JP7394126B2 - in vivo全視野干渉顕微鏡を用いたイメージング方法およびシステム - Google Patents
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Description
散乱3次元サンプルのin vivo全視野干渉顕微鏡イメージングのための方法であって、
物体アームと、光学レンズおよび第1の反射面を有する参照アームと、を備える、全視野OCTイメージングシステムの干渉装置の、物体アームにサンプルを配置する工程と、
イメージングフィールドの各点において、イメージングフィールドの前記点に対応する第1の反射面の素子面上で入射光波が反射して得られる参照波と、所与の深さにあるサンプルのスライスのボクセルであって、イメージングフィールドの前記点に対応する前記ボクセルによって入射光波が後方散乱して得られる物体波と、の間の干渉を生じさせる工程と、
前記全視野OCTイメージングシステムの取得装置を用いて、イメージングフィールドの各点で生じた前記干渉に起因する、時間的に連続した複数の2次元干渉信号を取得する工程と、
各2次元干渉信号について、取得時刻を格納する工程と、2次元干渉信号の取得時刻ごとに、OCTイメージングシステムを用いて、前記全視野OCTイメージングシステムの前記第1の反射面とサンプルの両方の断面画像を提供する工程と、
サンプルの複数のスライスの複数のen face画像を、各々、所与の位相シフトを有する少なくとも2つの2次元干渉信号から決定する工程と、
前記少なくとも2つの2次元干渉信号のそれぞれの取得時にOCTイメージングシステムによって提供される断面画像から、前記複数のスライスの各en face画像の深さを決定する工程と、
サンプルの前記複数のスライスの前記複数のen face画像と深さから、サンプルの3D画像を決定する工程と、
を含む、方法に関する。
サンプルのen face画像を提供するための全視野OCTイメージングシステムと、
OCTイメージングシステムと、
処理装置と、を備え、
前記全視野OCTシステムは、
前記サンプルを受けるように意図された物体アームと、光学レンズおよび第1の反射面を含む参照アームと、を備える干渉装置と、
取得装置と、を備え、
前記物体アームと前記参照アームとは、ビームスプリッターによって分離され、
干渉装置は、サンプルが干渉装置の物体アームに接して配置されているときに、イメージングフィールドの各点において、イメージングフィールドの前記点に対応する第1の反射面の素子面での入射光波の反射によって得られる参照波と、所与の深さにあるサンプルのスライスのボクセルであって、前記イメージングフィールドの前記点に対応する前記ボクセルによる入射光波の後方散乱によって得られる物体波との間の干渉を生じさせるように適合され、
取得装置は、イメージングフィールドの各点で生じた干渉に起因する時間的に連続した複数の2次元干渉信号を取得するように構成され、
OCTイメージングシステムは、前記2次元干渉信号の取得と同時に、前記全視野OCTイメージングシステムの前記第1の反射面とサンプルの両方の断面画像を提供するためのものであり、
処理装置は、
サンプルの複数のスライスの複数のen face画像を、各々、所与の位相シフトを有する少なくとも2つの2次元干渉信号から決定し、
前記2つの2次元干渉信号のそれぞれの取得時にOCTイメージングシステムによって提供される断面画像から、前記複数のスライスの各en face画像の深さを決定し、
サンプルの前記複数のスライスの前記複数のen face画像と深さから、サンプルの3D画像を決定するように構成されている。
図1Aおよび図1Bに、本明細書によるin vivo全視野干渉顕微鏡を用いたイメージングシステムの2つの実施形態101、102をそれぞれ示す。システム101は、動いているin vivoサンプル、特にin vivoの眼の前部11(角膜)であるがこれに限定されるものではないサンプル、の3Dイメージングのための方法の実施に適している。また、システム102は、動いているin vivoサンプル、特にin vivoの眼の後部13(網膜)であるがこれに限定されるものではないサンプル、の3Dイメージングのための方法の実施に適している。
図2Aは、本明細書によるイメージング方法の実施形態の流れ図である。この方法は、例えば、図1Aに示すようなシステムを用いて実施することができる。表記の方法は、動いているin vivoサンプル、特にin vivoの眼の前部11(角膜)であるがこれに限定されるものではないin vivoサンプルの3Dイメージングに適している。
直接カメラ画像からFFOCT画像を抽出するためには、位相シフトのスキームが必要である。
Claims (16)
- 散乱3次元サンプルのin vivo全視野干渉顕微鏡イメージングのための方法であって、物体アーム(147)と、光学レンズ(134)および第1の反射面(133)を有する参照アーム(146)と、を備える、全視野OCTイメージングシステム(130)の干渉装置の、前記物体アーム(147)にサンプルを配置する工程と、
イメージングフィールドの各点において、前記イメージングフィールドの前記点に対応する前記第1の反射面(133)の素子面上で入射光波が反射して得られる参照波と、所与の深さにある前記サンプルのスライスのボクセルであって、前記イメージングフィールドの前記点に対応する前記ボクセルによって入射光波が後方散乱して得られる物体波と、の間の干渉を生じさせる工程と、
前記全視野OCTイメージングシステム(130)の取得装置(138)を用いて、前記イメージングフィールドの各点で生じた前記干渉に起因する、時間的に連続した複数の2次元干渉信号を取得する工程と、
各2次元干渉信号について、取得時刻を格納する工程と、
前記2次元干渉信号の取得時刻ごとに、OCTイメージングシステム(110)を用いて、前記サンプルと前記全視野OCTイメージングシステム(130)の前記第1の反射面(133)の両方の断面画像(X-Z)を提供する工程と、
前記サンプルの複数のスライスの複数のen face画像(X-Y)を、各々、所与の位相シフトを有する少なくとも2つの2次元干渉信号(I1、I2)から決定する工程と、
前記2つの2次元干渉信号(I1、I2)のそれぞれの取得時に前記OCTイメージングシステム(110)によって提供される前記断面画像から、前記複数のスライスの各en face画像(X-Y)の深さ(z)を決定する工程と、
前記サンプルの前記複数のスライスの前記複数のen face画像と深さから、前記サンプルの3D画像を決定する工程と、
を含む、方法。 - 前記全視野OCTイメージングシステム(130)および前記OCTイメージングシステム(110)は可動式プラットフォーム(150)に搭載され、前記方法は、前記複数のen face画像(X-Y)を決定するために、前記プラットフォーム(150)を少なくとも前記物体アームの光軸(Z)に沿って移動させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記プラットフォーム(150)を、少なくとも前記物体アームの前記光軸に垂直な方向(X、Y)に沿って移動させることをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記参照アーム(146)は可動式プラットフォーム(131)に搭載され、前記方法は、デフォーカスを補正するために、前記プラットフォーム(131)を移動させることをさらに含む、請求項2または3に記載の方法。
- 前記物体アーム(147)は可動式プラットフォーム(143)に搭載され、前記方法は、前記複数のen face画像(X-Y)を決定するために、前記物体アームの光軸(Z)に沿って前記プラットフォーム(143)を移動させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記参照アーム(146)は可動式プラットフォーム(131)に搭載され、前記方法は、デフォーカスを補正するために、前記プラットフォーム(131)を移動させることをさらに含む、請求項5に記載の方法。
- 前記参照アーム(146)は可動式プラットフォーム(131)に搭載され、前記方法は、前記複数のen face画像(X-Y)を決定すべく、デフォーカスを補正するために、前記参照アームの光軸(X)に沿って前記プラットフォーム(131)を移動させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも2つの2次元干渉信号(I1、I2)間の前記位相シフトを提供するために、前記全視野OCTイメージングシステム(130)の前記参照アームの前記第1の反射面(133)の位置をずらすことをさらに含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記取得装置によって取得された前記時間的に連続した複数の2次元干渉信号において、前記位相シフトを有する前記少なくとも2つの2次元干渉信号(I1、I2)を選択することをさらに含み、前記位相シフトは、前記サンプルのin vivoでの動きに起因する、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 散乱3次元サンプルのin vivo全視野干渉顕微鏡イメージングのためのシステム(101、102)であって、
前記サンプルのen face画像を提供するための全視野OCTイメージングシステム(130)と、
OCTイメージングシステム(110)と、
処理装置(160)と、を備え、
前記全視野OCTシステムは、
前記サンプルを受けるように意図された物体アーム(147)と、光学レンズ(134)および第1の反射面(133)を含む参照アーム(146)と、を備える干渉装置と、
取得装置(138)と、を備え、
前記物体アーム(147)と前記参照アーム(146)とは、ビームスプリッター(135)によって分離され、
前記干渉装置は、前記サンプルが前記干渉装置の前記物体アームに配置されているときに、イメージングフィールドの各点において、前記イメージングフィールドの前記点に対応する前記第1の反射面の素子面上での入射光波の反射によって得られる参照波と、所与の深さにある前記サンプルのスライスのボクセルであって、前記イメージングフィールドの前記点に対応する前記ボクセルによる入射光波の後方散乱によって得られる物体波と、の間の干渉を生じさせるように適合され、
前記取得装置(138)は、前記イメージングフィールドの各点で生じた前記干渉に起因する時間的に連続した複数の2次元干渉信号(I1、I2)を取得するように構成され、
前記OCTイメージングシステム(110)は、前記2次元干渉信号の取得と同時に、前記サンプルと前記全視野OCTイメージングシステム(130)の前記第1の反射面(133)の両方の断面画像を提供するためのものであり、
前記処理装置(160)は、
前記サンプルの複数のスライスの複数のen face画像(X-Y)を、各々、所与の位相シフトを有する少なくとも2つの2次元干渉信号(I1、I2)から決定し、
前記2つの2次元干渉信号(I1、I2)のそれぞれの取得時に前記OCTイメージングシステム(110)によって提供される前記断面画像から、前記複数のスライスの各en face画像(X-Y)の深さ(z)を決定し、
前記サンプルの前記複数のスライスの前記複数のen face画像と深さから、前記サンプルの3D画像を決定するように構成されている、システム(101、102)。 - 前記全視野OCTイメージングシステム(130)の前記参照アームの前記第1の反射面(133)は、前記少なくとも2次元干渉信号(I1、I2)間の前記光路差を提供するように位置シフトされる、請求項10に記載のシステム。
- 前記処理装置(160)はさらに、前記取得装置によって取得された前記時間的に連続した複数の2次元干渉信号において、前記所与の光路差を有する前記少なくとも2次元干渉信号(I1、I2)を選択するように構成され、前記光路差は、前記サンプルのin vivoでの動きに起因する、請求項10または11に記載のシステム。
- 前記全視野OCTイメージングシステム(130)の前記物体アーム(147)は、光学レンズ(142)をさらに備える、請求項10~12のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記全視野OCTイメージングシステム(130)の前記参照アーム(146)および/または前記物体アームは、前記全視野OCTイメージングシステム(130)の前記干渉装置の前記ビームスプリッター(135)に対して移動可能である、請求項10~13のいずれか1項に記載のシステム。
- 可動式プラットフォーム(101)をさらに備え、前記全視野OCTイメージングシステム(130)および前記OCTイメージングシステム(110)が前記可動式プラットフォーム(101)に搭載されている、請求項10~14のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記OCTイメージングシステムは、スペクトル領域OCTイメージングシステム、時間領域OCTイメージングシステム、または波長掃引型OCTイメージングシステムである、請求項10~15のいずれか1項に記載のシステム。
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