変動幅が縦軸方向に矢印で示す出力変動幅だけ存在するとするとき、出力変動幅の中心が0Vとなる位置をt=t0と設定する。   That is, there is A trigger jitter variation (jitter amount) as indicated by the arrow in the time axis t direction of FIG. 6, and the fluctuation range of the output voltage V is present only by the output fluctuation range indicated by the arrow in the vertical axis direction. At this time, the position where the center of the output fluctuation width becomes 0V is set as t = t0.

図6に示すようにV=0となるところをt=t0とすることにより、第2の干渉信号の正弦波の直線部分を一番広く使用することができる。   As shown in FIG. 6, by setting t = t0 where V = 0, the linear portion of the sine wave of the second interference signal can be used most widely.

以上説明したように、Aトリガジッタ量に合わせて第2の干渉信号の取得タイミング(遅延量t0)を決定する。   As described above, the acquisition timing (delay amount t0) of the second interference signal is determined in accordance with the A trigger jitter amount.

このようにt0を一度設定したらその値をずっと使用するようにする。その後、第2の干渉信号を取得する毎に出力電力Vは、図6の出力変動幅の中で変動する。このとき、V=0となるようにt0を決めていても、例えばその後の温度の変動等によって中心がV=0からずれることも起こり得る。   Thus, once t0 is set, the value is used all the time. Thereafter, every time the second interference signal is acquired, the output power V fluctuates within the output fluctuation range of FIG. At this time, even if t0 is determined so that V = 0, the center may deviate from V = 0 due to, for example, subsequent temperature fluctuations.

次に図4のステップS202において、補正処理を行う。   Next, correction processing is performed in step S202 of FIG.

図7に、位相ずれの補正方法を示す。   FIG. 7 shows a method for correcting the phase shift.

図7に示すように、第1の干渉信号は、1からnまで、それに対応する出力電圧値の配列がvからvであるとする。また、第2の干渉信号の出力電圧値はVであるとし、これから出力変動幅の中心である基準電圧V0とのずれ量(V−V0)を、以下の式(1)で位相シフト量Δpx(画素数、ピクセルのずれ)に変換する。 As shown in FIG. 7, the first interference signal, from 1 to n, the sequence of the output voltage value corresponding thereto is assumed to be v n from v 1. Further, it is assumed that the output voltage value of the second interference signal is V, and the deviation amount (V−V0) from the reference voltage V0 that is the center of the output fluctuation range is calculated from the following equation (1) as the phase shift amount Δpx. Convert to (number of pixels, pixel shift).

Δpx=α・(V−V0) ・・・(1)
ここで基準電圧V0は、メンテナンス時にt=0でのVの中心値をV0として測定し、設定する。また、係数αは、図6において第2の干渉信号のグラフのt=t0における傾きであり、予め実測により定められる。また、電圧値と画素数との関係も予め実測により求められている。実測によれば、通常このピクセルのずれ量は、4ピクセル以下である。
Δpx = α · (V−V0) (1)
Here, the reference voltage V0 is set by measuring the center value of V at t = 0 at the time of maintenance as V0. Further, the coefficient α is an inclination at t = t0 in the graph of the second interference signal in FIG. 6, and is determined in advance by actual measurement. Further, the relationship between the voltage value and the number of pixels is also obtained in advance by actual measurement. According to actual measurements, the amount of shift of this pixel is usually 4 pixels or less.

例えば、掃引周波数を20kHz、ADサンプリング周波数を80MHzとして、実際に測定した場合、4ピクセル=50nsecである。   For example, when actually measured with a sweep frequency of 20 kHz and an AD sampling frequency of 80 MHz, 4 pixels = 50 nsec.

ジッタ量が小さい場合は、ジッタと電圧との関係が略直線となる領域で最大範囲を使えるようαを大きく設定することが望ましい。ここで、αを大きくするには光路長差Δlを短くすれば良い。また、Δlの調整は、遅延器の挿入やファイバへの応力調整等の方法がある。   When the jitter amount is small, it is desirable to set α large so that the maximum range can be used in a region where the relationship between the jitter and the voltage is substantially a straight line. Here, in order to increase α, the optical path length difference Δl may be shortened. Further, Δl can be adjusted by inserting a delay device or adjusting stress on the fiber.

次に、画素数として表された位相シフト量Δpxを整数部aと少数部bとに分割する。この整数部の値aを用いて図7に示すように配列番号を、1、・・・、nから1+a、・・・、n+aのようにシフトする。   Next, the phase shift amount Δpx expressed as the number of pixels is divided into an integer part a and a decimal part b. Using the integer part value a, the array element number is shifted from 1,..., N to 1 + a,.

次に配列値v、・・・、vを、各隣り合った2つの値をb:1−bに内分するようにして補正する。すなわち、v’=(1−b)・v+b・vi+1、(i=1、・・・、n−1)とする。 Next, the array values v 1 ,..., V n are corrected so as to internally divide each two adjacent values into b: 1−b. That is, v i ′ = (1−b) · v i + b · v i + 1 (i = 1,..., N−1).

次に図4のステップS203において、補正処理が行われた第1の干渉信号に対してリスケール処理を行う。リスケール処理を行ったデータは、メモリに格納しておく。   Next, in step S203 of FIG. 4, a rescale process is performed on the first interference signal that has been subjected to the correction process. The data that has been rescaled is stored in the memory.

次にステップS211において、次のAトリガ基準でサンプリングされた第1の干渉信号と、そのAトリガ信号よりもt0秒後における第2の干渉信号の値を取得し、ステップS212において、上と同様にしてこの第1の干渉信号に対して第2の干渉信号を用いて補正処理を行う。その後ステップS213においてリスケール処理を行い同様にメモリに格納しておく。   Next, in step S211, the first interference signal sampled with the next A trigger reference and the value of the second interference signal after t0 seconds from the A trigger signal are obtained. In step S212, the same as above. Then, a correction process is performed on the first interference signal using the second interference signal. Thereafter, in step S213, the rescaling process is performed and similarly stored in the memory.

このようにして、測定対象Sの同一部位に対して複数回OCT計測を行って得られた複数の干渉信号に対して上記補正処理を行った後、ステップS204において、これらの補正処理が施された複数の干渉信号に対して平均化処理を行う。平均化処理は、複数のデータの単純平均をとることで行う。   Thus, after performing the said correction process with respect to the some interference signal obtained by performing OCT measurement in multiple times with respect to the same site | part of the measuring object S, these correction processes are performed in step S204. An averaging process is performed on the plurality of interference signals. The averaging process is performed by taking a simple average of a plurality of data.

次に、ステップS205において、平均化処理されたデータに対してフーリエ変換を行い、ステップS206において画像形成処理を行い断層画像を取得する。   Next, in step S205, Fourier transform is performed on the averaged data, and in step S206, an image forming process is performed to obtain a tomographic image.

図8に、平均化処理のみを行った場合と、補正処理後に平均化処理を行った場合の結果をグラフで示す。横軸はpx、縦軸はdBであり、データは、ガルバノミラーをスキャンせずに(0Hz)、10ラインの平均をとったものである。   FIG. 8 is a graph showing the results when only the averaging process is performed and when the averaging process is performed after the correction process. The horizontal axis is px, the vertical axis is dB, and the data is an average of 10 lines without scanning the galvanometer mirror (0 Hz).

図8において、S0はシグナルの元データ、S1はシグナルの単純平均の結果、S2はシグナルの単純平均にさらに位相調整(補正)を行ったもの、N0はノイズの元データ、N1はノイズの単純平均の結果、N2はノイズの単純平均にさらに位相調整(補正)を行ったものを表す。   In FIG. 8, S0 is the original data of the signal, S1 is the result of the simple average of the signal, S2 is the simple average of the signal and further phase-adjusted (corrected), N0 is the original data of the noise, N1 is the simple noise As a result of averaging, N2 represents a simple average of noise and further phase adjustment (correction).

図8に符号Pで示すように、シグナルは単純平均のみだとAトリガジッタの影響により約2dBダウンしているが、位相調整を行うとほとんどAトリガジッタの影響はない。   As indicated by the symbol P in FIG. 8, the signal is about 2 dB down due to the influence of the A trigger jitter when only the simple average is present, but there is almost no influence of the A trigger jitter when the phase adjustment is performed.

また、符号Qで示すように、ノイズは単純平均のみでも低減することができる。今10ラインの平均であるから、10×log√(10)として理論的に計算して得られた値約5dBと同じだけ低減していることが図8から分かる。   Further, as indicated by the symbol Q, noise can be reduced even with a simple average alone. Since it is an average of 10 lines now, it can be seen from FIG. 8 that the value is reduced by the same amount as about 5 dB obtained by theoretical calculation as 10 × log√ (10).

このように、以上説明した実施形態においては、位相補正処理を行った結果に平均化処理を行うことで、シグナルはジッタの影響を受けず、一方ノイズは低減しており、SS−OCTにおいてOCT測定データからの信号処理において平均化処理における信号レベルでのS/Nを向上させ、位相ずれにより画質改善効果を低下させることなく、断層画像の画質を改善することができる。   As described above, in the embodiment described above, the averaging process is performed on the result of the phase correction process, so that the signal is not affected by the jitter, while the noise is reduced, and the OCT in SS-OCT. In the signal processing from the measurement data, the S / N at the signal level in the averaging process can be improved, and the image quality of the tomographic image can be improved without reducing the image quality improvement effect due to the phase shift.

次に、他の実施形態として、位相補正処理を行った結果をドップラー処理(ドップラーOCT)に適用するようにしても良い。   Next, as another embodiment, the result of performing the phase correction processing may be applied to Doppler processing (Doppler OCT).

ドップラーOCTは、測定対象Sそのものの動きに由来する断層画像のゆがみを補正するために、干渉情報のフーリエ変換によって得られる位相の変化量としてのドップラー信号を検出し、それを用いて動きを検出するもので、計測データ情報を用いて位置関係を補正するものである。   Doppler OCT detects a Doppler signal as a phase change amount obtained by Fourier transform of interference information in order to correct distortion of a tomographic image derived from the movement of the measuring object S itself, and detects the movement using the detected signal. Therefore, the positional relationship is corrected using the measurement data information.

具体的には、A方向(深さ方向)の測定対象Sの移動ぶれに起因する複数のA方向の断層画像の位相ずれを、ドップラー信号情報を用いて検出し、この検出結果に基づいてA方向の断層画像の速度情報を異なる色の分布等で表示再構成するものである。   Specifically, phase shifts in a plurality of tomographic images in the A direction due to movement blur of the measurement target S in the A direction (depth direction) are detected using Doppler signal information, and A based on the detection result. The speed information of the tomographic image in the direction is displayed and reconstructed with different color distributions.

このように、位相補正処理を行った結果をドップラー処理(ドップラーOCT)に適用することにより、測定対象Sの動きによる断層画像のゆがみを補正することができ、ドップラーOCTにおけるデータ相互の位相ずれ量のS/Nを向上させ、断層画像の画質を改善することができる。また、血管の中を流れる血流の速度を求めることもできる。   Thus, by applying the result of the phase correction process to the Doppler process (Doppler OCT), it is possible to correct the distortion of the tomographic image due to the movement of the measurement target S, and the amount of phase shift between the data in the Doppler OCT. The S / N ratio of the tomographic image can be improved. It is also possible to determine the speed of blood flow that flows through the blood vessel.

以上、本発明の光断層画像化装置及び光断層画像化装置における干渉信号の処理方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   The optical tomographic imaging apparatus and the interference signal processing method in the optical tomographic imaging apparatus of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above examples and does not depart from the spirit of the present invention. Of course, various improvements and modifications may be made.

本発明に係る光断層画像化装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an optical tomographic imaging apparatus according to the present invention. 本実施形態の光断層画像化装置のより詳しい構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the more detailed structure of the optical tomographic imaging apparatus of this embodiment. 平均化処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of an averaging process. 干渉信号に位相補正を行った結果に対して平均化を行う処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the process which averages with respect to the result of having performed phase correction to the interference signal. 干渉信号の波形の例を示すグラフであり、(a)は第1の干渉信号、(b)はAトリガ、(c)は第2の干渉信号を示す。It is a graph which shows the example of the waveform of an interference signal, (a) shows a 1st interference signal, (b) shows A trigger, (c) shows a 2nd interference signal. 図5(c)の破線で囲まれた領域Rの拡大図である。It is an enlarged view of the area | region R enclosed with the broken line of FIG.5 (c). 位相ずれの補正方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the correction method of a phase shift. 平均化処理及び補正処理による結果を示す線図である。It is a diagram which shows the result by an averaging process and a correction process.

符号の説明Explanation of symbols

1…光断層画像化装置、10…光源ユニット、11…光源、12…波長選択手段、14…光分岐器(サーキュレータ)、15…コリメータレンズ、16…回折格子素子、17…光学系、18…回転多面鏡(ポリゴンミラー)、20…光路長調整手段、22…反射ミラー、23…可動ステージ、24…ミラー移動機構、30…プローブ、32、34…光分岐器、40、42…干渉光検出部、44…ADボード、50…処理部、52…表示部、54…制御操作部、55…処理系、I1…第1の干渉系、I2…第2の干渉系、D1…第1のディテクタ、D2…第2のディテクタ       DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical tomography apparatus, 10 ... Light source unit, 11 ... Light source, 12 ... Wavelength selection means, 14 ... Optical splitter (circulator), 15 ... Collimator lens, 16 ... Diffraction grating element, 17 ... Optical system, 18 ... Rotating polygonal mirror (polygon mirror), 20 ... optical path length adjusting means, 22 ... reflecting mirror, 23 ... movable stage, 24 ... mirror moving mechanism, 30 ... probe, 32, 34 ... optical splitter, 40, 42 ... interference light detection , 44 ... AD board, 50 ... processing unit, 52 ... display unit, 54 ... control operation unit, 55 ... processing system, I1 ... first interference system, I2 ... second interference system, D1 ... first detector , D2 ... second detector

Claims (8)

SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置における干渉信号の処理方法であって、測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行うことを特徴とする光断層画像化装置における干渉信号の処理方法。   An interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method, which corrects a phase shift of a plurality of interference signals obtained by measuring the same measurement site to be measured a plurality of times An interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus characterized by performing processing. SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置における干渉信号の処理方法であって、測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行った後、フーリエ変換前に平均化処理を行うことを特徴とする光断層画像化装置における干渉信号の処理方法。   An interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method, which corrects a phase shift of a plurality of interference signals obtained by measuring the same measurement site to be measured a plurality of times An interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus, wherein an averaging process is performed after the processing and before Fourier transform. SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置における干渉信号の処理方法であって、測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行った後、ドップラー方式を適用することを特徴とする光断層画像化装置における干渉信号の処理方法。   An interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method, which corrects a phase shift of a plurality of interference signals obtained by measuring the same measurement site to be measured a plurality of times An interference signal processing method in an optical tomographic imaging apparatus, wherein a Doppler method is applied after processing. 前記位相補正処理が、前記干渉信号の電圧信号をもとに算出された値を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光断層画像化装置における干渉信号の処理方法。   The method for processing an interference signal in an optical tomographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the phase correction process uses a value calculated based on a voltage signal of the interference signal. SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置であって、
測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行う位相補正手段を有することを特徴とする光断層画像化装置。
An optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method,
An optical tomographic imaging apparatus comprising phase correction means for performing phase correction processing for correcting a phase shift of a plurality of interference signals obtained by measuring the same measurement site to be measured a plurality of times.
SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置であって、
測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行う位相補正手段と、
前記位相補正処理後の干渉信号に対してフーリエ変換前に平均化処理を施す平均化手段と、
を有することを特徴とする光断層画像化装置。
An optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method,
Phase correction means for performing phase correction processing for correcting phase shifts of a plurality of interference signals obtained by measuring the same measurement site to be measured multiple times;
Averaging means for performing an averaging process on the interference signal after the phase correction process before Fourier transform;
An optical tomographic imaging apparatus comprising:
SS−OCT計測法を用いた光断層画像化装置であって、
測定対象の同一測定部位を複数回計測して得られた複数の干渉信号の位相ずれを補正する位相補正処理を行う位相補正手段と、
前記位相補正処理後の干渉信号に対してドップラー方式を適用する手段と、
を有することを特徴とする光断層画像化装置。
An optical tomographic imaging apparatus using an SS-OCT measurement method,
Phase correction means for performing phase correction processing for correcting phase shifts of a plurality of interference signals obtained by measuring the same measurement site to be measured a plurality of times;
Means for applying a Doppler method to the interference signal after the phase correction processing;
An optical tomographic imaging apparatus comprising:
前記位相補正手段は、前記干渉信号の電圧信号をもとに算出された値を用いることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の光断層画像化装置。   The optical tomographic imaging apparatus according to claim 5, wherein the phase correction unit uses a value calculated based on a voltage signal of the interference signal.
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