JP5002429B2 - 光干渉断層画像診断装置 - Google Patents
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Description
光源から出力される光を測定光と参照光とに分割し、該測定光を体腔内に挿入されるプローブを介して測定対象に出射することで該測定対象からの反射光を取得した後、該反射光を前記参照光と干渉させることで、前記測定光の出射の方向における該反射光の強度分布を算出し、該強度分布に基づいて該測定対象の断層画像を形成する光干渉断層画像診断装置であって、
前記光源から出力される光を更に分割し、基準光を得る分割手段と、
前記基準光を伝送するための光路であって、該基準光が前記参照光と干渉されるまでの光路長が、前記参照光が前記反射光と干渉されるまでの光路長と略等しい光路と、
前記基準光を前記参照光と干渉させることで得られた干渉光データの時間変化を算出する算出手段とを備える。
1.光干渉断層画像診断装置の測定原理
はじめに光干渉断層画像診断装置の測定原理について簡単に説明する。一般に光は電磁波であるため、混合させた場合に干渉するという性質を有する。干渉しやすいか干渉しにくいかの干渉性能はコヒーレンス性とも呼ばれ、一般的な光干渉断層画像診断装置では、干渉性の低い低コヒーレンス光(低干渉性光)が利用される。
図3は本発明の第1の実施形態にかかる光干渉断層画像診断装置(300)の外観構成を示す図である。
本実施形態にかかる光干渉断層画像診断装置(300)の機能構成について図4を用いて説明する。
次に、光干渉断層画像診断装置300において低干渉性光源409から出力された光が分割され、それぞれの光路上を伝送された後、フォトダイオード410において受光されるまでの伝送経路の概要について説明する。
次に、図6を用いて、光干渉断層画像診断装置300の信号処理部414における処理の概要について説明する。図6は、信号処理部414の詳細構成ならびに関連する機能ブロックを示した図である。
次にグラフ生成部606における処理の詳細について説明する。図7は、グラフ生成部606に入力された干渉光データに基づいて行われる処理の内容を説明するための図である。
上記第1の実施形態では、基準光の光路長が参照光の光路長と等しくなるように構成することしたが、本発明は、これに加えて、基準光の光路長<測定光の光路長、または測定光の光路長+検査範囲<基準光の光路長となるようにしたうえで、参照光の光路長が基準光の光路長と等しくなるよう1軸ステージ420にて調整する構成としても良い。
上記第1の実施形態では、光源の増幅性能、干渉性能、ならびに参照光の光路上の光ファイバの接続、損失、偏波状態が正常でないと判断された場合に、その旨のメッセージを出力する構成としたが、本発明はこれに限定されず、偏波コントローラを配し、参照光の偏波状態を改善可能に構成してもよい。
上記第1乃至3の実施形態では、本発明を光干渉断層画像診断装置に適用した場合について説明したが、本発明は光干渉断層画像診断装置に限られず、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置に適用することも可能である。以下、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置に適用した場合について説明する。
はじめに波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置の測定原理について簡単に説明する。なお、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置は、上記第1の実施形態において説明した光干渉断層画像診断装置の測定原理(図1、図2)と光干渉を利用する点において基本的に同じである。そこで、ここでは光干渉断層画像診断装置との相違点を中心に説明する。
(式1)f(t)=fα+Δft
(式2)I(t)=A+Bcos(CΔx(fα+Δft))
式2からわかるように、干渉光強度I(t)の時間変化の周波数成分は光路差Δxと波長掃引の周波数変化Δfで表される。したがって、干渉光の周波数成分がわかれば、光路差ごとの干渉光強度がわかることになる。
図11は、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置1100の機能構成を示す図である。以下、上記第1の実施形態において図4を用いて説明した光干渉断層画像診断装置との相違点を中心に説明する。
次に、波長掃引の光干渉断層画像診断装置1100において波長掃引光源1108から出力された光が分割され、それぞれの光路上を伝送された後、フォトダイオード1119において受光されるまでの伝送経路の概要について説明する。
次に、図13を用いて、波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置1100の信号処理部1123における処理の概要について説明する。図13は、信号処理部1123の詳細構成ならびに関連する機能ブロックを示した図である。
次にグラフ生成部1306における処理の詳細について説明する。図14は、グラフ生成部1306に入力された干渉光データに基づいて行われる処理の内容を説明するための図である。
上記第4の実施形態では、基準光の光路長が参照光の光路長と等しくなるように構成することしたが、本発明は、これに加えて、基準光の光路長<測定光の光路長、または測定光の光路長+検査範囲<基準光の光路長となるようにしたうえで、参照光の光路長が基準光の光路長と等しくなるように1軸ステージ1132にて調整する構成としても良い。
上記第4の実施形態では、光源の増幅性能、干渉性能ならびに参照光の光路上の光ファイバの接続、損失、偏波状態が正常でないと判断された場合に、その旨のメッセージを出力する構成としたが、本発明はこれに限定されず、偏波コントローラを配し、参照光の偏波状態を改善可能に構成してもよい。
Claims (11)
- 光源から出力される光を測定光と参照光とに分割し、該測定光を体腔内に挿入されるプローブを介して測定対象に出射することで該測定対象からの反射光を取得した後、該反射光を前記参照光と干渉させることで、前記測定光の出射の方向における該反射光の強度分布を算出し、該強度分布に基づいて該測定対象の断層画像を形成する光干渉断層画像診断装置であって、
前記光源から出力される光を更に分割し、基準光を得る分割手段と、
前記基準光を伝送するための光路であって、該基準光が前記参照光と干渉されるまでの光路長が、前記参照光が前記反射光と干渉されるまでの光路長と略等しい光路と、
前記基準光を前記参照光と干渉させることで得られた干渉光データの時間変化を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする光干渉断層画像診断装置。 - 前記光路は、光路長を変えるための可動部を持たず、かつ、接続部のない光ファイバを用いて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光干渉断層画像診断装置。
- 前記光路の光路長は、前記測定光が前記反射光として前記参照光と干渉されるまでの光路長とは異なっていることを特徴とする請求項1に記載の光干渉断層画像診断装置。
- 前記光源は、低干渉性光源であることを特徴とする請求項1に記載の光干渉断層画像診断装置。
- 前記光源は、波長掃引光源であることを特徴とする請求項1に記載の光干渉断層画像診断装置。
- 前記算出手段により算出された干渉光データの時間変化に基づいて、干渉光強度を求め、該干渉光強度に基づいて前記参照光を伝送するための光路の状態を判定する判定手段を更に備えることを特徴とする請求項4に記載の光干渉断層画像診断装置。
- 前記判定手段は、予め定められた基準強度に対する前記干渉光強度の劣化度合いが、所定の閾値を上回った場合に、前記参照光を伝送するための光路の状態が正常でないと判定することを特徴とする請求項6に記載の光干渉断層画像診断装置。
- 前記算出手段により算出された干渉光データの時間変化に基づいて、前記基準光と前記参照光の光路長が等しい位置からのずれ量に対する該干渉光データの強度の減衰度合いを求め、該減衰度合いに基づいて前記参照光を伝送するための光路の状態を判定する判定手段を更に備えることを特徴とする請求項5に記載の光干渉断層画像診断装置。
- 前記判定手段は、前記減衰度合いが、予め定められた基準値を上回った場合に、前記参照光を伝送するための光路の状態が正常でないと判定することを特徴とする請求項8に記載の光干渉断層画像診断装置。
- 前記算出手段により算出された干渉光データの時間変化をグラフ表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の光干渉断層画像診断装置。
- 前記算出手段により算出された干渉光データの時間変化に基づいて求めた、前記基準光と前記参照光の光路長が等しい位置からのずれ量に対する該干渉光データの強度の減衰度合いをグラフ表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項8に記載の光干渉断層画像診断装置。
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