JP7177788B2 - マルチスケールスキャニング画像化システムおよびマルチスケールスキャニング画像化方法 - Google Patents
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Description
しかしこれらはすべて、
目の光学欠損を測定するための補償光学モジュール、画像化システム、解像度向上のために網膜からの光と検出システム上への入射光を補正するシステムを含む。
A. Roorda et al. "Adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy" Optics Express 405, Vol. 10, No. 9, 2002。
AOSLOのアセンブリは主に、網膜の照射モジュール11、検出モジュール12、スキャニングモジュール13、入射光線の補正面を備えた補正モジュール14、波面解析モジュール15および画像化光学システム16を含む。照射モジュールは、点光源との点光源から照射ビームを生成するための光学レンズとを形成するために、例えば光ファイバに接続されたレーザーダイオードを備える。照射モジュール11の絞りは瞳を定義する。照射ビームは、例えば1組のミラー(図示せず)を用いて、補正モジュール14(例えば、可変ミラー)上に送られ、被験者の目10を垂直および水平方向にスキャンするためのスキャニングモジュール14に導かれる。照射ビームは、網膜をスキャンする準点ビームを網膜上で形成するためにフォーカスされる。続いて光は、例えば網膜によって後方散乱され、同じ光学スキャニングを受け、可変ミラー14と検出モジュール12に送られる。この検出モジュール12は、例えば共焦点検出孔と、光電子増倍管やアバランシェフォトダイオードなどで構成された検出器を備える。画像化システム16に象徴される1組の光学要素16が、網膜面と検出器の共焦点孔とを光学的に共役させる。波面解析モジュール15は、例えばシャック-ハルトマン型の解析器を備える。この波面解析モジュール15は、網膜によって後方散乱された光を受光し、照射ビームと後方散乱ビームとを補正するために可変ミラーを制御する。照射ビームの瞳の面、可変ミラーの面および波面解析モジュールの解析面は、目17の予め定められた面(例えば、目の瞳の面)に光学的に共役される。
R. Zawadzki "Adaptive-optics optical coherence tomography for high resolution and high speed 3D retinal in vivo imaging" Optics Express 8532, Vol. 13, No. 21, 2005。
OCTは、低コヒーレンスの干渉計を使用することに基づく。この画像化技術により、数ミクロンの解像度で組織切片の生体内画像を得ることができる。眼科学におけるOCTへの関心は、生体内組織を他の組織散乱を通して明らかにできることに由来する。図1Bのアセンブリは、OCT型のアセンブリの主要な要素を極めて簡略化した形で表す。AOSLOと類似した構成が見られるが、検出モジュール12はOCTに特化されたものであり、干渉計(例えば、マイケルソン型のファイバ干渉計)を含む。ファイバのエントリーポイント(図示せず)は、レンズ16で象徴される光学共役システムを用いて、目10の網膜に共役されている。AOSLOと比べて、OCT技術は、取得スピードを犠牲にして網膜の縦方向のセクションを与える。
A. Dubra et al. "First-order design of a reflective viewfinder for adaptive optics ophthalmoscopy" Optics Express, Vol. 20, No. 24 (2012)。
これは、取り外し可能な光レリーシステムにより、高解像度の「小領域」モードと低解像度の「広領域」モードとを切り替えることができる。取り外し可能な光リレーシステムを取り付けることにより、瞳倍率を落とす代わりに、より高角倍率を持つ「広領域」光学構成に切り替えることができる。この「広領域」により、ユーザは、網膜の関心領域をサーチすることができる。その後、取り外し可能な光リレーシステムを取り外し、高解像度で網膜を画像化するための「小領域」モードに戻ることができる。
-所定のサイズの直径を持つ少なくとも1つの第1の照射ビーム放出するように構成された少なくとも1つの第1の照射モジュールと、少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを検出するように構成された少なくとも1つの第1の検出モジュール:
-少なくとも1つの第1の照射ビームおよび少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームのための、少なくとも1つの第1のスキャニングモジュール:
-少なくとも1つの第1の照射ビームを網膜上にフォーカスし、少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを受光するための、「広領域」光路と呼ばれる第1の光路:
-少なくとも1つの第1の照射ビームを網膜上にフォーカスし、少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを受光するための、「小領域」光路と呼ばれる第2の光路:
-少なくとも部分的には反射要素である、少なくとも1つの第1の光学偏向要素:
を備える。
第1の光路は、
○少なくとも1つの第1のスキャニングモジュールの回転面近くに設けられた面を目の入射瞳の面に共役させるように構成された、第1の倍率を持つ第1の光学システム
を備える。
第2の光路は、
○所定のサイズの有効面を有する波面補正デバイス;
○少なくとも1つの第1のスキャニングモジュールの回転面近くに設けられた面を波面補正デバイスの有効面に共役させるように構成された、第2の倍率を持つ第2の光学システム;
○第1の光学システムの一部を備え、波面補正デバイスの有効面を目の入射瞳の面に共役させるように構成された、第3の倍率を持つ第3の光学システム;
を備える。
第1の光学偏向要素は、少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを、第1の画像化経路および第2の画像化経路の一方および/または他方に送るように構成され、第1の画像化経路上であって、第1の光学システムおよび第3の光学システムの共通部分と、少なくとも1つの第1のスキャニングモジュールとの間に位置づけられ、第2の画像化経路上であって、第1の光学システムおよび第3の光学システムの共通部分と、波面補正デバイスとの間に位置づけられる。
-所定のサイズの直径を持つ少なくとも1つの第2の照射ビーム放出するように構成された少なくとも1つの第2の照射モジュールと、少なくとも1つの第2の網膜による再放出ビームを検出するように構成された少なくとも1つの第2の検出モジュール;
-少なくとも1つの第2の照射ビームおよび少なくとも1つの第2の網膜による再放出ビームのための、第2のスキャニングモジュール。
ΦE1=g1Φecl (1)
ΦE2=g3ΦDM (2)
ΦDM=g2Φecl (3)
ΦE2=g3・g2Φecl (4)
Claims (14)
- 網膜のマルチスケールスキャニング画像化システム(200)であって、
-所定のサイズの直径(Φecl)を持つ少なくとも1つの第1の照射ビーム放出するように構成された少なくとも1つの第1の照射モジュールと、少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを検出するように構成された少なくとも1つの第1の検出モジュール(210)と、
-前記少なくとも1つの第1の照射ビームおよび前記少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームのための、少なくとも1つの第1のスキャニングモジュール(231)と、
-前記少なくとも1つの第1の照射ビームを網膜上にフォーカスし、前記少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを受光するための、「広領域」光路と呼ばれる第1の光路と、
-前記少なくとも1つの第1の照射ビームを網膜上にフォーカスし、前記少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを受光するための、「小領域」光路と呼ばれる第2の光路と、
-少なくとも部分的には反射要素である、少なくとも1つの第1の光学偏向要素(241、242)と、を備え、
前記第1の光路は、
○前記少なくとも1つの第1のスキャニングモジュールの回転面近くに設けられた面を目(10)の入射瞳の面(17)に共役させるように構成された、第1の倍率(g1)を持つ第1の光学システム(205、201)を備え、
前記第2の光路は、
○所定のサイズ(ΦDM)の有効面(251)を有する波面補正デバイス(250)と、
○前記少なくとも1つの第1のスキャニングモジュールの回転面近くに設けられた面を波面補正デバイスの有効面に共役させるように構成された、第2の倍率(g2)を持つ第2の光学システム(257、256、253)と、
○前記第1の光学システムの一部を備え、波面補正デバイスの有効面(251)を目(10)の入射瞳の面(17)に共役させるように構成された、第3の倍率(g3)を持つ第3の光学システムと、を備え、
前記第1の光学偏向要素は、前記少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを、第1の画像化経路および第2の画像化経路の一方および/または他方に送るように構成され、前記第1の画像化経路上であって、前記第1の光学システムおよび前記第3の光学システムの共通部分(201、205)と、前記少なくとも1つの第1のスキャニングモジュール(210)との間、または、前記第2の画像化経路上であって、前記第1の光学システムおよび前記第3の光学システムの共通部分と、前記波面補正デバイスとの間に位置づけられることを特徴とするマルチスケールスキャニング画像化システム。 - 前記第1の光学偏向要素は、前記少なくとも1つの第1の照射ビームを、前記第1の画像化経路および前記第2の画像化経路の一方および/または他方に送るように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。
- 前記少なくとも1つの第1の照射ビームを、前記第1の画像化経路および前記第2の画像化経路の一方および/または他方に送るように構成された第2の光学偏向要素をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。
- 前記少なくとも1つの光学偏向要素は、前記第1の画像化経路および前記第2の画像化経路の一方を他方に切り替えるように構成された、取り外し可能な反射面であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。
- 前記少なくとも1つの第1の光学偏向要素は、前記少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを、前記第1の画像化経路および前記第2の画像化経路の一方に送り、少なくとも1つの網膜による第2の再放出ビームを、前記第1の画像化経路および前記第2の画像化経路の他方に送るように構成されたダイクロイックプレートであり、
前記第2の再放出ビームの波長は、前記第1の再放出ビームの波長と異なることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。 - 前記少なくとも1つの第1の照射ビームおよび前記第1の検出モジュールは、少なくとも1つの点光源(211)と、少なくとも1つの共焦点検出システムと、を備え、
AOSLO型の網膜画像化のために構成されたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。 - 前記少なくとも1つの第1の照射ビームおよび前記第1の検出モジュールは、少なくとも1つの点光源(221)と、少なくとも1つの干渉計と、を備え、
OCT型の網膜画像化のために構成されたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。 - -所定のサイズの直径を持つ少なくとも1つの第2の照射ビームを放出するように構成された第2の照射モジュールと、少なくとも1つの網膜による第2の再放出ビームを検出するように第2の検出モジュール(220)と、
-前記第2の照射ビームおよび前記網膜による第2の再放出ビームのための、第2のスキャニングモジュール(232)と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。 - 網膜によって再放出されて前記第2の画像化経路に送られるビームの光学欠損の少なくとも一部を解析するように構成された波面解析モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。
- 前記波面解析モジュールは、シャック-ハルトマン型の解析器を備えることを特徴とする請求項9に記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。
- 光学欠損を測定するために網膜を照射するための照射ビームを放出するように構成された照射モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項9または10に記載のマルチスケールスキャニング画像化システム。
- 請求項1から11のいずれかに記載のマルチスケールスキャニング画像化システムを使用することを特徴とするマルチスケールスキャニング画像化方法。
- 前記少なくとも1つの第1の光学偏向要素は、取り外し可能な反射板であり、
前記第1の画像化経路および前記第2の画像化経路の一方から他方に切り替えるために、前記少なくとも1つの第1の光学偏向要素を取り外すステップを備えることを特徴とする請求項12に記載のマルチスケールスキャニング画像化方法。 - 前記少なくとも1つの第1の光学偏向要素は、ダイクロイックプレートであり、
前記少なくとも1つの網膜による第1の再放出ビームを、前記第1の画像化経路および前記第2の画像化経路の一方に送るステップと、少なくとも1つの網膜による第2の再放出ビームを、前記第1の画像化経路および前記第2の画像化経路の他方に送るステップと、を備え、
前記第2の再放出ビームの波長は、前記第1の再放出ビームの波長と異なることを特徴とする請求項12に記載のマルチスケールスキャニング画像化方法。
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