JP2019141692A - 掃引信号源光学コヒーレンスドメイン反射率測定用の装置 - Google Patents
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Abstract
Description
位置についてのこうした測定が最初に超音波によって実施された後、光学的に非接触で動作する装置が、カールツァイス社のIOLマスターとして実現されている。機能の原理は、この場合、たとえば、特許文献1に記載されるような、いわゆるタイムドメイン光学コヒーレンスドメイン反射率測定、ショートコヒーレンス干渉法に基づいており、同文献の内容は参照によって使用される。主要部品は、角膜、水晶体、および網膜によって後方散乱される光の干渉の検出を可能にするマイケルソン干渉計である。ショートコヒーレンス光源を使用することは、一連の短波のみが必ず互いに干渉することを意味し、これによって測定精度が決定される。患者の軸方向移動によって測定結果が改ざんされなければ、いわゆるデュアルビーム法が適用されて、角膜によって後方散乱される光が基準としての機能を果たす。
光源が少なくともΔk>18000m−1の重心波数k0を中心としてスペクトル調整範囲Δkを有する場合、好都合である。この場合、調整範囲Δkと線幅δkの比は、好ましくは360よりも大きく、さらに好ましくは2000よりも大きく、さらに好ましくは4000よりも大きく、さらに一層好ましくは9000よりも大きい。この比によって、測定深度と測定分解能の適切な比が実現するようになる。
また、信号源の波数基準に対して、つまり、OCDR信号の長さ較正に対して参照干渉計を使用することは特に好ましい。
また、測定ビームは眼球に入る前に収束していることが好ましく、収束のサイズの設定または切替えが可能であることが好ましい。特に、収束を切り替えることによって、様々な眼球の領域(網膜、水晶体、角膜)から検出された信号の相対強度を互いに適合させ、あるいは最適化して信号の測定距離および目視評価の統合処理を容易にすることが可能である。
測定ビームが角膜頂点以外の部位で眼球に当たるとき本発明のさらに好都合な実施例が得られ、眼球に対して測定ビームを位置決めするために、特に、レシーバによって検出される光を評価することによって駆動されうる装置を提供することが好ましい。こうすることで、角膜頂点による強い反射によって検出装置が飽和するのを防止し、あるいは、たとえば、強力な角膜反射によって生じるショット雑音成分の増加による信号体雑音比の低下を防止する。
眼球用のSS−OCDR装置の好ましい改良により、眼球、特に角膜に投影する装置が提供され、400〜1500nmの波長を有する照準マーカーと観測ユニットとがこれらの照準マーカーの反射を検出するために提供されるという事実がもたらされる。また、これらは、角膜および水晶体の位置および形状の決定に関して評価されうる。
本発明を実施するための別の好都合な条件は、干渉計が眼球に対して移動可能であり、かつ光源および干渉計が好ましくはしっかり接続されていることにある。
本発明による装置は、より良好な100μmの精度、特に30μmよりも良好な精度で眼内レンズに適合する測定値を得るためにOCDR法を用いてAスキャンで眼球全体を測定することが初めて可能になる。ここでは、測定は、角膜、水晶体、および網膜の間の2つまたはそれ以上の同時距離測定値を備えることができ、典型的に1mm/sの領域にある通常の軸方向および横方向の患者の動きに対して堅実である。
図1の本発明を実施するための基本設計は、変数として、調整時間τ、波長λ、スペクトル調整範囲Δk、重心波数k0、およびレーザー線幅δkで特徴付けられる適当な波長可変レーザー1からなる。
図1cは、サンプル3としての眼球の例に対して得られたAスキャン、すなわち、光軸に沿った縦断面を示す。ピークは、この場合は左から右に、角膜、水晶体の前側、後側水晶体、および網膜の反射を示す。
ファイバーカプラ27の分割比は、本例では、サンプルから戻る光の主要部分が検出器15,16に供給されるように図2aにおいて設定される。
制御ユニット10は、測定信号のビット深度を切り替えることができるように、ライン22を介してデータ収集ユニット9に接続される。このようなビット深度の切替えは、たとえば、自己相関測定と参照アームを用いた測定との切替えに対する最適応答にとって好都合である。
図3aの場合と同様に、図3dでは、54mmの全測定範囲にわたってわずか20dBの目標信号レベル低下を想定して、参照面は網膜(R)の後方で設定されており、結果は47m−1の最大レーザー線幅である。これは好ましいレーザー線幅δkである。ここでは、参照面と眼球の最も近くにありかつ測定ビームによって横断される光学素子との間に64mmの最小間隔を実現する必要がある。
これに対する第1の好ましいオプションは参照アームとサンプルアームの長さの差の変動であり、この差はミラー信号の場合に、測定信号とは反対の局所変動をもたらし、数値的に検出されうる。これは、たとえば、被検者と測定装置との距離を好ましくは0.1〜4mmの範囲で変えることによって、また、識別される信号成分の信号分布の一次モーメントを決定することによって実施されうる。あるいは、レーザーの一連の調整の間に参照アームとサンプルアームの間の位相シフトを非常に迅速に実施することも可能であり、それによって、スペクトルデータを使用して複雑なFD−OCDR信号を再構成することが可能であり、その場合に、ミラーアーチファクトを完全または部分的に抑圧することも可能である(米国特許第7433046B2号明細書と比較して)。その結果、ミラーアーチファクトのこの完全または部分的な抑圧は、識別機能としても適している。しかしながら、この手順は、比較的大きい局所変動の決定よりもサンプルの動きに対して複雑かつ敏感である。さらなるオプションは、米国特許第7330270号明細書に従った不平衡色分散の採用であるが、しかしながら、測定およびミラー信号の不鮮明度の違いをもたらして判断するために、引き続き種々の分散補償係数を用いて数値的な再構成を何回か実施する必要がある。特に、分散補正中に符号が変化すると、スミアリングがミラー信号から測定信号に発生するという作用をもたらし、その結果、たとえば、識別される信号成分の分布の二次モーメントを決定することによって識別を実施することが同様に可能である。
Claims (1)
- 可動サンプルである人間の眼球に対してAスキャンを行うために、重心波数k0を中心として波数を調整可能な波長可変レーザー光源とサンプルから後方散乱される光に対する少なくとも1つのレシーバとを有するとともにサンプルサイズに対応する測定範囲を有する掃引信号源光学コヒーレンスドメイン反射率測定(SSOCDR)装置であって、
前記サンプルは直径Dの測定ビームを用いて前記サンプルの表面に照射され、
前記光源はδk<93m−1のレーザー線幅を有し、
前記光源の調整は重心波数k0を中心として時間τ<44sec/(D×k0)で実施されることを特徴とする掃引信号源光学コヒーレンスドメイン反射率測定装置。
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