JP2015215618A - 光コヒーレンス断層法機構を有する外科用顕微鏡システム - Google Patents
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Abstract
Description
発明の分野
本発明は、光コヒーレンス断層法(OCT)機構を有する外科用顕微鏡システムに関する。特に、本発明は、OCT機構によって解析される物体が測定光のビームで走査されるOCT機構を有する外科用顕微鏡システムに関する。
OCTシステムは、たとえばEP0697611A2から公知である。広帯域OCT光源は、ある帯域幅内の異なる波長を含むOCT測定光を生成する。OCT光源によって生成される主な波長とびOCT光源の帯域幅とによって、OCT測定光の可干渉距離が決定される。OCT光源の帯域幅とOCT光源によって生成されるOCT測定光の可干渉距離との間には相反関係がある。OCT測定光の2つの異なる部分は、OCT測定光のその2つの異なる部分によって横断される光路長の差がOCT光源の可干渉距離より小さい場合、干渉的にのみ重畳することができる。
単に提供することができ、若干異なる角度で物体から発せられた光が、対物レンズの下流において、観察者の左眼および右眼用の2つの接眼レンズを含む2つの管状体に誘導される。それによって、物体の拡大された立体投影が可能である。立体光学顕微鏡技術は、眼科手術に不可欠なものである。
本発明は、上記の問題を考慮して実現された。
マウントディスプレイなどのディスプレイ上に表示され得る。
間して配置され、d1=A/β2かつ0mm≦A≦200mmの関係が成立し、βは投影光学素子の倍率である。
0mmである。これによって、特定の単純な三次元スキャナが提供される。
、眼科用レンズおよび顕微鏡光学素子の対物レンズの間に配置される縮小レンズとを含み得る。これらの追加的な部品によって、患者の眼球の後部を検査することが可能である。一方、これらの部品を顕微鏡光学素子のビーム経路から後退させた状態で、患者の眼球の前部を視覚化し、解析することができる。
本発明の上記および他の有利な特徴は、添付の図面を参照すれば、発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明からより明らかとなるであろう。なお、本発明のすべての可能な実施形態がここに特定される利点の各々、すべてまたはいずれかを必ずしも示すものではない。
以下に記載する例示的な実施形態において、機能および構造が同じ構成要素は、可能な限り同じ参照符号によって示される。したがって、具体的な実施形態の個々の構成要素の特徴を理解するため、他の実施形態および発明の概要の記載を参照されたい。
めの部品と、重畳された光ビームを検出するための部品とを含む。
プ1によって発せられるOCT測定光はコリメーティング光学素子4を横断し、実質的に平行なOCT測定光ビーム13を形成する。OCT測定光ビーム13はその後、第1の走査鏡2によって偏向され、OCT測定光ビーム13を第2の走査鏡3に向かって偏向させる。走査鏡同士の距離は、例示される実施形態では8mmである。本発明の他の実施形態では、OCT測定光ビームはまず2つの走査鏡2および3を横断し、次にコリメーティング光学素子4を横断する。
導される。解析システム24において、プローブアーム35から戻った測定光ビームが基準ビームに干渉的に重畳される。重畳された光は、分光器によってある周波数スペクトルに分散される。横方向面内のある領域における物体8の異なる深さ(軸方向)における反射率の分布を、当該スペクトルのフーリエ変換によって得ることができる。
132および123(各々、走査鏡3の異なる回転配向に対応する5本の光線によって形成される)が図3に示される。これらのバンドル131、132および123は走査鏡3にお
いて偏向され、(レンズ群9および11からなる)投影光学素子を横断し、バンドル13′1、13′2および13′3となる。ビーム反射器12において反射された後、バンドル
13′1、13′2および13′3は反射器12の中央の点M′から距離d2だけ変位させた平面内に位置する画像領域に投影される。特に、走査鏡3の中央の点p3は、反射器12の下流に位置する点p3′に投影される。走査鏡2の中央の同様の点は、反射器12の上流にある点に投影される。
0.119である。網膜側の眼球の焦点距離はfeye=22.5mmである。眼球の硝子
体液の屈折率はnvitreous=1.3である。患者の網膜における測定光ビーム13′のウエスト半径はwretina=8.66μmである。
ズ11の焦点距離はf11によって示される。レンズ9および11は、互いの間の距離が両方のレンズの焦点距離の合計、すなわち当該距離がf9+f11となるように配置される。
レンズ9の上流においてレンズ9の焦点距離すなわちf9に相当する距離に配置される物
体は、レンズ11の下流においてレンズ11の焦点距離すなわちf11に相当する距離レンズ11から離間して投影される。物体は、レンズ9からレンズ9の焦点距離f9よりも大
きい距離または小さい距離に配置してもよい。この場合、物体はf11よりも小さいまたは
大きい距離に配置されるレンズ11の下流の面に投影される。
f9およびf11は、ケプラー式望遠鏡を構成するレンズ要素の焦点距離である。
である。
無限焦点システムも構成する。
経験則として、ケプラー式望遠鏡の光学収差は、fナンバーkが値4を超えると十分に制御され得る。したがって、数式3は焦点距離f11の下限を与えるものとみなされ得る。焦点距離f9およびf11が減少すると、OCT光学部品の全長が減少し得るため、f11を
数式3に従ってfナンバーk≒4で選択することが有利であり得る。
て、焦点距離f9が縦方向倍率β2を決定し得る。相互距離dsを有する2つの走査鏡が必
要であり得るため、ケプラー式望遠鏡によって両方の鏡を同時に反射器12上に投影することは不可能な場合がある。反射器12を可能な限り小さく保つため、第1の走査鏡2の画像は反射器12の上流の距離dに配置され、第2の走査鏡3は反射器12の下流の距離dに配置され得る。数式1を用いて、以下が得られる。
物レンズ5の光学軸との間において角度γscan=γeye・βFISを必要とし得る。上記の関係を用いて、以下を導出することができる。
。
の半径であり、θはファイバチップ1から発せられたガウス型ビームの発散度である。数式1を用いて、以下を得ることができる。
ファイバチップ1の後方のガウス型ビームの分散:θ=0.107rad、
網膜におけるウエスト半径:wretina=8.66μm、
患者の眼球の前方におけるOCT光の最大角度:γeye=25°*π/180°=0
.436rad、
反射器12上のOCT光線の最大許容移動距離:Δ=0.8mm、
対物レンズ5およびFISの倍率:βFIS=0.119(表1による)、
走査鏡2、3間の距離:ds=8mm、
ケプラー式望遠鏡のfナンバー:k=5.14、
網膜側の眼球の焦点距離:feye=22.5mm、
眼球の硝子体液の屈折率:nvitreous=1.33。
f11=2・5.14・4.39mm=45.1mm
数式4から、レンズ要素9の焦点距離について以下を得ることができる。
びレンズ群11aを含む。したがって、レンズ群9aおよびレンズ群11aはともにケプラー式システムを構成する。特に、投影光学素子29aは、2つの走査鏡3aおよび2aの間の点が、特に図3を参照して詳細に上記したように反射器12aの中心に投影されるように配置されかつ構成される。
状が、正常眼を復元するためにどんな種類の眼球内レンズを挿入すべきかを示すことになる。
、OCTシステムのOCT測定光ビームが顕微鏡光学素子の対物レンズを横断しなければならないという制約を有する外科用顕微鏡システムにOCTシステムを組込むことが可能となる。
20の部品の全長を短縮するように選択することができる。
外科用顕微鏡システム、110 顕微鏡光学素子110、120 OCTシステム。
Claims (17)
- 光コヒーレンス断層法(OCT)機構を有する外科用顕微鏡システムであって、前記システムは、
第1の物体領域の画像を生成するための顕微鏡光学素子を備え、顕微鏡光学素子は対物レンズを含み、さらに、
OCTビーム経路をもたらし、OCT測定光源と、反射器と、OCT測定光源および反射器の間に配置された投影光学素子と、OCT測定光源および投影光学素子の間に配置されたビームスキャナとを含むOCTシステムを備え、
反射器は、投影光学素子から供給されるOCT測定光ビームが対物レンズを横断し第1の物体領域上に照射されるように構成かつ配置され、
投影光学素子は、ビームスキャナ付近に位置する第2の物体領域が反射器付近に位置する画像領域に光学的に投影されるように構成かつ配置される、外科用顕微鏡システム。 - OCT測定光源と投影光学素子との間のOCTビーム経路に配置されたコリメーティング光学素子をさらに備える、請求項1に記載の外科用顕微鏡システム。
- 反射器の中心は画像領域に配置され、ビームスキャナの少なくとも1つの偏向面が、画像領域に光学的に対応する第2の物体領域から距離d1離間して配置され、
d1=A/β2かつ
0mm≦A≦200mm
の関係が成立し、βは投影光学素子の倍率である、請求項1または2に記載の外科用顕微鏡システム。 - A≦160mm、
A≦120mmおよび
A≦100mm
の関係のうち少なくとも1つが成立する、請求項3に記載の外科用顕微鏡システム。 - 投影光学素子の倍率βは変更可能である、請求項1から4のいずれか1項に記載の外科用顕微鏡システム。
- 投影光学素子は無限焦点システムを含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の外科用顕微鏡システム。
- 投影光学素子はケプラー式望遠鏡である、請求項1から6のいずれか1項に記載の外科用顕微鏡システム。
- ビームスキャナは、異なる2方向に独立して旋回可能な偏向面を含み、A≦50mmである、請求項1から7のいずれか1項に記載の外科用顕微鏡システム。
- ビームスキャナは、互いにある距離離間して配置された2つの偏向面を含み、偏向面は互いに独立して旋回可能であり、両方の偏向面について、
d1≧4mm/β
が成立する、請求項1から7のいずれか1項に記載の外科用顕微鏡システム。 - 顕微鏡光学素子は、顕微鏡光学素子の倍率を変更するためのズームシステムを含む、請求項1から9のいずれか1項に記載の外科用顕微鏡システム。
- OCTビーム経路はズームシステムの外側にある、請求項10に記載の外科用顕微鏡シ
ステム。 - 対物レンズと第1の物体領域との間に配置され、患者の眼球の網膜を検査するための眼科用レンズをさらに備える、請求項1から11のいずれか1項に記載の外科用顕微鏡システム。
- 波面測定光入口と、
波面センサ投影レンズとを有する波面センサをさらに備え、
波面測定光のビーム経路は、対物レンズと投影光学素子と波面センサ投影レンズとを横断し、第1の物体領域が波面センサの波面測定光入口に投影される、請求項1から12のいずれか1項に記載の外科用顕微鏡システム。 - 波面センサと波面センサ投影レンズとを投影光学素子に対して移動させるためのアクチュエータをさらに備える、請求項13に記載の外科用顕微鏡システム。
- 波面測定光を生成するための波面測定光源と、
波面測定光源および波面センサ光入口の間の波面測定光ビーム経路に配置された部分反射面とをさらに備える、請求項13または14に記載の外科用顕微鏡システム。 - 波面測定光は第1の波長範囲に波長を有し、OCT測定光は第2の波長範囲に波長を有する、請求項13から15のいずれか1項に記載の外科用顕微鏡システム。
- 波面センサ投影レンズおよび結像光学素子の間の波面測定光ビーム経路に配置された二色ビームスプリッタをさらに備える、請求項16に記載の外科用顕微鏡システム。
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