(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学装置であって、前記装置は、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを備え、
前記光学構成要素のシステムは、
前記ＳＬＯモ−ドのための第１の光学モジュ−ルであって、
前記ＳＬＯモ−ドのための第１の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第１の源と、
眼の網膜の第１の画像と関連付けられた第１の信号を受信するように構成されている第１の検出デバイスと
を含む第１の光学モジュ−ルと、
前記ＯＣＴモ−ドのための第２の光学モジュ−ルであって、
前記ＯＣＴモ−ドのための第２の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第２の源と、
前記網膜の第２の画像と関連付けられた第２の信号を受信するように構成されている第２の検出デバイスと
を含む第２の光学モジュ−ルと、
第１の走査デバイスと
を含み、
前記第１の走査デバイスは、（ｉ）前記ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿って前記第１の撮像ビ−ムを移動し、前記第１の画像を取得することと、（ｉｉ）前記ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿って前記第２の撮像ビ−ムを移動し、前記第２の画像を取得することとを行うように構成されており、
前記装置は、
前記ＳＬＯモ−ドの速軸において網膜に沿って前記第１の撮像ビ−ムを移動し、前記第１の画像を取得するように構成されている第２の走査デバイスと、
前記ＯＣＴモ−ドの遅軸において網膜に沿って前記第２の撮像ビ−ムを移動し、前記第２の画像を取得するように構成されている第３の走査デバイスと
をさらに備えている、装置。
【請求項２】
前記第１の走査デバイス、前記第２の走査デバイス、および前記第３の走査デバイスは、前記光学構成要素のシステム内の瞳孔共役点に位置付けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の走査デバイスは、瞳孔共役点において前記第３の走査デバイスに搭載されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ＯＣＴモ−ドの前記第２の撮像ビ−ムは、前記眼とＳＬＯモジュ−ルとの間に位置付けられているビ−ムスプリッタによって導入される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
光学構成要素のシステムは、同時に、前記ＳＬＯモ−ドおよびＯＣＴモ−ドにおいて同一網膜座標を撮像するように適合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第３の走査デバイスは、前記第１の撮像ビ−ムを走査し、前記眼のモザイク画像を生成するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
光学装置であって、前記装置は、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを備え、
前記光学構成要素のシステムは、
前記ＳＬＯモ−ドのための第１の光学モジュ−ルであって、
前記ＳＬＯモ−ドのための第１の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第１の源と、
眼の網膜の第１の画像と関連付けられた第１の信号を受信するように構成されている第１の検出デバイスと
を含む第１の光学モジュ−ルと、
前記ＯＣＴモ−ドのための第２の光学モジュ−ルであって、
前記ＯＣＴモ−ドのための第２の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第２の源と、
前記網膜の第２の画像と関連付けられた第２の信号を受信するように構成されている第２の検出デバイスと
を含む第２の光学モジュ−ルと、
第１の走査デバイスと
を含み、
前記第１の走査デバイスは、（ｉ）前記ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿って前記第１の撮像ビ−ムを移動し、前記第１の画像を取得することと、（ｉｉ）前記ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿って前記第２の撮像ビ−ムを移動し、前記第２の画像を取得することとを行うように構成されており、
前記装置は、
（ｉ）光学歪みを検出することと、（ｉｉ）前記眼に対して走査された前記第１または第２の撮像ビ−ムのうちの少なくとも１つにおける光学歪みを補正することとを行うように構成されている第３の光学モジュ−ルをさらに備えている、装置。
【請求項８】
前記第３の光学モジュ−ルは、
前記光学歪みを検出するように適合されている波面センサと、
前記第１または第２の撮像ビ−ムにおける光学歪みを補正するように適合されている波面補償器と
を備えている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ビ−ムスプリッタと前記眼との間に配置されている第１の波面補償器および第２の波面補償器をさらに備えている、請求項４に記載の装置。
【請求項１０】
光学装置であって、前記装置は、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを備え、
前記光学構成要素のシステムは、
前記ＳＬＯモ−ドのための第１の光学モジュ−ルであって、
前記ＳＬＯモ−ドのための第１の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第１の源と、
眼の網膜の第１の画像と関連付けられた第１の信号を受信するように構成されている第１の検出デバイスと
を含む第１の光学モジュ−ルと、
前記ＯＣＴモ−ドのための第２の光学モジュ−ルであって、
前記ＯＣＴモ−ドのための第２の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第２の源と、
前記網膜の第２の画像と関連付けられた第２の信号を受信するように構成されている第２の検出デバイスと
を含む第２の光学モジュ−ルと、
第１の走査デバイスと
を含み、
前記第１の走査デバイスは、（ｉ）前記ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿って前記第１の撮像ビ−ムを移動し、前記第１の画像を取得することと、（ｉｉ）前記ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿って前記第２の撮像ビ−ムを移動し、前記第２の画像を取得することとを行うように構成されており、
前記装置は、
線走査検眼鏡（ＬＳＯ）モ−ドで動作するように構成されている第４の光学モジュ−ルをさらに備え、前記第４の光学モジュ−ルは、前記ＬＳＯモ−ドのための線焦点構成において第３の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第３の源を含み、前記第４の光学モジュ−ルは、（ｉ）２次元において、前記網膜に沿って前記線焦点構成の前記第３の撮像ビ−ムを走査することと、（ｉｉ）２次元において、前記眼から戻る第２の光をディスキャンすることであって、前記眼から戻る光は、第３の検出デバイスに方向づけられる、こととを行うように構成されている、装置。
【請求項１１】
前記眼の網膜の基準特徴を追跡するように適合されている第５の光学モジュ−ルをさらに備え、前記第１の光学モジュ−ルは、前記基準特徴に対して前記第１の撮像ビ−ムの位置を制御し、前記眼の運動を補正するように適合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
蛍光撮像チャネルを提供するように適合されている第６の光学モジュ−ルをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ＯＣＴモ−ドは、分光計ベ−スまたは掃引源ベ−スであるように構成されているフ−リエ領域ＯＣＴチャネルを含むことができる、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
光学装置であって、前記装置は、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを備え、
前記光学構成要素のシステムは、
前記ＳＬＯモ−ドのための第１の光学モジュ−ルであって、
前記ＳＬＯモ−ドのための第１の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第１の源と、
眼の網膜の第１の画像と関連付けられた第１の信号を受信するように構成されている第１の検出デバイスと
を含む第１の光学モジュ−ルと、
前記ＯＣＴモ−ドのための第２の光学モジュ−ルであって、
前記ＯＣＴモ−ドのための第２の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第２の源と、
前記網膜の第２の画像と関連付けられた第２の信号を受信するように構成されている第２の検出デバイスと
を含む第２の光学モジュ−ルと、
第１の走査デバイスと
を含み、
前記第１の走査デバイスは、（ｉ）前記ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿って前記第１の撮像ビ−ムを移動し、前記第１の画像を取得することと、（ｉｉ）前記ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿って前記第２の撮像ビ−ムを移動し、前記第２の画像を取得することとを行うように構成されており、
前記光学構成要素のシステムは、少なくとも２つの球面鏡をさらに備え、各々は、２０ｃｍ超の直径を有し、前記眼に対して位置付けられ、３０度超の視野を提供するように構成されている、装置。
【請求項１５】
前記ＯＣＴモ−ドの前記第２の撮像ビ−ムの波長は、組織の物理的特性と整合するように選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
眼の網膜を撮像する方法であって、
第１の検出器において前記眼から戻る第１の光を受光し、前記第１の検出器に沿った複数の場所の各々における前記第１の光に応答して、第１の電気信号を提供することによって前記眼のＳＬＯ画像を取得することであって、前記第１の電気信号は、前記眼のＳＬＯ画像を示す、ことと、
第２の検出器上において、前記眼から戻る第２の光を受光し、前記第２の検出器に沿った複数の場所の各々における前記第２の光に応答して、第２の電気信号を提供することによって前記眼のＯＣＴ画像を取得することであって、前記第２の電気信号は、基準ア−ムからの基準信号と組み合わせられ、前記第２の電気信号および前記基準信号は、前記眼のＯＣＴ画像に関連付けられる、ことと、
第１の走査デバイスを使用して、（ｉ）前記ＳＬＯ画像を取得するために、ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿う第１の撮像ビ−ムと、（ｉｉ）前記ＯＣＴ画像を取得するために、ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿う第２の撮像ビ−ムとを走査することと、
第２の走査デバイスを使用して、前記ＳＬＯ画像を取得するために、前記ＳＬＯモ−ドの速軸において網膜に沿って前記第１の撮像ビ−ムを走査することと、
第３の走査デバイスを使用して、前記ＯＣＴ画像を取得するために、前記ＯＣＴモ−ドの遅軸において網膜に沿って前記第２の撮像ビ−ムを走査することと
を含む、方法。
【請求項１７】
ビ−ムスプリッタを使用して、前記眼と前記ＳＬＯモ−ドとの間において、前記ＯＣＴモ−ドの第２の撮像ビ−ムを導入することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
同時に、前記ＳＬＯモ−ドおよび前記ＯＣＴモ−ドにおいて、同一網膜座標を撮像することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
眼の網膜を撮像する方法であって、
第１の検出器において前記眼から戻る第１の光を受光し、前記第１の検出器に沿った複数の場所の各々における前記第１の光に応答して、第１の電気信号を提供することによって前記眼のＳＬＯ画像を取得することであって、前記第１の電気信号は、前記眼のＳＬＯ画像を示す、ことと、
第２の検出器上において、前記眼から戻る第２の光を受光し、前記第２の検出器に沿った複数の場所の各々における前記第２の光に応答して、第２の電気信号を提供することによって前記眼のＯＣＴ画像を取得することであって、前記第２の電気信号は、基準ア−ムからの基準信号と組み合わせられ、前記第２の電気信号および前記基準信号は、前記眼のＯＣＴ画像に関連付けられる、ことと、
第１の走査デバイスを使用して、（ｉ）前記ＳＬＯ画像を取得するために、ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿う第１の撮像ビ−ムと、（ｉｉ）前記ＯＣＴ画像を取得するために、ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿う第２の撮像ビ−ムとを走査することと、
光学歪みを検出することと、
前記眼に対して走査された前記第１または第２の撮像ビ−ムのうちの少なくとも１つにおける光学歪みを補正することと
を含む、方法。
【請求項２０】
１次元検出器において、前記眼から戻る第３の光を受光し、前記１次元検出器に沿った複数の場所の各々における前記第３の光に応答して、第３の電気信号を提供することによって前記眼の線走査検眼鏡（ＬＳＯ）画像を取得することをさらに含み、前記第２の電気信号は、前記眼のＬＳＯ画像を示す、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記眼の網膜の基準特徴を追跡することと、
前記基準特徴に対して前記第１の撮像ビ−ムの位置を制御することにより、前記眼の運動を補正することと
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
眼の網膜を撮像する方法であって、
第１の検出器において前記眼から戻る第１の光を受光し、前記第１の検出器に沿った複数の場所の各々における前記第１の光に応答して、第１の電気信号を提供することによって前記眼のＳＬＯ画像を取得することであって、前記第１の電気信号は、前記眼のＳＬＯ画像を示す、ことと、
第２の検出器上において、前記眼から戻る第２の光を受光し、前記第２の検出器に沿った複数の場所の各々における前記第２の光に応答して、第２の電気信号を提供することによって前記眼のＯＣＴ画像を取得することであって、前記第２の電気信号は、基準ア−ムからの基準信号と組み合わせられ、前記第２の電気信号および前記基準信号は、前記眼のＯＣＴ画像に関連付けられる、ことと、
第１の走査デバイスを使用して、（ｉ）前記ＳＬＯ画像を取得するために、ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿う第１の撮像ビ−ムと、（ｉｉ）前記ＯＣＴ画像を取得するために、ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿う第２の撮像ビ−ムとを走査することと、
二重可変形鏡構成を使用して、低次および高次の眼球収差の同時、高忠実度、広動的範囲補正を提供することと
を含む、方法。
【請求項２３】
眼の網膜を撮像する方法であって、
第１の検出器において前記眼から戻る第１の光を受光し、前記第１の検出器に沿った複数の場所の各々における前記第１の光に応答して、第１の電気信号を提供することによって前記眼のＳＬＯ画像を取得することであって、前記第１の電気信号は、前記眼のＳＬＯ画像を示す、ことと、
第２の検出器上において、前記眼から戻る第２の光を受光し、前記第２の検出器に沿った複数の場所の各々における前記第２の光に応答して、第２の電気信号を提供することによって前記眼のＯＣＴ画像を取得することであって、前記第２の電気信号は、基準ア−ムからの基準信号と組み合わせられ、前記第２の電気信号および前記基準信号は、前記眼のＯＣＴ画像に関連付けられる、ことと、
第１の走査デバイスを使用して、（ｉ）前記ＳＬＯ画像を取得するために、ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿う第１の撮像ビ−ムと、（ｉｉ）前記ＯＣＴ画像を取得するために、ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿う第２の撮像ビ−ムとを走査することと、
少なくとも２つの球面鏡を使用して、３０度超の視野を撮像することであって、各々は、２０ｃｍ超の直径を有し、前記眼に対して位置付けられている、ことと
を含む、方法。
【請求項２４】
眼の網膜を撮像する光学装置であって、前記装置は、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを備え、
前記光学構成要素のシステムは、
少なくとも２つの球面鏡であって、各々は、２０ｃｍ超の直径を有し、前記眼に対して位置付けられている、少なくとも２つの球面鏡と、
前記少なくとも２つの球面鏡の背後に位置付けられている少なくとも２つの可変形鏡と、
前記少なくとも２つの可変形鏡の背後に位置付けられているビ−ムスプリッタと、
前記ビ−ムスプリッタによって導入されるＯＣＴ光学モジュ−ルと、
前記ビ−ムスプリッタの背後のＳＬＯ光学モジュ−ルと、
前記ビ−ムスプリッタと前記眼との間に位置付けられている第１の走査デバイスであって、前記第１の走査デバイスは、（ｉ）前記ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿って第１の撮像ビ−ムを移動し、ＳＬＯ画像を取得することと、（ｉｉ）前記ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿って第２の撮像ビ−ムを移動し、ＯＣＴ画像を取得することとを行うように構成されている、第１の走査デバイスと、
前記ビ−ムスプリッタの背後に位置付けられている第２の走査デバイスであって、前記第２の走査デバイスは、前記ＳＬＯモ−ドの速軸において網膜に沿って前記第１の撮像ビ−ムを移動し、前記ＳＬＯ画像を取得するように構成されている、第２の走査デバイスと、
前記ビ−ムスプリッタと前記眼との間に位置付けられている第３の走査デバイスであって、前記第３の走査デバイスは、前記ＯＣＴモ−ドの遅軸において網膜に沿って前記第２の撮像ビ−ムを移動し、前記ＯＣＴ画像を取得するように構成されている、第３の走査デバイスと
を含む、装置。
【請求項２５】
前記少なくとも２つの可変形鏡、前記第１の走査デバイス、前記第２の走査デバイス、および前記第３の走査デバイスは、前記光学構成要素のシステム内の瞳孔共役点に位置付けられている、請求項２４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６１／２９７，１２８号（２０１０年１月２１日出願）の利益および該仮出願を基礎とする優先権を主張する。該仮出願の出願人は本願の出願人と同一であり、該仮出願の開示は、参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（政府の権利）
本発明は、国立衛生研究所国立眼研究所助成番号ＩＲ４３ＥＹ０１８９８６−０１に基づく政府支援により為された。政府は、本発明における一定の権利を有し得る。
【０００３】
（発明の分野）
本発明は、概して、網膜撮像に関し、より具体的には、適合的光学補正光干渉断層法および走査レ−ザ検眼鏡検査法チャネルを組み合わせる、多機能網膜撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００４】
適合的光学（ＡＯ）および光干渉断層法（ＯＣＴ）は、生体眼内の細胞および細胞内構造に関する情報を提供することができる。ＯＣＴは、低コヒ−レンス干渉法を使用して、ミクロンレベル軸方向分解能光学深度断面の生成のために、回折限界被写界深度から軸方向分解能を切り離す。ＡＯは、眼球の収差の検出および補正によって、横方向分解能および深度切断能力を向上させる技法である。これは、全視野眼底撮像、走査レ−ザ検眼鏡検査法（ＳＬＯ）、およびフ−リエ領域（ＦＤ）ＯＣＴのための計器に統合されている。
【０００５】
ＡＯはまた、視覚の構造および機能的側面ならびに疾患によるその断裂を診察するためのツ−ルとして、視覚研究者のための必需品となっている。ＡＯは、研究室から診療室へと完全移行を未だ遂げていないが、ＯＣＴは、現在、緑内障、黄斑孔、黄斑浮腫、網膜剥離、および他の網膜病変のための標準的診断手技となっている。ＦＤＯＣＴは、現在、より高速（ほぼビデオ速度）、深度ボクセルの同時多重取得を介したより高い信号雑音比、およびより低い位相雑音の利点のため、時間領域（ＴＤ）ＯＣＴに取って代わっている。臨床用ＦＤＯＣＴシステムは、いくつかの企業から市販されている。
【０００６】
ＦＤＯＣＴは、干渉計の源ア−ム（掃引源、ＳＳ）または検出ア−ム（スペクトル領域、ＳＤ）が改変されているかどうかに応じて、２つの基本変形例から成る。各技法は、利点および不利点を有するが、一般に、ＳＤＯＣＴシステムは、若干優れた軸方向分解能を有し、ＳＳＯＣＴシステムは、深度範囲およびより長い波長に対するアクセス性が向上している。ＡＯとともに構成された初期報告を含む、１μｍにおける、眼科用ＯＣＴ研究システムは、８５０ｎｍシステムと比較して、有意に改善された脈絡膜透過性を示している。向上した透過性に加え、眼球分散が、１μｍにおいて、８５０ｎｍより少ない。
【０００７】
ＳＬＯおよびＯＣＴは、網膜を撮像するための補助的ツ−ルである。ＯＣＴは、干渉法であって、その高速２−Ｄフレ−ム軸は、優れた切断能力をもたらす、ミクロンレベルの軸方向分解能を伴って、断面視的（すなわち、側方−軸方向）である。したがって、ＯＣＴは、網膜層の可視化のためにより好適である。ＳＬＯは、共焦点法であって、その高速２−Ｄフレ−ム軸は、多重散乱された光に対する感度を伴って、正視的（すなわち、側方−側方）である。したがって、ＳＬＯは、ＯＣＴより優れたコントラストを伴って、光受容体、血流、および毛細血管をより良好に解像することが可能である。また、ＳＬＯシステムは、蛍光信号を収集するように構成することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、一実施形態では、適合的光学補正フ−リエ領域光干渉断層法チャネルと走査レ−ザ検眼鏡検査法チャネルとを組み合わせた多機能網膜撮像機を特徴とする。適合的光学は、波面を歪ませ、眼内の集束ビ−ムをぼやけさせる眼球の収差のリアルタイム補正によって、高側方分解能および狭焦点深度を提供する。ＯＣＴは、ミクロンレベルの軸方向分解能および深度切断のための技法である。本技術は、分光計ベ−スおよび掃引源ベ−スのＦＤＯＣＴ実装を含むことができる。広視野線走査検眼鏡（ＬＳＯ）および網膜追跡装置（ＲＴ）もまた、システム内に含むことができる。ある実施形態では、網膜撮像システムは、ＡＯ補正走査レ−ザ検眼鏡検査法、掃引源フ−リエ領域光干渉断層法撮像、および広視野線走査検眼鏡検査法撮像モ−ド、および網膜追跡を単一のコンパクトな臨床用プラットフォ−ム内で組み合わせることができる。
【０００９】
一側面では、技術は、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを含む光学装置を特徴とする。光学構成要素のシステムは、ＳＬＯモ−ドのための第１の光学モジュ−ルと、ＯＣＴモ−ドのための第２の光学モジュ−ルと、第１の走査デバイスとを含む。ＳＬＯモ−ドのための第１の光学モジュ−ルは、ＳＬＯモ−ドのための第１の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第１の源と、眼の網膜の第１の画像と関連付けられた第１の信号を受信するように構成されている第１の検出デバイスとを含む。ＯＣＴモ−ドのための第２の光学モジュ−ルは、ＯＣＴモ−ドのための第２の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第２の源と、網膜の第２の画像と関連付けられた第２の信号を受信するように構成されている第２の検出デバイスとを含む。第１の走査デバイスは、ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿って第１の撮像ビ−ムを移動し、第１の画像を取得し、（ｉｉ）ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿って第２の撮像ビ−ムを移動し、第２の画像を取得するように構成されている。
【００１０】
別の側面では、眼の網膜を撮像するための方法が存在する。方法は、第１の検出器において、眼から戻る第１の光を受光し、第１の検出器に沿った複数の場所の各々における第１の光に応答して、第１の電気信号を提供することによって、眼のＳＬＯ画像を取得することを含む。第１の電気信号は、眼のＳＬＯ画像を示す。方法は、第２の検出器において、眼から戻る第２の光を受光し、第２の検出器に沿った複数の場所の各々における第２の光に応答して、第２の電気信号を提供することによって、眼のＯＣＴ画像を取得することを含む。第２の電気信号は、基準ア−ムからの基準信号と組み合わせられる。第２の電気信号および基準信号は、眼のＯＣＴ画像に関連付けられる。方法はまた、第１の走査デバイスを使用して、（ｉ）ＳＬＯ画像を取得するために、ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿う第１の撮像ビ−ムと、（ｉｉ）ＯＣＴ画像を取得するために、ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿う第２の撮像ビ−ムとを走査することを含む。
【００１１】
さらに別の側面では、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを含む光学装置が存在する。光学構成要素のシステムは、少なくとも２つの球面鏡と、少なくとも２つの球面鏡の背後に位置付けられる少なくとも２つの可変形鏡（ＤＭ）と、少なくとも２つの可変形鏡の背後に位置付けられる、ビ−ムスプリッタと、ビ−ムスプリッタによって導入されるＯＣＴ光学モジュ−ルと、ビ−ムスプリッタの背後のＳＬＯ光学モジュ−ルとを含む。各球面鏡は、２０ｃｍ超の直径を有し、眼に対して位置付けられる。光学装置はまた、第１、第２、および第３の走査デバイスを含む。第１の走査デバイスは、ビ−ムスプリッタと眼との間に位置付けられる。第１の走査デバイスは、（ｉ）ＳＬＯ画像を取得するために、ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿って第１の撮像ビ−ムを移動し、（ｉｉ）ＯＣＴ画像を取得するために、ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿って第２の撮像ビ−ムを移動するように構成されている。第２の走査デバイスは、ビ−ムスプリッタの背後に位置付けられる。第２の走査デバイスは、ＳＬＯモ−ドの速軸において網膜に沿って第１の撮像ビ−ムを移動し、ＳＬＯ画像を取得するように構成されている。第３の走査デバイスは、ビ−ムスプリッタと眼との間に位置付けられる。第３の走査デバイスは、ＯＣＴモ−ドの遅軸において網膜に沿って第２の撮像ビ−ムを移動し、ＯＣＴ画像を取得するように構成されている。
【００１２】
他の実施例では、前述の側面のいずれも、または本明細書で説明される装置、システムまたはデバイス、あるいは方法、プロセス、もしくは技術のいずれも、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。種々の実施形態では、ＯＣＴモ−ドは、分光計ベ−スまたは掃引源ベ−スであるように構成されているフ−リエ領域ＯＣＴチャネルを含むことができる。光学構成要素のシステムは、同時に、ＳＬＯモ−ドおよびＯＣＴモジュ−ルにおいて、同一網膜座標を撮像するように適合されることができる。
【００１３】
ある実施形態では、光学装置は、ＳＬＯモ−ドの速軸において網膜に沿って第１の撮像ビ−ムを移動し、第１の画像を取得するように構成されている第２の走査デバイスと、ＯＣＴモ−ドの遅軸において網膜に沿って第２の撮像ビ−ムを移動し、第２の画像を取得するように構成されている第３の走査デバイスとを含む。第１の走査デバイス、第２の走査デバイス、および第３の走査デバイスは、光学構成要素のシステム内の瞳孔共役点に位置付けることができる。第１の走査デバイスは、瞳孔共役点において、第３の走査デバイスに搭載することができる。
【００１４】
種々の実施形態では、ＯＣＴモ−ドの第２の撮像ビ−ムは、眼とＳＬＯモジュ−ルとの間に位置付けられるビ−ムスプリッタによって導入される。第３の走査デバイスは、第１の撮像ビ−ムを走査し、眼のモザイク画像を生成するように構成することができる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、第３の光学モジュ−ルは、（ｉ）光学歪みを検出することと、（ｉｉ）眼に対して走査された第１または第２の撮像ビ−ムのうちの少なくとも１つにおける光学歪みを補正することとを行うように構成されている。第３の光学モジュ−ルは、光学歪みを検出するように適合されている波面センサと、第１または第２の撮像ビ−ムにおける光学歪みを補正するように適合されている波面補償器とを含むことができる。ある実施形態では、２つの波面補償器が、ビ−ムスプリッタと眼との間に位置付けられる。二重可変形鏡構成を使用して、低次および高次の眼球収差の同時、高忠実度、広動的範囲補正を提供することができる。
【００１６】
第４の光学モジュ−ルは、線走査検眼鏡（ＬＳＯ）モ−ドで動作するように構成することができる。第４の光学モジュ−ルは、ＬＳＯモ−ドのための線焦点構成において第３の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第３の源を含むことができる。第４の光学モジュ−ルは、（ｉ）２次元において、網膜に沿って、線焦点構成の第３の撮像ビ−ムを走査することと、（ｉｉ）２次元において、眼から戻る第２の光をディスキャンすることとを行うように構成することができる。眼から戻る光は、第３の検出デバイスに方向づけられる。
【００１７】
光学構成要素のシステムは、眼の網膜の基準特徴を追跡するように適合されている第５の光学モジュ−ルを含むことができる。第１の光学モジュ−ルは、基準特徴に対して第１の撮像ビ−ムの位置を制御し、眼の運動を補正するように適合されることができる。光学構成要素のシステムは、蛍光撮像チャネルを提供するように適合されている第６の光学モジュ−ルを含むことができる。ＬＣＤベ−スの固定標的を使用して、ＳＬＯモ−ド、ＯＣＴモ−ド、またはＬＳＯモ−ドのうちの少なくとも１つにおいて、眼の画像を取得することができる。
【００１８】
種々の実施形態では、光学構成要素のシステムは、少なくとも２つの球面鏡を含む。各球面鏡は、２０ｃｍ超の直径を有する。球面鏡は、眼に対して位置付けられ、３０度超の視野を提供するように構成されている。ＯＣＴモ−ドの第２の撮像ビ−ムの波長は、組織の物理的特性に整合するように選択することができる。
【００１９】
光学システムは、以下の用途のうちの１つ以上のために使用することができる。
・網膜層定量化およびマッピング
・光受容体定量化およびマッピング
・網膜血管系マッピング
・網膜流動（ドップラモ−ドにおけるＦＤＯＣＴチャネル）
・糖尿病性網膜症（ＤＲ）、加齢性黄斑変性症（ＡＭＤ）、網膜色素変性症（ＲＰ）、および未熟児網膜症（ＲＯＰ）等の網膜疾患の診断ならびに早期検出
・薬物開発および効用の判定
・視覚研究
・小動物撮像
本発明のその他の側面および利点は、一例のみとして、本発明の原理を例証する添付の図面と併せて検討することによって、以下の詳細な説明から明白となるであろう。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
光学装置であって、上記装置は、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを備え、
上記光学構成要素のシステムは、
上記ＳＬＯモ−ドのための第１の光学モジュ−ルであって、
上記ＳＬＯモ−ドのための第１の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第１の源と、
眼の網膜の第１の画像と関連付けられた第１の信号を受信するように構成されている第１の検出デバイスとを含む第１の光学モジュ−ルと、
上記ＯＣＴモ−ドのための第２の光学モジュ−ルであって、
上記ＯＣＴモ−ドのための第２の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第２の源と、
上記網膜の第２の画像と関連付けられた第２の信号を受信するように構成されている第２の検出デバイスとを含む第２の光学モジュ−ルと、
第１の走査デバイスと
を含み、
上記第１の走査デバイスは、（ｉ）上記ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿って上記第１の撮像ビ−ムを移動し、上記第１の画像を取得することと、（ｉｉ）上記ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿って上記第２の撮像ビ−ムを移動し、上記第２の画像を取得することとを行うように構成されている、装置。
（項目２）
上記ＳＬＯモ−ドの速軸において網膜に沿って上記第１の撮像ビ−ムを移動し、上記第１の画像を取得するように構成されている第２の走査デバイスと、
上記ＯＣＴモ−ドの遅軸において網膜に沿って上記第２の撮像ビ−ムを移動し、上記第２の画像を取得するように構成されている第３の走査デバイスと
をさらに備えている、項目１に記載の装置。
（項目３）
上記第１の走査デバイス、上記第２の走査デバイス、および上記第３の走査デバイスは、上記光学構成要素のシステム内の瞳孔共役点に位置付けられている、項目２に記載の装置。
（項目４）
上記第１の走査デバイスは、瞳孔共役点において上記第３の走査デバイスに搭載されている、項目２に記載の装置。
（項目５）
上記ＯＣＴモ−ドの上記第２の撮像ビ−ムは、上記眼と上記ＳＬＯモジュ−ルとの間に位置付けられているビ−ムスプリッタによって導入される、項目１に記載の装置。
（項目６）
光学構成要素のシステムは、同時に、上記ＳＬＯモ−ドおよびＯＣＴモ−ドにおいて同一網膜座標を撮像するように適合されている、項目１に記載の装置。
（項目７）
上記第３の走査デバイスは、上記第１の撮像ビ−ムを走査し、上記眼のモザイク画像を生成するように構成されている、項目２に記載の装置。
（項目８）
（ｉ）光学歪みを検出することと、（ｉｉ）上記眼に対して走査された上記第１または第２の撮像ビ−ムのうちの少なくとも１つにおける光学歪みを補正することとを行うように構成されている第３の光学モジュ−ルをさらに備えている、項目１に記載の装置。
（項目９）
上記第３の光学モジュ−ルは、
上記光学歪みを検出するように適合されている波面センサと、
上記第１または第２の撮像ビ−ムにおける光学歪みを補正するように適合されている波面補償器と
を備えている、項目８に記載の装置。
（項目１０）
上記ビ−ムスプリッタと上記眼との間に配置されている第１の波面補償器および第２の波面補償器をさらに備えている、項目５に記載の装置。
（項目１１）
線走査検眼鏡（ＬＳＯ）モ−ドで動作するように構成されている第４の光学モジュ−ルをさらに備え、上記第４の光学モジュ−ルは、
上記ＬＳＯモ−ドのための線焦点構成において第３の撮像ビ−ムを提供するように適合されている第３の源を含み、上記第４の光学モジュ−ルは、（ｉ）２次元において、上記網膜に沿って上記線焦点構成の上記第３の撮像ビ−ムを走査することと、（ｉｉ）２次元において、上記眼から戻る第２の光をディスキャンすることであって、上記眼から戻る光は、第３の検出デバイスに方向づけられる、こととを行うように構成されている、項目１に記載の装置。
（項目１２）
上記眼の網膜の基準特徴を追跡するように適合されている第５の光学モジュ−ルをさらに備え、上記第１の光学モジュ−ルは、上記基準特徴に対して上記第１の撮像ビ−ムの位置を制御し、上記眼の運動を補正するように適合されている、項目１に記載の装置。
（項目１３）
蛍光撮像チャネルを提供するように適合されている第６の光学モジュ−ルをさらに備えている、項目１に記載の装置。
（項目１４）
上記ＯＣＴモ−ドは、分光計ベ−スまたは掃引源ベ−スであるように構成されているフ−リエ領域ＯＣＴチャネルを含むことができる、項目１に記載の装置。
（項目１５）
上記光学構成要素のシステムは、少なくとも２つの球面鏡をさらに備え、各々は、２０ｃｍ超の直径を有し、上記眼に対して位置付けられ、３０度超の視野を提供するように構成されている、項目１に記載の装置。
（項目１６）
上記ＯＣＴモ−ドの上記第２の撮像ビ−ムの波長は、組織の物理的特性と整合するように選択される、項目１に記載の装置。
（項目１７）
眼の網膜を撮像する方法であって、
第１の検出器において上記眼から戻る第１の光を受光し、上記第１の検出器に沿った複数の場所の各々における上記第１の光に応答して、第１の電気信号を提供することによって上記眼のＳＬＯ画像を取得することであって、上記第１の電気信号は、上記眼のＳＬＯ画像を示す、ことと、
第２の検出器上において、上記眼から戻る第２の光を受光し、上記第２の検出器に沿った複数の場所の各々における上記第２の光に応答して、第２の電気信号を提供することによって上記眼のＯＣＴ画像を取得することであって、上記第２の電気信号は、基準ア−ムからの基準信号と組み合わせられ、上記第２の電気信号および上記基準信号は、上記眼のＯＣＴ画像に関連付けられる、ことと、
第１の走査デバイスを使用して、（ｉ）上記ＳＬＯ画像を取得するために、上記ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿う第１の撮像ビ−ムと、（ｉｉ）上記ＯＣＴ画像を取得するために、上記ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿う第２の撮像ビ−ムとを走査することと
を含む、方法。
（項目１８）
第２の走査デバイスを使用して、上記ＳＬＯ画像を取得するために、上記ＳＬＯモ−ドの速軸において網膜に沿って上記第１の撮像ビ−ムを走査することと、
第３の走査デバイスを使用して、上記ＯＣＴ画像を取得するために、上記ＯＣＴモ−ドの遅軸において網膜に沿って上記第２の撮像ビ−ムを走査することと
をさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
ビ−ムスプリッタを使用して、上記眼と上記ＳＬＯモ−ドとの間において、上記ＯＣＴモ−ドの第２の撮像ビ−ムを導入することをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２０）
同時に、上記ＳＬＯモ−ドおよび上記ＯＣＴモ−ドにおいて、同一網膜座標を撮像することをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２１）
光学歪みを検出することと、
上記眼に対して走査された上記第１または第２の撮像ビ−ムのうちの少なくとも１つにおける光学歪みを補正することと
をさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２２）
１次元検出器において、上記眼から戻る第３の光を受光し、上記１次元検出器に沿った複数の場所の各々における上記第３の光に応答して、第３の電気信号を提供することによって上記眼のＬＳＯ画像を取得することをさらに含み、上記第２の電気信号は、上記眼のＬＳＯ画像を示す、項目１７に記載の方法。
（項目２３）
上記眼の網膜の基準特徴を追跡することと、
上記基準特徴に対して上記第１の撮像ビ−ムの位置を制御することにより、上記眼の運動を補正することと
をさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２４）
二重可変形鏡構成を使用して、低次および高次の眼球収差の同時、高忠実度、広動的範囲補正を提供することをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２５）
少なくとも２つの球面鏡を使用して、３０度超の視野を撮像することをさらに含み、各々は、２０ｃｍ超の直径を有し、上記眼に対して位置付けられている、項目１７に記載の方法。
（項目２６）
光学装置であって、上記装置は、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを備え、
上記光学構成要素のシステムは、
少なくとも２つの球面鏡であって、各々は、２０ｃｍ超の直径を有し、上記眼に対して位置付けられている、少なくとも２つの球面鏡と、
上記少なくとも２つの球面鏡の背後に位置付けられている少なくとも２つの可変形鏡と、
上記少なくとも２つの可変形鏡の背後に位置付けられているビ−ムスプリッタと、
上記ビ−ムスプリッタによって導入されるＯＣＴ光学モジュ−ルと、
上記ビ−ムスプリッタの背後のＳＬＯ光学モジュ−ルと、
上記ビ−ムスプリッタと上記眼との間に位置付けられている第１の走査デバイスであって、上記第１の走査デバイスは、（ｉ）上記ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜に沿って第１の撮像ビ−ムを移動し、ＳＬＯ画像を取得することと、（ｉｉ）上記ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜に沿って第２の撮像ビ−ムを移動し、ＯＣＴ画像を取得することとを行うように構成されている、第１の走査デバイスと、
上記ビ−ムスプリッタの背後に位置付けられている第２の走査デバイスであって、上記第２の走査デバイスは、上記ＳＬＯモ−ドの速軸において網膜に沿って上記第１の撮像ビ−ムを移動し、上記ＳＬＯ画像を取得するように構成されている、第２の走査デバイスと、
上記ビ−ムスプリッタと上記眼との間に位置付けられている第３の走査デバイスであって、上記第３の走査デバイスは、上記ＯＣＴモ−ドの遅軸において網膜に沿って上記第２の撮像ビ−ムを移動し、上記ＯＣＴ画像を取得するように構成されている、第３の走査デバイスと
を含む、装置。
（項目２７）
上記少なくとも２つの可変形鏡、上記第１の走査デバイス、上記第２の走査デバイス、および上記第３の走査デバイスは、上記光学構成要素のシステム内の瞳孔共役点に位置付けられている、項目２６に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
前述の本発明の利点は、さらなる利点とともに、添付図面と併せて得られる次の説明を参照することによって、より理解することができる。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、むしろ、概して本発明の原理を例証することに重点を置いている。
【図１】図１は、眼の網膜を撮像するための光学装置の概略図を示す。
【図２】図２は、例示的マルチモ−ダルＡＯシステムのブロック図を示す。
【図３】図３は、マルチモ−ダルＡＯシステムのための展開された光学レイアウトを示す。
【図４】図４は、ＳＬＯおよびＯＣＴのための走査軸の概略図を示す。
【図５】図５は、計器レイアウトの実施例を示す。
【図６】図６は、集束照明に対する網膜共役点２および４における点広がり関数（ＰＳＦ）を示す。
【図７】図７は、１人のヒト被験体において達成されたＡＯ性能の実施例を示す。
【図８】図８は、３つの主要撮像モ−ド（ＬＳＯ、ＳＬＯ、ＯＣＴ）のそれぞれにおいて、６人の被験体のうちの４人からの実施例を示す。
【図９】図９は、８５０−ｎｍ分光計ベ−ス計器および現在の１０５０−ｎｍ掃引源ベ−スＡＯ−ＦＤＯＣＴ撮像機の両方で撮像された、１人の被験体の中心窩を通した単一および４−フレ−ム平均断面ＦＤＯＣＴ画像を示す。
【図１０】図１０は、１人の被験体の中心約３度におけるＡＯＳＬＯ合成写真を示す。
【図１１】図１１は、フレ−ム毎の位置合わせ無しおよび位置合わせを比較した結果を示す。
【図１２】図１２は、平均を上回る眼運動の存在下（対照被験体の場合）の低速ストリップ走査からのマルチモ−ダルＡＯ画像の位置合わせされたスタックを示す。
【図１３】図１３は、手動および自動方法を使用した、４名の被験体の中心窩（画像において識別可能）近傍での単一２度ＡＯＳＬＯ走査からの種々の偏心度における、いくつかの網膜小片上の錐体光受容体数を示す。
【図１４】図１４は、１人のヒト被験体において達成されたＡＯ性能の実施例を示す。
【図１５】図１５は、例示的ＳＬＯタイミング基板機能系統図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、走査レ−ザ検眼鏡（ＳＬＯ）モ−ドおよび光干渉断層法（ＯＣＴ）モ−ドで動作可能な光学構成要素のシステムを含む光学装置１０を示す。光学構成要素のシステムは、ＳＬＯモ−ドのための第１の光学モジュ−ル１４と、ＯＣＴモ−ドのための第２の光学モジュ−ル１８と、第１の走査デバイス２２とを含む。ＳＬＯモ−ドのための第１の光学モジュ−ル１４は、ＳＬＯモ−ドのための第１の撮像ビ−ム２４を提供するように適合されている第１の源と、眼３０の網膜２６の第１の画像と関連付けられた第１の信号を受信するように構成されている第１の検出デバイスとを含む。ＯＣＴモ−ドのための第２の光学モジュ−ル１８は、ＯＣＴモ−ドのための第２の撮像ビ−ム３２を提供するように適合されている第２の源と、網膜の第２の画像と関連付けられた第２の信号を受信するように構成されている第２の検出デバイス２６とを含む。第１の走査デバイス２２は、ＳＬＯモ−ドの遅軸において網膜２６に沿って、第１の撮像ビ−ムを移動し、第１の画像を取得し、ＯＣＴモ−ドの速軸において網膜２６に沿って、第２の撮像ビ−ムを移動し、第２の画像を取得するように構成されている。
【００２２】
光学装置１０は、第２の走査デバイス３４と、第３の走査デバイス３８とを含むことができる。第２の走査デバイス３４は、ＳＬＯモ−ドの速軸において網膜に沿って第１の撮像ビ−ムを移動し、第１の画像を取得するように構成することができる。第３の走査デバイス３８は、ＯＣＴモ−ドの遅軸において網膜に沿って第２の撮像ビ−ムを移動し、第２の画像を取得するように構成することができる。第１の走査デバイス２２、第２の走査デバイス３４、および第３の走査デバイス３８は、光学構成要素のシステム内の瞳孔共役点に位置付けることができる。ある実施形態では、第１の走査デバイス２２は、瞳孔共役点において、第３の走査デバイス３８に搭載される。第３の走査デバイス３８は、第１の撮像ビ−ムを走査し、眼のモザイク画像を生成するように構成することができる。
【００２３】
ビ−ムスプリッタ４２は、ＯＣＴモ−ドの第２の撮像ビ−ムを導入するために使用することができる。ビ−ムスプリッタ４２は、眼３０とＳＬＯモジュ−ル１４との間に位置付けることができる。光学装置１０は、（ｉ）光学歪みを検出することと、（ｉｉ）眼に対して走査される第１または第２の撮像ビ−ムのうちの少なくとも１つにおける光学歪みを補正することとを行うように構成されている、第３の光学モジュ−ルを含むことができる。第３の光学モジュ−ルは、光学歪みを検出するように適合されている、波面センサ４６と、第１または第２の撮像ビ−ムにおける光学歪みを補正するように適合されている、少なくとも１つの波面補償器５０とを含むことができる。ある実施形態では、第１の波面補償器および第２の波面補償器は、ビ−ムスプリッタ４２と眼３０との間に位置付けられる。
【００２４】
光学装置１０は、少なくとも２つの球面鏡５４を含むことができる。各球面鏡５４は、大きな表面積を有することができる。例えば、各球面鏡５４は、２０ｃｍ超の直径を有することができる。球面鏡５４は、眼に対して位置付けられ、３０度超の視野を提供するように構成することができる。いくつかの実施形態では、視野は、約１５から３５度である。広視野前端の利点は、ＳＬＯおよびＯＣＴ走査を大きくすることができることである。ユ−ザは、初期低分解能の大規模走査を行い、黄斑全体をマップし、次いで、具体的標的の高分解能走査を行うことができる。
【００２５】
図２は、例示的マルチモ−ダルＡＯシステムのブロック図を示す。光学設計は、固有収差を大幅に低減し、ＳＬＯおよびＳＳＯＣＴ野に対して、広注視野（例えば、約３３度）を提供する一方、ＬＳＯ撮像およびＲＴ反射率計を完全に統合することができる。ＡＯ構成要素は、低次および高次の眼球収差の高忠実度、広動的範囲補正のためのウ−ファ−ツイ−タ構成において、Ｈａｒｔｍａｎｎ−Ｓｈａｃｋ波面センサ（ＨＳ−ＷＳ）と、２つの可変形鏡とを含むことができる。システムの他の特徴は、カスタムＦＰＧＡベ−スのＯＣＴデジタイザおよび処理基板と、高分解能ＬＣＤベ−スの固定標的とを含む。設計は、臨床用可搬性に好適な非常にコンパクトな計器専有面積を達成する。システム性能は、モデル眼ならびにヒトおよび動物被験体において検証された。
【００２６】
図２は、ＬＳＯ画像１００、ＨＳ−ＷＳ画像１０１、ＡＯＳＬＯ画像１０２、およびＦＤＯＣＴ画像１０３を示す。図２に示される撮像システムは、ヒトの眼２４０または動物１０４を撮像するために使用することができる。撮像システムは、第１のモジュ−ル／ＳＬＯチャネル１１６と、第２のモジュ−ル／ＦＤＯＣＴチャネル（例えば、分光計ベ−スＦＤＯＣＴチャネル１１７または掃引源ベ−スのＦＤＯＣＴチャネル１１８）と、第３のモジュ−ル／ＡＯモジュ−ル１１５と、第４のモジュ−ル／ＬＳＯチャネル２０５と、第５のモジュ−ル／網膜追跡装置２０６と、第６のモジュ−ル／蛍光チャネル１１９とを含む。
【００２７】
ＳＬＯチャネル１１６は、源２２５（例えば、高輝度発光ダイオ−ド）と、検出デバイス１２０（例えば、共焦点検出器）と、ＳＬＯタイミング基板１２１と、フレ−ム取込装置１２２とを含む。ＦＤＯＣＴチャネルは、ファイバコネクタ２０７によって、光学システムに連結される、分光計ベ−スＦＤＯＣＴチャネル１１７または掃引源ベ−スのＦＤＯＣＴチャネル１１８であることができる。両ＦＤＯＣＴチャネルは、フレ−ム取込装置１２２と、リアルタイムＦＤＯＣＴプロセッサ／コントロ−ラ１２３と、光学遅延線１２５と、ファイバ連結器２２３とを含む。ＳＤＯＣＴ１１７は、源２２５（例えば、高輝度発光ダイオ−ド）と、分光計１２４とを利用する。ＳＳＯＣＴ１１８は、掃引源２２６と、高速デジタイザ１２８と、平衡検出器２２７とを利用する。
【００２８】
第３のモジュ−ル／ＡＯモジュ−ル１１５は、画像走査器１１０と、少なくとも１つの可変形鏡／波面補償器１１１と、ＤＭコントロ−ラ１１２と、ＨＳ−ＷＳ１１３と、フレ−ム取込装置１２２とを含む。
【００２９】
第４のモジュ−ル／ＬＳＯチャネル２０５は、ＬＳＯモジュ−ル２５０と、フレ−ム取込装置１２２とを含む。第５のモジュ−ル／網膜追跡装置２０６は、追跡装置源および反射率計１０７と、追跡装置コントロ−ラ１０８と、追跡装置走査器１０９とを含む。例示的ＬＳＯシステムは、米国特許第６，７５８，５６４号に説明されており、その開示は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。ＬＳＯは、網膜追跡システムと組み合わせられ、ＴＳＬＯを形成することができる。例示的追跡システムは、米国特許第５，７９７，９４１号に説明されており、その開示は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。適合的光学を伴う、安定化網膜撮像は、米国特許第７，７５８，１８９号に説明されており、その開示は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。ハイブリッドＬＳＬＯ／ＯＣＴ計器は、米国特許第７，６４８，２４２号に説明されており、その開示は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。適合的光学線走査検眼鏡は、米国特許出願公開第２０１０／０１９５０４８号に説明されており、その開示は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００３０】
第６のモジュ−ル／蛍光チャネル１１９は、蛍光励起ビ−ム２４１と、蛍光放出ビ−ム２４２と、波長選択フィルタ２３９と、前置増幅器１２９と、光電子増倍管（ＰＭＴ）１３０と、フレ−ム取込装置１２２とを含む。源は、適切な網膜蛍光色素分子を励起するために十分なパワ−をともなう、任意の蛍光源（例えば、白色光、レ−ザ、ＳＬＤ、ＬＥＤ等）であることができる。蛍光チャネルは、二色性ビ−ムスプリッタを含み、可視励起および放出ビ−ムをＮＩＲ撮像ビ−ムと組み合わせ、励起および放出ビ−ムを分離することができる。フィルタ２３９は、障壁（切り欠き）フィルタであって、ＰＭＴ検出器上の蛍光を除く、全波長を除去することができる。フィルタは、所望の蛍光色素分子に基づいて、選択することができる。
【００３１】
図２に示される撮像システムは、測定を行うことができるように、種々のモジュ−ルを連結するための種々のビ−ムスプリッタおよび光学を含む。ビ−ムスプリッタは、ペリクルビ−ムスプリッタ２１３と、二色性ビ−ムスプリッタ２１７とを含む。当業者は、他の光学も、光学モジュ−ルを連結するために使用することができることを認識するであろう。球面鏡２１９は、広視野を提供するために使用することができる。撮像システムは、ＬＣＤベ−スの固定標的２３７を含むことができる。
【００３２】
撮像システムは、２つ以上の出力瞳サイズに対応するように構成することができる。例えば、光学構成要素２１０は、第２の光学撮像線を計器に連結するために使用することができる。ある実施形態では、光学構成要素は、フリップ装着である。いくつかの実施形態では、これは、動物１０４を撮像することができる、または異なる瞳孔サイズを伴うヒトを撮像することができるため、望ましい。統合された小動物撮像ポ−ト（フリップ装着された鏡からアクセスされる）は、より小さい見開いた瞳孔サイズを有する小動物におけるＡＯ−補正のための瞳孔倍率を変更することができる。２つの例示的構成の出力におけるビ−ム直径は、７．５および２．５ｍｍである。瞳孔サイズが小さいほど、より大きい焦点深度を提供することができる。光学構成要素またはフリップ装着は、コンピュ−タ上のソフトウェアによって制御されるモ−タによって、手動でまたは自動的に、作動することができる。
【００３３】
広視野（＞３０度）光学設計は、患者を再位置付けすること、または固定標的を移動させることなく、高分解能画像野（典型的には、１−３度）をより大きな注視野内の任意の場所に定置可能にする。ある実施形態では、視野は、約１５から３５度である。動的ＡＯ補正によって、広注視野にわたるシステム収差の変動性をリアルタイムで補償することができる。光学要素を瞳孔共役点に定置し、二色性ビ−ムスプリッタによってビ−ムを導入することによって、ＡＯ補正ＳＬＯおよびＯＣＴ画像の同時取得が可能となる。ＳＬＯ共鳴型走査器が、ＤＭの背後に定置され、ＯＣＴビ−ムが、共鳴型走査器とＤＭとの間における二色性ビ−ムスプリッタによって導入される。ＨＳ−ＷＳは、ＡＯ−補正が、ＳＬＯまたはＯＣＴ画像野にわたって、均一となるように、同期して取得される。計器もまた、ＬＳＯ画像が取得され、ＲＴが同時に動作するように、設計することができる。ＳＬＯおよびＯＣＴ画像は、位置合わせすることができる（例えば、撮像同一網膜座標を撮像する）。
【００３４】
二重ＤＭ構成は、低次および高次の眼球収差の同時高忠実度、広動的範囲補正を提供することができる。これによって、ＡＯ補正は、より広範な臨床母集団に適用することが可能となる。低次収差（最大５Ｚｅｒｎｉｋｅ次数）は、より少ない数のアクチュエ−タを伴う、超高ストロ−クＤＭによって補正される。高次収差（最大８Ｚｅｒｎｉｋｅ次数）は、より低いストロ−クを伴う、高アクチュエ−タ数ＤＭによって補正される。
【００３５】
光学システムは、統合されたＬＳＯ／ＲＴ光学ヘッドおよびビ−ム経路を含む。光学および計器は、完全に統合されたＬＳＯ／ＲＴビ−ム経路によって、若干複雑ではなくなる。これは、広視野光学設計によって可能となる。ＬＳＯおよびＲＴビ−ムは、典型的には、ＳＬＯおよびＯＣＴビ−ムと異なる波長である。
【００３６】
図３は、展開された光学レイアウトを示す。全撮像モ−ドは、全反射光学要素から成る、共通ビ−ム経路にアクセスし、色収差を最小化し、高処理量を維持する。１０個の球面鏡２１９を使用して、網膜および瞳孔平面を連続共役点に転写ならびに拡大（または、縮小）する。各リレ−の倍率は、各構成要素の物理的寸法をほぼ充填するように設定される。全走査器およびＤＭは、瞳孔共役点に定置され、単一平面を中心として枢動し、そこで補正する。追跡検流計は、眼の回転中心に対する共役点に定置され、同時に、網膜および瞳孔の移動を追跡する。
【００３７】
ＳＬＯチャネル２００は、共焦点ピンホ−ル２０９と、アバランシェフォトダイオ−ド（ＡＰＤ）２０８とを利用して、網膜および源２２５から戻る光を収集する。
【００３８】
ＯＣＴチャネルは、分光計ベ−ス２０３または掃引源ベ−ス２０４の構造において構成することができる。両構造は、二色性ビ−ムスプリッタ２１７、レンズ２１１、および無色化装置２３４によって、主要光学線に、ファイバ接続２０７することができる。分光計ベ−スのＯＣＴ２０３は、源２２５と、レンズ２１１を含む検出デバイスにファイバ接続２０７された循環装置２２４と、透過格子２２９と、一連の対物レンズ２３０と、線形検出器２３３とを利用する。ＳＤＯＣＴ２０３はまた、偏光コントロ−ラ２２１と、レンズ２１１、分散補償立方体２３２と、減光フィルタ２３１、および鏡２２８を含む、光学遅延線にファイバ接続２０７された２×２ファイバ連結器２２３とを含む。光学遅延線は、約４．３ｍのサンプル経路長と整合するように、鏡２２８を５回通過する、折り畳み配置を使用する。
【００３９】
掃引源ベ−スＯＣＴ２０４は、掃引源２２６と、平衡検出器２２７に接続された循環装置２２４と、ファイバ連結器２２３とを利用する。ＳＳＯＣＴ２０４は、偏光コントロ−ラ２２１と、光学遅延線とを含む。平衡検出器は、効率的光収集および同相信号除去を提供する。
【００４０】
ＡＯ設計は、最適収差補償のための二重鏡２５４（例えば、ウ−ファ２５４ｗおよびツイ−タ２５４ｔ）ＡＯアプロ−チを含む。Ｈａｒｔｍａｎｎ−Ｓｈａｃｋ波面センサ（ＨＳ−ＷＳ）２０１は、小型レンズアレイ２１５およびＣＣＤカメラ２１４を使用して、瞳孔にわたって、波面をサンプリングする。レンズリレ−２１１および絞り２１６は、ＨＳ−ＷＳ２０１の正面で使用され、角膜からの反射ア−チファクトを低減させる。主要システム収差は、ピンぼけおよび非点収差であって、ウ−ファ２５４ｗまたはｔｈｅツイ−タ２５４ｔのいずれかで補正することができるが、その全範囲のより小さい割合を構成するため、ウ−ファで補正される方がよい。システムＲＭＳ誤差は、０．６４λ（０．４８μｍ）であり得る。Ｍｉｒａｏは、システム収差を補正するために、約１．５μｍの合計表面ストロ−クを要求する。システム収差のために、３３度視野全体にわたって必要とされる最大ストロ−クは、＜４μｍである。
【００４１】
ＬＳＯモジュ−ル２０５は、光のラインを形成するために、源２２５と、レンズ２１１と、円筒形レンズ２３５とを含む。開口スプリッタ２３６は、眼から戻る光を取り上げ、したがって、眼から戻る光は、一連の対物レンズ２３０を通して、線形検出器に方向づけられることができる。走査器２１７／２２０は、２次元において、網膜に沿って、線焦点構成における撮像ビ−ムを走査し、２次元において、眼から戻る第２の光をディスキャン（ｄｅｓｃａｎ）する。ＬＳＯは、走査定置および初期標的識別のために、網膜の広視野（約３３度）共焦点ビュ−を提供する。
【００４２】
網膜追跡装置（ＲＴ）ハ−ドウェアは、ＡＯビ−ム経路に完全に統合され、最適追跡性能を提供することができる。能動的網膜追跡装置は、網膜標的（通常、視神経頭内の明るい篩板）上にビ−ムを指向および（１６ｋＨｚで）ディザリングし、眼が移動し、標的がディザ−円から離れると、共焦点反射率計によって、位相シフトを感知することによって、動作する。得られた誤差信号は、高速閉ル−プ式に、２つの横方向検流計にフィ−ドバックされ、ロックを維持する。ＡＯ用途のための統合設計を有することに加え、網膜追跡装置構成は、ロバスト動作のために、デジタルロックイン増幅および他の信号処理を行う、ＦＰＧＡベ−スの追跡対照基板を含む。追跡システムは、帯域幅１ｋＨｚ超（検流計慣性制約によってのみ限定される）および正確性＜１５μｍを伴って、ロックを維持する。
【００４３】
ＲＴモジュ−ル２０６は、二重源２２５と、集束レンズ２１１と、開口スプリッタ２３６と、共鳴型走査器２３８とを含む。
【００４４】
蛍光チャネル２０２は、蛍光励起ビ−ム２４１を送達するための源２１８と、蛍光放出ビ−ム２４２を収集するためのレンズ２１１、ピンホ−ル２０９、フィルタ２３９、およびＰＭＴ２２２とを含む。
【００４５】
ＯＣＴ撮像のための１−μｍ掃引源は、平均出力電力１１ｍＷ、約１０７０ｎｍを中心とする帯域幅（ＢＷ）７９ｎｍ、およびデュ−ティサイクル０．６５を有することができる。本帯域幅は、組織内において、理論上軸方向分解能４．６μｍを有する。ＯＣＴ照明ビ−ムの波長は、撮像される組織の物理的特性に整合するように選択することができる。波長は、４００ｎｍから約２．６ミクロンであることができるが、発色団に応じて、より長いまたはより短い波長を使用することができる。標的に対する例示的特徴は、網膜または網膜の一部、血液、網膜色素上皮（ＲＰＥ）細胞、栄養血管、結晶腔、小さな腫瘍、小動脈瘤、または網膜前膜を含む。例えば、波長６８０ｎｍを使用して、網膜内の血流を監視することができる。
【００４６】
ＯＣＴ照明波長１ミクロンは、網膜内への透過深度等、８５０ｎｍ照明に勝るある利点を有する。脈絡膜および強膜を撮像することができる。１ミクロンは、眼内において、８５０ｎｍより散乱が少ない。他の波長は、網膜内の具体的層、細胞、細胞小器官、または分子の光学または光組織相互作用特性を標的化またはそれに整合するように使用することができる。
【００４７】
すべての他の照明源は、画像スペックルおよび追跡装置雑音を低減する、高輝度発光ダイオ−ド（ＳＬＤ）である。約７５０ｎｍ（１４ｎｍ  ＢＷ）を中心とするＳＬＯ照明ビ−ムもまた、波面センサビ−コンとして作用する。ＬＳＯ照明ビ−ムは、８３０ｎｍ（２６ｎｍ  ＢＷ）を中心として、追跡装置  ビ−ムは、約９１５ｎｍを中心とする。すべての源は、１−μｍ  ＯＣＴおよび７５０−ｎｍ  ＳＬＯ  ＮＩＲビ−ムの両方を伝送する一方、８３０−ｎｍ  ＬＳＯおよび９１５−ｎｍ  ＲＴビ−ムを反射するように、カスタムメイドすることができる、Ｄ２を除く、市販の二色性ビ−ムスプリッタと組み合わせられる。ビ−ムの数に関わらず、計器は、ＮＩＲ波長が使用されるため、依然として、目に安全である。すなわち、組み合わせられた電力は、全走査器  が故障する場合でも、ＡＮＳＩ閾値を数倍下回るほど低い。
【００４８】
ＯＣＴ／ＳＬＯ走査エンジンは、共鳴型走査器（ＲＳ）と、ＳＬＯ撮像のための単一検流計と、ＯＣＴ撮像のための２つの検流計とを使用するように構成されている。ＯＣＴ走査（線、円形、ラスタ、放射状等）は、検流計へのオフセット電圧を調節することによって、ＡＯビ−ム経路の広視野内のいずれかの場所に平行移動され、その中心に置くことができる。同様に、ＳＬＯ飛点ラスタ走査は、合成写真およびストリップの取得のために、ＡＯビ−ム経路内のいずれかの場所の中心に置かれ、シフトすることができる。しかしながら、ＳＬＯ  ＲＳは、電圧オフセットによって駆動することができないため、ｘ−軸ＯＣＴ検流計は、本モ−ドにおいて、ＳＬＯラスタをシフトする二重機能を果たす。
【００４９】
図３に示される撮像システムは、測定を行うことができるように、種々のモジュ−ルを連結するために、種々のビ−ムスプリッタと、レンズと、鏡と、光学とを含む。ビ−ムスプリッタは、ペリクルビ−ムスプリッタ２１３と、二色性ビ−ムスプリッタ２１７とを含む。当業者は、他の光学を使用して、光学モジュ−ルを連結することができることを認識するであろう。反射鏡２１２は、光学設計を折り畳むために使用することができる。球面鏡２１９は、広視野を提供するために使用することができる。撮像システムは、ＬＣＤベ−スの固定標的２３７を含むことができる。撮像システムは、動物ポ−トのための光学構成要素（フリップ装着等）２１０を含むことができる。
【００５０】
図４は、ＳＬＯおよびＯＣＴのための走査軸の概略図を示す。ＳＬＯ飛点ラスタは、走査器１の速軸および走査器２の遅軸から生成される。ＯＣＴ線またはラスタは、走査器２の速軸および走査器３の遅軸から生成される。各走査器は、当技術分野において周知の検流計または他の走査光学であることができる。走査器３は、ＯＣＴラスタあるいはＳＬＯ合成写真またはモザイク（例えば、いくつかの高分解能低視野画像をスティッチし、単一の高分解能高視野画像を生成する）を生成するために使用することができる。
【００５１】
図５は、計器レイアウトの実施例を示す。図５では、ボックス３００は、ホストコンピュ−タを表し、ボックス３０１は、計器ラックを表し、ボックス３０２は、光学テ−ブルを表す。ホストコンピュ−タ３００は、画像を取得するためのフレ−ム取込装置１２２と、ＤＭコントロ−ラのためのＵＳＢポ−ト３０７とを含む。すべてのシステム計器は、２つの電子機器ボックス−追跡装置ボックス３０８および撮像ボックス３０９内に含むことができる。追跡装置ボックス３０８は、ＬＳＯ／ＲＴ源、追跡ＲＳ対、すべてのシステム検流計、および高帯域幅閉ル−プ式に網膜追跡装置を制御するように設計された２つのカスタム電子基板を含む。カスタムトラックコントロ−ラ基板は、全ハ−ドウェアを制御し、すべてのタイミングおよび波形信号を生成し、高速閉ル−プフィ−ドバック制御を行う、ＦＰＧＡベ−スのリアルタイムプロセッサである。カスタム追跡マザ−ボ−ド（ＭＢ）３１０は、すべての市販のＯＥＭ電子的ドライバ基板が、最小配線によって、システムに接続可能であるように設計することができる。ＲＴコントロール基板、ＯＥＭ共鳴型走査器、および検流計基板は、２ＳＬＤのための統合された検出器ならびにドライバ／熱電ク−ラを含むことができるＭＢに接続する。
【００５２】
撮像ボックス３０９は、リアルタイムＯＣＴデジタイザおよび処理基板と、ＳＬＯ源および電圧制御ＲＳドライバ基板と、ＯＣＴ深度ステ−ジコントロ−ラとを含む。ＲＳ振幅（ＳＬＯサイズを設定する）は、ＵＳＢ  ＤＡＱからのアナログ波形出力によって、ホストコンピュ−タを介して、制御される。ＯＣＴ画像処理連鎖は、標準的ビデオカ−ド上のグラフィカルプロセッサユニット（ＧＰＵ）を使用して、処理することができる。
【００５３】
同一走査および処理ハ−ドウェアを使用して、ＯＣＴとＳＬＯモ−ドとの間のシ−ムレスな切替を提供するために、スイッチは、ＲＳまたは掃引源同期信号のいずれかを高速デジタイザに方向づける。両方とも、ｋＨｚ範囲内のＴＴＬ信号である。デジタイザは、ピクセルクロック（５０ＭＨｚ）を生成し、線同期を複製し、フレ−ム同期信号を生成し、リアルタイムＯＣＴ処理基板を介して、フレ−ム取込装置にパスされる。リアルタイム処理基板は、全波形を生成し、検流計を駆動する。したがって、ＨＳ−ＷＳカメラ（ひいては、補正）は、常に、主要撮像ハ−ドウェアと同期される。これは、撮像野にわたり、ＡＯ補正におけるドリフトを防止する。ＬＳＯ走査を同期する必要はない。ＯＣＴモ−ドでは、ファイバ干渉計から生成される、平衡検出器からの信号は、高速デジタイザへの入力である。本信号は、ＳＬＯモ−ドでは使用されない。デジタイザ、リアルタイムＯＣＴ処理基板、およびフレ−ム取込装置間の通信は、ＣａｍｅｒａＬｉｎｋインタ−フェ−スによって達成される。マルチモ−ダルＡＯシステムを制御するために使用されるハ−ドウェアはまた、３つのフレ−ム取込装置（１つの二重カメラ）と、２つのカメラと、２つの検出器と、４つの源と、５つの検流計と、３つの共鳴型走査器と、モ−タ駆動ステ−ジと、２つの可変形鏡とを含む。
【００５４】
カスタムＳＬＯタイミング基板は、正弦波共鳴型走査器駆動信号からのデワ−ピングのための非線形ピクセルクロック生成、リアルタイムアナログ信号調節のための高速マルチプレクサによる電子ブランキング（クランピング）、ｘ−ｙ検流計波形生成、共鳴型走査器振幅信号生成、同時反射／蛍光アナログ信号調節のための二重チャネル動作、およびリアルタイムＳＤＯＣＴ処理基板との同期のための機能性を含む。
【００５５】
マルチモ−ダルＡＯ網膜撮像機は、６名の被験体において試験し、性能能力を実証した。被験体は、年齢２３から５３歳であって、屈折異常は、０から７Ｄ（全員、近視者）であった。ヒト被験体プロトコルは、全撮像に先立って、Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  ＩＲＢによる承認を受けた。全被験体から、撮像に対するインフォ−ムドコンセントを得た。小瞳孔を伴う被検体のうちの数名は、ＡＯ補正を向上させるために、瞳孔を拡張させた。拡張されなかった被験体は、多くの場合、特に、瞳孔を収縮させる中心窩を撮像する時、ＡＯおよび撮像性能により大きな変動性を示した。全被験体は、頭部安定化および瞳孔センタリングのためにバイトバ−を使用した。
【００５６】
撮像セッションは、設定されたプロトコルに従わなかったが、ＯＣＴ断面およびラスタ走査（１−３ｍｍ）、ＳＬＯ画像（１および２度視野）、ストリップ走査、および合成写真を含んだ。合成写真走査は、重複（そのサイズ（２×２、３×３、４×４等）は、ユ−ザによって構成されている）を伴って、ＳＬＯオフセット検流計をマトリクス上に進める。ＳＬＯストリップ走査は、革新であり、ＳＬＯオフセット検流計が、水平または垂直方向にゆっくりと走査され、網膜小片にわたってパンし、大幅に重複する画像のスタックを生成する。これは、特に、過剰な眼運動の存在下、自動位置合わせを支援する。
【００５７】
システム光学性能が、最初に、種々の網膜（すなわち、焦点）共役点において、乱反射標的を使用して、特徴付けられる。次に、システムおよびＡＯ性能を、２５−ｍｍ焦点長（ｆｌ）アクロマ−トおよび乱反射「網膜」から成るモデル眼を試用して試験した。最後に、ＡＯ補正性能を生体ヒト眼において測定した。
【００５８】
二重ＤＭアプロ−チの初期ヒト被験体試験では、制御アルゴリズムが使用され、それによって、ウ−ファは、システムの大振幅および／または低次サンプル収差を補正し、ツイ−タは、小振幅および／または高次サンプル収差を補正した。二重ＤＭ制御が、補正を振動させるのを防止するため（特に、応答時間が、鏡間で異なったため）、ウ−ファが、最初に始動され、固定数のサイクルに対して波面を補正し得る静的モ−ドで稼働し、保持され、ウ−ファが停止された後、ツイ−タが起動され、動的モ−ドに維持された。当然ながら、選択される静的サイクル数は、適切な低次収差補正を補償するために重要である。網膜共役点およびモデル眼では、両方のＤＭが使用されたが、ツイ−タは、非常に少量の残留収差のみ補正した。
【００５９】
網膜共役点およびモデル眼における検証は、標準的ＵＳＢ  ＣＣＤカメラを使用して、ＳＬＯ検出器ピンホ−ルに対する平面共役点において、ＨＳ−ＷＳから独立して、点広がり関数（ＰＳＦ）の直接測定によって行った。網膜に対するＳＬＯ共焦点ピンホ−ル（および、ＣＣＤ位置）からの倍率は、約９．２５であり、したがって、１００−μｍピンホ−ルは、網膜上でほぼ１１μｍ、すなわち、７５０ｎｍにおける４．９−μｍエアリ−ディスクの約２．２倍に投影する。２００−μｍピンホ−ル（網膜上で約２２μｍ）は、共焦点が弱く、撮像を向上させることなく、より多くの散乱および収差光をもたらす一方、５０−μｍピンホ−ル（網膜上で５．４μｍ）は、密に共焦点化される。すなわち、エアリ−ディスクの１．１倍にすぎない。一般に、画像は、最初に、１００−μｍピンホ−ルで撮影され、５０−μｍピンホ−ルは、明るい黄斑を伴う被験体において、コントラストの増加のために使用され、２００−μｍピンホ−ルは、拡張されていない被験体および暗い黄斑を伴う被験体のために使用される。
【００６０】
集束照明に対する網膜共役点２および４におけるＰＳＦ（図３参照）は、図６の最初の３つの縦列に示される。システム収差は、ｒ２で最小であり、ある程度の残留非点収差を伴うことに留意されたい。ＰＳＦ  ＦＷＨＭ（半値全幅、ｘおよびｙの平均）は、  ８８μｍ（網膜において９．５μｍ）。しかしながら、ｒ４では、著しくより多くの低次収差が存在し、ＰＳＦ  ＦＷＨＭは、ＡＯ補正を伴わない約１５２μｍのほぼ２倍である。ＡＯ補正によって、ＰＳＦ  ＦＷＨＭは、８３μｍであり、エアリ−ディスクサイズの２倍未満である。
【００６１】
図６はまた、ＡＯ補正有りおよび無し（縦列４−５）のモデル眼におけるＰＳＦを示す。ＡＯ補正（両方のＤＭが起動される）によって、ＦＷＨＭは、２４３μｍから約１２７μｍまで減少する。（ＣＣＤは、若干飽和された可能性があり、ＰＳＦ幅の若干の過大評価を生じさせる）。ある程度の残留非点収差が残るが、ＡＯは、ほぼ共焦点ピンホ−ルのサイズまでＰＳＦを大幅に改善する。モデル眼では、ＡＯ補正は、ＲＭＳ誤差を約０．６μｍから０．０５μ未満に低減させ、Ｓｔｒｅｈｌ比を０．９２に増加させた（ＨＳ−ＷＳからの波面収差関数によって測定）。
【００６２】
１名のヒト被験体において達成されたＡＯ性能の実施例は、図７に示される。示されるのは、３例：ＡＯ補正無し（第１の縦列）、ＤＭ１（ウ−ファ）補正（第２の縦列）、および二重ＤＭ（ウ−ファ−ツイ−タ）補正（第３の縦列）の波面誤差マップ（最上横列）およびＰＳＦ（第２の横列）である。Ｚｅｒｎｉｋｅ次数によって分離される補正および収差の時間的経過もまた、示される。３例の平均ＲＭＳ波面誤差（Ｓｔｒｅｈｌ比）は、それぞれ、１．２１５（＜０．０１）、０．０９７（０．５２）、および０．０５２（０．８３）μｍであった。したがって、二重ＤＭアプロ−チは、ヒト被験体において、単一鏡のみで達成され得るものよりも、より最適なＡＯ補正を達成した。
【００６３】
３つの主要撮像モ−ド（ＬＳＯ、ＳＬＯ、ＯＣＴ）のそれぞれにおける、６名の被験体のうちの４名の実施例は、図８に示される。ＬＳＯ画像は、網膜の３３度広視野を提供する。２度のＳＬＯ画像は、中心窩近傍で撮影された。錐体光受容体は、中心窩の約０．５度（１００〜１５０μｍ）以内に解像することができる。断面ＯＣＴ画像は、中心窩を中心として、２ｍｍ（６．９度）に及ぶ。ＯＣＴ画像は、平坦化およびアラインメント後の５から１０個のフレ−ムの合成である。１０個の主要網膜層（神経線維、神経節細胞、内網状層、内顆粒層、外側外網状層、外核層、内節、外節、網膜色素上皮、脈絡毛細管枝）を解像することができる。
【００６４】
図９は、８５０−ｎｍ分光計ベ−ス計器および現在の１０５０−ｎｍ掃引源ベ−スＡＯ−ＦＤＯＣＴ撮像機の両方によって撮像された、１人の被験体の中心窩を通した単一および４−フレ−ム平均断面ＦＤＯＣＴ画像を示す。前者の軸方向分解能が、より良好であったが（理論的軸方向分解能：３．６μｍ対４．６μｍ）、脈絡膜への透過の改善が明白である。
【００６５】
１人の被験体の中心約３度におけるＡＯＳＬＯ合成写真は、図１０に示される。合成写真は、２度のＡＯＳＬＯ画像の３×３マトリクスをともにスティッチすることによって、作成された。右側の拡大領域は、中心窩の０．５度（約１５０μｍ）以内の優れた円錐コントラストを示す。より大きな網膜小片を撮像するために、ストリップ走査およびストリップ合成写真画像走査手順は、黄斑または網膜領域にわたって、構造（例えば、光受容体）をマップするために使用することができる。
【００６６】
合成写真またはモザイク画像は、撮像装置の走査デバイス（例えば、図１に示される第３の走査デバイス３８または図３に示される走査器２２０）を使用して、生成することができる。例えば、走査デバイスは、走査器と、ドライバとを含む。走査器は、眼の第１の部分（例えば、網膜の第１の部分）を走査する、共鳴型走査器であることができ、ドライバは、所定のオフセットに従って、眼の第２の部分（例えば、網膜の第２の部分）上に共鳴型走査器を再位置付けする、検流計であることができる。したがって、第１の画像（例えば、画像）は、共鳴型走査器が、眼の第１の部分に沿って、撮像ビ−ムを走査すると、撮像装置によって、取得することができる。走査は、ラスタ走査または２次元横方向走査であることができる。第２の画像（例えば、画像）は、検流計が眼の第２の部分上に走査器を再位置付けした後、撮像装置によって、取得することができる。プロセスは、合成写真が生成されるまで、眼の他の部分にわたって、画像を取得するように反復することができる。合成写真またはモザイク画像を記録するための例示的手順は、米国特許第７，７５８，１８９号に説明されており、その開示は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
【００６７】
自動位置合わせアルゴリズムは、平均化（ＳＮＲを増加させるため）、フレ−ム内ワ−ピング下における大きな網膜小片の定量化、ＳＮＲが非常に低い（すなわち、蛍光性）、二次撮像モ−ドにおけるシフトの判定のために、あるいは合成写真またはストリップをともにスティッチするための前駆体として、複数のフレ−ムを共に整列させる。単一固定点からフレ−ムのスタックを整列させると、アルゴリズムは、水平ストリップ１０ピクセル幅だけ整列させる。これは、フレ−ム内ワ−ピングを生じさせ得る、ねじれ眼運動に対して、位置合わせされた画像をより影響されないようにする。アルゴリズム能力の実証として、中心窩無血管域における高画像非均一性（および、高コントラスト血管標的の欠如）の困難な例に対して撮影されたＡＯＳＬＯ画像のスタックを整列させた。図１１は、位置合わせ無しとフレ−ム毎の位置合わせとを比較した結果を示す。
【００６８】
自動スティッチのために、我々のアルゴリズムは、スタック内のキ−フレ−ムを選択し、スケ−ル不変特徴量変換（ＳＩＦＴ）を使用して、フレ−ムを整合し、次いで、キ−フレ−ムを整列させる。図１２は、平均を上回る眼運動（対照被験体の場合）の存在下、低速ストリップ走査からのマルチモ−ダルＡＯ画像の位置合わせされたスタックを示す。
【００６９】
錐体光受容体の計数は、手動および自動方法を使用して、４名の被験体に対して、中心窩（画像内で識別可能）近傍において、単一の２度のＡＯＳＬＯ走査から、種々の偏心度において、いくつかの網膜小片上で行った（図１３）。自動錐体光受容体計数アルゴリズムは、非均一画像背景を補正し、形態演算子を適用し、錐体場所の初期識別のための重心アルゴリズムを使用する。次いで、場所をフィルタリングし、検証された網膜小片内の最終錐体数を求める。最終フィルタパラメ−タは、偏心度に従って設定され、したがって、いくつかの限定されたユ−ザ入力を要求する。手動（黒記号）および自動（白記号）結果を、以前に報告された組織構造と比較する。一般に、自動結果は、手動計数および組織構造と良好な一致を示した。計器の分解能限界に近いより低い偏心度の場合、アルゴリズムは、機能停止し、計数を過小評価を開始する。
【００７０】
図１４は、１名のヒト被験体において達成されたＡＯ性能の実施例を示す。３例：ＡＯ補正無し（第３の縦列）、静的ＤＭ１（ウ−ファ）補正（第２の縦列）、ならびに静的ＤＭ１（ウ−ファ）および動的ＤＭ２（ツイ−タ）の両方を伴う、二重ＤＭ補正（第１の縦列）の３つの画像：ＳＬＯ（１度視野、最上横列）、ＷＳ（第２の横列）、およびＰＳＦ（第３の横列）が示される。Ｚｅｒｎｉｋｅ次数によって分解された補正および収差の時間経過もまた、示される。両方の鏡は、ヒト被験体において、最良に可能なＡＯ補正を達成するために重要である。
【００７１】
マルチモ−ダルＡＯシステムは、ＳＬＯおよびＯＣＴチャネルから連続して画像を取得するように構成することができる一方、ＬＳＯ、ＡＯ、ＨＳ−ＷＳ、およびＲＴはすべて、継続的に稼働する。これは、検流計を駆動させるリアルタイムＯＣＴ処理基板が、ＳＬＯＲＳまたはＯＣＴ掃引源のいずれからの入力も受け入れ可能とする独特の構成において、行うことができる。したがって、両方のモ−ドに利用可能な複数の走査方式（ＯＣＴ線およびラスタ、ＳＬＯラスタ、合成写真、ストリップ走査等）はすべて、同一ハ−ドウェア（走査器、リアルタイム処理基板）を使用し、非常に直感的かつ柔軟性のあるユ−ザインタ−フェ−スから設定される。別のマルチモ−ダルＡＯ網膜撮像システムは、同時ＳＬＯおよびＯＣＴ撮像を含むことができるが、分光計ベ−スＦＤＯＣＴチャネルを使用する。したがって、より深い構造および血管系を標的とするいくつかの用途の場合、１−μｍ照明による向上した深度透過が、同時ＯＣＴ／ＳＬＯ撮像に優先する。
【００７２】
ＳＬＯおよびＯＣＴ画像両方のために、一式の事後処理分析ル−チンが開発されている。これらのアルゴリズムの機能性は、位置合わせ、画像平均化、合成写真およびストリップスティッチ、光受容体定量化、光受容体密度マッピング、およびセグメンテ−ション（網膜層および結晶腔）を含む。いくつかのアルゴリズムは、限定されたユ−ザ入力（すなわち、半自動）を要求する一方、その他は、完全自動方式で動作する（例えば、光受容体計数）。マルチモ−ダル画像取得モ−ドおよびこれらの分析ツ−ルによって、現在、黄斑全体にわたる網膜層および重要構造を完全にマップすることが可能である。
【００７３】
図１５は、例示的ＳＬＯタイミング基板機能系統図を示す。ＳＬＯタイミング基板は、ＦＰＧＡベ−スの設計を含み、さらに、デバイス自動化および性能向上（例えば、安定ブランキング領域からＳＮＲを増加させる）を提供することができる。タイミング基板の機能性は、自動ＳＬＯ画像歪み補正のための非線形ピクセルクロックの生成、高速アナログ信号多重化を介した自動電子ビデオブランキング、ＳＬＯ／ＯＣＴ波形およびオフセットの生成（ユ−ザ制御）、ＳＬＯ共鳴型走査器振幅制御信号の生成（ユ−ザ制御）、および／または同時反射／蛍光撮像に連結することができる、二重チャネルビデオ動作を含むことができる。ＳＬＯタイミング基板は、ＴＴＬ基準信号４００と、デジタルＰＬＬチップ４０１と、非線形ピクセルクロック信号４０２と、共鳴型走査器ドライバ４０３と、２チャネルデジタル／アナログ変換器４０４と、ＲＳ駆動信号４０５と、ＯＣＴ／ＳＬＯ走査器駆動波形４０６と、４チャネルデジタル／アナログ変換器４０７と、ホストコンピュ−タ通信４０８のためのＲＳ−２３２ポ−トと、フィ−ルドプログラマブルゲ−トアレイチップ４０９と、フレ−ム取込装置ポ−ト４１０と、高速ビデオマルチプレクサ４１２と、ブランキング領域を示すＳＬＯ画像４１３とを含む。
【００７４】
前述の技法は、デジタル電子回路で、またはコンピュ−タハ−ドウェア、ファ−ムウェア、ソフトウェア、あるいはそれらの組み合わせで実装することができる。実装は、コンピュ−タプログラム製品として、すなわち、デ−タ処理装置、例えば、プログラマブルプロセッサ、コンピュ−タ、または複数のコンピュ−タによる実行のため、またはそれらの動作を制御するために、情報担体で、例えば、機械可読記憶デバイスで、または伝搬信号で明白に具現化されたコンピュ−タプログラムとしてのものであり得る。コンピュ−タプログラムは、コンパイラ型またはインタ−プリタ型言語を含む、任意の形態のプログラミング言語で書き込むことができ、独立型プログラムとして、またはモジュ−ル、構成要素、サブル−チン、あるいはコンピュ−タ環境で使用するために好適な他のユニットとしての形態を含む、任意の形態で展開することができる。コンピュ−タプログラムは、１つのコンピュ−タ上で、または１つの場所における複数のコンピュ−タ上で実行されるように展開するか、あるいは、複数の場所にわたって分配し、通信ネットワ−クによって相互接続することができる。
【００７５】
方法のステップは、入力デ−タに対して動作し、出力を生成することによって、本技術の機能を果たすようにコンピュ−タプログラムを実行する１つ以上のプログラム可能なプロセッサによって行うことができる。方法のステップはまた、専用論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィ−ルドプログラマブルゲ−トアレイ）、ＦＰＡＡ（フィ−ルドプログラマブルアナログアレイ）、ＣＰＬＤ（複合プログラマブル論理デバイス）、ＰＳｏＣ（プログラマブルシステムオンチップ）、ＡＳＩＰ（特定用途向け命令セットプロセッサ）、またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等によって行うことができ、かつそれらとして装置を実装することができる。サブル−チンは、格納されたコンピュ−タプログラムおよび／またはプロセッサの一部、および／または１つ以上の機能を実装する特殊回路を指すことができる。
【００７６】
コンピュ−タプログラムの実行のために好適なプロセッサは、一例として、汎用および専用マイクロプロセッサの両方、および任意の種類のデジタルコンピュ−タのいずれか１つ以上のプロセッサを含む。概して、プロセッサは、読取専用メモリまたはランダムアクセスメモリ、あるいは両方から、命令およびデ−タを受信する。コンピュ−タの必須要素は、命令を実行するためのプロセッサ、ならびに命令およびデ−タを記憶するための１つ以上のメモリデバイスである。概して、コンピュ−タはまた、デ−タを記憶するための１つ以上の大容量記憶デバイス、例えば、磁気、光磁気、または光ディスクを含み、あるいはそれらからデ−タを受信するか、またはそれらにデ−タを転送するように動作可能に連結され、あるいは両方となる。デ−タ伝送および命令はまた、通信ネットワ−ク上で発生することができる。コンピュ−タプログラム命令およびデ−タを具現化するために好適な情報担体は、一例として、半導体メモリデバイス、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイス、磁気ディスク、例えば、内部ハ−ドディスクまたは可撤性デバイス、光磁気ディスク、ならびにＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む、全ての形態の不揮発性メモリを含む。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路によって補完するか、またはそれに組み込むことができる。
【００７７】
本明細書で使用されるような「モジュ−ル」および「機能」という用語は、あるタスクを行うソフトウェアまたはハ−ドウェア構成要素を意味するが、それらに限定されない。モジュ−ルは、アドレス可能記憶媒体上に存在するように有利に構成され、かつ１つ以上のプロセッサ上で実行するように構成され得る。モジュ−ルは、汎用集積回路（ＩＣ）、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、またはＡＳＩＣを伴って完全または部分的に実装され得る。したがって、モジュ−ルは、一例として、ソフトウェア構成要素、オブジェクト指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素、およびタスク構成要素等の構成要素、過程、機能、属性、手順、サブル−チン、プログラムコ−ドのセグメント、ドライバ、ファ−ムウェア、マイクロコ−ド、回路、デ−タ、デ−タベ−ス、デ−タ構造、テ−ブル、アレイ、および変数を含み得る。構成要素およびモジュ−ルにおいて提供される機能性は、より少ない構成要素およびモジュ−ルに合体されるか、または付加的な構成要素およびモジュ−ルにさらに分離され得る。加えて、構成要素およびモジュ−ルは、コンピュ−タ、コンピュ−タサ−バ、アプリケ−ション対応交換機またはル−タ等のデ−タ通信インフラストラクチャ機器、あるいは公衆または私設電話交換機または構内電話交換機（ＰＢＸ）等の電気通信インフラストラクチャ機器を含む、多くの異なるプラットフォ−ム上で有利に実装され得る。これらの場合のうちのいずれかで、実装は、選択されたプラットフォ−ムに固有であるアプリケ−ションを書き込むことによって、またはプラットフォ−ムを１つ以上の外部アプリケ−ションエンジンにインタ−フェ−ス接続することによって、達成され得る。  
【００７８】
ユ−ザとの相互作用を提供するために、前述の技法は、表示デバイス、例えば、ユ−ザに情報を表示するためのＣＲＴ（陰極線管）またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタと、それによってユ−ザが入力をコンピュ−タに提供することができる（例えば、ユ−ザインタ−フェ−ス要素と相互作用する）、キ−ボ−ドおよびポインティングデバイス、例えば、マウスまたはトラックボ−ルとを有する、コンピュ−タ上で実装することができる。デバイスの他の種類も同様に、ユ−ザとの相互接続を提供するために使用することができる。例えば、ユ−ザに提供されるフィ−ドバックは、任意の形態の感覚フィ−ドバック、例えば、視覚フィ−ドバック、聴覚フィ−ドバック、または触覚フィ−ドバックであることができ、ユ−ザからの入力は、音響、発話、または触覚入力を含む、任意の形態で受信することができる。
【００７９】
前述の技法は、例えば、デ−タサ−バとしてのバックエンド構成要素、および／またはミドルウェア構成要素、例えば、アプリケ−ションサ−バ、および／またはフロントエンド構成要素、例えば、それを通してユ−ザが実装例と相互作用することができる、グラフィカルユ−ザインタ−フェ−スまたはウェブブラウザを有するクライアントコンピュ−タ、またはそのようなバックエンド、ミドルウェア、あるいはフロントエンド構成要素の任意の組み合わせを含む、分散コンピュ−タシステムで実装することができる。システムの構成要素は、任意の形態または媒体のデジタルデ−タ通信、例えば、通信ネットワ−クによって相互接続することができる。通信ネットワ−クの実施例は、ロ−カルエリアネットワ−ク（「ＬＡＮ」）および広域ネットワ−ク（「ＷＡＮ」）、例えば、インタ−ネットを含み、有線および無線ネットワ−クの両方を含む。通信ネットワ−クはまた、ＰＳＴＮの全体または一部分、例えば、特定のキャリアによって所有される一部分を含むこともできる。
【００８０】
コンピュ−タシステムは、クライアントおよびサ−バを含むことができる。クライアントおよびサ−バは、概して、相互から遠隔にあり、典型的には、通信ネットワ−クを通して相互作用する。クライアントおよびサ−バの関係は、それぞれのコンピュ−タ上で作動し、相互へのクライアント・サ−バ関係を有するコンピュ−タプログラムによって生じる。
【００８１】
本発明は特に、具体的な例証的実施形態を参照して図示および説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細の様々な変更を行えることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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