JP2021527552A - 家庭用眼科用途のための小型化モバイル低コスト光干渉断層撮影システム - Google Patents

家庭用眼科用途のための小型化モバイル低コスト光干渉断層撮影システム Download PDF

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Abstract

網膜の厚さを測定するための改良された光干渉断層撮影システムおよび方法が、提示される。本システムは、小型で、手持ち式であり、家庭内監視を提供し、患者が自分を測定することを可能にし、依然として、網膜を確実に測定しながら、落下しても十分に頑丈であり得る。本明細書に開示される小型OCTシステムは、網膜の厚さの測定等の多くの以前の臨床検査と併用するために非常に適している。ある場合には、OCTシステムは、患者によって、または医療提供者によって使用される。多くの事例において、患者は、自分をシステムと整合させることができるが、別のユーザは、患者をシステムと整合させ、測定を行うことができる。

Description

(関連技術の相互参照)
本国際出願は、その開示全体が参照することによって本明細書に組み込まれる、「Miniaturized Mobile, Low Cost Optical Coherence Tomography System for Home Based Ophthalmic Applications」と題された、2018年6月20日に出願された、米国出願第62/687,686号の優先権を主張する。
眼は、視覚のために重要であり、人々は、見る必要がある。眼は、光を屈折させ、網膜上に画像を形成する、角膜および水晶体を有する。網膜は、その上に形成された画像に応答して、電気信号を発生させ、これらの電気信号は、視神経を介して脳に伝送される。網膜の窩および黄斑は、網膜の他の面積に関して錐体の増加した密度を有し、鮮明ではっきりした視覚を提供する。残念ながら、網膜の疾患は、たとえ角膜および水晶体等の眼の他の部分が健康でも視覚に悪影響を及ぼし得る。
網膜の厚さは、網膜の健康を診断および監視するために使用されることができる。網膜血管疾患および他の疾患または症状を診断された多くの患者は、網膜の厚さの上昇を有し、薬剤を服用する、または薬剤で治療される。黄斑浮腫は、多くの場合、糖尿病等の他の疾患に関連する、網膜の厚さの上昇の例である。黄斑浮腫は、例えば、加齢黄斑変性症、ブドウ膜炎、網膜血管系の閉塞、および緑内障等の他の疾患に関連し得る。それに応じて治療が修正され、視覚が温存され得るように、薬剤が効いていない、または再投与を要求するかどうかを迅速に把握することが役立つであろう。網膜の厚さを測定するために使用される1つのアプローチは、光干渉断層撮影(OCT)である。
残念ながら、多くの以前のOCTシステムは、過度に複雑かつ高価であり、毎週または毎日等の定期的に網膜の厚さを監視することに適していない。眼の処置の以前の規格は、網膜の厚さを測定する医療提供者への受診を伴うが、そのような受診は、スケジューリングおよび予約を要求し、特に毎週または毎日行われる場合、高価になり得る。以前のOCTシステムの多くは、家庭内監視または移動式保健医療に適していない。そのような以前のシステムは、典型的には、個人が容易に持ち歩きできるものよりも重量があり、患者とともに移動するために適していない。加えて、以前のOCTシステムは、理想的であろうものよりも複雑であり、毎日の使用および落下等の危険のために適していない。OCTシステムの以前のコストは、典型的患者が支払うことができるものを超え得る。さらに、以前のOCTシステムの使用は、訓練を受けたオペレータを要求し得る。上記の理由により、網膜の厚さの家庭内監視は、以前の処置の規格および網膜疾患がある患者の以前の処置が、多くの事例において理想的に満たなくあり得るため、採用されていない。
上記を踏まえて、網膜の厚さを測定するための改良されたOCTシステムおよび方法を有することが役立つであろう。理想的には、そのようなシステムは、小型で、手持ち式であり、家庭内監視を提供し、患者が自分を測定することを可能にし、依然として、網膜を確実に測定しながら、落下しても十分に頑丈であろう。
本明細書に開示される小型光干渉断層撮影(OCT)システムおよび方法は、網膜の厚さの家庭内および移動監視を可能にする。網膜の厚さを測定することが具体的に参照されるが、本明細書に開示される小型OCTシステムおよび方法は、顕微鏡検査、計測学、航空宇宙、天文学、電気通信、医学、医薬品、皮膚科学、歯科医学、および心臓病学等の多くの分野で用途を見出すであろう。
いくつかの実施形態では、小型OCTシステムは、スペクトル範囲を延在させ、OCTシステムの分解能を増加させるために、複数のVCSEL等の複数の光源を備える。複数の光源は、異なるスペクトル範囲をそれぞれ備える、複数の光ビームを用いて、眼の網膜層等のサンプル構造を測定するように連続的にアクティブ化されることができる。複数の光ビームのそれぞれからの測定信号は、組み合わせられることができる。OCTシステムは、波長変化に応答して周期的信号を発生させる、複数の位相補償モジュールを備えてもよく、これらの周期的信号は、複数の光源のそれぞれからの測定をより正確に組み合わせるために、プロセッサ回路および命令によって使用されることができる。複数の光源のそれぞれによって発生される複数の光ビームはそれぞれ、光路に沿って進行し、光学系は、光ビームの光路に少なくとも部分的に重複するように構成されることができる。複数の光源は、多くの方法で配列されることができるが、いくつかの実施形態では、複数の光源は、光学系に向かって複数の光ビームを指向するように支持体上に配列される。複数の光ビームの光路は、完全には重複しない場合があるが、回路は、スキャナに結合され、走査を伴わない照明領域の重複と比較して、照明された領域の重複を増加させるように、光ビームをアクティブ化するように構成されることができる。
小型OCTシステムは、光路および重量の減少を提供するように配列される複数のコンポーネントを備える。多くの実施形態では、小型OCTシステムは、OCTシステムの分解能値未満である網膜の厚さの変化を測定するように構成され、これは、サイズ、コスト、および複雑性が有意に減少されることを可能にする。本システムは、システム軸方向分解能値よりも小さい網膜の厚さの変化を正確に検出するために十分な反復性および再現性を備える。小型OCTシステムは、眼に関してシステムの移動と関連付けられる誤差を減少させるために、十分な速度で波長範囲を走査し、OCTデータを入手することが可能である。多くの実施形態では、小型OCTシステムは、小型OCTシステムよりも高い分解能を有する臨床参照システムを用いて具体的患者に合わせて較正され、小型OCTシステムは、臨床参照システムを用いて測定される網膜の厚さに基づいて、具体的患者に合わせて較正される。ある場合には、小型OCTシステムは、反復性および再現性が許容公差内に留まることを確実にするようにシステムが試験されることを可能にする、較正キットまたは装置を備える。
ある事例では、小型OCTシステムは、患者が自分を測定するためにユーザの手の中で保持されるように構成される。代替として、小型OCTシステムは、テーブルスタンドに、またはユーザの頭部に搭載されるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、小型OCTシステムは、患者が自分の手でシステムの測定コンポーネントを保持している間に、患者が自分を小型分光計と整合させるための可視標的を備える。小型OCTシステムは、測定コンポーネントを含有するための筐体を備え、筐体は、ある事例では、ユーザが筐体を容易に握持し、筐体内の測定コンポーネントを持ち上げ、OCTシステムを自分の眼と整合させ得るように、定寸される。OCTシステムの小型性および減少した質量は、システムが患者の手の中で容易に保持され、患者とともに輸送されることを可能にする。多くの実施形態では、断層撮影システムは、約80mm〜約160mmの範囲内で横断する最大寸法と、約100グラム〜約500グラムの範囲内の質量とを備える。多くの実施形態では、OCTシステムは、システムの信頼性を増加させるために、内部可動部品を伴わずに構成される。小型OCTシステムは、随意に、約1フィートの距離から落下され、例えば、約25μm以下の網膜の厚さの測定反復性および正確度の変化を提供するように構成される。
いくつかの実施形態では、小型OCTシステムは、複数の波長を放射するように構成される光源と、検出器と、検出器上で光学干渉信号を発生させるように配列される光学要素と、検出器および光源に結合される回路とを備える。いくつかの実施形態では、光源は、波長の範囲にわたって波長を掃引するために、変動する波長の光ビームを放射するように構成される光源を備える。ある事例では、波長は、網膜の厚さを測定するために、約3nm〜10nmの範囲にわたって掃引される。本範囲は、25μmまたはそれ未満の網膜の厚さの変化を決定するために十分な軸方向分解能、反復性、および再現性を伴って、システム複雑性およびコストの減少を提供することができるが、より長い波長掃引が、使用されることができる。いくつかの実施形態では、3nm〜10nmの範囲内のOCTシステムの掃引範囲は、例えば、小型OCTシステムを用いて、約150μmよりも大きい網膜の厚さおよび25μmと同程度に小さい網膜の厚さの変化の検出を可能にするが、より長い波長掃引が、使用されることができる。回路は、いくつかの実施形態では、鋸歯状波形等の特性周期および掃引周波数を有する波形を用いて光源を駆動するように構成される。ある事例では、回路は、眼から返される光からの干渉信号の周波数を測定し、眼の網膜の厚さを決定するように検出器に結合されるが、他の物体の厚さも測定されることができる。いくつかの実施形態では、回路は、波形の一部の最大定格電流閾値を上回り、波形の別の部分の最大定格電流閾値を下回って、光源を駆動するように構成され、光源は、波形の両方の部分の間に光を放射する。波形の一部内の光源の本過駆動は、OCTシステムの複雑性、サイズ、および重量の減少とともに、光源の波長範囲の拡張および測定範囲の増加を可能にする。
(参照による組み込み)
本明細書に述べられる全ての出版物、特許、および特許出願は、各個々の出版物、特許、または特許出願が、参照することによって組み込まれるように具体的かつ個別に示された場合と同一の程度に、参照することによって本明細書に組み込まれる。
本発明の新規の特徴は、添付の請求項で詳細に記載される。本発明の特徴および利点のさらなる理解は、本発明の原理が利用される、例証的実施形態を記載する以下の発明を実施するための形態、および付随する図面を参照することによって、得られるであろう。
図1は、ヒトの眼の簡略化された図を示す。
図2は、いくつかの実施形態による、患者が複数の時点で網膜の厚さ(RT)を測定し、結果を通信することを可能にする、システムの概略図を示す。
図3Aは、いくつかの実施形態による、Bluetooth(登録商標)通信を利用する手持ち式光干渉断層撮影(OCT)デバイスを示す。
図3Bは、いくつかの実施形態による、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))を利用する手持ち式OCTデバイスを示す。
図4は、いくつかの実施形態による、手持ち式OCTシステム内の情報のフローの概略図を示す。
図5は、いくつかの実施形態による、掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイスの概略図を示す。
図6Aは、いくつかの実施形態による、参照ミラーが欠けているSS−OCTデバイスの概略図を示す。
図6Bは、いくつかの実施形態による、垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)が、参照ミラーが欠けているSS−OCTデバイス内で動作する、波長範囲を示す。
図7Aは、いくつかの実施形態による、外部キャビティを利用するSS−OCTデバイスの概略図を示す。
図7Bは、いくつかの実施形態による、VCSELが、参照ミラーが欠けているSS−OCTデバイス内で動作する、波長範囲を示す。
図7Cは、外部キャビティミラーの使用が、外部キャビティミラーが存在しない場合のOCTピークの周波数と比較して、OCTピークをより高い光周波数に偏移させ得る方法を示す。
図8Aは、いくつかの実施形態による、第1の特定の時点における、2つのVCSELを利用し、参照ミラーが欠けているSS−OCTデバイスの概略図を示す。
図8Bは、いくつかの実施形態による、第2の特定の時点における、2つのVCSELを利用し、参照ミラーが欠けているSS−OCTデバイスの概略図を示す。
図8Cは、いくつかの実施形態による、VCSELが、2つのVCSELを利用し、参照ミラーが欠けているSS−OCTデバイス内で動作する、波長範囲を示す。
図9は、いくつかの実施形態による、その最大電流定格を超えたVCSELの動作を示す。
図10Aは、軸方向分解能のグラフ表現を示す。
図10Bは、反復性および再現性のグラフ表現を示す。
図10Cは、RTの変化を呈していない網膜のRTの測定と関連付けられる反復性および再現性のグラフ表現を示す。
図10Dは、RTの変化を呈した網膜のRTの測定と関連付けられる反復性および再現性のグラフ表現を示す。
図11は、経時的に患者のRTの反復測定を行い、有害転帰に対応し得る変化に留意するための方法のフローチャートである。
図12は、手持ち式OCTデバイスを使用する測定からRTを決定するための方法のフローチャートを示す。
図13は、RTまたはRLTを決定するようにプログラムまたは別様に構成される、例示的デジタル処理デバイスを示す。
図14は、単一のVCSELを利用し、参照アームを利用しない、SS−OCTシステムの検出の限界を決定するための光学設定を示す。
図15は、その定格動作範囲外に駆動されたVCSELの2つの異なる時点におけるオシロスコープ信号を示す。
図16は、光学設定の2つの異なる構成のためのオシロスコープ信号を示す。
図17は、単一のVCSELを利用し、参照アームを利用しない、SS−OCTシステムを使用して発生される干渉信号の発振の周波数を抽出するための信号処理の方法を示す。
図18は、単一のVCSELを利用し、参照アームを利用しない、SS−OCTシステムを使用して発生される干渉信号の発振の周波数を抽出することの再現性を決定するための研究の結果を示す。
図19は、単一のVCSELを利用し、参照アームを利用しない、SS−OCTシステムを使用して発生される干渉信号の発振の周波数を抽出することの再現性を決定するための研究の間に取得された周波数の平均および95%信頼区画を示す。
図20Aは、眼アダプタを伴う手持ち式OCTシステムの略図を示す。
図20Bは、右眼または左眼を測定するように適合される手持ち式OCTシステムを示す。
図20Cは、インジケータライトおよび通信アダプタを伴う手持ち式OCTシステムを示す。
図20Dは、OCT測定を提供するように眼に近接して設置された手持ち式OCTを示す。
図21は、手持ち式OCTデバイス用の較正キットを示す。
図22は、いくつかの実施形態による、走査機構を利用するSS−OCTデバイスの概略図を示す。
図23Aは、いくつかの実施形態による、走査機構の概略図を示す。
図23Bは、いくつかの実施形態による、網膜層の厚さ測定部位のアレイを示す。
図24は、いくつかの実施形態による、走査機構および1つまたはそれを上回るカメラを利用するSS−OCTデバイスの概略図を示す。
図25は、いくつかの実施形態による、OCT測定から網膜の厚さ(RT)または網膜層の厚さ(RLT)の測定を抽出するための方法を示す。
図26は、いくつかの実施形態による、視覚機能測定装置を組み込むSS−OCTデバイスの概略図を示す。
図27Aおよび図27Bは、いくつかの実施形態による、背景上の視覚合図を示す。
図28Aおよび図28Bは、いくつかの実施形態による、手持ち式単眼OCTシステムの構成を示す。
図29A、29B、および29Cは、いくつかの実施形態による、例示的手持ち式両眼OCTシステムの構成を示す。
図30は、いくつかの実施形態による、例示的手持ち式両眼OCTシステムの構成を示す。
図31Aは、いくつかの実施形態による、対象の左眼を測定するように配向された手持ち式両眼OCTシステムを示す。
図31Bは、いくつかの実施形態による、対象の右眼を測定するように配向された手持ち式両眼OCTシステム用の筐体を示す。
図32Aは、いくつかの実施形態による、掃引される波長の範囲を増加させるように冷却器に結合されたVCSELを示す。
図32Bは、いくつかの実施形態による、熱電冷却器に結合されたVCSELの概略図を示す。
図33Aは、いくつかの実施形態による、支持体上に設置された小型SS−OCTシステムを示す。
図33Bは、いくつかの実施形態による、支持体上に搭載された小型SS−OCTデバイスを使用するユーザを示す。
図34は、いくつかの実施形態による、固視標的装置および眼底撮像装置を組み込むSS−OCTデバイスの光学系の概略図を示す。
図35は、いくつかの実施形態による、本明細書に説明される小型SS−OCTシステムの光学系を制御するための電子回路基板の概略図を示す。
図36は、相安定性を増進するための干渉計を組み込むSS−OCTデバイスの光学系の概略図を示す。
図37A、37B、および37Cは、本明細書に説明されるシステムおよび方法を使用して取得された例示的眼底画像を示す。 図37A、37B、および37Cは、本明細書に説明されるシステムおよび方法を使用して取得された例示的眼底画像を示す。 図37A、37B、および37Cは、本明細書に説明されるシステムおよび方法を使用して取得された例示的眼底画像を示す。
図38Aおよび図38Bは、時間ドメイン内のSS−OCT信号のチャープ補正のための再サンプリングの効果を示す。
図39A、39B、および39Cは、周波数ドメイン内の未補正およびチャープ補正されたSS−OCT信号の周波数ドリフトを示す。
図40A、40B、および40Cは、種々の雑音源と関連付けられる未補正SS−OCT信号の例示的位相ドリフトを示す。 図40A、40B、および40Cは、種々の雑音源と関連付けられる未補正SS−OCT信号の例示的位相ドリフトを示す。 図40A、40B、および40Cは、種々の雑音源と関連付けられる未補正SS−OCT信号の例示的位相ドリフトを示す。
図41A、41B、41C、および41Dは、患者移動と関連付けられる位相偏移のシミュレーションを示す。
図42A、42B、42C、および42Dは、患者移動と関連付けられる位相偏移から生じる誤差へのA走査時間の影響のシミュレーションを示す。
図43Aおよび図43Bは、典型的患者移動の振幅を示す。 図43Aおよび図43Bは、典型的患者移動の振幅を示す。
図44Aは、いくつかの実施形態による、光学位相測定のためのファブリ・ペロー干渉計を組み込むSS−OCTの光学系の概略図を示す。
図44Bは、いくつかの実施形態による、光学位相測定のためのファブリ・ペロー干渉計を備える、手持ち式両眼OCTシステムを示す。
図44Cは、いくつかの実施形態による、傾転角を伴わずにファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的なシミュレートされた透過スペクトルを示す。
図44Dは、いくつかの実施形態による、傾転角を伴わずにファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的最大透過率を示す。
図44Eは、いくつかの実施形態による、傾転角を伴わずにファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的最小透過率を示す。
図44Fは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角を伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的なシミュレートされた透過スペクトルを示す。
図44Gは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角を伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的最大透過率を示す。
図44Hは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角を伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的最小透過率を示す。
図44Iは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角および各プレート上に50%透過率を伴うコーティングを伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的なシミュレートされた透過スペクトルを示す。
図44Jは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角および各プレート上に10%透過率を伴うコーティングを伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的なシミュレートされた透過スペクトルを示す。
図45Aは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源によって放射される光の波長を特性評価するように構成される光学系の概略図を示す。
図45Bは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源によって放射される光の波長を特性評価するように構成される光学系を備える、光学ブレッドボードを示す。
図46Aは、いくつかの実施形態による、第1の波長特性評価モジュールによって測定されるような第1の光源からのクロック信号を示す。
図46Bは、いくつかの実施形態による、第2の波長特性評価モジュールによって測定されるような第1の光源からのクロック信号を示す。
図46Cは、いくつかの実施形態による、第1の波長特性評価モジュールによって測定されるような第2の光源からのクロック信号を示す。
図46Dは、いくつかの実施形態による、第2の波長特性評価モジュールによって測定されるような第2の光源からのクロック信号を示す。
図46Eは、いくつかの実施形態による、第1の波長特性評価モジュールによって測定されるような第1の光源からのクロック信号および第1の波長特性評価モジュールによって測定されるような第2の光源からのクロック信号の合体スティッチングを示す。
図46Fは、いくつかの実施形態による、第2の波長特性評価モジュールによって測定されるような第1の光源からのクロック信号および第2の波長特性評価モジュールによって測定されるような第2の光源からのクロック信号の合体スティッチングを示す。
図46Gは、いくつかの実施形態による、複数の光源からのクロック信号の合体スティッチングの概略図を示す。
図47Aは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを示す。
図47Bは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するように構成される光学系の第1の概略図を示す。
図47Cは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するように構成される光学系の第2の概略図を示す。
図47Dは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するように構成される光学系の第3の概略図を示す。
図47Eは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するための第1の網膜走査パターンを示す。
図47Fは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するための第2の網膜走査パターンを示す。
図47Gは、いくつかの実施形態による、走査の間の第1の時間において網膜上で複数のOCT光源によって発生される光の場所を示す。
図47Hは、いくつかの実施形態による、走査の間の第2の時間において網膜上で複数のOCT光源によって発生される光の場所を示す。
図47Iは、いくつかの実施形態による、走査の間の第3の時間において網膜上で複数のOCT光源によって発生される光の場所を示す。
図47Jは、いくつかの実施形態による、走査の間の第4の時間において網膜上で複数のOCT光源によって発生される光の場所を示す。
図48は、いくつかの実施形態による、走査レーザ検眼鏡(SLO)を組み込むSS−OCTデバイスの光学系の概略図を示す。
図49は、いくつかの実施形態による、ユーザの眼を測定するための両眼OCTデバイスの斜視図を示す。
図50は、いくつかの実施形態による、手持ち式ユニット本体内の種々のコンポーネントを図示する、両眼OCTデバイスのブロック図を示す。
図51は、いくつかの実施形態による、両眼のOCTを伴って実装され得る、光学構成の概略図を示す。
図52は、いくつかの実施形態による、光学レイアウト基板上に構成される光学構成のブロック図を示す。
図53は、いくつかの実施形態による、モジュール式両眼OCTの斜視図を示す。
図54は、いくつかの実施形態による、両眼OCTデバイスの斜視/切断図を示す。
図55は、いくつかの実施形態による、両眼OCTデバイスの別の斜視/切断図を示す。
図56は、いくつかの実施形態による、眼球位置センサを備える、両眼OCTデバイスの俯瞰/切断図を示す。
図57は、いくつかの実施形態による、眼のプルキニェ画像を発生させるために使用される光源および位置センサの斜視/切断図を示す。
図58は、いくつかの実施形態による、位置センサを備える、自由空間光学系の俯瞰図を示す。
図59A、図59B、図59C、および図59Dは、いくつかの実施形態による、光軸に関して眼の位置を決定するように眼球位置センサを用いて捕捉され得る、画像を示す。 図59A、図59B、図59C、および図59Dは、いくつかの実施形態による、光軸に関して眼の位置を決定するように眼球位置センサを用いて捕捉され得る、画像を示す。 図59A、図59B、図59C、および図59Dは、いくつかの実施形態による、光軸に関して眼の位置を決定するように眼球位置センサを用いて捕捉され得る、画像を示す。 図59A、図59B、図59C、および図59Dは、いくつかの実施形態による、光軸に関して眼の位置を決定するように眼球位置センサを用いて捕捉され得る、画像を示す。
図60A、図60B、および図60Cは、いくつかの実施形態による、眼に最も近いレンズとユーザの眼との間の種々のアイレリーフ距離において眼球位置センサを用いて捕捉される複数の光源の位置を示す。
図61A、図61B、図61C、および図61Dは、いくつかの実施形態による、スキャナモジュールによって実装され得る、種々の走査パターンを示す。 図61A、図61B、図61C、および図61Dは、いくつかの実施形態による、スキャナモジュールによって実装され得る、種々の走査パターンを示す。 図61A、図61B、図61C、および図61Dは、いくつかの実施形態による、スキャナモジュールによって実装され得る、種々の走査パターンを示す。 図61A、図61B、図61C、および図61Dは、いくつかの実施形態による、スキャナモジュールによって実装され得る、種々の走査パターンを示す。
図62は、いくつかの実施形態による、両眼OCT等の本明細書に説明されるようなOCTシステムによって実装され得る、前処理等の処理のフロー図を示す。
図63は、いくつかの実施形態による、図62のフロー図の前処理によって取得される種々のプロットを示す。
図64は、いくつかの実施形態による、1つまたはそれを上回るVCELが複数のVCSELを備える、OCTデバイスを示す。
図65は、いくつかの実施形態による、調節可能な光路差を伴う干渉計を備える、クロックボックスを示す。
図66は、いくつかの実施形態による、両眼OCTデバイス等のOCTシステムを伴って実装され得る、光ファイバ測定干渉計を示す。
図67は、いくつかの実施形態による、それぞれが波長の範囲にわたって掃引されている、4つのVCSELからのレーザ光強度および波長のプロットを示す。
図68は、いくつかの実施形態による、VCSEL4952によって提供される掃引範囲と対比した軸方向分解能6801のプロット6800を示す。
図69は、いくつかの実施形態による、位相がずれており、単一の信号にともにスティッチされるために好適である、2つのVCSELの波形を示す。
図70A、図70B、図70C、および図70Dは、いくつかの実施形態による、非線形クロック信号および波長掃引の位相抽出を図示するように、図69に図示される第1および第2のVCSELから取得される未加工クロック信号のプロットを示す。
図71A、図71B、図71C、および図71Dは、いくつかの実施形態による、図70A−70Dの未加工クロック信号の位相ラッピングのプロットを示す。
図72Aおよび図72Bは、いくつかの実施形態による、2つのクロック信号走査のラップされた位相が、概して、合致され(図72A)、次いで、単一の位相ラップ信号に組み合わせられ得る(図72B)、プロットを示す。
図73Aおよび図73Bは、いくつかの実施形態による、振幅復調を伴わずにマージされている第1および第2のVCSELによって発生されるクロックボックス波形信号のプロットを示す。
図74Aおよび図74Bは、いくつかの実施形態による、振幅復調を伴ってマージされている第1および第2のVCSELによって発生される波形のプロットを示す。
図75は、いくつかの実施形態による、複数の掃引VCSELからの信号をともにスティッチするためのプロセスを図示する、フロー図を示す。
図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。 図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。 図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。 図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。 図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。 図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。 図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。 図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。 図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。 図76は、いくつかの実施形態による、ワークフロープロセスと組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図を示す。
図77は、いくつかの実施形態による、網膜の厚さの複数の出力マップを示す。
図78は、いくつかの実施形態による、OCTデバイスを用いて眼を測定するためのプロセスを示す。 図78は、いくつかの実施形態による、OCTデバイスを用いて眼を測定するためのプロセスを示す。
本発明の種々の実施形態が、本明細書に示され、説明されているが、そのような実施形態は一例のみとして提供されることが、当業者に明白であろう。多数の変形例、変更、および代用が、本発明から逸脱することなく当業者に想起され得る。本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替物が採用され得ることを理解されたい。例えば、網膜等のサンプルの厚さを測定することが参照されるが、本明細書に開示される方法および装置は、身体の他の組織および非組織物質等の多くのタイプのサンプルを測定するために使用されることができる。網膜の厚さのマップを生成することが参照されるが、本明細書に開示される方法および装置は、断面または断層画像等の網膜サンプルの画像を発生させるために使用されることができる。
本明細書に開示される小型OCTシステムは、網膜の厚さの測定等の多くの以前の臨床検査と併用するために非常に適している。ある場合には、OCTシステムは、患者によって、または医療提供者によって使用される。多くの事例において、患者は、自分をシステムと整合させることができるが、別のユーザは、患者をシステムと整合させ、測定を行うことができる。いくつかの実施形態では、OCTシステムは、付加的情報を医療提供者に提供するように以前のソフトウェアおよびシステムと統合され、網膜の厚さの変化に応答して、アラートを提供することができる。アラートは、随意に、薬剤の変更、用量、または薬剤を服用するリマインダ等の是正措置がとられるべきであるときに、患者、介護者、および医療提供者に送信される。
本明細書で使用されるように、用語「網膜の厚さ(RT)」は、患者の網膜の厚さを評価するために使用される層の間の網膜の厚さを指す。RTは、例えば、網膜の前面と外境界膜との間の網膜の厚さに対応し得る。
本明細書で使用されるように、用語「網膜層の厚さ(RLT)」は、網膜の1つまたはそれを上回る光学的に検出可能な層の厚さを指す。網膜の光学的に検出可能な層は、例えば、外境界膜と網膜色素上皮との間に延在する網膜の厚さを備え得る。
本明細書で使用されるように、用語「高分解能」は、より低い分解能の測定システムによって分解され得る構造よりも少なくとも1つの線形寸法が小さい構造を光学的に分解することが可能な測定システムを指す。
図1は、ヒトの眼の簡略化された図を示す。光は、角膜10を通して眼に進入する。虹彩20は、光が水晶体30に進むことを可能にする瞳孔25のサイズを変動させることによって、通過することを可能にされる光の量を制御する。前房40は、眼圧(IOP)を決定する房水45を含有する。水晶体30は、結像のために光を集束させる。水晶体の焦点性質は、水晶体を再成形する筋肉によって制御される。集束光は、硝子体液55で充填される硝子体腔50を通過する。硝子体液は、眼の全体的形状および構造を維持する。光は、次いで、感光性領域を有する網膜60に向かって行く。特に、黄斑65は、視覚面の中心で光を受光することに関与する網膜の面積である。黄斑内で、窩70は、光に最も敏感な網膜の面積である。網膜に向かって行く光は、視神経80に、次いで、処理のために脳にパスされる、電気信号を発生させる。
いくつかの障害が、眼の光学性能の低減を生じさせる。ある場合には、眼圧(IOP)は、高すぎるか、または低すぎるかのいずれかである。これは、例えば、前房内の房水の高すぎるまたは低すぎる産生率によって引き起こされる。他の場合では、網膜は、薄すぎる、または厚すぎる。これは、例えば、網膜内の流体の蓄積に起因して生じる。異常な網膜の厚さ(RT)に関連する疾患は、例えば、緑内障および黄斑浮腫を含む。ある場合には、RTの健康な範囲は、厚さ175μm〜厚さ225μmである。一般に、IOPまたはRTのいずれかの異常は、多くの眼科疾患の存在を示す。加えて、IOPまたはRTは、眼科治療または他の手技に応答して変動する。したがって、眼科疾患の診断のためにIOPおよび/またはRTを測定し、所与の患者のための治療の有効性を査定するための手段を有することが望ましい。ある場合には、1つまたはそれを上回る網膜層の厚さ、例えば、複数の層の厚さを測定することが望ましい。
本明細書に開示されるシステムおよび方法は、複数の時点でRTまたはRLTを測定するための光干渉断層撮影(OCT)の使用に関する。例えば、患者は、複数の時点で自分のRTまたはRLTを測定し、経時的に緑内障または黄斑浮腫等の眼科疾患の進行を追跡する。別の実施例として、患者は、複数の時点で自分のRTまたはRLTを測定し、薬品または他の治療への自分の応答を追跡する。ある場合には、本システムは、RTもしくはRLTの1つまたはそれを上回る最近の測定が前の測定から有意に逸脱するときに、アラートを生成する。ある場合には、本システムは、患者または患者の医師に変化を警告する。ある事例では、本情報は、患者と医師との間の経過観察予約を予定に入れ、例えば、眼科疾患の治療を試行する、処方された治療を中断する、または付加的検査を行うために使用される。
図2は、いくつかの実施形態による、患者が複数の時点でRTまたはRLTを測定し、結果を通信することを可能にする、システムの概略図を示す。患者は、手持ち式OCTデバイス100を覗き込み、RTまたはRLTの測定を取得する。いくつかの実施形態では、手持ち式OCTデバイスは、光学系102と、光学系を制御し、それと通信するための電子機器104と、バッテリ106と、伝送機108とを備える。ある事例では、伝送機は、有線伝送機である。ある場合には、伝送機は、無線伝送機である。ある場合には、手持ち式OCTデバイスは、無線通信チャネル110を介して、患者のスマートフォンまたは他のポータブル電子デバイス上のモバイル患者デバイス120に結果を通信する。ある場合には、無線通信は、Bluetooth(登録商標)通信を介する。いくつかの実施形態では、無線通信は、Wi−Fi通信を介する。他の実施形態では、無線通信は、当業者に公知である任意の他の無線通信を介する。
ある場合には、結果は、RTの完全に処理された測定である。ある場合には、OCTデータの全ての処理は、手持ち式OCTデバイス上で実施される。例えば、いくつかの実施形態では、手持ち式OCTデバイスは、OCT光波形が電子表現に変換されることを可能にする、ハードウェアまたはソフトウェア要素を含む。ある場合には、手持ち式OCTデバイスはさらに、電子表現の処理を可能にし、例えば、RTの測定を抽出する、ハードウェアまたはソフトウェア要素を含む。
ある場合には、結果は、OCT測定から取得される未加工光波形の電子表現である。例えば、いくつかの実施形態では、手持ち式OCTデバイスは、OCT光波形が電子表現に変換されることを可能にする、ハードウェアまたはソフトウェア要素を含む。ある場合には、これらの電子表現は、次いで、例えば、RTの測定を抽出するように、さらなる処理のためにモバイル患者デバイスにパスされる。
ある場合には、患者は、患者モバイルアプリ上でRTまたはRLT測定の結果および分析を受信する。いくつかの実施形態では、結果は、測定の結果が正常または健康範囲外であることを患者に警告する、アラート122を含む。ある場合には、結果はまた、測定値124の表示も含む。例えば、ある場合には、RTまたはRLTの測定は、257μmの結果を生成する。ある事例では、本結果は、正常または健康範囲外である。これは、本システムにアラートを生成させ、患者モバイルアプリ上に257μmの測定値を表示させる。いくつかの実施形態では、結果はまた、複数の時点にわたる患者のRTまたはRLTの履歴を示すチャート126も含む。
ある事例では、患者モバイルデバイスは、通信手段130を介して、測定の結果をクラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システム140に通信する。いくつかの実施形態では、通信手段は、有線通信手段である。いくつかの実施形態では、通信手段は、無線通信手段である。ある場合には、無線通信は、Wi−Fi通信を介する。他の場合では、無線通信は、セルラーネットワークを介する。なおも他の場合では、無線通信は、当業者に公知である任意の他の無線通信を介する。具体的実施形態では、無線通信手段は、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムへの伝送、もしくはそこからの受信を可能にするように構成される。
いったんクラウドの中に記憶されると、具体的実施形態では、結果は、次いで、他のデバイスに伝送される。ある場合には、結果は、第1の通信チャネル132を介して、患者のコンピュータ、タブレット、または他の電子デバイス上の患者デバイス150に伝送される。いくつかの実施形態では、結果は、第2の通信チャネル134を介して、患者の医師のコンピュータ、タブレット、または他の電子デバイス上の医師デバイス160に伝送される。ある事例では、結果は、第3の通信チャネル136を介して、別のユーザのコンピュータ、タブレット、または他の電子デバイス上の分析デバイス170に伝送される。いくつかの実施形態では、結果は、第4の通信チャネル138を介して、患者管理システムまたは病院管理システム180に伝送される。ある場合には、デバイスはそれぞれ、本明細書に説明されるような関連機能を果たすための適切なソフトウェア命令を有する。
具体的実施形態では、第1の通信チャネルは、有線通信チャネルまたは無線通信チャネルである。ある場合には、通信は、イーサネット(登録商標)を介する。他の場合では、通信は、ローカルエリアネットワーク(LAN)または広域ネットワーク(WAN)を介する。なおも他の場合では、通信は、Wi−Fiを介する。さらに他の場合では、通信は、当業者に公知である任意の他の有線または無線通信を介する。いくつかの実施形態では、第1の通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムへの伝送、もしくはそこからの受信を可能にするように構成される。ある場合には、第1の通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムからの受信のみを可能にするように構成される。
ある場合には、第2の通信チャネルは、有線通信チャネルまたは無線通信チャネルである。ある場合には、通信は、イーサネット(登録商標)を介する。具体的実施形態では、通信は、ローカルエリアネットワーク(LAN)または広域ネットワーク(WAN)を介する。他の実施形態では、通信は、Wi−Fiを介する。なおも他の実施形態では、通信は、当業者に公知である任意の他の有線または無線通信を介する。ある場合には、第2の通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムへの伝送、もしくはそこからの受信を可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、第2の通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムからの受信のみを可能にするように構成される。
具体的な場合では、第3の通信チャネルは、有線通信チャネルまたは無線通信チャネルである。ある事例では、通信は、イーサネット(登録商標)を介する。他の事例では、通信は、ローカルエリアネットワーク(LAN)または広域ネットワーク(WAN)を介する。なおも他の事例では、通信は、Wi−Fiを介する。さらに他の事例では、通信は、当業者に公知である任意の他の有線または無線通信を介する。いくつかの実施形態では、第3の通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムへの伝送、もしくはそこからの受信を可能にするように構成される。ある場合には、第3の通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムからの受信のみを可能にするように構成される。
いくつかの実施形態では、第4の通信チャネルは、有線通信チャネルまたは無線通信チャネルである。ある場合には、通信は、イーサネット(登録商標)を介する。他の場合では、通信は、ローカルエリアネットワーク(LAN)または広域ネットワーク(WAN)を介する。なおも他の場合では、通信は、Wi−Fiを介する。さらに他の場合では、通信は、当業者に公知である任意の他の有線または無線通信を介する。ある事例では、第4の通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムへの伝送、もしくはそこからの受信を可能にするように構成される。他の場合では、第4の通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムからの受信のみを可能にするように構成される。
RTまたはRLTの決定は、多くの場所で実施されることができる。例えば、RTまたはRLTの決定は、手持ち式OCTデバイス上で実施される。ある場合には、RTまたはRLTの決定は、スマートフォンまたは他のポータブル電子デバイスによって等、手持ち式OCTデバイスの近傍の場所で実施される。いくつかの実施形態では、RTまたはRLTの決定は、クラウドベースの記憶および通信システム上で実施される。ある事例では、手持ち式OCTデバイスは、測定データを圧縮し、圧縮された測定データをクラウドベースの記憶および通信システムに伝送するように構成される。
いくつかの実施形態では、患者は、患者デバイス150上でRTまたはRLT測定の結果および分析を受信する。ある事例では、結果は、測定の結果が正常または健康範囲外であることを患者に警告する、アラート152を含む。ある場合には、結果はまた、測定値154の表示も含む。例えば、ある場合には、RTまたはRLTの測定は、257μmの結果を生成する。本結果は、正常または健康範囲外である。ある場合には、これは、本システムにアラートを生成させ、患者アプリ上に257μmの測定値を表示させる。具体的な場合では、結果はまた、複数の時点にわたる患者のRTまたはRLTの履歴を示すチャート156も含む。ある場合には、患者デバイスはまた、患者が従うための指示158も表示する。ある事例では、指示は、患者にその医師を受診するように指示する。いくつかの実施形態では、指示は、患者の氏名、直近のRTまたはRLT測定の日付、およびその医師への次の予定された受診を含む。他の場合では、指示は、より多くの情報を含む。なおも他の場合では、指示は、より少ない情報を含む。
いくつかの実施形態では、患者の医師は、医師デバイス160上でRTまたはRLT測定の結果および分析を受信する。ある事例では、結果は、測定の結果が正常または健康範囲外であることを医師に警告する、アラート162を含む。ある場合には、結果はまた、患者の測定が正常または健康範囲外であることを医師に知らせる、アラート164も含む。いくつかの実施形態では、アラートは、医師が患者に電話し、予約を予定に入れる、または医療支援を提供するという提案を含む。いくつかの実施形態では、結果はまた、医師の患者毎に直近の測定および履歴測定を示す表示166も含む。例えば、ある事例では、RTまたはRLTの測定は、257μmの結果を生成する。本結果は、正常または健康範囲外である。ある場合には、これは、本システムにアラートを生成させ、医師アプリ上に257μmの測定値を表示させる。具体的な場合では、医師デバイスはまた、医師の患者毎に連絡先および履歴情報168も表示する。
いくつかの実施形態では、他方のユーザは、分析デバイス170上でRTまたはRLT測定の結果および分析を受信する。ある事例では、他方のユーザは、新しい形態の治療の有効性を調査する研究者である。他の場合では、他方のユーザは、特定の医師または介護施設の転帰を監視する監査員である。患者のプライバシーを保護するために、ある場合には、分析デバイスは、所与の患者の情報のサブセットのみを受信するように制限される。例えば、サブセットは、所与の患者についてのいかなる個人識別情報も含まないように制限される。ある場合には、結果は、多数の異常または不健康な測定が具体的時間周期内で取得されていることを警告する、アラート172を含む。ある場合には、結果は、患者の集団を横断して測定の1つまたはそれを上回るグラフ表現174を含む。
ある場合には、分析デバイス上の結果および分析は、医師が確認した診断等の疾患情報を備える。ある場合には、結果および分析は、年齢、性別、遺伝情報、患者の環境についての情報、喫煙歴、患者が罹患した他の疾患等の匿名患者データを備える。ある場合には、結果および分析は、処方された薬剤のリスト、治療歴等の患者のための匿名治療計画を備える。ある場合には、結果および分析は、RTまたはRLT測定の結果等の測定結果、視覚機能検査、または治療過程への患者のコンプライアンスを備える。ある場合には、結果および分析は、電子診療記録からのデータを備える。ある場合には、結果および分析は、患者の医療提供者によって入手されるOCT走査の結果等の患者の医療提供者への受診からの診断情報を備える。
いくつかの実施形態では、患者の臨床、病院、または他の医療提供者は、患者管理システムまたは病院管理システム180上でRTまたはRLT測定の結果および分析を受信する。ある場合には、本システムは、患者の電子診療記録を含有する。ある場合には、結果および分析は、患者の医療提供者に、提供者が患者のための治療計画を更新することを可能にするデータを提供する。ある事例では、結果および分析は、提供者が早期外来診療を患者に呼び掛けることを決定することを可能にする。ある事例では、結果および分析は、提供者が外来診療を延期することを決定することを可能にする。
いくつかの実施形態では、患者デバイス、医師デバイス、および分析デバイスのうちの1つまたはそれを上回るものは、本明細書に説明されるように、それぞれ、患者デバイス、医師デバイス、または分析デバイスの機能を果たすための命令を備える、ソフトウェアアプリを含む。
図3Aは、いくつかの実施形態による、短距離無線通信を利用する手持ち式OCTデバイスを示す。いくつかの実施形態では、手持ち式OCTデバイス100は、光学系102と、光学系を制御し、それと通信するための電子機器104と、バッテリ106と、無線伝送機108とを備える。ある場合には、無線伝送機は、Bluetooth(登録商標)伝送機である。ある事例では、1つまたはそれを上回るRTもしくはRLT測定からの結果は、患者または患者によって指定される別の個人等の認定ユーザが、スマートフォンまたは他のポータブル電子デバイス上の患者モバイルデバイスを開くまで、手持ち式OCTデバイス上に記憶される。いったん開かれると、患者モバイルデバイスは、手持ち式OCTデバイスとの無線通信を確立する。ある場合には、通信は、Bluetooth(登録商標)無線通信チャネル110を介する。ある事例では、手持ち式OCTデバイスは、Bluetooth(登録商標)チャネルを介して、結果を患者のスマートフォンまたは他のポータブル電子デバイス上のモバイル患者デバイス120に通信する。
ある事例では、結果は、測定の結果が正常または健康範囲外であることを患者に警告する、アラート122を含む。具体的実施形態では、結果はまた、測定値124の表示も含む。例えば、RTまたはRLTの測定は、ある場合には、257μmの結果を生成する。本結果は、正常または健康範囲外である。ある場合には、これは、本システムにアラートを生成させ、患者モバイルアプリ上に257μmの測定値を表示させる。具体的実施形態では、結果はまた、複数の時点にわたる患者のRTまたはRLTの履歴を示すチャート126も含む。
ある場合には、患者モバイルデバイスは、無線通信手段130を介して、測定の結果をクラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システム140に通信する。ある事例では、無線通信は、Wi−Fi通信である。他の場合では、Wi−Fi通信は、セキュアWi−Fiチャネルを介する。なおも他の場合では、無線通信は、セルラーネットワークを介する。具体的実施形態では、セルラーネットワークは、セキュアセルラーネットワークである。他の実施形態では、伝送された情報は、暗号化される。ある場合には、通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムへの伝送、もしくはそこからの受信を可能にするように構成される。ある場合には、データは、スマートフォンまたは他のポータブル電子デバイスがWi−Fiまたはセルラーネットワークに接続するまで、スマートフォンまたは他のポータブル電子デバイス上に記憶される。
ある場合には、患者モバイルデバイスは、患者モバイルデバイスが最後に開かれてから過剰に多くの時間が経過したときに、患者または患者によって指定される別の個人に通知する特徴を有する。例えば、ある場合には、本通知は、その医師または他の医療提供者によって設定される測定スケジュールによって要求された通りの直近において、患者がRTまたはRLTの測定を入手していないため起こる。他の場合では、通知は、手持ち式OCTデバイスが過剰に多くの測定の結果を記憶しており、データを患者のスマートフォンに伝送する必要があるため起こる。具体的実施形態では、患者モバイルデバイスは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムと通信し、患者データの完全なセットを表示する。
図3Bは、いくつかの実施形態による、スマートフォン等のユーザデバイスに依拠することなく、クラウドベースの記憶および通信システムと直接通信することが可能な手持ち式OCTデバイスを示す。いくつかの実施形態では、手持ち式OCTデバイス100は、光学系102と、光学系を制御し、それと通信するための電子機器104と、バッテリ106と、無線伝送機108とを備える。ある場合には、無線伝送機は、GSM(登録商標)伝送機である。ある事例では、1つまたはそれを上回るRTもしくはRLT測定からの結果は、手持ち式OCTデバイス上に記憶される。ある場合には、GSM(登録商標)伝送機は、無線通信チャネル114を介してクラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システム140との無線通信を確立する。具体的な場合では、無線通信は、GSM(登録商標)無線通信チャネルを介する。他の実施形態では、本システムは、第3世代(3G)または第4世代(4G)モバイル通信規格を利用する。そのような場合では、無線通信は、3Gまたは4G通信チャネルを介する。
具体的実施形態では、患者モバイルデバイス120は、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システム140から無線通信手段130を介して測定の結果を受信する。ある場合には、無線通信は、Wi−Fi通信を介する。ある場合には、Wi−Fi通信は、セキュアWi−Fiチャネルを介する。他の場合では、無線通信は、セルラーネットワークを介する。ある場合には、セルラーネットワークは、セキュアセルラーネットワークである。具体的事例では、伝送された情報は、暗号化される。いくつかの実施形態では、通信チャネルは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムへの伝送、もしくはそこからの受信を可能にするように構成される。
いったんクラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムから取得されると、RTまたはRLT測定の結果は、ある事例では、患者モバイルアプリで視認される。ある場合には、結果は、測定の結果が正常または健康範囲外であることを患者に警告する、アラート122を含む。ある事例では、結果はまた、測定値124の表示も含む。例えば、ある場合には、RTまたはRLTの測定は、257μmの結果を生成する。本結果は、正常または健康範囲外である。具体的実施形態では、これは、本システムにアラートを生成させ、患者モバイルアプリ上に257μmの測定値を表示させる。いくつかの実施形態では、結果はまた、複数の時点にわたる患者のRTまたはRLTの履歴を示すチャート126も含む。
ある場合には、患者モバイルデバイスは、患者モバイルデバイスが最後に開かれてから過剰に多くの時間が経過したときに、患者または患者によって指定される別の個人に通知する特徴を有する。例えば、ある場合には、本通知は、その医師または他の医療提供者によって設定される測定スケジュールによって要求された通りの直近において、患者がRTまたはRLTの測定を入手していないため起こる。他の場合では、通知は、手持ち式OCTデバイスが過剰に多くの測定の結果を記憶しており、データを患者のスマートフォンに伝送する必要があるため起こる。具体的実施形態では、患者モバイルデバイスは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムと通信し、患者データの完全なセットを表示する。
ある場合には、手持ち式OCTデバイスは、短距離伝送機と、GSM(登録商標)、3G、または4G伝送機とを備える。ある事例では、短距離伝送機は、Bluetooth(登録商標)伝送機である。ある場合には、手持ち式OCTデバイスは、Bluetooth(登録商標)無線通信チャネルを通して、スマートフォンまたは他のポータブル電子デバイス上の患者モバイルデバイスと直接通信する。いくつかの実施形態では、手持ち式OCTはまた、GSM(登録商標)、3G、または4G無線通信チャネルを通して、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムと通信する。具体的な場合では、クラウドベースのシステムは、次いで、Wi−Fi、セルラー、または他の無線通信チャネルを通して、患者モバイルデバイスと通信する。代替として、Bluetooth(登録商標)伝送機は、ドッキングステーションに内蔵される。ある事例では、これは、スマートフォンを欠いている患者のためのより古いデバイスの使用を可能にする。ある場合には、ドッキングステーションはまた、手持ち式OCTデバイスのバッテリを充電するための手段も含む。
ある場合には、図3Aおよび3Bの手持ち式OCTデバイスは、眼に近接近して保持されるように構成される。例えば、具体的実施形態では、本デバイスは、眼から200mm以下の距離に検出器を伴って眼の前で保持されるように構成される。他の実施形態では、本デバイスは、眼から150mm以下、100mm以下、または50mm以下の距離に検出器を伴って眼の前で保持されるように構成される。具体的事例では、手持ち式OCTデバイスはさらに、光源、光学要素、検出器、および回路を支持するための筐体を備える。ある場合には、筐体は、ユーザの手の中で保持されるように構成される。ある場合には、ユーザは、眼の前でデバイスを保持し、光ビームを眼の中へ指向する。ある事例では、本デバイスは、測定されている眼を測定するためのセンサを含む。例えば、具体的実施形態では、本デバイスは、筐体の配向に応答して測定される眼を決定するための加速度計またはジャイロスコープを含む。本デバイスは、随意に、筐体に結合される閉塞構造と、測定される眼を決定するセンサとを含む。閉塞構造は、他方の眼が測定されている間に一方の眼を閉塞する。ある場合には、本デバイスは、光ビームを網膜の一部と整合させるための視認標的を含む。例えば、具体的実施形態では、本デバイスは、光ビームを眼窩と整合させるための視認標的を含む。ある場合には、視認標的は、光ビームである。ある場合には、視認標的は、発光ダイオードである。他の場合では、視認標的は、垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)である。なおもさらなる場合では、視認標的は、当業者に公知である任意の視認標的である。
本明細書に説明される光学コンポーネントは、当業者によって理解されるであろうように、本明細書に説明されるように縮小された物理的サイズおよび質量を手持ち式OCTデバイスに提供するように、小型化されることが可能である。
多くの実施形態では、図3Aおよび3Bの手持ち式OCTデバイスは、ユーザの片手で容易に操作されるために十分に小さく、十分に軽量である。例えば、多くの実施形態では、本デバイスは、約100グラム〜約500グラムの範囲内の質量を有する。多くの実施形態では、本デバイスは、約200グラム〜約400グラムの範囲内の質量を有する。多くの実施形態では、本デバイスは、約250グラム〜約350グラムの範囲内の質量を有する。具体的実施形態では、本デバイスは、約80mm〜約160mmの範囲内で横断する最大距離を有する。具体的実施形態では、本デバイスは、約100mm〜約140mmの範囲内で横断する最大距離を有する。具体的実施形態では、本デバイスは、約110mm〜約130mmの範囲内の幅を有する。いくつかの実施形態では、横断する最大距離は、長さを備える。いくつかの実施形態では、本デバイスは、その長さ未満の幅を有する。具体的実施形態では、本デバイスは、約40mm〜約80mmの範囲内の幅を有する。具体的実施形態では、本デバイスは、約50mm〜約70mmの範囲内の幅を有する。具体的実施形態では、本デバイスは、約55mm〜約65mmの範囲内の幅を有する。
図4は、いくつかの実施形態による、手持ち式OCTシステム内の情報のフローの概略図を示す。ある場合には、手持ち式OCTデバイス400はさらに、RTまたはRLTを測定するためのサブシステム402と、デバイス記憶システム404とを備える。いくつかの実施形態では、デバイス記憶システムは、限定されないが、フラッシュメモリまたはランダムアクセスメモリ(RAM)を含む、任意の形態の揮発性または不揮発性メモリを備える。ある事例では、RTまたはRLTを測定するためのサブシステムは、デバイス記憶システムに通信可能に結合される。ある場合には、手持ち式OCTデバイスは、測定データをスマートフォンまたは任意の他のコンピューティングデバイス410に伝送する。例えば、ある場合には、スマートフォンまたは別の手持ち式デバイスはさらに、スマートフォン記憶システム414を備え、スマートフォンアプリ412を起動する。
ある場合には、コンピューティングデバイスは、患者データおよび測定データを患者デバイス420に送信する。いくつかの実施形態では、スマートフォンデバイスは、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システム430に通信可能に結合される。ある事例では、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶システムはさらに、モバイルアプリケーションプログラミングインターフェース(API)432、患者デバイス434、医師デバイス436、分析デバイス438、測定および治療記憶システム440、患者データ記憶システム442、ならびに患者管理システムまたは病院管理システムとインターフェースをとるAPI444のうちのいずれかを備える。
ある場合には、モバイルAPIは、スマートフォンアプリに通信可能に結合される。いくつかの実施形態では、モバイルAPIは、測定情報(例えば、RTの測定)をスマートフォンアプリに送信し、かつそこから受信するように構成される。ある事例では、モバイルAPIは、患者データ(例えば、識別情報または人口統計情報)をスマートフォンデバイスに送信するが、スマートフォンアプリから本情報を受信しないように構成される。ある場合には、本構成は、患者データを侵害する可能性を低減させるように設計される。いくつかの実施形態では、モバイルAPIは、測定データおよび患者データを患者デバイスに送信するように、かつ患者アプリから測定データおよび患者データを受信するように構成される。ある事例では、患者デバイスはさらに、測定データおよび患者データを患者に送信するように、かつ患者から測定データおよび患者データを受信するように構成される。
ある場合には、モバイルAPIは、測定データおよび患者データを医師デバイスに送信するように、かつ医師アプリから測定データおよび患者データを受信するように構成される。他の場合では、モバイルAPIは、測定データを医師デバイスに送信するように、かつ医師デバイスから測定データを受信するが、最初に患者データ記憶システムを通過するように患者データに要求するように構成される。そのような場合では、患者データ記憶システムは、患者データを医師デバイスに送信し、医師アプリから患者データを受信するように構成される。いくつかの実施形態では、患者データ記憶システムは、患者データを患者管理システムまたは病院管理システムとインターフェースをとるAPIに送信するように、かつ患者管理システムまたは病院管理システムとインターフェースをとるAPIから患者データを受信するように構成される。ある事例では、患者管理システムまたは病院管理システムとインターフェースをとるAPIは、患者データを患者管理システムまたは病院管理システム480に送信するように、かつ患者管理システムまたは病院管理システムから患者データを受信するように構成される。ある場合には、医師デバイスはさらに、測定データおよび患者データを医師450に送信するように、かつ医師から測定データおよび患者データを受信するように構成される。
ある場合には、モバイルAPIは、測定データを分析アプリに送信するように、かつ分析アプリから測定データを受信するように構成される。いくつかの実施形態では、分析デバイスは、測定データを手持ち式OCTシステム460の製造業者または開発者に送信するように構成される。ある事例では、分析デバイスは、匿名患者データを手持ち式OCTシステムの製造業者または開発者に送信するように構成される。ある場合には、分析デバイスは、測定データのサブセットを他の関係者470に送信するように構成される。いくつかの実施形態では、分析デバイスは、匿名患者データを他の関係者470に送信するように構成される。
いくつかの実施形態では、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムはさらに、測定および治療記憶システムを備える。ある事例では、測定および治療記憶システムは、測定データを、モバイルAPI、患者アプリ、医師アプリ、および分析アプリのうちのいずれかに送信するように構成される。ある場合には、測定および治療記憶システムは、モバイルAPI、患者アプリ、医師アプリ、および分析アプリのうちのいずれかから測定データを受信するように構成される。
患者管理システムまたは病院情報システムに加えて、ある場合には、クラウドベースまたは他のネットワークベースの記憶および通信システムは、ローカル患者管理システム482に通信可能に結合される。いくつかの実施形態では、ローカル患者管理システムは、患者データを医師アプリに送信するように構成される。
手持ち式OCTデバイスは、光干渉断層撮影のための任意の方法を利用してもよい。ある場合には、手持ち式OCTデバイスは、時間ドメインOCTを利用する。いくつかの実施形態では、手持ち式OCTデバイスは、周波数ドメインOCTを利用する。ある事例では、手持ち式OCTデバイスは、空間的に符号化された周波数ドメインOCTを利用する。ある場合には、手持ち式OCTデバイスは、掃引源OCT(SS−OCT)としても公知である、時間符号化周波数ドメインOCTを利用する。
図5は、いくつかの実施形態による、掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイスの光学系の概略図を示す。ある場合には、光学系102は、光源500と、ビームスプリッタ510と、フロントエンド光学系520と、参照ミラー530と、処理ユニット540とを備える。いくつかの実施形態では、処理ユニットはさらに、光検出器542と、信号処理モジュール544とを備える。光源からの光は、ビームスプリッタに衝突する。光の一部は、参照アームに沿って参照ミラーに指向され、光の一部は、フロントエンド光学系に、次いで、サンプル550に指向される。ある事例では、サンプルは、眼から成る。ある場合には、サンプルは、網膜から成る。いくつかの実施形態では、網膜は、組織のいくつかの層から成る。ある事例では、組織の層は、感光性桿体および錐体細胞の層552、網膜色素上皮(RPE)554、ならびに脈絡膜556から成る。他の事例では、組織の層は、神経線維層、神経節細胞層、内網状層、内顆粒層、外網状層、外顆粒層、内境界膜、外境界膜、および/またはブルッフ膜等の網膜の他の層から成る。光は、層のそれぞれの各境界においてデバイスに後方反射される。各境界から反射される光は、参照ミラーから反射される光および任意の他の境界から反射される光に干渉する。干渉信号は、光検出器において検出される。ある事例では、光は、桿体および錐体細胞の層の後面、桿体および錐体細胞の層の前面、内境界膜の後面、内境界膜の前面、脈絡膜の後面、および/または脈絡膜の前面から反射される。光は、神経線維層、神経節細胞層、内網状層、内顆粒層、外網状層、外顆粒層、外境界膜、および/または網膜色素上皮等の任意の他の層の任意の表面から反射されてもよい。ある場合には、RLTは、これらの網膜層のうちのいずれかの厚さ、またはいずれか2つのそのような層の間の厚さに対応する。
本プロセスは、光源によって放射される波長の範囲にわたって繰り返される。干渉信号の振幅は、波長とともに変動し、境界から反射される光および参照ミラーから反射される光が同相であるとき、または境界から反射される光が別の境界から反射される光と同相であるときに、最大値を入手する。本状態は、境界毎に1つまたはそれを上回る特定の光の波長において入手され、干渉信号の1つまたはそれを上回る最大値によって特徴付けられる。他の波長において、干渉信号は、部分建設的干渉または破壊的干渉を示す。全ての波長における干渉信号は、インターフェログラム560を形成するようにコンパイルされる。インターフェログラムは、信号分析手順を受ける。ある場合には、インターフェログラムは、スペクトル570を形成するように、高速フーリエ変換(FFT)等の周波数分析手順を受ける。スペクトルは、種々の網膜層の厚さと関連付けられる干渉信号に対応するピークを備える。いくつかの実施形態では、SS−OCTは、比較的に長いコヒーレンス長(典型的には、数ミリメートルを上回る)を伴う光源を利用する。ある事例では、干渉信号の振幅は、2つの網膜層の間の距離が増加すると減少する。ある場合には、ピークの位置は、組織の各層の厚さを示す。
ある場合には、光源は、レーザ源を備える。いくつかの実施形態では、レーザ源は、同調され得る波長を有する、レーザ光を生成する。ある事例では、レーザ源は、OCT信号を取得するために波長の範囲にわたって走査される。ある場合には、レーザ源は、OCT信号の急速入手を可能にするように急速に走査されることが可能である。ある場合には、レーザ源は、垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)を備える。いくつかの実施形態では、VCSELは、VCSELに提供される電流を変動させることによって同調される。ある事例では、VCSELは、電流を連続的に変動させることによって、波長の範囲を横断して連続的に走査される。ある場合には、VCSELは、電流を周期的に変動させることによって、波長の範囲を横断して周期的に走査される。いくつかの実施形態では、VCSELは、正弦波的に変動する波長を生成するように、正弦波的に変動する電流を提供される。
いくつかの実施形態では、VCSELは、市販のVCSELである。ある事例では、VCSELは、本明細書に説明される教示に基づいて市販のVCSELから修正されるVCSELである。ある場合には、VCSELは、Phillips Photonics、Frankfurt Laser Company、Hamamatsu Corporation、New Focus、Power Technology、Avago Technologies、Masimo Semiconductor、Finisar、Oclaro、または当業者に公知である任意の他の製造業者等の製造業者から入手されるVCSELである。
ある事例では、VCSELは、連続使用のため、またはパルス使用のための最大推奨電流を有する。ある場合には、最大連続電流定格は、VCSELが掃引され得る波長の範囲を限定する。例えば、VCSELは、1mA、2mA、3mA、4mA、5mA、6mA、7mA、8mA、9mA、または10mA以下の連続動作電流に限定されてもよい。いくつかの実施形態では、VCSELによって放射される波長は、0.3nm/mAの比例定数を伴う動作電流とともに直線的に変動する。ある場合には、これは、VCSELが掃引され得る波長の範囲を、0.3nm、0.6nm、0.9nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm、2.1nm、2.4nm、2.7nm、または3.0nmに限定する。いくつかの実施形態では、これは、VCSELベースのSS−OCTデバイスの入手可能な軸方向分解能を限定する。光源からのガウススペクトルを仮定すると、入手可能な軸方向分解能は、以下に従って決定される。
Figure 2021527552
式中、δzは、入手可能な軸方向分解能であり、λは、VCSELの中心発光波長であり、Δλは、VCSELが動作する波長の範囲である。
したがって、ある場合には、VCSELの限定された動作範囲は、入手可能な軸方向分解能を限定する。いくつかの実施形態では、850nmの中心動作波長を伴うVCSELに関して、入手可能な軸方向分解能は、それぞれ、0.3nm、0.6nm、0.9nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm、2.1nm、2.4nm、2.7nm、および3.0nmの動作範囲のために、1,062μm、531μm、354μm、266μm、213μm、177μm、152μm、133μm、118μm、または106μmと同程度に良好である。ある事例では、VCSELは、0.01mW、0.025mW、0.05mW、0.1mW、0.25mW、0.5mW、1mW、2.5mW、5mW、10mW、25mW、50mW、100mW、250mW、500mW、1W、2.5W、5W、10W、25W、50W、または100W以下の光強度を放射する。
表1は、850nmの中心動作波長のための掃引源の対応する波長範囲のための軸方向分解能を示す。
Figure 2021527552
表1は、850nmの中心波長を参照するが、当業者は、本明細書で提供される開示に従って、類似掃引範囲および類似分解能を伴って異なる中心波長において動作する小型OCTシステムを構築することができる。また、当業者は、概して、約1.3〜1.4である、網膜の屈折率に従って、上記の値を容易に補正することができる。
ある場合には、付加的VSCELが、本明細書に説明されるような掃引波長範囲を拡張するために使用される。
ある場合には、VCSELの限定された動作範囲はまた、限定された光路差(OPD)によって付与される限定された位相偏移に起因して、OCT信号から情報を抽出する能力も限定する。第1のインターフェースから反射される光と第2のインターフェースから反射される光との間の位相偏移は、以下によって求められる。
Figure 2021527552
式中、ΔΦは、位相偏移であり、λは、VCSELの中心発光波長であり、nは、第1の反射インターフェースと第2の反射インターフェースとの間の媒体の屈折率であり、Δzは、第1の反射インターフェースと第2の反射インターフェースとの間の距離であり、nΔzは、OPDであり、Δλは、VCSELが動作する波長の範囲である。
ある場合には、第1のインターフェースから反射される光および第2のインターフェースから反射される光の相互作用から生じる干渉信号から周波数情報を抽出することが有用である。本情報を抽出するために、インターフェログラムの2つの信号周期を入手することが役立ち得る。これは、4πの位相偏移に対応する。したがって、VCSELは、以下によって求められる波長の最小範囲Δλminにわたって動作するはずである。
Figure 2021527552
したがって、ある場合には、VCSELの限定された動作範囲は、例えば、ある場合には、干渉信号から周波数情報を抽出するために十分な位相偏移を入手する能力を限定する。いくつかの実施形態では、網膜に類似する1.3の屈折率を伴う媒体内で150μmによって分離される反射インターフェースの間に干渉パターンを形成する、850nmの中心動作波長を伴うVCSELに関して、波長の最小範囲は、3.7nmである。ある事例では、本波長の範囲は、典型的には、連続使用のためのその最大推奨電流内で動作されるVCSELによって放射される、波長の範囲を上回る。したがって、ある場合には、十分な位相偏移を生成するために、VCSELによって放射される波長の範囲を拡張することが役立つ。
光源は、VCSELである必要はない。ある場合には、光源は、増幅自然放射(ASE)を利用するドープファイバ増幅器である。ある場合には、光源は、スーパールミネセントダイオード(SLD)である。加えて、いくつかの実施形態では、光源は、複数の光源を備える。
ある場合には、フロントエンド光学系は、レンズ等の光学要素を備える。いくつかの実施形態では、フロントエンド光学系は、任意の反射、屈折、または回折要素を備える。ある事例では、フロントエンド光学系は、1つを上回る反射、屈折、または回折要素を備える。ある場合には、フロントエンド光学系は、電気光学、磁気光学、音響光学、または機械光学デバイスを備える。いくつかの実施形態では、フロントエンド光学系は、当業者に公知である任意の光学要素を備える。
いくつかの実施形態では、フロントエンド光学系は、光源が網膜上の異なる場所に移動されることを可能にするための走査光学要素を備える。ある事例では、これは、網膜上の異なる場所におけるRTまたはRLTを決定するように、複数の測定が行われることを可能にする。ある場合には、網膜上の異なる場所におけるRTまたはRLTを決定することはさらに、窩の場所が確認されることを可能にする。いくつかの実施形態では、走査光学要素は、ミラー、複数のミラー、ジンバル、レンズ、検流計、音響光学変調器、電気光学変調器、平行移動光学要素、光ビームを横断して平行移動する光学要素、変形可能ミラー、およびxy平行移動ステージから成る群から選択される。ある事例では、走査光学要素は、当業者に公知であるような任意の走査光学要素を備える。
ある事例では、本デバイスはさらに、本明細書に説明されるような走査光学要素を備える。
図6Aは、いくつかの実施形態による、参照ミラーが欠けている掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイスの光学系の概略図を示す。ある場合には、光学系102は、VCSELまたは他の光源600と、ビームスプリッタ610と、フロントエンド光学系620と、処理ユニット640とを備える。いくつかの実施形態では、処理ユニットはさらに、光検出器642と、信号処理モジュール644とを備える。広帯域源からの光は、ビームスプリッタに衝突する。光は、フロントエンド光学系に、次いで、サンプル650に指向される。光は、各層の各境界においてデバイスに後方反射される。1つの層の境界から反射される光は、別の層の境界から反射される光に干渉する。干渉信号は、光検出器において検出される。
本プロセスは、光源によって放射される波長の範囲にわたって繰り返される。干渉信号の振幅は、波長とともに変動し、境界から反射される光が別の境界から反射される光と同相であるときに、最大値を入手する。本状態は、境界毎に1つまたはそれを上回る特定の光の波長において入手され、干渉信号の1つまたはそれを上回る最大値によって特徴付けられる。他の波長において、干渉信号は、部分建設的干渉または破壊的干渉を示す。全ての波長における干渉信号は、インターフェログラムを形成するようにコンパイルされる。インターフェログラムは、信号分析手順を受ける。ある場合には、インターフェログラムは、スペクトルを形成するように、高速フーリエ変換(FFT)等の周波数分析手順を受ける。スペクトルは、境界毎の干渉最大値と関連付けられる波長に対応するピークを備える。いくつかの実施形態では、SS−OCTは、比較的に長いコヒーレンス長(典型的には、数ミリメートルを上回る)を伴う光源を利用する。ある事例では、干渉信号の振幅は、2つの網膜層の間の距離が増加すると減少する。ある場合には、ピークの位置は、組織の各層の厚さを示す。
ある場合には、光源は、レーザ源を備える。いくつかの実施形態では、レーザ源は、同調され得る波長を有する、レーザ光を生成する。ある事例では、レーザ源は、OCT信号を取得するために波長の範囲にわたって走査される。ある場合には、レーザ源は、OCT信号の急速入手を可能にするように急速に走査されることが可能である。いくつかの実施形態では、レーザ源は、垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)を備える。ある事例では、VCSELは、VCSELに提供される電流を変動させることによって、同調される。ある場合には、VCSELは、電流を連続的に変動させることによって、波長の範囲を横断して連続的に走査される。いくつかの実施形態では、VCSELは、電流を周期的に変動させることによって、波長の範囲を横断して周期的に走査される。例えば、VCSELは、正弦波的に変動する波長を生成するように、正弦波的に変動する電流を提供されてもよい。
いくつかの実施形態では、フロントエンド光学系は、レンズ等の光学要素を備える。ある事例では、フロントエンド光学系は、任意の反射、屈折、または回折要素を備える。ある場合には、フロントエンド光学系は、1つを上回る反射、屈折、または回折要素を備える。いくつかの実施形態では、フロントエンド光学系は、電気光学、磁気光学、音響光学、または機械光学デバイスを備える。フロントエンド光学系は、当業者に公知である任意の光学要素を備えてもよい。
図6Bは、いくつかの実施形態による、VCSELが、参照ミラーが欠けている掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイス内で動作する、波長範囲を示す。ある場合には、VCSELは、連続使用のための最大推奨電流を有する。いくつかの実施形態では、最大連続電流定格は、VCSELが掃引され得る波長の範囲を限定する。ある事例では、VCSELは、1mA、2mA、3mA、4mA、5mA、6mA、7mA、8mA、9mA、または10mA以下の連続動作電流に限定される。ある場合には、VCSELによって放射される波長は、0.3nm/mAの比例定数を伴う動作電流とともに直線的に変動する。いくつかの実施形態では、これは、VCSELが掃引され得る波長の範囲を、0.3nm、0.6nm、0.9nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm、2.1nm、2.4nm、2.7nm、または3.0nmに限定する。ある事例では、これは、VCSELベースのSS−OCTデバイスの入手可能な軸方向分解能を限定する。
したがって、ある場合には、VCSELの限定された動作範囲は、入手可能な軸方向分解能を限定する。例えば、850nmの中心動作波長を伴うVCSELに関して、入手可能な軸方向分解能は、それぞれ、0.3nm、0.6nm、0.9nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm、2.1nm、2.4nm、2.7nm、および3.0nmの動作範囲のために、1,062μm、531μm、354μm、266μm、213μm、177μm、152μm、133μm、118μm、または106μmと同程度に良好である。いくつかの実施形態では、VCSELは、0.01mW、0.025mW、0.05mW、0.1mW、0.25mW、0.5mW、1mW、2.5mW、5mW、10mW、25mW、50mW、100mW、250mW、500mW、1W、2.5W、5W、10W、25W、50W、または100W以下の光強度を放射する。
光源は、VCSELである必要はない。ある場合には、光源は、増幅自然放射(ASE)を利用するドープファイバ増幅器である。ある場合には、光源は、スーパールミネセントダイオード(SLD)である。加えて、いくつかの実施形態では、光源は、複数の光源を備える。
SS−OCTデバイスが参照ミラーを利用するかどうかにかかわらず、VCSELの限定された周波数範囲は、SS−OCTデバイスに約100μm未満の入手可能な軸方向分解能値を持たせる。
図7Aは、いくつかの実施形態による、参照ミラーを利用する掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイスの光学系の概略図を示す。ある場合には、光学系102は、VCSELまたは他の光源700と、ビームスプリッタ710と、フロントエンド光学系720と、参照ミラー730と、処理ユニット740とを備える。いくつかの実施形態では、処理ユニットはさらに、光検出器742と、信号処理モジュール744とを備える。光源からの光は、ビームスプリッタに衝突する。光の一部は、参照アームに沿って参照ミラーに指向され、光の一部は、フロントエンド光学系に、次いで、サンプル750に指向される。光は、各層の各境界においてデバイスに後方反射される。各境界から反射される光は、参照ミラーから反射される光および任意の他の境界から反射される光に干渉する。干渉信号は、光検出器において検出される。
本プロセスは、光源によって放射される波長の範囲にわたって繰り返される。干渉信号の振幅は、波長とともに変動し、境界から反射される光および参照ミラーから反射される光が同相であるとき、または境界から反射される光が別の境界から反射される光と同相であるときに、最大値を入手する。本状態は、境界毎に1つまたはそれを上回る特定の光の波長において入手され、干渉信号の1つまたはそれを上回る最大値によって特徴付けられる。他の波長において、干渉信号は、部分建設的干渉または破壊的干渉を示す。全ての波長における干渉信号は、インターフェログラムを形成するようにコンパイルされる。インターフェログラムは、信号分析手順を受ける。ある場合には、インターフェログラムは、スペクトルを形成するように、高速フーリエ変換(FFT)等の周波数分析手順を受ける。スペクトルは、境界毎に干渉最大値と関連付けられる波長に対応するピークを備える。ある場合には、SS−OCTは、比較的に長いコヒーレンス長(典型的には、数ミリメートルを上回る)を伴う光源を利用する。いくつかの実施形態では、干渉信号の振幅は、2つの網膜層の間の距離が増加すると減少する。ある事例では、ピークの位置は、組織の各層の厚さを示す。参照ミラーは、サンプルまで進行する光のためのより長い光路長を可能にする。ある場合には、これは、最大干渉信号がより高い周波数において入手される、周波数を偏移させる効果を有する。いくつかの実施形態では、より高い周波数への本偏移は、雑音に対してよりロバストである様式でOCT信号の検出を可能にする。
ある場合には、光源は、レーザ源を備える。いくつかの実施形態では、レーザ源は、同調され得る波長を有する、レーザ光を生成する。ある事例では、レーザ源は、OCT信号を取得するために波長の範囲にわたって走査される。ある場合には、レーザ源は、OCT信号の急速入手を可能にするように急速に走査されることが可能である。いくつかの実施形態では、レーザ源は、垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)を備える。ある事例では、VCSELは、VCSELに提供される電流を変動させることによって同調される。ある場合には、VCSELは、電流を連続的に変動させることによって、波長の範囲を横断して連続的に走査される。いくつかの実施形態では、VCSELは、電流を周期的に変動させることによって、波長の範囲を横断して周期的に走査される。例えば、VCSELは、正弦波的に変動する波長を生成するように、正弦波的に変動する電流を提供されてもよい。
いくつかの実施形態では、フロントエンド光学系は、レンズ等の光学要素を備える。ある事例では、フロントエンド光学系は、任意の反射、屈折、または回折要素を備える。ある場合には、フロントエンド光学系は、1つを上回る反射、屈折、または回折要素を備える。いくつかの実施形態では、フロントエンド光学系は、電気光学、磁気光学、音響光学、または機械光学デバイスを備える。フロントエンド光学系は、当業者に公知である任意の光学要素を備えてもよい。
ある場合には、フロントエンド光学系は、本明細書に説明されるような走査光学要素を備える。
図7Bは、いくつかの実施形態による、VCSELが、参照ミラーが欠けている掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイス内で動作する、波長範囲を示す。光源は、中心波長λを伴う光を放射する。中心波長は、波長の範囲Δλにわたって変動される。
図7Cは、参照ミラーが、参照ミラーが存在しない場合のOCTピークの周波数と比較して、OCTピークをより高い光周波数に偏移させ得る方法を示す。参照ミラーがない場合、所与のサンプルのOCTピークは、t(符号化された)によって示される、比較的に低い周波数において取得される。本周波数は、サンプルにおける光路差に対応する。参照ミラーの存在は、サンプルの各境界が参照ミラーに干渉するという効果を有する。2つの境界を伴うサンプルに関して、本効果は、図7Cのd(符号化された)およびd+t(符号化された)として表される、OCT信号の中の2つの比較的に高い周波数成分を生じさせる。これら2つの周波数の間の差は、サンプルの境界の間の距離に対応する。網膜または網膜層に関して、差は、したがって、それぞれ、RTまたはRLTに対応する。
ある場合には、VCSELは、連続使用のための最大推奨電流を有する。いくつかの実施形態では、最大連続電流定格は、VCSELが掃引され得る波長の範囲を限定する。ある事例では、VCSELは、1mA、2mA、3mA、4mA、5mA、6mA、7mA、8mA、9mA、または10mA以下の連続動作電流に限定される。ある場合には、VCSELによって放射される波長は、0.3nm/mAの比例定数を伴う動作電流とともに直線的に変動する。いくつかの実施形態では、本電流限界は、VCSELが掃引され得る波長の範囲を限定する。ある事例では、VCSELは、以下の数のうちのいずれか2つ、すなわち、0.3nm、0.6nm、0.9nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm、2.1nm、2.4nm、2.7nm、または3.0nmによって定義される範囲にわたって掃引される。ある場合には、本掃引範囲限界は、VCSELベースのSS−OCTデバイスの入手可能な軸方向分解能を限定する。いくつかの実施形態では、掃引範囲は、本明細書に説明されるように、最大電流定格を超える電流を駆動することによって増加される。
したがって、ある場合には、VCSELの限定された動作範囲は、入手可能な軸方向分解能を限定する。いくつかの実施形態では、850nmの中心動作波長を伴うVCSELに関して、入手可能な軸方向分解能は、それぞれ、0.3nm、0.6nm、0.9nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm、2.1nm、2.4nm、2.7nm、および3.0nmの動作範囲のために、1,062μm、531μm、354μm、266μm、213μm、177μm、152μm、133μm、118μm、または106μmと同程度に良好である。ある事例では、VCSELは、0.01mW、0.025mW、0.05mW、0.1mW、0.25mW、0.5mW、1mW、2.5mW、5mW、10mW、25mW、50mW、100mW、250mW、500mW、1W、2.5W、5W、10W、25W、50W、または100W以下の光強度を放射する。
光源は、VCSELである必要はない。ある場合には、光源は、増幅自然放射(ASE)を利用するドープファイバ増幅器である。ある場合には、光源は、スーパールミネセントダイオード(SLD)である。加えて、いくつかの実施形態では、光源は、複数の光源を備える。
ある場合には、限定された入手可能な軸方向分解能は、SS−OCTシステム内の2つまたはそれを上回るVCSELもしくは他の光源を利用することによって改良される。いくつかの実施形態では、2つまたはそれを上回るVCSELもしくは他の光源はそれぞれ、他のVCSELまたは他の光源のそれぞれの発光スペクトルと明確に異なる発光スペクトルを有する。ある場合には、2つまたはそれを上回るVCSELの発光スペクトルは、部分的に重複する。ある場合には、2つまたはそれを上回るVCSELの発光スペクトルは、重複しない。このようにして、いくつかの実施形態では、2つまたはそれを上回るVCSELもしくは他の光源は、合体し、SS−OCT測定のためのより広い範囲の発光波長を生成する。ある事例では、これは、SS−OCT測定の入手可能な軸方向分解能を増進する。
図8Aは、いくつかの実施形態による、第1の特定の時点における、2つのVCSELを利用し、参照ミラーが欠けている掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイスの光学系を示す。ある場合には、光学系102は、第1のVCSELまたは他の光源800と、第2のVCSELまたは他の光源805と、第1のビームスプリッタ810と、第2のビームスプリッタ815と、本明細書に説明されるようなフロントエンド光学系820と、処理ユニット840とを備える。いくつかの実施形態では、処理ユニットはさらに、光検出器842と、信号処理モジュール844とを備える。第1の光源からの光は、ビームスプリッタに衝突する。光は、次いで、フロントエンド光学系に、次いで、サンプル850に指向される。ある事例では、第1の特定の時点で、第1のVCSELまたは他の光源が、オンである(レーザ光をサンプルに送信している)一方で、第2のVCSELまたは他の光源は、オフである(レーザ光をサンプルに送信していない)。光は、各層の各境界においてデバイスに後方反射される。第1の層の境界から反射される光は、第2の層の後方境界から反射される光に干渉する。干渉信号は、光検出器において検出される。
図8Bは、いくつかの実施形態による、第2の特定の時点における、2つのVCSELを利用し、参照ミラーが欠けている掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイスの概略図を示す。ある事例では、第2の特定の時点で、第1のVCSELまたは他の光源が、オフである(レーザ光をサンプルに送信していない)一方で、第2のVCSELまたは他の光源は、オンである(レーザ光をサンプルに送信している)。光は、各層の各境界においてデバイスに後方反射される。第1の層の境界から反射される光は、第2の層の境界から反射される光に干渉する。干渉信号は、光検出器において検出される。
本プロセスは、第1および第2の光源によって放射される波長の範囲全体にわたって繰り返される。干渉信号の振幅は、波長とともに変動し、境界から反射される光および参照ミラーから反射される光が同相であるとき、または境界から反射される光が別の境界から反射される光と同相であるときに、最大値を入手する。本状態は、境界毎に1つまたはそれを上回る特定の光の波長において入手され、干渉信号の1つまたはそれを上回る最大値によって特徴付けられる。他の波長において、干渉信号は、部分建設的干渉または破壊的干渉を示す。全ての波長における干渉信号は、インターフェログラムを形成するようにコンパイルされる。インターフェログラムは、信号分析手順を受ける。ある場合には、インターフェログラムは、スペクトルを形成するように、高速フーリエ変換(FFT)等の周波数分析手順を受ける。スペクトルは、境界毎に干渉最大値と関連付けられる波長に対応するピークを備える。ある場合には、SS−OCTは、短いコヒーレンス長(典型的には、数ミリメートル未満)を伴う光源を利用する。そのような場合では、干渉信号の振幅は、波長が干渉最大値と関連付けられる波長から離されると急速に減少する。いくつかの実施形態では、これは、周波数スペクトル内で狭いピークを生じる。ある事例では、ピークの間の距離は、組織の各層の厚さを示す。
ある場合には、光源は、レーザ源を備える。いくつかの実施形態では、レーザ源は、同調され得る波長を有する、レーザ光を生成する。ある事例では、レーザ源は、OCT信号を取得するために波長の範囲にわたって走査される。ある場合には、レーザ源は、OCT信号の急速入手を可能にするように急速に走査されることが可能である。いくつかの実施形態では、レーザ源は、垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)を備える。ある事例では、VCSELは、VCSELに提供される電流を変動させることによって同調される。ある場合には、VCSELは、電流を連続的に変動させることによって、波長の範囲を横断して連続的に走査される。いくつかの実施形態では、VCSELは、電流を周期的に変動させることによって、波長の範囲を横断して周期的に走査される。例えば、VCSELは、正弦波的に変動する波長を生成するように、正弦波的に変動する電流を提供されてもよい。
いくつかの実施形態では、フロントエンド光学系は、レンズ等の光学要素を備える。ある事例では、フロントエンド光学系は、任意の反射、屈折、または回折要素を備える。ある場合には、フロントエンド光学系は、1つを上回る反射、屈折、または回折要素を備える。いくつかの実施形態では、フロントエンド光学系は、電気光学、磁気光学、音響光学、または機械光学デバイスを備える。ある事例では、フロントエンド光学系は、当業者に公知である任意の光学要素を備える。
ある事例では、フロントエンド光学系は、光源が網膜上の異なる場所に移動されることを可能にするための走査光学要素を備える。ある事例では、これは、網膜上の異なる場所におけるRTまたはRLTを決定するように、複数の測定が行われることを可能にする。いくつかの実施形態では、走査光学要素は、検流計を備える。ある事例では、走査光学要素は、音響光学変調器を備える。ある場合には、走査光学要素は、電気光学変調器を備える。いくつかの実施形態では、走査光学要素は、xyステージを備える。走査光学要素は、当業者に公知であるような任意の走査光学要素を備えてもよい。
図8Cは、いくつかの実施形態による、VCSELが、2つのVCSELを利用し、参照ミラーが欠けている掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイス内で動作する、波長範囲を示す。
波長掃引は、種々の様式で2つまたはそれを上回るVCSELもしくは他の光源の間で調整されてもよい。一実施形態では、第1のVCSELまたは他の光源が、その波長範囲全体にわたって掃引される一方で、第2のVCSELまたは他の光源は、オフである。第2のVCSELまたは他の光源が、次いで、その波長範囲全体にわたって掃引される一方で、第1のVCSELまたは他の光源は、オフである。波長掃引は、SS−OCT信号全体が取得されるまで、2つのVCSELまたは他の光源の間で交互に起こる。ある場合には、第2のVCSELは、第1のVCSELがオフにされるときに、第1のVCSELの約0.1nm以内で波長を有する光を放射するように構成される。いくつかの実施形態では、VCSELは、約50Hz〜約10kHzの間の率で掃引される。ある事例では、VCSELは、約1kHz〜約5kHzの間の率で掃引される。
別の実施形態では、2つまたはそれを上回るVCSELは、同時に、同一の率で、それらの波長掃引を受ける。そのような設定では、第1のVCSELまたは他の光源から生じるOCT信号と第2のVCSELまたは他の光源から生じるOCT信号との間の時間的相関を除去することが役立ち得る。これは、例えば、当業者によって容易に理解されるであろうように、図8Aの光学設定を修正し、光検出器の代わりに分光計を含むことによって、遂行され得る。ある場合には、2つのVCSELの掃引周波数は、実質的に同一である。いくつかの実施形態では、2つのVCSELの掃引率は、相互の5%以内である。ある事例では、2つのVCSELの掃引率は、相互の1%以内である。ある場合には、VCSELは、約50Hz〜約10kHzの率で掃引される。いくつかの実施形態では、VCSELは、約1kHz〜約5kHzの率で掃引される。
別の実施形態では、2つまたはそれを上回るVCSELは、同時であるが、異なる率で、それらの波長掃引を受ける。例えば、第1のVCSELまたは他の光源は、第1の時間量でその波長掃引を完了するように、第1の率でその発光波長の範囲にわたって掃引されてもよい。第2のVCSELまたは他の光源は、第1の時間量と異なる第2の時間量でその波長掃引を完了するように、第1の率と異なる第2の率でその発光波長の範囲にわたって掃引される。このようにして、第1のVCSELまたは他の光源から生じるSS−OCT信号は、第2のVCSELまたは他の光源から生じるSS−OCT信号の時間的符号化と異なる様式で、時間的に符号化される。第1のVCSELまたは他の光源から生じるSS−OCT信号は、次いで、信号処理手段を通して、第2のVCSELまたは他の光源から生じるSS−OCT信号と区別される。ある場合には、VCSELは、約50Hz〜約10kHzの率で掃引される。いくつかの実施形態では、VCSELは、約1kHz〜約5kHzの率で掃引される。
いくつかの実施形態では、本システムは、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、またはそれを上回るVCSELもしくは他の光源を備える。ある事例では、各VCSELは、連続使用のための最大推奨電流を有する。ある場合には、最大連続動作電流定格は、各VCSELが掃引され得る波長の範囲を限定する。例えば、各VCSELは、1mA、2mA、3mA、4mA、5mA、6mA、7mA、8mA、9mA、または10mA以下の連続動作電流に限定されてもよい。ある場合には、各VCSELによって放射される波長は、0.3nm/mAの比例定数を伴う動作電流とともに直線的に変動する。いくつかの実施形態では、これは、各VCSELが掃引され得る波長の範囲を、0.3nm、0.6nm、0.9nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm、2.1nm、2.4nm、2.7nm、または3.0nmに限定する。ある事例では、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、またはそれを上回るVCSELもしくは他の光源の組み合わせは、最大30nmまたはそれを上回る波長の全範囲を生成する。ある場合には、複数のVCSELの使用は、例えば、5nm〜10nmの範囲内の掃引波長範囲を可能にする。
したがって、ある場合には、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、またはそれを上回るVCSELのより広い全動作範囲は、入手可能な軸方向分解能を増進する。いくつかの実施形態では、約850nmの中心動作波長をそれぞれ伴う2つのVCSELのセットに関して、入手可能な軸方向分解能は、各VCSELが3.0nmの動作範囲を有する場合に53μmである。3つのVCSELがあると、入手可能な軸方向分解能は、各VCSELが3.0nmの動作範囲を有する場合に35μmである。4つのVCSELがあると、入手可能な軸方向分解能は、各VCSELが3.0nmの動作範囲を有する場合に27μmである。ある場合には、VCSELの数がますます増えると、入手可能な軸方向分解能は、さらに増進される。いくつかの実施形態では、各VCSELは、0.01mW、0.025mW、0.05mW、0.1mW、0.25mW、0.5mW、1mW、2.5mW、5mW、10mW、25mW、50mW、100mW、250mW、500mW、1W、2.5W、5W、10W、25W、50W、または100W以下の光強度を放射する。
複数のOCT光源を使用して、向上した分解能を用いて全体的OCT信号を取得することは、個々のOCT光源と関連付けられる振幅、位相、または他の光学パラメータの変動を考慮するために、個々のOCT光源のそれぞれから取得されるOCT信号を補正する所望を導入し得る。そのような変動は、本明細書に説明されるシステムおよび方法を使用して補正され得る。例えば、変形例は、例えば、図45A−Bおよび図46A−Gに関して本明細書に説明される光学システムおよび方法を使用して補正され得る。
図45Aは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源によって放射される光の波長を特性評価するように構成される光学系の概略図を示す。図45Aに示されるように、光学系は、それぞれ、第1、第2、第3、および第4の光源700a、700b、700c、ならびに700dを備えてもよい。第1、第2、第3、および第4の光源はそれぞれ、本明細書に説明される光源700等の本明細書に説明される任意の光源に類似し得る。第1、第2、第3、および第4の光源は、それぞれ、第1、第2、第3、および第4の放射光を放射してもよい。第1、第2、第3、および第4の光源のうちのいずれか2つ、3つ、または4つは、異なる時点で光を放射してもよい。代替として、または組み合わせて、第1、第2、第3、および第4の光源のうちのいずれか2つ、3つ、または4つは、同時に光を放射してもよい。第1、第2、第3、および第4の光源によって放射される光は、コリメートレンズ2210に指向されてもよい。
光学系はさらに、強度測定モジュール4500を備えてもよい。第1、第2、第3、または第4の光源によって放射される光は、コリメートされ、強度測定モジュールに指向されてもよい。強度測定モジュールは、本明細書に説明されるように、第1、第2、第3、または第4の光源によって放射される光の一部をレンズ2270に指向するように構成される、ビームスプリッタ2250と、光検出器2260とを備えてもよい。強度測定モジュールは、第1、第2、第3、または第4の光源によって放射される光強度を測定するように構成されてもよい。
光学系はさらに、サンプル測定モジュール4510を備えてもよい。ビームスプリッタ4550は、第1、第2、第3、または第4の光源によって放射される光の一部をサンプル測定モジュールに指向するように構成されてもよい。サンプル測定モジュールは、眼750等のサンプルからのOCT信号を測定するように構成されてもよい。サンプル測定モジュールは、ビームスプリッタ710aと、集束レンズ3660aと、参照ミラー730aと、集束レンズ2330aと、検出器740aと、レンズ2330aとを備えてもよい。ビームスプリッタ710a、集束レンズ3660a、参照ミラー730a、集束レンズ2330a、検出器740a、およびレンズ2330aは、それぞれ、本明細書に説明される、ビームスプリッタ710、集束レンズ3660、参照ミラー730、集束レンズ2330、検出器740、およびレンズ2330に類似し得る。サンプル測定モジュールの要素は、本明細書に説明されるようなOCT信号を測定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、サンプル測定モジュールは、例えば、本明細書に説明されるような走査ミラー等のスキャナに結合される。
光学系はさらに、第1の波長特性評価モジュール4520を備えてもよい。ビームスプリッタ4560は、第1、第2、第3、または第4の光源によって放射される光の一部を第1の波長特性評価モジュールに指向するように構成されてもよい。第1の波長特性評価モジュールは、第1、第2、第3、または第4の光源によって放射される光の波長を特性評価するように構成されてもよい。第1の波長特性評価モジュールは、ビームスプリッタ710bと、集束レンズ3660bと、参照ミラー730bと、集束レンズ2330bと、検出器740bと、レンズ2330bとを備えてもよい。ビームスプリッタ710b、集束レンズ3660b、参照ミラー730b、集束レンズ2330b、検出器740b、およびレンズ2330bは、それぞれ、本明細書に説明される、ビームスプリッタ710、集束レンズ3660、参照ミラー730、集束レンズ2330、検出器740、およびレンズ2330に類似し得る。第1の波長特性評価モジュールはさらに、ミラー4505bを備えてもよい。ミラーは、(例えば、図45Aに描写されるように左から右の様式で)移動し、参照ミラー730bおよび走査ミラー4505bから反射される光の間の光路差を改変するように構成される、走査ミラーであってもよい。代替として、ミラー4505bは、場所を固定されてもよい。
光学系はさらに、第2の波長特性評価モジュール4530を備えてもよい。ビームスプリッタ4560は、第1、第2、第3、または第4の光源によって放射される光の一部を第2の波長特性評価モジュールに指向するように構成されてもよい。第2の波長特性評価モジュールは、第1、第2、第3、または第4の光源によって放射される光の波長を特性評価するように構成されてもよい。第2の波長特性評価モジュールは、ビームスプリッタ710cと、集束レンズ3660cと、参照ミラー730cと、集束レンズ2330cと、検出器740cと、レンズ2330cとを備えてもよい。ビームスプリッタ710c、集束レンズ3660c、参照ミラー730c、集束レンズ2330c、検出器740c、およびレンズ2330cは、それぞれ、本明細書に説明される、ビームスプリッタ710、集束レンズ3660、参照ミラー730、集束レンズ2330、検出器740、およびレンズ2330に類似し得る。第2の波長特性評価モジュールはさらに、ミラー4505cを備えてもよい。ミラーは、(例えば、図45Aに描写されるように左から右の様式で)移動し、参照ミラー730cおよび走査ミラー4505cから反射される光の間の光路差を改変するように構成される、走査ミラーであってもよい。代替として、ミラー4505cは、場所を固定されてもよい。
図45Aでは4つの光源を備えるものとして描写されるが、本システムは、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30個、少なくとも40個、少なくとも50個、少なくとも60個、少なくとも70個、少なくとも80個、少なくとも90個、または少なくとも100個の光源等の任意の数の光源、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である光源の数を備えてもよい。図45Aでは2つの波長特性評価モジュールを備えるものとして描写されるが、本システムは、少なくとも1個、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、少なくとも10個、少なくとも20個、少なくとも30,少なくとも40個、少なくとも50個、少なくとも60個、少なくとも70個、少なくとも80個、少なくとも90個、または少なくとも100個の波長特性評価モジュール(およびその要素)等の任意の数の波長特性評価モジュール(およびその要素)、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である波長特性評価モジュール(およびその要素)の数を備えてもよい。
図45Bは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源によって放射される光の波長を特性評価するように構成される光学系を備える、光学ブレッドボードを示す。図45Bに示されるように、光学系は、それぞれ、第1、第2、第3、および第4の光源700a、700b、700c、ならびに700dと、強度測定モジュール4500と、サンプル測定モジュール4510と、それぞれ、第1および第2の波長特性評価モジュール4520ならびに4530とを備える。
波長特性評価光学系(本明細書に説明される第1および第2の波長特性評価モジュール等)によって取得される、またはサンプル測定モジュールからの信号は、複数の光源からのクロック信号の合体スティッチングを可能にし得る。
図46Aは、いくつかの実施形態による、本明細書に説明される第1の波長特性評価モジュールによって測定されるような第1の光源からのクロック信号4610を示す。クロック信号4610は、比較的に低い周波数のクロック信号であってもよい。クロック信号は、波長特性評価モジュールの検出器を用いて測定される干渉光の測定された強度信号を備えてもよい。いくつかの実施形態では、クロック信号の周波数は、干渉計のミラーの間の光路距離に応答して決定される。ミラーの間のより短い距離は、概して、より低い周波数に対応し得、ミラーの間のより長い距離は、より高い周波数に対応し得る。モジュールからの周波数は、0.1、0.25、0.5、1、2、5、10、20、50、100倍、および前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲の倍数だけ異なり得る。より低い周波数の信号は、第1のVCSELからの第1の測定信号を第2のVCSELからの第2の測定信号とスティッチするときに、曖昧度を低減させ得る。より高い周波数成分は、スティッチングの精度および正確度を増加させ得る。
図46Bは、いくつかの実施形態による、本明細書に説明される第2の波長特性評価モジュールによって測定されるような第1の光源からのクロック信号4620を示す。クロック信号4620は、比較的に高い周波数のクロック信号を備えてもよい。
図46Cは、いくつかの実施形態による、本明細書に説明される第1の波長特性評価モジュールによって測定されるような第2の光源からのクロック信号4630を示す。クロック信号4630は、比較的に低い周波数のクロック信号を備えてもよい。図46Cに示されるように、第2の光源からのクロック信号4630は、第1の光源からのクロック信号4610と位相がずれ得る。
図46Dは、いくつかの実施形態による、本明細書に説明される第2の波長特性評価モジュールによって測定されるような第2の光源からのクロック信号4640を示す。クロック信号4640は、比較的に高い周波数のクロック信号であってもよい。図46Dに示されるように、第2の光源からのクロック信号4640は、第1の光源からのクロック信号4620と位相がずれ得る。
図46Eは、いくつかの実施形態による、第1の波長特性評価モジュールによって測定されるような第1の光源からのクロック信号および第1の波長特性評価モジュールによって測定されるような第2の光源からのクロック信号の合体スティッチングを示す。それぞれ、第1および第2の光源からの低周波数クロック信号4610および4630は、クロック信号4610の一部(クロック信号4610の終了の近傍で生じる一部等)およびクロック信号4630の一部(クロック信号4630の開始の近傍で生じる一部等)に部分的に重複することによって、時系列においてともにスティッチされてもよい。部分的重複は、クロック信号4610を偏移させることによって達成され得る。このように、クロック信号4610および4630は、時間において連続信号にスティッチされてもよい。
図46Fは、いくつかの実施形態による、第2の波長特性評価モジュールによって測定されるような第1の光源からのクロック信号および第2の波長特性評価モジュールによって測定されるような第2の光源からのクロック信号の合体スティッチングを示す。それぞれ、第1および第2の光源からの高周波数クロック信号4620および4640は、クロック信号4620の一部(クロック信号4620の終了の近傍で生じる一部等)およびクロック信号4640の一部(クロック信号4640の開始の近傍で生じる一部等)に部分的に重複することによって、時系列においてともにスティッチされてもよい。部分的重複は、クロック信号4620を偏移させることによって達成され得る。このように、クロック信号4620および4640は、時間において連続信号にスティッチされてもよい。
図46A−Fは、2つの光源からのクロック信号の合体スティッチングを描写するが、信号は、任意の数の光源からスティッチされてもよい。例えば、信号は、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個の光源、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である光源の数から、ともにスティッチされてもよい。
図46Gは、いくつかの実施形態による、複数の光源からのクロック信号または干渉計信号の合体スティッチングの概略図を示す。図46Gに示されるように、第1、第2、第3、および第4の光源からのクロック信号は、位相評価および振幅復調手順を受け得る。位相評価および振幅復調手順は、本明細書に説明されるシステムおよび方法を使用して実装されてもよい。例えば、位相評価手順は、本明細書に説明される波長特性評価モジュールを使用して実装されてもよい。位相評価および振幅復調手順は、第1の光源と関連付けられる第1の位相偏移Δk1、第2の光源と関連付けられる第2の位相偏移Δk2、第3の光源と関連付けられる第3の位相偏移Δk3、および第4の光源と関連付けられる第4の位相偏移Δk4を決定するように実装されてもよい。第1、第2、第3、および第4の位相偏移は、大域的位相偏移Δkを定義するように組み合わせられてもよい。第1、第2、第3、および第4の光源と関連付けられるクロック信号は、グローバル位相偏移に対して再サンプリングされてもよい。クロック信号は、次いで、本明細書に説明されるように、ともにスティッチされてもよい。本手順は、各波長特性評価モジュールから取得されるクロック信号に関して繰り返されてもよい。例えば、本手順は、本明細書に説明される第1および第2の各波長特性評価モジュールに関して繰り返されてもよい。本手順は、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個の波長特性評価モジュールに関して、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である波長特性評価モジュールの数に関して繰り返されてもよい。
スティッチされたクロック信号は、第1、第2、第3、および第4の光源によって取得されるOCT干渉計信号をともにスティッチするために使用されてもよい。振幅復調手順から取得される情報は、第1、第2、第3、および第4の光源によって取得されるOCT信号の振幅復調を実施するために利用されてもよい。第1、第2、第3、および第4の光源と関連付けられるOCT干渉法信号は、グローバル位相偏移Δkに対して再サンプリングされてもよい。再サンプリングされたOCT干渉法信号は、次いで、スティッチされたクロック信号からのスティッチング情報を使用して、ともにスティッチされてもよい。
複数のOCT光源を使用して、向上した分解能を用いて全体的OCT信号を取得することはまた、個々のOCT光源の物理的場所の変動、およびそれらの物理的場所が、個々のOCT光源によって放射される光がOCTシステムの他の光学要素と相互作用する様式に影響を及ぼす様子を考慮するために、個々のOCT光源のそれぞれから取得されるOCT信号を補正する必要性を導入し得る。そのような変動は、本明細書に説明されるシステムおよび方法を使用して補正され得る。例えば、変形例は、図47A−Jに関して本明細書に説明される光学システムおよび方法を使用して補正され得る。
図47Aは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを示す。第1および第2のOCT光源700aならびに700bは、それぞれ、それぞれ、第1および第2の光ビーム4700aならびに4700bを放射してもよい。第1および第2の光源は、本明細書に説明される光源700に類似し得る。第1および第2の光源がそれぞれ、有限量の物理的空間を占有するため、第1および第2の光源の一方または両方は、コリメートレンズ2210の中心軸から外れた位置に位置してもよい。例えば、図47Aに示されるように、第1の光源が、コリメートレンズの光軸の上方に位置してもよい一方で、第2の光源は、コリメートレンズの光軸の下方に位置してもよい。そのような場合では、コリメートレンズは、第1または第2の光の非理想的コリメーションを生成してもよい。例えば、コリメートレンズは、図47Aに示されるように、相互と平行ではないコリメートされた第1および第2の光を生成してもよい。結果として、第1および第2の光源が、同一の検出器上で干渉パターンを生成するように、OCT光学システム上の要素を整合させることは非理想的であり得る。これは、図47B−Jに関して本明細書に説明されるシステムおよび方法を使用して補正され得る。
図47Bは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するように構成される光学系の第1の概略図を示す。図47Aに示されるように、コリメートレンズ2210は、それぞれ、(図47Aに描写される平行ではない第1および第2の光等の)第1および第2の光源700aならびに700bによって放射される、それぞれ、第1および第2の光4700aならびに4700bの非理想的コリメーションを生成してもよい。光学系は、それぞれ、(図47Aに描写される平行ではない第1および第2の光等の)第1および第2の光の非理想的コリメーションを補正するための、それぞれ、第1および第2のプリズム4710aならびに4710bを備えてもよい。例えば、第1および第2のプリズムは、図47Bに描写されるように、第1および第2の光の非平行経路を補正してもよい。第1および第2の光は、次いで、集束レンズ4720によって同一の場所(眼、眼の網膜、または検出器等)に集束されてもよい。図47Bでは、2つの光源と、2つのプリズムとを備えるものとして描写されるが、光学系は、任意の数の光源と、任意の数のプリズムとを備えてもよい。例えば、光学系は、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個の光源、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である光源の数を備えてもよい。光学系は、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個のプリズム、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内であるプリズムの数を備えてもよい。
図47Cは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するように構成される光学系の第2の概略図を示す。図47Cに示されるように、それぞれ、第1および第2の光源700aならびに700bによって放射される、それぞれ、第1および第2の光4700aならびに4700bの両方に作用するコリメートレンズは、なくてもよい。コリメートレンズの代わりに、光学系は、それぞれ、第1および第2の光を個別にコリメートするための、それぞれ、第1および第2のマイクロレンズ4715aならびに4715bを備えてもよい。第1および第2の光は、次いで、集束レンズ4720によって同一の場所(眼、眼の網膜、または検出器等)に集束されてもよい。図47Cでは、2つの光源と、2つのマイクロレンズとを備えるものとして描写されるが、光学系は、任意の数の光源と、任意の数のマイクロレンズとを備えてもよい。例えば、光学系は、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個の光源、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である光源の数を備えてもよい。光学系は、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個のプリズム、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内であるプリズムの数を備えてもよい。
図47Dは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するように構成される光学系の第3の概略図を示す。図47Dに示されるように、第1の光源700a(本明細書に説明される光源700に類似し得る)によって放射される第1の光は、第1の結合レンズ4730aを通して第1の入力光ファイバ4735aの中に結合されてもよい。第2の光源700b(本明細書に説明される光源700に類似し得る)によって放射される第2の光は、第2の結合レンズ4730bを通して第2の入力光ファイバ4735bの中に結合されてもよい。第1および第2の入力光ファイバは、第1のマルチプレクサ4740に結合されてもよい。第1のマルチプレクサからの多重化された光が、第1の多重化光ファイバ4745に出力されてもよい。第3の光源700c(本明細書に説明される光源700に類似し得る)によって放射される第3の光は、第3の結合レンズ4730cを通して第3の入力光ファイバ4735cの中に結合されてもよい。第3の入力光ファイバおよび第1の多重化光ファイバは、第2のマルチプレクサ4750に結合されてもよい。第2のマルチプレクサからの多重化された光が、第2の多重化光ファイバ4755に出力されてもよい。第3の光源700d(本明細書に説明される光源700に類似し得る)によって放射される第4の光は、第4の結合レンズ4730dを通して第4の入力光ファイバ4735dの中に結合されてもよい。第4の入力光ファイバおよび第2の多重化光ファイバは、第3のマルチプレクサ4760に結合されてもよい。第3のマルチプレクサからの多重化された光が、第3の多重化光ファイバ4765に出力されてもよい。第3の多重化光ファイバは、第1、第2、第3、および第4の光源からコリメートされた光を生成するように、出力ファイバ結合レンズ4770に結合されてもよい。
図47Dでは、4つの光源と、4つの結合レンズと、4つの入力光ファイバと、3つのマルチプレクサと、3つの多重化光ファイバとを備えるものとして描写されるが、光学系は、任意の数の光源と、任意の数の結合レンズと、任意の数の入力光ファイバと、任意の数のマルチプレクサと、任意の数の多重化光ファイバとを備えてもよい。例えば、光学系は、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個の光源、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である光源の数を備えてもよい。光学系は、少なくとも2枚、少なくとも3枚、少なくとも4枚、少なくとも5枚、少なくとも6枚、少なくとも7枚、少なくとも8枚、少なくとも9枚、または少なくとも10枚の結合レンズ、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である結合レンズの数を備えてもよい。光学系は、少なくとも2本、少なくとも3本、少なくとも4本、少なくとも5本、少なくとも6本、少なくとも7本、少なくとも8本、少なくとも9本、または少なくとも10本の入力光ファイバ、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である入力光ファイバの数を備えてもよい。光学系は、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、または少なくとも10個のマルチプレクサ、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内であるマルチプレクサの数を備えてもよい。光学系は、少なくとも2本、少なくとも3本、少なくとも4本、少なくとも5本、少なくとも6本、少なくとも7本、少なくとも8本、少なくとも9本、または少なくとも10本の多重化光ファイバ、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である多重化光ファイバの数を備えてもよい。
図47Eは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するための第1の網膜走査パターンを示す。図47Eに示されるように、OCT信号は、第1、第2、第3、および第4のOCT信号の間に減少した時間的分離を伴って、第1、第2、第3、および第4のOCT信号を入手することによって、それぞれ、第1、第2、第3、および第4の光源と関連付けられる第1、第2、第3、および第4のOCT信号を組み合わせることによって、組み合わせられてもよい。例えば、第1の光源と関連付けられる第1のOCT信号4780aが、第1の時間に取得されてもよい。第2の光源と関連付けられる第2のOCT信号4780bが、第2の時間に取得されてもよく、第2の時間は、第1の時間後に非常に接近して続く。例えば、第2の時間は、第1の時間から少なくとも0.001ミリ秒、少なくとも0.002ミリ秒、少なくとも0.005ミリ秒、少なくとも0.01ミリ秒、少なくとも0.02ミリ秒、少なくとも0.05ミリ秒、少なくとも0.1ミリ秒、少なくとも0.2ミリ秒、少なくとも0.5ミリ秒、または少なくとも1ミリ秒後に続いてもよい。第2の時間は、第1の時間から最大で1ミリ秒、最大で0.5ミリ秒、最大で0.2ミリ秒、最大で0.1ミリ秒、最大で0.05ミリ秒、最大で0.02ミリ秒、最大で0.01ミリ秒、最大で0.005ミリ秒、最大で0.002ミリ秒、または最大で0.001ミリ秒後に続いてもよい。第2の時間は、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である時間周期だけ第1の時間に続いてもよい。第3の光源と関連付けられる第3のOCT信号4780cが、第3の時間に取得されてもよく、第3の時間は、第2の時間後に非常に接近して続く。例えば、第3の時間は、第2の時間から少なくとも0.001ミリ秒、少なくとも0.002ミリ秒、少なくとも0.005ミリ秒、少なくとも0.01ミリ秒、少なくとも0.02ミリ秒、少なくとも0.05ミリ秒、少なくとも0.1ミリ秒、少なくとも0.2ミリ秒、少なくとも0.5ミリ秒、または少なくとも1ミリ秒後に続いてもよい。第3の時間は、第2の時間から最大で1ミリ秒、最大で0.5ミリ秒、最大で0.2ミリ秒、最大で0.1ミリ秒、最大で0.05ミリ秒、最大で0.02ミリ秒、最大で0.01ミリ秒、最大で0.005ミリ秒、最大で0.002ミリ秒、または最大で0.001ミリ秒後に続いてもよい。第3の時間は、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である時間周期だけ第2の時間に続いてもよい。第4の光源と関連付けられる第4のOCT信号4780dが、第4の時間に取得されてもよく、第4の時間は、第3の時間後に非常に接近して続く。例えば、第4の時間は、第3の時間から少なくとも0.001ミリ秒、少なくとも0.002ミリ秒、少なくとも0.005ミリ秒、少なくとも0.01ミリ秒、少なくとも0.02ミリ秒、少なくとも0.05ミリ秒、少なくとも0.1ミリ秒、少なくとも0.2ミリ秒、少なくとも0.5ミリ秒、または少なくとも1ミリ秒後に続いてもよい。第4の時間は、第3の時間から最大で1ミリ秒、最大で0.5ミリ秒、最大で0.2ミリ秒、最大で0.1ミリ秒、最大で0.05ミリ秒、最大で0.02ミリ秒、最大で0.01ミリ秒、最大で0.005ミリ秒、最大で0.002ミリ秒、または最大で0.001ミリ秒後に続いてもよい。第4の時間は、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である時間周期だけ第3の時間に続いてもよい。
図47Fは、いくつかの実施形態による、複数のOCT光源の物理的場所の変動と関連付けられる光学ビームを補正するための第2の網膜走査パターンを示す。図47Fに示されるように、OCT信号は、それぞれ、第1、第2、第3、および第4の光源からの第1、第2、第3、および第4の光が、サンプル(眼または眼の網膜)上のほぼ同一の場所に指向される時点で、第1、第2、第3、および第4のOCT信号を入手することによって、それぞれ、第1、第2、第3、および第4の光源と関連付けられる第1、第2、第3、および第4のOCT信号を組み合わせることによって、組み合わせられてもよい。例えば、第1の光源と関連付けられる第1のOCT信号4790aが、第1の時間に取得されてもよい。第1の時間に、第1の光源からの第1の光が、サンプル(眼または眼の網膜)上の特定の場所に指向されてもよい。第2の光源と関連付けられる第2のOCT信号4790bが、第2の時間に取得されてもよい。第2の時間に、第2の光源からの第2の光が、サンプル上の同一の特定の場所に指向されてもよい。第3の光源と関連付けられる第3のOCT信号4790cが、第3の時間に取得されてもよい。第2の時間に、第3の光源からの第3の光が、サンプル上の同一の特定の場所に指向されてもよい。第4の光源と関連付けられる第4のOCT信号4790dが、第4の時間に取得されてもよい。第4の時間に、第4の光源からの第4の光が、サンプル上の同一の特定の場所に指向されてもよい。
図47Gは、いくつかの実施形態による、走査の間の第1の時間において網膜上で複数のOCT光源によって発生される光の照明領域所を示す。走査の第1の点において、第1の光源と関連付けられる第1の光が、網膜上の照明領域4795aにある。第2の光源と関連付けられる第2の光が、網膜上の照明領域4795bにある。第3の光源と関連付けられる第3の光が、網膜上の照明領域4795cにある。第4の光源と関連付けられる第4の光が、網膜上の照明領域4795dにある。
図47Hは、いくつかの実施形態による、走査の間の第2の時間において網膜上で複数のOCT光源によって発生される光の照明領域を示す。走査の第2の点において、第1の光源と関連付けられる第1の光ビームが、網膜上の照明領域4796aにある。第2の光源と関連付けられる第2の光ビームが、網膜上の照明領域4796bにある。第3の光源と関連付けられる第3の光ビームが、網膜上の照明領域4796cにある。第4の光源と関連付けられる第4の光ビームが、網膜上の照明領域4796dにある。
図47Iは、いくつかの実施形態による、走査の間の第2の時間において網膜上で複数のOCT光源によって発生される光の照明領域を示す。走査の第3の点において、第1の光源と関連付けられる第1の光ビームが、網膜上の照明領域4797aにある。第2の光源と関連付けられる第2の光ビームが、網膜上の照明領域4797bにある。第3の光源と関連付けられる第3の光ビームが、網膜上の照明領域4797cにある。第4の光源と関連付けられる第4の光ビームが、網膜上の照明領域4797dにある。
図47Jは、いくつかの実施形態による、走査の間の第4の時間において網膜上で複数のOCT光源によって発生される光の照明領域を示す。走査の第4の点において、第1の光源と関連付けられる第1の光が、網膜上の照明領域4798aにある。第2の光源と関連付けられる第2の光が、網膜上の照明領域4798bにある。第3の光源と関連付けられる第3の光が、網膜上の照明領域4798cにある。第4の光源と関連付けられる第4の光が、網膜上の照明領域4798dにある。
図47G−47Jを参照すると、連続光源アクティブ化および走査パターンのタイミングは、測定正確度を改良するように、各ビームからの照明された面積が眼の上で重複するように配列され得ることに留意されたい。例えば、それぞれ、第3、第2、第2、および第3の光源と関連付けられる、照明領域4795c、4796b、4797b、および4798cが、実質的または部分的に重複するように、本明細書に説明されるような命令を用いてコンピュータ制御下で、光源が、連続的にアクティブ化され、スキャナが、移動されることができる。いくつかの実施形態では、スキャナおよびタイミングは、網膜上の複数の領域のそれぞれにおける光源のそれぞれからの光に実質的に重複するように構成されてもよい。
ある場合には、限定された入手可能な軸方向分解能はまた、定格であるものを上回る最大電流をVCSELまたは他の光源に提供することによって改良される。VCSELは、典型的には、高いデューティサイクルを受けるであろうという仮定の下で最大電流に関して定格される。しかしながら、VCSELは、短い時間周期にわたって定格電流を上回る電流に耐えることが可能であり得る。手持ち式SS−OCTデバイスでは、VCSELは、OCT測定を取得するために要求される周期にわたってその定格範囲外の動作電流のみにおいて駆動されてもよい。ある場合には、VCSELは、一度に1分未満にわたってその定格範囲外の動作電流において駆動される。ある事例では、VCSELは、低頻度で、その定格範囲外の動作電流において駆動される。例えば、ある場合には、VCSELは、数時間毎に1回、その定格範囲外の動作電流において駆動される。ある場合には、VCSELは、数日毎に1回、その定格範囲外の動作電流において駆動される。いくつかの実施形態では、VCSELは、その定格範囲外の動作電流において駆動されない周期にわたってオフにされる。他の実施形態では、VCSELは、そのような周期にわたって、その定格範囲内である、より低い動作電流において駆動される。したがって、ある事例では、VCSELは、手持ち式SS−OCTデバイスに予期される動作条件下で、定格であるよりも高い電流において駆動されることに耐えることができる。
図9は、その最大電流定格を超えたVCSELの動作を示す。ある場合には、VCSELに供給される電流は、ある波形900に従って経時的に変動される。波形は、三角、正弦、または当業者に公知である任意の他の波形であってもよい。いくつかの実施形態では、VCSELは、上限電流閾値910および/または下限電流閾値920によって規定される推奨連続電流範囲を有する。波形の異なる時点で、VCSELは、上限電流閾値を超える、または下限電流閾値を下回る電流を供給される。ある場合には、最大電流は、10%を上回って、20%を上回って、50%を上回って、100%を上回って、200%を上回って、300%を上回って、400%を上回って、または500%を上回って、上限電流閾値を超える。いくつかの実施形態では、VCSELは、約50Hz〜約10kHzの率で掃引される。ある事例では、VCSELは、約1kHz〜約5kHzの率で掃引される。
ある場合には、最大電流を超えることは、VCSELが、連続使用のためのその最大推奨電流に直接関連する規定最大波長範囲を超えて駆動されることを可能にする。ある場合には、VCSELは、その規定波長範囲を少なくとも約1nmだけ超えて駆動される。ある場合には、VCSELは、その規定波長範囲を1nm〜5nmの範囲内の量だけ超えて駆動される。いくつかの実施形態では、その規定波長範囲を超えてVCSELを駆動することは、5nm〜10nmの範囲内の波長範囲を可能にする。ある事例では、VCSELは、複数の測定毎にその最大波長範囲を超えて駆動される。VCSELの過熱を回避するために、連続測定の間に実装される遅延が存在し得る。ある場合には、遅延は、約1ミリ秒〜約100ミリ秒に及ぶ。ある場合には、遅延は、約5ミリ秒〜約20ミリ秒に及ぶ。
ある場合には、限定された動作範囲を伴う単一のVCSELによって得られる、限定された入手可能な軸方向分解能は、具体的構造の厚さを測定するが、構造内の部分構造を測定しようとしないことを含む、技法の問題を提起しない。例えば、網膜内の部分構造を撮像することについて配慮することなく、RTまたはRLTの測定を入手することが着目され得る。さらに、主に、RTまたはRLTの測定された変化に関心を持つことが着目され得る。ある場合には、入手可能な軸方向分解能から予期され得るよりも高い精度でRTまたはRLTの測定を取得することが可能である。
図10Aは、軸方向分解能のグラフ表現を示す。RTまたはRLTを測定するために使用されるSS−OCTデバイスは、組織の層の第1の境界から反射される光と関連付けられる第1の干渉信号1000および組織の層の第2の境界から反射される光と関連付けられる第2の干渉信号1002を生成する。干渉信号1000および1002は、周波数ドメイン内で表される。第1の信号は、光路差Δzにおける最大値を有する。第2の信号は、光路差Δzにおける最大値を有する。信号ピークはそれぞれ、関連付けられる幅を有する。第1および第2の干渉信号は、2つの信号が完全に重複せず、識別できるピークを提供する場合に、分解されると言われ得る。最大重複は、それらがさらに重複した場合に2つの信号がもはや区別可能ではなくなるであろうときに起こる。最大重複点における第1のピークと第2のピークとの間の距離は、軸方向分解能である。幅は、SS−OCT光源が掃引される波長の範囲に逆相関する。したがって、比較的に狭い範囲の波長を利用するSS−OCTデバイスに関して、軸方向分解能は、準理想的であり得る。
RTの測定に関して、軸方向分解能は、組織の層の第1の境界面と関連付けられる第1の干渉信号および組織の層の第2の境界面と関連付けられる第2の干渉信号を区別するために十分となるはずである。網膜が、典型的には、150μmを上回るRTを有するため、RTを測定することが可能なSS−OCTデバイスは、約150μm未満の軸方向分解能値を達成することができる。
図10Bは、反復性および再現性のグラフ表現を示す。反復性は、類似条件下で、短い時間周期内に(例えば、1分以内、1時間以内、または1日以内に)同一のアイテムで単一の器具によって得られる測定の変動を指す。再現性は、類似条件下であるが、より長い時間周期にわたって(例えば、1日を上回る、1週間を上回る、1ヶ月を上回る、3ヶ月を上回る、または6ヶ月を上回る後に)、同一のサンプルで単一の器具によって得られる測定の変動を指す。反復性は、類似条件下で、比較的に短い時間周期内に、単一の器具によって反復測定の間に取得される値の分布の半値全幅(FWHM)値として、定量的に表され得る。再現性は、第1の短い時間周期内に行われる、条件の第1のセットの下で、単一の器具によって取得される第1の値の分布の中心値と、第2の短い時間周期内に行われる、条件の第2のセットの下で、単一の器具によって取得される第2の値の分布の中心値との間の差として、定量的に表され得る。RTの測定に関して、反復性および再現性の組み合わせは、RTまたはRLTの測定値の変化が、雑音に起因するか、または網膜の厚さの実際の変化に起因するかどうかを決定するための公差を設定するために使用されることができる。
図10Cは、RTまたはRLTの変化を呈していない網膜のRTまたはRLTの測定と関連付けられる反復性および再現性のグラフ表現を示す。第1の時点で、RTの測定値は、反復性によって決定される分布1020に従う。以降の時点で、RTまたはRLTの測定値は、反復性および再現性によって決定されるような分布1022から取得される。RTまたはRLTの変化を呈していない網膜に関して、2つの分布1020および1022は、Δxが複合反復性および再現性内であるように、相互の近接近内にある。しかしながら、Δxが複合反復性および再現性を上回る場合、網膜の厚さの増加は、図10Dでより完全に解説されるように、識別され、例えば、アラートを用いて、患者および医療提供者に報告される。多くの実施形態では、小型OCTデバイスは、約35μm未満の複合反復性および再現性を有する。いくつかの実施形態では、SS−OCTデバイスは、95%信頼レベルを伴って25μm未満の複合反復性および再現性を有する。
図10Dは、RTまたはRLTの変化を呈した網膜のRTまたはRLTの測定と関連付けられる反復性および再現性のグラフ表現を示す。第1の時点で、RTまたはRLTは、反復性によって決定される第1の分布1030内で取得される。以降の時点で、RTまたはRLTは、同様に反復性によって決定される第2の分布1032内で取得される。RTまたはRLTの変化を呈した網膜に関して、2つの分布1030および1032は、もはや相互の近接近内ではなくなる。2つの分布1030と1032との間の距離が反復性および再現性の組み合わせを超えるとき、RTまたはRLTが変化したことが決定され得る。
2つの分布の間の距離は、2つの分布の個別の手段の間の差を決定することによって決定されることができる。本システムは、測定値が反復性および再現性の組み合わせを上回るものによって分離されるときに、RTまたはRLTの変化が起こったことを決定することができる。例えば、これは、25μmの再現性および25μmの反復性に関して約35μmであろう。代替として、系統的誤差または長期ドリフトがあると、複合誤差は、25μmの再現性および25μmの反復性に関して35μmより大きくあり得る。したがって、150μmの第1のRT測定および200μmの第2のRT測定に関する分布のピークは、50μm離れるであろう。第1の測定および第2の測定は、非重複分布を有することが示されているが、本明細書に説明される方法および装置は、測定の部分的に重複する分布に関してRTまたはRLTを決定することが可能である。
ある場合には、手持ち式OCTデバイスによって取得されるRTまたはRLTの測定値は、参照測定と比較される。いくつかの実施形態では、参照測定は、臨床OCTデバイスによって行われる測定から取得される。ある事例では、参照測定は、患者の医療提供者による受診の間に取得される。ある場合には、参照測定は、手持ち式OCTデバイス、患者デバイス(スマートフォンもしくは他のポータブル電子デバイス等)、またはクラウドベースの記憶および通信システム上に記憶される。いくつかの実施形態では、参照測定は、小型OCTデバイスからの測定値を調節し、例えば、測定値の任意の系統的誤差を考慮するために使用される。
したがって、RTまたはRLTの測定された変化を入手することが所望されるとき、方程式1によって設定されるOCT撮像のための入手可能な軸方向分解能よりも実質的に良好である、検出の限界を取得することが可能であり得る。ある場合には、本明細書に説明される手持ち式OCTデバイスは、約25μmの反復性を入手する。いくつかの実施形態では、本明細書に説明される手持ち式OCTデバイスは、約25μmのRTまたはRLTの変化を検出することが可能である。ある場合には、本明細書に説明される手持ち式OCTデバイスは、95%よりも良好な信頼度を伴って10μm〜40μmの範囲内のRTまたはRLTの変化を検出することが可能である。ある場合には、本明細書に説明される手持ち式OCTデバイスは、95%よりも良好な信頼度を伴って20μm〜30μmの範囲内のRTまたはRLTの変化を検出することが可能である。
多くの実施形態では、小型OCTシステムは、小型OCTシステム未満の分解能値を有する高分解能臨床OCT参照システムを用いて、具体的患者に合わせて較正される。例えば、患者は、眼科医を受診することができ、網膜の厚さは、診療所において高分解能超音波システムを用いて測定されることができる。小型OCTシステムは、臨床参照システムを用いて測定される網膜の厚さに基づいて、具体的患者に合わせて較正されることができる。高分解能OCTシステムに基づく小型OCTシステムの本較正は、高分解能超音波システム測定の1日以内に、好ましくは、臨床高分解能超音波測定の約2時間以内に、多くの事例では、患者が診療所にいる間に、実施されることができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるデバイスは、落下後に継続的動作が可能である。ある事例では、本明細書に説明されるデバイスは、落下試験の間に95%存続率を伴って落下に耐えることが可能である。ある場合には、落下試験は、1フィート(0.305m)、2フィート(0.610m)、3フィート(0.914m)、および4フィート(1.219m)からデバイスを落下させることから成る。いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるデバイスは、落下試験後に30μm以下の反復性の変化を伴って継続的動作が可能である。いくつかの実施形態では、本デバイスは、落下試験後に20μm以下の反復性の変化を伴って継続的動作が可能である。いくつかの実施形態では、本デバイスは、落下試験後に15μm以下の反復性の変化を伴って継続的動作が可能である。いくつかの実施形態では、本デバイスは、落下試験後に10μm以下の反復性の変化を伴って継続的動作が可能である。いくつかの実施形態では、本デバイスは、落下試験後に5μm以下の反復性の変化を伴って継続的動作が可能である。
図11は、経時的に患者の網膜の厚さ(RT)の反復測定を行い、望ましくない転帰に対応し得る変化に留意するための方法のフローチャートである。方法1100は、患者データを入力するステップと、手持ち式OCTデバイスを握持するステップと、光のビームを患者の眼の中へ指向するステップと、患者の網膜から反射光を受光するステップと、網膜の厚さを決定するステップと、少なくとも数時間によって分離される複数の測定に関して測定を繰り返すステップと、RTの変化を決定するステップと、アラートを発生させるステップとから成る。
ステップ1102では、患者データが、本明細書に説明される手持ち式OCTデバイスの中へ入力される。ある場合には、患者データは、患者の氏名、年齢、性別、身長、体重、現在の眼科問題、および現在の医療問題のいずれかを含む。
ステップ1104では、患者が、本明細書に説明される手持ち式OCTデバイスを握持する。患者は、手持ち式OCTデバイスを覗き込む。
ステップ1106では、手持ち式OCTデバイスが、光のビームを患者の眼の中へ指向する。光は、患者の網膜の種々の層の境界から反射される。
ステップ1108では、手持ち式OCTが、患者の網膜の種々の層から反射される光を受光する。反射光は、光検出器によって検出される干渉信号を形成する。ある場合には、干渉信号は、手持ち式OCTデバイスの参照アームを横断した光による反射光の干渉によって発生される。ある場合には、干渉信号は、網膜の種々の層の2つまたはそれを上回る境界から反射される光の間の干渉によって発生される。手持ち式OCTデバイスは、眼に指向される光の波長を変動させ、波長毎に干渉信号を記録する。
ステップ1110では、患者のRTまたはRLTが、決定される。ある場合には、RTまたはRLTは、OCT信号の数学的分析によって決定される。例えば、RTまたはRLTは、OCT信号の高速フーリエ変換から決定されてもよい。RTまたはRLTは、OCT信号の任意の他の周波数分析から決定されてもよい。RTまたはRLTは、OCT信号の周波数成分を、RTまたはRLTを周波数にマップする較正曲線と比較することによって、決定されてもよい。いくつかの実施形態では、較正曲線は、全ての患者に一般的である。ある事例では、較正曲線は、個々の患者に特有である。
ステップ1112では、測定が、少なくとも数時間によって分離される複数の測定に関して繰り返される。測定毎に、ステップ1102、1104、1106、1108、および1110が、繰り返される。
ステップ1114では、RTまたはRLTの変化が、決定される。ある場合には、直近の測定で決定されるRTまたはRLTの値は、任意の前の測定と比較される。いくつかの実施形態では、RTまたはRLTの値の変化は、記録され、多くの測定の経過にわたって追跡される。
ステップ1116では、RTまたはRLTが有意に変化した場合、もしくはRTまたはRLTが正常もしくは健康範囲外である場合に、アラートが発生される。ある場合には、アラートは、本明細書に説明されるモバイル患者デバイス上に表示される通知を備える。いくつかの実施形態では、アラートは、本明細書に説明されるように、患者の医師または他の医療提供者に送信される通知を備えてもよい。
ある場合には、第1のRTまたはRLTが、眼科医の受診の24時間以内に手持ち式OCTデバイスを用いて測定される。いくつかの実施形態では、第2のRTまたはRLTが、第1の測定後の1日〜20日の範囲内で測定される。ある事例では、RTまたはRLTは、約5日〜約20日の範囲内の複数の日にわたって毎日測定される。ある場合には、RTまたはRLTは、1日1回よりも頻繁に測定される。いくつかの実施形態では、RTまたはRLTは、20日よりも長い周期にわたって測定される。RTまたはRLTの変化が、基準厚さおよび複数の以降の厚さに応答して、決定される。ある場合には、RTまたはRLTの変化は、少なくとも90%、少なくとも95%、または少なくとも99%の信頼区画を伴って測定される。
図12は、手持ち式OCTデバイスを使用する測定からRTを決定するための方法のフローチャートを示す。方法1200は、光ビームを網膜に指向するステップと、干渉信号を発生させるステップと、検出器を用いて干渉パターンを捕捉するステップと、網膜に指向される光の波長を変動させるステップと、干渉信号を処理し、ピークを決定するステップと、結果として生じたピークを正弦波に適合させるステップと、RTまたはRLTを決定するステップとを含む。
ステップ1202では、手持ち式OCTデバイスが、光のビームを患者の眼の中へ指向する。光は、患者の網膜の種々の層の境界から反射される。
ステップ1204では、手持ち式OCTが、患者の網膜の種々の層の境界から反射される光を受光する。反射光は、干渉信号を形成する。ある場合には、干渉信号は、手持ち式OCTデバイスの参照アームを横断した光による反射光の干渉によって発生される。ある場合には、干渉信号は、網膜の種々の層の2つまたはそれを上回る境界から反射される光の間の干渉によって発生される。
ステップ1206では、干渉信号が、光検出器によって検出される。
ステップ1208では、手持ち式OCTデバイスが、網膜に指向される光の波長を変動させる。波長毎に、ステップ1202、1204、および1206が、繰り返される。干渉信号が、波長毎に記録される。
ステップ1210では、干渉信号が、ピークを決定するように処理される。ある場合には、ピークは、網膜の種々の層から反射される光と、手持ち式OCTデバイスの参照アームを横断した光との間の干渉最大値に対応する。ある場合には、ピークは、網膜の種々の層の境界から反射される光と、手持ち式OCTデバイスの参照アームを横断した光との間の干渉最大値に対応する。ある場合には、ピークは、網膜の種々の層の2つまたはそれを上回る境界から反射される光の間の干渉最大値に対応する。
ステップ1212では、結果として生じたピークが、正弦波に適合される。ある場合には、適合は、非線形最小二乗適合を介する。いくつかの実施形態では、適合は、当業者に公知である任意の他の適合方法を介する。
ステップ1214では、RTまたはRLTが、決定される。ある場合には、RTまたはRLTは、適合正弦波の周波数を抽出することによって決定される。いくつかの実施形態では、RTまたはRLTは、OCT信号の周波数成分を、RTを周波数にマップする較正曲線と比較することによって、決定される。ある事例では、較正曲線は、全ての患者に一般的である。ある場合には、較正曲線は、個々の患者に特有である。
当業者は、本明細書で提供される開示に基づいて、多くの変形例、改変、および適合を認識するであろう。例えば、方法1100および/または1200のステップの順序は、変更されることができ、ステップのうちのいくつかは、除去されることができ、ステップのうちのいくつかは、重複されることができ、付加的ステップが、適宜、追加されることができる。1100および1200の方法は、組み合わせられてもよい。ステップのうちのいくつかは、サブステップを含んでもよい。ステップのうちのいくつかは、自動であり得、ステップのうちのいくつかは、手動であり得る。本明細書に説明されるようなプロセッサは、方法1100および/または1200の1つまたはそれを上回るステップの少なくとも一部を実施するための1つまたはそれを上回る命令を備えてもよい。
デジタル処理デバイス
いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるプラットフォーム、システム、媒体、および方法は、デジタル処理デバイスまたは同一物の使用を含む。さらなる実施形態では、デジタル処理デバイスは、デバイスの機能を実施する、1つまたはそれを上回るハードウェア中央処理装置(CPU)もしくは汎用処理装置(GPGPU)を含む。なおもさらなる実施形態では、デジタル処理デバイスはさらに、実行可能命令を実施するように構成されるオペレーティングシステムを備える。いくつかの実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、コンピュータネットワークに接続される。さらなる実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、ワールドワイドウェブにアクセスするように、インターネットに接続される。なおもさらなる実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、クラウドコンピューティングインフラストラクチャに接続される。他の実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、イントラネットに接続される。他の実施形態では、デジタル処理デバイスは、随意に、データ記憶デバイスに接続される。
本明細書の説明によると、好適なデジタル処理デバイスは、非限定的実施例として、サーバコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、サブノートブックコンピュータ、ネットブックコンピュータ、ネットパッドコンピュータ、セットトップコンピュータ、メディアストリーミングデバイス、ハンドヘルドコンピュータ、インターネットアプライアンス、モバイルスマートフォン、タブレットコンピュータ、携帯情報端末、ビデオゲーム機、および車両を含む。当業者は、多くのスマートフォンが本明細書に説明されるシステムで使用するために好適であることを認識するであろう。当業者はまた、随意のコンピュータネットワークコネクティビティを伴う厳選したテレビ、ビデオプレーヤ、およびデジタル音楽プレーヤが、本明細書に説明されるシステムで使用するために好適であることも認識するであろう。好適なタブレットコンピュータは、当業者に公知である、ブックレット、スレート、および転換構成を伴うものを含む。
いくつかの実施形態では、デジタル処理デバイスは、実行可能命令を実施するように構成されるオペレーティングシステムを含む。オペレーティングシステムは、例えば、デバイスのハードウェアを管理し、アプリケーションの実行のためのサービスを提供する、プログラムおよびデータを含む、ソフトウェアである。当業者は、好適なサーバオペレーティングシステムが、非限定的実施例として、FreeBSD、OpenBSD、NetBSD(登録商標)、Linux(登録商標)、Apple(登録商標) Mac OS X Server(登録商標)、Oracle(登録商標) Solaris(登録商標)、Windows(登録商標) Server、およびNovell(登録商標)NetWare(登録商標)を含むことを認識するであろう。当業者は、好適なパーソナルコンピュータオペレーティングシステムが、非限定的実施例として、Microsoft(登録商標) Windows(登録商標)、Apple(登録商標) Mac OS X(登録商標)、UNIX(登録商標)、およびGNU/Linux(登録商標)等のUNIX(登録商標)様オペレーティングシステムを含むことを認識するであろう。いくつかの実施形態では、オペレーティングシステムは、クラウドコンピューティングによって提供される。当業者はまた、好適なモバイルスマートフォンオペレーティングシステムが、非限定的実施例として、Nokia(登録商標) Symbian(登録商標) OS、Apple(登録商標) iOS(登録商標)、Research In Motion(登録商標) BlackBerry OS(登録商標)、Google(登録商標) Android(登録商標)、Microsoft(登録商標) Windows(登録商標) Phone OS、Microsoft(登録商標) Windows(登録商標) Mobile OS、Linux(登録商標)、およびPalm(登録商標) WebOS(登録商標)を含むことも認識するであろう。当業者はまた、好適なメディアストリーミングデバイスオペレーティングシステムが、非限定的実施例として、Apple TV(登録商標)、Roku(登録商標)、Boxee(登録商標)、Google TV(登録商標)、Google Chromecast(登録商標)、Amazon Fire(登録商標)、およびSamsung(登録商標) HomeSync(登録商標)を含むことも認識するであろう。当業者はまた、好適なビデオゲーム機オペレーティングシステムが、非限定的実施例として、Sony(登録商標) PS3(登録商標)、Sony(登録商標) PS4(登録商標)、Microsoft(登録商標) Xbox 360(登録商標)、Microsoft Xbox One、Nintendo(登録商標) Wii(登録商標)、Nintendo(登録商標) Wii U(登録商標)、およびOuya(登録商標)を含むことも認識するであろう。
いくつかの実施形態では、本デバイスは、記憶および/またはメモリデバイスを含む。記憶および/またはメモリデバイスは、一時的または恒久的にデータもしくはプログラムを記憶するために使用される、1つまたはそれを上回る物理的装置である。いくつかの実施形態では、本デバイスは、揮発性メモリであり、記憶された情報を維持するためにパワーを要求する。いくつかの実施形態では、本デバイスは、不揮発性メモリであり、デジタル処理デバイスが給電されていないときに記憶された情報を留保する。さらなる実施形態では、不揮発性メモリは、フラッシュメモリを備える。いくつかの実施形態では、不揮発性メモリは、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)を備える。いくつかの実施形態では、不揮発性メモリは、強誘電体ランダムアクセスメモリ(FRAM(登録商標))を備える。いくつかの実施形態では、不揮発性メモリは、相変化ランダムアクセスメモリ(PRAM)を備える。他の実施形態では、本デバイスは、非限定的実施例として、CD−ROM、DVD、フラッシュメモリデバイス、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、およびクラウドコンピューティングベースの記憶装置を含む、記憶デバイスである。さらなる実施形態では、記憶および/またはメモリデバイスは、本明細書に開示されるもの等のデバイスの組み合わせである。
いくつかの実施形態では、デジタル処理デバイスは、視覚情報をユーザに送信するためのディスプレイを含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、陰極線管(CRT)である。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、液晶ディスプレイ(LCD)である。さらなる実施形態では、ディスプレイは、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(TFT−LCD)である。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイである。種々のさらなる実施形態では、OLEDディスプレイは、パッシブマトリクスOLED(PMOLED)またはアクティブマトリクスOLED(AMOLED)ディスプレイである。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、プラズマディスプレイである。他の実施形態では、ディスプレイは、ビデオプロジェクタである。なおもさらなる実施形態では、ディスプレイは、本明細書に開示されるもの等のデバイスの組み合わせである。
いくつかの実施形態では、デジタル処理デバイスは、ユーザから情報を受信するための入力デバイスを含む。いくつかの実施形態では、入力デバイスは、キーボードである。いくつかの実施形態では、入力デバイスは、非限定的実施例として、マウス、トラックボール、トラックパッド、ジョイスティック、ゲームコントローラ、またはスタイラスを含む、ポインティングデバイスである。いくつかの実施形態では、入力デバイスは、タッチスクリーンまたはマルチタッチスクリーンである。他の実施形態では、入力デバイスは、音声または他の音入力を捕捉するためのマイクロホンである。他の実施形態では、入力デバイスは、運動または視覚入力を捕捉するためのビデオカメラまたは他のセンサである。さらなる実施形態では、入力デバイスは、Kinect、Leap Motion、または同等物である。なおもさらなる実施形態では、入力デバイスは、本明細書に開示されるもの等のデバイスの組み合わせである。
図13を参照すると、特定の実施形態では、例示的デジタル処理デバイス1301は、RTまたはRLTを決定するようにプログラムまたは別様に構成される。デバイス1301は、例えば、処理ステップを実施すること等の本開示のRTまたはRLT決定の種々の側面を調整することができる。本実施形態では、デジタル処理デバイス1301は、単一コアまたはマルチコアプロセッサ、もしくは並列処理のための複数のプロセッサであり得る、中央処理装置(CPU、また、本明細書では「プロセッサ」および「コンピュータプロセッサ」)1305を含む。デジタル処理デバイス1301はまた、メモリまたはメモリ場所1310(例えば、ランダムアクセスメモリ、読取専用メモリ、フラッシュメモリ)、電子記憶ユニット1315(例えば、ハードディスク)、1つまたはそれを上回る他のシステムと通信するための通信インターフェース1320(例えば、ネットワークアダプタ)、ならびにキャッシュ、他のメモリ、データ記憶および/または電子ディスプレイアダプタ等の周辺デバイス1325も含む。メモリ1310、記憶ユニット1315、インターフェース1320、および周辺デバイス1325は、マザーボード等の通信バス(実線)を通してCPU1305と通信する。記憶ユニット1315は、データを記憶するためのデータ記憶ユニット(またはデータリポジトリ)であることができる。デジタル処理デバイス1301は、通信インターフェース1320の助けを借りて、コンピュータネットワーク(「ネットワーク」)1330に動作可能に結合されることができる。ネットワーク1330は、インターネット、インターネットおよび/またはエクストラネット、もしくはインターネットと通信するイントラネットおよび/またはエクストラネットであることができる。ネットワーク1330は、ある場合には、電気通信および/またはデータネットワークである。ネットワーク1330は、クラウドコンピューティング等の分散コンピューティングを可能にし得る、1つまたはそれを上回るコンピュータサーバを含むことができる。ネットワーク1330は、ある場合には、デバイス1301の助けを借りて、デバイス1301に結合されるデバイスがクライアントまたはサーバとして挙動することを可能にし得る、ピアツーピアネットワークを実装することができる。
図13を参照し続けると、CPU1305は、プログラムまたはソフトウェアで具現化され得る、一連の機械可読命令を実行することができる。命令は、メモリ1310等のメモリ場所に記憶されてもよい。命令は、CPU1305に指向されることができ、これは、続いて、本開示の方法を実装するようにCPU1305をプログラムまたは別様に構成されることができる。CPU1305によって実施される動作の実施例は、フェッチ、復号、実行、およびライトバックを含むことができる。CPU1305は、集積回路等の回路の一部であることができる。デバイス1301の1つまたはそれを上回る他のコンポーネントが、回路の中に含まれることができる。ある場合には、回路は、特定用途向け集積回路(ASIC)またはフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)である。
図13を参照し続けると、記憶ユニット1315は、ドライバ、ライブラリ、および保存されたプログラム等のファイルを記憶することができる。記憶ユニット1315は、ユーザデータ、例えば、ユーザ選好およびユーザプログラムを記憶することができる。デジタル処理デバイス1301は、ある場合には、イントラネットまたはインターネットを通して通信する遠隔サーバ上に位置する等の外部にある1つまたはそれを上回る付加的データ記憶ユニットを含むことができる。
図13を参照し続けると、デジタル処理デバイス1301は、ネットワーク1330を通して1つまたはそれを上回る遠隔コンピュータシステムと通信することができる。例えば、デバイス1301は、ユーザの遠隔コンピュータシステムと通信することができる。遠隔コンピュータシステムの実施例は、パーソナルコンピュータ(例えば、ポータブルPC)、スレートもしくはタブレットPC(例えば、Apple(登録商標) iPad(登録商標)、Samsung(登録商標) Galaxy Tab)、電話、スマートフォン(例えば、Apple(登録商標) iPhone(登録商標)、Android対応デバイス、Blackberry(登録商標))、または携帯情報端末を含む。
本明細書に説明されるような方法は、例えば、メモリ1310または電子記憶ユニット1315上等のデジタル処理デバイス1301の電子記憶場所上に記憶された機械(例えば、コンピュータプロセッサ)実行可能コードを介して、実装されることができる。機械実行可能または機械可読コードは、ソフトウェアの形態で提供されることができる。使用の間に、コードは、プロセッサ1305によって実行されることができる。ある場合には、コードは、記憶ユニット1315から読み出され、プロセッサ105による容易なアクセスのためにメモリ1310上に記憶されることができる。いくつかの状況では、電子記憶ユニット1315は、除外されることができ、機械実行可能命令は、メモリ1310上に記憶される。
(非一過性のコンピュータ可読記憶媒体)
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、および方法は、随意にネットワーク化されたデジタル処理デバイスのオペレーティングシステムによって実行可能な命令を含む、プログラムで符号化される1つまたはそれを上回る非一過性のコンピュータ可読記憶媒体を含む。さらなる実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、デジタル処理デバイスの有形コンポーネントである。なおもさらなる実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、随意に、デジタル処理デバイスから除去可能である。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、非限定的実施例として、CD−ROM、DVD、フラッシュメモリデバイス、ソリッドステートメモリ、磁気ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、クラウドコンピューティングシステムおよびサービス、ならびに同等物を含む。ある場合には、プログラムおよび命令は、媒体上に恒久的に、実質的に恒久的に、半恒久的に、または非一過性に符号化される。
(コンピュータプログラム)
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、および方法は、少なくとも1つのコンピュータプログラムまたは同一物の使用を含む。コンピュータプログラムは、規定タスクを実施するように書き込まれる、デジタル処理デバイスのCPUにおいて実行可能な一連の命令を含む。コンピュータ可読命令は、特定のタスクを実施する、または特定の抽象データタイプを実装する、機能、オブジェクト、アプリケーションプログラミングインターフェース(API)、データ構造、および同等物等のプログラムモジュールとして実装されてもよい。本明細書で提供される開示を踏まえて、当業者は、コンピュータプログラムが種々の言語の種々のバージョンで記述され得ることを認識するであろう。
コンピュータ可読命令の機能性は、種々の環境内で所望に応じて組み合わせられる、または分散されてもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、命令の1つのシーケンスを備える。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、命令の複数のシーケンスを備える。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、1つの場所から提供される。他の実施形態では、コンピュータプログラムは、複数の場所から提供される。種々の実施形態では、コンピュータプログラムは、1つまたはそれを上回るソフトウェアモジュールを含む。種々の実施形態では、コンピュータプログラムは、部分的に、もしくは全体的に、1つまたはそれを上回るウェブアプリケーション、1つまたはそれを上回るモバイルアプリケーション、1つまたはそれを上回る独立型アプリケーション、1つまたはそれを上回るウェブブラウザプラグイン、拡張、アドイン、もしくはアドオン、またはそれらの組み合わせを含む。
(ウェブアプリケーション)
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、ウェブアプリケーションを含む。本明細書で提供される開示を踏まえて、当業者は、ウェブアプリケーションが、種々の実施形態では、1つまたはそれを上回るソフトウェアフレームワークおよび1つまたはそれを上回るデータベースシステムを利用することを認識するであろう。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、Microsoft(登録商標).NETまたはRuby on Rails(RoR)等のソフトウェアフレームワーク上に作成される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、非限定的実施例として、関係、非関係、オブジェクト指向、連想、およびXMLデータベースシステムを含む、1つまたはそれを上回るデータベースシステムを利用する。さらなる実施形態では、好適な関係データベースシステムは、非限定的実施例として、Microsoft(登録商標) SQL Server、mySQLTM、およびOracle(登録商標)を含む。当業者はまた、ウェブアプリケーションが、種々の実施形態では、1つまたはそれを上回る言語の1つまたはそれを上回るバージョンで記述されることも認識するであろう。ウェブアプリケーションは、1つまたはそれを上回るマークアップ言語、提示定義言語、クライアント側スクリプト言語、サーバ側コーディング言語、データベースクエリ言語、もしくはそれらの組み合わせで記述されてもよい。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、ハイパーテキストマークアップ言語(HTML)、拡張可能ハイパーテキストマークアップ言語(XHTML)、または拡張可能マークアップ言語(XML)等のマークアップ言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、カスケーディングスタイルシート(CSS)等の提示定義言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、Asynchronous Javascript(登録商標) and XML(AJAX)、Flash(登録商標) Actionscript、Javascript(登録商標)、またはSilverlight(登録商標)等のクライアント側スクリプト言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、Active Server Pages(ASP)、ColdFusion(登録商標)、Perl、Java(登録商標)、JavaServer(登録商標) Pages(JSP)、Hypertext Preprocessor(PHP)、PythonTM、Ruby、Tcl、Smalltalk、WebDNA(登録商標)、またはGroovy等のサーバ側コーディング言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、ある程度、構造化クエリ言語(SQL)等のデータベースクエリ言語で記述される。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、IBM(登録商標) Lotus Domino(登録商標)等の企業サーバ製品を統合する。いくつかの実施形態では、ウェブアプリケーションは、メディアプレーヤ要素を含む。種々のさらなる実施形態では、メディアプレーヤ要素は、非限定的実施例として、Adobe(登録商標) Flash(登録商標)、HTML 5、Apple(登録商標) QuickTime(登録商標)、Microsoft(登録商標) Silverlight(登録商標)、Java(登録商標)、およびUnity(登録商標)を含む、多くの好適なマルチメディア技術のうちの1つまたはそれを上回るものを利用する。
(モバイルアプリケーション)
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、モバイルデジタル処理デバイスに提供されるモバイルアプリケーションを含む。いくつかの実施形態では、モバイルアプリケーションは、それが製造される時間にモバイルデジタル処理デバイスに提供される。他の実施形態では、モバイルアプリケーションは、本明細書に説明されるコンピュータネットワークを介して、モバイルデジタル処理デバイスに提供される。
本明細書で提供される開示に照らして、モバイルアプリケーションは、当技術分野で公知であるハードウェア、言語、および開発環境を使用して、当業者に公知である技法によって作成される。当業者は、モバイルアプリケーションがいくつかの言語で記述されることを認識するであろう。好適なプログラミング言語は、非限定的実施例として、C、C++、C#、Objective−C、Java(登録商標)、Javascript(登録商標)、Pascal、Object Pascal、PythonTM、Ruby、VB.NET、WML、およびCSSの有無別のXHTML/HTML、またはそれらの組み合わせを含む。
好適なモバイルアプリケーション開発環境は、いくつかのソースから入手可能である。市販の開発環境は、非限定的実施例として、AirplaySDK、alcheMo、Appcelerator(登録商標)、Celsius、Bedrock、Flash Lite、.NET Compact Framework、Rhomobile、およびWorkLight Mobile Platformを含む。非限定的実施例として、Lazarus、MobiFlex、MoSync、およびPhonegapを含む、他の開発環境が、無償で入手可能である。また、モバイルデバイス製造業者は、非限定的実施例として、iPhone(登録商標)およびiPad(登録商標)(iOS)SDK、AndroidTM SDK、BlackBerry(登録商標) SDK、BREW SDK、Palm(登録商標) OS SDK、Symbian SDK、webOS SDK、およびWindows(登録商標) Mobile SDKを含む、ソフトウェア開発者キットを配布する。
当業者は、非限定的実施例として、Apple(登録商標) App Store、Google(登録商標) Play、Chrome WebStore、BlackBerry(登録商標) App World、Palmデバイス用App Store、webOS用App Catalog、モバイル用Windows(登録商標) Marketplace、Nokia(登録商標)デバイス用Ovi Store、Samsung(登録商標) Apps、およびNintendo(登録商標) DSi Shopを含む、いくつかの市販フォーラムがモバイルアプリケーションの配布のために利用可能であることを認識するであろう。
(独立型アプリケーション)
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、既存のプロセスへのアドオンではない、例えば、プラグインではない、独立したコンピュータプロセスとして起動されるプログラムである、独立型アプリケーションを含む。当業者は、独立型アプリケーションが、多くの場合、コンパイルされることを認識するであろう。コンパイラは、プログラミング言語で記述されるソースコードを、アセンブリ言語または機械コード等のバイナリオブジェクトコードに変換する、コンピュータプログラムである。好適なコンパイラ型プログラミング言語は、非限定的実施例として、C、C++、Objective−C、COBOL、Delphi、Eiffel、Java(登録商標)、Lisp、Python(登録商標)、Visual Basic、およびVB.NET、またはそれらの組み合わせを含む。コンパイルは、多くの場合、少なくとも部分的に実行可能プログラムを作成するように実施される。いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、1つまたはそれを上回る実行可能なコンパイルされたアプリケーションを含む。
(ウェブブラウザプラグイン)
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラムは、ウェブブラウザプラグイン(例えば、拡張等)を含む。コンピューティングでは、プラグインは、具体的機能性をより大きいソフトウェアアプリケーションに追加する、1つまたはそれを上回るソフトウェアコンポーネントである。ソフトウェアアプリケーションのメーカは、第三者開発者が、アプリケーションを拡張する能力を作成すること、新しい特徴を容易に追加することをサポートすること、およびアプリケーションのサイズを縮小することを可能にするためのプラグインをサポートする。サポートされたとき、プラグインは、ソフトウェアアプリケーションの機能性をカスタマイズすることを可能にする。例えば、プラグインは、ビデオを再生し、双方向性を生成し、ウイルススキャンし、特定のファイルタイプを表示するために、ウェブブラウザで一般的に使用される。当業者は、Adobe(登録商標) Flash(登録商標) Player、Microsoft(登録商標) Silverlight(登録商標)、およびApple(登録商標) QuickTime(登録商標)を含む、いくつかのウェブブラウザプラグインに精通するであろう。いくつかの実施形態では、ツールバーは、1つまたはそれを上回るウェブブラウザ拡張、アドイン、もしくはアドオンを備える。いくつかの実施形態では、ツールバーは、1つまたはそれを上回るエクスプローラバー、ツールバンド、もしくはデスクバンドを備える。
本明細書で提供される開示に照らして、当業者は、非限定的実施例として、C++、Delphi、Java(登録商標)、PHP、Python(登録商標)、およびVB.NET、またはそれらの組み合わせを含む、種々のプログラミング言語でのプラグインの開発を可能にする、いくつかのプラグインフレームワークが、利用可能であることを認識するであろう。
ウェブブラウザ(インターネットブラウザとも呼ばれる)は、ワールドワイドウェブ上で情報リソースを読み取り、提示し、トラバースするためのネットワーク接続型デジタル処理デバイスと併用するために設計される、ソフトウェアアプリケーションである。好適なウェブブラウザは、非限定的実施例として、Microsoft(登録商標) Internet Explorer(登録商標)、Mozilla(登録商標) Firefox(登録商標)、Google(登録商標) Chrome、Apple(登録商標) Safari(登録商標)、Opera Software(登録商標) Opera(登録商標)、およびKDE Konquerorを含む。いくつかの実施形態では、ウェブブラウザは、モバイルウェブブラウザである。モバイルウェブブラウザ(マイクロブラウザ、ミニブラウザ、および無線ブラウザとも呼ばれる)は、非限定的実施例として、ハンドヘルドコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットブックコンピュータ、サブノートブックコンピュータ、スマートフォン、音楽プレーヤ、携帯情報端末(PDA)、およびハンドヘルドビデオゲームシステムを含む、モバイルデジタル処理デバイス上で使用するために設計される。好適なモバイルウェブブラウザは、非限定的実施例として、Google(登録商標) Android(登録商標)ブラウザ、RIM BlackBerry(登録商標)ブラウザ、Apple(登録商標) Safari(登録商標)、Palm(登録商標) Blazer、Palm(登録商標) WebOS(登録商標)ブラウザ、モバイル用Mozilla(登録商標) Firefox(登録商標)、Microsoft(登録商標) Internet Explorer(登録商標) Mobile、Amazon(登録商標) Kindle(登録商標) Basic Web、Nokia(登録商標)ブラウザ、Opera Software(登録商標) Opera(登録商標) Mobile、およびSony(登録商標) PSPTMブラウザを含む。
(ソフトウェアモジュール)
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、メディア、および方法は、ソフトウェア、サーバ、および/またはデータベースモジュール、もしくは同一物の使用を含む。本明細書で提供される開示に照らして、ソフトウェアモジュールは、当業者に公知である機械、ソフトウェア、および言語を使用して、当業者に公知である技法によって作成される。本明細書に開示されるソフトウェアモジュールは、多数の方法で実装される。種々の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、ファイル、コードのセクション、プログラミングオブジェクト、プログラミング構造、またはそれらの組み合わせを備える。さらなる種々の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、複数のファイル、コードの複数のセクション、複数のプログラミングオブジェクト、複数のプログラミング構造、またはそれらの組み合わせを備える。種々の実施形態では、1つまたはそれを上回るソフトウェアモジュールは、非限定的実施例として、ウェブアプリケーション、モバイルアプリケーション、および独立型アプリケーションを備える。いくつかの実施形態では、ソフトウェアモジュールは、1つのコンピュータプログラムまたはアプリケーションの中にある。他の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、1つを上回るコンピュータプログラムもしくはアプリケーションの中にある。いくつかの実施形態では、ソフトウェアモジュールは、1つの機械上でホストされる。他の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、1つを上回る機械上でホストされる。さらなる実施形態では、ソフトウェアモジュールは、クラウドコンピューティングプラットフォーム上でホストされる。いくつかの実施形態では、ソフトウェアモジュールは、1つの場所において1つまたはそれを上回る機械上でホストされる。他の実施形態では、ソフトウェアモジュールは、1つを上回る場所において1つまたはそれを上回る機械上でホストされる。
(データベース)
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるプラットフォーム、システム、媒体、および方法は、1つまたはそれを上回るデータベースもしくは同一物の使用を含む。本明細書で提供される開示に照らして、当業者は、多くのデータベースが情報の記憶および読み出しのために好適であることを認識するであろう。種々の実施形態では、好適なデータベースは、非限定的実施例として、関係データベース、非関係データベース、オブジェクト指向データベース、オブジェクトデータベース、エンティティ関係モデルデータベース、連想データベース、およびXMLデータベースを含む。さらなる非限定的実施例は、SQL、PostgreSQL、MySQL、Oracle、DB2、およびSybaseを含む。いくつかの実施形態では、データベースは、インターネットベースである。さらなる実施形態では、データベースは、ウェブベースである。なおもさらなる実施形態では、データベースは、クラウドコンピューティングベースである。他の実施形態では、データベースは、1つまたはそれを上回るローカルコンピュータ記憶デバイスに基づく。
図20Aは、眼アダプタを伴う手持ち式OCTシステムの略図を示す。ある場合には、本システムは、本体2000を備える。いくつかの実施形態では、本体は、システムの人間工学的グリップを提供するように適合される表面を特徴とする。ある事例では、人間工学的グリップを提供するように適合される表面は、1つまたはそれを上回る指保持部2005を備える。ある場合には、本システムはさらに、ユーザの眼窩に界面接触するように構成されるアダプタ2010を伴う測定端を備える。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、システムの配向を検出し、ユーザの左眼または右眼が測定されているかどうかを決定する、検出器を備える。ある事例では、本システムは、キャップ2020を備える。ある場合には、キャップは、測定されていない眼を被覆するために利用される。例えば、左眼が測定されているとき、キャップは、右眼を被覆する。右眼が測定されているとき、キャップは、左眼を被覆する。いくつかの実施形態では、いずれの眼も測定されていないとき、キャップは、システムコンポーネントを損傷から保護するために、システムの測定端にわたって設置される。
ある場合には、本体内で、本システムは、光学系104を備える。いくつかの実施形態では、本システムは、レーザ源500を備える。ある事例では、レーザ源は、レーザ光をコリメートレンズ505に指向する。ある場合には、コリメートレンズは、レーザ源をコリメートされた光のビームに成形する。いくつかの実施形態では、レーザ光は、ビームスプリッタ2030に指向される。ある事例では、ビームスプリッタ2030は、レーザ光の一部を光強度測定器2035に指向する。ある場合には、光強度測定器は、放射レーザ強度の連続測定を行い、測定された強度に基づくOCT信号の補正、または光学フィードバック技法の実装を可能にする。いくつかの実施形態では、光強度測定器に指向されることなくビームスプリッタ2030を通過する光の一部は、1つまたはそれを上回るビームスプリッタ510に衝突する。ある事例では、1つまたはそれを上回るビームスプリッタ510は、光の一部をユーザの眼に、光の別の部分を参照ミラー530に指向する。ある場合には、参照ミラーは、システムの本体に内蔵される参照表面を備える。いくつかの実施形態では、本システムはさらに、OCT信号を検出するための検出器542を備える。
いくつかの実施形態では、本システムは、バッテリ106を備える。ある事例では、バッテリは、再充電可能バッテリである。ある場合には、バッテリは、リチウムイオンバッテリである。いくつかの実施形態では、バッテリは、ニッケル水素バッテリである。ある事例では、バッテリは、ニッケルカドミウムバッテリである。ある事例では、バッテリは、充電デバイス2040に動作可能に結合される。ある場合には、充電デバイスは、接続充電デバイスである。充電デバイスは、当業者に公知であるような任意の接続充電デバイスであってもよい。ある場合には、充電デバイスは、誘導結合充電デバイスである。充電デバイスは、当業者に公知であるような任意の誘導結合充電デバイスであってもよい。
ある事例では、本明細書に説明されるような無線通信回路およびプロセッサは、小型OCTシステムに給電するようにバッテリに結合され、OCTデータを入手し、データを無線で伝送する。
ある場合には、本システムは、ユーザによるシステムの適切な動作を可能にするための付加的コンポーネントを備える。いくつかの実施形態では、本システムは、配向または運動センサ2050を備える。ある事例では、配向または運動センサは、デバイスの配向を測定し、測定される眼を決定するためのジャイロスコープを備える。ある場合には、配向または運動センサは、デバイスの移動を測定するための加速度計を備える。いくつかの実施形態では、配向または運動センサは、当業者に公知であるような任意の配向または運動センサを備える。ある事例では、本システムは、小型OCTシステムが網膜を測定するときに視認される、固視標的2060を備える。ある場合には、本システムは、電気安全性を提供するための機械的特徴2070を備える。いくつかの実施形態では、本システムは、1つまたはそれを上回るステータスインジケータ2080を備える。
図20Bは、右眼または左眼を測定するように適合される手持ち式OCTシステムを示す。右眼測定を提供するように動作されるとき、手持ち式OCTシステム100は、手持ち式OCTシステムの測定端の左側に位置付けられた眼用キャップ2020を有する、構成2020aで動作される。左眼測定を提供するように動作されるとき、手持ち式OCTシステムは、手持ち式OCTシステムの測定端の右側に眼用キャップを有する、構成2020bで動作される。いずれの眼も測定されていないとき、手持ち式OCTシステムは、手持ち式OCTシステムの測定端を被覆するように位置付けられた眼用キャップを有する、構成2020cで動作される。本構成では、眼用キャップは、システムが使用中ではないときに、手持ち式OCTシステムの内部コンポーネントの保護を提供する。眼用キャップは、眼用キャップの180度回転によって、構成2020aから構成2020bに遷移される。ある場合には、手持ち式OCTシステムは、OCTシステムを使用して検査される眼を検出する、スイッチを備える。
図20Cは、インジケータライトおよび電源アダプタを伴う手持ち式OCTシステムを示す。ある場合には、測定端の反対側の手持ち式OCTデバイスの端部は、1つまたはそれを上回る視覚インジケータ2080を備える。いくつかの実施形態では、視覚インジケータは、光源を備える。ある事例では、光源は、発光ダイオード(LED)である。ある場合には、視覚インジケータは、手持ち式OCTデバイスが動作中であるかどうかを示すための第1の視覚インジケータ2082を備える。いくつかの実施形態では、視覚インジケータは、手持ち式OCTデバイスがバッテリパワーを利用しているかどうかを示すための第2の視覚インジケータ2084を備える。ある事例では、視覚インジケータは、手持ち式OCTデバイスが外部電源を利用しているかどうかを示すための第3の視覚インジケータ2086を備える。ある場合には、視覚インジケータは、手持ち式OCTデバイスが使用に好適ではないかどうかを示すための第4の視覚インジケータ2088を備える。いくつかの実施形態では、測定端の反対側の手持ち式OCTデバイスの端部は、パワーを受電するためのアダプタ2040を備える。
図20Dは、OCT測定を提供するように眼に近接して設置された手持ち式OCTを示す。ある場合には、手持ち式OCTシステムの測定端は、眼窩に共形化するように成形される。いくつかの実施形態では、眼用キャップは、測定されていない眼を被覆するように位置付けられる。ある事例では、手持ち式OCTシステムは、OCT測定を取得するために光を眼の中へ指向する。
ある場合には、手持ち式OCTデバイスは、デバイスに対する眼の運動と関連付けられるものにすぎない時間周期内でRTまたはRLTの単一の測定を決定するために十分な情報を取得するように構成される。いくつかの実施形態では、デバイスに対する眼の運動は、デバイスを保持している間のユーザの手の運動に起因する。ある場合には、デバイスに対する眼の運動は、眼の運動に起因する。ある事例では、手持ち式OCTデバイスは、100ミリ秒、50ミリ秒、または10ミリ秒以下の時間周期内でRTまたはRLTの測定を取得するように構成される。ある場合には、手持ち式OCTデバイスは、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内にある、時間周期内でRTまたはRLTの測定を取得するように構成される。
図21は、手持ち式OCTデバイス用の較正キットを示す。ある場合には、手持ち式OCTデバイス100は、較正装置2100を備える。いくつかの実施形態では、較正装置は、図20のキャップ2020の内面上に位置する。
図22は、いくつかの実施形態による、走査機構を利用する掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイスの光学系の概略図を示す。光学系102は、本明細書に説明されるような光源700と、第1のビームスプリッタ710と、参照ミラー730とを備える。第1の処理ユニット740は、掃引源干渉信号を検出するように検出器742に結合される。第1の処理ユニットは、本明細書に説明されるような第1の光検出器742と、本明細書に説明されるような第1の信号処理ユニット742とを備えてもよい。
光学系はさらに、コリメート光学要素2210を備えてもよい。コリメート光学要素は、例えば、コリメートレンズを備えてもよい。コリメート光学要素は、他の光学要素との光の相互作用に先立って、光源から放射される光をコリメートしてもよい。光学系はさらに、光検出器742上に干渉信号を集束させるレンズ2220を備えてもよい。光学系はさらに、第1の処理ユニットによる検出に先立って、第1のレンズによって集束される光が通過される、ピンホール2230を備えてもよい。光学系はさらに、参照ミラーに入射する光の強度を低減させる、減光フィルタ2240を備えてもよい。
光学系はさらに、ビームスプリッタ2250を備えてもよい。ビームスプリッタは、本明細書に説明されるような任意のビームスプリッタを備えてもよい。第2のビームスプリッタは、光源によって放射される光の一部を、第1の処理ユニット740に類似し得る第2の光検出器2260、またはVCSELによって放射されるエネルギーの量を制御するように構成される他の回路に指向してもよい。第2の処理ユニットは、第1の光検出器および第1の信号処理ユニットに類似し得る、第2の光検出器(図示せず)および第2の信号処理ユニット(図示せず)を備えてもよい。第2の処理ユニットは、光源によって放射される光の強度の変動を検出してもよい。光源によって放射される光の強度の検出された変動は、光源によって放射される光の強度の変動と関連付けられる誤差に関して、第1の処理ユニットによって検出されるSS−OCT信号を補正するために利用されてもよい。光学系はさらに、第2の光検出器2260上に光源によって放射される光の一部を集束させる、レンズ2270を備えてもよい。
光源700は、多くの方法で構成されてもよい。例えば、光源700は、本明細書に説明されるように駆動される掃引源VCSELを備えてもよい。代替として、または組み合わせて、VCSELは、掃引範囲を増加させるために冷却されてもよい。例えば、VCSELは、VCSELがより広い掃引範囲にわたって駆動されることを可能にするために、熱電冷却器等の冷却器を用いて冷却されてもよい。VCSELは、掃引波長の範囲を約20nmまたはそれを上回るまで増加させるために、ミラーに結合されるMEMSアクチュエータを備えてもよい。VCSELはまた、例えば、掃引波長の範囲を増加させるために、外部ミラーおよびミラーの位置を変更するためのアクチュエータに結合されてもよい。可動ミラーに結合されるVCSELは、約10〜30nmまたはそれを上回る範囲内の波長の範囲にわたって掃引されてもよい。
表2は、本明細書に説明されるような小型SS−OCTシステムのVCSELの10〜30nmの掃引のために取得され得る、掃引範囲および分解能を示す。
Figure 2021527552
光源700は、対応する分解能、例えば、35.4μm〜15.9μmの範囲内の対応する分解能を提供するように、例えば、9nm〜20nmの範囲にわたって、表1および表2の中のいずれか2つの値によって定義される範囲内の量だけ掃引されてもよい。
いくつかの実施形態では、小型SS−OCTシステムはさらに、走査機構2300を備えてもよい。走査機構2300は、アクチュエータ2305と、眼の上で光ビームを走査するためにアクチュエータによって偏向されるミラー2310とを備えてもよい。アクチュエータ2305は、例えば、微小電気機械システム(MEMS)アクチュエータ、検流計、または圧電結晶等の当業者に公知である任意のアクチュエータを備えてもよい。走査機構2300は、本明細書に説明されるような制御ユニットに結合されてもよい。
図23Aは、いくつかの実施形態による、小型SS−OCTシステムを伴って眼に光学的に結合された走査機構2300を示す。走査機構2300は、ミラー2310等の第1の走査光学要素と、第1の望遠鏡レンズ2320および第2の望遠鏡レンズ2330を備える、望遠鏡システムとを備えてもよい。望遠鏡システムは、例えば、4−f望遠鏡システムを備えてもよい。望遠鏡システムはさらに、眼に向かって走査された光ビームを偏向させるためのミラー2325を備えてもよい。第2の望遠鏡レンズ2330は、非球面レンズを備えてもよい。
いくつかの実施形態では、ミラー2325は、患者可視化システムの光路を走査された光ビームの光路と結合する。ある場合には、ミラー2325は、ショートパスミラーを備える。患者可視化システムは、図24でさらに説明されるように、レンズ2440と、開口2460と、レンズ2450とを備えてもよい。
走査光学要素は、例えば、ミラー、プリズム、多角形ミラー、またはレンズ等の当業者に公知である任意のタイプの走査光学要素を備えてもよい。走査要素は、検流計であってもよい。走査要素は、網膜上の複数の場所を横断して測定ビームを走査することによって、網膜上の1つを上回る場所においてRTまたはRLTの測定を可能にし得る。
図23Bは、いくつかの実施形態による、網膜の厚さ(RT)または網膜層の厚さ(RLT)測定部位のアレイを示す。本明細書に説明される走査機構は、測定光を網膜2340上の複数の測定場所2350a、2350b、2350c、2350d、2350e、2350f、2350g、2350h、2350i、2350j、2350k、2350l、2350m、2350n、2350o、2350p、2350q、2350r、2350s、2350t、2350u、2350v、2350w、2350x、および2350yに指向してもよい。25の測定場所が描写されるが、走査機構は、測定光を、2つまたはそれを上回る測定場所、5つまたはそれを上回る測定場所、10またはそれを上回る測定場所、20またはそれを上回る測定場所、50またはそれを上回る測定場所、100またはそれを上回る測定場所、200またはそれを上回る測定場所、500またはそれを上回る測定場所、もしくは1,000またはそれを上回る測定場所に指向してもよい。RTまたはRLTの測定は、複数のRTまたはRLT測定を取得するように測定場所のそれぞれにおいて取得されてもよい。複数のRTまたはRLT測定は、RTまたはRLT測定の空間マップの構築を可能にし得る。複数のRTまたはRLT測定は、第1の方向への網膜上の第1の距離および第1の方向を横断する第2の方向への網膜上の第2の距離に跨架してもよい。第1の距離は、0.5mm未満、1.0mm未満、1.5mm未満、2.0mm未満、2.5mm未満、3.0mm未満、3.5mm未満、4.0mm未満、4.5mm未満、または5.0mm未満の長さを備えてもよい。第2の距離は、0.5mm未満、1.0mm未満、1.5mm未満、2.0mm未満、2.5mm未満、3.0mm未満、3.5mm未満、4.0mm未満、4.5mm未満、または5.0mm未満の長さを備えてもよい。
図24は、患者可視化システム2400を備える、小型掃引源光干渉断層撮影(SS−OCT)デバイスの光学系の概略図を示す。患者可視化システム2400は、眼底を視認するためのカメラと、患者視力を測定するためのディスプレイとを備えてもよい。患者視力を測定するためのディスプレイは、例えば、患者に可視である小さい物体を表示することによって、患者が視認標的を凝視するために構成されてもよい。光学系102は、本明細書に説明されるような光源700と、コリメート光学要素2210と、第1のビームスプリッタ710と、参照ミラー730と、光検出器742に結合される第1のレンズ2200とを備えてもよい。
光学系はさらに、本明細書に説明されるような走査機構を備えてもよい。走査機構は、走査光学要素2310と、第1の望遠鏡レンズ2320および第2の望遠鏡レンズ2330を備える、望遠鏡システムとを備えてもよい。光学系はさらに、ホットミラー等のミラー2435を備えてもよい。ホットミラーは、赤外光を反射するように構成されてもよい。ホットミラーは、可視光を透過させるように構成されてもよい。ホットミラーは、ディスプレイ上に示される画像を対象に表示し、検出器を用いて眼底を撮像するために、OCT測定光を眼に反射させ、可視光を患者に透過させるように構成されてもよい。
小型SS−OCTシステムの視覚機能測定装置は、患者の屈折を補償するためのBadalレンズおよび撮像システムを備えてもよい。レンズ2450は、検出器アレイ上で眼底の画像の焦点を合わせ、対象によって見られるようなディスプレイ上で画像の焦点を合わせるために、光軸に沿ってレンズを移動させて対象の屈折誤差を補正するようにアクチュエータに結合されてもよい。Badalレンズは、一定の視認角で患者によって見られる仮想画像を提供するように構成されてもよく、レンズは、マイクロディスプレイ変位(例えば、±5ジオプタ)を伴って線形である屈折誤差補償を提供してもよい。
視覚機能測定装置は、1つまたはそれを上回る視覚合図を患者に提示する。
小型SS−OCTシステムはさらに、眼底カメラ等の1つまたはそれを上回るカメラ装置を備えてもよい。小型SS−OCTシステムは、例えば、眼の前部分を測定するように構成される視覚カメラ装置を備えてもよい。眼底カメラおよび視覚ディスプレイに結合される光学系は、第1の望遠鏡レンズ2440と、第2の望遠鏡レンズ2450とを備える、望遠鏡を備えてもよい。光学系はさらに、停止部を備える、開口2460を備えてもよい。停止部は、例えば、リング停止部を備えてもよい。光学系はさらに、第2のビームスプリッタ2470を備えてもよい。第2のビームスプリッタは、患者可視化のために、眼から入射する光の一部を検出器アレイ2480に向かって、マイクロディスプレイ2490からの入射光の一部を眼に向かって指向してもよい。検出器アレイは、電荷結合素子(CCD)であってもよい。検出器アレイは、例えば、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)検出器アレイであってもよい。
視覚カメラ装置が、眼の画像を取得してもよい一方で、OCTシステムは、眼のRTまたはRLT測定を取得する。視覚カメラ装置は、OCTシステムが本明細書に説明されるような眼のRTまたはRLT測定を取得する前、間、または後に、眼の画像を取得してもよい。眼底カメラ装置が、眼底の画像を取得してもよい一方で、OCTシステムは、眼のRTまたはRLT測定を取得する。眼底カメラ装置は、OCTシステムが眼のRTまたはRLT測定を取得する前、間、または後に、眼の画像を取得してもよい。眼底カメラ装置によって取得される眼底の画像は、画像処理を受け、(眼の随意もしくは不随意運動に起因して、または手持ち式OCTシステムの随意もしくは不随意運動に起因して)OCT測定場所が2つの連続測定の間で移動したかどうか、および移動した量を決定してもよい。OCTビームの走査は、眼球運動を補償するために、眼球運動に応答して調節されてもよい。
図25は、いくつかの実施形態による、OCT測定から網膜の厚さ(RT)または網膜層の厚さ(RLT)の測定を抽出するための方法2500を示す。方法2500は、データを読み取るステップと、読み取られたデータに雑音低減を実施するステップと、読み取られたデータにチャープ補正を実施するステップと、読み取られたデータに周波数分析を実施し、推定周波数を取得するステップと、推定周波数を網膜の厚さに変換するステップと、複数の推定器からの情報を処理するステップと、複数の測定点を処理するステップとを含む。
ステップ2502では、OCT測定システムによって取得されるOCTデータが、読み取られたデータを形成するように読み取られる。ある場合には、読み取られたデータは、OCT干渉強度を備える。
ステップ2504では、雑音低減が、読み取られたデータに実施される。
ステップ2506では、チャープ補正が、読み取られたデータに実施される。チャープ補正は、時間ドメイン内でOCT信号を再サンプリングするステップを含んでもよい。OCT信号を再サンプリングするステップは、線形時間信号を線形波ベクトル信号に変換してもよい。再サンプリングするステップは、VCSELまたは他の光源によって放射される光の波長と、VCSELまたは他の光源の駆動電流との間の関係の非線形性、温度の変動、光学コンポーネントの経年劣化、振動、もしくは他の環境条件に起因して生じる、位相不安定性を補償してもよい。再サンプリングするステップは、本明細書に説明されるような位相測定方法等の光源の位相測定に基づいてもよい。再サンプリングするステップは、本明細書に説明されるSS−OCT信号の後処理の間に実施されてもよい。
再サンプリングするステップは、第1および第2の補正動作を含んでもよい。第1の補正動作では、再サンプリングするステップは、ある時間周期にわたって光源によって放射される光の平均挙動に基づいて、VCSELまたは他の光源によって放射される光の位相の平均非線形性を補正してもよい。第2の補正動作では、再サンプリングするステップは、光源の平均挙動からの偏差を補正してもよい。第2の補正動作は、位相信号およびSS−OCT信号の同時入手に基づいてもよく、したがって、温度、湿度、光学または電子コンポーネントの劣化、およびSS−OCT信号の他のドリフト源の変化と関連付けられる変形例を補正してもよい。
ステップ2508では、周波数分析が、推定周波数を取得するように、読み取られたデータに実施される。周波数分析は、1つまたはそれを上回る推定器を使用して実施されてもよい。周波数は、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、または5つを上回る推定器を使用して実施されてもよい。推定器は、固有空間技法を利用してもよい。推定器は、固有分解技法を利用してもよい。推定器は、ピサレンコ分解技法を利用してもよい。推定器は、多重信号分類(MUSIC)技法を利用してもよい。1つまたはそれを上回る推定器のうちの各推定器は、一意のフィルタとともにMUSIC技法を利用してもよい。各推定器は、読み取られたOCTデータから推定周波数を取得してもよい。
ステップ2510では、1つまたはそれを上回る推定周波数が、推定RTまたはRLTを決定するために使用される。RTまたはRLTが、干渉信号の項の分析から取得されてもよい。RTまたはRLTを決定するために使用される項は、干渉信号の自動項または交差項、およびそれらの組み合わせを備えてもよい。自動項は、SS−OCTシステムの参照項から独立して、サンプル(例えば、網膜または網膜層)からの後方反射信号によって生成されてもよい。自動項は、比較的に低い周波数における単一の周波数に対応してもよい。自動項と関連付けられる周波数は、RTまたはRLTに直接関係してもよい。RTまたはRLTは、干渉信号の交差項の分析から取得されてもよい。交差項は、サンプルおよび参照ミラーからの後方反射信号によって生成されてもよい。交差項は、比較的に高い周波数における一対の周波数に対応してもよい。一対の周波数の2つの周波数の間の差は、RTまたはRLTに直接関係してもよい。項は、網膜の厚さ、複数の層の厚さ、および網膜の複数の層のそれぞれの相対的場所を決定するように組み合わせられることができる。
代替として、または組み合わせて、RTまたはRLTは、時間ドメイン内のOCT信号の包絡線の分析から取得されてもよい。OCT信号の包絡線は、OCT信号にヒルベルト変換等の数学的変換を実施することによって、計算されてもよい。包絡線は、フィルタ処理された包絡線を取得するように、フィルタリング動作を受けてもよい。RTまたはRLTは、フィルタ処理された包絡線のビート周波数に関係してもよい。OCT信号の包絡線を使用するRTまたはRLTの推定は、(SS−OCTデバイスまたはSS−OCTデバイスのユーザの)運動と関連付けられるもの等の雑音の影響を受けにくくあり得る。
ステップ2512では、複数の推定器からの情報が、処理される。複数の推定器の処理は、統計的分析手順を利用してもよい。複数の推定器の処理は、例えば、人工知能または機械学習手順を利用してもよい。
ステップ2514では、複数の測定点が、処理される。複数の測定点は、網膜上の単一の点において行われる複数の測定から処理されてもよい。複数の測定点は、網膜上の複数の場所において行われる測定から処理されてもよい。
図25は、いくつかの実施形態による、OCT測定から網膜の厚さ(RT)または網膜層の厚さ(RLT)の測定を抽出するための方法2500を示すが、当業者は、多くの変形例および適合を認識するであろう。例えば、ステップのうちのいくつかが、削除されてもよく、ステップのうちのいくつかが、繰り返されてもよく、ステップのうちのいくつかは、サブステップを含んでもよい。ステップは、例えば、異なる順序で実施されてもよい。
図26は、いくつかの実施形態による、視覚機能測定装置を組み込むSS−OCTの概略図を示す。本システムは、患者がシステムを持ち上げるために定寸されてもよく、例えば、患者が測定のためにシステムを持ち上げることを可能にするために十分な重量を備えてもよい。本システムは、患者可視化システム2400を備えてもよく、光学コンポーネントは、例えば、測定中に患者によって保持され得る小型システムを提供するように配列されてもよい。本システムは、ディスプレイ2490を備えてもよく、本明細書に説明されるような眼底カメラを備えてもよい。光源700からの光は、光を眼750に向かって指向される測定区間および参照ミラー730に向かって指向される参照区間に分割する、ミラー710に向かって指向されてもよい。参照ミラー730は、参照ミラーによって透過される光の一部を検出し得る、光学検出器2660に結合されてもよい。光学検出器2660は、光源から出力される光の変動を測定してもよい。参照ミラー730は、参照ミラーの距離を調節し、構造に接触する患者から対象の網膜までの変動する距離を補償するために、参照ミラーの距離を調節するためのアクチュエータ(図示せず)に結合されてもよい。参照区間は、ビームを偏向させるためのミラーを備えてもよい。参照ミラーは、ミラー対2650等の複数のミラーを備えてもよい。ミラー対2650の場所は、参照区間の光路長を調節するように調節されてもよい。例えば、アクチュエータは、参照区間の光路長を調節するように、トロンボーン構成におけるミラーを調節するようにミラー対2650に結合されてもよい。
走査機構2300は、測定ビームを走査し、網膜から光を受光し、本明細書に説明されるような共焦点構成で光を網膜に指向してもよい。
図34は、いくつかの実施形態による、固視標的装置および眼底撮像装置を組み込むSS−OCTデバイスの光学系の概略図3400を示す。
光学系は、本明細書に説明されるような干渉計を備える、RTまたはRLT経路を備えてもよい。干渉計は、本明細書に説明されるような光源700を備えてもよい。光源は、本明細書に説明されるように、光を随意のコリメートレンズ2210およびビームスプリッタ710に指向してもよい。ビームスプリッタは、本明細書に説明されるように、参照ミラー730の参照アームに沿ってビームスプリッタに入射する光の第1の部分と、干渉計の参照アームに沿ってビームスプリッタに入射する光の第2の部分とを指向してもよい。光の第2の部分は、本明細書に説明されるように、随意のフィルタ(帯域通過フィルタ等)3470および走査ミラー2310または他の走査機構に指向されてもよい。走査ミラーは、本明細書に説明されるように、光の第2の部分を、第1の望遠鏡レンズ2320と、第2の望遠鏡レンズ2330とを備える、望遠鏡システムに指向してもよい。望遠鏡システムはさらに、本明細書に説明されるように、眼750に向かって走査ミラーによって偏向される走査光を偏向させるためのミラー2325を備えてもよい。走査光は、本明細書に説明されるように、眼、網膜、もしくは網膜の1つまたはそれを上回る層から反射され、要素2330、2325、2320、2310、3470、および710を備える経路に沿って、後方に指向されてもよい。走査光は、次いで、本明細書に説明されるように、ビームスプリッタ710によって、随意の焦点レンズ2220および検出器740まで通過されてもよい。検出器は、本明細書に説明されるように、干渉計の測定アームを通過した走査光と干渉計の参照アームを通過した参照光との間の干渉を検出してもよい。
光学系は、視覚標的経路を備えてもよい。視覚標的経路は、視覚標的光源3450を備えてもよい。視覚標的光源は、発光ダイオード(LED)を備えてもよい。LEDは、電磁スペクトルの可視部分内である波長を有する光を放射してもよい。例えば、LEDは、400nm〜700nmの範囲内である波長を有する光を放射してもよい。LEDは、近似的に緑色の光を放射してもよい。例えば、LEDは、約525nmの波長を有する光を放射してもよい。LEDは、電磁スペクトルの可視部分内である複数の波長を有する光を放射してもよい。視覚標的光源は、停止部を備える開口3455に向かって光を指向してもよい。停止部は、例えば、リング停止部を備えてもよい。光は、次いで、拡散器3460まで通過してもよい。光は、次いで、本明細書に説明されるように、コリメートレンズ2450および停止部2460まで通過してもよい。光は、ホットミラー3435に指向されてもよい。ホットミラーは、本明細書に説明されるように、視覚標的経路からレンズ2440まで光を通過させるように構成されてもよい。光は、次いで、本明細書に説明されるように、ビームスプリッタ2470まで通過してもよい。ビームスプリッタは、視覚標的光を眼750まで通過させてもよい。光は、眼によって検出され、ユーザが焦点を合わせるための標的を提供してもよい。標的に焦点を合わせることは、ユーザが、眼底、RT、またはRLT測定中にユーザの眼の運動を低減させることを可能にし得る。ある場合には、ビームスプリッタは、本明細書に説明されるように、視覚標的光を、ミラー2325および第2の望遠鏡レンズ2330を通して眼まで通過させてもよい。ビームスプリッタ2470は、視覚標的光の一部を検出器2480に指向するように構成されてもよい。検出器に指向される視覚標的光の一部は、眼に送達される光強度が経時的に監視されることを可能にし得る。
光学系はさらに、眼底照明路を備えてもよい。眼底照明路は、眼底照明光源を備えてもよい。眼底照明光源は、LEDを備えてもよい。LEDは、電磁スペクトルの近赤外線部分内である波長を有する光を放射してもよい。例えば、LEDは、700nm〜2,500nmの範囲内である波長を有する光を放射してもよい。例えば、LEDは、約780nmの波長を有する光を放射してもよい。LEDは、電磁スペクトルの近赤外線部分内である複数の波長における光を放射してもよい。眼底照明光源は、停止部を備える開口3415に向かって光を指向してもよい。停止部は、例えば、リング停止部を備えてもよい。光は、次いで、コリメートレンズ3425まで通過してもよい。光は、次いで、第1の偏光子3430まで通過してもよい。第1の偏光子は、直線偏光子であってもよい。第1の偏光子は、直線偏光を光に付与してもよい。第1の偏光子は、s−偏光子であってもよい。第1の偏光子は、s−偏光を光に付与してもよい。第1の偏光子は、p−偏光子であってもよい。第1の偏光子は、p−偏光を光に付与してもよい。光は、次いで、本明細書に説明されるように、ビームスプリッタ2470まで通過してもよい。ビームスプリッタは、眼底照明光を眼750に通過させてもよい。ある場合には、ビームスプリッタは、本明細書に説明されるように、眼底照明光を、ミラー2325および第2の望遠鏡レンズ2330を通して眼に通過させてもよい。ビームスプリッタ2470は、眼底照明光の一部を検出器2480に指向するように構成されてもよい。検出器に指向される眼底照明光の一部は、眼に送達される光強度が経時的に監視されることを可能にし得る。
光学系はさらに、眼底撮像標的経路を備えてもよい。眼底撮像標的経路は、眼から反射される眼底照明光を受光してもよい。光は、要素2330、2325、2470、2440、および3435を通して指向されてもよい。ホットミラー3435は、光を第2の偏光子3440に指向するように構成されてもよい。第2の偏光子は、第1の偏光子によって付与される偏光に類似する偏光を有する光を通過させるように構成されてもよい。光は、本明細書に説明されるように、撮像レンズ3445およびカメラ2490に指向されてもよい。
撮像レンズおよびカメラは、ユーザの眼の眼底の1つまたはそれを上回る画像を記録してもよい。撮像レンズおよびカメラは、ユーザの眼の眼底の一連の画像を記録するように構成されてもよい。カメラは、画像プロセッサに結合されてもよい。画像プロセッサは、眼底を認識するように構成されてもよい。例えば、画像プロセッサは、眼底の静脈を検出するように構成されてもよい。画像プロセッサは、眼底の画像をテンプレートと比較することによって、眼底の静脈を検出するように構成されてもよい。テンプレートは、静脈を含有する眼の画像の小さい領域を備えてもよい。画像プロセッサは、静脈の直径の管状構造を検出するように構成されてもよい。例えば、画像プロセッサは、へシアンマルチスケールフィルタ等のフィルタを実装し、静脈を検出するように構成されてもよい。フィルタは、静脈を含有する眼底画像の領域の明確性および静脈を含有するテンプレートの領域の明確性を増進してもよい。画像プロセッサは、眼底画像の増進された領域をテンプレートの増進された領域と相互相関させてもよい。このようにして、静脈の場所が、決定されてもよい。
静脈の場所は、一連の眼底画像の中の眼底画像毎に決定されてもよい。このようにして、眼の相対運動が、経時的に測定されてもよい。
図48は、いくつかの実施形態による、走査レーザ検眼鏡(SLO)を組み込むSS−OCTデバイスの光学系の概略図を示す。光学系は、光源700、停止部2460、コリメートレンズ2210、ビームスプリッタ710、集束レンズ2240、参照ミラー730、走査ミラー2310、それぞれ、第1および第2の望遠鏡レンズ2320ならびに2330、および本明細書に説明されるように眼750からのOCT信号を検出するように構成される検出器740等の本明細書に説明されるような任意のOCTコンポーネントを備えてもよい。光学系はさらに、本明細書に説明されるように、光源によって放射される光の一部を、第1および第2のファブリ・ペローミラー4420ならびに4425を備える、ファブリ・ペロー干渉計を通して、光源によって放射される光の光学位相を特性評価するように構成される検出器4430に指向するように構成される、ビームスプリッタ2250を備えてもよい。
光学系はさらに、SLO光源4800を備えてもよい。SLO光源は、当業者に公知であるような任意のSLO光源を備えてもよく、光源700等の本明細書に説明される任意の光源を備えてもよい。SLO光源は、光をコリメートレンズ4820およびビームスプリッタ4810に指向してもよい。ビームスプリッタ4810は、本明細書に説明されるビームスプリッタ710に類似し得る。ビームスプリッタ4810は、SLO光源によって放射される光を、ダイクロイックミラー2325と、走査ミラー2310と、それぞれ、第1および第2の望遠鏡レンズ2320ならびに2330とを備える、第1の光路に沿って、眼750に向かって指向するように構成されてもよい。光は、ダイクロイックミラー2325と、走査ミラー2310と、それぞれ、第1および第2の望遠鏡レンズ2320ならびに2330とを備える、ビーム経路に沿って、反対方向に眼から反射されてもよい。眼から反射される光は、集束レンズ4830に、共焦点ピンホール4850を通して、検出器4840に指向されてもよく、そこで、眼、網膜、または網膜層から反射される光は、SLO信号を形成し得る。SLO検出器は、例えば、光電子増倍管またはアバランシェフォトダイオードを備えてもよい。SLO信号は、眼の複合SLOおよびOCTマップを提供するように、OCT測定と組み合わせられ得る、眼の眼底の画像を発生させるように組み合わせられてもよい。
光学系はさらに、本明細書に説明されるように、視覚標的光学システムから眼に向かって光を指向するように構成される、ダイクロイックミラー4890を備えてもよい。
図35は、本明細書に説明される小型SS−OCTシステムの光学系を制御するための電子回路の概略図3500を示す。本明細書に説明される光学系は、光学系の種々の要素の動作を制御するように構成される電子回路に結合されてもよい。例えば、本明細書に説明される光検出器740は、低域通過フィルタ等の第1のフィルタ3510に電子的に結合されてもよい。第1のフィルタは、光検出器から本明細書に説明される干渉信号を受信し、干渉信号をフィルタ処理し、フィルタ処理された干渉信号をデータ入手モジュール3580にパスするように構成されてもよい。データ入手モジュールは、National Instrumentsによって提供されるデータ入手カード等のデータ入手カードを備えてもよい。データ入手モジュールは、1つまたはそれを上回るアナログ/デジタル変換器(ADC)もしくは1つまたはそれを上回るデジタル/アナログ変換器(DAC)を備えてもよい。データ入手モジュールは、毎秒少なくとも1キロサンプル(kS/秒)、少なくとも2kS/秒、少なくとも5kS/秒、少なくとも10kS/秒、少なくとも20kS/秒、少なくとも50kS/秒、少なくとも100kS/秒、少なくとも200kS/秒、少なくとも500kS/秒、少なくとも1,000kS/秒、少なくとも2,000kS/秒、少なくとも5,000kS/秒、または少なくとも10,000kS/秒のサンプリングレートにおいて、ADCをサンプリングするように構成されてもよい。データ入手モジュールは、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内にあるサンプリングレートにおいてADCをサンプリングするように構成されてもよい。データ入手モジュールは、毎秒少なくとも1キロサンプル、少なくとも2kS/秒、少なくとも5kS/秒、少なくとも10kS/秒、少なくとも20kS/秒、少なくとも50kS/秒、少なくとも100kS/秒、少なくとも200kS/秒、少なくとも500kS/秒、少なくとも1,000kS/秒、少なくとも2,000kS/秒、少なくとも5,000kS/秒、または少なくとも10,000kS/秒のサンプリングレートにおいて、DACをサンプリングするように構成されてもよい。データ入手モジュールは、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内にあるサンプリングレートにおいてDACをサンプリングするように構成されてもよい。
(例えば、図36に関して)本明細書に説明される相安定性を増進するための干渉計装置3640は、低域通過フィルタ等の第2のフィルタ3520に電子的に結合されてもよい。第2のフィルタは、本明細書に説明されるように、干渉計装置3640から位相測定を受信し、位相測定をフィルタ処理し、フィルタ処理された位相測定をデータ入手モジュールにパスするように構成されてもよい。
電子回路は、安全回路を備えてもよい。電子回路は、データ入手モジュールに電子的に結合される第1の安全回路3530を備えてもよい。第1の安全回路は、データ入手モジュールから第1のステータス信号を受信するように構成されてもよい。第1の安全回路は、干渉計装置3640からの信号を監視するように構成されてもよい。干渉計装置3640からの信号が安全レベルを超える場合、第1の安全回路は、シャッタ等の第1の安全デバイス3570をアクティブ化するための信号を送信してもよい。第1の安全デバイスのアクティブ化は、干渉計装置3640または対象の眼によって受光される光強度の量を安全なレベルまで低減させてもよい。第1の安全デバイスがアクティブ化される場合において、第1の安全回路は、ステータス信号をデータ入手モジュールに送信してもよい。本ステータス信号は、オペレータが安全ステータスについて知らされることを確実にするように、SS−OCTデバイスのオペレータにパスされてもよい。
電子回路は、データ入手モジュールに電子的に結合される第2の安全回路3540を備えてもよい。第2の安全回路は、データ入手モジュールから第2のステータス信号を受信するように構成されてもよい。第2の安全回路は、VCSELドライバ等の光源ドライバ3550からの信号を監視するように構成されてもよい。光源ドライバからの出力強度が安全なレベルを超える場合、第2の安全回路は、光源ドライバを動作停止させる、または別様に光源ドライバによって供給されるパワーを低減させるための信号を送信してもよい。光源ドライバからのパワーを動作停止または低減させることは、光源によって供給される光強度の量を安全なレベルまで低減させてもよい。データ入手モジュール3580は、変調信号を光源ドライバに送信し、本明細書に説明されるような光源の動作電流を変調させるように構成されてもよい。
データ入手モジュール3580は、本明細書に説明される眼底カメラ2490に電子的に結合されてもよい。データ入手モジュールは、眼底カメラから測定をトリガするように構成されてもよい。眼底カメラからの信号は、算出モジュール3585に指向されてもよい。算出モジュールは、外部コンピュータを備えてもよい。算出モジュールは、パーソナルコンピュータまたはワークステーションを備えてもよい。算出モジュールは、タブレットまたはスマートフォン等のモバイルデバイスを備えてもよい。算出モジュールは、グラフィカルユーザデバイス(GUI)等の可視化プログラムを動作させるように構成されてもよい。算出モジュールは、眼底カメラから1つまたはそれを上回る眼底画像を受信するように構成されてもよい。算出モジュールは、ディスプレイ3595上に1つまたはそれを上回る眼底画像を表示するように構成されてもよい。ディスプレイは、算出モジュールに電子的に結合される外部モニタ等の算出モジュールの外部にあり得る。ディスプレイは、モバイルデバイスとして構成される算出モジュールの場合にあり得るように、算出モジュールに統合されてもよい。
算出モジュールは、制御バスモジュール3590に電子的に結合されてもよい。制御バスモジュールは、ユニバーサルシリアルバス(USB)ハブを備えてもよい。算出モジュールは、信号を制御バスモジュール3590に指向し、小型SS−OCTシステムの1つまたはそれを上回る光学コンポーネントの動作を制御してもよい。例えば、制御バスモジュールは、信号を、本明細書に説明される走査要素2310の動作を制御するスキャナインターフェースモジュール3560に指向してもよい。スキャナインターフェースモジュールは、最大200Vの電圧等の高い電圧において走査要素に給電する高電圧ドライバを備えてもよい。制御バスモジュールは、信号を本明細書に説明されるレンズ2320、3650、または3655のうちのいずれか等の第1のOCT集束要素に指向し、本明細書に説明されるSS−OCTシステムの焦点を調節してもよい。制御バスモジュールは、信号を本明細書に説明されるレンズ2320、3650、または3655のうちのいずれか等の第2のOCT集束要素に指向し、本明細書に説明されるSS−OCTシステムの焦点を調節してもよい。第1または第2の集束要素は、同調可能レンズを備えてもよい。代替として、または組み合わせて、第1または第2の集束要素は、可動レンズを備えてもよい。制御バスモジュールは、信号をライブビューカメラに指向してもよい。ライブビューカメラは、眼の1つまたはそれを上回る画像を提供してもよい。ライブビューカメラは、眼の側面図の1つまたはそれを上回る画像を提供してもよい。ライブビューカメラによって入手される画像は、デバイスを対象の眼と正しく整合させる際に、本明細書に説明されるSS−OCTデバイスのオペレータを支援してもよい。例えば、ライブビューカメラによって入手される画像は、オペレータが眼とSS−OCTデバイスとの間の適切な距離を選択することを可能にし得る。
図35に示されていないが、電子回路は、本明細書に説明される小型SS−OCTシステムの他の要素を制御するように構成されてもよい。例えば、電子回路は、図5、6A、7A、8A、8B、22、23A、24、26、34、または36のうちのいずれかに関して本明細書に説明される、いずれかまたは全ての光学要素を制御するように構成されてもよい。算出モジュール3585は、方法1100、1200、または2500等の本明細書に説明される任意の方法の任意のステップを実装するように構成されてもよい。
図36は、相安定性を増進するための干渉計を組み込むSS−OCTデバイスの光学系の概略図3600を示す。光学系は、本明細書に説明されるような光源700と、コリメートレンズ2210と、ビームスプリッタ710と、参照ミラー730と、走査ミラー2310と、望遠鏡レンズ2320および2330と、ミラー2325と、集束レンズ2220と、検出器740とを備えてもよい。要素700、2210、710、730、2310、2320、2330、2325、2220、および検出器740は、本明細書に説明されるように、眼750からOCT信号を生成するように配列されてもよい。
光学系はさらに、停止部を備える、開口2460を備えてもよい。停止部は、例えば、リング停止部を備えてもよい。停止部は、コリメートレンズ2210と第1の結合レンズ3620との間に位置してもよい。第1の結合レンズは、ファイバ結合レンズであってもよい。第1の結合レンズは、光源によって光ファイバの中へ放射されるコリメートされた光を指向するために十分な開口数を有してもよい。第1の結合レンズは、光を干渉計装置3640に指向するように構成されてもよい。
干渉計装置は、ファイバベースの干渉計装置であってもよい。代替として、干渉計装置は、バルク干渉計装置であってもよい。干渉計装置は、光の第1の部分(光の95%等)を第2の結合レンズ3630に、光の第2の部分(光の5%等)を干渉計装置内の光分析ユニットに指向するように構成されてもよい。光分析ユニットは、光の第3の部分(光の第2の部分の50%等)を干渉計装置内の強度監視装置に、光の第4の部分(光の第2の部分の50%等)をマッハ・ツェンダー干渉計に指向してもよい。強度監視装置は、干渉計装置に入射する光の光強度を測定し、測定を強度測定出力3642に出力してもよい。そのような測定は、監視を可能にし、光強度が安全なレベルを超えないことを確実にし得る。マッハ・ツェンダー干渉計は、干渉計装置の中へ結合される光の位相を測定し、測定を位相測定出力3644に出力してもよい。位相が、監視されてもよく、位相ドリフト(周囲温度変動、光学コンポーネントの経年劣化、光学もしくは電子コンポーネントの一過性の応答、または他の要因と関連付けられる位相ドリフト等)が、補正されてもよい。位相ドリフトの補正は、周波数ドメイン内のピークを狭くしてもよい。これは、RTまたはRLT推定の正確度を増加させ得る。
位相測定が、本明細書に説明されるように、マッハ・ツェンダー干渉計によって取得されてもよい。代替として、または組み合わせて、位相測定は、本明細書に説明されるようなファブリ・ペロー干渉計等の別の光学位相測定装置を使用して取得されてもよい。光源の位相は、OCT信号と同時に入手されてもよい。
第2の結合レンズは、ファイバ結合レンズであってもよい。第2の結合レンズは、干渉計装置によって放射される光を受け入れ、光を第1および第2の同調可能レンズ3650ならびに3655および集束レンズ3660に指向するために十分な開口数を有してもよい。第1および第2の同調可能レンズは、網膜上にSS−OCTシステムによって放射される光のスポットサイズを変動させるように構成されてもよい。
光学系はさらに、第1および第2のビーム拡大器レンズ3665ならびに3670を備える、ビーム拡大器を備えてもよい。
図44Aは、いくつかの実施形態による、光学位相測定のためのファブリ・ペロー干渉計を組み込むSS−OCTの光学系の概略図を示す。光学系は、本明細書に説明されるように、光源700と、ビームスプリッタ710と、フロントエンド光学系720と、参照ミラー730と、検出器740とを備えてもよい。要素700、710、720、730、および740は、本明細書に説明されるように、眼750からOCT信号を生成するように配列されてもよい。光学系はさらに、コリメートレンズ2210(図44Aに示されていない)、望遠鏡レンズ2320および2330(図44Aに示されていない)、ミラー2325(図44Aに示されていない)、または集束レンズ2220(図44Aに示されていない)のうちのいずれか1つまたはそれを上回るもの等の本明細書に説明される任意の付加的光学要素を備えてもよい。
光学系はさらに、ビームスプリッタ4410を備えてもよい。ビームスプリッタは、光源によって放射される光の一部(光源によって放射される光の少なくとも1%、少なくとも2%、少なくとも5%、または少なくとも10%、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である光源によって放射される光の量等)を、それぞれ、第1および第2のファブリ・ペローミラー4420ならびに4425に指向するように構成されてもよい。第1および第2のファブリ・ペローミラーは、ファブリ・ペロー干渉計を形成するように構成されてもよい。第1および第2のファブリ・ペローミラーの一方または両方は、傾転されてもよい。第1および第2のファブリ・ペローミラーは、ガラス等の基板の対向する表面上に反射コーティングを備えてもよい。第1および第2のファブリ・ペローミラーの一方または両方は、光が、第1または第2のファブリ・ペローミラーに対して法線とわずかに異なる角度で第1および第2のファブリ・ペローミラーの一方または両方に衝打するように、それらに向かって指向される光に対するある角度で配向されてもよい。角度が法線とわずかに異なる量は、傾転角と称され得る。傾転角は、光学基板の対向する反射表面の間の角度に対応し得る。第1および第2のファブリ・ペローミラーの一方または両方は、少なくとも1秒角、少なくとも2秒角、少なくとも5秒角、少なくとも10秒角、少なくとも20秒角、少なくとも50秒角、または少なくとも100秒角、もしくは前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である傾転角の傾転角を有してもよい。傾転角は、光の波長の範囲(本明細書に説明される同調可能光源によって掃引される波長の範囲等)が、ファブリ・ペロー干渉計のフィネスを改変することによってファブリ・ペロー干渉計によって透過される、効率を改変し得る。傾転角は、(略正弦波形状等の)位相評価のために有利である波形形状を伴うファブリ・ペロー透過スペクトルを生成し得る。略正弦波形状は、そのような形状と関連付けられ得る周波数ドメイン内の1つのみまたはいくつかのピークの発生に起因して、位相評価のために有利であり得る。ファブリ・ペロー干渉計によって通過される光は、検出器4430によって検出されてもよい。検出器は、本明細書に説明されるような任意の検出器を備えてもよい。
図44Bは、いくつかの実施形態による、光学位相測定のためのファブリ・ペロー干渉計を備える、手持ち式両眼OCTシステムを示す。図44Bに示されるように、手持ち式OCTシステムは、本明細書に説明されるような両眼システム4400の形状因子を有してもよい。両眼システムは、ユーザの第1の眼750aからOCT信号を生成するように構成される、OCT光学系を備えてもよい。OCT光学系は、本明細書に説明されるように、光源700と、ビームスプリッタ710と、フロントエンド光学系720と、参照ミラー730と、検出器740とを備えてもよい。要素700、710、720、730、および740は、本明細書に説明されるように、ユーザの第1の眼750aからOCT信号を生成するように配列されてもよい。OCT光学系はさらに、本明細書に説明されるように、ビームスプリッタ4410と、第1および第2のファブリ・ペローミラー4420ならびに4425と、光源によって放射される光の位相を測定するための検出器4430とを備えてもよい。OCT光学系はさらに、本明細書に説明されるように、コリメートレンズ2210と、走査ミラー2310と、望遠鏡レンズ2320および2330a(本明細書に説明されるレンズ2330に類似し得る)と、ミラー2325と、集束レンズ2220と、集束レンズ3660とを備えてもよい。OCT光学系はさらに、プリズム4440を備えてもよい。プリズムは、色分散を補償するように、またはOCT光路を折畳および小型化するように構成されてもよい。
両眼システムはさらに、視覚標的を第1の眼に指向するように構成される、第1の視覚標的光学系を備えてもよい。第1の視覚標的光学系は、第1の視覚標的光源3450aを備えてもよい。第1の視覚標的光源は、本明細書に説明される視覚標的光源3450に類似し得る。第1の視覚標的光学系はさらに、本明細書に説明されるような第1および第2のレンズ2450ならびに2440を備えてもよい。第1の視覚標的光学系は、本明細書に説明される任意の視覚標的光学系と同様に構成されてもよい。
両眼システムはさらに、視覚標的をユーザの第2の眼750bに指向するように構成される、第2の視覚標的光学系を備えてもよい。第2の視覚標的光学系は、第2の視覚標的光源3450bを備えてもよい。第2の視覚標的光源は、本明細書に説明される視覚標的光源3450に類似し得る。第2の視覚標的光学系はさらに、本明細書に説明されるようなレンズ2330b(本明細書に説明されるレンズ2330に類似し得る)を備えてもよい。
図44Cは、いくつかの実施形態による、傾転角を伴わずにファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的なシミュレートされた透過スペクトルを示す。図44Cに示されるように、傾転されていないファブリ・ペロー干渉計からの透過スペクトルは、高透過率を伴う一連の最大値および低透過率を伴う最小値を備える。透過スペクトルは、各表面上で50%の透過率を達成するようにコーティングされた厚さ2mmのBK7−Nガラスを使用して、シミュレートされた。図44Cに示されるように、傾転されていないファブリ・ペロー干渉計は、位相測定のために不利であり得る透過スペクトルを生成する。
図44Dは、いくつかの実施形態による、傾転角を伴わずにファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的最大透過率を示す。
図44Eは、いくつかの実施形態による、傾転角を伴わずにファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的最小透過率を示す。
図44Fは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角を伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的なシミュレートされた透過スペクトルを示す。図44Fに示されるように、傾転されたファブリ・ペロー干渉計からの透過スペクトルは、(傾転されていない場合と比較して)低減した透過率を伴う一連の最大値および(傾転されていない場合と比較して)高透過率を伴う最小値を備える。透過スペクトルは、各表面上で50%の透過率を達成するようにコーティングされた厚さ2mmのBK7−Nガラスを使用して、シミュレートされた。図44Fに示されるように、傾転されたファブリ・ペロー干渉計は、位相測定のためにより有利であり得る、略正弦波透過スペクトルを生成する。
図44Gは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角を伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的最大透過率を示す。
図44Hは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角を伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的最小透過率を示す。
図44Iは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角および各プレート上に50%透過率を伴うコーティングを伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的なシミュレートされた透過スペクトルを示す。図44Iに示されるように、光が、低効率でファブリ・ペロー干渉計を通して通過される。
図44Jは、いくつかの実施形態による、20秒角の傾転角および各プレート上に10%透過率を伴うコーティングを伴ってファブリ・ペロー干渉計によって通過される、例示的なシミュレートされた透過スペクトルを示す。図44Jに示されるように、光が、図44Iに描写される場合に対してより高い効率でファブリ・ペロー干渉計を通して通過される。
図27Aは、明るい背景上の暗い視覚合図を示す。視覚合図は、単独で、または組み合わせて提示されてもよい。視覚合図は、例えば、回転するE等の配向における文字を備えてもよい。対象は、対象の視力を決定するために、文字の配向を入力してもよい。視覚合図は、明るい背景2700上の文字「E」等の複数の暗い文字2710a、2710b、2710c、および2710dを備えてもよい。4つの文字が示されているが、視覚合図は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、または10個を上回る文字を備えてもよい。文字は、背景に沿って下向き等に背景に沿って移動してもよい。患者が文字の配向を示す、矢印等の他の視覚刺激が、提示されてもよい。
図27Bは、暗い背景上の暗い視覚合図を示す。視覚合図は、暗い背景2720上の文字「E」等の複数の暗い文字2710a、2710b、2710c、および2710dを備えてもよい。4つの文字が示されているが、視覚合図は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、または10個を上回る文字を備えてもよい。文字は、背景に沿って下向き等に背景に沿って移動してもよい。文字は、左、右、上、または下に向く等の異なる配向で提示されてもよい。
多くの実施形態では、視覚合図は、本明細書に説明されるようなディスプレイ上に示され、レンズは、対象の視覚を検査するために、対象の屈折誤差を補償してもよい。小型SS−OCTシステムは、患者の視覚が決定され得るように、患者が提示される文字の配向を入力するための入力を備えてもよい。入力は、例えば、ボタンまたは複数のボタン等の文字の配向を受信するように構成される入力を備えてもよい。
図28Aは、いくつかの実施形態による、例示的手持ち式単眼OCTシステムのための筐体の概略図を示す。図の左側は、筐体の側面図2800を示す。筐体は、本体2810を備えてもよい。筐体の本体は、患者がシステムを握持するためのハンドル2850を備えてもよい。本体2810は、接眼レンズ2805、または発泡体、もしくは他の構造等の患者に接触するための構造に結合されてもよい。筐体は、本明細書に説明される手持ち式OCTシステムおよびデバイスのコンポーネントのうちのいずれかを含有する内側容積を有してもよい。干渉計の参照区間は、例えば、少なくとも部分的にハンドル2850の中へ延在してもよい。
接眼レンズは、対象の眼を囲繞する皮膚等の対象の眼を囲繞する面積に筐体をドッキングするように構成されてもよい。本体は、対象の手の中に保持されるように構成されてもよい。
図の右側は、筐体の正面図2820を示す。接眼レンズは、対象の眼を囲繞する面積とドッキングするように構成される面積2825と、OCT測定光がOCTシステムから眼まで、かつ戻って進行することを可能にするように構成される開口部2830とを備えてもよい。開口部はさらに、本明細書に説明されるように、視覚合図(文字「E」のうちの1つまたはそれを上回るもの等)を対象に提示するように構成されてもよい。筐体は、対象が自分に提示される各文字の配向(左、右、上、または下を向く等)を示すことを可能にする機構2835を備えてもよい。
図28Aは、いくつかの実施形態による、例示的手持ち式単眼OCTシステムのための筐体を示す。
図29Aおよび29Bは、いくつかの実施形態による、手持ち式両眼OCTシステムの構成を示す。代替として、本システムは、測定されていない眼が測定システムで閉塞される、単眼システムを備えてもよい。図の左側は、筐体の側面図2900を示す。筐体は、接眼レンズ2905aおよび2905bと、本体2910とを備えてもよい。筐体は、本明細書に説明される手持ち式OCTシステムおよびデバイスのコンポーネントのうちのいずれかを含有する内側容積を有してもよい。接眼レンズは、対象の眼を囲繞する皮膚等の対象の眼を囲繞する面積に筐体をドッキングするように構成されてもよい。本体は、対象の両手の中に保持されるように構成されてもよい。
図の右側は、筐体の正面図2920を示す。接眼レンズは、対象の眼を囲繞する面積とドッキングするように構成される面積2925aおよび2925bと、OCT測定光がOCTシステムから眼の一方または両方まで、かつ戻って進行することを可能にするように構成される開口部2930とを備えてもよい。開口部はさらに、本明細書に説明されるように、視覚合図(文字「E」のうちの1つまたはそれを上回るもの等)を対象に提示するように構成されてもよい。筐体は、対象が自分に提示される各文字の配向(左、右、上、または下を向く等)を示すことを可能にする機構2935を備えてもよい。
図29Cは、いくつかの実施形態による、例示的手持ち式両眼OCTシステムのための筐体を示す。
図30は、いくつかの実施形態による、例示的手持ち式両眼OCTシステムの構成を示す。筐体3000は、接眼レンズ3005aおよび3005bと、本体3020とを備えてもよい。筐体は、本明細書に説明される手持ち式OCTシステムおよびデバイスのコンポーネントのうちのいずれかを含有する内側容積を有してもよい。接眼レンズは、対象の眼を囲繞する皮膚等の対象の眼を囲繞する面積に筐体をドッキングするように構成されてもよい。本体は、対象の両手の中に保持されるように構成されてもよい。接眼レンズのうちの1つは、OCT測定光がOCTシステムから眼の一方まで、かつ戻って進行することを可能にするように構成される開口部3010を備えてもよい。開口部はさらに、本明細書に説明されるように、視覚合図(文字「E」のうちの1つまたはそれを上回るもの等)を対象に提示するように構成されてもよい。筐体は、対象が自分に提示される各文字の配向(左、右、上、または下を向く等)を示すことを可能にする機構3015を備えてもよい。筐体の本体は、カットアウト面積を備えてもよい。カットアウト面積の配向は、OCTシステムを使用して測定される眼を示してもよい。カットアウト面積は、測定される眼から筐体の反対側に位置してもよい。
加速度計等の配向センサが、配向センサの配向に応答して測定される眼を測定するために、本明細書に説明されるように、光学系に機械的に結合され、制御ユニットに電子的に結合されてもよい。
図31Aは、対象の左眼を測定するように配向された手持ち式両眼OCTシステムを示す。
図31Bは、対象の右眼を測定するように配向された例示的手持ち式両眼OCTシステム用の筐体を示す。
図32Aは、いくつかの実施形態による、VCSELを用いて掃引される波長の範囲を増加させるように冷却器に結合されたVCSELを示す。本明細書に説明されるSS−OCTシステムのVCSELは、VCSELによって掃引される波長の範囲を増加させるために、VCSELの動作温度を、約37℃の周囲温度を下回る温度まで低減させるように、冷却手順を受けてもよい。冷却は、VCSELによって掃引される波長の範囲をさらに増加させるために、本明細書に説明されるようなVCSELの過駆動と組み合わせられることができる。SS−OCTシステムのVCSELは、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、70℃、80℃、90℃、またはそれを上回るだけ周囲温度を下回って冷却されてもよい。SS−OCTシステムのVCSELは、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内の量だけ冷却される、例えば、20℃〜70℃の範囲内の量だけ冷却されてもよい。掃引される波長の範囲は、1nm、2nm、3nm、4nm、5nmだけ増加される、または前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内の量だけ増加されることができる。例えば、5nmの規定波長掃引範囲を伴うVCSELは、約3nmだけ掃引範囲を増加させるように過駆動され、約2nmだけ掃引範囲を増加させ、約10nmの全掃引範囲を提供するように冷却されることができる。冷却器は、多くの方法で構成されることができ、ペルチェ冷却器、ガスベースの冷却器、膨張してVCSELを冷却する窒素等のガスまたは冷却された循環流体を備えるチャンバ、およびそれらの組み合わせを備えてもよい。冷却器は、例えば、VSCELに結合されるヒートシンクを備えてもよい。
図32Bは、熱電冷却器に結合されたVCSELの概略図3200を示す。VCSEL700は、VCSELドライバ3210に搭載されてもよい。VCSELドライバは、プリント回路基板(PCB)を備えてもよい。VCSELは、電気コネクタ3260aおよび3260b等の1つまたはそれを上回る電気コネクタを通してVCSELドライバに搭載されてもよい。VCSELまたはVCSELドライバは、VCSELまたはVCSELドライバから熱を引き出すように構成されるヒートシンク3220に結合されてもよい。VCSELはさらに、熱電冷却器(TEC)3230に結合されてもよい。TECは、ペルチェ冷却器を備えてもよい。TECは、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、70℃、80℃、90℃、またはそれを上回るだけVCSELを冷却するように構成されてもよい。TECは、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内の量だけVCSELを冷却するように構成されてもよい。VCSELはさらに、温度センサ3240に結合されてもよい。温度センサは、サーミスタを備えてもよい。温度センサは、VCSELの動作温度を測定するように構成されてもよい。温度センサおよびTECは、TECコントローラ3250に結合されてもよい。TECコントローラは、温度センサによるVCSELの測定温度に基づいて、TECの冷却力を制御してもよい。このようにして、TEC、サーミスタ、およびTECコントローラは、本明細書に説明される動作温度等の安定した動作温度でVCSELを維持するように設計されるネガティブフィードバックシステムを形成してもよい。
図33Aは、卓上搭載型支持体等の支持体上に設置された本明細書に説明されるような小型SS−OCTシステムを示す。小型SS−OCTシステム100は、本明細書に説明される任意の小型SS−OCTシステムであってもよい。小型SS−OCTシステムは、本明細書に説明される任意の能力を備えてもよい。例えば、小型SS−OCTシステムは、本明細書に説明されるように、OCT撮像システム、視線追跡システム、固視標的、またはBadalレンズを備えてもよい。小型SS−OCTシステムは、1つまたは2つの接眼レンズを備えてもよい。
小型SS−OCTシステムは、支持システム3300に設置される、例えば、支持体に解放可能に搭載される、または取り付けられてもよい。小型SS−OCTシステムは、支持システムに固定して取り付けられてもよい。小型SS−OCTシステムは、支持システムに除去可能に取り付けられてもよい。支持システムは、卓上または他の表面に搭載されてもよい。支持システム3300は、基部3310を備えてもよい。基部は、卓上または他の表面に取り付けられる、もしくはその上に設置されてもよい。基部は、卓上または他の表面に固定して取り付けられてもよい。基部は、卓上または他の表面に除去可能に取り付けられてもよい。
支持システムはさらに、小型SS−OCTシステムを受容するための搭載表面3320を備えてもよい。搭載表面は、搭載プレートであってもよい。搭載表面は、小型SS−OCTが搭載され得る場所を提供してもよい。搭載表面は、第1の結合器3330によって基部に結合されてもよい。第1の結合器は、図33Aで「1」と標識される矢印によって示されるように、ユーザが搭載表面と基部との間の距離を変化させることを可能にするように構成されてもよい。搭載表面と基部との間の距離は、1cm、2cm、5cm、10cm、20cm、または50cmだけ調節可能であり得る。搭載表面と基部との間の距離は、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である値だけ調節可能であり得る。搭載表面と基部との間の距離は、小型SS−OCTシステムを使用している間に、ユーザの快適性を増加させるように調節されてもよい。
支持システムは、図33Aで「2」と標識される矢印によって示されるように、ユーザが搭載表面と基部との間の角度を変化させることを可能にするように構成される第2の結合器を備えてもよい。搭載表面と基部との間の角度は、1度、2度、5度、10度、20度、50度、または100度だけ調節可能であり得る。搭載表面と基部との間の角度は、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である値だけ調節可能であり得る。搭載表面と基部との間の角度は、小型SS−OCTシステムを使用している間に、ユーザの快適性を増加させるように調節されてもよい。
支持システムはさらに、顎当て3340を備えてもよい。顎当ては、小型SS−OCTシステムを動作させながら、ユーザが自分の顎を静置するための場所を提供してもよい。顎当ては、延在部3350によって搭載プレートに結合されてもよい。支持システムは、図33Aで「3」と標識される矢印によって示されるように、ユーザが顎当てと接眼レンズとの間の距離を変化させることを可能にするように構成される第3の結合器を備えてもよい。顎当てと接眼レンズとの間の距離は、1cm、2cm、5cm、または10cmの距離だけ調節可能であり得る。顎当てと接眼レンズとの間の距離は、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である値だけ調節可能であり得る。顎当てと搭載表面との間の距離は、小型SS−OCTシステムを使用している間に、ユーザの快適性を増加させるように調節されてもよい。顎当てと搭載表面との間の距離は、ユーザの眼を小型SS−OCTシステムの接眼レンズと整合させるように調節されてもよい。例えば、顎当てと接眼レンズと搭載表面との間の距離は、ユーザの眼を小型SS−OCTシステムの光軸と整合させるように調節されてもよい。
支持体上に設置される小型SS−OCTシステムは、長さ、幅、および高さを有してもよい。長さは、システムを横断する最長寸法を備えてもよく、幅は、システムを横断する次の最長寸法を備えてもよく、幅は、システムを横断する最短寸法を備えてもよい。長さ、幅、および高さは、相互に横断して、例えば、相互と垂直に延在してもよい。小型SS−OCTシステムは、10cm、20cm、または50cmの長さを有してもよい。小型SS−OCTシステムは、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である長さを有してもよい。小型SS−OCTシステムは、5cm、10cm、または25cmの幅を有してもよい。小型SS−OCTシステムは、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である幅を有してもよい。小型SS−OCTシステムは、2.5cm、5cm、または10cmの高さを有してもよい。小型SS−OCTシステムは、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である高さを有してもよい。
支持体上に設置される小型SS−OCTシステムは、0.1kg、0.2kg、0.5kg、1kg、または2kgの質量を備えてもよい。支持システムは、前述の値のうちのいずれか2つによって定義される範囲内である質量を備えてもよい。
図33Bは、卓上搭載型SS−OCTデバイスを使用するユーザを示す。
スタンドまたは他の支持構造が、例えば、ユーザがOCT測定システムと自己整合するときに、OCTデバイスとユーザとの間の整合を促進するために役立ち得る。いくつかの実施形態では、OCTシステムは、ユーザが双眼鏡に類似するシステムを保持する、または三脚等のスタンド上にOCTシステムを設置し、整合を促進し得る、両眼デバイスを備えてもよい。いくつかの実施形態では、OCTシステムは、第1の眼、例えば、右眼を測定し、ユーザは、システムをひっくり返すことによって、OCTシステムを反転させ、第2の眼、例えば、左眼を測定する。
本明細書に説明される両眼OCTシステムは、掃引源OCTシステムを備えてもよいが、コンポーネント、構造、方法、および回路は、例えば、スペクトルドメインOCT撮像、時間ドメインOCT撮像、または多重参照OCT撮像等の他のタイプのOCTシステムと併用されることができる。これらの代替的OCT測定システムは、本明細書に説明されるような両眼OCTシステムに組み込むために非常に適している。
図49は、いくつかの実施形態による、ユーザの眼を測定するための両眼OCTデバイス4900の斜視図を示す。両眼OCTデバイス4900は、両方とも本図では視界から隠されている、OCT測定システムに光学的に結合される第1の調節可能レンズ4916−1と、手持ち式ユニット本体4903(例えば、筐体)内に構成される第1の固定標的とを備える。同様に、第2の調節可能レンズ4916−2は、OCT測定システムおよび第2の固定標的(隠されている)に光学的に結合されてもよい。第1の調節可能レンズ4916−1が、固定標的を提供し、ユーザの眼の網膜の厚さを測定するように構成される、第1の自由空間光学系の一部であってもよい一方で、第2の調節可能レンズ4916−2は、両眼OCTデバイス4900内のコンポーネントの数を削減するように、固定標的のみを提供するように構成される、第2の自由空間光学系の一部であってもよい。例えば、両方の自由空間光学系が、ユーザに固定標的を提供する一方で、自由空間光学系のうちの一方のみは、ユーザが他方の眼を測定し得るように、ユーザが第1の眼を測定した後に、両眼OCTデバイス4900が上下逆さまにされる、すなわち、反転され得ると、網膜の厚さを測定するために使用される。
両眼OCTデバイス4900は、本実施形態では、手持ち式ユニット本体4903の外部上でアクセス可能である瞳孔間距離(IPD)調節機構4905を備える。本実施形態では、IPD調節機構4905は、2つのコンポーネント、すなわち、アイカップ4901−1および4901−2がユーザの顔の上に静置すると、ユーザがユーザの眼の前に両眼OCTデバイス4900を設置するときに、ユーザの瞳孔のIPDに合致するようにレンズ4916−1と4916−2との間の距離を調節する、第1のコンポーネント4905−1を備える。
本IPDは、医療従事者によって設定され、ユーザが自宅で網膜の厚さを測定するための位置に係止されることができる。代替として、IPDは、ユーザ調節可能であり得る。スイッチ4904が、ユーザの屈折、すなわち、眼鏡処方に合致するように、レンズ4916−1および4916−2を調節するために使用されてもよい。代替として、タブレット等のモバイルデバイスが、患者の各眼の屈折をプログラムするために使用されることができる。例えば、ユーザは、一方の眼で第1の固定標的を、別の眼で第2の固定標的を固視してもよく、可動レンズは、ユーザの屈折に調節されてもよい。スイッチ4904は、手持ち式ユニット本体4903内のレンズ4916−1および4916−2のアセンブリを選択的に調節し、レンズ4916−1および4916−2の位置付けを変化させてもよい。これらの位置は、医療従事者によってデバイスに入力され、本明細書に説明されるような配向センサからの配向とともにプロセッサ内に記憶されることができる。デバイスは、反転されることができ、プロセスは、繰り返されることができる。代替として、または加えて、眼毎の処方は、プロセッサ内に記憶されることができ、レンズは、配向センサの配向に応答して、眼毎に適切な屈折に調節されることができる。
コンポーネント4905−1および4905−5の両方は、医療従事者が手動で回転させる1つまたはそれを上回る車輪として実装されてもよい。代替として、IPD調節機構4905は、電動式であり得る。この点に関して、コンポーネント4905−1および4905−5は、手持ち式ユニット本体4903内のモータを作動させ、ユーザがスイッチを指向する方向に基づいて、手持ち式ユニット本体4903内の歯車を回転させる、方向スイッチとして構成されてもよい。
スイッチ4904は、両眼OCTデバイス4900の集束を調節するために使用されることができる。例えば、レンズ4916−1および4916−2の調節によって達成される焦点変化が、レンズ4916−1および4916−2の調節によって屈折力の慣用単位(例えば、ジオプタ)で測定されることができるためである。ジオプタスイッチ4906はまた、手持ち式ユニット本体4903内のモータを作動させ、医療従事者がスイッチを指向する方向に基づいて、手持ち式ユニット本体4903内の歯車を回転させ、両眼OCTデバイス4900の屈折力を調節する、方向スイッチを備えてもよい。両眼OCTデバイス4900が、電子デバイスを備えてもよいため、両眼OCTデバイス4900は、両眼OCTデバイス4900の給電を制御するための電源スイッチ4906を備えてもよい。
アイカップ4901−1および4901−2はそれぞれ、測定の間に眼の位置の調節を可能にするように、筐体に螺合して搭載および結合されることができる。本開示に関する研究は、アイカップが医療従事者によって調節され、本明細書に説明されるような網膜の厚さ測定のための眼の十分に再現可能な位置付けを可能にするように定位置に係止され得ることを提案する。代替として、または組み合わせて、プルキニェ画像センサ等の眼球位置センサが、眼からOCT測定システムまでの距離を決定するために使用されることができる。
両眼OCTデバイス4900は、家庭内測定のため、かつユーザが両眼OCTシステムを旅行に持って行くための適切な寸法および重量を備えてもよい。例えば、両眼OCTシステムは、好適な長さと、好適な幅と、好適な高さとを備えてもよい。長さは、ユーザ視認方向に対応する軸に沿って延在することができる。長さは、約90mm〜約150mmの範囲内、例えば、約130mmであり得る。幅は、長さと側方に延在することができ、約90mm〜約150mmの範囲内、例えば、約130mmであり得る。高さは、例えば、約20mm〜約50mmの範囲内であり得る。両眼OCTシステムの重量は、約1ポンド〜2ポンド、例えば、0.5kg〜約1kgの範囲内であり得る。
両眼OCTデバイス4900は、落下されるように構成されることができる。例えば、両眼OCTデバイスは、約30cmの高さから落下され、例えば、測定の反復性以下の測定された網膜の厚さの変化を伴って、正確に網膜の厚さ測定を実施するように、依然として機能するように構成されることができる。両眼OCTシステムは、例えば、ガラス破損からの安全上の危険をもたらすことなく、約1メートルの高さから落下されるように構成されることができる。
図50は、いくつかの実施形態による、手持ち式ユニット本体4903内の種々のコンポーネントを図示する、両眼OCTデバイス4900のブロック図を示す。例えば、両眼OCTデバイス4900は、自由空間光学系4910−1および4910−2を備える。自由空間光学系4910−1および4910−2はそれぞれ、ユーザの網膜の厚さが測定されている間に、ユーザが標的を固視/凝視することを可能にする、かつ両眼固視を提供するように、他の眼で固視を可能にする、その個別の眼のための固定標的4912を備える。固定標的は、LED等の光源を用いて後方照明される開口(例えば、円盤形の照明標的を形成するための円形開口)を備えてもよいが、十字形または他の好適な固視刺激も、使用されてもよい。自由空間光学系4910−1および4910−2はまた、それぞれ、レンズ4916−1および4916−2を備える、それぞれ、屈折誤差(RE)補正モジュール4911−1および4911−2を備えてもよい。これらのレンズは、適切な眼の屈折誤差に対応する事前プログラムされた位置まで移動されることができる。自由空間光学系モジュール4910−1および4910−2内の周辺基板4915−1および4915−2は、それぞれ、電動式ステージ4914−1および4914−2に対する電子制御を提供し、両眼OCTデバイス4900の固定標的を視認する個別の眼の屈折誤差を補正する。
本明細書に議論されるように、両眼OCTデバイス4900は、ユーザの顔の上に両眼OCTデバイス4900を快適に静置するために使用され得る、アイカップ4901−1および4901−2を備えてもよい。それらはまた、ユーザが両眼OCTデバイス4900の中を凝視するにつれて、外部光を遮断するように構成されてもよい。アイカップ4901はまた、医療従事者、随意に、ユーザが、手持ち式ユニット本体4903に対してアイカップ4901−1および4901−2を前後に移動させることを可能にし、ユーザの顔の上にアイカップを快適に位置付け、測定のために各眼を適切に位置付ける、アイカップ調節機構4980−1および4980−2を備えてもよい。
いくつかの実施形態では、両眼OCTデバイス4900は、単一のVCSELまたは複数のVCSEL4952を備える、ファイバ干渉計モジュール4950を備える。1つまたはそれを上回るVCSEL4952は、ファイバマッハ・ツェンダー干渉計4951に光学的に結合される、ファイバ分布モジュール4953に光学的に結合される。複数のVCSEL4952を備える実施形態では、VCSELSはそれぞれ、光のスペクトル範囲を延在させるために、複数の中の他のVCSEL4952と異なる波長の範囲を備えてもよい。例えば、各VCSEL4952は、ある持続時間にわたって波長の範囲にわたって掃引される、レーザ光をパルスにしてもよい。各VCSEL4952の掃引範囲は、本明細書に説明されるような複数の中の別のVCSEL4952の隣接掃引範囲に部分的に重複し得る。したがって、複数のVCSEL4952の波長の全体的掃引範囲が、より大きい波長掃引範囲まで延在されてもよい。加えて、複数のVCSEL4952からのレーザ光の発射は、連続的であり得る。例えば、複数のVCSEL4952のうちの第1のVCSELが、ある持続時間にわたって第1の波長にわたってレーザパルスを掃引してもよい。次いで、複数のVCSEL4952のうちの第2のVCSELが、ある類似持続時間にわたって第2の波長にわたってレーザパルスを掃引し、次いで、第3のVCSELが掃引する等であってもよい。
VCSEL4952からのレーザ光は、ファイバ分布モジュール4953に光学的に伝達され、そこで、レーザ光の一部は、主要電子基板4970内の分析のためにファイバコネクタ4960に光学的に伝達される。ファイバコネクタ4960は、ファイバ分布モジュール4953からファイバコネクタモジュール4960まで複数の光ファイバを接続してもよい。レーザ光の別の部分は、光路距離補正(OPD)モジュール4940に光学的に伝達され、最終的に、ユーザの眼への送達およびマッハ・ツェンダー干渉計の測定アームの一部を用いたユーザの眼の測定のために自由空間網膜厚さ光学系4910−1に伝達される。例えば、OPD補正モジュール4940は、電動式ステージ4942を作動させ、ユーザの眼、マッハ・ツェンダー干渉計の結合器、および1つまたはそれを上回るVCSEL4952の間の光路距離を変化させるように、主要電子基板4970によって制御される、周辺基板4943を備えてもよい。OPD補正モジュール4940はまた、ユーザの眼への送達の前にVCSEL4952からのレーザ光をコリメートする、ファイバコリメータ4941を備えてもよく、ファイバコリメータは、OPD補正モジュール4940を用いて平行移動されることができる。
コントローラインターフェース4930が、ユーザ入力を受信し、両眼OCT測定システムを制御するために使用されてもよい。コントローラインターフェースは、第1のコントローラインターフェース4930−1と、第2のコントローラインターフェース4930−2とを備えてもよい。コントローラインターフェース4930は、本明細書に説明されるように、ユーザが一連のステップを開始し、眼を整合させ、網膜を測定することを可能にする、トリガボタン機構を備えてもよい。
加えて、両眼OCTデバイス4900は、あるパターン(例えば、それぞれ、下記でさらに詳細に解説される、停止および進行軌道、星形軌道、連続軌道、および/またはリサジュー軌道)で1つまたはそれを上回るVCSEL4952からのレーザ光を走査する、スキャナモジュール4990を備えてもよい。例えば、スキャナモジュール4990の周辺基板4991は、ユーザの眼に光干渉断層撮影(OCT)を実施するためのパターンでVCSEL4952からのパルスレーザ光を走査するようにスキャナモジュール4992に指示する制御信号を受信するように、主要電子基板4970に通信可能に結合されてもよい。走査モジュール4990は、ファイバコリメータ4941からレーザ光を受光し、レーザ光の走査パターンを提供する自由空間2次元スキャナ4993にレーザ光を光学的に伝達する、シーリング窓4992を備えてもよい。2次元スキャナは、例えば、2軸検流計または2軸静電スキャナ等の本明細書に説明されるようなスキャナを備えてもよい。存在するとき、シーリング窓4992は、埃および/または湿気がない状態で両眼OCTデバイス4900の内部コンポーネントを保つために使用されてもよい。レーザ光は、次いで、走査レーザ光が、自由空間RT光学系4910−1を介してユーザの眼に入力され得るように、光学系4994を中継するように光学的に伝達される。この点に関して、走査レーザ光は、赤外光が、ホットミラー、走査ミラーに向かって後方反射され、コリメーションレンズに結合される光ファイバ先端の中に集束され得るように、ホットミラー4913に伝達されてもよい。ホットミラー4913は、概して、可視光を透過させ、赤外光を反射し、例えば、ダイクロイックショートパスミラーを備えてもよい。
スキャナおよび関連付けられる光学系は、網膜の任意の好適に定寸された領域を走査するように構成されることができる。例えば、スキャナは、例えば、約1.5〜3mmの範囲内を横断する最大距離を備える面積にわたって網膜を走査するように構成されることができる。網膜の走査領域は、例えば、眼の測定された位置に基づいてマップを整合させることによって、例えば、整合誤差を補償するために、例えば、OCTシステムに関する眼の側方位置付けにおいて最大0.5mmの整合のわずかな誤差を考慮するために、網膜の厚さのマップよりも大きい面積を備えてもよい。網膜上のOCT測定ビームのサイズは、約25ミクロン〜約75ミクロンの範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、ミラーは、約50mm/秒〜約200mm/秒の範囲内の網膜上の走査率で連続軌道を用いて走査される。A走査の間のビームの変位は、例えば、約2〜10ミクロンの範囲内であり得る。複数のA走査毎のビームは、重複することができる。1つまたはそれを上回るVCSELが複数のVCSELを備える、実施形態では、複数のVCSELは、複数のVCSELのそれぞれからの測定ビームが、以前の走査と網膜上で重複するように、A走査毎に連続的に走査されることができる。例えば、第1のA走査からの複数のVCSELのそれぞれからの連続的に発生されたビームはそれぞれ、軌道に沿った第2のA走査からの複数のVCSELのそれぞれからの連続的に発生されたビームのそれぞれと重複することができる。
本明細書に説明されるように、両眼OCTデバイス4900は、コンポーネント4905−1および/または4905−2を介したIPD調節を備えてもよい。これらのコンポーネントは、自由空間光学系モジュールの間の分離距離を変化させ、IPDを調節するように、自由空間光学系モジュール4910−1および4910−2の作動を実施する、手動平行移動ステージIP調節モジュール4982に通信可能に結合されてもよい。
主要電子基板4970は、種々のコンポーネントを備えてもよい。例えば、光検出器4972は、ファイバコネクタ4960を通してVCSEL4952から指向されるレーザ光、ならびにユーザの眼から反射される干渉光を受光するために使用されてもよい。ファイバコネクタ4960は、複数の光ファイバ、例えば、4本の光ファイバを、複数の検出器、例えば、5つの検出器に結合する、モジュール4961を備えてもよい。ファイバコネクタ4960はまた、本明細書に示され、説明されるように、ユーザの眼から後方反射される光を位相ラップする際に使用され得る、干渉計クロックボックス4962(例えば、エタロン)を備えてもよい。いったん光検出器4972によって受光されると、光検出器4972は、光を、主要電子基板4970および/または別の処理デバイス上で処理されるべき電子信号に変換してもよい。複数の光検出器は、例えば、ファイバマッハ・ツェンダー干渉計に結合される平衡検出器対、クロックボックス検出器、および一対のパワー測定検出器のうちの2つの検出器を備えてもよい。
主要電子基板4970は、両眼OCTデバイス4900を別の処理システムに通信可能に結合する、パワーを両眼OCTデバイス4900に提供する、および/または両眼OCTデバイス4900のバッテリを充電し得る、通信パワーモジュール4973(例えば、ユニバーサルシリアルバス、すなわち、「USB」)を備えてもよい。当然ながら、両眼OCTデバイス4900は、例えば、Wi−Fi、Bluetooth(登録商標)、イーサネット(登録商標)、FireWire等を含む、両眼OCTデバイス4900から別のデバイスに情報を通信するために使用され得る他のモジュールを備えてもよい。
主要電子基板4970はまた、VCSEL4952がユーザの眼に向かって発射される方法および時間を指示する、VCSEL駆動電子機器4971を備えてもよい。主要電子基板4970上の他のコンポーネントは、(例えば、外部処理システムから)両眼OCTデバイス4900に伝送されている、両眼OCTデバイス4900内の種々のコンポーネントから受信されている、および/または両眼OCTデバイス4900内の種々のコンポーネントから受信されている、それぞれ、アナログおよびデジタル信号を処理する、ならびに/もしくは発生させるために使用され得る、アナログブロック4974およびデジタルブロック4975を備える。例えば、周辺フィードバックボタン4932は、アナログブロック4974および/またはデジタルクロック4975によって処理されるアナログ信号を発生させてもよく、これは、ひいては、周辺基板4943を介して電動式ステージモジュール4942を刺激するために使用される、制御信号を発生させてもよい。代替として、または加えて、アナログブロック4974は、後続のデジタル信号処理(例えば、FFT、位相ラッピング分析等)のためにデジタルブロック4975によってデジタル信号に変換され得るように、光検出器4972からのアナログ信号を処理してもよい。
図51は、いくつかの実施形態による、両眼のOCT4900を伴って実装され得る、光学構成5100の概略図を示す。光学構成5100は、光学結合器5126を介して結合されるファイバである、1つまたはそれを上回るVCSEL4952を備える。上記に議論されるように、1つまたはそれを上回るVCSEL4952は、発射されたときに波長の範囲にわたって掃引されてもよい。複数のVCSEL4952を用いた実施形態に関して、波長は、VCSEL4952の全体的掃引範囲内で増加するように、複数の中の別のVCSEL4952の波長掃引範囲に部分的に重複し得る。ある事例では、本全体的掃引範囲は、約850nmを中心とする。1つまたはそれを上回るVCSEL4952からのレーザ光は、ファイバ結合器5126を通して光ファイバライン5127に伝搬され、そこで、別の光学結合器5118が、2つの異なる経路に沿って1つまたはそれを上回るVCSEL4952からの光学エネルギーの一部を分割する。
第1の経路では、光学エネルギーの約95%が、別の光学結合器5119に光学的に伝達され、光学エネルギーの約5%が、光学結合器5120に光学的に伝達される。第2の経路では、光学エネルギーは、光学結合器5120を介して、さらにもう一度分割される。この点に関して、光学結合器5120からの光学エネルギーの約75%が、エタロンを備えるファブリ・ペロー干渉計等の干渉計を通して位相補正検出器5101−1に伝達される。エタロンおよび検出器は、光学クロック5125のコンポーネントを備えてもよい。光学クロック5125は、例えば、単一のエタロンを備えてもよい。エタロンは、略平行平面を備え、レーザビームの伝搬方向に対して傾転されてもよい。表面は、コーティングされた、またはコーティングされていない表面を備えてもよい。材料は、好適な厚さを伴う任意の好適な光透過性材料から成ってもよい。例えば、エタロンは、約0.25mm〜約5mm、例えば、約0.5mm〜約4mmの範囲内の厚さを備えてもよい。エタロン表面の反射率は、約3%〜約10%の範囲内であり得る。エタロンは、レーザビーム伝搬方向に対して傾転される、例えば、約5度〜約12度の範囲内の角度で傾転されることができる。エタロンのフィネスは、例えば、約0.5〜約2.0の範囲内、例えば、約0.5〜1.0の範囲内であり得る。エタロンは、光学ガラス等の任意の好適な材料から成ってもよい。エタロンの厚さ、屈折率、反射率、および傾転角は、クロックボックス検出器において略正弦波光学信号を提供するように構成されることができる。約0.5〜2.0の範囲内のフィネスは、本明細書に説明されるような位相補償に非常に適している略正弦波検出器信号を提供することができるが、より高いフィネス値を伴う実施形態が、効果的に利用されることができる。
いくつかの実施形態では、クロックボックスは、複数のエタロンを備えてもよい。本アプローチは、1つまたはそれを上回るVCSELが、複数のVCSELを備え、複数のエタロンが、付加的位相およびクロック信号情報を提供する、実施形態において役立ち得る。例えば、クロックボックスは、光が、第1のエタロン、次いで、第2のエタロンを通して、連続的に伝送されるように配列される、第1のエタロンおよび第2のエタロン、例えば、クロックボックス信号の周波数混合を提供し、掃引源の位相を測定するために使用される検出器および関連付けられる回路の数を減少させ得る、直列構成を備えてもよい。代替として、複数のエタロンは、複数の検出器に結合される複数のエタロンを伴う平行構成で配列されることができる。
位相補正検出器5101−1は、光学クロック5125からの光信号を使用し、本明細書に説明されるような1つまたはそれを上回るVCSEL4952からの光の位相ラッピングを介して、1つまたはそれを上回るVCSEL4952の位相を合致させることによって、ユーザの眼5109−1から反射される光の位相を補正してもよい。光学結合器5120からの光学エネルギーの残りの25%が、光学的安全性のために検出器5101−2に光学的に伝達されてもよい。例えば、検出器5101−2は、デバイスの配向に応じて、ユーザの眼5109−1または5109−2に伝達されている光学エネルギーの量を決定するために使用されてもよい。両眼OCTデバイス4900が、検出器5101−2がユーザの眼を損傷させ得る過剰に多くの光学エネルギーを受光していることを決定する場合には、両眼OCTデバイス4900は、VCSEL4952を動作停止させる「強制停止スイッチ」として動作してもよい。代替として、または加えて、両眼OCTデバイス4900は、検出器5101−2を監視し、レーザ安全性および/または信号処理のために必要と見なされるようなVCSEL4952からの光学エネルギーを増加または減少させてもよい。OCTデバイスは、改良された眼の安全性のために冗長測定を提供するための第2の安全検出器5101−3を備えてもよい。
光学結合器5119に伝達される光学エネルギー(例えば、1つまたはそれを上回るVCSEL4952からの光学エネルギーの約95%)はまた、2つの経路に沿って分割され、残りの光学エネルギーの約99%が、ファイバに沿って光学結合要素5122に光学的に伝達され、残りの光学エネルギーの約1%もまた、両眼OCTデバイス4900のレーザ安全性のために検出器5101−3に光学的に伝達される。光学結合器5122に伝達される光学エネルギーの一部は、光学結合器5122によって、マッハ・ツェンダー干渉計の2つの光路ループ5110と5111との間で、例えば、それぞれ約50%に分割されてもよい。光路ループ5110は、ユーザの眼5109−1の網膜の厚さ測定のための参照光学信号(例えば、光路ループ5111を通してユーザの網膜から反射される測定信号)を提供するための干渉計の参照アームを備えてもよい。
光学ループ5111を通して伝達される光学エネルギーの一部は、マッハ・ツェンダー干渉計の測定アームに沿ってユーザの左眼5109−1に伝達される。例えば、ユーザの眼5109−1に伝達されている光学エネルギーは、OPD補正モジュール4940を通して通過し、両眼OCTデバイス4900の適切な干渉計に任意の光路距離補正を実施してもよい。本光は、次いで、ユーザの眼5109−1が(例えば、固視経路5106−1に沿って)固定標的4912−1を固視している間に、ユーザの眼5109−1の網膜の厚さを測定するように、スキャナモジュール4990の走査ミラー5113を介してユーザの眼5109−1を横断して走査されてもよい。
固定標的4912−1は、LED5102−1を用いて後方照明されることができ、光は、光学要素5103−1ならびに5105−1およびホットミラーを備えるダイクロイックミラー5115を通して、光路5106−1に沿って伝搬されてもよい。ある事例では、固視の標的はまた、標的を固視している間に軽減をユーザの眼5109−1に提供するように、照明停止部5104を含んでもよい。
眼5109−1のユーザの網膜に衝突する光は、OPD補正モジュール4940、走査ミラー5113、集束要素5114、ダイクロイックミラー5115、および光学要素4916−1によって確立される経路に沿って、光学ループ5111を通して、光学結合器5122に戻るように、後方反射されてもよい。本事例では、光学結合器5122は、反射された光学エネルギーを光学ループ5110に分割された光学エネルギーと結合し得る、光学結合器5121に反射された光学エネルギーを光学的に伝達してもよい。光学結合器5121は、次いで、網膜の厚さ測定が実施され得るように、その光学エネルギーを平衡検出器の5101−4および5101−5に光学的に伝達してもよい。そうすることで、光学結合器5121は、干渉信号が平衡検出器上で位相がずれて到着するように、その光学エネルギーを検出器5101−1および5101−4のそれぞれに対する約50%に分割してもよい。
光は、ダイクロイックミラー5115を介してユーザの眼5109−1に指向されている複数の光学要素5112および5114を通して集束され、光学要素4916−1を介してユーザの網膜上に集束されてもよい。走査ミラー5113からの光およびユーザの眼5109から反射される光は両方とも、概して、赤外光を反射し、可視光を透過させるように構成されるホットミラー4913を備え得る、ダイクロイックミラー5115から反射するものとして示される。
本実施例から分かり得るように、ユーザの右眼5109−2は、示される配向を用いて1つまたはそれを上回るVCSEL4952からいずれの光学エネルギーも受光しない。むしろ、ユーザの右眼5109−2は、別のLED5102−2を用いて後方照明され得る、標的4912−2を用いた両眼固視のために使用される。標的4912−2は、標的4912−1とサイズおよび形状が類似し、両眼固視を提供するように、類似光学系を用いて眼に提示されることができる。この点に関して、ユーザの右眼5109−2はまた、類似光学強度と、分離距離と、光路5106−1に沿った光学系までの寸法とを備える、光学要素4916−2、5105−2、5103−2、および照明停止部5104−2を通した光路5106−2に沿って、標的4912−2を固視してもよい。
両眼OCTシステム4900は、光学コンポーネントを測定されているユーザのためのカスタマイズされた構成まで移動させるように構成されることができる。レンズ4916−1は、屈折、例えば、測定されている眼の眼鏡処方に従って、光路5106−1に沿って調節されることができる。レンズ4916−1は、レンズ4916−1を調節し、固定標的4912−1を合焦させるように、かつOCT干渉計の測定ビームをユーザの網膜上に集束させるように、コンピュータ、ユーザ、または他の制御下で移動されることができる。例えば、レンズは、矢印5144で示されるように平行移動されることができる。レンズ4916−2は、レンズ4916−1を調節し、固定標的4912−2をユーザの網膜上に合焦させるように、コンピュータ、ユーザ、または他の制御下で移動されることができる。例えば、レンズは、矢印5148で示されるように平行移動されることができる。OPD補正モジュール4950は、矢印5146で示されるように、ミラー5113に向かって、かつそこから離れるように、軸方向に平行移動されることができる。OPD補正モジュール5146は、測定されているユーザの眼のために測定アームと参照アームとの間の光路差を適切に位置付けるように、コンピュータ制御下で移動されることができる。瞳孔間距離は、光路5106−1に向かって、かつそこから離れるように、光路5106−2を平行移動させることによって、調節されることができる。
自由空間光学系モジュール4910−2は、LED5101−2、固定標的4912−2、レンズ5103−2、開口5104−2、レンズ5105−2、またはレンズ4916−2等の1つまたはそれを上回るコンポーネントを光路5106−2に沿って備えてもよい。自由空間光学系モジュール4910−2は、矢印5142で示されるように、瞳孔間距離を調節するように、光路5106−1に沿って位置する光学コンポーネントに向かって、かつそこから離れるように側方に平行移動されることができる。自由空間網膜の厚さ光学系モジュール4910−1は、LED5102−1、固定標的5103−1、開口5104−1、ミラー5116、レンズ5105−1、ミラー5115、またはレンズ4916−1等の光路5106−1に沿って位置する1つまたはそれを上回るコンポーネントを備えてもよい。OPD補正モジュール5146は、干渉計の測定アームの光ファイバと、光ファイバから光を実質的にコリメートするため、かつ網膜から光ファイバの中に光を集束させるためのレンズ5112とを備えてもよい。
図52は、いくつかの実施形態による、光学レイアウト基板5150上に構成される光学構成5100のブロック図を示す。例えば、両眼OCTデバイス4900は、ほぼ平面に沿って延在する複数の層を伴って構成されてもよく、その層はそれぞれ、特定の機能を実施するように構成されてもよい。本事例では、光学レイアウト基板5150は、光学コンポーネントの振動を減少させるために使用され得る、光学構成5100のための支持体を提供する。光学基板5150は、本明細書に説明されるように、光ファイバモジュールの筐体内に封入される複数のコンポーネントを備えてもよい。筐体5153内に封入され、基板上に支持される複数のコンポーネントは、結合器5118、結合器5119、結合器5120、結合器5121、結合器5122、光ファイバ5110を備える参照アーム、およびそれらの任意の組み合わせのうちの1つまたはそれを上回るものを備えてもよい。1つまたはそれを上回るVCSEL4952は、筐体内に封入されてもよい。結合器5120から延在する複数の光ファイバは、筐体を通して適切な検出器まで延在し、例えば、クロックボックス検出器5101−1および安全検出器5101−2に結合することができる。結合器5119から延在する光ファイバは、第2の安全検出器5101−3に結合され、筐体5153を通して延在することができる。結合器5119から延在する第2の光ファイバは、光学結合器5122を用いてサンプルを測定するように、干渉計に結合されることができる。サンプル測定アームの光ファイバ部分は、結合器5122から延在し、例えば、筐体5153を通して光路差補正モジュール4940まで延在する。
プリント回路基板は、いくつかの処理デバイス(例えば、図50の駆動電子機器4971を含む、主要電子基板49700)が、1つまたはそれを上回るVCSEL4952を駆動するために、光学レイアウト基板5150を伴って構成されるコネクタ5152に接続するケーブル5151を通して、光学レイアウト基板5150に結合し得る、電子機器面に沿って延在する支持層を提供し得る。
図53は、いくつかの実施形態による、両眼OCT4900のモジュール式実施形態の斜視図を示す。例えば、両眼OCT4900の主要電子基板4970は、光学レイアウト基板5150上の光学コンポーネントを封入する筐体4953に搭載される、プリント回路基板(PCB)5160として実装されてもよい。PCB5160は、パワーおよび電子機器を提供し、光学レイアウト基板5150の光学構成5100を制御してもよい。PCB5160はまた、周辺基板4932−1、4932−2、4943、4914−1、および4914−2を含む、またはそれに通信可能に結合されてもよい。両眼OCTデバイス4900はまた、光学レイアウト基板5150上に搭載され、主要電子基板4970に通信可能に結合する、自由空間光学系モジュールを備えてもよい。光学系基板上に搭載される自由空間光学系モジュールは、本明細書に説明されるようなモジュール4910−1、モジュール4910−2、またはOPD補正モジュール4940のうちの1つまたはそれを上回るものを備えてもよい。自由空間モジュール4910−2は、光学レイアウト基板5150に関して移動し、瞳孔間距離を調節するように構成されることができる。OPD補正モジュールは、光学レイアウト基板5150に対して移動するように構成されることができる。
干渉計モジュール4950は、本明細書に説明されるような光ファイバの結合器と、1つまたはそれを上回るVCSEL4952とを備えてもよい。主要電子基板4970または周辺基板のうちの1つは、VCSEL4952を駆動する電子機器を備えてもよい。光学レイアウト基板5150上の光ファイバに光学的に結合されている、1つまたはそれを上回るVCSEL4952は、レーザ光を光学レイアウト基板5150上の光ファイバに伝搬する。ユーザの眼4910−1から反射されるレーザ光は、PCB5160に伝搬されることができ、そこで、光検出器4972は、反射レーザ光を検出し、アナログブロック4974による処理のために光を電子アナログ信号に変換する。
いくつかの実施形態では、光学レイアウト基板5150は、減衰を両眼OCT4900に提供する。例えば、両眼OCT4900が落下された場合、光学レイアウト基板5150を伴って構成される減衰機構が、両眼OCT4900の衝撃への任意の振動効果を補償し、そのコンポーネント(例えば、光学レイアウト基板5150、PCB5160、干渉計モジュール4950、およびそれぞれのコンポーネント)を保護し得る。搭載プレート5150は、類似減衰機構を備えてもよい。
図54は、いくつかの実施形態による、両眼OCT4900の斜視/切断図を示す。本図では、光学レイアウト基板5150、PCB5160、および干渉計モジュール4950は、両眼OCT4900の筐体4903内に構成される小型形態で機械的にともに結合される。本図から分かり得るように、固定標的4912−1および4912−2(例えば、LED光)は、ユーザがユーザの眼に近接して両眼OCT4900を設置するときに、それぞれ、レンズ4916−1および4916−2を通してユーザに可視である。VCSEL4952からのレーザ光は、固定標的4912−1と同一の光路の一部に沿って伝搬する。したがって、ユーザが固定標的4912−1および4912−2を凝視するとき、1つまたはそれを上回るVCSEL4952からのレーザ光は、ユーザの眼を通して伝搬し、ユーザの網膜の厚さを決定するための後続の処理のために光学レイアウト基板5150に後方反射するように動作可能である。
図55は、いくつかの実施形態による、両眼OCT4900の別の斜視/切断図を示す。本図では、光学レイアウト基板5150のみが、VCSEL4952、ファイバ結合器5126、検出器5105−1−5105−5、ファブリ・ペロー光学クロック5125、および光学結合器5118−5122の構成を示すように図示される。光学レイアウト基板5150はまた、スプライサ5170を備えてもよい。
図56および57は、いくつかの実施形態による、眼球位置センサを備える、両眼OCTシステム4900を示す。図56は、いくつかの実施形態による、眼球位置センサ5610を備える、両眼OCT4900の俯瞰/切断図を示す。図57は、眼のプルキニェ画像を発生させるために使用される複数の光源5615および位置センサの斜視/切断図を示す。眼球位置センサ5610は、アレイセンサ、線形アレイセンサ、1次元アレイセンサ、2次元アレイセンサ、相補型金属酸化膜(CMOS)2次元アレイセンサ、象限検出器、または位置感受性検出器のうちの1つまたはそれを上回るものを備えてもよい。眼球位置センサ5610は、眼の角膜からの光の反射からのプルキニェ画像等の眼の画像をセンサ上に形成するように、レンズと組み合わせられることができる。眼球位置センサは、図49−55を参照して説明される両眼OCTシステム等の本明細書に開示される実施形態のうちのいずれかに組み込まれることができる。
示される図では、光学構成5100は、光ファイバ結合部(例えば、図51のファイバループ5110および5111)ならびに光学結合器5118−5122、および本明細書に説明されるような他のファイバコンポーネントの上方の光学レイアウト基板5150上に搭載される。したがって、本明細書に説明されるような1つまたはそれを上回る自由空間光学コンポーネントは、その下のファイバコンポーネントに光学的に結合されてもよい。
示されるように、自由空間光学系モジュール4910−1および4910−2は、概して、それぞれ、ユーザの眼5109−1および5109−2と整合される。自由空間光学系モジュール4910−1と4910−2との間の距離は、ユーザのIPDに従って調節されてもよい。いくつかの実施形態では、本調節は、両眼OCT4900がユーザに保有されている間に、ユーザのために維持される。例えば、ユーザは、ある時間周期にわたる自宅使用のために両眼OCT4900を使用する患者であってもよい。ユーザに保有されている間に正しい網膜の厚さが測定されることを確実にするために、両眼OCT4900は、ユーザがIPDを調節しないように防止し得る。同様に、両眼OCT4900はまた、ユーザがOPD補正モジュール4940を介してOPDを調節しないように防止し得る。
本図から分かり得るように、固定標的4912−1および4912−2(例えば、LED光標的)は、それらの個別の自由空間光学系モジュール4910−1および4910−2の種々の光学要素を通して通過する。OPD補正モジュール4940は、本明細書に説明されるように、1つまたはそれを上回るVCSEL4952からレーザ光を受光し、走査ミラー4990に向かって光を指向する。走査ミラー4990からの光は、レンズを通して通過し、ダイクロイックミラー5115によってレンズ4916−1を通してユーザの眼5109−1に反射される。
図57に示されるように、第1の光源と、第2の光源とを備える、複数の光源5615が、プルキニェ画像を発生させるために使用される。付加的光源は、プルキニェ画像を発生させるために使用されてもよく、例えば、4つの光源が、略直交軸に沿って位置することができる。複数の光源は、多くの方法で構成されることができ、LED、導波管、開口、または光ファイバのうちの1つまたはそれを上回るものを備えてもよく、眼の角膜から反射されたときにパターンの仮想画像を形成するように、三角形、長方形、プラチドディスク、または同等物等のパターンで配列されることができる。複数の光源からの光は、眼に向かって指向され、レンズ4916−1に向かって角膜の前面上の涙液膜から反射される。角膜から反射される光線は、眼球位置センサ5610上に眼の画像を形成するように、ビームスプリッタ5115およびレンズ5105−1を通して透過される。ミラー5116が、眼球位置センサ5610に向かって複数の光源から光を反射するように、光路5106−1に沿って位置することができ、ミラー5116は、固定標的からの緑色光等の可視光を透過させるように構成されることができる。
位置センサ5610に結合される光学要素は、測定干渉計の光路の1つまたはそれを上回るコンポーネントと、固定標的とを備えてもよい。1つまたはそれを上回るVCSELからの光は、本明細書に説明されるように、走査ミラー5113から反射され、レンズ5114を通して透過され、ダイクロイックミラー5115からレンズ4916−1に向かって反射され、眼に向かって指向されることができる。固視標的4912−1からの光は、固視のために患者の網膜上に画像を提供するように、レンズ5105−1を通して指向され、ミラー5115およびレンズ4916−1を通して眼に向かって透過されることができる。ダイクロイックビームスプリッタ等のビームスプリッタ5116が、複数の光源5615から眼球位置センサ5610に向かって光を反射し、固定標的から可視光を透過させるために、レンズ5105−1と固定標的4912−1との間に位置することができる。
光源の波長は、多くの方法で構成されることができるが、いくつかの実施形態では、プルキニェ画像を発生させるための複数の光源は、約700〜800nmの範囲内の波長を備え、固定標的は、約500〜700nmの範囲内の波長を備え、OCT測定ビームは、約800〜900nmの範囲内の複数の波長を備える。ミラー5115は、800nmを上回る光を反射し、800nmを下回る光を透過させるように構成される、ホットミラーまたはダイクロイックビームスプリッタを備えてもよい。ビームスプリッタ5116は、700nmを上回る光を反射し、700nmを下回る光を透過させるように構成される、ダイクロイックミラーを備えてもよい。いくつかの実施形態では、1つまたはそれを上回るVCSELからの光は、800nm〜900nmの範囲内の波長を備え、プルキニェ画像を発生させるための複数の光源5615は、約700nm〜800nmの範囲内の波長を備え、固視標的は、約400nm〜約700nmの範囲内、例えば、約500nm〜700nmの範囲内の波長を備える。
図58は、いくつかの実施形態による、自由空間光学系4910−1の俯瞰図を示す。レーザ光が、自由空間光学系4910−1に入射するにつれて、ダイクロイックミラー5115からユーザの眼5109−1(図示せず)に向かって光学要素4916−1を通して反射される。光は、ユーザの眼5109−1に衝突し、光学要素4916−1に向かって戻るようにその網膜から反射する。反射レーザ光は、ダイクロイックミラー5115からOPD補正モジュールに向かって反射される。複数の光源からの光は、ダイクロイックミラー5116から眼球位置センサ4610に向かって反射される。眼球位置センサ5610は、本明細書に説明されるような眼の位置まで、本明細書に説明されるようなプロセッサに動作可能に結合される。代替実施形態では、眼球位置センサ5610は、位置5201に位置することができ、光は、本明細書に説明されるようなプルキニェ画像等の眼の画像を眼球位置センサ上に形成するように、レンズ5202を通して透過されることができる。
図49−58を参照して説明される両眼OCTデバイス4900のコンポーネントは、当業者に明白であろうように、小型OCTデバイスを提供するように組み合わせられることができる。
両眼OCTデバイス4900は、図2、3、および3Bの手持ち式OCTデバイス100を備えてもよく、通信回路を備え、本明細書に説明されるようなモバイル患者デバイス120等の1つまたはそれを上回る外部デバイスに動作可能に結合するように構成されてもよい。本接続は、本明細書に説明されるように、例えば、USBコネクタを用いた有線、または、例えば、Bluetooth(登録商標)を用いた無線であり得る。モバイル患者デバイス120は、検出器5101−1−5101−5からの信号のうちの1つまたはそれを上回るものを処理し、例えば、本明細書に説明されるようなA走査および網膜マップを発生させるように構成されることができる。
図49−58は、両眼OCTデバイス4900を参照するが、両眼OCTデバイス4900の1つまたはそれを上回るコンポーネントが、本明細書に説明されるような単眼OCTデバイスを構築するために使用されることができる。例えば、瞳孔間距離(「IPD」)を調節するように除去され得る、自由空間光学系モジュール4910−2および関連付けられる平行移動ステージは、含まれなくてもよく、アイカップは、眼を被覆し、周囲光を遮断するように構成されてもよい。そのような実施形態では、ユーザは、本明細書に説明されるように、デバイスを反転させ、第2の眼を測定することができる。代替として、または組み合わせて、遮眼子が、不透明な材料で測定されていない眼を被覆し、測定されていない眼への注意散漫を回避するように、提供されることができる。スイッチが、信号をプロセッサに提供し、測定されている眼、および本明細書に説明されるように測定されている眼を参照して記録されるデータを決定するように、遮眼子に結合されることができる。
図59A−59Dは、いくつかの実施形態による、光軸5106−1に関して眼の位置を決定するように眼球位置センサ5610を用いて捕捉され得る、画像を示す。画像のそれぞれでは、角膜から反射される複数の光源の画像が、示される。角膜から反射される光の画像が示されるが、眼球位置センサは、例えば、瞳孔位置撮像構成等の他の構成も備えてもよい。4つの光源のそれぞれの位置が、示される。例えば、図59Aは、ユーザが固定標的を固視するときに、眼が由空間光学系4910−1と整合されるように、瞳孔不一致が0mmであり、軸状にある画像を示す。眼の位置は、眼球位置検出器5610上に結像される複数の光源の場所に応答して、決定されることができる。一般に、場所のオフセットは、OCTシステムの光軸に関する眼の平行移動に対応する。図59B、59C、および59Dは、両眼OCTデバイス4900の測定側の光軸が眼と完全には整合されない、事例を図示する。より具体的には、図59Bは、X軸に沿った約0.5ミリメートルの眼の角膜の整合誤差を示す。図59Cは、X軸に沿った約1.0mmの整合誤差を示し、図59Dは、X軸に沿った1.5の整合誤差を示す。類似変位誤差が、Y軸に沿って計算されることができる。これらの変位誤差は、X軸およびY軸、例えば、これらの軸が、両眼OCT測定システム等のOCT測定システムの光軸を横断する平面に沿って延在する、X、Y座標参照を用いた眼の位置に沿って、眼球位置センサ5610を用いて決定されることができる。
図60A−60Cは、いくつかの実施形態による、眼に最も近いレンズとユーザの眼5109−1との間の種々のアイレリーフ距離において眼球位置センサ5610を用いて捕捉される複数の光源の位置を示す。一般に、複数の光源の画像の間隔は、増加するレリーフ距離とともに減少する。より具体的には、図60Aは、ユーザの眼5109とOCT測定システムとの間の約16mmの距離における複数の源から反射される光のプルキニェ画像を示す。図60Bは、約21mmの距離における位置センサ5610からの画像を示す。図60Cは、ユーザの眼5109とOCT測定システムとの間の約26mmの距離における位置センサからの複数の光源の画像を示す。複数の光源の間の間隔は、増加するレリーフ距離とともに減少する。
本明細書に説明されるようなプロセッサは、X、Y、およびZ軸におけるアイレリーフ距離を決定するように、眼球位置センサ5610に結合されることができる。プロセッサは、測定される眼を決定し、位置センサデータを眼の座標参照システムに適切にマップするように、配向センサに結合されることができる。例えば、センサ5610からの眼のXおよびY位置は、OCTシステムが反転構成を備えるときに反転されることができ、眼の測定された位置は、ユーザの参照フレームに適切に変換されることができる。センサを用いて捕捉される画像は、意図された位置からのX、Y、およびZオフセットの組み合わせ、例えば、X、Y、およびZ軸に沿った0整合誤差を備えてもよい。
測定された眼球位置のうちの1つまたはそれを上回るものは、命令をユーザに提供するために使用されることができる。例えば、ユーザは、OCT測定システムに動作可能に結合されるモバイルデバイスから聴覚命令を受信し、眼が本明細書に説明されるようなOCT網膜厚さ測定のための好適な窓内に位置するまで、眼を左、右、上、または上に移動させてもよい。例えば、本システムは、いったん眼がOCT測定システムの光軸の約0.5以内まで移動すると、OCT測定を入手するように構成されることができる。固定標的のうちの1つまたはそれを上回るものは、視覚合図をユーザに提供するように構成されることができる。例えば、固定標的のうちの1つまたはそれを上回るものは、測定された眼が十分に整合されるときに、色を変化させるように構成されることができる。例えば、固定標的は、十分に整合されていないときの黄色から十分に整合されたときの緑色に色を変化させることができる。いくつかの実施形態では、両方の固定標的は、OCTシステムが眼と十分に整合するときに、色を変化させることができる。本明細書に説明されるような固定標的を照明するLEDはそれぞれ、2つまたはそれを上回る発光波長、例えば、黄色および緑色波長を備えてもよい。
図61A−61Dは、いくつかの実施形態による、スキャナモジュール4990によって実装され得る、種々の走査パターンを示す。より具体的には、図61Aは、スキャナモジュール4990が、次のスポット上に移動する前に、VCSEL4952からのレーザ光をユーザの眼5109の上の特定のスポット上に留める、「停止および進行」走査軌道を示す。例えば、スキャナモジュール4990は、トリガ信号に応答して、スポット6102上に移動する前に、レーザ光をスポット上6101上に留めてもよい。代替として、スキャナモジュールは、測定ビームが、本明細書に説明されるように、A走査の間に眼に沿って連続的に移動するように、1つまたはそれを上回るVCSEL光源が掃引されている間に、OCT測定ビームを連続的に走査してもよい。図61Bは、スキャナモジュール4990が、VCSEL4952からのレーザ光をユーザの眼5109の上で線形に走査する、「星形」走査軌道を示す。例えば、スキャナモジュール4990は、線6104に沿って移動する前に、線6103に沿って線形様式でレーザ光測定ビームを走査してもよい。図61Cは、スキャナモジュール4990が、次のスポット上に移動する前に、VCSEL4952からのレーザ光をユーザの眼5109の上で線形に走査する、「連続」走査軌道を示す。例えば、スキャナモジュール4990は、線6106に沿って移動する前に、線6105に沿って線形様式でレーザ光を走査してもよい。図61Dは、スキャナモジュール4990が、リサジューパターン6107でVCSEL4952からのレーザ光をユーザの眼5109の上で連続的に走査する、リサジュー走査軌道を示す。
図62は、いくつかの実施形態による、両眼OCT等の本明細書に説明されるようなOCTシステムによって実装され得る、前処理等の処理のフロー図6200を示す。未加工クロック信号6201が、本明細書に説明されるような掃引源のA走査掃引の間に位相補償モジュールの検出器から受信される。未加工クロック信号は、掃引源光ビームのサンプリングされた部分が、本明細書に説明されるようなエタロン等の干渉計を通して通過された後に、検出器からのアナログ値を備えてもよい。未加工A走査サンプル6202が、本明細書に説明されるようなOCT測定システムの平衡検出器から受信される。いくつかの実施形態では、クロック信号は、A走査を正確にサンプリングし、本明細書に説明されるような掃引源の波長掃引率の変動を補正するために、A走査信号と同期して捕捉される。未加工クロック信号は、ヒルベルト変換を用いて変換されることができ、結果として生じる位相情報は、線形化され、再サンプリングベクトル6204を発生させるために使用されることができる。再サンプリングベクトルを発生させるための再サンプリングは、チャープ補正もしくは位相補正のうちの1つまたはそれを上回るものを含んでもよい。
短時間フーリエ変換(STFT)が、未加工クロック信号に適用され、時間周波数図で可視化されることができる。画像6205は、未加工クロック信号上のチャープの非線形位相を図示する。画像6206は、再サンプリングベクトルで未加工クロック信号を再サンプリングした後の類似情報を示す。画像6205および画像6206に関して提供される本動作は、チャープ補正の有効性を示すために例証的である。画像6207は、未加工クロック信号に適用されるFFTの結果を示し、ピークの広がりを図示する。ピークの広がりは、光学クロックからのチャープ信号の非線形位相に起因し得る。画像6208は、画像6206と同様に、クロック信号の位相変動を減少させるために類似するクロック信号を再サプリングした後のFFTの結果を示し、ピークの広がりは、有意に低減される。いくつかの実施形態では、再サプリングは、未加工A走査6202に適用され、画像6502、6206、6207、および6208を参照して説明される付加的ステップは、実施されず、これらの画像は、再サンプリングの有用性を図示するように提供される。
再サンプリングベクトルは、再サンプリングされたA走査6203を発生させるように、A走査データに適用される。再サンプリングされたA走査は、個々のA走査6209の強度値を発生させるように、高速フーリエ変換等の変換を受ける。上記のプロセスは、複数のA走査を発生させるように繰り返されることができる。複数のA走査は、複数のA走査を含む、再サンプリングされたA走査出力6210を発生させるように、再サンプリングされることができる。再サンプリングされた出力は、本明細書に説明されるような網膜の厚さを決定するために使用されることができる。
図63は、いくつかの実施形態による、図62のフロー図6200の前処理によって取得される種々のプロットを示す。単一のA走査6301は、A走査信号6301によって示されるような網膜6302の層に対応する反射を備える。網膜6302は、内境界膜(「ILM」)、神経線維層、神経節細胞層、内網状層、外網状層、外境界膜、ヘンレ線維、外側区画、楕円体ゾーン、相互嵌合ゾーン、網膜色素上皮(「RPE」)、ブルッフ複合体、後皮質硝子体、内顆粒層、外顆粒層、および筋様体ゾーンを含む、いくつかの層および構造から成る。単一のA走査6301を参照して分かり得るように、網膜からの反射信号は、ILMに対応する第1のピークと、RPEに対応する第2のピークとを備える。網膜の厚さは、ILMとRPEとの間の分離距離に基づいて決定されることができる。いくつかのA走査6303は、深度における網膜の反射率を備える、組み合わせられた、および/またはオーバーサンプリングされた波形データ6304を発生させるように、サンプリングされる、ならびに/もしくは組み合わせられることができる。例えば、100〜1,000回のA走査が、取得され、A走査の間に測定ビームの場所に対応する網膜の領域において網膜の厚さを発生させるように、例えば、700のサンプルが、再サンプリングおよび/またはオーバーサンプリングされることができる。再サンプリングされた、および/または組み合わせられたデータ6304は、対応するピークに基づくRPEおよびILMの場所、ならびに網膜の厚さを決定するために使用される2つの反射率ピークの間の距離を決定するために、使用されることができる。
図64は、いくつかの実施形態による、1つまたはそれを上回るVCEL4952が複数のVCSELを備える、OCTデバイス6400を示す。OCTシステム6400のコンポーネントは、本明細書に説明されるような両眼OCTシステム4900との組み合わせに非常に適しており、掃引源の範囲を延在させるために使用されることができる。複数のVCSELは、第1のVCSEL4952−1と、第2のVCSEL4952−2と、第3のVCSEL4952−3と、第4のVCSEL4952−4とを備えてもよい。4つのVCSELが示されるが、複数のVCSELは、2〜6つのVCSEL、例えば、3〜5つのVCSEL等の好適な掃引範囲を提供するための任意の好適な数のVCSELを備えてもよい。複数のVCSELは、例えば、6つを上回るVCSELを備えてもよい。複数のVCSELは、複数のVCSELから光学スイッチまで延在する複数の光ファイバを用いて光学スイッチ5126に結合される。光学スイッチ5216は、VCSELから単一モード光ファイバに複数の光ファイバを結合するために使用されることができる。光学スイッチ5216は、非常に速い応答時間と、速い切替反復率とを有する、ソリッドステートスイッチを備えてもよい。光学スイッチ5206は、例えば、機械的コンポーネントを移動させることなく、電気光学スイッチを備えてもよい。光学スイッチ5216は、約30ナノ秒(「ns」)〜約300ナノ秒の範囲内の応答時間を備えてもよい。いくつかの実施形態では、光学スイッチの速度は、ドライバの電子機器に関連し、より遅く、例えば、約250kHz〜約750kHzの範囲内、例えば、約500kHzであり得る。光学スイッチは、N掛ける1(「N×1」)スイッチ、例えば、4×1スイッチを備えてもよい。いくつかの実施形態では、Nの値は、約2〜6の範囲内である。N×1スイッチは、複数のカスケード式スイッチを備えてもよい。いくつかの実施形態では、4×1スイッチは、スイッチ1が、VCSEL1とVCSEL2との間で選択し、スイッチ2が、VCSEL3とVCSEL4との間で選択し、スイッチ3が、スイッチ1とスイッチ2との間で選択する、3つのカスケード式2×1スイッチを備える。ソリッドステート光学スイッチが示されるが、光学スイッチは、複数のVCSELからの光を1本のファイバに組み合わせるために、一連のカスケード式2×1光ファイバスプリッタ、光学格子、または一連のダイクロイックビームスプリッタを備えてもよい。例えば、4×1光学スプリッタは、一連のカスケード式2×1ファイバスプリッタを備えてもよい。
光学スイッチは、複数のVCSELからの複数の光ファイバのうちの1つに選択的に結合し、スイッチから出力光ファイバに透過されるVCSELを選択的に制御することができる。光学スイッチは、プロセッサ5160に動作可能に結合される。プロセッサ5160は、複数のVCSELの照明を制御するためのマルチプレクサを備えてもよい。光学スイッチの切替およびVCSELの照明は、複数のVCSELの連続走査を可能にするように、プロセッサを用いて制御されることができる。光学スイッチ5126は、第1の結合器5118に結合される。第1の結合器5118は、本明細書に説明されるような1つまたはそれを上回る安全検出器を備え得る、パワー検出器に指向される第1の出力ファイバを備えてもよい。結合器5118からの第2の出力ファイバが、第2の結合器5119に結合される。第2の結合器5119は、光ファイバを用いて第1のクロックボックス6403に結合されることができる。第1のクロックボックス6403は、本明細書に説明されるようなクロック信号を発生させるための第1の干渉計を備えてもよい。第2の結合器5119は、第3の結合器5120に結合されることができる。第3の結合器5120は、第2のクロックボックス6404に結合されることができる。第2のクロックボックスは、本明細書に説明されるようなクロック信号を発生させるための第2の干渉計を備えてもよい。第3の結合器5120の出力は、両眼OCT測定システム4900のコンポーネント等のOCT測定システム6401の付加的コンポーネントに結合されることができる。OCTシステム6400は、VCSELドライバ4971および関数発生器6406等のOCTシステム4900の1つまたはそれを上回るコンポーネントを備えてもよい。OCTシステムは、ラップトップを備えるモバイルデバイス6410等の本明細書に説明されるようなモバイルデバイスに結合されることができる。OCTシステムは、VCSEL掃引シーケンス、光学スイッチ5126の切替、および同期して検出器信号を記録するように本明細書に説明されるような検出器に結合されるアナログ/デジタルコンバータのデータ入手を同期して制御するための同期データ入手および制御システム6405を備えてもよい。
図65は、調節可能な光路差を伴う干渉計6500を備える、クロックボックスを示し、図66は、いくつかの実施形態による、両眼OCT4900等の本明細書に説明されるようなOCTシステムを伴って実装され得る、光ファイバ測定干渉計6600を示す。クロックボックス干渉計6500は、本明細書に説明されるような掃引光源に結合される入力光ファイバを備える。入力光ファイバは、参照ミラーに結合される光ファイバおよび可動ミラー6506に結合される別の光ファイバに結合される、結合器6501に結合される。一対のレンズが、光を可動ミラー6506上に集束させるために使用されることができる。一対のレンズは、光ファイバからの光をコリメートするように光ファイバに結合される第1のレンズ6503と、光を光ファイバのなかに集束させるための第2のレンズ6506とを備えてもよい。第2のレンズ6506およびミラー6506は、光路差を調節するようにともに移動してもよい。検出器6502が、光ファイバを用いて結合器6501に結合され、結合器6501から干渉信号を受信する。クロック信号の周波数は、可動ミラー6506を用いて光路長差を調節することによって、調節されることができる。クロックボックス干渉計6500は、例えば、本明細書に説明されるようなマッハ・ツェンダー干渉計またはファブリ・ペロー干渉計を備えてもよい。OCTシステムは、クロックボックスの光路長の適切な差異を決定し、本明細書に説明されるような各複数のVCSELからの光の位相を正確に決定するために、調節可能な光路長をそれぞれ備える、複数のクロックボックスを備えてもよい。
光ファイバ測定干渉計6600は、本明細書に説明されるような光ファイバを用いて複数のVCSEL光源に結合されることができ、複数のクロックボックス干渉計が、本明細書に説明されるようなVCSELからの光の位相を測定するために使用されることができる。結合器6601が、光源から光を受光するように光ファイバに結合され、干渉計の測定アームおよび干渉計の参照アームに結合される。参照アームは、光路差を調節するためのコイル状の光ファイバ6605を備えてもよく、測定アームは、光をサンプル6608に指向するためのレンズ6606を備えてもよい。実験的構成では、サンプル6608は、ミラー6608または他の試験物体を備えてもよい。第2のレンズ6607が、光をサンプル6608に集束させるために使用されることができる。両眼OCT測定システムでは、サンプルは、眼の網膜から成り、測定アームは、本明細書に説明されるような可動OPDモジュールを備えてもよい。測定アームからの光学信号は、光ファイバを用いて結合器6601に結合されることができる。結合器6602が、測定アームからの信号を参照アームからの信号と組み合わせるために使用されることができ、出力が、本明細書に説明されるような一対の光ファイバを用いて平衡検出器に指向されることができる。平衡検出器は、第1の検出器6603および第2の検出器6604等の一対の検出器を備えてもよい。平衡検出器は、本明細書に説明されるような回路に結合されることができ、プロセッサが、本明細書に説明されるように、第1のVCSELの位相を第2のVCSELと整合させるために使用されることができる。
図67は、いくつかの実施形態による、それぞれが波長の範囲にわたって掃引されている、4つのVCSELからのレーザ光強度および波長のプロット6700を示す。例えば、両眼OCT4900が動作しており、図50のVCSEL駆動電子機器4971が複数のVCSEL4952を発射し始めるとき、VCSEL駆動電子機器4971は、VCSEL4952の連続発射を開始してもよい。VCSEL4952はそれぞれ、約10nmの波長にわたって掃引されてもよく、約7nmの波長が、「有効掃引範囲」である。有効掃引範囲は、例えば、約5nm〜約10nmであり得る。全体的掃引範囲は、約22nm〜23nmであり、例えば、約855nmを中心とし得る。複数のVCSELは、例えば、約15〜約30nmの全体的掃引範囲を提供するために使用されることができる。1つまたはそれを上回るVCSELは、本明細書に説明されるような多くの製造業者から入手可能な市販のVCSELを備えてもよく、複数のVCSELは、概して、約800〜895nmの波長において光を放射してもよい。VCSELのVCSEL出力波長は、本明細書に説明されるように、加熱に応答して変化することができる。加熱は、加熱を伴って波長を変化させるために、キャビティ長の変化もしくは利得媒質における屈折率の変化のうちの1つまたはそれを上回るものを誘発することができる。例えば、掃引源の電流変化によって引き起こされる、温度変化は、屈折率の変化、ならびにキャビティの物理的長さの変化、例えば、熱膨張を提供することができる。これらの2つの効果は、GaAsにおいて1ケルビン度あたり約0.04nm(「nm/K」)〜約0.1nm/Kの範囲内、例えば、約0.07nm/Kのレーザモードの波長変化を提供することができる。いくつかの実施形態では、利得スペクトルは、GaAsにおいて約0.1〜約0.5nmの範囲内、例えば、約0.3nm/Kの量だけ、温度変化を伴って波長を偏移させ、これは、1つのVCSELのための達成可能な波長同調の量を限定し得る。
1つまたはそれを上回るVCSELは、A走査のための約1マイクロ秒〜約100マイクロ秒の掃引時間で駆動されることができ、例えば、掃引時間は、約4マイクロ秒〜約60マイクロ秒の範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、掃引時間は、VCSEL毎に約5マイクロ秒〜約50マイクロ秒の範囲内である。1つまたはそれを上回るVCSELが複数のVCSELを備える、実施形態では、A走査のための合計掃引時間は、複数のVCSELのそれぞれを走査するための合計時間を備える、掃引時間を備えてもよく、A走査のための掃引時間は、対応してより長くなるであろう。複数のVCSELはそれぞれ、掃引のための波長の適切な範囲を備えてもよい。
このように、VCSEL駆動電子機器4971は、約856nm〜866nmの掃引される波長の範囲にわたってレーザ光6704を生成するように、第1のVCSELを発射および掃引してもよい。VCSEL駆動電子機器4971は、次いで、次のVCSELを発射および掃引し、約852nm〜862nmの掃引される波長の範囲にわたってレーザ光6703を生成してもよい。VCSEL駆動電子機器4971は、次いで、次のVCSELを発射および掃引し、約848nm〜858nmの掃引される波長の範囲にわたってレーザ光6702を生成してもよい。VCSEL駆動電子機器4971は、次いで、次のVCSELを発射および掃引し、約845nm〜855nmの掃引される波長の範囲にわたってレーザ光6701を生成してもよい。
概して、1つのVCSEL4952の掃引範囲は、他のVCSELの1つまたはそれを上回る掃引範囲の一部に重複し得る。例えば、プロット6700から分かり得るように、1つのVCSEL4952の掃引範囲6701は、複数の中の2つの他のVCSEL4952によって生成される掃引範囲6702および6703の一部に重複する。波長は、重複するものとして示されるが、いくつかの実施形態では、VCSEL掃引は、時間が重複せず、本明細書に説明されるような光学スイッチを用いて干渉計に選択的に結合されることができる。
図68は、いくつかの実施形態による、VCSEL4952によって提供される掃引範囲と対比した軸方向分解能6801のプロット6800を示す。プロット6800から分かり得るように、軸方向分解能の値は、VCSELの掃引範囲に対して減少する。単一のVCSEL4952が、約7nmの波長にわたって掃引されたときに、約50μmの分解能を提供し得る。しかしながら、複数のVCSEL4952等の複数のVCSEL(例えば、それぞれは、約5〜10nmの波長にわたって掃引される)を使用することによって、両眼OCT4900は、分解能値を約10μm(マイクロメートルまたはミクロン)、ある事例では、7μmまで減少させ得る。軸方向分解能は、約10μm〜約30μmのサンプルに関して、約7μm〜約30μmの範囲内であり得る。
しかしながら、VCSEL4952がそれぞれ、いくつかの異なる重複波長範囲にわたって掃引されるにつれて、それらの波形は、概して、異なり、異なる位相を備える。VCSEL4952毎の情報を単一の使用可能な信号に組み合わせるために、VCSEL4952の波形は、位相整合され、ともにスティッチされてもよい。図69は、いくつかの実施形態による、位相がずれており、単一の信号にともにスティッチされるために好適である、2つのVCSEL4952の波形を示す。例えば、第1のVCSEL4952の波形6901は、それらの掃引範囲が重複する面積内の別のVCSEL4952からの隣接する掃引波形の波形6902とともにスティッチされてもよい。例証すると、VCSEL駆動電子機器4971が、複数のVCSEL4952のうちの第1のもののレーザ光を発射および掃引するとき、測定データが、光検出器4972を介して取得されてもよい。次いで、VCSEL駆動電子機器4971は、本明細書に説明されるように、第1のVCSEL4952の掃引範囲に少なくとも部分的に重複する範囲にわたって複数のVCSEL4952のうちの第2のもののレーザ光を発射および掃引してもよい。
いったんクロックボックス位相およびOCT測定アームデータが、光検出器4972を介して取得されると、第1および第2のVCSEL4952の掃引範囲のそれぞれの上の処理が、位相が合致する場所を識別するために使用されてもよい。本実施例では、第1のVCSEL4952のレーザ光は、第2のVCSEL4952のレーザ光からの掃引波形6902よりも遅い掃引波形6901を有し、2つの波形はまた、位相がずれている。掃引波形は、例えば、図67の掃引範囲6704および6703に対応し得る。VCSELは、本明細書に説明されるように、任意の順序および任意の好適な掃引率ならびに範囲で掃引されることができる。
図70A−70Dは、いくつかの実施形態による、図69に図示される第1および第2のVCSEL4952から取得される未加工クロック信号のプロットを示し、非線形クロック信号および波長掃引の位相抽出を図示する。第1のVCSEL(VCSEL1)に関して、それぞれ、図70Aおよび70Bに示されるように、第1のクロックボックス信号7001が、第1の光路差を伴う第1の干渉計(z1)から取得され、第2のクロックボックス信号7002が、第2の光路差を伴う第2の干渉計(z2)から取得される。第2のVCSEL(VCSEL2)に関して、それぞれ、図70Cおよび70Dに示されるように、第1のクロックボックス信号7003が、第1の光路差を伴う第1の干渉計(z1)から取得され、第2のクロックボックス信号7004が、第2の光路差を伴う第2の干渉計(z2)から取得される。いくつかの実施形態では、クロックボックス信号は、本明細書に説明されるような測定アーム干渉信号と同期して記録される。
図71A−71Dは、いくつかの実施形態による、図70A−70Dの未加工クロック信号の位相ラッピングのプロットを示す。図71Aは、第1のクロックボックスからの第1のVCSELからの掃引の位相7101を示し、図71Bは、第2のクロックボックスからの第1のVCSELからの掃引の位相7102を示す。図71Cは、第1のクロックボックスからの第2のVCSELからの掃引の位相7103を示し、図71Dは、第2のクロックボックスからの第2のVCSELからの掃引の位相7104を示す。
図72Aおよび図72Bは、いくつかの実施形態による、2つのクロック信号走査のラップされた位相が、概して、合致され(図72A)、次いで、単一の位相ラップ信号に組み合わせられ得る(図72B)、プロットを示す。第1のクロックボックスおよび第1のVCSELからの位相ラップされた信号7201は、第1のクロックボックスおよび第2のVCSELからの位相ラップされた信号7202と整合されることができる。第2のクロックボックスおよび第1のVCSELからの位相ラップされた信号7203は、第2のクロックボックスおよび第2のVCSELからの位相ラップされた信号7204と整合されることができる。第1のクロック信号は、粗い整合を提供するために使用されることができ、第2のクロックボックス信号は、より精密な整合を提供するために使用されることができる。例えば、第1のクロックボックス信号は、第2のクロックボックス信号の適切な部分が整合のために使用されることを確実にするために使用されることができる。一般に、2つのクロックボックスの干渉計の光路差は、掃引源からの位相の整合を可能にするために十分に異なる。例えば、第1のクロックボックスは、整合を促進するように、第2のクロックボックスによって提供される周波数および位相の第2の範囲よりも遅い、周波数および位相の第1の範囲を備えてもよい。周波数の第1の範囲は、約2〜20の範囲内の倍数だけ周波数の第2の範囲と異なる、例えば、約5〜約10の範囲内で異なり得る。光路差は、類似量だけ異なり得る。例えば、第1のクロックボックスの干渉計は、第1の光路差を備えてもよく、第2の干渉計の光路差は、約2〜20の範囲内の比だけ第1の光路差と異なる第2の光路差を備えてもよく、例えば、約5〜約10の範囲内の比だけ異なる。
図73Aおよび図73Bは、いくつかの実施形態による、振幅復調を伴わずにマージされている第1および第2のVCSEL4952によって発生されるクロックボックス波形信号のプロットを示す。第1のVCSELからの第1のクロックボックス信号7301が、図72Aおよび72Bに示されるように、位相を整合させることに応答して、第2のVCSELからの第1のクロックボックス信号7302と整合されて示される。第1のVCSELからの第2のクロックボックス信号7303が、図72Aおよび72Bに示されるように、位相を整合させることに応答して、第2のVCSELからの第2のクロックボックス信号7304と整合されて示される。OCT干渉計の測定および参照アームからの干渉計信号は、同様に整合されることができる。
図74Aおよび図74Bは、いくつかの実施形態による、振幅復調を伴ってマージされている第1および第2のVCSEL4952によって発生される波形のプロットを示す。第1のVCSELからの第1の振幅復調クロックボックス信号7401が、第2のVCSELからの第1のクロックボックス振幅復調信号7402と整合されて示される。第1のVCSELからの第2の振幅復調クロックボックス信号7403が、第2のVCSELからの第2の振幅復調クロックボックス信号7404と整合されて示される。OCT干渉計の測定および参照アームからの干渉計信号は、クロックボックス信号の復調に基づいて、同様に復調されることができる。
図75は、いくつかの実施形態による、複数の掃引VCSELからの信号をともにスティッチするためのプロセスを図示する、フロー図7500を示す。
ステップ7502では、クロック信号が、本明細書に説明されるようにVCSEL1を用いて発生される。クロック信号は、本明細書に説明されるような単一の干渉計または複数の干渉計からのクロック信号を備えてもよい。ステップ7503では、VCSEL1のためのクロック信号の位相が、本明細書に説明されるように評価される。ステップ7504では、VCSEL1からのクロック信号が、本明細書に説明されるように振幅復調される。
これらのステップは、付加的VCSELに関して繰り返されることができる。例えば、ステップ7506では、クロック信号が、本明細書に説明されるようにVCSEL2を用いて発生される。ステップ7507では、VCSEL2のためのクロック信号の位相が、本明細書に説明されるように評価される。ステップ7508では、VCSEL2からのクロック信号が、振幅復調される。ステップ7509では、クロック信号が、本明細書に説明されるようにVCSEL3を用いて発生される。ステップ7510では、VCSEL3のためのクロック信号の位相が、本明細書に説明されるように評価される。ステップ7511では、VCSEL3からのクロック信号が、振幅復調される。ステップ7512では、クロック信号が、本明細書に説明されるようにVCSEL4を用いて発生される。ステップ7513では、VCSEL4のためのクロック信号の位相が、本明細書に説明されるように評価される。ステップ7514では、VCSEL4からのクロック信号が、振幅復調される。
ステップ7515では、グローバルデルタ(Δ)kが、VCSEL1に関するデルタk1、VCSEL2に関するデルタk2、VCSEL3に関するデルタk3、およびVCSEL4に関するデルタk4に基づいて、定義される。ステップ7516では、VCSEL1のためのクロック信号が、グローバルデルタk値に基づいて再サンプリングされる。ステップ7517では、VCSEL2のためのクロック信号が、グローバルデルタk値に基づいて再サンプリングされる。ステップ7518では、VCSEL3のためのクロック信号が、グローバルデルタk値に基づいて再サンプリングされる。ステップ7519では、VCSEL4のためのクロック信号が、グローバルデルタk値に基づいて再サンプリングされる。
ステップ7501では、ステップ7502−7519が、本明細書に説明されるように、付加的クロックボックスからの付加的光路差に関して繰り返される。
ステップ7520では、クロック信号が、光路差毎にともにスティッチされる。例えば、信号は、好適な合致、例えば、最小平均二乗適合によって定量化される最良合致を提供するように、グローバルk軸に沿って移動されることができる。
ステップ7521では、クロックボックスおよび光路長毎の振幅復調データが、VCSEL毎の網膜サンプルインターフェログラムのそれぞれを復調するために使用されることができる。ステップ7524では、OCT測定および参照アームからの干渉信号を備える、インターフェログラムが、VCSEL1を用いて発生される。ステップ7525では、VCSEL1のためのインターフェログラム信号が、ステップ7504におけるクロックボックス信号振幅復調からの振幅復調に基づいて振幅復調される。
類似ステップが、付加的VCSELに関して実施されることができる。例えば、ステップ7527では、OCT測定および参照アームからの干渉信号を備える、インターフェログラムが、VCSEL2を用いて発生される。ステップ7528では、VCSEL2のためのインターフェログラム信号が、ステップ7508におけるクロックボックス信号振幅復調からの振幅復調に基づいて振幅復調される。ステップ7530では、OCT測定および参照アームからの干渉信号を備える、インターフェログラムが、VCSEL3を用いて発生される。ステップ7531では、VCSEL3のためのインターフェログラム信号が、ステップ7511におけるクロックボックス信号振幅復調からの振幅復調に基づいて振幅復調される。ステップ7533では、OCT測定および参照アームからの干渉信号を備える、インターフェログラムが、VCSEL4を用いて発生される。ステップ7534では、VCSEL4のためのインターフェログラム信号が、ステップ7514におけるクロックボックス信号振幅復調からの振幅復調に基づいて振幅復調される。
VCSEL毎の網膜サンプルインターフェログラムが、ステップ7515で決定されるグローバルデルタk値に基づいて再サンプリングされることができる。ステップ7526では、VCSEL1のための網膜サンプルインターフェログラムが、グローバルデルタk値に従って再サンプリングされる。ステップ7529では、VCSEL2のための網膜サンプルインターフェログラムが、グローバルデルタk値に従って再サンプリングされる。ステップ7532では、VCSEL3のための網膜サンプルインターフェログラムが、グローバルデルタk値に従って再サンプリングされる。ステップ7535では、VCSEL4のための網膜サンプルインターフェログラムが、グローバルデルタk値に従って再サンプリングされる。ステップ7523では、全てのOPDに関するスティッチされたクロック値の整合に対応するスティッチング情報が、VCSEL1−VCSEL4のための網膜サンプルインターフェログラムをともにスティッチするために使用されることができる。スティッチされた網膜サンプルインターフェログラムは、次いで、本明細書に説明されるように、測定ビームに沿って強度反射のプロファイルを発生させるように、変換される、例えば、フーリエ変換されることができる。
フロー図7500は、いくつかの実施形態による、複数の光源から掃引源OCT A走査を発生させる方法を図示するが、いくつかの修正が、行われることができる。例えば、ステップのうちのいくつかが、除去されることができる。付加的ステップが、提供され、ステップは、本明細書に提供される教示に従って、任意の順序で実施されることができる。
本明細書に説明されるようなプロセッサが、干渉計に結合され、フロー図7500で図示されるプロセスの1つまたはそれを上回るステップを実施するための命令を伴って構成されることができる。
図76は、ワークフロープロセス7500と組み合わせられ得る、干渉信号を組み合わせ、複数のVCSELからのA走査反射信号を発生させるためのプロセスのワークフロー図7600を示す。サンプルデータ7602が、複数の検出器から受信される。サンプルデータは、本明細書に説明されるように、患者安全検出器からのレーザ強度信号の振幅、第1の光学クロックからの第1の未加工クロック信号、第2の光学クロックからの第2の未加工クロック信号、および網膜からの干渉計測定信号のうちの1つまたはそれを上回るものを備える。これらの検出器信号のうちの1つまたはそれを上回るものは、対応する検出器上で光るいずれの光さえも伴わずに、信号がゼロではない、オフセットを備えてもよい。オフセット分位ステップでは、ゼロオフセットが、1つまたはそれを上回る信号7604のエッジにおいてゼロオフセットを提供するように、検出器信号のうちの1つまたはそれを上回るものから減算されることができる。オフセット減算信号は、次いで、振幅復調信号7606を提供するように振幅復調されることができる。例えば、復調クロックボックス信号およびOCT眼測定信号は、次いで、対応するVCSELの出力パワーに対してこれらの値を正規化し、正規化された振幅復調信号7606をもたらすように、振幅信号によって除算されることができる。正規化された信号のオフセットは、次いで、ゼロになったデータ7608を提供するように、信号がゼロの値の周囲で発振するように減算されることができる。次のステップでは、検出器への光放射がないことに対応する信号の区分は、これらの区分内の信号のゼロではない値が雑音に対応するため、ゼロに設定されることができる。次のステップでは、信号の位相が、本明細書に説明されるように、位相データ信号7612を提供するようにクロックボックス信号から決定される。位相データ信号7612は、検出器からのデータを再サンプリングし、再サンプリングされたデータ7614を提供するために、使用されることができる。再サンプリングされたデータ7614の位相は、位相整合される再サンプリングされた信号7616を提供するように、位相調節されることができる。位相整合される再サンプリングされた信号は、統一デルタk値7618を提供するように、デルタk値に対して統一されることができる。統一デルタk値は、複数のVSCSELのそれぞれからのOCT測定干渉計信号をともにスティッチするために使用されることができる。本データは、本明細書に説明されるように、A走査信号の強度反射率値を決定するように変換されることができる。上記のステップは、付加的A走査測定に関して繰り返されることができる。
ワーフクロー図7600は、いくつかの実施形態によるプロセスを示すが、プロセスは、修正されることができる。例えば、ステップのうちのいくつかは、繰り返されることができ、ステップのうちのいくつかは、削除されることができ、ステップは、任意の好適な順序で実施されることができる。本プロセスは、本明細書に開示されるような他のプロセスおよび方法のステップと組み合わせられることができる。
本明細書に説明されるようなプロセッサが、干渉計に結合され、フロー図7600で図示されるプロセスの1つまたはそれを上回るステップを実施するための命令を伴って構成されることができる。
図77は、いくつかの実施形態による、網膜の厚さの複数の出力マップ7700を示す。複数の画像は、本明細書に説明されるようにディスプレイ上に示されてもよい。複数の出力マップは、第1日の第1のOCT測定からの第1の出力マップ7710と、第2日の第2のOCT測定からの第2の出力マップ7712と、第3日の第3のOCT測定からの第3の出力マップ7714と、第4日の第4のOCT測定からの第4の出力マップ7716と、第5日の第5のOCT測定からの第5の出力マップ7718とを備えてもよい。
差異マップ7750が、以前の測定と選択された測定との間の差異を示す。ユーザインターフェースは、ユーザがマップを選択するためのユーザ入力を受信するための命令を備えてもよい。例えば、カーソルを用いた、具体的な日からのマップのユーザ選択に応答して、プロセッサは、基準マップと選択されたマップとの間の差異マップを発生させるための命令を伴って構成される。
複数の出力マップおよび差異マップはそれぞれ、複数のセクタを備える。複数のセクタは、複数の環状セクタで境界される中心セクタを備えてもよい。複数の環状セクタは、内側環状セクタと、外側環状セクタとを備えてもよい。環状セクタはそれぞれ、左象限、右象限、上象限、および下象限等の4つの象限を備えてもよい。網膜の厚さは、各セクタに示される数値を伴って複数のセクタのそれぞれに表示され、セクタ毎に網膜の厚さに従って着色されることができる。色分けは、各セクタ内で連続的である、または実際の網膜の厚さ測定に応答してグラデーションを付けられることができる。
差異マップ7750は、多くの方法で構成されることができ、複数の区画毎に数値を伴って示される厚さの変化を示す、マップ7752を備えてもよい。厚さの変化は、厚さの変化に従って、差異マップのセクタ毎に色分けされることができる。差異マップは、セクタの断面積および厚さの変化に基づいて計算され得る、特定のセクタに関する網膜の体積の変化を示す、差異マップを備えてもよい。
患者識別子等の付加的データが、差異マップのそれぞれとともに提供されることができる。また、本明細書に説明されるような網膜のOCT走査の間に、OCT測定システムに対する眼の整合もある。例えば、平均整合、および本明細書に説明されるようなX、Y、ならびにZ座標参照のうちの1つまたはそれを上回るものが、マップとともに示され、マップの座標への適切な変換が、ディスプレイ上に示される。代替として、または組み合わせて、マップは、例えば、ゼロ整合誤差に対応する場所を中心としてマップを中心に置くように、本明細書に説明されるように眼の測定された位置に応答して調節されることができる。
図78は、いくつかの実施形態による、両眼OCT測定システム等の本明細書に説明されるようなOCTデバイスを用いて眼を測定するためのプロセス7800を示す。
ステップ7810では、ユーザ入力が、測定シーケンスをアクティブ化する。ユーザ入力は、ユーザが測定を行う準備ができていることを示す、ボタン、スイッチ、表示、または音声コマンドを備えてもよい。
ステップ7811では、OCT測定システムが、本明細書に説明されるように、配向センサに応答して、OCT測定の配向をチェックする。
ステップ7812では、ユーザが、OCTシステムを用いて測定する眼に関して命令される。命令は、音声コマンド、ディスプレイ上の命令、または固定標的の点滅光もしくは色等の固定標的の近傍の命令を備えてもよい。
ステップ7813では、OCT測定される眼のためのレンズが、OCT測定される眼の屈折誤差に基づいて調節される。各眼の屈折誤差は、プロセッサメモリ内に記憶されることができ、レンズは、OCTシステムの配向に応答して調節されることができる。本調節は、固定標的を合焦させ、OCT測定ビームを網膜上に集束させることができる。
ステップ7814では、他方の眼のためのレンズが、他方の眼の屈折誤差に基づいて調節される。本調節は、他方の眼のための固定標的を合焦させることができる。
ステップ7815では、第1の固定標的が、アクティブ化される。例えば、LEDが、固定標的を後方照明するようにオンにされることができる。
ステップ7816では、第2の固定標的が、アクティブ化される。例えば、第2のLEDが、固定標的を後方照明するようにオンにされることができる。
ステップ7817では、眼が、眼の位置を測定するように照明される。眼は、例えば、角膜からプルキニェ画像を発生させるように、本明細書に説明されるように照明されることができる。
ステップ7818では、眼球位置センサが、眼球位置データを捕捉するようにアクティブ化される。眼球位置センサは、本明細書に開示されるような任意の眼球位置センサを備えてもよい。例えば、眼球位置センサは、プルキニェ画像を発生させるためのCMOS画像センサを備えてもよい。
ステップ7819では、測定された眼に関する眼球位置が、OCTシステム座標参照において画像センサから決定される。眼球位置は、本明細書に説明されるように、眼のX、Y位置、随意に、Z位置を備えてもよい。
ステップ7820では、眼球位置データが、配向センサに応答して、患者座標参照に変換される。眼球位置のXおよびY値は、出力位置値が、患者座標参照からの眼の位置に対応するように、本明細書に説明されるように、位置センサの配向に応答して変換されることができる。
ステップ7821では、眼の位置が、許容整合公差と比較される。
ステップ7822では、ユーザが、OCT測定デバイスに対して移動する方法についてフィードバックを受信する。例えば、眼の位置が、公差窓外である場合、ユーザは、OCTシステムに対して眼を移動させるように、または眼に対してOCTシステムを移動させるように命令される。
ステップ7823では、OCT走査シーケンスが、開始される。例えば、眼球位置が、許容公差窓内である場合、OCT走査シーケンスが、開始されることができる。
ステップ7824では、1つまたはそれを上回るOCT測定光源が、アクティブ化される。光源は、掃引源または本明細書に開示されるような他の光源を備えてもよい。
ステップ7825では、走査ミラーが、網膜にわたって測定ビームを走査し、複数のA走査を発生させる。走査ミラーは、本明細書に説明されるように、事前プログラムされたシーケンスで走査されることができる。
ステップ7826では、走査ミラーの位置が、眼の位置に応答して調節される。いくつかの実施形態では、走査ビームの位置および/または走査パターンが、眼の測定されたXおよびY位置に応答して調節され、ミラーのこれらの位置は、配向センサに応答して調節されることができる。これは、例えば、異なる日に、網膜の厚さ測定データを反復走査とより良好に整合させることに役立ち得る。
ステップ7827では、複数の波長からの走査が、眼からの干渉計信号に基づいて組み合わせられる。使用されるOCTシステムのタイプに応じて、複数のVCSEL等の複数の光源からの走査が、本明細書に説明されるように、A走査を発生させるように組み合わせられることができる。
ステップ7828では、A走査が、網膜の厚さのマップを発生させるように組み合わせられる。複数のA走査が、OCTシステムミラーが網膜を走査するにつれて、発生されることができる。上記のステップは、繰り返されることができる。
ステップ7829では、網膜の厚さのマップが、データベース内に記憶される。記憶されたデータは、OCT走査が取得されるときに、患者識別子および眼の位置等の付加的データを備えてもよい。
ステップ7830では、ユーザが、OCTシステムを反転させるように命令される。ユーザは、OCTシステムを反転させ、OCT測定システムを用いて他方の眼を測定するように命令されることができる。
ステップ7831では、ステップ7811−7829が、他方の眼に関して繰り返される。
ステップ7831では、医療従事者が、マップを精査する。マップは、本明細書に説明されるように、ユーザインターフェースを用いて網膜の厚さの変化を決定するように精査されることができる。説明されるような通知等の適切なステップが、網膜の厚さの変化に応答してとられることができる。
網膜の厚さを測定するためのプロセス7800が、実施形態に従って説明されるが、本プロセスは、多くの方法で修正されることができる。例えば、ステップのうちのいくつかは、繰り返されることができ、ステップのうちのいくつかは、省略されることができ、ステップは、任意の好適な順序で実施されることができる。本明細書に説明されるようなプロセッサは、プロセス7800の1つまたはそれを上回るステップを実施するように構成されることができる。
(実施例)
[実施例1]RTまたはRLT測定のための検出の限界
図14は、単一のVCSELを利用し、参照アームを利用しない、SS−OCTシステムを使用して、RTまたはRLTの変化を測定するための検出の限界を決定するための光学設定を示す。設定は、VCSEL(V)と、光検出器(P)と、コリメートレンズ(L1)と、ビームスプリッタ(BS)と、光検出器上に光を集束させるためのレンズ(L2)と、サンプル上に光を集束させるためのレンズ(L3)と、ポリメチルメタクリレート(PMMA)から作製される長さ22mmの円筒と、1.5120の屈折率を伴う屈折率整合油と、それらの間に調節可能な空隙を伴う2枚の厚さ150μmのガラスカバースリップと、1.5120の屈折率を伴う屈折率整合油の第2の層と、第1のガラスカバースリップと第2のガラスカバースリップとの間の距離の変化を生じるように平行移動ステージに接続される金属プレートとを備える。2枚のカバースリップの間の距離は、旋回あたり25μmの分解能でマイクロスクリューを旋回させることによって変動される。SS−OCT信号は、第1のガラス・空気界面および第2のガラス・気界面から反射される光の間の干渉によって発生される。
[実施例2]その定格動作範囲外に駆動されたVCSELの性能
図15は、その定格動作範囲外に駆動されたVCSELの2つの異なる時点におけるオシロスコープ信号を示す。VCSELは、約850nmの中心波長と、約1.8nmの発光波長の定格範囲とを有した。VCSEL電流は、15mAの最大電流を伴う三角形パターンで連続的に掃引された。電流は、125Hzの周波数において掃引された。実験は、それぞれ約7.25時間の連続掃引の4つの間隔から成った。各間隔の間で、VCSELは、数時間にわたって動作停止された。VCSEL電流(緑)、VCSELパワー(赤)、および干渉信号(紫)は、少なくとも2時間毎に記録された。3つ全てのパラメータの測定値は、0時間の動作における第1の測定とVCSELが29時間にわたって動作中であった後の後続の測定との間で殆ど変動しなかった。したがって、その定格動作範囲外に駆動されたVCSELは、少なくとも29時間の使用後に有用なSS−OCT測定を生成し続け得ることが、断定され得る。これは、手持ち式SS−OCTデバイスで実装されるVCSELの使用要件と有利に匹敵する。本デバイスが、5年にわたって1日2回、測定あたり20秒間使用されると仮定して、VCSELは、約20時間のアクティブな使用を蓄積するであろう。したがって、その定格動作範囲外に駆動されたVCSELに基づく手持ち式SS−OCTデバイスは、その意図された動作寿命全体にわたって有用な結果を生成し続け得る。
[実施例3]変動する厚さのためのOCT信号
図16は、図14の光学設定の2つの異なる構成のためのオシロスコープ信号を示す。VCSELは、約850nmの中心波長と、約1.8nmの発光波長の定格範囲とを有した。VCSEL電流は、15mAの最大電流を伴う三角形パターンで連続的に掃引された。電流は、125Hzの周波数において掃引された。VCSEL駆動電流(緑)および干渉信号(紫)は、オシロスコープを使用して記録された。厚さ150μmの2枚のガラスカバースライドが、ゼロ位置と称される恣意的な距離を離して設置された。ゼロ位置は、2〜3周期が、第1のガラスカバースライドから反射する光および第2のガラスカバースライドから反射する光に起因する干渉信号から記録されるように、選定された。2枚のガラスカバースリップの間の距離の変化は、干渉信号の発振の周波数の変化を生じた。例えば、ゼロ位置において、干渉信号は、約950Hzの周波数とともに変動した。ゼロ位置からの25.0μm変位を2枚のカバースリップの間の距離に追加した後、干渉信号は、約1,050Hzの周波数とともに変動した。
[実施例4]干渉信号からの周波数の抽出
図17は、単一のVCSELを利用し、参照アームを利用しない、SS−OCTシステムを使用して発生される干渉信号の発振の周波数を抽出するための信号処理の方法を示す。オシロスコープ上で記録される干渉信号は、干渉信号をVCSEL光強度で除算することによって補正される。これは、ゆっくりと減衰する正弦波を生成する。補正されたデータは、次いで、非線形最小二乗適合手段を使用して、正弦波に適合される。補正された干渉信号の発振の周波数は、非線形最小二乗適合から抽出される。
[実施例5]反復性測定
図18は、単一のVCSELを利用し、参照アームを利用しない、SS−OCTシステムを使用して発生される干渉信号の発振の周波数を抽出することの反復性を決定するための研究の結果を示す。2枚のガラスカバースリップの間の距離は、12.5μmの増分で変動された。正弦波適合の周波数は、2枚のガラスカバースリップの間の距離の各値において干渉信号から入手された。実験は、2枚のガラスカバースリップの間の距離の値毎に5〜10回複製された。
図19は、単一のVCSELを利用し、参照アームを利用しない、SS−OCTシステムを使用して発生される干渉信号の発振の周波数を抽出することの再現性を決定するための研究中に取得された周波数の平均および95%信頼区画を示す。25μmおよび37.5μmデータ点を除外して、検査された距離はそれぞれ、それ自体を12.5μm下回る、およびそれ自体を12.5μm上回る距離からの2つを上回る標準偏差によって、他の検査された距離から分離される。全てのデータ点に関して、検査された距離はそれぞれ、それ自体を25.0μm下回る、およびそれ自体を25.0μm上回る距離からの2つを上回る標準偏差によって、他の検査された距離から分離される。したがって、層の厚さ(ここでは、2枚のガラスカバースリップの間の空隙)の変化を決定するための本方法は、12.5μm〜25.0μmである層の厚さの変化の検出の限界を有することが推測され得る。これは、RTの変化を測定するための手持ち式SS−OCTシステムの動作要件に有利に匹敵する。
[実施例6]眼底撮像
図37A−Cは、本明細書に説明されるシステムおよび方法を使用して取得された例示的眼底画像を示す。図37Aは、比較的に高いコントラストおよび比較的に高い量の観察可能な構造を伴う眼底画像を示す。図37Bは、比較的に低いコントラストおよび比較的に低い量の観察可能な構造を伴う眼底画像を示す。図37Cは、本明細書に説明される眼底認識方法を受けた補正処理眼底画像を示す。図37Cの眼底画像は、本明細書に説明される眼底認識方法を図37Bの画像(比較的に低いコントラストおよび比較的に低い量の観察可能な構造を伴う眼底画像)に適用することによって取得された。図37Cに示されるように、眼底の静脈は、本明細書に説明される眼底認識方法を使用して、明確に識別される。したがって、眼底認識方法は、眼底画像が比較的に低品質であるときでさえも眼底画像内の眼底の部分構造を検出することが可能である。眼底の部分構造は、画像登録に使用されてもよい。
[実施例7]チャープ補正の再サンプリング
図38A−Bは、時間ドメイン内のSS−OCT信号のチャープ補正のための再サンプリングの効果を示す。図38Aは、比較的に低い周波数を有するSS−OCT信号のチャープ補正のための再サンプリングの効果を示す。図38Bは、比較的に高い周波数を有するSS−OCT信号のチャープ補正のための再サンプリングの効果を示す。再サンプリング手順の結果は、図39A−Cの周波数ドメインに示される。
[実施例8]未補正およびチャープ補正されたSS−OCT信号の周波数ドリフト
図39A−Cは、周波数ドメイン内の未補正およびチャープ補正されたSS−OCT信号の周波数ドリフトを示す。図39Aは、本明細書に説明されるチャープ補正のための再サンプリング方法によって補正されていないSS−OCT信号の周波数ドリフトを示す。未補正SS−OCT信号は、約2秒の周期にわたって50kHzを上回るドリフトを受ける。図39Bは、チャープ補正のための事前サンプリングを受けたSS−OCT信号の周波数ドリフトを示す。信号は、約2秒の周期にわたって数Hzだけ変動する、有意により小さい周波数ドリフトを示す。図39Cは、チャープ補正のための最終再サンプリングを受けたSS−OCT信号の周波数ドリフトを示す。信号は、約1.6秒の周期にわたってわずかな量だけ変動する、なおもより小さい周波数ドリフトを示す。したがって、周波数ドリフトは、本明細書に説明されるように、チャープ補正または再サンプリング方法を使用して補正されてもよい。本明細書に説明される再サンプリング方法を使用する、周波数ドリフトの低減は、より狭い測定された周波数分布をもたらし、より高い信号対雑音比を伴ってより精密なRTまたはRLT測定を生じさせる。
[実施例9]種々の雑音源に起因する位相ドリフト
図40A−Cは、種々の雑音源と関連付けられる未補正SS−OCT信号の例示的位相ドリフトを示す。図40Aは、振動に起因する雑音と関連付けられるSS−OCT信号の位相ドリフトを示す。SS−OCT信号の帯域幅の大きな急上昇は、意図的に床にぶつかることに起因する。図40Bは、光源の変動する空間フィルタリングに起因する雑音と関連付けられるSS−OCT信号の位相ドリフトを示す。SS−OCT信号の帯域幅は、経時的に最大2kHzだけ変動する。図40Cは、最適な条件に起因する雑音レベルと関連付けられるSS−OCT信号の位相ドリフトを示す。過渡的挙動後、SS−OCT信号は、動作条件が可能な限り一定に保たれるときに、比較的に一定の帯域幅に落ち着く。本理想的状況でさえも、SS−OCT信号の帯域幅は、依然として、経時的に最大500Hzだけ変動する。したがって、未補正SS−OCT信号は、理想的条件において動作するときでさえも、帯域幅の有意な変化を受け得ることが分かり得る。SS−OCT信号は、本明細書に説明されるように、再サンプリング方法を使用して、経時的に帯域幅の変動を有意に低減させるように補正されてもよい。
[実施例10]患者移動と関連付けられる位相偏移の補正
図41A−Dは、患者移動と関連付けられる位相偏移のシミュレーションを示す。図41Aは、信号の長さの半分の持続時間にわたってπラジアンの位相偏移を受けた、シミュレートされた信号を示す。図41Bは、信号の長さの半分の持続時間にわたってπラジアンの位相偏移を受けた、シミュレートされた信号の周波数スペクトルを示す。πラジアンの位相偏移は、850nmの波長を有する光に関して約225nmの患者移動に対応する。位相偏移は、周波数スペクトルの有意な誤差を付与する。図41Cは、信号の単一のサイクルの持続時間にわたってπラジアンの位相偏移を受けた、シミュレートされた信号を示す。図41Dは、信号の単一のサイクルの持続時間にわたってπラジアンの位相偏移を受けた、シミュレートされた信号の周波数スペクトルを示す。短い時間量のみに存在するが、位相偏移は、依然として、周波数スペクトルの有意な誤差を付与する。これらの位相偏移は、本明細書に説明されるように、高速A走査またはチャープ補正方法を利用することによって補正されてもよい。
図42A−Dは、患者移動と関連付けられる位相偏移から生じる誤差へのA走査時間の影響のシミュレーションを示す。図42Aは、2ミリ秒のA走査持続時間を伴う信号の単一のサイクルの持続時間にわたってπラジアンの位相偏移を受けた、シミュレートされた信号を示す。図42Bは、2ミリ秒のA走査持続時間を伴う信号の単一のサイクルの持続時間にわたってπラジアンの位相偏移を受けた、シミュレートされた信号の周波数スペクトルを示す。位相偏移は、この比較的に長いA走査持続時間にわたって周波数スペクトルの有意な誤差を付与する。図42Cは、0.4ミリ秒のA走査持続時間を伴う信号の単一のサイクルの持続時間にわたってπラジアンの位相偏移を受けた、シミュレートされた信号を示す。図42Dは、0.4ミリ秒のA走査持続時間を伴う信号の単一のサイクルの持続時間にわたってπラジアンの位相偏移を受けた、シミュレートされた信号の周波数スペクトルを示す。位相偏移は、この比較的に短いA走査持続時間にわたって周波数スペクトルの有意に小さい誤差を付与する。したがって、患者移動と関連付けられる雑音は、本明細書に説明されるような高速A走査を利用することによって減少され得る。
[実施例11]典型的患者移動の測定
図43A−Bは、典型的患者移動の振幅を示す。図43Aは、可能な限り自分を固定して維持する患者の光軸に沿った移動を示す。位置の間の大きな急上昇は、患者の瞬目に起因して生じる。瞬目を無視して、典型的患者移動は、210nm/ミリ秒の典型的移動速度に関して、約0.25mmの振幅と、約1.2秒の持続時間とを有する。そのような移動速度は、本明細書に説明される高速A走査を使用することによって、補正されることができる。最大患者移動は、1,560nm/ミリ秒の最大移動速度に関して、約0.25mmの振幅と、約0.16秒の持続時間とを有する。図43Bは、意図的に移動している患者の光軸に沿った移動を示す。瞬目を無視して、典型的な意図的患者移動は、2,900nm/ミリ秒の典型的移動速度に関して、約2.19mmの振幅と、約0.76秒の持続時間とを有する。
(付記1)眼の網膜の厚さを測定するための小型光干渉断層撮影(OCT)システムであって、
検出器と、
複数の光ビームを発生させるように構成される複数の光源を備える、光源であって、複数の光ビームはそれぞれ、光源のスペクトル範囲を延在させるために、複数のうちの他の光ビームと異なる波長の範囲を備える、光源と、
複数の光ビームを網膜の中に指向し、検出器において複数の干渉信号を発生させるように光源に結合される、複数の光学要素と、
複数の干渉信号に応答して、厚さを決定するように検出器および複数の光源に結合される、回路と、
を備える、小型OCTシステム。
(付記2)複数の光ビームのそれぞれの波長の範囲は、複数のうちの他の光ビームのうちの少なくとも1つと部分的に重複する、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記3)複数の光源は、複数のVCSELを備え、回路は、スペクトル範囲を延在させるために、複数のVCSELのそれぞれを連続的にアクティブ化するように構成される、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記4)光源は、第1のVCSELと、第2のVCSELとを備え、光ビームは、第1のVSCELおよび第2のVSCELからの光を備える、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記5)回路は、類似率で第1のVSCELからの光の第1の波長および第2のVSCELからの光の第2の波長を掃引するために、類似掃引周波数を用いて順に第1のVCSELおよび第2のVCSELを駆動するように構成され、随意に、第1のVSCELおよび第2のVSCELの類似掃引周波数および類似率は、相互の5%以内、随意に、相互の1%以内である、付記4に記載の小型OCTシステム。
(付記6)回路は、第2のVSCELがオフであるときに第1のVSCELをオンにし、第1のVSCELがオフであるときに第2のVSCELをオンにするように、かつ第1のVSCELおよび第2のVCELからの光の時間的重複を阻止するように構成され、第2のVSCELは、第1のVSCELがオフにされたときに、オンになり、第1のVSCELからの光の約0.1nm以内の波長を有する光を放射するように構成される、付記4に記載の小型OCTシステム。
(付記7)第1のVSCELからの光を結合するためのビームスプリッタもしくは光ファイバのうちの1つまたはそれを上回るものをさらに備える、付記4に記載の小型OCTシステム。
(付記8)光源に光学的に結合され、複数の光ビームの位相を特性評価するように回路に電気的に結合される、複数の位相補償モジュールをさらに備え、回路は、複数の干渉信号を組み合わせ、複数の光ビームの位相に応答して、網膜の厚さを決定するように構成される、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記9)複数の位相補償モジュールはそれぞれ、波長に応答して、強度の変化を伴って複数の光ビームを検出器に透過させるように構成される、干渉計を備え、随意に、干渉計は、ファブリ・ペロー干渉計またはマイケルソン干渉計を備え、随意に、干渉計は、複数の位相補償モジュールの他の干渉計と異なる参照光路長を備える、付記8に記載の小型OCTシステム。
(付記10)干渉計は、ファブリ・ペローエタロンを備え、参照光路は、ファブリ・ペローエタロンの対向する反射表面の間の距離および間に配置される材料の屈折率に対応する、付記9に記載の小型OCTシステム。
(付記11)干渉計は、マイケルソン干渉計を備え、参照光路は、マイケルソン干渉計の区間に沿った光路を備える、付記9に記載の小型OCTシステム。
(付記12)複数の位相補償モジュールは、第1のモジュールと、第2のモジュールとを備え、第1のモジュールは、光源の波長の変化に応答して、第1の周波数を備える第1の補償信号を発生させるように構成され、第2のモジュールは、光源の波長の変化に応答して、第2の周波数を備える第2の補償信号を発生させるように構成され、第1の周波数は、第2の周波数未満であり、随意に、第1および第2の補償信号は、同時に発生される、付記8に記載の小型OCTシステム。
(付記13)回路は、網膜の厚さを決定するために、第1の補償信号および第2の補償信号に応答して、網膜からの複数の信号のうちの第1の信号および複数の信号のうちの第2の信号を組み合わせるための命令を伴って構成される、付記12に記載の小型OCTシステム。
(付記14)第1の補償信号および第2の補償信号は、網膜からの複数の信号のうちの第1の信号に応答して発生される信号を備え、第3の補償信号および第4の補償信号は、複数の信号のうちの第2の信号が網膜から発生されるときに、それぞれ、第1および第2の補償モジュールから発生され、網膜からの複数の信号のうちの第1および第2の信号は、第1の補償信号、第2の補償信号、第3の補償信号、および第4の補償信号に応答して組み合わせられる、付記13に記載の小型OCTシステム。
(付記15)複数の位相補償信号および網膜からの複数の信号はそれぞれ、共通クロック信号を伴って発生され、複数の補償信号に応答して、サンプル構造からの複数の信号を組み合わせるために、該クロック信号に応答してインデックス化される、付記8に記載の小型OCTシステム。
(付記16)
測定されている対象の眼を決定するための配向センサをさらに備え、
OCT測定システムは、第1の配向で対象の第1の眼を測定するように、かつ反転され、第2の配向で対象の第2の眼を測定するように構成される、
付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記17)小型OCTシステムは、小型OCTシステムの軸方向分解能未満の精度(または反復性)において網膜の厚さの変化を測定し、網膜の厚さの変化は、第1の時間における第1の厚さと、第2の時間における第2の厚さとを備える、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記18)小型OCTシステムを用いて測定される網膜の厚さの変化は、小型OCTシステムの軸方向分解能未満である、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記19)光ビームは、可変波長を備え、回路は、回路からの駆動電流を用いて波長を変動させるように構成される、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記20)厚さは、眼に関する小型OCTシステムの移動の特性周波数よりも速く測定され、移動は、その手にOCTシステムを保持する患者に関連する移動、眼球運動、および振戦から成る群から選択される、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記21)光源、複数の光学要素、検出器、および回路は、眼から約200mm以下に検出器を伴って眼の前で保持されるように構成される、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記22)患者が光ビームを眼窩と整合させるための視認標的をさらに備え、視認標的は、光ビームもしくは発光ダイオードからの光のうちの1つまたはそれを上回るものを備える、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記23)光源は、約5〜10nmの範囲にわたる光ビームの発光波長を変動させるように構成される、垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)を備える、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記24)VCSELは、波長変動の規定最大定格範囲を有する、付記23に記載の小型OCTシステム。
(付記25)回路は、少なくとも約1nmだけ波長変動の規定最大範囲を超えて、随意に、波長変動の規定最大範囲を超えて約1nm〜5nmの範囲内で、VCSELを駆動するように構成される、付記24に記載の小型OCTシステム。
(付記26)回路は、複数の測定毎に定格波長範囲の最大値を上回ってVSCELを駆動するように、かつVSCELの過熱を阻止するために約1ミリ秒(「ms」)〜約100ミリ秒の範囲内、随意に、約5ミリ秒〜約20ミリ秒の範囲内の量だけ第2の測定から第1の測定を遅延させるように構成される、付記24に記載の小型OCTシステム。
(付記27)回路は、波形を有する駆動電流を用いて、定格波長範囲の最大値を上回ってVSCELを駆動するように構成され、波形は、VSCELの最大定格電流を上回る第1の部分と、VSCELの最大定格電流を下回る第2の部分とを有し、第1の部分は、VSCELの過熱を阻止するために波形の持続時間の約50パーセント以下を備える、付記26に記載の小型OCTシステム。
(付記28)回路は、掃引周波数を伴う波長の範囲にわたって放射波長を掃引させるように構成され、回路は、干渉信号の周波数に応答して、厚さを決定するように構成される、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記29)掃引周波数は、約50Hz〜約10KHzの範囲内、随意に、約100Hz〜約5kHzまたは約1kHz〜約5KHzの範囲内である、付記28に記載の小型OCTシステム。
(付記30)掃引周波数は、ユーザの眼の振戦またはユーザの手の振戦よりも速く、随意に、掃引周波数は、ユーザの眼の振戦の周波数またはユーザの手の振戦の周波数よりも速い、付記28に記載の小型OCTシステム。
(付記31)回路は、光源を加熱して波長を変化させるように構成される、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記32)複数の光学要素は、参照光路および測定光路を提供するように配列され、干渉信号は、参照光路および測定光路に沿った光の干渉に起因する、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記33)複数の光学要素は、参照光路および測定光路を提供するように配列され、干渉信号は、参照光路からの光および測定光路からの光の干渉に起因する、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記34)複数の光学要素は、測定光路を提供するように配列され、干渉信号は、随意に、参照光路を伴わずに、測定光路に沿った網膜の層からの光の干渉に起因する、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記35)回路は、干渉信号を、眼の中へ指向されるビームの光路に沿って反射される光の強度プロファイルに変換するように、かつ強度プロファイルに応答して網膜の厚さを決定するように構成される、プロセッサを備える、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記36)強度プロファイルは、複数の反射ピークを備え、プロセッサは、複数の反射ピークに応答して、厚さを決定するための命令を伴って構成される、付記35に記載の小型OCTシステム。
(付記37)プロセッサは、干渉信号の周波数に応答して、強度プロファイルを決定するための命令を伴って構成され、随意に、強度プロファイルは、検出器を用いて測定される干渉信号の高速フーリエ変換を用いて決定される、付記35に記載の小型OCTシステム。
(付記38)干渉信号の周波数は、網膜の層の分離距離および光源の波長の変化率に対応する、付記35に記載の小型OCTシステム。
(付記39)干渉信号の周波数は、網膜の層の分離距離および光源から放射されるビームの波長の変化率に対応する、付記35に記載の小型OCTシステム。
(付記40)断層撮影システムを眼窩と整合させるための視認標的をさらに備え、視認標的は、光ビーム、発光ダイオードを用いて画定される標的、もしくはVCSELのうちの1つまたはそれを上回るものを備える、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記41)光源、光学要素、検出器、および回路を支持するための筐体をさらに備え、筐体は、光ビームを眼の中に指向するために、眼の前でユーザの手の中に保持されるように構成される、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記42)筐体は、握持を容易にするために曲面上に複数のくぼみを伴う円筒形を有する、付記41に記載の小型OCTシステム。
(付記43)筐体の配向に応答して測定される眼を測定するためのセンサをさらに備える、付記41に記載の小型OCTシステム。
(付記44)他方の眼が測定されている間に一方の眼を閉塞するための閉塞構造をさらに備え、閉塞構造は、測定される眼を決定するように筐体およびセンサに結合される、付記41に記載の小型OCTシステム。
(付記45)筐体は、本体と、本体に回転可能に取り付けられる蓋とを備え、開放位置にあるとき、蓋は、本体の周囲で回転するように構成される、付記41に記載の小型OCTシステム。
(付記46)バッテリをさらに備え、バッテリは、光源よりも検出器から遠く離れて位置する、付記41に記載の小型OCTシステム。
(付記47)筐体を受容し、筐体内に含有されるバッテリを充電して光源および回路に給電するためのドッキングステーションをさらに備え、ドッキングステーションは、厚さを遠隔サーバに伝送するための無線通信回路を備え、随意に、無線通信回路は、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))、第3世代(3G)、または第4世代(4G)モジュールを備える、付記46に記載の小型OCTシステム。
(付記48)回路は、通信ネットワークを通してデータを受信または伝送するように構成される、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記49)通信ネットワークは、インターネット、セルラーネットワーク、または短距離通信ネットワークを含む、付記1に記載の小型OCTシステム。
(付記50)小型OCTシステムは、約50グラム〜約500グラムの範囲内、随意に、約100グラム〜約400グラムの範囲内の質量を有する、前記付記のいずれか1つに記載の小型OCTシステム。
(付記51)小型OCTシステムは、約10mm〜約100mmの範囲内、随意に、約25mm〜約70mmの範囲内で横断する最大距離を有する、前記付記のいずれか1つに記載の小型OCTシステム。
(付記52)
筐体であって、光源、検出器、回路、および光学要素は、筐体内に含有される、筐体と、
光源および検出器に結合される、光ファイバであって、小型OCTシステムから延在する、光ファイバと、
光ビームを眼と整合させ、光ビームを眼に指向するように光ファイバの遠位端に結合される、整合構造と、
をさらに備える、前記付記のいずれか1つに記載の小型OCTシステム。
(付記53)ユーザの左眼および右眼を測定するための両眼OCTシステムであって、
OCT測定システムおよび第1の固定標的に光学的に結合される、第1の調節可能レンズであって、左眼または右眼の屈折誤差を補償するように構成される、第1の調節可能レンズと、
第2の固定標的に光学的に結合される、第2のレンズであって、左眼または右眼の屈折誤差を補償するように構成される、第2のレンズと、
を備え、OCT測定システムは、反転され、左眼または右眼を測定するように構成される、
システム。
(付記54)ユーザの左眼または右眼がOCT測定システムを用いて測定されているかどうかを決定するための配向センサと、
第1のレンズ、第2のレンズ、および配向センサに動作可能に結合される、プロセッサであって、OCTシステムが右眼を測定するための配向を備えるときに、第1のレンズを右眼の屈折誤差に対して、第2のレンズを左眼の屈折誤差に対して調節するため、かつOCTシステムが左眼を測定するための配向を備えるときに、第1のレンズを左眼の屈折誤差に対して、第2のレンズを右眼の屈折誤差に対して調節するための命令を伴って構成される、プロセッサと、
をさらに備える、付記53に記載の両眼OCTシステム。
(付記55)OCT測定システムは、ユーザの第1の眼を測定するための第1の配向と、ユーザの第2の眼を測定するための第2の配向とを備え、第2の配向は、第1の配向に対して反転される、付記53に記載の両眼OCTシステム。
(付記56)第1のレンズは、固定標的およびOCT測定システムに対して可動であり、左眼または右眼の屈折誤差を補償し、第2のレンズは、可動であり、左眼または右眼の屈折誤差を補償する、付記53に記載の両眼OCTシステム。
(付記57)プロセッサは、右眼の屈折誤差および左眼の屈折誤差を記憶するため、かつ右眼の記憶された屈折誤差および左眼の記憶された屈折誤差ならびに配向センサに応答して、第1のレンズおよび第2のレンズを調節するための命令を伴って構成される、非一過性のコンピュータ可読媒体を備える、付記53に記載の両眼OCTシステム。
(付記58)第1のレンズ、OCTシステム、および第1の固定標的は、第1の光路を共有し、第2のレンズおよび第2の固定標的は、第2の光路を共有し、第1の光路と第2の光路との間の分離距離は、ユーザの右眼と左眼との間の瞳孔間距離に調節可能であり、随意に、手動で調節可能である、付記53に記載の両眼OCTシステム。
(付記59)第1のレンズおよび第2のレンズは、それぞれ、第1の光路および第2の光路上で平行移動するように構成され、プロセッサは、右眼の屈折誤差を補正するための右眼球位置まで、および第2の眼の屈折誤差を補正するための左眼球位置まで、第1のレンズを平行移動させるため、かつ右眼の屈折誤差を補正するための右眼球位置まで、および左眼の屈折誤差を補正するための左眼球位置まで、第2のレンズを平行移動させるための命令を伴って構成される、付記58に記載の両眼OCTシステム。
(付記60)OCTシステムは、参照アームと、測定アームとを備え、測定アームは、測定アームの光路に沿ってレンズに向かって配向される端部を備える、光ファイバを備え、端部およびレンズは、光路に沿って平行移動し、参照アームの間の光路差を減少させるように構成される、付記53に記載の両眼OCTシステム。
(付記61)端部およびレンズは、光路差に応答して、端部およびレンズを移動させるように、プロセッサに動作可能に結合され、随意に、光路差は、第1の眼および第2の眼の測定の合間に実質的に固定されたままである、付記60に記載の両眼OCTシステム。
(付記62)端部およびレンズは、光路差補償軸に沿って平行移動するように構成され、第1のレンズは、第1の軸に沿って平行移動するように構成され、第2のレンズは、第2の軸に沿って平行移動するように構成され、光路差補償軸、第1の軸、および第2の軸は、約5度以内まで相互と略平行である、付記60に記載の両眼OCTシステム。
(付記63)光路差補償軸は、第1の軸と第2の軸との間に位置する、付記62に記載の両眼OCTシステム。
(付記64)眼の前部分を撮像し、第1の調節可能レンズと第1の固定標的との間に延在する軸に関して眼の位置を決定するためのカメラをさらに備え、プロセッサは、配向センサからの信号および画像に応答して、眼の位置を決定するように、カメラに動作可能に結合され、随意に、画像は、眼の瞳孔の画像もしくは眼の角膜から反射される光のプルキニェ画像のうちの1つまたはそれを上回るものを備える、付記53に記載の両眼OCTシステム。
(付記65)プロセッサは、配向センサからの信号に応答して、眼の網膜上の測定領域を調節するための命令を伴って構成される、付記64に記載の両眼OCTシステム。
(付記66)プロセッサは、配向センサに応答して、網膜の厚さの出力マップを調節するように構成される、付記64に記載の両眼OCTシステム。
(付記67)配向センサは、加速度計またはジャイロスコープを備える、付記64に記載の両眼OCTシステム。
(付記68)OCT測定システムは、時間ドメインOCT測定システム、掃引源OCT測定システム、スペクトルドメインOCT測定システム、もしくは多重反射率OCT測定システムのうちの1つまたはそれを上回るものを備える、付記53に記載の両眼OCTシステム。
(付記69)両眼OCTシステムであって、
プロセッサと、プロセッサに結合される複数の電気コンポーネントとを備える、プリント回路基板と、
支持体上に搭載される複数の光学系モジュールを備える、支持体であって、複数の光学系モジュールは、スキャナと、第1の固定標的と、第2の固定標的と、スキャナ、第1の固定標的、および第2の固定標的に結合される複数のレンズとを備える、支持体と、
複数の光ファイバと、複数の光ファイバ結合器と、光ファイバ参照アームと、測定アームの光ファイバ部分とを備える、干渉計モジュールと、
プリント回路基板、支持体、および干渉計モジュールを封入する、外部筐体であって、プリント回路基板、支持体、および干渉計モジュールは、外部筐体内にスタックされた構成で配列される、外部筐体と、
を備える、両眼OCTシステム。
(付記70)スタックされた構成は、第1の眼が測定されるときの第1の配向と、第2の眼が測定されるときの第2の配向とを備え、第2の配向は、第1の配向に対して反転される、付記69に記載の両眼OCTシステム。
(付記71)支持体は、プリント回路基板と干渉計モジュールとの間に位置する、付記69に記載の両眼OCTシステム。
(付記72)支持体は、その上に搭載された複数の光学系モジュールを伴うプレートを備える、付記69に記載の両眼OCTシステム。
(付記73)干渉計モジュールは、複数の光ファイバおよび複数の光ファイバ結合器、参照アームならびに測定アームの一部を封入する筐体を備える、付記69に記載の両眼OCTシステム。
(付記74)複数の光ファイバは、掃引源レーザに結合される源光ファイバを備え、随意に、掃引源レーザは、筐体の内側に位置する、付記73に記載の両眼OCTシステム。
(付記75)複数の光ファイバは、筐体内に位置する第1および第2のアーム結合器から、筐体の外側に位置する一対の平衡検出器まで延在する、一対の光ファイバを備え、第1および第2のアーム結合器は、参照アームを測定アームの光ファイバ部分に結合し、随意に、一対の平衡検出器は、プリント回路基板上のプロセッサに動作可能に結合される、付記73に記載の両眼OCTシステム。
(付記76)測定アームの光ファイバ部分は、筐体内の光ファイバ参照アームに結合される光学結合器から筐体の外側の端部まで延在し、端部は、ユーザの眼に向かって測定光ビームを指向するようにレンズに結合される、付記73に記載の両眼OCTシステム。
(付記77)複数の光ファイバは、掃引源レーザに結合される位相監視光ファイバを備え、位相監視光ファイバは、筐体内に位置する結合器から筐体の外側に位置する端部まで延在し、端部は、掃引源レーザから放射される光の位相を測定するように、エタロンおよび位相検出器に光学的に結合され、随意に、位相検出器は、プリント回路基板上のプロセッサに動作可能に結合される、付記73に記載の両眼OCTシステム。
(付記78)複数の光ファイバは、一対の光強度監視ファイバを備え、一対の光学監視ファイバは、筐体内に位置する結合器から一対の光学監視検出器まで延在し、一対の光学監視検出器は、掃引源レーザのパワーを独立して測定するように構成され、随意に、一対の光学監視検出器は、プリント回路基板上のプロセッサに動作可能に結合される、付記73に記載の両眼OCTシステム。
(付記79)ユーザの眼を測定するためのOCTシステムであって、
眼に可視である固定標的と、
眼の網膜の厚さを測定するように構成される、OCT干渉計と、
眼の角膜から反射し、角膜からの複数の光源の反射を備えるプルキニェ画像を発生させるように配列される、複数の光源と、
角膜から反射されるプルキニェ画像の位置を測定するためのセンサと、
プルキニェ画像に応答して、眼の位置を決定するように、センサに動作可能に結合される、プロセッサと、
を備える、OCTシステム。
(付記80)プロセッサは、聴覚または視覚合図をユーザに提供し、OCT干渉計と整合するように眼を移動させるための命令を伴って構成される、付記79に記載のOCTシステム。
(付記81)OCTシステムの筐体に結合される配向センサをさらに備え、ユーザは、配向センサに応答して、第1の方向または第1の方向と反対の第2の方向に眼を移動させるように命令される、付記80に記載のOCTシステム。
(付記82)聴覚合図は、左、右、上、もしくは下のうちの1つまたはそれを上回るものに眼を移動させるためのユーザへの命令を備える、付記80に記載のOCTシステム。
(付記83)視覚合図は、点滅固定標的、点滅固定標的の周波数の変化、もしくは固定標的の色の変化のうちの1つまたはそれを上回るものを備える、付記80に記載のOCTシステム。
(付記84)センサは、プルキニェ画像を捕捉するためのセンサアレイを備える、カメラを備え、プロセッサは、複数の光源の反射に応答して、眼の位置を決定するための命令を伴って構成され、随意に、カメラは、CMOSセンサアレイを備える、付記79に記載のOCTシステム。
(付記85)センサは、複数の光源の反射に応答して、眼の位置を決定するための象限検出器もしくは位置感受性検出器のうちの1つまたはそれを上回るものを備える、付記79に記載のOCTシステム。
(付記86)眼の網膜の面積にわたってOCT干渉計の測定ビームを走査し、プルキニェ画像に応答して、網膜の厚さのマップを発生させ、眼の位置を記録するように、プロセッサに結合されるスキャナをさらに備える、付記79に記載のOCTシステム。
(付記87)プロセッサは、網膜の厚さのマップおよび眼の位置を出力するように構成される、付記86に記載のOCTシステム。
(付記88)プロセッサは、眼の位置に応答して、網膜の厚さのマップの位置を調節するように構成される、付記86に記載のOCTシステム。
(付記89)配向センサをさらに備え、プロセッサは、配向センサに応答して、網膜の厚さのマップの位置を調節するように構成される、付記88に記載のOCTシステム。
(付記90)プロセッサは、第1の配向における配向センサに応答して、第1の方向に網膜に沿ってマップの位置を調節するように、かつ第1の方向と反対の第2の配向における配向センサに応答して、第1の方向と反対の第2の方向にマップを調節するように構成される、付記89に記載のOCTシステム。
(付記91)プロセッサは、眼の位置に応答して、網膜上の走査パターンの位置を調節するように構成される、付記86に記載のOCTシステム。
(付記92)配向センサをさらに備え、プロセッサは、配向センサに応答して、網膜上の走査パターンの位置を調節するように構成される、付記91に記載のOCTシステム。
(付記93)プロセッサは、第1の配向における配向センサに応答して、第1の方向に網膜上の走査パターンの位置を調節するように、かつ第1の方向と反対の第2の配向における配向センサに応答して、第1の方向と反対の第2の方向に走査パターンを調節するように構成される、付記92に記載のOCTシステム。
(付記94)複数のプロセッサ命令をトリガするようにプロセッサに動作可能に結合される、ユーザ入力をさらに備え、複数の命令は、固定標的を照明し、複数の光源を照明し、センサに応答して眼の位置を入手し、眼をOCT干渉計と整合させるための命令をユーザに提供し、OCT測定ビームを用いて網膜を走査し、OCT干渉計からのレーザの安全一時停止を実装するための命令を備える、付記79に記載のOCTシステム。
(付記95)プロセッサは、プルキニェ画像内の反射の場所に応答して、OCT測定ビームに関して眼のXY位置を決定するための命令を伴って構成され、眼のXY位置は、OCT測定ビームを横断する場所に対応し、随意に、XY位置はそれぞれ、プルキニェ画像の複数の光源の反射の間の中心場所に対応し、随意に、中心場所は、第1の対の反射の間の中間点およびプルキニェ画像の第2の対の反射の間の中間点に対応する、付記94に記載のOCTシステム。
(付記96)プロセッサは、プルキニェ画像内の反射の間の距離に応答して、OCT測定ビームに沿った距離に対応する眼のZ位置を決定するための命令を伴って構成される、付記95に記載のOCTシステム。
(付記97)プロセッサは、誤差の量であって、0.2mm〜約0.75mmの範囲内の誤差の量を伴う眼の位置に応答して、網膜を自動的に走査するための命令を伴って構成される、付記94に記載のOCTシステム。
(付記98)固定標的の照明は、重複し、複数の光源の照明は、OCT測定ビームを用いた網膜の走査と重複する、付記94に記載のOCTシステム。
(付記99)網膜の走査領域は、約1mm〜約3mmの範囲内で横断する寸法を備え、A走査の数は、約0.5秒〜約3秒の範囲内の時間にわたって約5,000回のA走査〜約40,000回のA走査を備え、安全一時停止は、約2〜約10秒の範囲内である、付記94に記載のOCTシステム。
(付記100)ユーザ入力は、ボタン、近接性センサ、スイッチ、容量センサ、タッチスクリーン、もしくは音声コマンドのうちの1つまたはそれを上回るものを備える、付記94に記載のOCTシステム。
(付記101)光路は、固定標的と眼との間に延在し、OCT干渉計測定ビームは、光路と重複し、複数の光源は、光路の周囲に分散される、付記86に記載のOCTシステム。
(付記102)走査ミラーから測定ビームを反射し、プルキニェ画像および固定標的から光を透過させるように構成される、第1のビームスプリッタと、プルキニェ画像からセンサに光を反射し、固定標的から光を透過させるように構成される、第2のビームスプリッタとをさらに備える、付記94に記載のOCTシステム。
(付記103)プルキニェ画像を発生させるための複数の光源は、約700〜800nmの範囲内の波長を備え、固定標的は、約500〜700nmの範囲内の波長を備え、OCT測定ビームは、約800〜900nmの範囲内の複数の波長を備える、付記102に記載のOCTシステム。
(付記104)プルキニェ画像を発生させるための複数の光源は、3〜8個の光源を備え、随意に、複数の光源は、3〜8個の発光ダイオードを備える、付記102に記載のOCTシステム。
(付記105)眼の網膜の厚さを測定するための小型光干渉断層撮影(OCT)システムであって、
検出器と、
波長の範囲にわたって1つまたはそれを上回る光ビームを掃引するための1つまたはそれを上回るVCSELを備える、光源と、
光ビームを網膜の中に指向し、検出器において複数の干渉信号を発生させるように光源に結合される、複数の光学要素と、
複数の干渉信号に応答して、厚さを決定するように検出器および複数の光源に結合される、回路と、
を備える、小型OCTシステム。
(付記106)1つまたはそれを上回るVCSELに光学的に結合され、1つまたはそれを上回る光ビームの位相を特性評価するように回路に電気的に結合される、複数の位相補償モジュールをさらに備え、回路は、複数の干渉信号を組み合わせ、光ビームのうちの1つまたはそれを上回るものの位相に応答して、網膜の厚さを決定するように構成される、付記105に記載の小型OCTシステム。
(付記107)複数の位相補償モジュールはそれぞれ、波長に応答して、強度の変化を伴って光ビームのうちの1つまたはそれを上回るものを検出器に透過させるるように構成される、干渉計を備え、随意に、干渉計は、ファブリ・ペロー干渉計またはマイケルソン干渉計を備え、随意に、干渉計は、複数の位相補償モジュールの他の干渉計と異なる参照光路長を備える、付記106に記載の小型OCTシステム。
(付記108)干渉計は、ファブリ・ペローエタロンを備え、参照光路は、ファブリ・ペローエタロンの対向する反射表面の間の距離および間に配置される材料の屈折率に対応する、付記107に記載の小型OCTシステム。
(付記109)干渉計は、マイケルソン干渉計を備え、参照光路は、マイケルソン干渉計の区間に沿った光路を備える、付記107に記載の小型OCTシステム。
(付記110)複数の位相補償モジュールは、第1のモジュールと、第2のモジュールとを備え、第1のモジュールは、1つまたはそれを上回る光源の波長の変化に応答して、第1の周波数を備える第1の補償信号を発生させるように構成され、第2のモジュールは、1つまたはそれを上回る光源の波長の変化に応答して、第2の周波数を備える第2の補償信号を発生させるように構成され、第1の周波数は、第2の周波数未満であり、随意に、第1および第2の補償信号は、同時に発生される、付記106に記載の小型OCTシステム。
(付記111)回路は、網膜の厚さを決定するために、第1の補償信号および第2の補償信号に応答して、網膜からの信号のうちの1つまたはそれを上回るもののうちの第1の信号および1つまたはそれを上回る信号のうちの第2の信号を組み合わせるための命令を伴って構成される、付記110に記載の小型OCTシステム。
(付記112)1つまたはそれを上回るVCSELは、単一のVCSELを備える、付記105−111のいずれか1つに記載の小型OCTシステム。
(付記113)スキャナは、軌道を用いて網膜に沿って測定ビームを走査するように構成され、随意に、軌道は、停止および進行軌道、連続軌道、星形軌道、もしくはリサジュー軌道のうちの1つまたはそれを上回るものを備える、前記付記のいずれか1つに記載の小型OCTシステム。
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され、説明されているが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが、当業者に明白であろう。本発明が本明細書内で提供される具体的実施例によって限定されることは、意図されない。本発明は、前述の明細書を参照して説明されているが、本明細書の実施形態の説明および例証は、限定的な意味で解釈されるように意図されていない。多数の変形例、変更、および代用がここで、本発明から逸脱することなく当業者に想起されるであろう。さらに、本発明の全ての側面は、種々の条件および変数に依存する、本明細書に記載される具体的描写、構成、または相対的割合に限定されないことを理解されたい。本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替物が、本発明を実践する際に採用され得ることを理解されたい。したがって、本発明は、任意のそのような代替物、修正、変形例、または均等物も網羅するはずであることが考慮される。以下の請求項は、本発明の範囲を定義し、これらの請求項およびそれらの同等物の範囲内の方法および構造は、それによって網羅されることが意図される。

Claims (113)

  1. 眼の網膜の厚さを測定するための小型光干渉断層撮影(OCT)システムであって、前記小型OCTシステムは、
    検出器と、
    複数の光ビームを発生させるように構成される複数の光源を備える光源であって、前記複数の光ビームはそれぞれ、前記光源のスペクトル範囲を延在させるために、前記複数のうちの他の光ビームと異なる波長の範囲を備える、光源と、
    前記複数の光ビームを前記網膜の中に指向し、前記検出器において複数の干渉信号を発生させるように前記光源に結合される複数の光学要素と、
    前記複数の干渉信号に応答して、前記厚さを決定するように前記検出器および前記複数の光源に結合される回路と
    を備える、小型OCTシステム。
  2. 前記複数の光ビームのそれぞれの波長の範囲は、前記複数のうちの他の光ビームのうちの少なくとも1つと部分的に重複する、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  3. 前記複数の光源は、複数のVCSELを備え、前記回路は、前記スペクトル範囲を延在させるために、前記複数のVCSELのそれぞれを連続的にアクティブ化するように構成される、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  4. 前記光源は、第1のVCSELと、第2のVCSELとを備え、前記光ビームは、前記第1のVSCELおよび前記第2のVSCELからの光を備える、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  5. 前記回路は、類似率で前記第1のVSCELからの光の第1の波長および前記第2のVSCELからの光の第2の波長を掃引するために、類似掃引周波数を用いて順に前記第1のVCSELおよび前記第2のVCSELを駆動するように構成され、随意に、前記第1のVSCELおよび前記第2のVSCELの類似掃引周波数および類似率は、相互の5%以内、随意に、相互の1%以内である、請求項4に記載の小型OCTシステム。
  6. 前記回路は、前記第2のVSCELがオフであるときに前記第1のVSCELをオンにし、前記第1のVSCELがオフであるときに前記第2のVSCELをオンにするように、かつ前記第1のVSCELおよび前記第2のVCELからの光の時間的重複を阻止するように構成され、前記第2のVSCELは、前記第1のVSCELがオフにされたときに、オンになり、前記第1のVSCELからの光の約0.1nm以内の波長を有する光を放射するように構成される、請求項4に記載の小型OCTシステム。
  7. 前記第1のVSCELからの光を結合するためのビームスプリッタもしくは光ファイバのうちの1つ以上のものをさらに備える、請求項4に記載の小型OCTシステム。
  8. 前記光源に光学的に結合され、前記複数の光ビームの位相を特性評価するように前記回路に電気的に結合される、複数の位相補償モジュールをさらに備え、前記回路は、前記複数の干渉信号を組み合わせ、前記複数の光ビームの位相に応答して、前記網膜の厚さを決定するように構成される、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  9. 前記複数の位相補償モジュールはそれぞれ、波長に応答して、強度の変化を伴って前記複数の光ビームを検出器に透過させるように構成される、干渉計を備え、随意に、前記干渉計は、ファブリ・ペロー干渉計またはマイケルソン干渉計を備え、随意に、前記干渉計は、前記複数の位相補償モジュールの他の干渉計と異なる参照光路長を備える、請求項8に記載の小型OCTシステム。
  10. 前記干渉計は、ファブリ・ペローエタロンを備え、前記参照光路は、前記ファブリ・ペローエタロンの対向する反射表面の間の距離および間に配置される材料の屈折率に対応する、請求項9に記載の小型OCTシステム。
  11. 前記干渉計は、前記マイケルソン干渉計を備え、前記参照光路は、前記マイケルソン干渉計の区間に沿った光路を備える、請求項9に記載の小型OCTシステム。
  12. 前記複数の位相補償モジュールは、第1のモジュールと、第2のモジュールとを備え、前記第1のモジュールは、前記光源の波長の変化に応答して、第1の周波数を備える第1の補償信号を発生させるように構成され、前記第2のモジュールは、前記光源の波長の変化に応答して、第2の周波数を備える第2の補償信号を発生させるように構成され、前記第1の周波数は、前記第2の周波数未満であり、随意に、前記第1および第2の補償信号は、同時に発生される、請求項8に記載の小型OCTシステム。
  13. 前記回路は、前記網膜の厚さを決定するために、前記第1の補償信号および前記第2の補償信号に応答して、前記網膜からの前記複数の信号のうちの第1の信号および前記複数の信号のうちの第2の信号を組み合わせるための命令を伴って構成される、請求項12に記載の小型OCTシステム。
  14. 前記第1の補償信号および前記第2の補償信号は、前記網膜からの前記複数の信号のうちの第1の信号に応答して発生される信号を備え、第3の補償信号および第4の補償信号は、前記複数の信号のうちの第2の信号が前記網膜から発生されるときに、それぞれ、前記第1および第2の補償モジュールから発生され、前記網膜からの前記複数の信号のうちの前記第1および第2の信号は、前記第1の補償信号、前記第2の補償信号、前記第3の補償信号、および前記第4の補償信号に応答して組み合わせられる、請求項13に記載の小型OCTシステム。
  15. 前記複数の位相補償信号および前記網膜からの前記複数の信号はそれぞれ、共通クロック信号を伴って発生され、前記複数の補償信号に応答して、前記サンプル構造からの前記複数の信号を組み合わせるために、前記クロック信号に応答してインデックス化される、請求項8に記載の小型OCTシステム。
  16. 測定されている対象の眼を決定するための配向センサをさらに備え、
    前記OCT測定システムは、第1の配向で前記対象の第1の眼を測定するように、かつ反転され、第2の配向で前記対象の第2の眼を測定するように構成される、
    請求項1に記載の小型OCTシステム。
  17. 前記小型OCTシステムは、前記小型OCTシステムの軸方向分解能未満の精度(または反復性)において網膜の厚さの変化を測定し、前記網膜の厚さの変化は、第1の時間における第1の厚さと、第2の時間における第2の厚さとを備える、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  18. 前記小型OCTシステムを用いて測定される網膜の厚さの変化は、前記小型OCTシステムの軸方向分解能未満である、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  19. 前記光ビームは、可変波長を備え、前記回路は、前記回路からの駆動電流を用いて前記波長を変動させるように構成される、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  20. 前記厚さは、眼に関する前記小型OCTシステムの移動の特性周波数よりも速く測定され、前記移動は、その手に前記OCTシステムを保持する患者に関連する移動、眼球運動、および振戦から成る群から選択される、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  21. 前記光源、前記複数の光学要素、前記検出器、および前記回路は、前記眼から約200mm以下に前記検出器を伴って前記眼の前で保持されるように構成される、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  22. 前記患者が前記光ビームを眼窩と整合させるための視認標的をさらに備え、前記視認標的は、前記光ビームもしくは発光ダイオードからの光のうちの1つ以上のものを備える、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  23. 前記光源は、約5〜10nmの範囲にわたる前記光ビームの発光波長を変動させるように構成される垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)を備える、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  24. 前記VCSELは、波長変動の規定最大定格範囲を有する、請求項23に記載の小型OCTシステム。
  25. 前記回路は、少なくとも約1nmだけ前記波長変動の規定最大範囲を超えて、随意に、前記波長変動の規定最大範囲を超えて約1nm〜5nmの範囲内で、前記VCSELを駆動するように構成される、請求項24に記載の小型OCTシステム。
  26. 前記回路は、複数の測定毎に定格波長範囲の最大値を上回って前記VSCELを駆動するように、かつ前記VSCELの過熱を阻止するために約1ミリ秒(「ms」)〜約100ミリ秒の範囲内、随意に、約5ミリ秒〜約20ミリ秒の範囲内の量だけ第2の測定から第1の測定を遅延させるように構成される、請求項24に記載の小型OCTシステム。
  27. 前記回路は、波形を有する駆動電流を用いて、前記定格波長範囲の最大値を上回って前記VSCELを駆動するように構成され、前記波形は、前記VSCELの最大定格電流を上回る第1の部分と、前記VSCELの最大定格電流を下回る第2の部分とを有し、前記第1の部分は、前記VSCELの過熱を阻止するために前記波形の持続時間の約50パーセント以下を備える、請求項26に記載の小型OCTシステム。
  28. 前記回路は、掃引周波数を伴う波長の範囲にわたって放射波長を掃引させるように構成され、前記回路は、前記干渉信号の周波数に応答して、前記厚さを決定するように構成される、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  29. 前記掃引周波数は、約50Hz〜約10KHzの範囲内、随意に、約100Hz〜約5kHzの範囲内、または約1kHz〜約5KHzの範囲内である、請求項28に記載の小型OCTシステム。
  30. 前記掃引周波数は、ユーザの眼の振戦または前記ユーザの手の振戦よりも速く、随意に、前記掃引周波数は、前記ユーザの眼の振戦の周波数または前記ユーザの手の振戦の周波数よりも速い、請求項28に記載の小型OCTシステム。
  31. 前記回路は、前記光源を加熱して前記波長を変化させるように構成される、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  32. 前記複数の光学要素は、参照光路および測定光路を提供するように配列され、前記干渉信号は、前記参照光路および前記測定光路に沿った光の干渉に起因する、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  33. 前記複数の光学要素は、参照光路および測定光路を提供するように配列され、前記干渉信号は、前記参照光路からの光および前記測定光路からの光の干渉に起因する、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  34. 前記複数の光学要素は、測定光路を提供するように配列され、前記干渉信号は、随意に、参照光路を伴わずに、前記測定光路に沿った前記網膜の層からの光の干渉に起因する、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  35. 前記回路は、前記干渉信号を、前記眼の中へ指向される前記ビームの光路に沿って反射される光の強度プロファイルに変換するように、かつ前記強度プロファイルに応答して前記網膜の厚さを決定するように構成される、プロセッサを備える、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  36. 前記強度プロファイルは、複数の反射ピークを備え、前記プロセッサは、前記複数の反射ピークに応答して、前記厚さを決定するための命令を伴って構成される、請求項35に記載の小型OCTシステム。
  37. 前記プロセッサは、前記干渉信号の周波数に応答して、前記強度プロファイルを決定するための命令を伴って構成され、随意に、前記強度プロファイルは、前記検出器を用いて測定される前記干渉信号の高速フーリエ変換を用いて決定される、請求項35に記載の小型OCTシステム。
  38. 前記干渉信号の周波数は、前記網膜の層の分離距離および前記光源の波長の変化率に対応する、請求項35に記載の小型OCTシステム。
  39. 前記干渉信号の周波数は、前記網膜の層の分離距離および前記光源から放射される前記ビームの波長の変化率に対応する、請求項35に記載の小型OCTシステム。
  40. 前記断層撮影システムを眼窩と整合させるための視認標的をさらに備え、前記視認標的は、前記光ビーム、発光ダイオードを用いて画定される標的、もしくはVCSELのうちの1つ以上のものを備える、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  41. 前記光源、前記光学要素、前記検出器、および前記回路を支持するための筐体をさらに備え、前記筐体は、前記光ビームを前記眼の中に指向するために、前記眼の前でユーザの手の中に保持されるように構成される、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  42. 前記筐体は、握持を容易にするために曲面上に複数のくぼみを伴う円筒形を有する、請求項41に記載の小型OCTシステム。
  43. 前記筐体の配向に応答して測定される眼を測定するためのセンサをさらに備える、請求項41に記載の小型OCTシステム。
  44. 他方の眼が測定されている間に一方の眼を閉塞するための閉塞構造をさらに備え、前記閉塞構造は、測定される眼を決定するように前記筐体および前記センサに結合される、請求項41に記載の小型OCTシステム。
  45. 前記筐体は、本体と、前記本体に回転可能に取り付けられる蓋とを備え、開放位置にあるとき、前記蓋は、前記本体の周囲で回転するように構成される、請求項41に記載の小型OCTシステム。
  46. バッテリをさらに備え、前記バッテリは、前記光源よりも前記検出器から遠く離れて位置する、請求項41に記載の小型OCTシステム。
  47. 前記筐体を受容し、前記筐体内に含有される前記バッテリを充電して前記光源および前記回路に給電するためのドッキングステーションをさらに備え、前記ドッキングステーションは、前記厚さを遠隔サーバに伝送するための無線通信回路を備え、随意に、前記無線通信回路は、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))、第3世代(3G)、または第4世代(4G)モジュールを備える、請求項46に記載の小型OCTシステム。
  48. 前記回路は、通信ネットワークを通してデータを受信または伝送するように構成される、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  49. 前記通信ネットワークは、インターネット、セルラーネットワーク、または短距離通信ネットワークを含む、請求項1に記載の小型OCTシステム。
  50. 前記小型OCTシステムは、約50グラム〜約500グラムの範囲内、随意に、約100グラム〜約400グラムの範囲内の質量を有する、前記請求項のいずれか1項に記載の小型OCTシステム。
  51. 前記小型OCTシステムは、約10mm〜約100mmの範囲内、随意に、約25mm〜約70mmの範囲内で横断する最大距離を有する、前記請求項のいずれか1項に記載の小型OCTシステム。
  52. 筐体であって、前記光源、前記検出器、前記回路、および前記光学要素は、前記筐体内に含有される、筐体と、
    前記光源および前記検出器に結合される光ファイバであって、前記光ファイバは、前記小型OCTシステムから延在する、光ファイバと、
    前記光ビームを前記眼と整合させ、前記光ビームを前記眼に指向するように前記光ファイバの遠位端に結合される整合構造と
    をさらに備える、前記請求項のいずれか1項に記載の小型OCTシステム。
  53. ユーザの左眼および右眼を測定するための両眼OCTシステムであって、前記システムは、
    OCT測定システムおよび第1の固定標的に光学的に結合される第1の調節可能レンズであって、前記第1の調節可能レンズは、前記左眼または前記右眼の屈折誤差を補償するように構成される、第1の調節可能レンズと、
    第2の固定標的に光学的に結合される第2のレンズであって、前記第2のレンズは、前記左眼または前記右眼の屈折誤差を補償するように構成される、第2のレンズと
    を備え、前記OCT測定システムは、反転され、前記左眼または前記右眼を測定するように構成される、システム。
  54. ユーザの左眼または右眼が前記OCT測定システムを用いて測定されているかどうかを決定するための配向センサと、
    前記第1のレンズ、前記第2のレンズ、および前記配向センサに動作可能に結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、前記OCTシステムが前記右眼を測定するための配向を備えるときに、前記第1のレンズを前記右眼の屈折誤差に対して、前記第2のレンズを前記左眼の屈折誤差に対して調節するための命令、および、前記OCTシステムが前記左眼を測定するための配向を備えるときに、前記第1のレンズを前記左眼の屈折誤差に対して、前記第2のレンズを前記右眼の屈折誤差に対して調節するための命令を伴って構成される、プロセッサと
    をさらに備える、請求項53に記載の両眼OCTシステム。
  55. 前記OCT測定システムは、前記ユーザの第1の眼を測定するための第1の配向と、前記ユーザの第2の眼を測定するための第2の配向とを備え、前記第2の配向は、前記第1の配向に対して反転される、請求項53に記載の両眼OCTシステム。
  56. 前記第1のレンズは、前記固定標的および前記OCT測定システムに対して可動であり、前記左眼または前記右眼の屈折誤差を補償し、前記第2のレンズは、可動であり、前記左眼または前記右眼の屈折誤差を補償する、請求項53に記載の両眼OCTシステム。
  57. 前記プロセッサは、前記右眼の屈折誤差および前記左眼の屈折誤差を記憶するための命令、および、前記右眼の記憶された屈折誤差および前記左眼の記憶された屈折誤差および前記配向センサに応答して、前記第1のレンズおよび前記第2のレンズを調節するための命令を伴って構成される、非一過性のコンピュータ可読媒体を備える、請求項53に記載の両眼OCTシステム。
  58. 前記第1のレンズ、前記OCTシステム、および前記第1の固定標的は、第1の光路を共有し、前記第2のレンズおよび前記第2の固定標的は、第2の光路を共有し、前記第1の光路と前記第2の光路との間の分離距離は、前記ユーザの右眼と左眼との間の瞳孔間距離に調節可能であり、随意に、手動で調節可能である、請求項53に記載の両眼OCTシステム。
  59. 前記第1のレンズおよび前記第2のレンズは、それぞれ、前記第1の光路および前記第2の光路上で平行移動するように構成され、前記プロセッサは、前記右眼の屈折誤差を補正するための右眼球位置まで、および前記第2の眼の屈折誤差を補正するための左眼球位置まで、前記第1のレンズを平行移動させるための命令、および、前記右眼の屈折誤差を補正するための右眼球位置まで、および前記左眼の屈折誤差を補正するための左眼球位置まで、前記第2のレンズを平行移動させるための命令を伴って構成される、請求項58に記載の両眼OCTシステム。
  60. 前記OCTシステムは、参照アームと、測定アームとを備え、前記測定アームは、前記測定アームの光路に沿ってレンズに向かって配向される端部を備える光ファイバを備え、前記端部および前記レンズは、前記光路に沿って平行移動し、前記参照アームの間の光路差を減少させるように構成される、請求項53に記載の両眼OCTシステム。
  61. 前記端部および前記レンズは、前記光路差に応答して、前記端部および前記レンズを移動させるように、前記プロセッサに動作可能に結合され、随意に、前記光路差は、前記第1の眼および前記第2の眼の測定の間に実質的に固定されたままである、請求項60に記載の両眼OCTシステム。
  62. 前記端部および前記レンズは、光路差補償軸に沿って平行移動するように構成され、前記第1のレンズは、第1の軸に沿って平行移動するように構成され、前記第2のレンズは、第2の軸に沿って平行移動するように構成され、前記光路差補償軸、前記第1の軸、および前記第2の軸は、約5度以内まで相互と略平行である、請求項60に記載の両眼OCTシステム。
  63. 前記光路差補償軸は、前記第1の軸と前記第2の軸との間に位置する、請求項62に記載の両眼OCTシステム。
  64. 前記眼の前部分を撮像し、前記第1の調節可能レンズと前記第1の固定標的との間に延在する軸に関して前記眼の位置を決定するためのカメラをさらに備え、前記プロセッサは、前記配向センサからの信号および前記画像に応答して、前記眼の位置を決定するように、前記カメラに動作可能に結合され、随意に、前記画像は、前記眼の瞳孔の画像もしくは前記眼の角膜から反射される光のプルキニェ画像のうちの1つ以上のものを備える、請求項53に記載の両眼OCTシステム。
  65. 前記プロセッサは、前記配向センサからの前記信号に応答して、前記眼の網膜上の測定領域を調節するための命令を伴って構成される、請求項64に記載の両眼OCTシステム。
  66. 前記プロセッサは、前記配向センサに応答して、網膜の厚さの出力マップを調節するように構成される、請求項64に記載の両眼OCTシステム。
  67. 前記配向センサは、加速度計またはジャイロスコープを備える、請求項64に記載の両眼OCTシステム。
  68. 前記OCT測定システムは、時間ドメインOCT測定システム、掃引源OCT測定システム、スペクトルドメインOCT測定システム、もしくは多重反射率OCT測定システムのうちの1つ以上のものを備える、請求項53に記載の両眼OCTシステム。
  69. 両眼OCTシステムであって、
    プロセッサと、前記プロセッサに結合される複数の電気コンポーネントとを備えるプリント回路基板と、
    支持体上に搭載される複数の光学系モジュールを備える支持体であって、前記複数の光学系モジュールは、スキャナと、第1の固定標的と、第2の固定標的と、前記スキャナ、前記第1の固定標的、および前記第2の固定標的に結合される複数のレンズとを備える、支持体と、
    複数の光ファイバと、複数の光ファイバ結合器と、光ファイバ参照アームと、測定アームの光ファイバ部分とを備える干渉計モジュールと、
    前記プリント回路基板、前記支持体、および前記干渉計モジュールを封入する外部筐体であって、前記プリント回路基板、前記支持体、および前記干渉計モジュールは、前記外部筐体内にスタックされた構成で配列される、外部筐体と
    を備える、両眼OCTシステム。
  70. 前記スタックされた構成は、第1の眼が測定されるときの第1の配向と、第2の眼が測定されるときの第2の配向とを備え、前記第2の配向は、前記第1の配向に対して反転される、請求項69に記載の両眼OCTシステム。
  71. 前記支持体は、前記プリント回路基板と前記干渉計モジュールとの間に位置する、請求項69に記載の両眼OCTシステム。
  72. 前記支持体は、その上に搭載された前記複数の光学系モジュールを伴うプレートを備える、請求項69に記載の両眼OCTシステム。
  73. 前記干渉計モジュールは、前記複数の光ファイバおよび前記複数の光ファイバ結合器、前記参照アームおよび測定アームの一部を封入する筐体を備える、請求項69に記載の両眼OCTシステム。
  74. 前記複数の光ファイバは、掃引源レーザに結合される源光ファイバを備え、随意に、前記掃引源レーザは、前記筐体の内側に位置する、請求項73に記載の両眼OCTシステム。
  75. 前記複数の光ファイバは、前記筐体内に位置する第1および第2のアーム結合器から、前記筐体の外側に位置する一対の平衡検出器まで延在する、一対の光ファイバを備え、前記第1および第2のアーム結合器は、前記参照アームを前記測定アームの光ファイバ部分に結合し、随意に、前記一対の平衡検出器は、前記プリント回路基板上の前記プロセッサに動作可能に結合される、請求項73に記載の両眼OCTシステム。
  76. 前記測定アームの光ファイバ部分は、前記筐体内の前記光ファイバ参照アームに結合される光学結合器から前記筐体の外側の端部まで延在し、前記端部は、前記ユーザの眼に向かって測定光ビームを指向するようにレンズに結合される、請求項73に記載の両眼OCTシステム。
  77. 前記複数の光ファイバは、掃引源レーザに結合される位相監視光ファイバを備え、前記位相監視光ファイバは、前記筐体内に位置する結合器から前記筐体の外側に位置する端部まで延在し、前記端部は、前記掃引源レーザから放射される光の位相を測定するように、エタロンおよび位相検出器に光学的に結合され、随意に、前記位相検出器は、前記プリント回路基板上の前記プロセッサに動作可能に結合される、請求項73に記載の両眼OCTシステム。
  78. 前記複数の光ファイバは、一対の光強度監視ファイバを備え、前記一対の光学監視ファイバは、前記筐体内に位置する結合器から一対の光学監視検出器まで延在し、前記一対の光学監視検出器は、前記掃引源レーザのパワーを独立して測定するように構成され、随意に、前記一対の光学監視検出器は、前記プリント回路基板上の前記プロセッサに動作可能に結合される、請求項73に記載の両眼OCTシステム。
  79. ユーザの眼を測定するためのOCTシステムであって、前記OCTシステムは、
    前記眼に可視である固定標的と、
    前記眼の網膜の厚さを測定するように構成されるOCT干渉計と、
    前記眼の角膜から反射し、前記角膜からの前記複数の光源の反射を備えるプルキニェ画像を発生させるように配列される複数の光源と、
    前記角膜から反射される前記プルキニェ画像の位置を測定するためのセンサと、
    前記プルキニェ画像に応答して、前記眼の位置を決定するように、前記センサに動作可能に結合されるプロセッサと
    を備える、OCTシステム。
  80. 前記プロセッサは、聴覚または視覚合図を前記ユーザに提供し、前記OCT干渉計と整合するように前記眼を移動させるための命令を伴って構成される、請求項79に記載のOCTシステム。
  81. 前記OCTシステムの筐体に結合される配向センサをさらに備え、前記ユーザは、前記配向センサに応答して、第1の方向または前記第1の方向と反対の第2の方向に前記眼を移動させるように命令される、請求項80に記載のOCTシステム。
  82. 前記聴覚合図は、左、右、上、または下のうちの1つ以上のものに前記眼を移動させるための前記ユーザへの命令を備える、請求項80に記載のOCTシステム。
  83. 前記視覚合図は、点滅固定標的、点滅固定標的の周波数の変化、または固定標的の色の変化のうちの1つ以上のものを備える、請求項80に記載のOCTシステム。
  84. センサは、前記プルキニェ画像を捕捉するためのセンサアレイを備えるカメラを備え、前記プロセッサは、前記複数の光源の反射に応答して、前記眼の位置を決定するための命令を伴って構成され、随意に、前記カメラは、CMOSセンサアレイを備える、請求項79に記載のOCTシステム。
  85. センサは、前記複数の光源の反射に応答して、前記眼の位置を決定するための象限検出器または位置感受性検出器のうちの1つ以上のものを備える、請求項79に記載のOCTシステム。
  86. 前記眼の網膜の面積にわたって前記OCT干渉計の測定ビームを走査し、前記プルキニェ画像に応答して、網膜の厚さのマップを発生させ、前記眼の位置を記録するように、前記プロセッサに結合されるスキャナをさらに備える、請求項79に記載のOCTシステム。
  87. 前記プロセッサは、前記網膜の厚さのマップおよび前記眼の位置を出力するように構成される、請求項86に記載のOCTシステム。
  88. 前記プロセッサは、前記眼の位置に応答して、前記網膜の厚さのマップの位置を調節するように構成される、請求項86に記載のOCTシステム。
  89. 配向センサをさらに備え、前記プロセッサは、前記配向センサに応答して、前記網膜の厚さのマップの位置を調節するように構成される、請求項88に記載のOCTシステム。
  90. 前記プロセッサは、第1の配向における前記配向センサに応答して、第1の方向に前記網膜に沿って前記マップの位置を調節するように、かつ前記第1の方向と反対の第2の配向における前記配向センサに応答して、前記第1の方向と反対の第2の方向に前記マップを調節するように構成される、請求項89に記載のOCTシステム。
  91. 前記プロセッサは、前記眼の位置に応答して、前記網膜上の走査パターンの位置を調節するように構成される、請求項86に記載のOCTシステム。
  92. 配向センサをさらに備え、前記プロセッサは、前記配向センサに応答して、前記網膜上の前記走査パターンの位置を調節するように構成される、請求項91に記載のOCTシステム。
  93. 前記プロセッサは、第1の配向における前記配向センサに応答して、第1の方向に前記網膜上の前記走査パターンの位置を調節するように、かつ前記第1の方向と反対の第2の配向における前記配向センサに応答して、前記第1の方向と反対の第2の方向に前記走査パターンを調節するように構成される、請求項92に記載のOCTシステム。
  94. 複数のプロセッサ命令をトリガするように前記プロセッサに動作可能に結合されるユーザ入力をさらに備え、前記複数の命令は、前記固定標的を照明し、前記複数の光源を照明し、前記センサに応答して前記眼の位置を入手し、前記眼を前記OCT干渉計と整合させるための命令を前記ユーザに提供し、前記OCT測定ビームを用いて前記網膜を走査し、前記OCT干渉計からのレーザの安全一時停止を実装するための命令を備える、請求項79に記載のOCTシステム。
  95. 前記プロセッサは、前記プルキニェ画像内の前記反射の場所に応答して、前記OCT測定ビームに関して前記眼のXY位置を決定するための命令を伴って構成され、前記眼のXY位置は、前記OCT測定ビームを横断する場所に対応し、随意に、前記XY位置はそれぞれ、前記プルキニェ画像の複数の光源の反射の間の中心場所に対応し、随意に、前記中心場所は、第1の対の反射の間の中間点および前記プルキニェ画像の第2の対の反射の間の中間点に対応する、請求項94に記載のOCTシステム。
  96. 前記プロセッサは、前記プルキニェ画像内の前記反射の間の距離に応答して、前記OCT測定ビームに沿った距離に対応する前記眼のZ位置を決定するための命令を伴って構成される、請求項95に記載のOCTシステム。
  97. 前記プロセッサは、誤差の量を伴う前記眼の位置に応答して、前記網膜を自動的に走査するための命令を伴って構成され、前記誤差の量は、0.2mm〜約0.75mmの範囲内である、請求項94に記載のOCTシステム。
  98. 前記固定標的の照明は、重複し、前記複数の光源の照明は、前記OCT測定ビームを用いた前記網膜の走査と重複する、請求項94に記載のOCTシステム。
  99. 前記網膜の走査領域は、約1mm〜約3mmの範囲内で横断する寸法を備え、A走査の数は、約0.5秒〜約3秒の範囲内の時間にわたって約5,000回のA走査〜約40,000回のA走査を備え、前記安全一時停止は、約2〜約10秒の範囲内である、請求項94に記載のOCTシステム。
  100. 前記ユーザ入力は、ボタン、近接性センサ、スイッチ、容量センサ、タッチスクリーン、または音声コマンドのうちの1つ以上のものを備える、請求項94に記載のOCTシステム。
  101. 光路は、前記固定標的と前記眼との間に延在し、前記OCT干渉計測定ビームは、前記光路と重複し、前記複数の光源は、前記光路の周囲に分散される、請求項86に記載のOCTシステム。
  102. 走査ミラーから前記測定ビームを反射し、前記プルキニェ画像および前記固定標的から光を透過させるように構成される第1のビームスプリッタと、前記プルキニェ画像から前記センサに光を反射し、前記固定標的から光を透過させるように構成される第2のビームスプリッタとをさらに備える、請求項94に記載のOCTシステム。
  103. 前記プルキニェ画像を発生させるための前記複数の光源は、約700〜800nmの範囲内の波長を備え、前記固定標的は、約500〜700nmの範囲内の波長を備え、前記OCT測定ビームは、約800〜900nmの範囲内の複数の波長を備える、請求項102に記載のOCTシステム。
  104. 前記プルキニェ画像を発生させるための前記複数の光源は、3〜8個の光源を備え、随意に、前記複数の光源は、3〜8個の発光ダイオードを備える、請求項102に記載のOCTシステム。
  105. 眼の網膜の厚さを測定するための小型光干渉断層撮影(OCT)システムであって、前記OCTシステムは、
    検出器と、
    波長の範囲にわたって1つ以上の光ビームを掃引するための1つ以上のVCSELを備える光源と、
    前記光ビームを前記網膜の中に指向し、前記検出器において複数の干渉信号を発生させるように前記光源に結合される複数の光学要素と、
    前記複数の干渉信号に応答して、前記厚さを決定するように前記検出器および前記複数の光源に結合される回路と
    を備える、小型OCTシステム。
  106. 前記1つ以上のVCSELに光学的に結合され、前記1つ以上の光ビームの位相を特性評価するように前記回路に電気的に結合される複数の位相補償モジュールをさらに備え、前記回路は、前記複数の干渉信号を組み合わせ、前記光ビームのうちの1つ以上のものの位相に応答して、前記網膜の厚さを決定するように構成される、請求項105に記載の小型OCTシステム。
  107. 前記複数の位相補償モジュールはそれぞれ、波長に応答して、強度の変化を伴って前記光ビームのうちの1つ以上のものを検出器に透過させるように構成される干渉計を備え、随意に、前記干渉計は、ファブリ・ペロー干渉計またはマイケルソン干渉計を備え、随意に、前記干渉計は、前記複数の位相補償モジュールの他の干渉計と異なる参照光路長を備える、請求項106に記載の小型OCTシステム。
  108. 前記干渉計は、ファブリ・ペローエタロンを備え、前記参照光路は、前記ファブリ・ペローエタロンの対向する反射表面の間の距離および間に配置される材料の屈折率に対応する、請求項107に記載の小型OCTシステム。
  109. 前記干渉計は、前記マイケルソン干渉計を備え、前記参照光路は、前記マイケルソン干渉計の区間に沿った光路を備える、請求項107に記載の小型OCTシステム。
  110. 前記複数の位相補償モジュールは、第1のモジュールと、第2のモジュールとを備え、前記第1のモジュールは、前記1つ以上の光源の波長の変化に応答して、第1の周波数を備える第1の補償信号を発生させるように構成され、前記第2のモジュールは、前記1つ以上の光源の波長の変化に応答して、第2の周波数を備える第2の補償信号を発生させるように構成され、前記第1の周波数は、前記第2の周波数未満であり、随意に、前記第1および第2の補償信号は、同時に発生される、請求項106に記載の小型OCTシステム。
  111. 前記回路は、前記網膜の厚さを決定するために、前記第1の補償信号および前記第2の補償信号に応答して、前記網膜からの前記信号のうちの1つ以上のもののうちの第1の信号および前記1つ以上の信号のうちの第2の信号を組み合わせるための命令を伴って構成される、請求項110に記載の小型OCTシステム。
  112. 前記1つ以上のVCSELは、単一のVCSELを備える、請求項105−111のいずれか1項に記載の小型OCTシステム。
  113. スキャナは、軌道を用いて前記網膜に沿って測定ビームを走査するように構成され、随意に、前記軌道は、停止および進行軌道、連続軌道、星形軌道、またはリサジュー軌道のうちの1つ以上のものを備える、前記請求項のいずれか1項に記載の小型OCTシステム。
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