JP6754492B2 - Biological tissue analyzer and biological tissue analysis method - Google Patents

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Description

本発明は、生体組織分析装置および生体組織分析方法に関する。 The present invention relates to a biological tissue analyzer and a biological tissue analysis method.

光学的方法によって眼球等の生体組織を非侵襲的に測定する装置については、従来から提案されている(例えば、特許文献1等)。 A device for non-invasively measuring a biological tissue such as an eyeball by an optical method has been conventionally proposed (for example, Patent Document 1 and the like).

特開平5−261067号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-261667

しかしながら、生体組織に照射する光の強度が弱いと、生体組織の奥まで分析することは困難である。一方、生体組織に照射する光の強度が強すぎると、生体組織の障害等を引き起こすおそれがある。このおそれは、特に、前記生体組織が眼球である場合等に顕著である。 However, if the intensity of the light irradiating the living tissue is weak, it is difficult to analyze the depth of the living tissue. On the other hand, if the intensity of the light irradiating the living tissue is too strong, it may cause damage to the living tissue. This risk is particularly remarkable when the living tissue is an eyeball.

これを解決するための手段として、例えば、波長掃引型光干渉断層撮影(波長掃引型OCTまたはSS-OCT:Swept Source Optical Coherence Tomography)が考えられる。しかし、波長掃引型光干渉断層撮影には、波長可変のために複数の装置を用いなければならないため、装置の構成が複雑で、操作が煩雑になる。 As a means for solving this, for example, wavelength sweep type optical coherence tomography (wavelength sweep type OCT or SS-OCT: Swept Source Optical Coherence Tomography) can be considered. However, in wavelength sweep type optical interference tomography, since a plurality of devices must be used for tunable wavelength, the configuration of the devices is complicated and the operation becomes complicated.

そこで、本発明は、簡単な構成の装置で、簡単に生体組織の奥まで分析可能な生体組織分析装置および生体組織分析方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a biological tissue analysis device and a biological tissue analysis method capable of easily analyzing the depths of a biological tissue with a device having a simple configuration.

前記目的を達成するために、本発明の生体組織分析装置は、光照射手段、光分離手段、分光手段を含み、前記光照射手段により、光が生体組織に照射され、前記光分離手段により、前記光を照射された前記生体組織から出射する出射光が、前記生体組織の空間の位置に応じて分離され、前記分光手段により、前記光が分光されて前記生体組織に照射されるか、または、前記分光手段により、前記光を照射された前記生体組織から出射する出射光が、分光され、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)、自発ラマン散乱および光干渉断層撮影(OCT)の少なくとも一つにより、前記生体組織の組織内部構造が分析される。 In order to achieve the above object, the biological tissue analyzer of the present invention includes a light irradiation means, a light separation means, and a spectroscopic means, and the light irradiation means irradiates the biological tissue with light, and the light separation means. The emitted light emitted from the living tissue irradiated with the light is separated according to the position of the space of the living tissue, and the light is dispersed by the spectroscopic means and irradiated to the living tissue. The emitted light emitted from the living tissue irradiated with the light is spectroscopic by the spectroscopic means and by at least one of coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS), spontaneous Raman scattering and optical interference tomography (OCT). , The tissue internal structure of the living tissue is analyzed.

本発明の生体組織分析方法は、生体組織に光を照射する照射工程と、前記照射された生体組織から出射する出射光を、前記生体組織の空間の位置に応じて分離する光分離工程と、前記生体組織に照射する前記光を、分光するか、または、前記照射された生体組織から出射する出射光を、分光する分光工程と、を含み、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)、自発ラマン散乱および光干渉断層撮影(OCT)の少なくとも一つにより、前記生体組織の組織内部構造を分析する。 The biological tissue analysis method of the present invention includes an irradiation step of irradiating the biological tissue with light, and a light separation step of separating the emitted light emitted from the irradiated biological tissue according to the position of the space of the biological tissue. Coherent Anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS), spontaneous Raman scattering, comprising a spectroscopic step of splitting the light irradiating the living tissue or dispersing the emitted light emitted from the irradiated living tissue. And at least one of optical interference spectroscopy (OCT) is used to analyze the tissue internal structure of the living tissue.

本発明によれば、簡単な構成の装置で、簡単に生体組織の奥まで分析可能な生体組織分析装置および生体組織分析方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a biological tissue analyzer and a biological tissue analysis method capable of easily analyzing the depth of a biological tissue with a device having a simple configuration.

図1は、本発明の生体組織分析装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図2は、本発明の生体組織分析装置の構成の別の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図3は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図4は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図5は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図6は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図7は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図8は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図9は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図10は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図11は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図12は、波長選択フィルターの機能の一例を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing an example of the function of the wavelength selection filter. 図13は、波長選択フィルターの構成の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of the wavelength selection filter. 図14は、波長を変化させた三次元分光分析の概念を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram showing the concept of three-dimensional spectroscopic analysis with varying wavelengths. 図15は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図16は、図15の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 図17は、図15の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 図18は、図15の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 図19は、図15の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 図20は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図21は、図20の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 20. 図22は、図20の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 20. 図23は、図20の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 20. 図24は、図20の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 20. 図25は、図20の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 20. 図26は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図27は、図26の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 26. 図28は、図26の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 26. 図29は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図30は、図29の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 29. 図31は、図29の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 31 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 29. 図32は、図29の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 32 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 29. 図33は、図29の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 33 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 29. 図34は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 34 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図35は、図34の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 35 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 34. 図36は、図34の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 36 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 34. 図37は、図34の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 37 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 34. 図38は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 38 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図39は、図38の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 39 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 38. 図40は、図38の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 40 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 38. 図41は、図38の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 41 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 38. 図42は、本発明の生体組織分析装置の構成のさらに別の一例を示す図である。FIG. 42 is a diagram showing still another example of the configuration of the biological tissue analyzer of the present invention. 図43は、図42の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 43 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 42. 図44は、図42の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 44 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 42. 図45は、図42の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法の一例を示す図である。FIG. 45 is a diagram showing an example of a biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 42.

つぎに、本発明について、例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下の説明により、なんら限定されない。 Next, the present invention will be described with reference to an example. However, the present invention is not limited by the following description.

本発明において、前記生体組織に照射される光は、例えば、単色光でも、また、例えば、複数の波長の光を含む混合光であっても良く、例えば、広帯域光、単色光またはそれらの混合光であってもよい。前記単色光は、例えば、レーザー光であってもよい。前記レーザー光は、例えば、パルスレーザー光でもよいし、CW(連続発振)レーザー光でもよい。また、前記複数の波長の光を含む混合光は、例えば、広帯域光であってもよく、複数の単色光の混合光であってもよい。前記広帯域光は、例えば、白色光、またはスーパーコンティニューム(SC)光であってもよい。 In the present invention, the light irradiated to the living tissue may be, for example, monochromatic light or, for example, mixed light containing light of a plurality of wavelengths, for example, broadband light, monochromatic light, or a mixture thereof. It may be light. The monochromatic light may be, for example, laser light. The laser light may be, for example, pulsed laser light or CW (continuous oscillation) laser light. Further, the mixed light containing light having a plurality of wavelengths may be, for example, wideband light or mixed light of a plurality of monochromatic lights. The broadband light may be, for example, white light or super-continue (SC) light.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、さらに、撮像手段を含み、前記撮像手段により、前記分光された出射光が撮像され、撮像して得られた画像上の画素によって前記分光された出射光が二次元的または三次元的に分離されてもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention further includes, for example, an imaging means, in which the spectroscopic emitted light is imaged by the imaging means, and the spectroscopic emitted light is captured by pixels on the image obtained by imaging. May be separated two-dimensionally or three-dimensionally.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、さらに、波長可変フィルターを含み、前記波長可変フィルターにより、前記光照射手段から照射された光が、選択された波長に固定されるか、または、前記波長可変フィルターにより、前記出射光が分光され、波長掃引型光干渉断層撮影(SS-OCT)により、前記生体組織の組織内部構造が分析されてもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention further includes, for example, a wavelength tunable filter, and the light emitted from the light irradiating means is fixed to a selected wavelength or the wavelength is fixed by the tunable filter. The emitted light may be separated by a variable filter, and the tissue internal structure of the living tissue may be analyzed by wavelength sweep type optical interference tomography (SS-OCT).

本発明の生体組織分析装置は、例えば、さらに、干渉系または共焦点光学系を含み、前記光照射手段から照射された光の、選択された波長に応じて、前記干渉系または前記共焦点光学系の位置が調整されてもよい。例えば、下記Bユニットが、前記干渉系または前記共焦点光学系を含んでいてもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention further includes, for example, an interference system or a cofocal optical system, and the interfering system or the cofocal optical system depending on a selected wavelength of the light emitted from the light irradiation means. The position of the system may be adjusted. For example, the following B unit may include the interference system or the confocal optical system.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、下記のAユニット及びBユニットの少なくとも一方のユニットを含んでいてもよい。

(Aユニット)
前記光分離手段および前記分光手段を含み、
前記分光手段が、回折格子を含み、
前記光分離手段により、前記出射光が二次元的に分離され、
前記回折格子により、前記二次元的に分離された出射光が分光される、
ユニット。
(Bユニット)
前記光分離手段および前記分光手段を含み、
前記光分離手段が、前記撮像手段を含み、
前記分光手段が、前記波長可変フィルターを含み、
前記波長可変フィルターにより、前記出射光が分光される、
ユニット。
The biological tissue analyzer of the present invention may include, for example, at least one of the following A unit and B unit.

(A unit)
Including the optical separation means and the spectroscopic means
The spectroscopic means includes a diffraction grating.
The emitted light is two-dimensionally separated by the light separating means.
The two-dimensionally separated emitted light is separated by the diffraction grating.
unit.
(B unit)
Including the optical separation means and the spectroscopic means
The optical separation means includes the imaging means.
The spectroscopic means includes the tunable filter.
The tunable filter disperses the emitted light.
unit.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、前記Aユニットが、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)および自発ラマン散乱の少なくとも一方の測定用ユニットであり、前記Bユニットが、光干渉断層撮影(OCT)用ユニットであってもよい。 In the biological tissue analyzer of the present invention, for example, the A unit is a unit for measuring at least one of coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS) and spontaneous Raman scattering, and the B unit is optical coherence tomography (OCT). It may be a unit for use.

本発明の生体組織分析装置において、前記Aユニットにおける前記光分離手段は、例えば、マイクロレンズアレイまたはダイクロイックミラー(多層光学機能反射鏡または二色鏡ともいう)を含んでいてもよい。 In the biological tissue analyzer of the present invention, the optical separation means in the A unit may include, for example, a microlens array or a dichroic mirror (also referred to as a multilayer optical function reflecting mirror or a two-color mirror).

本発明の生体組織分析装置は、例えば、さらに、波長可変フィルターを含み、前記波長可変フィルターにより、前記光照射手段から照射された光が、選択された波長に固定されてもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention may further include, for example, a wavelength tunable filter, and the light emitted from the light irradiating means may be fixed at a selected wavelength by the tunable filter.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、前記Aユニットを含む生体組織分析装置において、さらに、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)用光照射手段を含み、前記CARS用光照射手段により、広帯域光及びレーザー光の混合光が生体組織に照射され、前記回折格子により、前記混合光が照射された生体組織からの出射光に含まれるラマン散乱光が分光されてもよい。これにより、例えば、さらに感度が高い分析をすることができる。 The biological tissue analyzer of the present invention further includes, for example, a light irradiation means for coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS) in the biological tissue analyzer including the A unit, and the light irradiation means for CARS provides wideband light and The mixed light of the laser light may be irradiated to the living tissue, and the Raman scattered light contained in the emitted light from the living tissue irradiated with the mixed light may be dispersed by the diffraction grating. As a result, for example, a more sensitive analysis can be performed.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、前記CARS用光照射手段が、波長選択フィルターを含み、前記波長選択フィルターにより、前記混合光が分光され、必要な波長の光のみが選択的に生体組織に照射されてもよい。また、例えば、前記波長選択フィルターが、回折格子および波長選択マスクを含み、前記回折格子により、前記混合光が分光され、必要な波長の光のみが前記波長選択マスクを通過し、生体組織に照射されてもよい。 In the biological tissue analyzer of the present invention, for example, the light irradiation means for CARS includes a wavelength selection filter, the mixed light is separated by the wavelength selection filter, and only light having a required wavelength is selectively selected for biological tissue. May be irradiated. Further, for example, the wavelength selection filter includes a diffraction grating and a wavelength selection mask, the mixed light is separated by the diffraction grating, and only light having a required wavelength passes through the wavelength selection mask and irradiates a living tissue. May be done.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、前記Aユニット及び前記Bユニットにおいて、前記分光手段が、さらに、狭帯域フィルターを含み、前記分光された出射光が前記狭帯域フィルターを通過してもよい。 In the biological tissue analyzer of the present invention, for example, in the A unit and the B unit, the spectroscopic means may further include a narrow band filter, and the spectroscopic emitted light may pass through the narrow band filter. ..

本発明の生体組織分析装置は、例えば、前記Aユニットにおいて、前記光分離手段により、前記出射光が三次元的に分離され、前記回折格子により、前記三次元的に分離された出射光が分光されてもよい。すなわち、前記Aユニットにおいては、前記光分離手段により、前記出射光が二次元的に分離されてもよいが、三次元的に分離されてもよい。 In the biological tissue analyzer of the present invention, for example, in the A unit, the emitted light is three-dimensionally separated by the light separating means, and the three-dimensionally separated emitted light is separated by the diffraction grating. May be done. That is, in the A unit, the emitted light may be separated two-dimensionally or three-dimensionally by the light separating means.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、前記Bユニットにおいて、前記撮像手段により、前記分光された出射光が撮像され、撮像して得られた画像上の画素によって前記分光された出射光が三次元的に分離されてもよい。すなわち、前記Bユニットにおいて、撮像して得られた画像上の画素によって前記分光された出射光が二次元的に分離されてもよいが、三次元的に分離されてもよい。 In the biological tissue analyzer of the present invention, for example, in the B unit, the spectroscopic emitted light is imaged by the imaging means, and the spectroscopic emitted light is generated by the pixels on the image obtained by imaging. It may be originally separated. That is, in the B unit, the spectroscopic emitted light may be two-dimensionally separated by the pixels on the image obtained by imaging, or may be three-dimensionally separated.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、前記Aユニットを含む生体組織分析装置において、さらに、自発ラマン散乱用光照射手段を含んでいてもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention may further include a light irradiation means for spontaneous Raman scattering in the biological tissue analyzer including the A unit, for example.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、前記Aユニットおよび前記Bユニットを含み、前記Aユニットおよび前記Bユニットが、前記光照射手段を共有してもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention may include, for example, the A unit and the B unit, and the A unit and the B unit may share the light irradiation means.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、さらに、円偏光手段を含み、前記円偏光手段により、前記生体組織に入射する光が、円偏光されてもよい。この場合、例えば、本発明の生体組織分析装置が、さらに、円偏光分析手段を含み、前記円偏光分析手段により、前記生体組織の少なくとも一部における、左右の円偏光に対する吸光度の違い(二色性)が検出されてもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention further includes, for example, circularly polarized means, and the light incident on the biological tissue may be circularly polarized by the circularly polarized means. In this case, for example, the biological tissue analyzer of the present invention further includes a circularly polarized light analysis means, and the difference in absorbance (dichroism) of at least a part of the biological tissue with respect to the left and right circularly polarized light by the circularly polarized light analysis means. Sex) may be detected.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、さらに、直線偏光手段を含み、前記直線偏光手段により、前記広帯域光を照射された前記生体組織から出射する出射光が、直線偏光されてもよい。この場合、例えば、本発明の生体組織分析装置が、さらに、直線偏光分析手段を含み、前記直線偏光分析手段により前記直線偏光が分析されることで、前記生体組織の少なくとも一部における、左右の円偏光に対する屈折率の違い(旋光性)が検出されてもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention may further include, for example, linearly polarized light, and the emitted light emitted from the biological tissue irradiated with the broadband light by the linearly polarized light may be linearly polarized. In this case, for example, the biological tissue analyzer of the present invention further includes a linearly polarized light analyzing means, and the linearly polarized light is analyzed by the linearly polarized light analyzing means, so that at least a part of the living tissue is left and right. Differences in refractive index (optical rotation) with respect to circularly polarized light may be detected.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、さらに、前記光照射手段から照射された光の強度および偏光状態の少なくとも一方を空間制御することが可能な空間制御機構を含み、前記空間制御機構により、前記光照射手段から照射された光の強度および偏光状態の少なくとも一方が制御され、前記生体組織に照射されてもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention further includes, for example, a space control mechanism capable of spatially controlling at least one of the intensity and the polarization state of the light irradiated from the light irradiation means, and the space control mechanism At least one of the intensity and the polarized state of the light emitted from the light irradiation means may be controlled and the living tissue may be irradiated.

本発明の生体組織分析装置は、例えば、さらに、光フィルターを含み、前記光フィルターにより、前記分光された出射光が、選択された波長に固定され、前記固定された波長に対応する非線形光学効果が測定されてもよい。また、この場合において、例えば、前記非線形光学効果が、第二高調波発生(SHG)、第三高調波発生(THG)、および二光子吸収蛍光(TPF)からなる群から選択させる少なくとも一つであってもよい。 The biological tissue analyzer of the present invention further includes, for example, an optical filter, in which the spectroscopic emitted light is fixed to a selected wavelength by the optical filter, and a nonlinear optical effect corresponding to the fixed wavelength is obtained. May be measured. Further, in this case, for example, the nonlinear optical effect is at least one selected from the group consisting of second harmonic generation (SHG), third harmonic generation (THG), and two-photon absorption fluorescence (TPF). There may be.

本発明の生体組織分析装置および生体組織分析方法において、前記生体組織は、特に限定されないが、例えば、眼球であってもよい。この場合において、前記生体組織は、眼球の組織の少なくとも一つであってもよく、例えば、眼底、網膜、水晶体および角膜の少なくとも一つであってもよい。また、本発明において、前記生体組織は、皮膚または生体内部器官の組織等であってもよい。前記生体内部器官の組織としては、消化器等の各器官の組織があげられ、特に限定されないが、例えば、胃壁組織、腸壁組織、胆のうの組織、肝臓の組織、すい臓の組織、これら器官のがん組織等が挙げられる。また、前記生体組織としては、例えば、循環に関する器官の組織等が挙げられる。前記循環に関する器官としては、例えば、肺、心臓、血管等が挙げられる。血管の組織としては、例えば、血管壁、血液等が挙げられる。また、本発明の生体組織分析装置および生体組織分析方法は、前記生体組織を生体内から取り出さずにそのまま分析してもよいし、前記生体組織を生体内から取り出して分析してもよい。 In the biological tissue analyzer and the biological tissue analysis method of the present invention, the biological tissue is not particularly limited, but may be, for example, an eyeball. In this case, the biological tissue may be at least one of the tissues of the eyeball, for example, at least one of the fundus, retina, crystalline lens and cornea. Further, in the present invention, the living tissue may be skin, a tissue of an internal organ of the living body, or the like. Examples of the tissues of the internal organs of the living body include tissues of each organ such as the digestive organs, and are not particularly limited. For example, stomach wall tissue, intestinal wall tissue, gallbladder tissue, liver tissue, pancreatic tissue, and these organs. Examples include cancer tissue. In addition, examples of the biological tissue include tissues of organs related to circulation and the like. Examples of the organs related to circulation include lungs, heart, blood vessels and the like. Examples of the tissue of blood vessels include blood vessel walls and blood. Further, in the biological tissue analyzer and the biological tissue analysis method of the present invention, the biological tissue may be analyzed as it is without being taken out from the living body, or the living tissue may be taken out from the living body and analyzed.

本発明において、前記分光手段による分光は特に制限されず、例えば、前記出射光がラマン散乱光であれば、ラマン分光である。 In the present invention, the spectroscopy by the spectroscopic means is not particularly limited, and for example, if the emitted light is Raman scattered light, it is Raman spectroscopy.

また、本発明において「分析」とは、特に断らない限り、定量分析(測定)でもよいし、定性分析でもよい。 Further, in the present invention, "analysis" may be quantitative analysis (measurement) or qualitative analysis unless otherwise specified.

以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。以下の実施形態1〜16においては、前記生体組織が眼球である場合について説明する。すなわち、以下の実施形態1〜16は、本発明の生体組織分析装置が眼球分析装置である場合と、それを用いた眼球分析方法とについて説明する。以下の実施形態1〜3は、前記Aユニットを含む眼球分析装置の例である。実施形態4〜7は、前記Bユニットを含む眼球分析装置の例である。実施形態8〜16は、前記Aユニットおよび前記Bユニットを両方含む眼球分析装置の例である。ただし、以下の実施形態は例示であり、本発明は、これにより、なんら限定されない。また、各図において、同一の特性を有する部材は同一の符号で示している。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. In the following embodiments 1 to 16, the case where the living tissue is an eyeball will be described. That is, the following embodiments 1 to 16 describe a case where the biological tissue analyzer of the present invention is an eyeball analyzer and an eyeball analysis method using the eyeball analyzer. The following embodiments 1 to 3 are examples of an eyeball analyzer including the A unit. Embodiments 4 to 7 are examples of an eyeball analyzer including the B unit. 8 to 16 are examples of an eyeball analyzer including both the A unit and the B unit. However, the following embodiments are examples, and the present invention is not limited thereto. Further, in each figure, members having the same characteristics are indicated by the same reference numerals.

[実施形態1]
図1に、本発明の眼球分析装置の構成の一例を示す。同図は、前記Aユニットを含む眼球分析装置の一例である。図示のとおり、この眼球分析装置は、広帯域光を眼球に照射する光照射手段10と、Aユニット100Aとから構成されている。Aユニット100Aは、前記広帯域光を照射された眼球1から出射(射出)する出射光(射出光)を、眼球1の空間の位置に応じて分離する光分離手段20と、前記出射光を波長ごとに分光する分光手段31とを含む。また、Aユニット100Aは、さらに、レンズ41および撮像手段42を含む。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows an example of the configuration of the eyeball analyzer of the present invention. The figure is an example of an eyeball analyzer including the A unit. As shown in the figure, this eyeball analyzer is composed of a light irradiation means 10 for irradiating an eyeball with broadband light and an A unit 100A. The A unit 100A has an optical separation means 20 that separates emitted light (emitted light) emitted (emitted) from the eyeball 1 irradiated with the broadband light according to the position of the space of the eyeball 1, and wavelengths of the emitted light. It includes a spectroscopic means 31 that disperses each time. Further, the A unit 100A further includes a lens 41 and an imaging means 42.

光照射手段10は、光源10A、レンズ11a、レンズ11b、ビームスプリッタ12、レンズ13、波長可変フィルター14、波長選択フィルター15および干渉系により構成されている。光源10Aとしては、例えば、白色光源、スーパーコンティニューム(以下「SC」ということがある。)光源、またはLED(発光ダイオード)等を用いることができる。波長選択フィルター15は、例えば、NDフィルター(ニュートラル・デンシティー フィルター: Neutral Density Filter)でもよいし、狭帯域フィルター等でもよい。また、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15は、光源10Aからの光を分光する分光手段に該当する。前記干渉系は、光照射手段10において、ビームスプリッタ12の近辺(図中の、符号19で示した領域)に配置されている。なお、前記干渉系に代えて、共焦点光学系を配置してもよい。また、本発明において、ビームスプリッタは、特に限定されないが、例えば、偏光分離能を有するビームスプリッタでもよいし、偏光分離能が必要ない場合は、偏光分離能を有しないハーフミラー等でもよい。 The light irradiation means 10 is composed of a light source 10A, a lens 11a, a lens 11b, a beam splitter 12, a lens 13, a wavelength variable filter 14, a wavelength selection filter 15, and an interference system. As the light source 10A, for example, a white light source, a super continu (hereinafter sometimes referred to as “SC”) light source, an LED (light emitting diode), or the like can be used. The wavelength selection filter 15 may be, for example, an ND filter (neutral density filter: Neutral Density Filter), a narrow band filter, or the like. Further, the wavelength tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15 correspond to spectroscopic means for dispersing the light from the light source 10A. The interference system is arranged in the vicinity of the beam splitter 12 (the region indicated by reference numeral 19 in the drawing) in the light irradiation means 10. A confocal optical system may be arranged instead of the interference system. Further, in the present invention, the beam splitter is not particularly limited, but may be, for example, a beam splitter having a polarization separating ability, or a half mirror having no polarization separating ability when the polarization separating ability is not required.

光分離手段20は、マイクロレンズアレイ21、マスク(視野マスク)22およびレンズ23により構成されている。レンズ23は、例えば、テレセントリックレンズであってもよい。 The light separation means 20 is composed of a microlens array 21, a mask (field mask) 22, and a lens 23. The lens 23 may be, for example, a telecentric lens.

分光手段31は、回折格子である。分光手段(回折格子)31は、例えば、VPH(Volume Phase Holographic)グレーティングまたはグリズムであってもよい。 The spectroscopic means 31 is a diffraction grating. The spectroscopic means (diffraction grating) 31 may be, for example, a VPH (Volume Phase Holographic) grating or a grating.

レンズ41は、例えば、コリメータレンズであってもよい。図1において、撮像手段42は、光が像を表示する撮像素子の前面の部分を示している。撮像手段42は、例えば、一般的なカメラ、冷却CCD(Charge Coupled Device)カメラ、またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラ、または赤外線に感度を有するカメラであってもよい。 The lens 41 may be, for example, a collimator lens. In FIG. 1, the image pickup means 42 shows a portion of the front surface of the image pickup device in which light displays an image. The imaging means 42 may be, for example, a general camera, a cooled CCD (Charge Coupled Device) camera, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) camera, or a camera having sensitivity to infrared rays.

光源10Aから照射される広帯域光の光路には、前記広帯域光の照射側から順に、レンズ11a、波長可変フィルター14、波長選択フィルター(バンドパスフィルター)15、レンズ11bおよびビームスプリッタ12がこの順序で配置されている。また、眼球1から出射される出射光の光路には、前記出射光の出射側から順に、レンズ13、ビームスプリッタ12、マイクロレンズアレイ21、マスク22、レンズ23、回折格子31、レンズ41および撮像手段42が、この順序で配置されている。また、光源10Aから照射される広帯域光の照射方向と、眼球1から出射される出射光の出射方向とは、図1では互いに垂直であるが、角度は垂直に限定されず、任意である。 In the optical path of the broadband light emitted from the light source 10A, the lens 11a, the wavelength variable filter 14, the wavelength selection filter (bandpass filter) 15, the lens 11b, and the beam splitter 12 are arranged in this order from the irradiation side of the broadband light. It is arranged. Further, in the optical path of the emitted light emitted from the eyeball 1, the lens 13, the beam splitter 12, the microlens array 21, the mask 22, the lens 23, the diffraction grating 31, the lens 41, and the imaging are performed in this order from the emitting side of the emitted light. The means 42 are arranged in this order. Further, the irradiation direction of the broadband light emitted from the light source 10A and the emission direction of the emitted light emitted from the eyeball 1 are perpendicular to each other in FIG. 1, but the angle is not limited to vertical and is arbitrary.

図1の眼球分析装置は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、光照射手段10により、光が眼球1に照射される。具体的には、まず、光源10Aから広帯域光が照射される。前記広帯域光は、例えば、白色光、またはスーパーコンティニューム(SC)光であってもよい。光源10Aから照射された前記広帯域光は、レンズ11aによって平行光に変換され、波長可変フィルター14によって分光される。このとき、波長可変フィルター14により、光源10Aから照射された光を、選択された波長に固定することができる。さらに波長選択フィルター15によって特定の波長の光が選択的に透過され、前記選択的に透過された光がレンズ11bによって収束され、つぎに、ビームスプリッタ12によって反射され、さらに、レンズ13によって収束された後に、眼球1に照射される。また、領域19に配置された干渉系または共焦点光学系の位置は、光源10Aから照射された光の、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15によって選択された波長に応じて調整される。なお、眼球1の眼底に光が照射される場合は、前記光が眼底よりも下層にも届くことにより、後述するように、眼底および眼底よりも下層の間の空間の状態を分析可能である。本発明により分析可能な眼底および眼底よりも下層の間の空間の部位としては、例えば、後述するように、眼底、網膜、前記眼底および眼底よりも下層の間の空間の断層、前記空間に存在する血管等が挙げられる。また、本実施例および後述する他の実施例では、主に、眼球1に照射される光が広帯域光である場合について説明する。しかし、本発明において、眼球に照射される光(例えば、光源10Aから出射される光)は、前述のとおり、広帯域光に限定されない。 The eyeball analyzer of FIG. 1 can be used, for example, as follows. First, the light irradiation means 10 irradiates the eyeball 1 with light. Specifically, first, broadband light is irradiated from the light source 10A. The broadband light may be, for example, white light or super-continue (SC) light. The broadband light emitted from the light source 10A is converted into parallel light by the lens 11a and dispersed by the tunable filter 14. At this time, the light emitted from the light source 10A can be fixed to the selected wavelength by the wavelength tunable filter 14. Further, the wavelength selection filter 15 selectively transmits light of a specific wavelength, the selectively transmitted light is converged by the lens 11b, then reflected by the beam splitter 12, and further converged by the lens 13. After that, the eyeball 1 is irradiated. Further, the position of the interference system or the cofocal optical system arranged in the region 19 is adjusted according to the wavelength selected by the wavelength variable filter 14 and the wavelength selection filter 15 of the light emitted from the light source 10A. When the fundus of the eyeball 1 is irradiated with light, the light reaches the layer below the fundus, so that the state of the space between the fundus and the layer below the fundus can be analyzed, as will be described later. .. The part of the space between the fundus and the layer below the fundus that can be analyzed by the present invention includes, for example, the fundus, the retina, the fault of the space between the fundus and the layer below the fundus, and the space. Examples include blood vessels. Further, in this embodiment and other embodiments described later, a case where the light irradiated to the eyeball 1 is broadband light will be mainly described. However, in the present invention, the light emitted to the eyeball (for example, the light emitted from the light source 10A) is not limited to the broadband light as described above.

つぎに、眼球1に照射された前記広帯域光の少なくとも一部が、眼球1による反射、蛍光もしくは散乱等で、眼球1から出射される。眼球1から出射された出射光は、レンズ13によって収束され、ビームスプリッタ12を透過する。 Next, at least a part of the broadband light irradiated to the eyeball 1 is emitted from the eyeball 1 by reflection, fluorescence, scattering, or the like by the eyeball 1. The emitted light emitted from the eyeball 1 is converged by the lens 13 and passes through the beam splitter 12.

ビームスプリッタ12を透過した前記出射光は、Aユニット100Aにより、以下のように処理される。すなわち、まず、前記出射光は、光分離手段20のマイクロレンズアレイ21に入射し、二次元的に分離され、その後、マスク22を透過することで、眼球1の空間の位置に応じて分離され、さらに、レンズ23によりコリメートされる。二次元的に分離されてレンズ23を透過した前記出射光は、分光手段(回折格子)31により波長ごとに分光される。なお、同図では、前記出射光が、回折格子31により、各単色光に分離される例を示している。そして、回折格子31により分光された光は、レンズ41によって収束され、撮像手段42に照射される。これにより、撮像手段42に画像が形成される。その画像を、例えば、スペクトル解析手段(図示せず)に供し、各視野の分光スペクトルを解析する。 The emitted light transmitted through the beam splitter 12 is processed by the A unit 100A as follows. That is, first, the emitted light is incident on the microlens array 21 of the light separation means 20, is separated two-dimensionally, and then is transmitted through the mask 22 to be separated according to the position of the space of the eyeball 1. Further, it is collimated by the lens 23. The emitted light that is two-dimensionally separated and passes through the lens 23 is separated for each wavelength by the spectroscopic means (diffraction grating) 31. In the figure, an example is shown in which the emitted light is separated into each monochromatic light by the diffraction grating 31. Then, the light dispersed by the diffraction grating 31 is converged by the lens 41 and irradiated to the imaging means 42. As a result, an image is formed on the imaging means 42. The image is subjected to, for example, a spectrum analysis means (not shown) to analyze the spectral spectrum of each field of view.

本発明の生体組織分析装置によれば、例えば、波長掃引型光干渉断層撮影(波長掃引型OCTまたはSS-OCT:Swept Source Optical Coherence Tomography。以下「SS-OCT」という。)を用いて分析することができる。これにより、生体組織に照射する光の強度が弱くても、生体組織の組織の奥まで分析可能である。具体的には、例えば、生体組織の表面を分析する場合は短い波長で、生体組織の奥(内部)を分析する場合は長い波長で、と使い分けることにより、生体組織に照射する光の強度が弱くても、生体組織の組織の奥まで分析可能である。また、本発明の生体組織分析装置によれば、SS-OCTにより、生体組織の奥行き方向の内部構造を分析可能であり、例えば、生体組織の表面から奥までを、波長可変で分析できる。これにより、例えば、生体組織の状態の微細な変化も検出可能である。 According to the biological tissue analyzer of the present invention, for example, analysis is performed using wavelength sweep type optical coherence tomography (wavelength sweep type OCT or SS-OCT: Swept Source Optical Coherence Tomography; hereinafter referred to as “SS-OCT”). be able to. As a result, even if the intensity of the light irradiating the living tissue is weak, it is possible to analyze the depth of the tissue of the living tissue. Specifically, for example, when analyzing the surface of a living tissue, a short wavelength is used, and when analyzing the inner part (inside) of the living tissue, a long wavelength is used, so that the intensity of light irradiating the living tissue can be increased. Even if it is weak, it is possible to analyze deep inside the tissue of living tissue. Further, according to the biological tissue analyzer of the present invention, the SS-OCT can analyze the internal structure of the biological tissue in the depth direction, and for example, the surface to the depth of the biological tissue can be analyzed by tunable wavelength. Thereby, for example, a minute change in the state of the living tissue can be detected.

ただし、本発明の生体組織分析装置による測定方法は、SS-OCTのみに限定されず、前述のとおり、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)、自発ラマン散乱および光干渉断層撮影(OCT)の少なくとも一つにより分析可能である。例えば、Aユニットを有することでコヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)測定が可能であり、Bユニットを有することで自発ラマン散乱および光干渉断層撮影(OCT)の一方または両方を測定可能であるが、これには限定されない。なお、SS-OCTはOCTの一種である。 However, the measurement method by the biological tissue analyzer of the present invention is not limited to SS-OCT, and as described above, at least one of coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS), spontaneous Raman scattering and optical coherence tomography (OCT). It can be analyzed by one. For example, having an A unit allows coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS) measurements, and having a B unit allows one or both of spontaneous Raman scattering and optical coherence tomography (OCT). It is not limited to this. SS-OCT is a type of OCT.

また、前述のとおり、従来は、波長掃引型光干渉断層撮影には、波長可変のために複数の装置を用いなければならないため、装置の構成が複雑で、操作が煩雑であった。これに対し、本発明によれば、簡単な構成の装置で、簡単に生体組織の奥まで分析可能である。 Further, as described above, conventionally, in the wavelength sweep type optical interference tomography, since a plurality of devices must be used for wavelength tunable, the configuration of the devices is complicated and the operation is complicated. On the other hand, according to the present invention, it is possible to easily analyze the depth of a living tissue with a device having a simple structure.

また、図1の眼球分析装置によれば、分光手段(回折格子)31により波長ごとに分光した異なる波長の光を、同時に撮像手段42に照射して画像を形成する。これにより、分析の時間同時性が確保できる。また、例えば、分析の視野(分析対象となる眼球1の空間の範囲)を広げるために、スキャン機構(図示せず)によりスキャンを行いながら眼球1を分析してもよい。このように、Aユニットを含む眼球分析装置は、分析の時間同時性が確保できるという利点がある。また、Aユニットは、異なる波長の光を同時に分析できるため、例えば、複数の波長の情報をプローブとした分析に有用である。ただし、Aユニットを含む眼球分析装置の用途はこれに限定されず、例えば、赤外光を用いた分析等にも使用できる。 Further, according to the eyeball analyzer of FIG. 1, the imaging means 42 is simultaneously irradiated with light of different wavelengths separated for each wavelength by the spectroscopic means (diffraction grating) 31 to form an image. As a result, time simultaneity of analysis can be ensured. Further, for example, in order to widen the field of view of analysis (the range of the space of the eyeball 1 to be analyzed), the eyeball 1 may be analyzed while scanning by a scanning mechanism (not shown). As described above, the eyeball analyzer including the A unit has an advantage that the time simultaneity of the analysis can be ensured. Further, since the A unit can analyze light of different wavelengths at the same time, it is useful for analysis using information of a plurality of wavelengths as a probe, for example. However, the application of the eyeball analyzer including the A unit is not limited to this, and can be used, for example, for analysis using infrared light.

なお、分光手段として、回折格子31に代えて、例えば、プリズム等を用い、前記出射光を波長ごとに分光してもよい。また、例えば、回折格子31に代えて、波長フィルターを用い、前記出射光から特定の光の波長のみを取り出すようにしてもよい。また、光分離手段20は、例えば、さらに、イメージスライサー、スリット、アパーチャー(ダイヤフラム)、ファイバーバンドル等の少なくとも一つを含んでいてもよい。また、本実施例では、光分離手段がマイクロレンズアレイを含む例を示したが、前述のとおり、本発明におけるAユニットはこれに限定されない。例えば、Aユニット100Aにおいて、光分離手段20は、マイクロレンズアレイ21に加え、または、これに代えてダイクロイックミラーを含んでいてもよい。以下の各実施形態のAユニットにおいても同様である。 As the spectroscopic means, for example, a prism or the like may be used instead of the diffraction grating 31 to disperse the emitted light for each wavelength. Further, for example, instead of the diffraction grating 31, a wavelength filter may be used to extract only the wavelength of a specific light from the emitted light. Further, the optical separation means 20 may further include at least one such as an image slicer, a slit, an aperture (diaphragm), and a fiber bundle. Further, in the present embodiment, an example in which the optical separation means includes a microlens array is shown, but as described above, the A unit in the present invention is not limited to this. For example, in the A unit 100A, the optical separation means 20 may include a dichroic mirror in addition to or instead of the microlens array 21. The same applies to the A unit of each of the following embodiments.

[実施形態2]
図2に、本発明の眼球分析装置の構成の別の一例を示す。図1の装置は、分光手段が回折格子31のみにより構成されていたが、図2の装置は、図示のとおり、さらに狭帯域フィルター33を含み、回折格子31および狭帯域フィルター33により分光手段30が構成されている。なお、狭帯域フィルター33は、狭帯域フィルターに代えて、オーダーカットフィルターであってもよい。また、狭帯域フィルター33は、図2では、回折格子31とレンズ41との間に配置されている。ただし、狭帯域フィルター33の位置は、これに限定されず、例えば、レンズ23と回折格子31との間に配置されていても、同様の効果を得ることができる。回折格子31を透過した前記出射光は、必要な波長帯域の光のみが選択的に狭帯域フィルター33を透過し、レンズ41に照射される。これら以外は、図2の眼球分析装置は、図1の眼球分析装置と同じである。狭帯域フィルター33によって、必要のない波長帯の光をカットできるので、例えば、撮像手段42の画像形成面(検出器面)を有効に用いることができる。より具体的には、例えば、前記画像形成面(検出器面)において、分光スペクトルを映さない部分を、眼球内の測定視野の拡大に充てることができる。これにより、本実施形態は、特に、波長分解能が高い(波長またはそれに関する、より詳細な情報を分析する)スペクトルの場合に有効である。
[Embodiment 2]
FIG. 2 shows another example of the configuration of the eyeball analyzer of the present invention. In the apparatus of FIG. 1, the spectroscopic means was composed of only the diffraction grating 31. However, as shown in the figure, the apparatus of FIG. 2 further includes a narrow band filter 33, and the spectroscopic means 30 is provided by the diffraction grating 31 and the narrow band filter 33. Is configured. The narrow band filter 33 may be an order cut filter instead of the narrow band filter. Further, the narrow band filter 33 is arranged between the diffraction grating 31 and the lens 41 in FIG. However, the position of the narrow band filter 33 is not limited to this, and the same effect can be obtained even if the position of the narrow band filter 33 is arranged between the lens 23 and the diffraction grating 31, for example. As for the emitted light transmitted through the diffraction grating 31, only the light in the required wavelength band selectively passes through the narrow band filter 33 and irradiates the lens 41. Other than these, the eyeball analyzer of FIG. 2 is the same as the eyeball analyzer of FIG. Since the narrow band filter 33 can cut light in an unnecessary wavelength band, for example, the image forming surface (detector surface) of the imaging means 42 can be effectively used. More specifically, for example, a portion of the image forming surface (detector surface) that does not project a spectral spectrum can be used to expand the measurement field of view in the eyeball. This makes this embodiment particularly useful for spectra with high wavelength resolution (analyzing wavelength or more detailed information about it).

[実施形態3]
図3に、本発明の眼球分析装置の構成のさらに別の一例を示す。図示のとおり、この眼球分析装置は、光照射手段10において、レンズ11とビームスプリッタ12との間に、偏光板61が配置されている。偏光板61は、例えば、光軸を軸として回転可能であってもよい。また、Aユニット100Aにおいて、レンズ23と分光手段(回折格子)31との間に、1/2波長板26および偏光板27が、光出射側から前記順序で配置されている。なお、偏光板27は、例えば、偏光板に代えて偏光ビームスプリッタであってもよい。これら以外は、図3の眼球分析装置は、図1の眼球分析装置と同じである。
[Third Embodiment]
FIG. 3 shows still another example of the configuration of the eyeball analyzer of the present invention. As shown in the figure, in this eyeball analyzer, a polarizing plate 61 is arranged between the lens 11 and the beam splitter 12 in the light irradiation means 10. The polarizing plate 61 may be rotatable about the optical axis, for example. Further, in the A unit 100A, the 1/2 wavelength plate 26 and the polarizing plate 27 are arranged between the lens 23 and the spectroscopic means (diffraction grating) 31 in the above order from the light emitting side. The polarizing plate 27 may be, for example, a polarizing beam splitter instead of the polarizing plate. Other than these, the eyeball analyzer of FIG. 3 is the same as the eyeball analyzer of FIG.

図3の眼球分析装置は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、図1と同様、光源10Aから広帯域光を照射させる。前記広帯域光は、例えば、白色光、またはスーパーコンティニューム(SC)光であってもよい。光源10Aから照射された前記広帯域光は、レンズ11aによって平行光に変換され、波長可変フィルター14によって分光される。このとき、波長可変フィルター14により、光源10Aから照射された光を、選択された波長に固定することができる。さらに波長選択フィルター15によって特定の波長の光が選択的に透過され、前記選択的に透過された光がレンズ11bによって収束され、つぎに、偏光板61によって直線偏光にされる。偏光された前記広帯域光は、ビームスプリッタ12、レンズ13によって図1と同様に処理されて眼球1に照射され、さらに、その少なくとも一部が、眼球1からの出射光となってレンズ13およびビームスプリッタ12を通過する。 The eyeball analyzer of FIG. 3 can be used, for example, as follows. First, as in FIG. 1, the light source 10A irradiates the broadband light. The broadband light may be, for example, white light or super-continue (SC) light. The broadband light emitted from the light source 10A is converted into parallel light by the lens 11a and dispersed by the tunable filter 14. At this time, the light emitted from the light source 10A can be fixed to the selected wavelength by the wavelength tunable filter 14. Further, light having a specific wavelength is selectively transmitted by the wavelength selection filter 15, the light transmitted selectively is converged by the lens 11b, and then linearly polarized by the polarizing plate 61. The polarized broadband light is processed by the beam splitter 12 and the lens 13 in the same manner as in FIG. 1 and is irradiated to the eyeball 1, and at least a part thereof becomes the light emitted from the eyeball 1 and becomes the lens 13 and the beam. It passes through the splitter 12.

ビームスプリッタ12を透過した前記出射光は、Aユニット100Aにより、以下のように処理される。すなわち、まず、前記出射光は、光分離手段20のマイクロレンズアレイ21、マスク22およびレンズ23によって、図1と同様に処理され、眼球1の空間の位置に応じて分離される。つぎに、レンズ23を透過した前記出射光は、1/2波長板26に入射する。1/2波長板26は、回転させることが可能であり、これにより、前記出射光の直線偏光の方位を変えることができる。1/2波長板26を透過した前記出射光は、偏光板27により、特定の方向の直線偏光が選択的に出射され、その後、分光手段(回折格子31)により波長ごとに分光される。分光手段(回折格子31)により波長ごとに分光された光は、レンズ41、撮像手段42および任意にスペクトル解析手段(図示せず)により、図1と同様に処理される。このとき、前記スペクトル解析手段によって異なる方向の直線偏光の分光スペクトルを比較することにより、眼球1の少なくとも一部における、左右の円偏光に対する屈折率の違い(旋光性)が検出されてもよい。 The emitted light transmitted through the beam splitter 12 is processed by the A unit 100A as follows. That is, first, the emitted light is processed by the microlens array 21, the mask 22, and the lens 23 of the light separating means 20 in the same manner as in FIG. 1, and is separated according to the position of the space of the eyeball 1. Next, the emitted light transmitted through the lens 23 is incident on the 1/2 wavelength plate 26. The 1/2 wave plate 26 can be rotated, whereby the direction of linearly polarized light of the emitted light can be changed. The emitted light transmitted through the 1/2 wave plate 26 is selectively emitted with linearly polarized light in a specific direction by the polarizing plate 27, and then separated for each wavelength by a spectroscopic means (diffraction grating 31). The light dispersed for each wavelength by the spectroscopic means (diffraction grating 31) is processed by the lens 41, the imaging means 42, and optionally the spectral analysis means (not shown) in the same manner as in FIG. At this time, the difference in the refractive index (optical rotation) with respect to the left and right circularly polarized light in at least a part of the eyeball 1 may be detected by comparing the spectral spectra of linearly polarized light in different directions by the spectrum analysis means.

なお、本発明において、偏光板の配置および使用方法は、図3の例に限定されない。例えば、本発明の眼球分析装置により得られたデータをラマン分光法により分析する場合、ラマン散乱によって生じる特定の方位の直線偏光だけを通すフィルターを使えば、眼球内の分子から発せられるルミネッセンス光などのバックグラウンド光(直線偏光を持たない光、無偏光)を抑えることができる。具体的には、例えば、光源10Aから照射された広帯域光または眼球1からの出射光がバックグラウンド光を含む場合、ビームスプリッタ12とマイクロレンズアレイ21との間(マイクロレンズアレイ21の光入射側)等に直線偏光板(直線偏光手段)を配置して偏光フィルターとする。これにより、バックグラウンド光を透過させず、ラマン散乱に必要な直線偏光だけを透過させて用いることができる。 In the present invention, the arrangement and usage of the polarizing plate is not limited to the example of FIG. For example, when the data obtained by the eyeball analyzer of the present invention is analyzed by Raman spectroscopy, if a filter that passes only linearly polarized light in a specific direction generated by Raman scattering is used, luminescent light emitted from molecules in the eyeball can be used. Background light (light without linearly polarized light, unpolarized light) can be suppressed. Specifically, for example, when the broadband light emitted from the light source 10A or the light emitted from the eyeball 1 includes background light, it is between the beam splitter 12 and the microlens array 21 (the light incident side of the microlens array 21). ) Or the like, a linear polarizing plate (linear polarization means) is arranged to form a polarizing filter. As a result, it is possible to use only the linearly polarized light required for Raman scattering without transmitting the background light.

また、例えば、直線偏光板に代えて、円偏光板を用い、眼球1に入射する光または眼球1から出射(射出)される光を円偏光してもよい。円偏光板を用いた場合は、例えば1/2波長板26を回転可能な1/4波長板に置き換えるか、または、1/2波長板26の光入射側または光出射側に隣接して、回転可能な1/4波長板を用いてもよい。円偏光板(円偏光手段)61は、例えば、透過させる円偏光の回転方向の左右を切り替え可能であってもよい。また、前記1/4波長板により、円偏光を直線偏光に変換することができる。また、1/2波長板26により、直線偏光の方位または円偏光の回転方向を変えることができる。このようにすれば、例えば、眼球1の少なくとも一部における、左右の円偏光に対する吸光度の違いを検出することができる。これにより、例えば、眼球1中の光学異性体の検出を行うことができる。前記光学異性体としては、例えば、アミノ酸又はアミノ酸残基のL体とD体が挙げられる。 Further, for example, instead of the linear polarizing plate, a circularly polarizing plate may be used to circularly polarize the light incident on the eyeball 1 or the light emitted (emitted) from the eyeball 1. When a circularly polarizing plate is used, for example, the 1/2 wave plate 26 is replaced with a rotatable 1/4 wave plate, or the 1/2 wave plate 26 is adjacent to the light incident side or the light emitting side. A rotatable 1/4 wave plate may be used. The circularly polarizing plate (circularly polarized light means) 61 may be capable of switching between left and right in the rotation direction of the circularly polarized light to be transmitted, for example. Further, the circularly polarized light can be converted into linearly polarized light by the 1/4 wave plate. Further, the 1/2 wavelength plate 26 can change the direction of linearly polarized light or the direction of rotation of circularly polarized light. In this way, for example, it is possible to detect the difference in the absorbance of the left and right circularly polarized light in at least a part of the eyeball 1. Thereby, for example, the optical isomer in the eyeball 1 can be detected. Examples of the optical isomer include amino acids or L-forms and D-forms of amino acid residues.

[実施形態4]
図4に、本発明の眼球分析装置の構成のさらに別の一例を示す。同図は、前記Bユニットを含む眼球分析装置の一例である。図示のとおり、この眼球分析装置は、広帯域光を眼球に照射する光照射手段10と、Bユニット100Bとから構成されている。
[Embodiment 4]
FIG. 4 shows still another example of the configuration of the eyeball analyzer of the present invention. The figure is an example of an eyeball analyzer including the B unit. As shown in the figure, this eyeball analyzer is composed of a light irradiation means 10 for irradiating an eyeball with broadband light and a B unit 100B.

光照射手段10は、光源10A、レンズ11、ビームスプリッタ12およびレンズ13により構成されている。光源10Aとしては、例えば、図1(実施形態1)と同様に、白色光源、SC光源、またはLED(発光ダイオード)等を用いることができる。ビームスプリッタ12も、例えば、図1(実施形態1)と同様でよい。Bユニット100Bは、前記広帯域光を照射された眼球1から出射する出射光を、眼球1の空間の位置に応じて分離する光分離手段(撮像手段)20Bと、前記出射光を波長ごとに分光する分光手段(波長可変フィルター)32とを含む。また、Bユニット100Bは、さらに、レンズ25および41を含む。Bユニット100Bの構成要素は、図示のとおり、眼球1からの出射光の出射側から、レンズ25、分光手段(波長可変フィルター)32、レンズ41、光分離手段(撮像手段)20Bの順序で配置されている。 The light irradiation means 10 includes a light source 10A, a lens 11, a beam splitter 12, and a lens 13. As the light source 10A, for example, a white light source, an SC light source, an LED (light emitting diode), or the like can be used as in FIG. 1 (Embodiment 1). The beam splitter 12 may be the same as that of FIG. 1 (Embodiment 1), for example. The B unit 100B is an optical separation means (imaging means) 20B that separates the emitted light emitted from the eyeball 1 irradiated with the broadband light according to the position of the space of the eyeball 1, and the emitted light is separated for each wavelength. The spectroscopic means (wavelength variable filter) 32 is included. The B unit 100B further includes lenses 25 and 41. As shown in the figure, the components of the B unit 100B are arranged in the order of the lens 25, the spectroscopic means (tunable filter) 32, the lens 41, and the optical separation means (imaging means) 20B from the exit side of the emitted light from the eyeball 1. Has been done.

また、図4の眼球分析装置は、分光手段として、図1〜3の回折格子31に代えて、前述のとおり、波長可変フィルター32を有する。波長可変フィルター(チューナブルフィルター)32は、例えば、ファブリペローエタロン等であってもよい。 Further, the eyeball analyzer of FIG. 4 has a wavelength tunable filter 32 as a spectroscopic means instead of the diffraction grating 31 of FIGS. 1 to 3. The tunable filter (tunable filter) 32 may be, for example, a Fabry-Perot Etalon or the like.

図4の眼球分析装置において、レンズ41は、例えば、コリメータレンズであってもよい。 In the eyeball analyzer of FIG. 4, the lens 41 may be, for example, a collimator lens.

撮像手段20Bは、例えば、光が像を表示する撮像素子を含んでも良く、その撮像素子の前面に画像が形成されてもよい。撮像手段20Bは、実施形態1(図1〜3)の撮像手段42と同様、例えば、カメラであっても良く、その撮像面に画像が形成されてもよい。図4において、撮像手段20Bの画像形成面は、例えば、カメラレンズ、または赤外線カメラ(例えば、波長1.2μm以下の場合はブラックシリコン素子、波長0.7〜1.8μmの場合はInGaAs素子やHgCdTe素子、波長1〜5μmの場合はInSb素子またはHgCdTe)の撮像面であってもよい。 The image pickup means 20B may include, for example, an image pickup element in which light displays an image, and an image may be formed on the front surface of the image pickup element. Similar to the image pickup means 42 of the first embodiment (FIGS. 1 to 3), the image pickup means 20B may be, for example, a camera, or an image may be formed on the image pickup surface thereof. In FIG. 4, the image forming surface of the imaging means 20B is, for example, a camera lens or an infrared camera (for example, a black silicon element when the wavelength is 1.2 μm or less, an InGaAs element or HgCdTe element when the wavelength is 0.7 to 1.8 μm, and a wavelength. In the case of 1 to 5 μm, it may be an imaging surface of an InSb element or HgCdTe).

図4の眼球分析装置は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、光源10Aから広帯域光が照射される。前記広帯域光は、実施形態1と同様に、例えば、白色光、またはスーパーコンティニューム(SC)光であっても良い。光源10Aから照射された前記広帯域光は、レンズ11によって収束され、つぎに、ビームスプリッタ12によって反射され、さらに、レンズ13によって収束された後に、眼球1に照射される。 The eyeball analyzer of FIG. 4 can be used, for example, as follows. First, broadband light is emitted from the light source 10A. As in the first embodiment, the broadband light may be, for example, white light or super-continue (SC) light. The broadband light emitted from the light source 10A is converged by the lens 11, then reflected by the beam splitter 12, further converged by the lens 13, and then irradiated to the eyeball 1.

つぎに、ビームスプリッタ12を透過した前記出射光により、レンズ25の光入射側の像面24に、眼球1の少なくとも一部の画像(例えば眼底像)が結像される。さらに、前記出射光は、像面24からレンズ25に入射し、レンズ25によりコリメートされた後に、波長可変フィルター32により分光され、特定波長の単色光が取り出される。取り出された単色光は、レンズ41によって収束され、撮像手段20Bに照射される。そして、撮像手段20Bにより、前記分光された出射光が撮像され、撮像して得られた画像上の画素によって前記分光された出射光が二次元的に分離される。このようにして、光分離手段20により、眼球1から出射する出射光を、眼球1の空間の位置に応じて二次元的に分離することができる。その画像を、例えば、スペクトル解析手段(図示せず)に供し、各視野の分光スペクトルを解析する。これにより、眼球1の状態の微細な変化も検出可能である。また、波長可変フィルター32により取り出される単色光の波長を変更することで、異なる波長の光による分析が可能である。 Next, the emitted light transmitted through the beam splitter 12 forms an image of at least a part of the eyeball 1 (for example, a fundus image) on the image plane 24 on the light incident side of the lens 25. Further, the emitted light is incident on the lens 25 from the image plane 24, collimated by the lens 25, and then separated by the wavelength tunable filter 32 to extract monochromatic light having a specific wavelength. The extracted monochromatic light is converged by the lens 41 and irradiated to the imaging means 20B. Then, the spectroscopic emitted light is imaged by the imaging means 20B, and the spectroscopic emitted light is two-dimensionally separated by the pixels on the image obtained by imaging. In this way, the light separating means 20 can two-dimensionally separate the emitted light emitted from the eyeball 1 according to the position of the space of the eyeball 1. The image is subjected to, for example, a spectrum analysis means (not shown) to analyze the spectral spectrum of each field of view. Thereby, even a minute change in the state of the eyeball 1 can be detected. Further, by changing the wavelength of the monochromatic light extracted by the wavelength tunable filter 32, it is possible to analyze with light having a different wavelength.

図4のようにBユニットを含む眼球分析装置によれば、例えば、空間分解能が高いという利点を有する。このため、Bユニットを含む眼球分析装置は、例えば、赤外光を用いた分析に有用である。ただし、Bユニットを含む眼球分析装置の用途はこれに限定されず、例えば、可視光を用いた分析等にも使用できる。また、例えば、実施形態1〜3(図1〜3)の装置と同様、必要に応じ、スキャン機構(図示せず)を用いてスキャンすることにより、分析の視野を広げてもよい。 According to the eyeball analyzer including the B unit as shown in FIG. 4, for example, it has an advantage of high spatial resolution. Therefore, an eyeball analyzer including the B unit is useful for analysis using, for example, infrared light. However, the application of the eyeball analyzer including the B unit is not limited to this, and can be used, for example, for analysis using visible light. Further, for example, as in the apparatus of the first to third embodiments (1 to 3), the field of view of analysis may be expanded by scanning using a scanning mechanism (not shown) as needed.

[実施形態5]
図5に、本発明の眼球分析装置の構成のさらに別の一例を示す。図4の装置は、分光手段が波長可変フィルター32のみにより構成されていたが、図5の装置は、図示のとおり、さらに狭帯域フィルター33を含み、波長可変フィルター32および狭帯域フィルター33により分光手段30が構成される。なお、狭帯域フィルター33は、狭帯域フィルターに代えて、他の任意のフィルターでも良く、例えば、広帯域フィルターでもよいし、オーダーカットフィルターでもよい。また、狭帯域フィルター33は、図5では波長可変フィルター32とレンズ41との間に配置されている。波長可変フィルター32を透過した前記出射光は、必要な波長帯域の光のみが選択的に狭帯域フィルター33を透過し、レンズ41に照射される。これら以外は、図5の眼球分析装置は、図4の眼球分析装置と同じである。また、狭帯域フィルター33の配置位置は、図5の位置に限定されず、例えば、波長可変フィルター23を透過した前記出射光を狭帯域フィルター33に入射させることができれば良く、具体的には、レンズ41と撮像手段20Bとの間等でもよい。狭帯域フィルター33により、波長可変フィルター23を透過した前記出射光に含まれる不要な波長帯域の光(検出対象の波長とは異なる波長の光、または他の次数の光)を遮断(カット)し、前記のとおり、必要な波長帯域の光のみを選択的に透過させることができる。
[Fifth Embodiment]
FIG. 5 shows still another example of the configuration of the eyeball analyzer of the present invention. In the apparatus of FIG. 4, the spectroscopic means was composed only of the wavelength tunable filter 32, but as shown in the figure, the apparatus of FIG. 5 further includes a narrow band filter 33, and the spectroscopic means is separated by the wavelength tunable filter 32 and the narrow band filter 33. Means 30 are configured. The narrow band filter 33 may be any other filter instead of the narrow band filter, for example, a wide band filter or an order cut filter. Further, the narrow band filter 33 is arranged between the wavelength tunable filter 32 and the lens 41 in FIG. As for the emitted light transmitted through the wavelength variable filter 32, only the light in the required wavelength band selectively passes through the narrow band filter 33 and is irradiated to the lens 41. Other than these, the eyeball analyzer of FIG. 5 is the same as the eyeball analyzer of FIG. Further, the arrangement position of the narrow band filter 33 is not limited to the position shown in FIG. 5, and for example, it is sufficient that the emitted light transmitted through the wavelength tunable filter 23 can be incident on the narrow band filter 33. It may be between the lens 41 and the imaging means 20B or the like. The narrow band filter 33 blocks (cuts) light in an unnecessary wavelength band (light having a wavelength different from the wavelength to be detected, or light of another order) included in the emitted light transmitted through the wavelength variable filter 23. As described above, only light in the required wavelength band can be selectively transmitted.

[実施形態6]
図6に、本発明の眼球分析装置の構成のさらに別の一例を示す。図示のとおり、この眼球分析装置は、光照射手段10において、レンズ11とビームスプリッタ12との間に、偏光板61が配置されている。また、Bユニット100Bにおいて、レンズ25と波長可変フィルター32との間に、1/2波長板26および偏光板27が、光出射側から前記順序で配置されている。なお、偏光板27は、図3と同様、例えば、偏光板に代えて偏光ビームスプリッタであってもよい。これら以外は、図6の眼球分析装置は、図4の眼球分析装置と同じである。また、図6の眼球分析装置は、Aユニット100Aに代えてBユニット100Bを有すること以外は、図3の眼球分析装置と同じである。
[Sixth Embodiment]
FIG. 6 shows still another example of the configuration of the eyeball analyzer of the present invention. As shown in the figure, in this eyeball analyzer, a polarizing plate 61 is arranged between the lens 11 and the beam splitter 12 in the light irradiation means 10. Further, in the B unit 100B, the 1/2 wavelength plate 26 and the polarizing plate 27 are arranged between the lens 25 and the tunable filter 32 in the above order from the light emitting side. As in FIG. 3, the polarizing plate 27 may be a polarizing beam splitter instead of the polarizing plate, for example. Other than these, the eyeball analyzer of FIG. 6 is the same as the eyeball analyzer of FIG. The eyeball analyzer of FIG. 6 is the same as the eyeball analyzer of FIG. 3 except that it has a B unit 100B instead of the A unit 100A.

図6の眼球分析装置は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、光源10Aから出射された広帯域光が眼球1に照射され、さらに眼球1からの出射光となってビームスプリッタ12を通過するまでは、図3と同じである。ビームスプリッタ12を透過した前記出射光は、Bユニット100Bにより、以下のように処理される。すなわち、まず、前記出射光は、光分離手段20の像面24およびレンズ25によって、図4と同様に処理され、眼球1の空間の位置に応じて分離される。つぎに、レンズ25を透過した前記出射光は、1/2波長板26に入射する。1/2波長板26は、回転させることが可能であり、これにより、前記出射光の直線偏光の方位を変えることができる。1/2波長板26を透過した前記出射光は、偏光板27により、一方向の直線偏光が選択的に出射され、その後、波長可変フィルター32により、波長ごとに分離され、特定波長の単色光が取り出される。取り出された単色光は、レンズ41、撮像手段20Bおよび任意にスペクトル解析手段(図示せず)により、図4と同様に処理される。 The eyeball analyzer of FIG. 6 can be used, for example, as follows. First, the same is as in FIG. 3 until the broadband light emitted from the light source 10A is applied to the eyeball 1 and further becomes the light emitted from the eyeball 1 and passes through the beam splitter 12. The emitted light transmitted through the beam splitter 12 is processed by the B unit 100B as follows. That is, first, the emitted light is processed by the image plane 24 of the light separating means 20 and the lens 25 in the same manner as in FIG. 4, and is separated according to the position of the space of the eyeball 1. Next, the emitted light transmitted through the lens 25 is incident on the 1/2 wavelength plate 26. The 1/2 wave plate 26 can be rotated, whereby the direction of linearly polarized light of the emitted light can be changed. The emitted light transmitted through the 1/2 wave plate 26 is selectively emitted with linearly polarized light in one direction by the polarizing plate 27, and then separated for each wavelength by the wavelength variable filter 32, and is monochromatic light having a specific wavelength. Is taken out. The extracted monochromatic light is processed in the same manner as in FIG. 4 by the lens 41, the imaging means 20B, and optionally the spectrum analysis means (not shown).

図6の眼球分析装置は、例えば、図3と同様に、直線偏光だけを通すフィルターを用いてラマン分光法等に用いることも出来るし、直線偏光板に代えて円偏光板を用い、眼球1中の光学異性体の検出等に用いてもよい。 The eyeball analyzer of FIG. 6 can be used for Raman spectroscopy or the like by using a filter that passes only linearly polarized light, as in FIG. 3, or a circular polarizing plate is used instead of the linearly polarized light, and the eyeball 1 It may be used for detection of optical isomers inside.

[実施形態7]
図7に、本発明の眼球分析装置のさらに別の構成の一例を示す。図示のとおり、この眼球分析装置は、光照射手段10が、レンズ11に代えて、レンズ11a、波長可変フィルター14、波長選択フィルター15、レンズ11bおよび干渉系(干渉系が配置される領域19)を有すること以外は、図4(実施形態4)の眼球分析装置と同じである。レンズ11a、波長可変フィルター14、波長選択フィルター15およびレンズ11bは、光源10Aから照射される広帯域光の光路に、前記広帯域光の照射側から前記順序で配置されている。なお、前記干渉系に代えて、共焦点光学系を配置してもよい。すなわち、図7の眼球分析装置における光照射手段10の構成は、図1(実施形態1)の眼球分析装置における光照射手段1と同じである。
[Embodiment 7]
FIG. 7 shows an example of still another configuration of the eyeball analyzer of the present invention. As shown in the figure, in this eyeball analyzer, the light irradiation means 10 replaces the lens 11 with a lens 11a, a wavelength variable filter 14, a wavelength selection filter 15, a lens 11b, and an interference system (area 19 in which the interference system is arranged). It is the same as the eyeball analyzer of FIG. 4 (Embodiment 4) except that it has. The lens 11a, the wavelength variable filter 14, the wavelength selection filter 15, and the lens 11b are arranged in the optical path of the broadband light emitted from the light source 10A in the order from the irradiation side of the broadband light. A confocal optical system may be arranged instead of the interference system. That is, the configuration of the light irradiation means 10 in the eyeball analyzer of FIG. 7 is the same as that of the light irradiation means 1 in the eyeball analyzer of FIG. 1 (Embodiment 1).

図7の眼球分析装置は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、光照射手段10により、光が眼球1に照射される。つぎに、眼球1に照射された前記広帯域光の少なくとも一部が、眼球1による反射、蛍光もしくは散乱等で、眼球1から出射される。眼球1から出射された出射光は、レンズ13によって収束され、ビームスプリッタ12を透過する。ここまでは、図1(実施形態1)の眼球分析装置と同様である。さらに、ビームスプリッタ12を透過した前記出射光を、Bユニット100Bにより、図4(実施形態4)の眼球分析装置と同様にして処理することができる。 The eyeball analyzer of FIG. 7 can be used, for example, as follows. First, the light irradiation means 10 irradiates the eyeball 1 with light. Next, at least a part of the broadband light irradiated to the eyeball 1 is emitted from the eyeball 1 by reflection, fluorescence, scattering, or the like by the eyeball 1. The emitted light emitted from the eyeball 1 is converged by the lens 13 and passes through the beam splitter 12. Up to this point, it is the same as the eyeball analyzer of FIG. 1 (Embodiment 1). Further, the emitted light transmitted through the beam splitter 12 can be processed by the B unit 100B in the same manner as the eyeball analyzer of FIG. 4 (Embodiment 4).

また、図7の眼球分析装置の変形例として、図8および図9の眼球分析装置を示す。図8の眼球分析装置は、光照射手段10が、レンズ11に代えて、レンズ11a、波長可変フィルター14、波長選択フィルター15およびレンズ11bを有すること以外は、図5(実施形態5)の眼球分析装置と同じである。レンズ11a、波長可変フィルター14、波長選択フィルター15およびレンズ11bは、光源10Aから照射される広帯域光の光路に、前記広帯域光の照射側から前記順序で配置されている。図9の眼球分析装置は、光照射手段10が、レンズ11に代えて、レンズ11a、波長可変フィルター14、波長選択フィルター15およびレンズ11bを有すること以外は、図6(実施形態6)の眼球分析装置と同じである。レンズ11a、波長可変フィルター14、波長選択フィルター15およびレンズ11bは、光源10Aから照射される広帯域光の光路に、前記広帯域光の照射側から前記順序で配置されている。 Further, as a modification of the eyeball analyzer of FIG. 7, the eyeball analyzers of FIGS. 8 and 9 are shown. The eyeball analyzer of FIG. 8 has the eyeball of FIG. 5 (Embodiment 5) except that the light irradiation means 10 has a lens 11a, a wavelength variable filter 14, a wavelength selection filter 15 and a lens 11b instead of the lens 11. It is the same as the analyzer. The lens 11a, the wavelength variable filter 14, the wavelength selection filter 15, and the lens 11b are arranged in the optical path of the broadband light emitted from the light source 10A in the order from the irradiation side of the broadband light. The eyeball analyzer of FIG. 9 shows the eyeball of FIG. 6 (Embodiment 6) except that the light irradiation means 10 has a lens 11a, a wavelength variable filter 14, a wavelength selection filter 15 and a lens 11b instead of the lens 11. It is the same as the analyzer. The lens 11a, the wavelength variable filter 14, the wavelength selection filter 15, and the lens 11b are arranged in the optical path of the broadband light emitted from the light source 10A in the order from the irradiation side of the broadband light.

図7〜9の眼球分析装置は、いずれも、図4〜6(実施形態4〜6)と同様に、Bユニットを含む例である。Bユニットを含むことで、前述のとおり、例えば、空間分解能が高いという利点を有する。なお、図7〜9において、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15は、例えば、図1(実施形態1)の波長可変フィルター14および波長選択フィルター15と同様でもよい。 The eyeball analyzers of FIGS. 7 to 9 are examples including the B unit, as in FIGS. 4 to 6 (embodiments 4 to 6). The inclusion of the B unit has the advantage of, for example, high spatial resolution, as described above. In FIGS. 7 to 9, the wavelength tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15 may be the same as the wavelength tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15 of FIG. 1 (Embodiment 1), for example.

[実施形態8]
図10に、本発明の眼球分析装置のさらに別の構成の一例を示す。図示のとおり、この装置は、光照射手段10、Aユニット200AおよびBユニット200Bにより構成されている。光照射手段10は、光源を2つ含む。また、AユニットおよびBユニットは、実施形態1〜7(図1〜9)と同様、光分離手段および分光手段を含む。
[Embodiment 8]
FIG. 10 shows an example of still another configuration of the eyeball analyzer of the present invention. As shown in the figure, this device is composed of a light irradiation means 10, A unit 200A and B unit 200B. The light irradiation means 10 includes two light sources. Further, the A unit and the B unit include an optical separation means and a spectroscopic means as in the first to seventh embodiments (FIGS. 1 to 9).

光照射手段10は、2つの光源10Aおよび10Bと、反射鏡71およびレンズ72と、ビームスプリッタ73、74および75と、波長可変フィルター14と、フィルター15により構成されている。光源10Aおよび10Bは、特に限定されないが、例えば、実施形態1〜6(図1〜6)の光源10Aと同様でもよい。反射鏡71は、例えば、ガルバノミラーであってもよい。反射鏡71は、回転により光の反射方向変化させることができる。また、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15は、例えば、図1(実施形態1)の波長可変フィルター14および波長選択フィルター15と同様でもよい。 The light irradiation means 10 is composed of two light sources 10A and 10B, a reflector 71 and a lens 72, beam splitters 73, 74 and 75, a tunable filter 14, and a filter 15. The light sources 10A and 10B are not particularly limited, but may be the same as the light sources 10A of the first to sixth embodiments (FIGS. 1 to 6), for example. The reflector 71 may be, for example, a galvano mirror. The reflecting mirror 71 can change the direction of light reflection by rotation. Further, the wavelength tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15 may be the same as the wavelength tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15 of FIG. 1 (Embodiment 1), for example.

光源10Aから照射される広帯域光の光路には、前記広帯域光の照射側から順に、レンズ72およびビームスプリッタ73が、この順序で配置され、光源10A、レンズ72およびビームスプリッタ73により、照射ユニット300Aが構成されている。なお、照射ユニット300Aを透過する広帯域光の照射方向は、図10では、Aユニット200AおよびBユニット200Bをそれぞれ透過する光の透過方向に対し垂直であるが、角度は特に限定されず、垂直でなくてもよい。そして、ビームスプリッタ73は、Aユニット200Aにおけるレンズ77の光入射側に配置されている。また、照射ユニット300Aの光出射側には、ビームスプリッタ75が配置されている。ビームスプリッタ75は、Bユニット200Bにおけるレンズ76の光入射側に配置されている。 A lens 72 and a beam splitter 73 are arranged in this order in the optical path of the broadband light emitted from the light source 10A from the irradiation side of the broadband light, and the irradiation unit 300A is arranged by the light source 10A, the lens 72, and the beam splitter 73. Is configured. In FIG. 10, the irradiation direction of the broadband light transmitted through the irradiation unit 300A is perpendicular to the transmission direction of the light transmitted through the A unit 200A and the B unit 200B, respectively, but the angle is not particularly limited and is vertical. It does not have to be. The beam splitter 73 is arranged on the light incident side of the lens 77 in the A unit 200A. Further, a beam splitter 75 is arranged on the light emitting side of the irradiation unit 300A. The beam splitter 75 is arranged on the light incident side of the lens 76 in the B unit 200B.

光源10Bの光出射側には、反射鏡71が配置されている。光源10Bからの光は、後述するように、反射鏡71により反射される。その反射光の光路には、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15が、前記順序で配置されている。また、眼球1から出射される出射光の光路には、前記出射光の出射側から順に、ビームスプリッタ74、ビームスプリッタ75、およびAユニット200Aが配置されている。 A reflecting mirror 71 is arranged on the light emitting side of the light source 10B. The light from the light source 10B is reflected by the reflecting mirror 71 as described later. A wavelength tunable filter 14 and a wavelength selection filter 15 are arranged in the optical path of the reflected light in the above order. Further, in the optical path of the emitted light emitted from the eyeball 1, a beam splitter 74, a beam splitter 75, and an A unit 200A are arranged in this order from the emitting side of the emitted light.

Aユニット200Aは、マイクロレンズアレイ21の光入射側にレンズ76が配置されていること以外は、図2の装置のAユニット100Aと同じである。Bユニット200Bは、像面24の光入射側にレンズ77が配置されていること以外は、図5のBユニット100Bと同じである。なお、Aユニット200AおよびBユニット200Bをそれぞれ透過する光の透過方向は、図10では互いに平行であるが、角度は特に平行に限定されず、任意である。 The A unit 200A is the same as the A unit 100A of the apparatus of FIG. 2 except that the lens 76 is arranged on the light incident side of the microlens array 21. The B unit 200B is the same as the B unit 100B in FIG. 5, except that the lens 77 is arranged on the light incident side of the image plane 24. The transmission directions of the light transmitted through the A unit 200A and the B unit 200B are parallel to each other in FIG. 10, but the angle is not particularly limited to parallel and is arbitrary.

図10の眼球分析装置は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、光源10Aから広帯域光を照射させる。光源10Aから照射された広帯域光は、レンズ72およびビームスプリッタ73をこの順序で透過した後、ビームスプリッタ75で反射され、ビームスプリッタ74を透過して眼球1に照射される。眼球1に照射された前記広帯域光の少なくとも一部は、眼球1による反射、蛍光もしくは散乱等で、眼球1から出射される。眼球1から出射された出射光は、ビームスプリッタ74を透過する。ビームスプリッタ74を透過した前記出射光の一部は、ビームスプリッタ75を透過し、Aユニット200Aのレンズ76によって収束される。レンズ76を透過した光は、Aユニット200Aによって、図2のAユニット100Aと同様に処理される。Aユニット200Aの撮像手段42に形成された画像は、例えば、スペクトル解析手段(図示せず)に供され、各視野の分光スペクトルが解析される。 The eyeball analyzer of FIG. 10 can be used, for example, as follows. First, a wide band light is irradiated from the light source 10A. The broadband light emitted from the light source 10A passes through the lens 72 and the beam splitter 73 in this order, is reflected by the beam splitter 75, passes through the beam splitter 74, and is applied to the eyeball 1. At least a part of the broadband light irradiated to the eyeball 1 is emitted from the eyeball 1 by reflection, fluorescence, scattering, or the like by the eyeball 1. The emitted light emitted from the eyeball 1 passes through the beam splitter 74. A part of the emitted light transmitted through the beam splitter 74 passes through the beam splitter 75 and is converged by the lens 76 of the A unit 200A. The light transmitted through the lens 76 is processed by the A unit 200A in the same manner as the A unit 100A of FIG. The image formed on the image pickup means 42 of the A unit 200A is provided to, for example, a spectrum analysis means (not shown), and the spectral spectrum of each field of view is analyzed.

また、ビームスプリッタ74を透過した前記出射光の一部は、ビームスプリッタ75により反射され、さらにビームスプリッタ73により反射され、Bユニット200Bのレンズ77によって収束される。レンズ77を透過した光は、Bユニット200Bによって、図5のBユニット100Bと同様に処理される。Bユニット200Bの撮像手段20Bに形成された画像は、例えば、スペクトル解析手段(図示せず)に供され、各視野の分光スペクトルが解析される。 Further, a part of the emitted light transmitted through the beam splitter 74 is reflected by the beam splitter 75, further reflected by the beam splitter 73, and converged by the lens 77 of the B unit 200B. The light transmitted through the lens 77 is processed by the B unit 200B in the same manner as the B unit 100B of FIG. The image formed on the image pickup means 20B of the B unit 200B is provided to, for example, a spectrum analysis means (not shown), and the spectral spectrum of each field of view is analyzed.

また、図10の眼球分析装置は、例えば、以下のようにしても使用することができる。まず、光源10Bから広帯域光を照射させる。光源10Bから照射された広帯域光は、反射鏡71により反射され、波長可変フィルター14によって分光され、さらに波長選択フィルター15によって特定の波長の光が選択的に透過され、前記選択的に透過された光がビームスプリッタ74により反射されて眼球1に照射される。反射鏡71は、前記のとおり、回転により光の反射方向を変化させることが可能であり、これにより、眼球1内をスキャンして分析視野を拡大することができる。眼球1に照射された前記広帯域光の少なくとも一部は、眼球1による反射等で、眼球1から出射される。眼球1から出射された出射光は、ビームスプリッタ74を透過し、その後、ビームスプリッタ75を透過し、または反射され、光源10Aからの光と同様に、Aユニット200AおよびBユニット100Bで処理される。 Further, the eyeball analyzer of FIG. 10 can also be used, for example, as follows. First, the light source 10B irradiates the broadband light. The broadband light emitted from the light source 10B is reflected by the reflecting mirror 71, split by the wavelength variable filter 14, and the light of a specific wavelength is selectively transmitted by the wavelength selection filter 15, and the light is selectively transmitted. The light is reflected by the beam splitter 74 and irradiates the eyeball 1. As described above, the reflecting mirror 71 can change the direction of light reflection by rotation, whereby the inside of the eyeball 1 can be scanned to expand the analysis field of view. At least a part of the broadband light irradiated to the eyeball 1 is emitted from the eyeball 1 by reflection or the like by the eyeball 1. The emitted light emitted from the eyeball 1 is transmitted through the beam splitter 74, then transmitted or reflected through the beam splitter 75, and is processed by the A unit 200A and the B unit 100B in the same manner as the light from the light source 10A. ..

図10の装置によれば、例えば、2つの光源(光照射手段)10Aおよび10Bを、目的に応じて適宜切り替えて、または2つを同時に用いることができる。例えば、2つの光源の一方が可視光を照射する光源で、他方が赤外光を照射する光源でもよい。また、例えば、Aユニット200AおよびBユニット200Bを、目的に応じて適宜切り替えて、または2つを同時に用いることができる。 According to the apparatus of FIG. 10, for example, the two light sources (light irradiation means) 10A and 10B can be appropriately switched according to the purpose, or the two can be used at the same time. For example, one of the two light sources may be a light source that irradiates visible light, and the other may be a light source that irradiates infrared light. Further, for example, the A unit 200A and the B unit 200B can be appropriately switched according to the purpose, or the two can be used at the same time.

また、図10の装置の構成は、他にも適宜変更が可能である。例えば、図3または6の装置と同様に、偏光板を用いてもよい。 In addition, the configuration of the device of FIG. 10 can be changed as appropriate. For example, a polarizing plate may be used as in the apparatus of FIG. 3 or 6.

[実施形態9]
図11に、本発明の眼球分析装置のさらに別の構成の一例を示す。この装置は、図10の光源10Bに代えて照射ユニット(レーザーユニット)300Bを有すること以外は、図10と同じである。レーザーユニット300Bは、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)用光照射手段である。レーザーユニット300Bは、光照射手段(光源)10Cおよび10Dと、光路長調整ユニット101と、リレーレンズ102とにより構成される。光路長調整ユニット101は、例えば、光を反射可能なミラー等から構成されており、光源10Dから照射された広帯域光(ストークス光)を反射する。そして、光路長調整ユニット101が、図中の矢印に示すとおり、光源10Dからの前記広帯域光の照射方向に沿って前後に移動することで、前記広帯域光の光路長を調整できる。これによって、光路長調整ユニット101は、例えば、後述する、広帯域光と超短パルスレーザー(ポンプ光およびプローブ光)の眼球への入射タイミングを合わせる役割を果たす。
[Embodiment 9]
FIG. 11 shows an example of still another configuration of the eyeball analyzer of the present invention. This device is the same as FIG. 10 except that it has an irradiation unit (laser unit) 300B instead of the light source 10B of FIG. The laser unit 300B is a light irradiation means for coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS). The laser unit 300B includes light irradiation means (light sources) 10C and 10D, an optical path length adjusting unit 101, and a relay lens 102. The optical path length adjusting unit 101 is composed of, for example, a mirror capable of reflecting light, and reflects wideband light (Stokes light) emitted from the light source 10D. Then, as shown by the arrow in the figure, the optical path length adjusting unit 101 can adjust the optical path length of the broadband light by moving back and forth along the irradiation direction of the broadband light from the light source 10D. As a result, the optical path length adjusting unit 101 plays a role of matching the timing of incident of the broadband light and the ultrashort pulse laser (pump light and probe light) on the eyeball, which will be described later.

光源10Dは、例えば、スーパーコンティニューム光(SC)を発する光源である。光源10Cは、レーザー光(単色パルス光)を照射する。前記レーザー光は、例えばフェムト秒またはピコ秒レーザーを種光とし、光源10Dから照射されるスーパーコンティニューム光の励起光の役割を果たす。また、前記レーザー光は、例えば、可視光または赤外線の超短パルスレーザーである。 The light source 10D is, for example, a light source that emits super-continue light (SC). The light source 10C irradiates a laser beam (monochromatic pulsed light). The laser light uses, for example, a femtosecond or picosecond laser as a seed light, and serves as an excitation light of supercontinue light emitted from the light source 10D. The laser beam is, for example, a visible light or an infrared ultrashort pulse laser.

また、図11の装置において、光源10Aが、白色光源であり、照射ユニット300Aが、前記白色光源を含む白色光源ユニットであってもよい。光源10Aは、例えば、ハロゲン光源または黒体(波長域による)であってもよい。レンズ72は、例えば、拡散板、コンデンサーレンズ、コリメータレンズ等であってもよい。 Further, in the apparatus of FIG. 11, the light source 10A may be a white light source, and the irradiation unit 300A may be a white light source unit including the white light source. The light source 10A may be, for example, a halogen light source or a blackbody (depending on the wavelength range). The lens 72 may be, for example, a diffuser plate, a condenser lens, a collimator lens, or the like.

図11の眼球分析装置は、例えば、以下のようにして使用することができる。まず、光源10Cおよび10Dから光を照射させる。光源10Dから照射されたスーパーコンティニューム光は、光路長調整ユニット101により光路長が調整される。光源10Cから照射されたレーザー光は、リレーレンズ102により反射される。これにより、前記スーパーコンティニューム光(広帯域光)および前記レーザー光の光路が重なって混合光となる。前記混合光は、反射鏡71により反射され、図10の装置と同様の経路により、眼球1に照射され、眼球1から射出されたアンチストークスラマン散乱光がさらにAユニット200AおよびBユニット200Bに入射する。Bユニット200Bでは、回折格子32により、眼球1からの出射光が分光される。これら以外は、図11の眼球分析装置は、図10の装置と同様にして使用できる。例えば、光源10Cおよび10Dに加え、またはそれに代えて、光源10Aから広帯域光を照射させて、図10の装置と同様に使用することができる。 The eyeball analyzer of FIG. 11 can be used, for example, as follows. First, light is emitted from the light sources 10C and 10D. The optical path length of the super-continue light emitted from the light source 10D is adjusted by the optical path length adjusting unit 101. The laser light emitted from the light source 10C is reflected by the relay lens 102. As a result, the optical paths of the super-continue light (broadband light) and the laser light overlap to form mixed light. The mixed light is reflected by the reflecting mirror 71, irradiated to the eyeball 1 by the same path as the device of FIG. 10, and the anti-Stoke Raman scattered light emitted from the eyeball 1 is further incident on the A unit 200A and the B unit 200B. To do. In the B unit 200B, the light emitted from the eyeball 1 is separated by the diffraction grating 32. Other than these, the eyeball analyzer of FIG. 11 can be used in the same manner as the apparatus of FIG. For example, in addition to or in place of the light sources 10C and 10D, the light source 10A can be irradiated with broadband light and used in the same manner as the apparatus of FIG.

図11の装置によれば、前記のとおり、光源10Dによるスーパーコンティニューム光(SC)と光源10Cによるレーザー光(単色パルス光)との混合光を眼球1に照射し、眼球内で生成されたアンチストークスラマン散乱光を回折格子32により分光する。一般に、アンチストークスラマン光は通常のラマン散乱光にくらべて非常に強度が高く、かつポンプ光によって発生するルミネッセンス光の影響を受けないので、これによりさらに感度が高い分析をすることができる。 According to the apparatus of FIG. 11, as described above, the eyeball 1 was irradiated with the mixed light of the super continuation light (SC) by the light source 10D and the laser light (monochromatic pulsed light) by the light source 10C, and was generated in the eyeball. The anti-Stokes laser scattered light is separated by the diffraction grating 32. In general, anti-Stoke Raman light has a much higher intensity than ordinary Raman scattered light and is not affected by luminescence light generated by pump light, so that more sensitive analysis can be performed.

図11の装置によれば、例えば、レーザーユニット300BおよびBユニット200Bを用いてCARSを行うことで、例えば、眼内における白内障の空間分布情報を取得し、白内障マッピングができる。これにより、例えば、進行が進んでいない状態においても白内障が検知できる。また、前記CARSを行うことで、例えば、眼底断層の3次元マッピング(眼底写真+深さ)を行うことができる。このためには、ラマン散乱光としては解像度が高いことが好ましい。また、透過力の高い近赤外線光(波長1000〜1550nm)を用いることが好ましい。ただし、これらの用途は例示であり、図11の装置の用途は、これらに限定されない。また、この装置の構成も、特に限定されない。例えば、図5の装置(Bユニットを含みAユニットを含まない)の光源10をレーザーユニット300Bに変えた装置を、図11の装置と同様の用途に用いることも出来る。なお、本発明において「眼底断層」は、眼底および眼底よりも下層の間の空間の断層を含む。 According to the apparatus of FIG. 11, for example, by performing CARS using the laser unit 300B and the B unit 200B, it is possible to acquire the spatial distribution information of cataract in the eye and perform cataract mapping. Thereby, for example, cataract can be detected even in a state where the progress is not progressing. Further, by performing the CARS, for example, three-dimensional mapping of the fundus tomography (fundus photograph + depth) can be performed. For this purpose, it is preferable that the Raman scattered light has a high resolution. Further, it is preferable to use near-infrared light (wavelength 1000 to 1550 nm) having high penetrating power. However, these uses are examples, and the uses of the device of FIG. 11 are not limited to these. Further, the configuration of this device is not particularly limited. For example, a device in which the light source 10 of the device of FIG. 5 (including the B unit and not including the A unit) is changed to the laser unit 300B can be used for the same purpose as the device of FIG. In the present invention, the “fundus fault” includes a fault in the space between the fundus and the layer below the fundus.

なお、図11の装置において、ストークス光(眼球1に照射される広帯域光のうち、プローブとなる眼球中の分子の励起に関わる光)の波長は、特に限定されないが、例えば、1000〜1550nmである。網膜、眼底等を分析する場合は、眼球中の水の吸収帯等を考慮して、分析対象部位まで光を届きやすくする観点から、波長が1400nmを超えないことが好ましい。また、ポンプ光(光源10Cから出射されるレーザー光)の波長も特に限定されないが、例えば、700nm以上である。光源10Cの出力も特に限定されないが、例えば、光源10Cからの光の放出持続時間が10秒の場合、15.6mW以下である。 In the apparatus of FIG. 11, the wavelength of Stokes light (light related to the excitation of molecules in the eyeball serving as a probe among the broadband light irradiated to the eyeball 1) is not particularly limited, but is, for example, 1000 to 1550 nm. is there. When analyzing the retina, fundus, etc., it is preferable that the wavelength does not exceed 1400 nm from the viewpoint of making it easier for light to reach the analysis target site in consideration of the absorption band of water in the eyeball. The wavelength of the pump light (laser light emitted from the light source 10C) is also not particularly limited, but is, for example, 700 nm or more. The output of the light source 10C is also not particularly limited, but for example, when the emission duration of the light from the light source 10C is 10 seconds, it is 15.6 mW or less.

図11の装置に限らず、本発明の眼球分析装置において、眼球に照射される光の波長、出力等は、安全性を考慮して適切に選択することが好ましい。また、光源の出力は、例えば、レーザ安全性の標準化(JISC6802)および眼光学機器における光ハザードからの保護(JIST15004-2)等に定める最大許容露光量(MPE:Maximum Permissible Exposure)を超えないようにすることが好ましい。光源が複数の場合であって、それぞれの出射光の波長における最大許容露光量が同じ(同じ規制波長帯)場合は、全光源の出力の和が、最大許容露光量を超えないようにすることが好ましい。また、光源が2つの場合であって、それぞれの出射光の波長における最大許容露光量が異なる(異なる規制波長帯)場合は、第1の光源の露光量と、第2の光源の露光量とが、下記数式(1)の関係を満たすことが好ましい。光源が3つ以上の場合も、同様である。また、例えば、後述する図12のように、混合光が波長選択フィルターにより分光され、必要な波長の光のみが選択的に眼球に照射される場合は、光源からの出射光に代えて、眼球に照射される光の露光量が、最大許容露光量を超えないようにしてもよい。

(E1/E1max)+(E2/E2max)≦1 (1)

E1:第1の光源の出射光の露光量
E1max:第1の光源の出射光の波長における最大許容露光量
E2:第2の光源の出射光の露光量
E2max:第2の光源の出射光の波長における最大許容露光量
Not limited to the device of FIG. 11, in the eyeball analyzer of the present invention, it is preferable that the wavelength, output, etc. of the light applied to the eyeball are appropriately selected in consideration of safety. In addition, the output of the light source should not exceed the maximum permissible exposure (MPE) specified in, for example, standardization of laser safety (JISC6802) and protection from optical hazards in ocular optical equipment (JIST15004-2). Is preferable. When there are multiple light sources and the maximum allowable exposure at the wavelength of each emitted light is the same (same regulated wavelength band), the sum of the outputs of all the light sources should not exceed the maximum allowable exposure. Is preferable. When there are two light sources and the maximum permissible exposure amount at each wavelength of the emitted light is different (different regulated wavelength bands), the exposure amount of the first light source and the exposure amount of the second light source However, it is preferable to satisfy the relationship of the following mathematical formula (1). The same applies when there are three or more light sources. Further, for example, as shown in FIG. 12 described later, when the mixed light is separated by the wavelength selection filter and only the light having the required wavelength is selectively irradiated to the eyeball, the eyeball is replaced with the light emitted from the light source. The exposure amount of the light applied to the light may not exceed the maximum allowable exposure amount.

(E1 / E1 max ) + (E2 / E2 max ) ≦ 1 (1)

E1: Exposure of the emitted light of the first light source E1 max : Maximum allowable exposure at the wavelength of the emitted light of the first light source E2: Exposure of the emitted light of the second light source E2 max : Output of the second light source Maximum permissible exposure at the wavelength of light emission

なお、反射鏡71により反射された混合光は、波長選択フィルター15により分光され、必要な波長の光のみが、選択的に眼球1に照射される。具体的には、例えば、前記混合光に含まれる光のうち、ストークス光(眼球1に照射される広帯域光のうち、プローブとなる眼球中の分子の励起に関わる光)およびポンプ光(光源10Cから出射されるレーザー光)のみが波長選択フィルター15を通過(透過)し、選択的に眼球1に照射される。 The mixed light reflected by the reflecting mirror 71 is separated by the wavelength selection filter 15, and only the light having a required wavelength is selectively irradiated to the eyeball 1. Specifically, for example, among the light contained in the mixed light, Stokes light (light related to excitation of molecules in the eyeball serving as a probe among the broadband light irradiated to the eyeball 1) and pump light (light source 10C). Only the laser light emitted from the eyeball 1 passes through (transmits) the wavelength selection filter 15 and is selectively irradiated to the eyeball 1.

図12のグラフに、波長選択フィルター15の機能を模式的に示す。同図において、横軸は波長であり、縦軸は透過率である。図示のとおり、ポンプ光の波長λと、ストークス光の波長帯λの光のみが波長選択フィルター15を通過し、他の波長の光はカットされる。ただし、図12は例示であり、本発明をなんら限定しない。例えば、図12におけるポンプ光の波長λおよびストークス光の波長帯λは、一例であって、本発明はこれに限定されない。また、例えば、図12ではストークス光の波長帯が1つであるが、ストークス光の波長帯が複数の場合は、前記複数の波長帯のストークス光が全て波長選択フィルター15を透過してもよい。ストークス光の波長帯が複数であると、例えば、複数の疾患(例えば、白内障およびアルツハイマー病)に対応する分析が可能であり、それらの早期診断等に対応できる。The graph of FIG. 12 schematically shows the function of the wavelength selection filter 15. In the figure, the horizontal axis is the wavelength and the vertical axis is the transmittance. As shown in the figure, only the light having the wavelength λ p of the pump light and the light having the wavelength band λ s of the Stokes light passes through the wavelength selection filter 15, and the light having other wavelengths is cut. However, FIG. 12 is an example and does not limit the present invention in any way. For example, the wavelength λ p of the pump light and the wavelength band λ s of the Stokes light in FIG. 12 are examples, and the present invention is not limited thereto. Further, for example, in FIG. 12, the Stokes light has one wavelength band, but when the Stokes light has a plurality of wavelength bands, all the Stokes lights in the plurality of wavelength bands may pass through the wavelength selection filter 15. .. When there are a plurality of wavelength bands of Stokes light, for example, analysis corresponding to a plurality of diseases (for example, cataract and Alzheimer's disease) can be performed, and early diagnosis of these diseases can be supported.

必要な波長以外の光を波長選択フィルター15で遮断(カット)し、眼球1に入射させないようにすることで、例えば、眼球1に入射する光エネルギー量を抑え、眼球分析の安全性を高めることができる。また、例えば、必要な波長以外の光がなくなることで、眼内で発生する散乱光およびルミネッセンス光が減少することでバックグラウンド光が減少し、ラマン光が検出しやすくなり、ラマン光の波長に対応した分析(例えば、特定タンパク質等の分子の分析)の精度が向上する。 By blocking (cutting) light other than the required wavelength with the wavelength selection filter 15 so that it does not enter the eyeball 1, for example, the amount of light energy incident on the eyeball 1 can be suppressed and the safety of eyeball analysis can be improved. Can be done. In addition, for example, when light other than the required wavelength disappears, scattered light and luminescence light generated in the eye are reduced, so that background light is reduced, Raman light is easily detected, and the wavelength of Raman light is changed. The accuracy of the corresponding analysis (eg, analysis of a molecule such as a specific protein) is improved.

また、例えば、光源10Dとして、広帯域光に代えてストークス光のみを出射する単色レーザー光源を用い、波長選択フィルター15を用いなくても、波長選択フィルター15の使用と同様の効果を得ることができる。しかしながら、広帯域光を用いた方が、温度変化によるレーザー出力波長の温度ドリフトなどの不安定性に強くなる(ロバストになる)ため好ましい。 Further, for example, as the light source 10D, a monochromatic laser light source that emits only Stokes light instead of broadband light is used, and the same effect as that of using the wavelength selection filter 15 can be obtained without using the wavelength selection filter 15. .. However, it is preferable to use wideband light because it becomes more resistant to instability (robustness) such as temperature drift of the laser output wavelength due to temperature changes.

ストークス光の波長帯が複数の場合は、例えば、波長選択フィルター15を複数用い、それぞれを切り替えることで、それぞれの波長選択フィルターに対応したストークス光の波長帯を通過させるようにしてもよい。また、例えば、波長選択フィルター15を複数用いることに加え、またはそれに代えて、波長選択フィルター15が波長可変フィルターであってもよい。 When there are a plurality of wavelength bands of Stokes light, for example, a plurality of wavelength selection filters 15 may be used and each of them may be switched so that the wavelength band of Stokes light corresponding to each wavelength selection filter is passed. Further, for example, in addition to or instead of using a plurality of wavelength selection filters 15, the wavelength selection filter 15 may be a wavelength tunable filter.

また、例えば、複数の波長帯のストークス光を通過させるために、波長選択フィルター15が回折格子および波長選択マスクを含んでいてもよい。図13に、回折格子および波長選択マスクを含む波長選択フィルター15の一例を示す。図示のとおり、この波長可変フィルター15は、回折格子15a、レンズ15b、波長選択マスク15c、レンズ15d、および回折格子15eが、光入射側(図の下側)から前記順序で配置されている。図示のとおり、まず、回折格子15aにより混合光が分光される。分光された混合光は、レンズ15bを通過し、波長選択マスク15cにより、1つまたは複数(図では2つ)の波長帯の光のみが選択的に通過される。波長選択マスク15cを通過した光は、レンズ15dおよび回折格子15eを通過した後に、眼球1に照射される。なお、波長選択マスク15cは、例えば、波長選択フィルターまたは波長可変フィルターであってもよい。また、図13の波長選択フィルター15において、光入射側と光出射側とを逆にして用いることも出来る。 Further, for example, the wavelength selection filter 15 may include a diffraction grating and a wavelength selection mask in order to pass Stokes light of a plurality of wavelength bands. FIG. 13 shows an example of a wavelength selection filter 15 including a diffraction grating and a wavelength selection mask. As shown in the figure, in the wavelength variable filter 15, the diffraction grating 15a, the lens 15b, the wavelength selection mask 15c, the lens 15d, and the diffraction grating 15e are arranged in the above order from the light incident side (lower side of the figure). As shown in the figure, first, the mixed light is separated by the diffraction grating 15a. The dispersed mixed light passes through the lens 15b, and only one or more (two in the figure) wavelength band light is selectively passed by the wavelength selection mask 15c. The light that has passed through the wavelength selection mask 15c is applied to the eyeball 1 after passing through the lens 15d and the diffraction grating 15e. The wavelength selection mask 15c may be, for example, a wavelength selection filter or a tunable wavelength filter. Further, in the wavelength selection filter 15 of FIG. 13, the light incident side and the light emitting side can be reversed.

[実施形態10]
図15に、本発明の眼球分析装置のさらに別の一例を示す。この眼球分析装置は、図1〜11の眼球分析装置と同様に、眼球1の分析が可能である。また、図15の眼球分析装置によれば、後述するように、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)および光干渉断層撮影(OCT)による測定が可能であり、OCTの一種としてのSS-OCTによる測定も可能である。また、図15の眼球分析装置は、後述するように、AユニットおよびBユニットの両方を有する。そして、図10および11の装置も、前述のとおり、AユニットおよびBユニットの両方を有する。したがって、図15の眼球分析装置は、例えば、図10または11の装置と同様の方法で使用することも可能である。なお、図15において、図10または11の装置と同一の部材は、同一の符号で示している。
[Embodiment 10]
FIG. 15 shows still another example of the eyeball analyzer of the present invention. This eyeball analyzer can analyze the eyeball 1 in the same manner as the eyeball analyzers of FIGS. 1 to 11. Further, according to the eyeball analyzer of FIG. 15, as will be described later, measurement by coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS) and optical coherence tomography (OCT) is possible, and measurement by SS-OCT as a kind of OCT is possible. Is also possible. Further, the eyeball analyzer of FIG. 15 has both an A unit and a B unit, as will be described later. The devices of FIGS. 10 and 11 also have both A and B units, as described above. Therefore, the eye analyzer of FIG. 15 can be used, for example, in the same manner as the apparatus of FIG. 10 or 11. In addition, in FIG. 15, the same member as the apparatus of FIG. 10 or 11 is indicated by the same reference numeral.

図15に示すとおり、この眼球分析装置は、Aユニット2000Aと、Bユニット2000Bとを含む。Aユニット2000Aは、光照射手段3000Bと、広帯域光を照射された眼球1から出射(射出)する出射光(射出光)を、眼球1の空間の位置に応じて分離する光分離手段20と、前記出射光を波長ごとに分光する分光手段(回折格子)31とを含む。また、Aユニット2000Aは、さらに、レンズ41および撮像手段42を含む。光分離手段20は、マイクロレンズアレイ21、マスク(視野マスク)22およびレンズ23により構成されている。マイクロレンズアレイ21、マスク(視野マスク)22、レンズ23、分光手段31、レンズ41および撮像手段42の配置および機能は、図1の眼球分析装置におけるAユニット100Aと同様である。光照射手段3000Bは、光源10Eと、ミラー601および602と、光ファイバー401fと、レンズ701、702および711と、ビームスプリッタ121とを含む。光源10Eとしては、特に限定されない。光源10Eは、例えば、図10の光源10Bと同様に、広帯域光を照射する光源でもよく、可視光を照射する光源でもよく、赤外光を照射する光源でもよい。また、光源10Eは、例えば、図11と同様に、レーザー光(単色パルス光)を照射する光源10Cと、広帯域光(例えば、スーパーコンティニューム光(SC))を発する光源10Dとを含んでいてもよい。なお、光照射手段3000Bは、図15ではAユニットの一部として組み込まれているが、これに限定されない。例えば、光照射手段3000Bは、Aユニットとは別部材として構成され、Aユニット用の光源として用いられてもよい。また、例えば、光照射手段3000Bは、Aユニット用の光源に限定されず、後述するようにBユニット用の光源として用いてもよい。 As shown in FIG. 15, this eyeball analyzer includes A unit 2000A and B unit 2000B. The A unit 2000A includes a light irradiating means 3000B, a light separating means 20 that separates emitted light (emission light) emitted (emitted) from the eyeball 1 irradiated with broadband light according to the position of the space of the eyeball 1. It includes a spectroscopic means (diffraction grating) 31 that disperses the emitted light for each wavelength. Further, the A unit 2000A further includes a lens 41 and an imaging means 42. The light separation means 20 is composed of a microlens array 21, a mask (field mask) 22, and a lens 23. The arrangement and function of the microlens array 21, the mask (field mask) 22, the lens 23, the spectroscopic means 31, the lens 41, and the imaging means 42 are the same as those of the A unit 100A in the eyeball analyzer of FIG. The light irradiation means 3000B includes a light source 10E, mirrors 601 and 602, an optical fiber 401f, lenses 701, 702 and 711, and a beam splitter 121. The light source 10E is not particularly limited. The light source 10E may be a light source that irradiates broadband light, a light source that irradiates visible light, or a light source that irradiates infrared light, as in the case of the light source 10B of FIG. Further, the light source 10E includes, for example, a light source 10C that irradiates a laser beam (monochromatic pulsed light) and a light source 10D that emits a broadband light (for example, super-continue light (SC)), as in FIG. May be good. The light irradiation means 3000B is incorporated as a part of the A unit in FIG. 15, but is not limited to this. For example, the light irradiation means 3000B may be configured as a member separate from the A unit and may be used as a light source for the A unit. Further, for example, the light irradiation means 3000B is not limited to the light source for the A unit, and may be used as the light source for the B unit as described later.

Aユニット2000Aは、さらに、ミラー603、604および605と、ダイクロイックミラー501および502と、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15とを含む。波長可変フィルター14および波長選択フィルター15は、マイクロレンズアレイ21の光入射側に隣接して、光入射側から波長可変フィルター14および波長選択フィルター15の順序で配置されている。波長可変フィルター14および波長選択フィルター15は、図1の波長可変フィルター14および波長選択フィルター15と同様に、光源からの光を分光する分光手段に該当する。 The A unit 2000A further includes mirrors 603, 604 and 605, dichroic mirrors 501 and 502, a tunable filter 14 and a wavelength selection filter 15. The wavelength tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15 are arranged adjacent to the light incident side of the microlens array 21 in the order of the wavelength tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15 from the light incident side. The wavelength variable filter 14 and the wavelength selection filter 15 correspond to spectroscopic means for dispersing light from a light source, similarly to the wavelength variable filter 14 and the wavelength selection filter 15 of FIG.

Bユニット2000Bは、スペクトロメータ1000、入力ポート(Input port)801および901、出力ポート(Output port)802および902、サンプルアームSA、リファレンスアームRA、レンズ704、706および707、光パワーメータ707p、ファイバーカプラー401c、およびスキャニングミラー(ミラー)610sを含む。 The B unit 2000B includes a spectrometer 1000, input ports 801 and 901, output ports 802 and 902, sample arm SA, reference arm RA, lens 704, 706 and 707, optical power meter 707p, fiber. It includes a coupler 401c and a scanning mirror (mirror) 610s.

レンズ704および706と、スキャニングミラー610sとにより、測定対象光(例えば、光を照射された眼球1から出射する出射光)が透過または反射させて入力ポート901に導入可能である。スキャニングミラー610sの角度を変更(スキャン)することで、前記測定対象光の経路を調整し、入力ポート901に導入することができる。 The lenses 704 and 706 and the scanning mirror 610s allow the light to be measured (for example, the emitted light emitted from the illuminated eyeball 1) to be transmitted or reflected and introduced into the input port 901. By changing (scanning) the angle of the scanning mirror 610s, the path of the light to be measured can be adjusted and introduced into the input port 901.

入力ポート801および901、出力ポート802および902は、それぞれ光ファイバーに接続されている。これらの光ファイバーは、サンプルアームSAおよびリファレンスアームRAを含んでおり、ファイバーカプラー401cにより束ねられている。入力ポート801は、光照射手段3000Bからの照射光を、前記光ファイバーを介してBユニット2000Bに導入することができる。入力ポート901は、前記測定対象光をサンプルアーム(光ファイバ)SAに導入することができる。出力ポート802は、サンプルアームSAおよび前記光ファイバーを介して、前記測定対象光をスペクトロメータ1000に導入可能である。また、出力ポート902は、リファレンスアーム(光ファイバ)RAを介して、光源からの光を、眼球1に照射させずにそのまま受信可能である。この受信した光を参照光(リファレンス)とすることができる。出力ポート902で受信した前記参照光は、レンズ707を透過させて光パワーメータ707pで測定できる。 Input ports 801 and 901 and output ports 802 and 902 are connected to optical fibers, respectively. These optical fibers include a sample arm SA and a reference arm RA, and are bundled by a fiber coupler 401c. The input port 801 can introduce the irradiation light from the light irradiation means 3000B into the B unit 2000B via the optical fiber. The input port 901 can introduce the light to be measured into the sample arm (optical fiber) SA. The output port 802 can introduce the light to be measured into the spectrometer 1000 via the sample arm SA and the optical fiber. Further, the output port 902 can receive the light from the light source as it is without irradiating the eyeball 1 via the reference arm (optical fiber) RA. This received light can be used as a reference light (reference). The reference light received at the output port 902 can be measured by the optical power meter 707p through the lens 707.

スペクトロメータ1000は、レンズ25、波長可変フィルター(分光手段)32、レンズ41およびラインカメラ(撮像手段)20Bを含み、これらの部材は、図4の眼球分析装置と同様に光入射側から前記順序で配置されており、その機能も、図4のレンズ25、波長可変フィルター(分光手段)32、レンズ41および撮像手段20Bと同様である。ラインカメラ20Bにより、像面(図15では図示せず)に、眼球1の少なくとも一部の画像が結像される。 The spectrometer 1000 includes a lens 25, a variable wavelength filter (spectral means) 32, a lens 41 and a line camera (imaging means) 20B, and these members are in the same order as the eyeball analyzer of FIG. 4 from the light incident side. The same functions as the lens 25, the wavelength variable filter (spectral means) 32, the lens 41, and the imaging means 20B in FIG. 4 are also arranged. The line camera 20B forms an image of at least a part of the eyeball 1 on the image plane (not shown in FIG. 15).

また、図15の眼球分析装置は、さらに、光照射手段3000Aを含む。光照射手段3000Aは、光源10A、ミラー606、ダイクロイックミラー503、レンズ705、ビームスプリッタ12、光パワーメータ10Ap、対物レンズ13および対物レンズスイッチャ―13sを含む。光源10Aは、特に限定されず、例えば、図1〜11の光源10Aと同様でもよい。ミラー606、ダイクロイックミラー503、レンズ705、ビームスプリッタ12により、光源10Aからの光を反射、透過または屈折可能である。光パワーメータ10Apにより、光源10Aからの光の強度を測定可能である。また、対物レンズスイッチャ―13sにより、対物レンズ13を移動可能である。例えば、後述するように、CARS測定の場合は対物レンズ13を用い、OCT測定の場合は対物レンズ13を用いなくてもよい。 In addition, the eyeball analyzer of FIG. 15 further includes a light irradiation means 3000A. The light irradiation means 3000A includes a light source 10A, a mirror 606, a dichroic mirror 503, a lens 705, a beam splitter 12, an optical power meter 10Ap, an objective lens 13, and an objective lens switcher 13s. The light source 10A is not particularly limited, and may be the same as the light source 10A of FIGS. 1 to 11, for example. The mirror 606, the dichroic mirror 503, the lens 705, and the beam splitter 12 can reflect, transmit, or refract the light from the light source 10A. The intensity of light from the light source 10A can be measured by the optical power meter 10Ap. Further, the objective lens 13 can be moved by the objective lens switcher 13s. For example, as will be described later, the objective lens 13 may be used for CARS measurement, and the objective lens 13 may not be used for OCT measurement.

図15の眼球分析装置を用いた眼球分析方法は、特に限定されないが、例えば、図16、17、18または19に示すようにして行うことができる。 The eyeball analysis method using the eyeball analyzer of FIG. 15 is not particularly limited, but can be performed as shown in FIGS. 16, 17, 18 or 19, for example.

図16および17は、図15の眼球分析装置を用いたCARS測定による眼球分析方法の一例を示す図である。図16は、光源10Eにより眼球1に照射される(入射する)入射光の経路を示す。図17は、前記光を照射された眼球1から出射する出射光の経路を示す。 16 and 17 are diagrams showing an example of an eyeball analysis method by CARS measurement using the eyeball analyzer of FIG. FIG. 16 shows the path of the incident light emitted (incident) to the eyeball 1 by the light source 10E. FIG. 17 shows the path of the emitted light emitted from the eyeball 1 irradiated with the light.

図16および17のCARS測定は、具体的には、以下のようにして行うことができる。まず、図16に示すとおり、光源10Eからスーパーコンティニューム光SC1およびポンプ光(励起光)P1を照射する。スーパーコンティニューム光SC1の波長は、特に限定されないが、例えば、波長1100nm〜1600nmであってもよい。SC1の中心波長も特に限定されないが、例えば中心波長1040nm等であってもよい。SC1の照射間隔も特に限定されないが、例えば、数十ps等であってもよい。また、ポンプ光P1は、例えば、単色のレーザ光であり、例えばパルスレーザであってもよい。P1の波長は、特に限定されないが、例えば1064nm等であってもよい。P1の照射間隔も特に限定されないが、例えば、数ps等であってもよい。図示のとおり、SC1は、ミラー601および602により前記順序で反射され、レンズ711、光ファイバー401f、レンズ701およびビームスプリッタ121を前記順序で透過し、さらにダイクロイックミラー501を透過する。一方、P1は、ミラー603により反射された後に、ダイクロイックミラー501により反射され、SC1と合成され、合成光となる。このようにして、SC1がP1により励起される。前記SC1およびP1の合成光は、図示のとおり、ダイクロイックミラー502を透過し、ミラー605、ミラー606およびダイクロイックミラー503により前記順序で反射され、その後、ビームスプリッタ12により反射され、さらに対物レンズ13を透過して眼球1に照射される。 Specifically, the CARS measurement of FIGS. 16 and 17 can be performed as follows. First, as shown in FIG. 16, the supercontinue light SC1 and the pump light (excitation light) P1 are irradiated from the light source 10E. The wavelength of the super-continue light SC1 is not particularly limited, but may be, for example, a wavelength of 1100 nm to 1600 nm. The center wavelength of SC1 is not particularly limited, but may be, for example, a center wavelength of 1040 nm. The irradiation interval of SC1 is not particularly limited, but may be, for example, several tens of ps. Further, the pump light P1 is, for example, a monochromatic laser light, and may be, for example, a pulse laser. The wavelength of P1 is not particularly limited, but may be, for example, 1064 nm. The irradiation interval of P1 is also not particularly limited, but may be, for example, several ps or the like. As shown, the SC1 is reflected by the mirrors 601 and 602 in the above order, passes through the lens 711, the optical fiber 401f, the lens 701 and the beam splitter 121 in the above order, and further passes through the dichroic mirror 501. On the other hand, P1 is reflected by the mirror 603, then reflected by the dichroic mirror 501, and is combined with SC1 to become synthetic light. In this way, SC1 is excited by P1. As shown in the figure, the combined light of SC1 and P1 is transmitted through the dichroic mirror 502, reflected by the mirror 605, the mirror 606 and the dichroic mirror 503 in the above order, and then reflected by the beam splitter 12 and further the objective lens 13. It penetrates and irradiates the eyeball 1.

つぎに、前記SC1およびP1の合成光を照射された眼光1から、図17に示すとおり、CARS光(信号光)S1が照射される。CARS光(信号光)S1の波長は特に限定されないが、例えば、700nm〜980nm等であってもよい。S1は、対物レンズ13を透過し、ビームスプリッタ12、ダイクロイックミラー503、ミラー606、ミラー605、ダイクロイックミラー502、レンズ703、およびミラー604を、前記順序で透過し、または反射される。そして、S1は、さらに、波長可変フィルター14、波長選択フィルター15、マイクロレンズアレイ21、マスク(視野マスク)22、レンズ23、分光手段31、レンズ41を前記順序で透過し、透過する間に屈折、分光等が行われる。レンズ41を透過したS1は、さらに、撮像手段42に照射されて撮像され、撮像して得られた画像上の画素によって前記分光された出射光S1が二次元的に分離される。なお、撮像手段42は、このように、S1が二次元的に分離される二次元イメージングシステムであってもよい。しかし、これに限定されず、S1が三次元的に分離される三次元イメージングシステムであってもよい。 Next, as shown in FIG. 17, CARS light (signal light) S1 is irradiated from the eye light 1 irradiated with the combined light of SC1 and P1. The wavelength of the CARS light (signal light) S1 is not particularly limited, but may be, for example, 700 nm to 980 nm. S1 transmits through the objective lens 13 and transmits or is reflected through the beam splitter 12, the dichroic mirror 503, the mirror 606, the mirror 605, the dichroic mirror 502, the lens 703, and the mirror 604 in the above order. Then, S1 further transmits the wavelength variable filter 14, the wavelength selection filter 15, the microlens array 21, the mask (field mask) 22, the lens 23, the spectroscopic means 31, and the lens 41 in the above order, and refracts while transmitting. , Spectroscopy, etc. are performed. The S1 transmitted through the lens 41 is further irradiated with the imaging means 42 to be imaged, and the spectroscopic emitted light S1 is two-dimensionally separated by the pixels on the image obtained by the imaging. The imaging means 42 may be a two-dimensional imaging system in which S1 is two-dimensionally separated in this way. However, the present invention is not limited to this, and a three-dimensional imaging system in which S1 is three-dimensionally separated may be used.

つぎに、図18および19は、図15の眼球分析装置を用いたOCT測定による眼球分析方法の一例を示す図である。図18は、光源10Eにより眼球1に照射される(入射する)入射光の経路を示す。図19は、前記光を照射された眼球1から出射する出射光の経路を示す。 Next, FIGS. 18 and 19 are diagrams showing an example of an eyeball analysis method by OCT measurement using the eyeball analyzer of FIG. FIG. 18 shows the path of the incident light emitted (incident) to the eyeball 1 by the light source 10E. FIG. 19 shows the path of the emitted light emitted from the eyeball 1 irradiated with the light.

図18および19のOCT測定は、具体的には、以下のようにして行うことができる。まず、図18のように、光源10Eからスーパーコンティニューム光SC2を照射する。SC2の波長は特に限定されないが、例えば、中心波長が可変であってもよい。SC2の波長帯域も特に限定されないが、例えば、20nm〜数100nmであってもよい。図示のとおり、SC2は、ミラー601および602により前記順序で反射され、レンズ711、光ファイバー401fおよびレンズ701を前記順序で透過し、ビームスプリッタ121により反射され、レンズ702を透過して入力ポート801に導入される。入力ポート801に導入されたSC2は、さらに、サンプルアームSAおよびリファレンスアームRAにより2つに分けられる。サンプルアームSAに導入されたSC2は、入力ポート901およびレンズ706を前記順序で透過し、スキャニングミラー610sにより反射され、さらに、レンズ704、レンズ705、およびビームスプリッタ12を前記順序で透過し、眼球1に照射される。なお、図18および19では、対物レンズ13を用いない。また、リファレンスアームRAに導入されたSC2は、レンズ707を透過し、光パワーメータ707pによりその強度が測定され、参照光(リファレンス)として用いられる。 Specifically, the OCT measurement of FIGS. 18 and 19 can be performed as follows. First, as shown in FIG. 18, the super-continue light SC2 is irradiated from the light source 10E. The wavelength of SC2 is not particularly limited, but for example, the center wavelength may be variable. The wavelength band of SC2 is also not particularly limited, but may be, for example, 20 nm to several hundred nm. As shown, the SC2 is reflected by the mirrors 601 and 602 in the above order, transmitted through the lens 711, the optical fiber 401f and the lens 701 in the above order, reflected by the beam splitter 121, and transmitted through the lens 702 to the input port 801. be introduced. The SC2 introduced into the input port 801 is further divided into two by the sample arm SA and the reference arm RA. The SC2 introduced into the sample arm SA transmits the input port 901 and the lens 706 in the above order, is reflected by the scanning mirror 610s, and further transmits the lens 704, the lens 705, and the beam splitter 12 in the above order, and the eyeball. Is irradiated to 1. Note that the objective lens 13 is not used in FIGS. 18 and 19. Further, the SC2 introduced into the reference arm RA passes through the lens 707, its intensity is measured by the optical power meter 707p, and is used as the reference light (reference).

つぎに、SC2を照射された眼球1から、図19に示すとおり、OCT光(信号光)S2が照射される。S2の波長は特に限定されないが、例えば、眼球1に入射した光SC2と同じでもよい。S2は、ビームスプリッタ12、レンズ704、およびレンズ705を前記順序で透過し、スキャニングミラー610sで反射され、レンズ706および入力ポート901を透過し、出力ポート802を介してスペクトロメータ1000に導入される。スペクトロメータ1000に導入されたSC2は、レンズ25、波長可変フィルター(分光手段)32およびレンズ41を前記順序で透過し、ラインカメラ(撮像手段)20Bにより撮像され、撮像して得られた画像上の画素によって前記分光された出射光が二次元的に分離される。ラインカメラ20Bにより、像面(図示せず)に、眼球1の少なくとも一部の画像が結像され、リファレンスアームRAに導入された前記参照光(リファレンス)を用いて分析される。なお、ラインカメラ(撮像手段)20Bは、このように、S2が二次元的に分離される二次元イメージングシステムであってもよい。しかし、これに限定されず、S2が三次元的に分離される三次元イメージングシステムであってもよい。 Next, as shown in FIG. 19, OCT light (signal light) S2 is irradiated from the eyeball 1 irradiated with SC2. The wavelength of S2 is not particularly limited, but may be the same as the light SC2 incident on the eyeball 1, for example. S2 passes through the beam splitter 12, the lens 704, and the lens 705 in the above order, is reflected by the scanning mirror 610s, passes through the lens 706 and the input port 901, and is introduced into the spectrometer 1000 via the output port 802. .. The SC2 introduced into the spectrometer 1000 passes through the lens 25, the wavelength variable filter (spectral means) 32 and the lens 41 in the above order, is imaged by the line camera (imaging means) 20B, and is captured on the image obtained. The dispersed emitted light is two-dimensionally separated by the pixels of the above. An image of at least a part of the eyeball 1 is imaged on the image plane (not shown) by the line camera 20B, and is analyzed using the reference light (reference) introduced into the reference arm RA. The line camera (imaging means) 20B may be a two-dimensional imaging system in which S2 is two-dimensionally separated in this way. However, the present invention is not limited to this, and a three-dimensional imaging system in which S2 is three-dimensionally separated may be used.

[実施形態11]
図20に、本発明の生体組織分析装置のさらに別の一例を示す。実施形態1〜10では、眼球分析装置の例を説明したが、図20は、眼球以外の生体組織も分析可能な生体組織分析装置である。図20の装置は、Aユニットが、マイクロレンズアレイ21、マスク(視野マスク)22、レンズ23、分光手段(回折格子)31、レンズ41および撮像手段42に代えて、レンズ710およびスペクトロメータ1001を含む。スペクトロメータ1001は、光分離手段および分光手段を含み、前記分光手段が、回折格子を含み、前記光分離手段により、前記出射光が二次元的または三次元的に分離され、前記回折格子により、前記二次元的または三次元的に分離された出射光が分光される。なお、スペクトロメータ1001に含まれる前記光分離手段および分光手段(回折格子)は、特に限定されないが、例えば、図15と同様に、マイクロレンズアレイ21、マスク(視野マスク)22、レンズ23、分光手段(回折格子)31、レンズ41および撮像手段42等であってもよい。また、この生体組織分析装置は、ミラー604と波長可変フィルター14との間に、ダイクロイックミラー507が配置されている。さらに、この生体組織分析装置は、ダイクロイックミラー502とミラー605との間に、ミラー607およびスキャニングミラー611sが配置されている。スキャニングミラー611sは、その角度を変えることで、反射光の光路を変更可能である。さらに、この生体組織分析装置は、対物レンズ13およびレンズスイッチャ―13sに代えて、対物レンズ1101および1102と、レンズスイッチャ―1101sおよび1102sとを有する。対物レンズ1101および1102は、互いに対向しており、対物レンズ1101および1102の間に分析対象の生体組織(図示せず)を配置して分析することができる。前記分析対象の生体組織は、特に限定されず任意であり、例えば、前述した各生体組織が挙げられ、例えば、皮膚または消化管の壁(例えば食道、胃壁等)であってもよいし、循環に関する器官の組織等であってもよい。前記循環に関する器官としては、例えば、肺、心臓、血管等が挙げられる。血管の組織としては、例えば、血管壁、血液等であってもよい。レンズスイッチャ―1101sおよび1102sにより、例えば、後述するように、CARS測定の場合は対物レンズ1101および1102を用い、OCT測定の場合は対物レンズ1101および1102を用いないことができる。また、この生体組織分析装置は、レンズ703が無い。これら以外は、図20の生体分析装置の構成は、図15の眼球分析装置と同様である。また、図20の生体分析装置およびそれを用いた生体組織分析方法は、前記生体組織を生体内から取り出さずにそのまま分析してもよいし、前記生体組織を生体内から取り出して分析してもよい。
[Embodiment 11]
FIG. 20 shows still another example of the biological tissue analyzer of the present invention. Although the examples of the eyeball analyzers have been described in the first to tenth embodiments, FIG. 20 is a biological tissue analyzer capable of analyzing biological tissues other than the eyeballs. In the apparatus of FIG. 20, the A unit replaces the microlens array 21, the mask (field mask) 22, the lens 23, the spectroscopic means (diffraction grating) 31, the lens 41, and the imaging means 42 with a lens 710 and a spectrometer 1001. Including. The spectrometer 1001 includes an optical separation means and a spectroscopic means, the spectroscopic means includes a diffraction grating, the emitted light is two-dimensionally or three-dimensionally separated by the optical separation means, and the diffraction grating The emitted light separated two-dimensionally or three-dimensionally is separated. The optical separation means and the spectroscopic means (diffraction grating) included in the spectrometer 1001 are not particularly limited, but for example, as in FIG. 15, the microlens array 21, the mask (field mask) 22, the lens 23, and the spectroscopy The means (diffraction grating) 31, the lens 41, the imaging means 42, and the like may be used. Further, in this biological tissue analyzer, a dichroic mirror 507 is arranged between the mirror 604 and the wavelength tunable filter 14. Further, in this biological tissue analyzer, a mirror 607 and a scanning mirror 611s are arranged between the dichroic mirror 502 and the mirror 605. The optical path of the reflected light of the scanning mirror 611s can be changed by changing the angle thereof. Further, this biological tissue analyzer has objective lenses 1101 and 1102 and lens switchers 1101s and 1102s instead of the objective lens 13 and the lens switcher 13s. The objective lenses 1101 and 1102 face each other, and a biological tissue (not shown) to be analyzed can be arranged between the objective lenses 1101 and 1102 for analysis. The biological tissue to be analyzed is not particularly limited and is arbitrary, and examples thereof include the above-mentioned biological tissues, and may be, for example, the skin or the wall of the digestive tract (for example, the esophagus, the stomach wall, etc.) or the circulation. It may be the tissue of the organ related to. Examples of the organs related to circulation include lungs, heart, blood vessels and the like. The tissue of the blood vessel may be, for example, a blood vessel wall, blood, or the like. With the lens switchers 1101s and 1102s, for example, as will be described later, the objective lenses 1101 and 1102 can be used for CARS measurement, and the objective lenses 1101 and 1102 can be not used for OCT measurement. In addition, this biological tissue analyzer does not have a lens 703. Other than these, the configuration of the bioanalyzer in FIG. 20 is the same as that in the eye analyzer in FIG. Further, in the biological analyzer of FIG. 20 and the biological tissue analysis method using the same, the biological tissue may be analyzed as it is without being taken out from the living body, or the living tissue may be taken out from the living body and analyzed. Good.

図20の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法は、特に限定されないが、例えば、図21、22、23、24または25に示すようにして行うことができる。 The biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 20 is not particularly limited, but can be performed as shown in FIGS. 21, 22, 23, 24 or 25, for example.

図21、22および23は、図20の生体組織分析装置を用いたCARS測定による眼球分析方法の一例を示す図である。図21は、光源10Eにより生体組織(図示せず)に照射される(入射する)入射光の経路を示す。図22および23は、前記光を照射された前記生体組織から出射する出射光の経路を示す。 21, 22 and 23 are diagrams showing an example of an eyeball analysis method by CARS measurement using the biological tissue analyzer of FIG. 20. FIG. 21 shows a path of incident light irradiated (incident) to a biological tissue (not shown) by the light source 10E. 22 and 23 show the path of the emitted light emitted from the living tissue irradiated with the light.

図21、22および23のCARS測定は、具体的には、以下のようにして行うことができる。まず、図21に示すとおり、光源10Eからスーパーコンティニューム光SC3およびポンプ光(励起光)P3を照射する。スーパーコンティニューム光SC3およびポンプ光(励起光)P3の波長、中心波長および照射間隔等の各種特性は、特に限定されないが、例えば、図16のスーパーコンティニューム光SC1およびポンプ光(励起光)P1と同様でもよい。図示のとおり、SC3は、ミラー601および602により前記順序で反射され、レンズ711、光ファイバー401f、レンズ701およびビームスプリッタ121を前記順序で透過し、さらにダイクロイックミラー501を透過する。一方、P3は、ミラー603により反射された後に、ダイクロイックミラー501により反射され、SC3と合成され、合成光となる。このようにして、SC3がP3により励起される。前記SC3およびP3の合成光は、図示のとおり、ダイクロイックミラー502を透過し、ミラー607、スキャニングミラー611s、ミラー605、ミラー606およびダイクロイックミラー503により前記順序で反射され、その後、ビームスプリッタ12により反射または透過され、光パワーメータ10Apにより強度を測定されるとともに、対物レンズ1102を透過して分析対象の生体組織(図示せず)に照射される。 Specifically, the CARS measurement of FIGS. 21, 22 and 23 can be performed as follows. First, as shown in FIG. 21, the supercontinue light SC3 and the pump light (excitation light) P3 are irradiated from the light source 10E. Various characteristics such as the wavelength, center wavelength, and irradiation interval of the super-continue light SC3 and the pump light (excitation light) P3 are not particularly limited. For example, the super-continue light SC1 and the pump light (excitation light) P1 in FIG. It may be the same as. As shown, the SC3 is reflected by the mirrors 601 and 602 in the above order, passes through the lens 711, the optical fiber 401f, the lens 701 and the beam splitter 121 in the above order, and further passes through the dichroic mirror 501. On the other hand, P3 is reflected by the mirror 603, then reflected by the dichroic mirror 501, and is combined with SC3 to become synthetic light. In this way, SC3 is excited by P3. As shown in the figure, the combined light of SC3 and P3 is transmitted through the dichroic mirror 502, reflected by the mirror 607, the scanning mirror 611s, the mirror 605, the mirror 606 and the dichroic mirror 503 in the above order, and then reflected by the beam splitter 12. Alternatively, the light is transmitted, the intensity is measured by the optical power meter 10Ap, and the living tissue (not shown) to be analyzed is irradiated through the objective lens 1102.

つぎに、前記SC3およびP3の合成光を照射された前記生体組織から、図22に示すとおり、CARS光(信号光)の後方散乱光S3が照射される。CARS光(信号光)の後方散乱光S3の波長は特に限定されないが、例えば、700nm〜980nm等であってもよい。S3は、対物レンズ1102を透過し、ビームスプリッタ12、ダイクロイックミラー503、ミラー606、ミラー605、スキャニングミラー611s、ミラー607、ダイクロイックミラー502およびミラー604を、前記順序で透過し、または反射される。そして、S3は、さらに、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15を前記順序で透過し、レンズ710を透過してスペクトロメータ1001に入射する。スペクトロメータ1001は、前述のとおり、光分離手段および分光手段を含み、前記分光手段が、回折格子を含み、前記光分離手段により、前記出射光が二次元的または三次元的に分離され、前記回折格子により、前記二次元的または三次元的に分離された出射光が分光される。なお、スペクトロメータ1001は、このように、S3が二次元的に分離される二次元イメージングシステムであってもよい。しかし、これに限定されず、S3が三次元的に分離される三次元イメージングシステムであってもよい。 Next, as shown in FIG. 22, the backscattered light S3 of CARS light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with the synthetic light of SC3 and P3. The wavelength of the backscattered light S3 of the CARS light (signal light) is not particularly limited, but may be, for example, 700 nm to 980 nm. S3 transmits through the objective lens 1102 and transmits or is reflected through the beam splitter 12, the dichroic mirror 503, the mirror 606, the mirror 605, the scanning mirror 611s, the mirror 607, the dichroic mirror 502 and the mirror 604 in the above order. Then, S3 further passes through the wavelength tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15 in the above order, passes through the lens 710, and enters the spectrometer 1001. As described above, the spectrometer 1001 includes an optical separation means and a spectroscopic means, the spectroscopic means includes a diffraction grating, and the light separation means separates the emitted light two-dimensionally or three-dimensionally. The diffraction grating disperses the emitted light separated in two or three dimensions. The spectrometer 1001 may be a two-dimensional imaging system in which S3 is two-dimensionally separated in this way. However, the present invention is not limited to this, and a three-dimensional imaging system in which S3 is three-dimensionally separated may be used.

一方、前記SC3およびP3の合成光を照射された前記生体組織から、図23に示すとおり、CARS光(信号光)の前方散乱光S3Aが照射される。CARS光(信号光)の前方散乱光S3Aの波長は特に限定されないが、例えば、700nm〜980nm等であってもよい。S3Aは、対物レンズ1101を透過し、ダイクロイックミラー507により反射され、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15を前記順序で透過し、レンズ710を透過してスペクトロメータ1001に入射する。スペクトロメータ1001は、前述のとおり、光分離手段および分光手段を含み、前記分光手段が、回折格子を含み、前記光分離手段により、前記出射光が二次元的または三次元的に分離され、前記回折格子により、前記二次元的または三次元的に分離された出射光が分光される。なお、スペクトロメータ1001は、このように、S3が二次元的に分離される二次元イメージングシステムであってもよい。しかし、これに限定されず、S3が三次元的に分離される三次元イメージングシステムであってもよい。 On the other hand, as shown in FIG. 23, the forward scattered light S3A of CARS light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with the synthetic light of SC3 and P3. The wavelength of the forward scattered light S3A of the CARS light (signal light) is not particularly limited, but may be, for example, 700 nm to 980 nm. The S3A passes through the objective lens 1101, is reflected by the dichroic mirror 507, passes through the wavelength variable filter 14 and the wavelength selection filter 15 in the above order, passes through the lens 710, and is incident on the spectrometer 1001. As described above, the spectrometer 1001 includes an optical separation means and a spectroscopic means, the spectroscopic means includes a diffraction grating, and the light separation means separates the emitted light two-dimensionally or three-dimensionally. The diffraction grating disperses the emitted light separated in two or three dimensions. The spectrometer 1001 may be a two-dimensional imaging system in which S3 is two-dimensionally separated in this way. However, the present invention is not limited to this, and a three-dimensional imaging system in which S3 is three-dimensionally separated may be used.

つぎに、図24および25は、図20の生体組織分析装置を用いたOCT測定による眼球分析方法の一例を示す図である。図24は、光源10Eにより生体組織に照射される(入射する)入射光の経路を示す。図25は、前記光を照射された生体組織から出射する出射光の経路を示す。 Next, FIGS. 24 and 25 are diagrams showing an example of an eyeball analysis method by OCT measurement using the biological tissue analyzer of FIG. 20. FIG. 24 shows the path of the incident light that is irradiated (incident) to the living tissue by the light source 10E. FIG. 25 shows the path of the emitted light emitted from the living tissue irradiated with the light.

図24および25のOCT測定は、具体的には、以下のようにして行うことができる。まず、図24に示すとおり、光源10Eからスーパーコンティニューム光SC4を照射する。SC4の波長、中心波長、波長帯域等の特性は、特に限定されないが、例えば、図18のスーパーコンティニューム光SC2と同様であってもよい。図示のとおり、SC4は、図18のスーパーコンティニューム光SC2と同様の経路によって、眼球1に代えて図24の測定対象の生体組織(図示せず)に照射される。このとき、図示のとおり、SC4は、対物レンズ1101および1102を透過させない。 Specifically, the OCT measurement of FIGS. 24 and 25 can be performed as follows. First, as shown in FIG. 24, the super-continue light SC4 is irradiated from the light source 10E. The characteristics of the SC4 such as the wavelength, the center wavelength, and the wavelength band are not particularly limited, but may be the same as those of the super continuation optical SC2 of FIG. 18, for example. As shown, SC4 is irradiated to the biological tissue (not shown) to be measured in FIG. 24 instead of the eyeball 1 by the same route as the super continuation light SC2 in FIG. At this time, as shown in the figure, the SC4 does not transmit the objective lenses 1101 and 1102.

つぎに、SC4を照射された生体組織から、図25に示すとおり、OCT光(信号光)の信号光S4が照射される。S4の波長は特に限定されないが、例えば、生体組織に入射した光SC4と同じでもよい。図示のとおり、S4は、図19のOCT光(信号光)S2と同様の経路によりスペクトロメータ1000に導入される。そして、S4は、図19のOCT光(信号光)S2と同様の方法で分析される。 Next, as shown in FIG. 25, the signal light S4 of OCT light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with SC4. The wavelength of S4 is not particularly limited, but may be the same as that of light SC4 incident on a living tissue, for example. As shown, S4 is introduced into the spectrometer 1000 by the same path as the OCT light (signal light) S2 of FIG. Then, S4 is analyzed by the same method as the OCT light (signal light) S2 of FIG.

本実施形態(図20〜25)の生体分析装置および生体分析方法によれば、例えば、OCTを用いて生体組織の三次元の空間形状情報を取得することができる。また、例えば、CARSを用いて生体組織の三次元空間形状評価を基に特定の領域の分光情報を取得し、分子情報から性質変化を評価することで、疾患の機序を早期に検査することができる。ただし、本実施形態の生体分析装置および生体分析方法はこれに限定されず、例えば、前述のとおり、生体組織からの出射光が二次元的に分離される二次元イメージングシステムとして用いることもできる。 According to the bioanalyzer and bioanalysis method of the present embodiment (FIGS. 20 to 25), for example, OCT can be used to acquire three-dimensional spatial shape information of biological tissue. In addition, for example, by using CARS to acquire spectral information of a specific region based on the three-dimensional spatial shape evaluation of living tissue and evaluating the property change from the molecular information, the mechanism of the disease can be examined at an early stage. Can be done. However, the bioanalyzer and the bioanalysis method of the present embodiment are not limited to this, and for example, as described above, they can be used as a two-dimensional imaging system in which the light emitted from the biological tissue is two-dimensionally separated.

[実施形態12]
図26に、本発明の生体組織分析装置のさらに別の一例を示す。図示のとおり、この生体分析装置は、光源10Aとダイクロイックミラー503との間に、偏光板131およびビームスプリッタ122pが配置されている。さらに、この生体組織分析装置は、ビームスプリッタ123pと、レンズ708および709と、イメージセンサ(撮像手段)708Bおよび709Bとを含む。これら以外は、図25の生体分析装置の構成は、図20の生体分析装置と同じである。
[Embodiment 12]
FIG. 26 shows still another example of the biological tissue analyzer of the present invention. As shown in the figure, in this bioanalyzer, a polarizing plate 131 and a beam splitter 122p are arranged between the light source 10A and the dichroic mirror 503. Further, this biological tissue analyzer includes a beam splitter 123p, lenses 708 and 709, and image sensors (imaging means) 708B and 709B. Other than these, the configuration of the bioanalyzer in FIG. 25 is the same as that in the bioanalyzer in FIG.

図26の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法は、特に限定されないが、例えば、図27および28に示すようにして行うことができる。 The biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 26 is not particularly limited, but can be performed as shown in FIGS. 27 and 28, for example.

図27に示すとおり、光源10Aから白色光W5を照射する。白色光W5は、偏光板131、ビームスプリッタ122p、ダイクロイックミラー503およびビームスプリッタ12を前記順序で透過し、偏光板131を透過する際に偏光分離される。そして、そのW5は、対物レンズ1102を介して測定対象の生体組織に照射される。 As shown in FIG. 27, the white light W5 is irradiated from the light source 10A. The white light W5 passes through the polarizing plate 131, the beam splitter 122p, the dichroic mirror 503 and the beam splitter 12 in the above order, and is polarized and separated when passing through the polarizing plate 131. Then, the W5 is irradiated to the biological tissue to be measured via the objective lens 1102.

さらに、図28に示すとおり、白色光W5が照射された生体組織から、信号光S5が出射される。信号光S5は、ダイクロイックミラー503を透過し、ビームスプリッタ122pにより反射され、ビームスプリッタ123pによりS偏光およびP偏光に分離されてレンズ708および709をそれぞれ透過する。レンズ708および709を透過したS5は、イメージセンサ(撮像手段)708Bおよび709Bにより撮像され、分析される。このようにして、偏光の検出および分析を行うことができる。 Further, as shown in FIG. 28, the signal light S5 is emitted from the living tissue irradiated with the white light W5. The signal light S5 passes through the dichroic mirror 503, is reflected by the beam splitter 122p, is split into S-polarized light and P-polarized light by the beam splitter 123p, and transmits the lenses 708 and 709, respectively. The S5 transmitted through the lenses 708 and 709 is imaged and analyzed by the image sensors (imaging means) 708B and 709B. In this way, polarized light can be detected and analyzed.

本実施形態(図26〜28)の生体組織分析装置および生体組織分析方法によれば、例えば、測定対象である生体組織の表面光学特性(偏光情報)を評価し、対象の表面状態が均一か不均一かなどの情報を取得することで、より多角的な診断が可能となる。また、本実施形態の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法は特に限定されず、例えば、図21〜25と同様の生体組織分析方法を行うことができる。 According to the biological tissue analyzer and the biological tissue analysis method of the present embodiment (FIGS. 26 to 28), for example, the surface optical characteristics (polarization information) of the biological tissue to be measured are evaluated, and whether the surface state of the target is uniform. By acquiring information such as non-uniformity, more multifaceted diagnosis becomes possible. Further, the biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of the present embodiment is not particularly limited, and for example, the same biological tissue analysis method as in FIGS. 21 to 25 can be performed.

[実施形態13]
図29に、本発明の生体組織分析装置のさらに別の一例を示す。図示のとおり、この生体分析装置は、Bユニットがスペクトロメータを2つ有する。すなわち、この生体分析装置は、Bユニットがスペクトロメータ1000に加えスペクトロメータ1000Bを有する。スペクトロメータ1000Bの構成は、スペクトロメータ1000と同様である。すなわち、スペクトロメータ1000Bは、レンズ25、波長可変フィルター(分光手段)32、レンズ41およびラインカメラ(撮像手段)20Bと同様のレンズ25b、波長可変フィルター(分光手段)32b、レンズ41bおよびラインカメラ(撮像手段)20Bbを含む。これらの部材は、図20の生体組織分析装置と同様に光入射側から前記順序で配置されている。また、この生体分析装置は、光ファイバー401fに加え、もう一つの光ファイバー401fbを有する。また、この生体組織分析装置は、ミラー602がダイクロイックミラーであり、さらに、ミラー602bを有する。また、この生体組織分析装置は、さらに、レンズ711b、701bおよび712、ダイクロイックミラー504および511、光フィルター712fを有する。ダイクロイックミラー504、511および602は、移動可能である。これにより、光ファイバー401fまたは光ファイバー401fbへの光入射を切り替えることが可能であり、さらに、スペクトロメータ1000またはスペクトロメータ1000Bへの光入射を切り替えることが可能である。したがって、図29の生体組織分析装置によれば、波長掃引型光干渉断層撮影(SS-OCT)による生体組織の分析方法を行うことができる。それ以外は、図29の生体組織分析装置は、図20の生体組織分析装置と同じである。
[Embodiment 13]
FIG. 29 shows still another example of the biological tissue analyzer of the present invention. As shown, in this bioanalyzer, the B unit has two spectrometers. That is, in this bioanalyzer, the B unit has a spectrometer 1000B in addition to the spectrometer 1000. The configuration of the spectrometer 1000B is the same as that of the spectrometer 1000. That is, the spectrometer 1000B includes a lens 25, a wavelength variable filter (spectral means) 32, a lens 41 and a lens 25b similar to the line camera (imaging means) 20B, a wavelength variable filter (spectral means) 32b, a lens 41b and a line camera ( Imaging means) 20Bb is included. These members are arranged in the same order as the biological tissue analyzer of FIG. 20 from the light incident side. In addition to the optical fiber 401f, this bioanalyzer also has another optical fiber 401fb. Further, in this biological tissue analyzer, the mirror 602 is a dichroic mirror, and further, the mirror 602b is provided. In addition, this biological tissue analyzer further includes lenses 711b, 701b and 712, dichroic mirrors 504 and 511, and an optical filter 712f. The dichroic mirrors 504, 511 and 602 are movable. Thereby, it is possible to switch the light incident on the optical fiber 401f or the optical fiber 401fb, and further, it is possible to switch the light incident on the spectrometer 1000 or the spectrometer 1000B. Therefore, according to the biological tissue analyzer of FIG. 29, it is possible to perform a method of analyzing biological tissue by wavelength sweep type optical coherence tomography (SS-OCT). Other than that, the biological tissue analyzer of FIG. 29 is the same as the biological tissue analyzer of FIG. 20.

図29の生体組織分析装置を用いた眼球分析方法は、特に限定されないが、例えば、図30、31、32または33に示すようにして行うことができる。 The eyeball analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 29 is not particularly limited, but can be performed as shown in FIGS. 30, 31, 32 or 33, for example.

図30および31は、光ファイバー401fおよびスペクトロメータ1000を用いた測定の例である。まず、図30に示すとおり、光源10Eからスーパーコンティニューム光SC6を照射する。SC6の波長、中心波長、波長帯域等の特性は、特に限定されないが、例えば、図18のスーパーコンティニューム光SC2と同様であってもよい。図示のとおり、SC4は、図18のスーパーコンティニューム光SC2と同様の経路によって、図30の測定対象の生体組織(図示せず)に照射される。ただし、図30では、サンプルアームSAがレンズ702、光フィルター712fおよびミラー612を有し、SC6がレンズ702、光フィルター712fおよびミラー612を前記順序で透過した後にレンズ706を透過する点が異なる。このとき、図示のとおり、SC4は、対物レンズ1101および1102を透過させない。 30 and 31 are examples of measurements using the optical fiber 401f and the spectrometer 1000. First, as shown in FIG. 30, the super-continue light SC6 is irradiated from the light source 10E. The characteristics of the SC6 such as the wavelength, the center wavelength, and the wavelength band are not particularly limited, but may be the same as those of the super continuation optical SC2 of FIG. 18, for example. As shown, SC4 irradiates the biological tissue (not shown) to be measured in FIG. 30 by the same route as the super continuation light SC2 in FIG. However, in FIG. 30, the sample arm SA has a lens 702, an optical filter 712f and a mirror 612, and the SC6 transmits the lens 702, the optical filter 712f and the mirror 612 in the above order and then transmits the lens 706. At this time, as shown in the figure, the SC4 does not transmit the objective lenses 1101 and 1102.

つぎに、SC6を照射された生体組織から、図31に示すとおり、OCT光(信号光)の後方散乱光S6が照射される。S6の波長は特に限定されないが、例えば、生体組織に入射した光SC6と同じでもよい。図示のとおり、S6は、図19のOCT光(信号光)S2と同様の経路によりスペクトロメータ1000に導入される。ただし、図31では、レンズ6を透過したS6が、サンプルアームSAのミラー612、光フィルター712fおよびレンズ702を前記順序で透過した後にビームスプリッタ122を透過し、さらにダイクロイックミラー504により反射されてスペクトロメータ1000に導入される。そして、S6は、図19のOCT光(信号光)S2と同様の方法で分析される。 Next, as shown in FIG. 31, the backscattered light S6 of OCT light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with SC6. The wavelength of S6 is not particularly limited, but may be the same as that of light SC6 incident on a living tissue, for example. As shown, S6 is introduced into the spectrometer 1000 by the same path as the OCT light (signal light) S2 of FIG. However, in FIG. 31, S6 transmitted through the lens 6 passes through the mirror 612 of the sample arm SA, the optical filter 712f and the lens 702 in the above order, then passes through the beam splitter 122, and is further reflected by the dichroic mirror 504 to spectro Introduced to the meter 1000. Then, S6 is analyzed by the same method as the OCT light (signal light) S2 of FIG.

図32および33は、光ファイバー401fbおよびスペクトロメータ1000Bを用いた測定の例である。まず、図32に示すとおり、光源10Eからスーパーコンティニューム光SC7を照射する。SC7の波長、中心波長、波長帯域等の特性は、特に限定されないが、例えば、図18のスーパーコンティニューム光SC2と同様であってもよい。このとき、図示のとおり、ダイクロイックミラー602および504を光の経路の外に移動させ、ダイクロイックミラー511を光の経路の中に移動させておく。これにより、SC7は、図示のとおり、ダイクロイックミラー602により反射されず、ミラー602bにより反射されるため、光ファイバー401fを通過せず、レンズ711b、光ファイバー401fbおよびレンズ702bを前記順序で透過し、ダイクロイックミラー511により反射されてビームスプリッタ122に入射する。その後は、SC7は、図30のスーパーコンティニューム光SC6と同様の経路で、図32の測定対象の生体組織(図示せず)に照射される。 32 and 33 are examples of measurements using the optical fiber 401fb and the spectrometer 1000B. First, as shown in FIG. 32, the super continuation light SC7 is irradiated from the light source 10E. The characteristics of the SC7 such as the wavelength, the center wavelength, and the wavelength band are not particularly limited, but may be the same as those of the super continuation optical SC2 of FIG. 18, for example. At this time, as shown in the figure, the dichroic mirrors 602 and 504 are moved out of the light path, and the dichroic mirror 511 is moved in the light path. As a result, as shown in the figure, the SC7 is not reflected by the dichroic mirror 602 and is reflected by the mirror 602b, so that it does not pass through the optical fiber 401f and passes through the lens 711b, the optical fiber 401fb and the lens 702b in the above order, and the dichroic mirror. It is reflected by 511 and incident on the beam splitter 122. After that, SC7 is irradiated to the biological tissue (not shown) to be measured in FIG. 32 by the same route as the super continuation light SC6 in FIG.

つぎに、SC7を照射された生体組織から、図33に示すとおり、OCT光(信号光)の後方散乱光S7が照射される。S7の波長は特に限定されないが、例えば、生体組織に入射した光SC7と同じでもよい。図示のとおり、S7は、スペクトロメータ1000に導入されず、図31とは異なる経路でスペクトロメータ1000Bに導入される。そして、S7は、図19のOCT光(信号光)S2と同様の方法で分析される。 Next, as shown in FIG. 33, the backscattered light S7 of OCT light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with SC7. The wavelength of S7 is not particularly limited, but may be the same as that of light SC7 incident on a living tissue, for example. As shown, S7 is not introduced into the spectrometer 1000, but is introduced into the spectrometer 1000B by a different route than in FIG. Then, S7 is analyzed by the same method as the OCT light (signal light) S2 of FIG.

本実施形態(図29〜33)の生体組織分析装置および生体組織分析方法によれば、例えば、OCTの波長を可変(図29〜33の構成では二波長)にすることで、測定対象である生体組織の線形光学特性(吸収・散乱)の波長に対する違いを画像比較できる。これにより、前記生体組織の状態変化(出血(吸収に波長依存性あり)、癌化)を画像評価し、診断へ応用することができる。ただし、本実施形態は、図29〜33に限定されず、任意の変形が可能である。例えば、スペクトロメータを3つ以上用い、三波長以上でOCTの波長を可変としてもよい。 According to the biological tissue analyzer and the biological tissue analysis method of the present embodiment (FIGS. 29 to 33), for example, by making the wavelength of the OCT variable (two wavelengths in the configuration of FIGS. 29 to 33), it is a measurement target. Images can be compared between the differences in the linear optical characteristics (absorption / scattering) of living tissues with respect to wavelength. Thereby, the state change of the living tissue (bleeding (wavelength-dependent absorption), canceration) can be image-evaluated and applied to diagnosis. However, this embodiment is not limited to FIGS. 29 to 33, and any modification is possible. For example, three or more spectrometers may be used, and the wavelength of OCT may be variable at three or more wavelengths.

[実施形態14]
図34に、本発明の生体組織分析装置のさらに別の一例を示す。図示のとおり、この生体分析装置は、自発ラマン散乱測定用の光源10Rと、ダイクロイックミラー511とを有する。また、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15に代えて、波長の可変域および選択域が異なる波長可変フィルター14bおよび波長選択フィルター15bを有する。これ以外は、図34の生体組織分析装置は、図20の生体組織分析装置と同じである。
[Embodiment 14]
FIG. 34 shows still another example of the biological tissue analyzer of the present invention. As shown in the figure, this bioanalyzer has a light source 10R for spontaneous Raman scattering measurement and a dichroic mirror 511. Further, instead of the wavelength tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15, the wavelength tunable filter 14b and the wavelength selection filter 15b having different wavelength tunable ranges and selection ranges are provided. Other than this, the biological tissue analyzer of FIG. 34 is the same as the biological tissue analyzer of FIG. 20.

図34の生体組織分析装置を用いた眼球分析方法は、特に限定されないが、例えば、図35〜37に示すようにして行うことができる。 The eyeball analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 34 is not particularly limited, but can be performed as shown in FIGS. 35 to 37, for example.

まず、図35に示すとおり、光源10Rからスーパーコンティニューム光SC8を照射する。SC8の波長、中心波長、波長帯域等の特性は、特に限定されないが、例えば、図18のスーパーコンティニューム光SC2と同様であってもよい。SC8は、ダイクロイックミラー511で反射され、さらにスキャニングミラー611sで反射される。その後は、SC8は、図21のスーパーコンティニューム光SC3と同様の経路により、対物レンズ1102を透過して図35の測定対象の生体組織(図示せず)に照射される。 First, as shown in FIG. 35, the super continuation light SC8 is irradiated from the light source 10R. The characteristics of the SC8 such as the wavelength, the center wavelength, and the wavelength band are not particularly limited, but may be the same as those of the super continuation optical SC2 of FIG. 18, for example. The SC8 is reflected by the dichroic mirror 511 and further reflected by the scanning mirror 611s. After that, the SC8 passes through the objective lens 1102 and irradiates the biological tissue (not shown) to be measured in FIG. 35 by the same route as the super continuation light SC3 in FIG.

つぎに、SC8を照射された生体組織から、図36に示すとおり、OCT光(信号光)の後方散乱光S8が照射される。S8の波長は特に限定されないが、例えば、700nm〜980nm等であってもよい。図示のとおり、S8は、図22の信号光(後方散乱光)S3と同様の経路により、スぺクトロメータ1001に導入される。 Next, as shown in FIG. 36, the backscattered light S8 of the OCT light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with SC8. The wavelength of S8 is not particularly limited, but may be, for example, 700 nm to 980 nm. As shown, S8 is introduced into the spectrometer 1001 by the same path as the signal light (backscattered light) S3 of FIG.

一方、SC8を照射された生体組織から、図37に示すとおり、CARS光(信号光)の前方散乱光S8Aが照射される。CARS光(信号光)の前方散乱光S8Aの波長は特に限定されないが、例えば、700nm〜980nm等であってもよい。S8Aは、図示のとおり、図23の前方散乱光S3Aと同様の経路により、スぺクトロメータ1001に導入される。 On the other hand, as shown in FIG. 37, the forward scattered light S8A of CARS light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with SC8. The wavelength of the forward scattered light S8A of the CARS light (signal light) is not particularly limited, but may be, for example, 700 nm to 980 nm. As shown in the figure, S8A is introduced into the spectrum meter 1001 by the same path as the forward scattered light S3A in FIG. 23.

また、本実施形態の生体組織分析装置は、例えば、波長可変フィルター14bおよび波長選択フィルター15bを交換することで、図20の生体組織分析装置と同様の方法で生体組織分析方法を行うことも可能である。 Further, the biological tissue analyzer of the present embodiment can perform the biological tissue analysis method in the same manner as the biological tissue analyzer of FIG. 20 by exchanging the wavelength tunable filter 14b and the wavelength selection filter 15b, for example. Is.

本実施形態(図35〜37)の生体組織分析装置および生体組織分析方法によれば、例えば、自発ラマン散乱の光学系を導入し、CARS光学系の評価と比較・検討し診断応用することができる。これにより、例えば、ラマン散乱の診断応用に向けた結果と表面から数100μm体内からのCARS信号の評価結果を比較することで、多角的な診断が可能になる。 According to the biological tissue analyzer and the biological tissue analysis method of the present embodiment (FIGS. 35 to 37), for example, it is possible to introduce an optical system of spontaneous Raman scattering, compare and examine it with the evaluation of the CARS optical system, and apply it for diagnosis. it can. Thereby, for example, by comparing the result for the diagnostic application of Raman scattering with the evaluation result of the CARS signal from the inside of the body several hundred μm from the surface, a multifaceted diagnosis becomes possible.

[実施形態15]
図38に、本発明の生体組織分析装置のさらに別の一例を示す。図示のとおり、この生体分析装置は、光源10Eとミラー603との間に空間光学変調器(Spatial Light Modulator、SLM)1201が配置されていること以外は図20の生体分析装置と同じである。空間光学変調器1201は、光照射手段(光源)から照射された光の強度および偏光状態の少なくとも一方を制御可能な空間制御機構に該当する。これにより、光の強度および偏光状態の少なくとも一方が制御された光を、測定対象の生体組織に照射可能である。
[Embodiment 15]
FIG. 38 shows still another example of the biological tissue analyzer of the present invention. As shown in the figure, this bioanalyzer is the same as the bioanalyzer of FIG. 20 except that a spatial optical modulator (SLM) 1201 is arranged between the light source 10E and the mirror 603. The spatial optical modulator 1201 corresponds to a spatial control mechanism capable of controlling at least one of the intensity and the polarization state of the light emitted from the light irradiation means (light source). As a result, it is possible to irradiate the biological tissue to be measured with light in which at least one of the light intensity and the polarized state is controlled.

図38の生体組織分析装置を用いた眼球分析方法は、特に限定されないが、例えば、図39、40または41に示すようにして行うことができる。なお、図39、40および41は、CARS測定の例である。 The eyeball analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 38 is not particularly limited, but can be performed as shown in FIGS. 39, 40 or 41, for example. Note that FIGS. 39, 40 and 41 are examples of CARS measurement.

図39、40および41のCARS測定は、具体的には、以下のようにして行うことができる。まず、図39に示すとおり、光源10Eからスーパーコンティニューム光SC9およびポンプ光(励起光)P9を照射する。スーパーコンティニューム光SC9およびポンプ光(励起光)P9の波長、中心波長および照射間隔等の各種特性は、特に限定されないが、例えば、図16のスーパーコンティニューム光SC1およびポンプ光(励起光)P1と同様でもよい。その後は、ポンプ光P9が空間光学変調器1201を透過した後にミラー603で反射されること伊賀は、SC9およびP9は、図21のSC3およびP3と同様の経路で対物レンズ1102を透過して分析対象の生体組織(図示せず)に照射される。 Specifically, the CARS measurement of FIGS. 39, 40 and 41 can be performed as follows. First, as shown in FIG. 39, the supercontinue light SC9 and the pump light (excitation light) P9 are irradiated from the light source 10E. Various characteristics such as the wavelength, center wavelength, and irradiation interval of the super-continue light SC9 and the pump light (excitation light) P9 are not particularly limited, but for example, the super-continue light SC1 and the pump light (excitation light) P1 in FIG. It may be the same as. After that, the pump light P9 passes through the spatial optical modulator 1201 and then is reflected by the mirror 603. Iga analyzes that SC9 and P9 pass through the objective lens 1102 in the same path as SC3 and P3 in FIG. The target biological tissue (not shown) is irradiated.

つぎに、前記SC9およびP9の合成光を照射された前記生体組織から、図40に示すとおり、CARS光(信号光)の後方散乱光S9が照射される。CARS光(信号光)の後方散乱光S9の波長は特に限定されないが、例えば、700nm〜980nm等であってもよい。図示のとおり、S9は、図22の後方散乱光S3と同様の経路でスペクトロメータ1001に導入される。 Next, as shown in FIG. 40, the backscattered light S9 of CARS light (signal light) is irradiated from the biological tissue irradiated with the synthetic light of SC9 and P9. The wavelength of the backscattered light S9 of the CARS light (signal light) is not particularly limited, but may be, for example, 700 nm to 980 nm. As shown, S9 is introduced into the spectrometer 1001 in the same path as the backscattered light S3 in FIG.

一方、前記SC9およびP9の合成光を照射された前記生体組織から、図41に示すとおり、CARS光(信号光)の前方散乱光S9Aが照射される。CARS光(信号光)の前方散乱光S9Aの波長は特に限定されないが、例えば、700nm〜980nm等であってもよい。図示のとおり、S9Aは、図23の前方散乱光S3Aと同様の経路でスペクトロメータ1001に導入される。 On the other hand, as shown in FIG. 41, the forward scattered light S9A of CARS light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with the synthetic light of SC9 and P9. The wavelength of the forward scattered light S9A of the CARS light (signal light) is not particularly limited, but may be, for example, 700 nm to 980 nm. As shown, S9A is introduced into the spectrometer 1001 in the same path as the forward scattered light S3A of FIG.

本実施形態(図39〜41)の生体組織分析装置および生体組織分析方法によれば、例えば、空間制御機構(SLMなど)を導入し、偏光・強度を制御することで、測定対象を露光する条件(強度・位相整合条件)を制御できる。これにより、さらに効率よく信号を取り出すことが可能である。ただし、本実施形態の生体組織分析装置の使用方法はこれに限定されず、例えば、図20の生体分析装置と同様の方法で用いることもできる。 According to the biological tissue analyzer and the biological tissue analysis method of the present embodiment (FIGS. 39 to 41), for example, a spatial control mechanism (SLM or the like) is introduced to control the polarization and intensity to expose the measurement target. Conditions (intensity / phase matching conditions) can be controlled. This makes it possible to take out the signal more efficiently. However, the method of using the biological tissue analyzer of the present embodiment is not limited to this, and for example, it can be used in the same manner as the biological analyzer of FIG. 20.

[実施形態16]
図42に、本発明の生体組織分析装置のさらに別の一例を示す。図示のとおり、この生体分析装置は、波長可変フィルター14および波長選択フィルター15に代えて、波長の可変域および選択域が異なる波長可変フィルター14cおよび波長選択フィルター15cを有する。これ以外は、図42の生体組織分析装置は、図20の生体組織分析装置と同じである。波長可変フィルター14cおよび波長選択フィルター15cは、分光された出射光を選択された波長に固定する「光フィルター」に該当する。これにより、前記固定された波長に対応する非線形光学効果を測定可能である。前記非線形光学効果は、例えば、前述のとおり、第二高調波発生(SHG)、第三高調波発生(THG)、および二光子吸収蛍光(TPF)からなる群から選択される少なくとも一つであってもよい。
[Embodiment 16]
FIG. 42 shows still another example of the biological tissue analyzer of the present invention. As shown in the figure, this bioanalyzer has a wavelength tunable filter 14c and a wavelength selection filter 15c having different wavelength tunable and selection regions instead of the tunable filter 14 and the wavelength selection filter 15. Other than this, the biological tissue analyzer of FIG. 42 is the same as the biological tissue analyzer of FIG. 20. The tunable filter 14c and the wavelength selection filter 15c correspond to an "optical filter" that fixes the dispersed emitted light to a selected wavelength. This makes it possible to measure the nonlinear optical effect corresponding to the fixed wavelength. The nonlinear optical effect is, for example, at least one selected from the group consisting of second harmonic generation (SHG), third harmonic generation (THG), and two-photon absorption fluorescence (TPF), as described above. You may.

図42の生体組織分析装置を用いた生体組織分析方法は、特に限定されないが、例えば、図20の生体分析と同様にして行うことができる。例えば、図43〜45に示すようにしてCARS測定を行ってもよい。すなわち、まず、図43に示すとおり、光源10Eからスーパーコンティニューム光SC10およびポンプ光(励起光)P10を照射する。スーパーコンティニューム光SC10およびポンプ光(励起光)P10の波長、中心波長および照射間隔等の各種特性は、特に限定されないが、例えば、図16のスーパーコンティニューム光SC1およびポンプ光(励起光)P1と同様でもよい。SC10およびP10は、図示のとおり、図21のSC3およびP3と同様の経路により進行し、光パワーメータ10Apにより強度を測定されるとともに、対物レンズ1102を透過して分析対象の生体組織(図示せず)に照射される。 The biological tissue analysis method using the biological tissue analyzer of FIG. 42 is not particularly limited, but can be performed in the same manner as the biological analysis of FIG. 20, for example. For example, CARS measurement may be performed as shown in FIGS. 43 to 45. That is, first, as shown in FIG. 43, the supercontinue light SC10 and the pump light (excitation light) P10 are irradiated from the light source 10E. Various characteristics such as the wavelength, center wavelength, and irradiation interval of the super-continue light SC10 and the pump light (excitation light) P10 are not particularly limited. For example, the super-continue light SC1 and the pump light (excitation light) P1 in FIG. It may be the same as. As shown in the figure, SC10 and P10 proceed in the same manner as SC3 and P3 in FIG. 21, the intensity is measured by the optical power meter 10Ap, and the biological tissue to be analyzed (shown) is transmitted through the objective lens 1102. Is irradiated.

つぎに、前記SC10およびP10の合成光を照射された前記生体組織から、図44に示すとおり、CARS光(信号光)の後方散乱光S10が照射される。CARS光(信号光)の後方散乱光S10の波長は特に限定されないが、例えば、700nm〜980nm等であってもよい。S10は、図22の後方散乱光S3と同様の経路によりスペクトロメータ1001に入射し、同様にして分析される。 Next, as shown in FIG. 44, the backscattered light S10 of CARS light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with the synthetic light of SC10 and P10. The wavelength of the backscattered light S10 of the CARS light (signal light) is not particularly limited, but may be, for example, 700 nm to 980 nm. S10 is incident on the spectrometer 1001 by the same path as the backscattered light S3 in FIG. 22, and is analyzed in the same manner.

一方、前記SC10およびP10の合成光を照射された前記生体組織から、図45に示すとおり、CARS光(信号光)の前方散乱光S10Aが照射される。CARS光(信号光)の前方散乱光S10Aの波長は特に限定されないが、例えば、700nm〜980nm等であってもよい。S10Aは、図22の前方散乱光S3Aと同様の経路によりスペクトロメータ1001に入射し、同様にして分析される。 On the other hand, as shown in FIG. 45, the forward scattered light S10A of CARS light (signal light) is irradiated from the living tissue irradiated with the synthetic light of SC10 and P10. The wavelength of the forward scattered light S10A of the CARS light (signal light) is not particularly limited, but may be, for example, 700 nm to 980 nm. S10A is incident on the spectrometer 1001 by the same path as the forward scattered light S3A of FIG. 22, and is analyzed in the same manner.

本実施形態(図42〜45)の生体組織分析装置および生体組織分析方法によれば、例えば、図示のとおり、検出器(図ではスペクトロメータ1001)直前の光フィルターの波長を、検出したい非線形光学効果(第二高調波発生(SHG)、第三高調波発生(THG)、および二光子吸収蛍光(TPF))に合わせて変えることができる。これにより、前記非線形光学効果を追加評価することで、例えば、コラーゲン(第二高調波発生)の分布や薬の導入・代謝などの評価を可能にし、診断へ応用することが可能である。 According to the biological tissue analyzer and the biological tissue analysis method of the present embodiment (FIGS. 42 to 45), for example, as shown in the figure, nonlinear optics for detecting the wavelength of the optical filter immediately before the detector (spectrometer 1001 in the figure). It can be changed according to the effect (second harmonic generation (SHG), third harmonic generation (THG), and two-photon absorption fluorescence (TPF)). As a result, by additionally evaluating the nonlinear optical effect, for example, it is possible to evaluate the distribution of collagen (second harmonic generation) and the introduction / metabolism of a drug, and it is possible to apply it to diagnosis.

[本発明の用途]
本発明の眼球分析装置および眼球分析方法は、例えば、以下の用途に用いることができる。ただし、これらは例示であって、本発明をなんら限定しない。
[Use of the present invention]
The eyeball analyzer and eyeball analysis method of the present invention can be used, for example, for the following purposes. However, these are examples and do not limit the present invention in any way.

眼科の臨床現場では、網膜を詳細に分析したいというニーズが大きい。網膜の分析には、従来の医療現場では、OCT(マイクロワットレベルの光出力)による分析が用いられてきた。しかし、この分析方法では、分子構造の分析は不可能であった。一方、ラマン散乱、CARS(ミリワットレベルの光出力)による分析方法も用いられてきた。これらの分析方法は、分子構造が分析可能であるが、光出力が弱いために、眼球の組織の奥まで分析することは困難であった。しかし、光出力が高すぎると、眼球に障害を引き起こすおそれがある。このため、臨床現場では、光出力が低くても組織の表面から奥までを簡単な構成の装置で分析可能な波長掃引型光干渉断層撮影(SS-OCT)が必要とされていた。本発明によれば、前述のとおり、簡単な構成の装置で、簡単に生体組織の奥まで分析可能であるため、このようなニーズを満たすことができる。例えば、本発明によれば、複数の装置を用いなくても、例えば実施形態1〜10(図1〜12)に示したように、一つの装置でSS-OCTが可能である。具体的には、本発明によれば、例えば、複数の波長の光の混合光(例えば、白色光、白色レーザー光、SC光等の広帯域光、または複数の単色光の混合光)を用い、複数のフィルターを用いて波長可変で測定することができる。そして、例えば前述のとおり、生体組織の表面を分析する場合は短い波長で、生体組織の奥(内部)を分析する場合は長い波長で、と使い分けることにより、生体組織に照射する光の強度が弱くても、生体組織の組織の奥まで分析可能である。前記混合光からフィルターを用いて単色光を選択的に取り出す例として、例えば、300mWattの白色レーザー光から300microWattのレーザー光を取り出すには,フィルターで1/1000のレーザー光を取り出すのみでよいので、容易である。 In clinical practice of ophthalmology, there is a great need to analyze the retina in detail. In the conventional medical field, OCT (optical coherence tomography) analysis has been used for the analysis of the retina. However, it was impossible to analyze the molecular structure by this analysis method. On the other hand, analysis methods using Raman scattering and CARS (milliwatt level light output) have also been used. Although the molecular structure of these analysis methods can be analyzed, it is difficult to analyze the depth of the eye tissue due to the weak light output. However, if the light output is too high, it may cause damage to the eyeball. For this reason, in clinical practice, wavelength sweeping optical coherence tomography (SS-OCT), which can analyze the entire surface to the depths of a tissue even if the light output is low, has been required. According to the present invention, as described above, since it is possible to easily analyze the depth of the living tissue with a device having a simple configuration, such needs can be satisfied. For example, according to the present invention, SS-OCT can be performed with one device without using a plurality of devices, for example, as shown in Examples 1 to 10 (FIGS. 1 to 12). Specifically, according to the present invention, for example, mixed light of light having a plurality of wavelengths (for example, wideband light such as white light, white laser light, SC light, or mixed light of a plurality of monochromatic lights) is used. It is possible to measure with variable wavelength using a plurality of filters. Then, for example, as described above, the intensity of the light irradiating the living tissue can be increased by using a short wavelength when analyzing the surface of the living tissue and a long wavelength when analyzing the inner part (inside) of the living tissue. Even if it is weak, it is possible to analyze deep inside the tissue of living tissue. As an example of selectively extracting monochromatic light from the mixed light using a filter, for example, in order to extract 300 microWatt laser light from 300 mWatt white laser light, only 1/1000 laser light can be extracted by the filter. It's easy.

従来広く用いられていた波長掃引型光干渉断層撮影(SS-OCT)では、一つの装置(機器)では波長可変ができなかった。このため、複数の装置(機器)を用い、複数の波長の光を時間的に分けて入射するので、測定(分析)時間が長くなり、患者への負担も大きかった。これに対し、本発明においては、例えば、一つの装置(機器)のみを用いて波長可変で波長掃引型光干渉断層撮影(SS-OCT)が可能である。具体的には、例えば、網膜の病気である黄斑前膜、黄斑円孔等では網膜の表面を、黄斑変性症では網膜の奥の方を、それぞれ一つの装置(機器)で分析することができる。これによれば、従来のSS-OCTと比較して分析時間を大幅に短縮可能であり、患者への負担を軽減できる。 In the wavelength sweep type optical coherence tomography (SS-OCT), which has been widely used in the past, it is not possible to change the wavelength with one device (equipment). For this reason, since light of a plurality of wavelengths is incident at different times by using a plurality of devices (equipment), the measurement (analysis) time becomes long and the burden on the patient is heavy. On the other hand, in the present invention, for example, wavelength sweep type optical coherence tomography (SS-OCT) with variable wavelength is possible using only one device (equipment). Specifically, for example, the surface of the retina can be analyzed with one device (device) for the premacular membrane, macular hole, etc., which are diseases of the retina, and the inner part of the retina for macular degeneration. .. According to this, the analysis time can be significantly shortened as compared with the conventional SS-OCT, and the burden on the patient can be reduced.

本発明によれば、例えば、眼球内において、前記眼球への光の入射方向に対し垂直な面を、前記眼球の空間の位置に応じて分析することができる。分析対象とする前記面は、特に限定されないが、例えば、前述のとおり、眼底であってもよいし、網膜、角膜、または水晶体の少なくとも一部であってもよい。 According to the present invention, for example, in the eyeball, a plane perpendicular to the direction of light incident on the eyeball can be analyzed according to the position of the space of the eyeball. The surface to be analyzed is not particularly limited, but may be, for example, the fundus of the eye, or at least a part of the retina, cornea, or crystalline lens as described above.

また、本発明によれば、前記眼球からの出射光を波長ごとに分光することにより、例えば、前記面方向の分析において、さらに波長を変化させた分析(三次元分光分析)を行うことができる。図14に、本発明における三次元分光分析の概念を模式的に示す。図14は、前記平面方向(X方向およびY方向とする)に加え、さらに、波長の変化(Z方向とする)に応じた分析を行うことを示している。異なる波長帯で三次元分光分析を行うことによって、例えば、眼底断層写真の撮像により、赤外線波長の違いによる深度の違いの分析を行うことができる。また、例えば、可視光または赤外線の特定の波長の吸収を利用して、白内障検査に用いることができる。また、例えば、眼内血管、視神経等の撮像により、可視光の特定の波長での分光分析を行うことができる。 Further, according to the present invention, by dispersing the light emitted from the eyeball for each wavelength, for example, in the analysis in the plane direction, it is possible to perform an analysis in which the wavelength is further changed (three-dimensional spectroscopic analysis). .. FIG. 14 schematically shows the concept of three-dimensional spectroscopic analysis in the present invention. FIG. 14 shows that in addition to the plane direction (X direction and Y direction), analysis is performed according to a change in wavelength (Z direction). By performing three-dimensional spectroscopic analysis in different wavelength bands, for example, by imaging a fundus tomographic photograph, it is possible to analyze the difference in depth due to the difference in infrared wavelength. In addition, for example, it can be used for cataract examination by utilizing absorption of a specific wavelength of visible light or infrared light. In addition, for example, spectroscopic analysis of visible light at a specific wavelength can be performed by imaging an intraocular blood vessel, an optic nerve, or the like.

また、本発明によれば、例えば、前記眼球への光の入射方向に対し垂直な面方向に加え、前記光の入射方向に平行な方向(前記眼球の奥行き方向)も含めて三次元的に分析することも可能である。また、これに加え、さらに波長を変化させた分析(四次元分光分析)を行うことができる。また、例えば、前記波長を変化させた四次元分光分析に加え、さらに、測定時刻を変化させた(測定方向に時間を加えた)五次元分光分析も可能である。 Further, according to the present invention, for example, in addition to the plane direction perpendicular to the incident direction of light on the eyeball, the direction parallel to the incident direction of the light (depth direction of the eyeball) is also included in three dimensions. It is also possible to analyze. In addition to this, analysis (four-dimensional spectroscopic analysis) in which the wavelength is further changed can be performed. Further, for example, in addition to the four-dimensional spectroscopic analysis in which the wavelength is changed, a five-dimensional spectroscopic analysis in which the measurement time is changed (time is added in the measurement direction) is also possible.

また、本発明によれば、例えば、前記眼球内の空間の特定位置において、前記特定位置からの出射光の波長と、前記出射光の偏光方位角(Δθ)との関係を二次元的にプロットすることで、前記特定位置における眼球の状態を分析できる。前記眼球の状態としては、例えば、疾患の進行度合い等が挙げられる。より具体的には、例えば、前記特定位置における波長と偏光方位角(Δθ)との関係から、前記特定位置におけるL−アスパラギン酸とD−アスパラギン酸との割合を算出し、これにより、前記特定位置における白内障の進行度合いを判断できる。また、同様にして前記眼球内の様々な位置の波長と偏光方位角(Δθ)との関係をプロットすることで、前記様々な位置の疾患の進行度合いを判断できる。 Further, according to the present invention, for example, at a specific position in the space in the eyeball, the relationship between the wavelength of the emitted light from the specific position and the polarization azimuth (Δθ) of the emitted light is plotted two-dimensionally. By doing so, the state of the eyeball at the specific position can be analyzed. Examples of the state of the eyeball include the degree of disease progression and the like. More specifically, for example, from said relationship between the wavelength and the polarization azimuth angle at a particular position ([Delta] [theta]), to calculate the ratio of the L- A Supara Gin acid and D- A Supara Gin acid in the specific position, which Therefore, the degree of progression of cataract at the specific position can be determined. Further, in the same manner, by plotting the relationship between the wavelengths at various positions in the eyeball and the polarization azimuth (Δθ), the degree of progression of the disease at the various positions can be determined.

また、本発明の用途は、前記の説明に限定されず、眼球分析における任意の用途に広く使用可能である。例えば、本発明は、タンパク質(クリスタリンなど)の変性、眼球に分泌される物質などの分析に用いることができる。具体的には、例えば、眼球中のアミロイドタンパク質の分析により、アルツハイマー病の早期発見等に用いることができる。また、例えば、水晶体構成タンパク質(クリスタリン)中のトリプトファンが、酸化されたキヌレニンもしくは3-ヒドロキシキヌレニンを分析することで、または、タンパク質中のリジン残基と体内の糖が結合してできたAGE(advanced glycated end products)を分析することで、前述した白内障の早期発見も可能である。また、例えば、本発明は、透過力が高い長波長の光を用いることにより、眼底の深部、または、眼底および眼底よりも下層の間の空間まで分析可能であり、これにより、視神経の状態、毛細血管の状態、網膜の状態などを分析することができる。また、本発明によれば、例えば、非侵襲的に、かつ簡便に眼球の分析を行うことができる。 Moreover, the use of the present invention is not limited to the above description, and can be widely used for any use in eyeball analysis. For example, the present invention can be used for denaturation of proteins (crystallin and the like), analysis of substances secreted into the eyeball, and the like. Specifically, for example, it can be used for early detection of Alzheimer's disease by analysis of amyloid protein in the eyeball. In addition, for example, tryptophan in the crystalline lens constituent protein (crystallin) is formed by analyzing oxidized kynurenine or 3-hydroxykynurenine, or AGE (AGE) formed by binding a lysine residue in the protein and a sugar in the body. By analyzing advanced glycated end products), the above-mentioned early detection of cataract is also possible. Further, for example, the present invention can analyze the deep part of the fundus or the space between the fundus and the layer below the fundus by using long-wavelength light having high penetrating power, whereby the state of the optic nerve, It is possible to analyze the condition of capillaries, the condition of the retina, and the like. Further, according to the present invention, for example, the eyeball can be analyzed non-invasively and easily.

本発明によれば、例えば、眼球の状態の微細な変化も検出可能で、疾患の早期発見等が可能である。より具体的には、例えば、眼球中のクリスタリンタンパク質の変性、眼球中の微量物質、網膜の微細な変化等を検出することで、疾患の早期発見等が実現できる。 According to the present invention, for example, minute changes in the state of the eyeball can be detected, and early detection of a disease can be performed. More specifically, for example, early detection of a disease can be realized by detecting degeneration of crystallin protein in the eyeball, trace substances in the eyeball, minute changes in the retina, and the like.

さらに、本発明は、眼球に限定されず、他の任意の生体組織の分析にも利用可能である。具体的には、例えば、OCT血管内イメージングに本発明を応用して、血管表面の状態を分析することができる。また、例えば、例えば、皮膚の分析に本発明を用いて、腫瘍などの局在の状態(例えば、前記腫瘍が皮膚表面からどれくらいの深さにあるのか等)を分析することもできる。 Furthermore, the present invention is not limited to the eyeball, and can be used for analysis of any other biological tissue. Specifically, for example, the present invention can be applied to OCT intravascular imaging to analyze the state of the blood vessel surface. Further, for example, the present invention can be used for skin analysis to analyze the localized state of a tumor or the like (for example, how deep the tumor is from the skin surface, etc.).

以上、実施形態1〜16により、本発明の眼球分析装置および眼球分析方法の例について説明し、さらに、本発明の用途の例について説明した。ただし、本発明は、これらに限定されず、任意の変更が可能である。例えば、本発明は、AユニットおよびBユニットの一方または両方を含む眼球装置のみには限定されない。また、例えば、分光法としては、CARS等のラマン分光法を中心に説明したが、本発明に用いることのできる分光法はこれに限定されず、例えば、フーリエ分光、時間領域分光等の、一般的に用いられる任意の分光法を使用可能である。 In the above, examples of the eyeball analyzer and the eyeball analysis method of the present invention have been described with reference to the first to 16th embodiments, and further, examples of applications of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these, and any modification is possible. For example, the present invention is not limited to eye devices that include one or both of A and B units. Further, for example, as the spectroscopic method, Raman spectroscopy such as CARS has been mainly described, but the spectroscopic method that can be used in the present invention is not limited to this, and for example, general spectroscopy such as Fourier spectroscopy and time region spectroscopy. Any spectroscopic method used in the above can be used.

以上、説明したとおり、本発明によれば、簡単な構成の装置で、簡単に生体組織の奥まで分析可能な生体組織分析装置および生体組織分析方法を提供することができる。これにより、本発明は、眼球等の生体組織の状態に関連した各種疾患の早期発見等に多大な貢献が可能である。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a biological tissue analysis device and a biological tissue analysis method capable of easily analyzing the depth of a biological tissue with a device having a simple configuration. As a result, the present invention can make a great contribution to early detection of various diseases related to the state of living tissues such as the eyeball.

10 光照射手段
10A、10B、10C、10D 光源
11、11a、11b、13、23、25、41、72、76、77 レンズ
12、73、74、75 ビームスプリッタ
14 波長可変フィルター(分光手段)
15 波長選択フィルター(分光手段)
15a、15e 回折格子
15b、15d レンズ
15c 波長選択マスク
19 干渉系が配置される領域
20 光分離手段
20B 撮像手段(光分離手段)
21 マイクロレンズアレイ
22 マスク(視野マスク)
24 像面
26 1/2波長板
27 偏光板
61 偏光板または円偏光板(円偏光手段)
42 撮像手段
30 分光手段
31 回折格子(分光手段)
32 波長可変フィルター(分光手段)
33 狭帯域フィルター
71 反射鏡
100A、200A Aユニット
100B、200B Bユニット
300A 照射ユニット(白色光源ユニット)
300B 照射ユニット(レーザーユニット)
10 Light irradiation means 10A, 10B, 10C, 10D Light source 11, 11a, 11b, 13, 23, 25, 41, 72, 76, 77 Lens 12, 73, 74, 75 Beam splitter 14 Tunable filter (spectroscopic means)
15 Wavelength selection filter (spectroscopic means)
15a, 15e Diffraction grating 15b, 15d Lens 15c Wavelength selection mask 19 Area where interference system is arranged 20 Optical separation means 20B Imaging means (optical separation means)
21 Microlens Array 22 Mask (Field of View Mask)
24 Image plane 26 1/2 wave plate 27 Polarizing plate 61 Polarizing plate or circular polarizing plate (circularly polarized light means)
42 Imaging means 30 Spectroscopic means 31 Diffraction grating (spectral means)
32 Tunable filter (spectroscopic means)
33 Narrow band filter 71 Reflector 100A, 200A A unit 100B, 200B B unit 300A Irradiation unit (white light source unit)
300B irradiation unit (laser unit)

Claims (20)

光照射手段、下記Aユニットおよび下記Bユニットを含み、
前記光照射手段は、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)用光照射手段であり、
前記Aユニットおよび前記Bユニットが、前記光照射手段を共有し、
前記光照射手段により、広帯域光及びレーザー光の混合光が生体組織に照射され、
下記Aユニットが、コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)の測定用ユニットであり、
下記Bユニットが、波長掃引型光干渉断層撮影(SS-OCT)用ユニットであり、
コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)および波長掃引型光干渉断層撮影(SS-OCT)により、前記生体組織の組織内部構造が分析され
さらに、光フィルターを含み、
前記光フィルターにより、前記分光された出射光が、選択された波長に固定され、前記固定された波長に対応する非線形光学効果が測定され、
前記非線形光学効果が、ラマン散乱、第二高調波発生(SHG)、第三高調波発生(THG)、および二光子吸収蛍光(TPF)からなる群から選択される少なくとも一つである、
生体組織分析装置。

(Aユニット)
光分離手段および分光手段を含み、
前記分光手段が、回折格子を含み、
前記光分離手段により、前記混合光を照射された前記生体組織から出射する出射光が、前記生体組織の空間の位置に応じて二次元的に分離され、
前記回折格子により、前記二次元的に分離された出射光に含まれるラマン散乱光が分光される、
ユニット。
(Bユニット)
光分離手段および分光手段を含み、
前記光分離手段が、撮像手段を含み、
前記撮像手段により、前記分光された出射光が撮像され、撮像して得られた画像上の画素によって、前記分光された出射光が、前記生体組織の空間の位置に応じて二次元的に分離され
さらに、波長可変フィルターを含み、前記波長可変フィルターにより、前記光照射手段から照射された前記混合光が、選択された波長に固定されるか、または、前記波長可変フィルターにより、前記出射光が分光される、
ユニット。
Includes light irradiation means, A unit below and B unit below,
The light irradiation means is a light irradiation means for coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS).
The A unit and the B unit share the light irradiation means, and the light irradiation means is shared.
By the light irradiation means, a mixed light of broadband light and laser light is irradiated to the living tissue, and the living tissue is irradiated.
The following A unit is a measurement unit for coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS).
The following B unit is a wavelength sweep type optical coherence tomography ( SS- OCT) unit.
Coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS) and wavelength-swept optical coherence tomography ( SS- OCT) have been used to analyze the tissue internal structure of the living tissue .
In addition, it includes an optical filter
The spectroscopic emitted light is fixed to a selected wavelength by the optical filter, and the nonlinear optical effect corresponding to the fixed wavelength is measured.
The nonlinear optical effect is at least one selected from the group consisting of Raman scattering, second harmonic generation (SHG), third harmonic generation (THG), and two-photon absorption fluorescence (TPF).
Biological tissue analyzer.

(A unit)
Including optical separation means and spectroscopic means
The spectroscopic means includes a diffraction grating.
By the light separation means, the emitted light emitted from the living tissue irradiated with the mixed light is two-dimensionally separated according to the position of the space of the living tissue.
The diffraction grating disperses the Raman scattered light contained in the two-dimensionally separated emitted light.
unit.
(B unit)
Including optical separation means and spectroscopic means
The optical separation means includes an imaging means.
The spectroscopic emitted light is imaged by the imaging means, and the dispersed emitted light is two-dimensionally separated according to the position of the space of the living tissue by the pixels on the image obtained by imaging. It is,
Further, a wavelength tunable filter is included, and the mixed light emitted from the light irradiating means is fixed to a selected wavelength by the tunable filter, or the emitted light is separated by the tunable filter. Ru is,
unit.
前記Bユニットにおいて、
前記撮像手段により、前記分光された出射光が撮像され、撮像して得られた画像上の画素によって前記分光された出射光が二次元的または三次元的に分離される請求項1記載の生体組織分析装置。
In the B unit
The living body according to claim 1, wherein the spectroscopic emitted light is imaged by the imaging means, and the spectroscopic emitted light is two-dimensionally or three-dimensionally separated by pixels on the image obtained by imaging. Tissue analyzer.
さらに、光フィルターを含み、
前記光フィルターにより、前記混合光が分光され、必要な波長の光のみが選択的に生体組織に照射されるか、または、前記混合光を照射された前記生体組織から出射する出射光が分光される請求項1または2記載の生体組織分析装置。
In addition, it includes an optical filter
The optical filter disperses the mixed light and selectively irradiates the living tissue with only light having a required wavelength, or disperses the emitted light emitted from the living tissue irradiated with the mixed light. The biological tissue analyzer according to claim 1 or 2 .
前記光フィルターが、波長可変フィルターおよび波長選択フィルターの少なくとも一方である請求項記載の生体組織分析装置。 The biological tissue analyzer according to claim 3 , wherein the optical filter is at least one of a tunable filter and a wavelength selection filter. 前記Bユニットにおいて、
前記分光手段が、波長可変フィルターを含み、
前記波長可変フィルターにより、前記混合光を照射された前記生体組織から出射する出射光が分光される請求項からのいずれか一項に記載の生体組織分析装置。
In the B unit
The spectroscopic means includes a tunable filter.
The biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 4 , wherein the emitted light emitted from the biological tissue irradiated with the mixed light is separated by the wavelength tunable filter.
さらに、干渉系または共焦点光学系を含み、
前記光照射手段から照射された前記混合光の、選択された波長に応じて、前記干渉系または前記共焦点光学系の位置が調整される
請求項1からのいずれか一項に記載の生体組織分析装置。
In addition, it includes interfering or confocal optics,
The living body according to any one of claims 1 to 5 , wherein the position of the interference system or the cofocal optical system is adjusted according to a selected wavelength of the mixed light emitted from the light irradiation means. Tissue analyzer.
前記Aユニットにおいて、前記光分離手段が、マイクロレンズアレイまたはダイクロイックミラーを含む請求項1からのいずれか一項に記載の生体組織分析装置。 The biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 6 , wherein in the A unit, the optical separation means includes a microlens array or a dichroic mirror. 前記CARS用光照射手段が、波長選択フィルターを含み、
前記波長選択フィルターにより、前記混合光が分光され、必要な波長の光のみが選択的に生体組織に照射される
請求項1からのいずれか一項に記載の生体組織分析装置。
The CARS light irradiation means includes a wavelength selection filter.
The biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 7 , wherein the mixed light is separated by the wavelength selection filter and only light having a required wavelength is selectively irradiated to the biological tissue.
前記波長選択フィルターが、回折格子および波長選択マスクを含み、
前記回折格子により、前記混合光が分光され、必要な波長の光のみが前記波長選択マスクを通過し、生体組織に照射される
請求項記載の生体組織分析装置。
The wavelength selection filter includes a diffraction grating and a wavelength selection mask.
The biological tissue analyzer according to claim 8 , wherein the mixed light is separated by the diffraction grating, and only light having a required wavelength passes through the wavelength selection mask and irradiates the biological tissue.
前記Aユニット及び前記Bユニットにおいて、前記分光手段が、さらに、狭帯域フィルターを含み、
前記分光された出射光が前記狭帯域フィルターを通過する、
請求項1からのいずれか一項に記載の生体組織分析装置。
In the A unit and the B unit, the spectroscopic means further includes a narrow band filter.
The spectroscopic emitted light passes through the narrow band filter.
The biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 9 .
前記Aユニットにおいて、
前記光分離手段により、前記出射光が三次元的に分離され、
前記回折格子により、前記三次元的に分離された出射光が分光される、
請求項1から10のいずれか一項に記載の生体組織分析装置。
In the A unit
The emitted light is three-dimensionally separated by the light separating means.
The three-dimensionally separated emitted light is separated by the diffraction grating.
The biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 10 .
前記Bユニットにおいて、
前記撮像手段により、前記分光された出射光が撮像され、撮像して得られた画像上の画素によって前記分光された出射光が三次元的に分離される、
請求項1から11のいずれか一項に記載の生体組織分析装置。
In the B unit
The spectroscopic emitted light is imaged by the imaging means, and the spectroscopic emitted light is three-dimensionally separated by the pixels on the image obtained by imaging.
The biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 11 .
さらに、円偏光手段を含み、
前記円偏光手段により、前記生体組織に入射する光が、円偏光される、
請求項1から12のいずれか一項に記載の生体組織分析装置。
In addition, including circularly polarized means,
Light incident on the living tissue is circularly polarized by the circularly polarized means.
The biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 12 .
さらに、円偏光分析手段を含み、
前記円偏光分析手段により、前記生体組織の少なくとも一部における、左右の円偏光に対する吸光度の違いが検出される、請求項13記載の生体組織分析装置。
In addition, it includes circularly polarized light analysis means.
The biological tissue analyzer according to claim 13 , wherein the circularly polarized light analyzing means detects a difference in absorbance with respect to left and right circularly polarized light in at least a part of the biological tissue.
さらに、直線偏光手段を含み、
前記直線偏光手段により、前記光を照射された前記生体組織から出射する出射光が、直線偏光される、
請求項1から14のいずれか一項に記載の生体組織分析装置。
In addition, it includes linearly polarized means
By the linearly polarized light means, the emitted light emitted from the living tissue irradiated with the light is linearly polarized.
The biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 14 .
さらに、直線偏光分析手段を含み、
前記直線偏光分析手段により前記直線偏光が分析されることで、前記生体組織の少なくとも一部における、左右の円偏光に対する屈折率の違いが検出される、
請求項15記載の生体組織分析装置。
In addition, it includes linearly polarized light analysis means.
By analyzing the linearly polarized light by the linearly polarized light analyzing means, the difference in the refractive index with respect to the left and right circularly polarized light in at least a part of the living tissue is detected.
The biological tissue analyzer according to claim 15 .
さらに、前記光照射手段から照射された光の強度および偏光状態の少なくとも一方を空間制御することが可能な空間制御機構を含み、
前記空間制御機構により、前記光照射手段から照射された光の強度および偏光状態の少なくとも一方が制御され、前記生体組織に照射される請求項1から16のいずれか一項に記載の生体組織分析装置。
Further, the present invention includes a spatial control mechanism capable of spatially controlling at least one of the intensity and the polarization state of the light emitted from the light irradiation means.
The biological tissue analysis according to any one of claims 1 to 16 , wherein at least one of the intensity and the polarized state of the light emitted from the light irradiation means is controlled by the spatial control mechanism, and the biological tissue is irradiated. apparatus.
前記生体組織が、眼球である請求項1から17のいずれか一項に記載の生体組織分析装置。 The biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 17 , wherein the biological tissue is an eyeball. 請求項1から18のいずれか一項に記載の生体組織分析装置を用い、
生体組織に前記混合光を照射する照射工程と、
前記照射された生体組織から出射する出射光を、前記生体組織の空間の位置に応じて分離する光分離工程と、
前記生体組織に照射する前記混合光を、分光するか、または、前記照射された生体組織から出射する出射光を、分光する分光工程と、を含み、
コヒーレントアンチストークスラマン分光(CARS)および波長掃引型光干渉断層撮影(SS-OCT)により、前記生体組織の組織内部構造を分析する、
生体組織分析方法。
Using the biological tissue analyzer according to any one of claims 1 to 18 ,
The irradiation step of irradiating the living tissue with the mixed light and
A light separation step of separating the emitted light emitted from the irradiated living tissue according to the position of the space of the living tissue, and
A spectroscopic step of dispersing the mixed light irradiating the living tissue or dispersing the emitted light emitted from the irradiated living tissue is included.
Coherent anti-Stoke Raman spectroscopy (CARS) and wavelength sweeping optical coherence tomography ( SS- OCT) are used to analyze the internal structure of the living tissue.
Biological tissue analysis method.
前記生体組織が、眼球である請求項19記載の生体組織分析方法。 The method for analyzing biological tissue according to claim 19 , wherein the biological tissue is an eyeball.
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