JP2016528979A - 光コヒーレンストモグラフィシステム - Google Patents

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Abstract

OCTシステムは、網膜スキャニング用のOCTスキャンモジュール及びアドオン前部セグメントスキャンモジュールを備え、前部セグメントスキャンモジュールは、少なくとも1つの前部セグメントスキャンレンズ(11)及びアドオン固定ターゲット(15)を含み、アドオン固定ターゲット(15)は、前部セグメントスキャニングを達成しながら、検査中の眼(6)の観察方向を維持するために使用される。網膜スキャニング用の既存のOCTシステムの外部に付加される前部セグメントスキャンモジュールがアドオン固定ターゲット(15)を有するため、OCTシステムの内部ビーム経路を調整することなく、前部セグメントスキャニングを実施しながら、検査中の眼(6)の観察方向を維持することが可能であり、また本発明のOCTシステムは、1つだけの機能する眼を有する患者に適合可能である。

Description

本発明は光学医療分野に関し、より詳細には、光コヒーレンストモグラフィ(OCT:optical coherence tomography)システムに関する。
OCTは、OCTビームに沿う試料の散乱プロファイルを確定する干渉測定法である。OCTシステムは、時間領域(TD−OCT)又は周波数領域(FD−OCT)で動作することができる。FD−OCT技法は、TD−OCTと比較して、速度及び信号対雑音比において有意の利点を有する。FD−OCTにおけるスペクトル情報弁別は、通常、スペクトル領域OCT(SD(spectral−domain)−OCT)の場合、検出アーム内で分散型分光計を使用することによって、又は、掃引光源OCT(SS(swept−source)−OCT)の場合、掃引式レーザ光源を高速にスキャンすることによって達成される。
OCTシステムは、患者の網膜をスキャンして医療診断を実施するため、従来技術で使用されてきた。図1は、従来技術における眼の網膜をスキャンするためのOCTスキャンモジュールの一実施形態を示し、図1で示すOCTスキャンモジュールは、ファイバ1、コリメータレンズ2、X/Yスキャンユニット3、網膜スキャンレンズ4、接眼レンズ5、ビームスプリッタ7、内部固定レンズ8、及び内部固定ターゲット9を備える。図1の実線ビーム経路は、OCTスキャンビーム経路を示し、ビームは、検査中の患者の眼6の網膜に合焦されて、眼6をスキャンする。ビームは、短い時間的コヒーレンス長を有する高帯域光源又は掃引式レーザ光源を含む種々の光源のうちの任意の1つの光源から生じ、ファイバ1を介してOCTシステム内に導入可能である。図1の破線ビーム経路は固定ビーム経路を示し、内部固定ターゲット9は、内部固定レンズ8及びビームスプリッタ7を介してOCTスキャンビーム経路に結合され、その後、接眼レンズ5を介して検査中の眼6の網膜上に結像されて、網膜スキャニング中における検査中の眼6の観察方向を規定する。試料から散乱する光は、通常、照明のため光をルーティングするために使用される同じファイバ1の中に収集される。収集された試料光は、参照光(図示せず)と結合されて、検出器(図示せず)内で光干渉を形成する。検出器の出力はプロセッサ(図示せず)に供給される。その結果は、プロセッサに格納するか又はディスプレイ上に表示することができる。処理及び格納機能はOCT機器内に局在化される場合があるか、又は、収集データが転送される先の外部処理ユニット上で、機能が実施される場合がある。このユニットは、データ処理に専用であるか、又は、全く一般的でありかつOCTデバイスに専用でない他のタスクを実施し得る。
しかしながら、日々の診断において、角膜等の患者の眼の前部セグメント内の構造をスキャンするためにOCTシステムを使用することが望ましい場合がある。網膜スキャニング及び角膜スキャニングを共に任意選択で達成するためOCTシステムを使用するために、従来技術において、図1に示すOCTシステムの部分は、図2、3、及び4に示す設計を得るために変化する。
図2に示すように、図1のOCTシステムの網膜スキャンレンズ4が、前部セグメントスキャンレンズ10と置換されて、固定ビーム経路を変更することなくOCTシステムを網膜スキャニングから前部セグメントスキャニング(角膜スキャニング等)に切換えることができる。図2に示すように網膜スキャンと前部セグメントスキャンの両方のために使用することができるOCTシステムを実現するため、既存のOCTシステムに更なる光学的−機械的モジュールを提供して、網膜スキャンレンズ4と前部セグメントスキャンレンズ10を交換し、また、OCTシステムの光学系内で異なるレンズを精密に位置決めし、参照アームと試料アームの長さを調整し、それにより、対応する機能を達成する必要性が存在する。そのため、機器の複雑さ及びコストは、前部セグメントスキャニングの機能を達成するために大幅に増加する。こうしたOCTシステムの例は、特許文献1に開示され、その開示は、その全体が述べられるかのように参照により本明細書に組込まれる。
更に図3に示すように、OCTビームを、網膜に合焦させることから角膜に合焦させることに変更するため、図1のOCTシステムの接眼レンズ5の外部に前部セグメントスキャンレンズ11を付加することが可能である。前部セグメントスキャンレンズ11を付加するため、網膜に合焦された内部固定ビーム経路のビームは、同様に角膜に合焦されることになり、検査中の眼が、元の内部固定ターゲット9をもはや鮮明に観察できないようにさせる。この問題は、内部固定ビーム経路のビームを検査中の眼の網膜に再合焦させるよう、内部固定ビーム経路内で光学コンポーネント及び固定ターゲットのうちの少なくとも一方の位置を適合させることによって解決することができるため、検査中の眼は、前部セグメントスキャニング中、固定ターゲット9を明瞭に見ることができる。光学コンポーネント及び固定ターゲットのうちの少なくとも一方の位置の適合は、通常、モータによって行われる。図3の解決策は、前部セグメントスキャンレンズ11を接眼レンズ5の外部に配置することによって、網膜スキャニング用の既存のOCTシステムが、患者の角膜をスキャンすることを可能にするが、検査中の眼が、前部セグメントスキャン中に固定ターゲット9を明瞭に見ることを可能にするよう内部固定ビーム経路を調整する必要があるため、機器の複雑さ及びコストは依然として増加する。こうしたOCTシステムの例は、特許文献2に開示され、その開示は、その全体が述べられるかのように参照により本明細書に組込まれる。
更に、図4に示すように、外部固定ターゲットを使用することができる。前部セグメントスキャン中、患者は、OCTシステムによって検査中でない第2の眼13で、外部固定ターゲット12上を見ている。人間の両方の眼が同じ観察方向を共有しているため、検査中の眼6の観察方向は、第2の眼13の観察方向を規定することによって規定することができる。しかし、図4に示す解決策は、1つだけの機能する(見る)眼を有する患者の場合、うまく働かない。こうした外部固定ターゲット及び関連する処置方法の例は、非特許文献1に開示される。
米国特許出願公開第2007/0291277号 米国特許出願公開第2012/0140176号
"SPECTRALIS Anterior Segment Module"、インターネット<http://www.heidelbergengineering.com/international/wp-content/uploads/2012/03/SPECTRALIS-ASM_How-to-acquire-perfect-image_EN_web.pdf>
先の問題を解決するため、本発明は、OCTシステムを提供し、OCTシステムは、網膜スキャニング用のOCTスキャンモジュール及びアドオン前部セグメントスキャンモジュールを備え、前部セグメントスキャンモジュールは、OCTシステムを網膜スキャン機能から前部セグメントスキャン機能に切換えるように網膜スキャニング用のOCTスキャンモジュールの外部に取付けられており、アドオン前部セグメントスキャンモジュールは、検査中の眼の網膜にOCTスキャンビームを合焦させる少なくとも1つの前部セグメントスキャンレンズと、前部セグメントスキャンを実施しながら、眼の観察方向を維持するアドオン固定ターゲットとを備える。
好ましい一実施形態において、アドオンモジュールは、網膜スキャニング用のOCTスキャンモジュールの外部に直接取付けることができる独立型分離可能モジュールである。
好ましい一実施形態において、前部セグメントスキャンレンズとアドオン固定ターゲットとの間の距離は調整可能である。好ましくは、前部セグメントスキャンレンズとアドオン固定ターゲットとの間の距離の調整は、電気的に又は手作業で行うことができる。
好ましい一実施形態において、前部セグメントスキャンレンズは少なくとも1つのシングレット又はダブレットを含む。
好ましい一実施形態において、前部セグメントスキャンレンズは2つの独立したシングレットを含む。
好ましい一実施形態において、アドオン固定ターゲットの横(すなわち、水平及び垂直)位置は調整可能である。好ましくは、アドオン固定ターゲットの横(すなわち、水平及び垂直)位置の調整は、電気的に又は手作業で行うことができる。
好ましい一実施形態において、アドオン固定ターゲットは、OCTスキャニングビーム経路内に配置される。好ましくは、アドオン固定ターゲットは、OCTスキャンビームが通過することを可能にする透明中心エリアを有する。
好ましい一実施形態において、アドオン前部セグメントスキャンモジュールはビームスプリッタを更に含み、アドオン固定ターゲットは、OCTスキャンビーム経路の外側に配置され、ビームスプリッタを介してOCTスキャンビーム経路に結合される。好ましくは、アドオン固定ターゲットの中心エリアは更なる複数のパターンを有する。好ましくは、ビームスプリッタは、ビームスプリッタキューブ又はビームスプリッタプレートである。
好ましい一実施形態において、アドオン固定ターゲットは、透明基材上に配置される。
好ましい一実施形態において、アドオン固定ターゲットは、検査中の眼にアドオン固定ターゲットが見えるように光源によって照明される。
好ましい一実施形態において、アドオン固定ターゲットは、検査中の眼にアドオン固定ターゲットが見えるように何らかの方法で照明される。好ましくは、アドオン固定ターゲットは、蛍光塗料によって基材上に配置される。
好ましい一実施形態において、アドオン固定ターゲットは、平坦表面、湾曲表面、又は非球面表面上に配置される。
従来技術と比較すると、本発明のOCTシステムは、アドオン前部セグメントスキャンモジュールが、網膜スキャニング用の既存のOCTシステムの外部に取付けられ、アドオン固定ターゲットを有するため、既存のOCTシステムの内部ビーム経路及び関連する構造を調整または変更することなく、前部セグメントスキャニングを実施しながら、検査中の眼の観察方向を維持することが可能であるため有利である。これは、従来のアプローチに比べて複雑でなくかつ費用効果的であり、本発明のOCTシステムは1つだけの機能する眼を有する患者に適合可能である。
網膜スキャニング用の従来技術のOCTシステムの略図である。 網膜スキャニング用の従来技術の変更されたOCTシステムを概略的に示す図である。 網膜スキャニング用の従来技術の別の変更されたOCTシステムを概略的に示す図である。 検査中の眼の観察方向を規定するため従来技術で使用される外部固定ターゲットを概略的に示す図である。 網膜スキャニング及び前部セグメントスキャニング用の本発明の一実施形態のOCTシステムの略図である。 本発明による網膜スキャニング及び前部セグメントスキャニング用の幾つかの変更されたOCTシステムを概略的に示す図である。 網膜スキャニング及び前部セグメントスキャニング用の本発明の一実施形態のOCTシステムの固定ターゲットの略図である。 網膜スキャニング及び前部セグメントスキャニング用の本発明の別の実施形態のOCTシステムの略図である。 固定ターゲットが眼科医の指によって置換される図8のOCTシステムの略図である。 網膜スキャニング及び前部セグメントスキャニング用の本発明の別の実施形態のOCTシステムの固定ターゲットの略図である。
以下は、図面を参照した本発明のOCTシステムの説明である。詳細な説明は、本発明を完全に理解するために提供される。それでも、本発明が詳細のうちの幾つかの詳細がない状態で達成可能であることが当業者には明らかである。更に、示した特別な実施形態に本発明が限定されないことが理解されるものとする。逆に、以下の特徴及び要素が組合されて、特徴及び要素が異なる実施形態に関連するかどうかによらず、本発明を実施することができる。したがって、以下の態様、特徴、実施形態、及び利点は、説明として解釈されるだけであるものとするが、特許請求の範囲において明示的に指摘されない限り、特許請求の範囲の制限と考えられないものとする。詳細な説明は、網膜スキャニングOCTシステムを前部スキャニングOCTシステムに変換することに的を絞るが、そのアイデアは、前部スキャニングOCTシステムを網膜スキャニングシステムに変換する逆の状況にも適用されることになる。
図5は、前部セグメントスキャニング用のサブシステムを有する、網膜スキャニング用のOCTスキャンモジュールを有する本発明の一実施形態を示す。網膜スキャニング用のOCTスキャンモジュールの従来の光学要素以外に、図5に示すOCTシステムは、アドオン前部セグメントスキャンモジュール(こうしたモジュールの3つの異なる例が図5に示される)を備え、アドオン前部セグメントスキャンモジュールは、接眼レンズ5の外部に取付けられて、網膜スキャニングから前部セグメントスキャニングに切換えることができる。好ましくは、スキャニングが前部セグメントスキャニングに切換えられた後、網膜スキャニング用のOCTシステム内の現行の内部固定ターゲットが、検査中の眼に見えなくなることを可能にすること(例えば、内部固定ターゲットを照明することを停止すること)が可能である。アドオン前部セグメントスキャンモジュールは、前部セグメントスキャンレンズ11を含み、前部セグメントスキャンレンズ11は、OCTビームを、網膜に合焦されることから検査中の眼の角膜等の前部セグメント内の構造に合焦させることに変更するために使用される。モジュールはまた、固定ターゲット15を含み、固定ターゲット15は、前部セグメントスキャンを実施しながら、検査中の眼の観察方向を維持するために使用される。固定ターゲット15は、特別なパターンを有するレチクルとすることができる。図5の実線ビーム経路は、OCTスキャンビームが検査中の眼の角膜等の前部セグメントに合焦されて、角膜をスキャンするOCTスキャンビーム経路を示す。図5の破線ビーム経路は、固定ターゲット15が前部スキャンレンズ11を介して検査中の眼の網膜に合焦されて、画像を形成する固定ビーム経路を示す。こうした方法で、検査中の眼に、固定ターゲット15によって規定される方向を注視させ続けて、OCTスキャンビームを眼の角膜等の前部セグメントに合焦させ、角膜をスキャンすることが可能である。
固定ターゲット15を患者に見えるようにする種々の手段を使用することができる。例えば、光源(例えば、LED、ライトバルブ、ディスプレイ)が、固定ターゲット15を照明するために使用可能であるか、又は、固定ターゲット15が患者に見えるように固定ターゲット15として直接使用可能である。窓をモジュール内に設けて、外部光が窓を通して固体ターゲット15を照明することができる。同様に、固定ターゲット15は、蛍光塗料で基材(例えば、レチクル)上に描画又は印刷されて、一時的に照明された後に、固定ターゲット15にそれ自身で照明させることができる。
固定ターゲットは、種々の手段、例えば、ガラス、結晶、又はプラスチック材料上に描画された固定ターゲットパターン、或は、ディスプレイによって直接示される固定ターゲットによって達成することができるか、或は、照明式固定ターゲットとすることができる。固定ターゲットパターンを直接生成するためディスプレイが使用される場合、ディスプレイは、図8に示す固定ターゲット位置に設置することができ、ディスプレイによって放出される光は、ビームスプリッタを介してOCTスキャンビーム経路に結合される。この場合、固定ターゲットの横(すなわち、水平及び垂直)移動は、固定ターゲットの横移動を実現する機械的構造なしで、電気的ディスプレイ上で固定ターゲットのディスプレイ位置を変更することによって達成することができる。
任意選択で、固定ターゲット15と前部セグメントスキャンレンズ11との間の距離が調整可能であり、固定ターゲット15の横(すなわち、水平及び垂直)位置が同様に調整可能である。特に、図5の列Aは、正常な眼についての前部セグメントスキャニングを示し、固定ターゲット15と前部セグメントスキャンレンズ11との間の距離及び固定ターゲット15の横位置は標準的な状態にある。図5の列Bにおいて、前部セグメントスキャンレンズ11と固定ターゲット15との間の距離は、検査中の眼の屈折誤差を補償するように調整される。具体的には、固定ターゲットは、電気的に又は手作業で軸方向に移動可能である。図5の列Cにおいて、固定ターゲット15の横(すなわち、水平及び垂直)位置は、検査中の眼の観察方向を調節するために調整される。具体的には、固定ターゲットの横(すなわち、水平及び垂直)位置は電気的に又は手作業で変更可能である。
本発明における網膜スキャニング及び前部セグメントスキャニング用のOCTシステムのアドオン前部セグメントスキャンモジュールの前部セグメントスキャンレンズは種々の種類のレンズを含むことができる。更に、固定ターゲット15は、必要に応じて、平坦表面、湾曲表面、又は非球面表面上に配置可能である。図6は、本出願の前部セグメントスキャニング用のOCTサブシステムの幾つかの変形を示す。具体的には、例えば、図6の列Aで示すように、前部セグメントスキャンレンズ11はシングレット(singlet)を含む場合がある。例えば、図6の列Bに示すように、前部セグメントスキャンレンズ11はダブレット(doublet)を含む場合がある。例えば、図6の列Cに示すように、前部セグメントスキャンレンズ11は2つの個々のシングレットからなるレンズグループを含む場合がある。例えば、固定ターゲット15は、図6の列Dに示すように湾曲表面上に配置される場合がある。
本発明の固体ターゲット15は種々のパターンを備えることができる。図7は、図5及び6に示す固定ターゲットによって採用可能なパターンを示す。固定ターゲットパターンは、透明中心エリアの周囲にわたって均等に分配された複数の(例えば、8つの)放射状線である。透明中心エリアは、OCTスキャンビームの非遮断通過を保証する。透明中心エリアは、透明基材又は基材内に配設されたアパーチャによって実現可能である。図7の固定ターゲットパターンが非透明基材における中心穿孔によって実現されるとき、固定ターゲットは、前部セグメントからの所望の後方散乱光を大幅に遮断することになる。遮断は、透明基材を使用することによって回避可能である。
図8は、本発明の網膜スキャニング用のOCTシステム及び前部セグメントスキャニングサブモジュールの別の実施形態の略図を示す。図5と違って、図8の固定ターゲットの画像はビームスプリッタ16を介してOCTスキャンビーム経路に結合され、ビームスプリッタ16は、ビームスプリッタキューブ、ビームスプリッタプレート、又はビームスプリッタペリクルとすることができる。この場合、固定ターゲット15は、アドオン前部セグメントスキャンモジュールに対して一体である場合があるか、又は、外部に設けられる場合がある。固定ターゲット15が外部に設けられる場合、固定ターゲットは、例えば、オペレータが見るために手を上げることによって供給されるか、又は、第2の例として、第2の眼(検査中でない眼)の固定のために外部固定ターゲットを最初に設置し、ビームスプリッタ16を介して第1の眼(検査中の眼)のために固定ビューを設けることによる等、機器の一部分によって供給される場合がある。こうした構成では、眼科医の指が、同様に設置され、固定ターゲットとして働くであろう。こうした方法で、患者の眼は、図9に示すように、必要である場合、眼科医の指の動きに追従するであろう。
図10は、図8の固定ターゲットによって使用可能な考えられるパターンを示す。図10の固定ターゲットの中心エリアは、中実ドット等の更なるパターンを有することができる。もちろん、図8の固定ターゲットは、中心エリアにおいて更なるパターンを持たない固定ターゲットパターンを採用することができる。
本出願で述べた網膜スキャニング及び前部セグメントスキャニング用のOCTシステムにおいて、OCTシステムの内部ビーム経路を調整または変更することなく、前部セグメントスキャニングを実施し、同時に、観察方向を維持するため、検査中の眼に対して注視固定用のターゲットを提供することが可能であり、したがって、生産コストが、本発明のOCTシステムに従って節約され、OCTシステムが、同様に、1つだけの機能する眼を有する患者にうまく適合することになる。
本発明は、先の好ましい実施形態と共に開示される。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明の技術思想及び原理から逸脱することなく当業者によって行われる任意の変形及び修正は、本発明の保護範囲内に包含される。したがって、本発明の保護範囲は添付特許請求の範囲によって規定されるものとする。

Claims (23)

  1. OCTシステムであって、OCTスキャンビームを有する網膜スキャニング用のOCTスキャンモジュールを備え、システムは前部セグメントスキャンモジュールを更に備え、前記前部セグメントスキャンモジュールは、OCTシステムの網膜スキャニング機能と前部セグメントスキャニング機能との間で切換えるように網膜スキャニング用の前記OCTスキャンモジュールの外部に取付けられ、
    前記前部セグメントスキャンモジュールは、
    前記OCTスキャンビームを検査中の眼の前部セグメント内で合焦させる少なくとも1つの前部セグメントスキャンレンズと、
    前部セグメントスキャニング中に前記眼の観察方向を維持する固定ターゲットと
    を備える、OCTシステム。
  2. アドオン前部セグメントスキャンモジュールは、網膜スキャニング用の前記OCTスキャンモジュールの外部に直接取付けることができる独立型分離可能モジュールであることを特徴とする、請求項1に記載のOCTシステム。
  3. 前記前部セグメントスキャンレンズと前記固定ターゲットとの間の距離は調整可能であることを特徴とする、請求項1に記載のOCTシステム。
  4. 前記前部セグメントスキャンレンズと前記固定ターゲットとの間の距離の調整は電気的に又は手作業で行うことができることを特徴とする、請求項3に記載のOCTシステム。
  5. 前記前部セグメントスキャンレンズは、少なくとも1つのシングレット又はダブレットを含むことを特徴とする、請求項1に記載のOCTシステム。
  6. 前記前部セグメントスキャンレンズは、2つの個々のシングレットを含むことを特徴とする、請求項1に記載のOCTシステム。
  7. 前記固定ターゲットの横(すなわち、水平及び垂直)位置は調整可能であることを特徴とする、請求項1に記載のOCTシステム。
  8. 前記固定ターゲットの横(すなわち、水平及び垂直)位置の調整は、電気的に又は手作業で行うことができることを特徴とする、請求項7に記載のOCTシステム。
  9. 前記固定ターゲットは、OCTスキャニングビーム経路に沿って配置されることを特徴とする、請求項1に記載のOCTシステム。
  10. 前記固定ターゲットは、中心エリアの周囲にわたって均等に分配された複数の放射状線であることを特徴とする、請求項1に記載のOCTシステム。
  11. 前記固定ターゲットは、前記OCTスキャンビームが通過することを可能にする透明エリアを有することを特徴とする、請求項9に記載のOCTシステム。
  12. 前記固定ターゲットの中心エリアは透明であることを特徴とする、請求項11に記載のOCTシステム。
  13. 前記前部セグメントスキャンモジュールはビームスプリッタを更に含み、前記固定ターゲットは、OCTスキャンビーム経路の外部に配置され、前記ビームスプリッタを介して前記OCTスキャンビーム経路に結合されることを特徴とする、請求項1に記載のOCTシステム。
  14. 前記固定ターゲットの中心エリアは、複数のパターンを有することを特徴とする、請求項13に記載のOCTシステム。
  15. 前記パターンは複数の中実ドットを含むことを特徴とする、請求項14に記載のOCTシステム。
  16. 前記ビームスプリッタは、ビームスプリッタキューブ、ビームスプリッタプレート、又はビームスプリッタペリクルのうちの1つであることを特徴とする、請求項13に記載のOCTシステム。
  17. 前記固定ターゲットは、前記固定ターゲットの平面内のディスプレイによって実現され生成されることを特徴とする、請求項1又は請求項13に記載のOCTシステム。
  18. 前記固定ターゲットは、透明基材上に配置されることを特徴とする、請求項1又は請求項13に記載のOCTシステム。
  19. 前記固定ターゲットは、検査中の眼に前記固定ターゲットが見えるように光源によって照明されることを特徴とする、請求項1又は請求項13に記載のOCTシステム。
  20. 前記固定ターゲットは、検査中の眼に前記固定ターゲットが見えるように自身で照明することを特徴とする、請求項1又は請求項13に記載のOCTシステム。
  21. 前記固定ターゲットは、蛍光塗料によって基材上に配置されることを特徴とする、請求項20に記載のOCTシステム。
  22. 前記固定ターゲットは、平坦表面、湾曲表面、又は非球面表面のうちの1つの表面上に配置されることを特徴とする、請求項1又は請求項13に記載のOCTシステム。
  23. 前記固定ターゲットは外部に設けられ得ることを特徴とする、請求項13に記載のOCTシステム。
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