(57)【要約】【課題】観測できる透過の深さを向上し、さらに精密な断層イメージを生成できる断層イメージ生成装置及び断層イメージ生成方法を提供する。【解決手段】入射ビーム（Ｉｎｃｉｄｅｎｔ  Ｂｅａｍ）を、二つ以上の基本変調パラメータの各々に基づいた二つ以上の基本変調入射光、及びターゲット変調パラメータに基づいたターゲット変調入射光に変調して、被写体に対する二つ以上の基本干渉信号及びターゲット干渉信号を検出する検出部と、二つ以上の基本干渉信号を分析し、ターゲット変調パラメータを設定して出力し、ターゲット干渉信号を処理して被写体に対するターゲットイメージとして出力するイメージ部と、を備える断層イメージ生成装置である。【選択図】図１
2014104362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射ビーム（Ｉｎｃｉｄｅｎｔ  Ｂｅａｍ）を、二つ以上の基本変調パラメータの各々に基づいた二つ以上の基本変調入射光、及びターゲット変調パラメータに基づいたターゲット変調入射光に変調して、被写体に係わる少なくとも二つ以上の基本干渉信号及びターゲット干渉信号を検出する検出部と、
前記二つ以上の基本干渉信号を分析して前記ターゲット変調パラメータを設定して出力し、前記ターゲット干渉信号を処理して前記被写体に係わるターゲットイメージとして出力するイメージ部と、を備えることを特徴とする断層イメージ生成装置。
【請求項２】
前記検出部は、
前記入射ビームを、前記二つ以上の基本変調入射光及び前記ターゲット変調入射光に変調する変調器と、
前記二つ以上の基本変調入射光及び前記ターゲット変調入射光から、各々前記二つ以上の基本干渉信号及び前記ターゲット干渉信号を抽出する干渉計と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項３】
前記変調器は、前記入射ビームの波面（ｗａｖｅ  ｆｒｏｎｔ）を変調する空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を備えることを特徴とする請求項２に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項４】
前記変調器は、
複数のマイクロミラーを含むアレイを備えるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を備え、
各マイクロミラーのオン／オフにより前記ターゲット変調パラメータを設定することを特徴とする請求項２に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項５】
前記変調器は、
複数のマイクロミラーを含むアレイを備えるＤＭＤを含み、
各々異なる個数のマイクロミラーの集合を単位とするオン／オフにより前記ターゲット変調パラメータを設定することを特徴とする請求項２に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項６】
前記変調器は、複数のマイクロミラーを含むアレイを備えるＤＭＤを含み、
前記マイクロミラーはマルチ−レベルグルーピング（二つ以上の異なる解像度レベルを有するようにグルーピング）されることを特徴とする請求項２に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項７】
前記変調器は、前記入射ビームの周波数を変調する周波数光変調器（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を備えることを特徴とする請求項２に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項８】
前記変調器は、
各々前記入射ビームの波面及び周波数を変調する空間光変調器及び周波数光変調器を備えることを特徴とする請求項２に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項９】
前記ターゲット変調パラメータは、
前記被写体から反射又は散乱された信号を平面波に変形するような前記ターゲット変調入射光を生成できるように設定されることを特徴とする請求項２に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項１０】
前記イメージ部は、
前記二つ以上の基本干渉信号及び前記ターゲット干渉信号の各々を、前記被写体の断面に係わるイメージ信号として処理するイメージ処理器と、
前記二つ以上の基本干渉信号に対応する前記被写体の断面に係わるイメージ信号を分析して、前記二つ以上の基本変調パラメータを組み合わせて、前記ターゲット変調パラメータを設定するターゲット設定器と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項１１】
前記イメージ処理器は、
前記ターゲット干渉信号に対応する前記被写体の断面に係わるイメージ信号を、前記ターゲットイメージとして出力することを特徴とする請求項９に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項１２】
前記検出部は、前記二つ以上のターゲット変調パラメータに基づいて、前記入射ビームを二つ以上のターゲット変調入射光に変調し、
前記イメージ部は、前記二つ以上のターゲット変調パラメータを組み合わせて、前記ターゲットイメージを生成することを特徴とする請求項１に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項１３】
前記断層イメージ生成装置は、光干渉断層撮影装置に含まれることを特徴とする請求項１に記載の断層イメージ生成装置。
【請求項１４】
ターゲット変調パラメータを設定するステップと、
入射ビームを前記ターゲット変調パラメータに基づき変調して、被写体を最適化された透過の深さでスキャニングするステップと、
前記被写体をスキャニングした結果を、干渉信号（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）として検出するステップと、
前記干渉信号をイメージ処理して、前記被写体に係わる断層イメージを生成するステップと、を含み、
前記ターゲット変調パラメータを設定するステップは、
前記入射ビームを二つ以上の基本変調パラメータに基づき変調して、前記被写体をスキャニングし、各々の基本変調に対応する二つ以上の干渉信号に対するイメージ信号を分析して行われることを特徴とする断層イメージ生成方法。
【請求項１５】
前記ターゲット変調パラメータを設定するステップは、
前記二つ以上の基本変調の各々に対応する二つ以上の干渉信号に係わるイメージ信号を分析して、前記被写体の断層の各部分に対応する最適化された基本変調パラメータを判断するステップと、
前記被写体の断層の各部分に対応する最適化された基本変調パラメータの設定値を組み合わせて、前記ターゲット変調パラメータを設定するステップと、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の断層イメージ生成方法。
【請求項１６】
前記被写体の断層の各部分に対応する最適化された基本変調パラメータを判断するステップは、
前記被写体の断層のイメージの各ピクセルについて最適化された基本変調パラメータを判断することを特徴とする請求項１５に記載の断層イメージ生成方法。
【請求項１７】
前記入射ビームを前記ターゲット変調パラメータに基づき変調して、被写体を最適化された透過の深さでスキャニングするステップは、
前記ターゲット変調パラメータに基づき、前記入射ビームが入射される各マイクロミラーのオン／オフを設定することによって、前記入射ビームを変調することを特徴とする請求項１４に記載の断層イメージ生成方法。
【請求項１８】
各々異なる個数のマイクロミラーの集合を単位として、前記ターゲット変調パラメータに基づき、オン／オフを設定することを特徴とする請求項１７に記載の断層イメージ生成方法。
【請求項１９】
前記入射ビームを前記ターゲット変調パラメータに変調して、被写体を、最適化された透過の深さでスキャニングするステップは、
前記ターゲット変調パラメータによって前記入射ビームの周波数及び／又は前記入射ビームの波面を変調することによって、前記入射ビームを変調することを特徴とする請求項１４に記載の断層イメージ生成方法。
【請求項２０】
請求項１４ないし１９のうち何れか１項に記載の断層イメージ生成方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断層イメージ生成装置及び断層イメージ生成方法に係わり、特に、観測できる透過の深さを向上させて、さらに精密な断層イメージを生成できる断層イメージ生成装置及び断層イメージ生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
断層撮影（Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、侵透性波動（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ  Ｗａｖｅ）を利用して被写体の断層イメージを獲得する技術である。このような断層撮影は、多様な分野で活用されている。それにより、さらに精密な断層イメージに対する要求も、共に高まっている。特に、人間の生命と直接関連した医療分野では、さらに精密な断層イメージを生成する技術が重要なイシューとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国公開特許第２００７−２４２７４７号公報
【特許文献２】米国公開特許第２００８−０００２２１１号公報
【特許文献３】米国公開特許第２００９−０１２８８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、観測できる透過の深さを向上し、さらに精密な断層イメージを生成できる断層イメージ生成装置及び断層イメージ生成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を達成するために、本発明の実施形態による断層イメージ生成装置は、入射ビーム（Ｉｎｃｉｄｅｎｔ  Ｂｅａｍ）を、二つ以上の基本変調パラメータの各々に基づいた二つ以上の基本変調入射光、及びターゲット変調パラメータに基づいたターゲット変調入射光に変調して、被写体に対する二つ以上の基本干渉信号及びターゲット干渉信号を検出する検出部と、前記二つ以上の基本干渉信号を分析して、前記ターゲット変調パラメータを設定して出力し、前記ターゲット干渉信号を処理して前記被写体に係わるターゲットイメージとして出力するイメージ部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による断層イメージ生成装置及び断層イメージ生成方法によれば、基本変調入射光を照射して得られた基本干渉信号を分析して、生体組織（被写体）の個別の特性を反映したターゲット変調入射光を形成できるので、観測できる透過の深さを向上し、さらに精密な断層イメージを生成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態による断層イメージ生成装置を示すブロック図である。
【図２】図１の干渉計を詳細に示す図面である。
【図３】図１の変調器の動作原理を説明するための図面であり、（Ａ）は従来技術（変調器が無い）による場合、（Ｂ）は、本発明による変調器の有る場合、である。
【図４】図１の変調器の一例を示す図面である。
【図５】図１の変調器の他の例を示す図面である。
【図６】（Ａ）は、図１の変調器のさらに他の例を示す図面であり、（Ｂ）は、図１の変調器のさらに他の例を示す図面である。
【図７】図１のイメージ処理部の例を示す図面である。
【図８】図１の被写体の断層イメージの一例を示す図面である。
【図９】（Ａ）は、図１の変調器の動作例を示す図面であり、（Ｂ）は、図１の変調器の動作例を示す図面である。
【図１０】図１の変調器の他の動作例を示す図面である。
【図１１】図１の変調器の他の動作例を示す図面である。
【図１２】本発明の他の実施形態による断層イメージ生成装置を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明、本発明の動作上の利点、及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び図面に記載された内容を参照せねばならない。
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を説明することによって、本発明を詳細に説明する。各図面に示された同じ参照符号は、同じ部材を表す。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態による断層イメージ生成装置を示すブロック図であり、図２は、図１の干渉計ＩＦＭを詳細に示す図面である。
図１及び図２を参照すれば、本発明の実施形態による断層イメージ生成装置１００は、検出部ＤＴＥＣ及びイメージ部ＩＭＵを備える光干渉断層撮影（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＯＣＴ）装置である。
【００１０】
検出部ＤＴＥＣは、入射ビームＩＢＭ（Ｉｎｃｉｄｅｎｔ  Ｂｅａｍ）を各々、二つ以上の基本変調パラメータに基づいた二つ以上の基本変調入射光ＢＭＯＤ、及びターゲット変調パラメータＴＭＰに基づいたターゲット変調入射光ＴＭＯＤに変調して、被写体ＯＢＪに対する二つ以上の基本干渉信号ＣＳｂ、及びターゲット干渉信号ＣＳｔを検出する。
入射ビームＩＢＭは、光発生器（図示せず）から入射される。光発生器は、本発明の実施形態による断層イメージ生成装置１００の内部又は外部に位置する。入射ビームＩＢＭには、ＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）信号又はＥＬＥＤ（Ｅｄｇｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ）信号が含まれる。但し、これに限定されず、他の種類の光信号が本発明の実施形態による光信号として利用されてもよい。
【００１１】
検出部ＤＴＥＣは、入射ビームＩＢＭを各々、二つ以上の基本変調入射光ＢＭＯＤ、及びターゲット変調入射光ＴＭＯＤに変調する変調器ＭＤＴと、二つ以上の基本変調入射光ＢＭＯＤ及びターゲット変調入射光ＴＭＯＤから各々、二つ以上の基本干渉信号ＣＳｂ及びターゲット干渉信号ＣＳｔを抽出する干渉計ＩＦＭと、を備える。検出部ＤＴＥＣは、まず基本干渉信号ＣＳｂを検出した後、後述するイメージ部ＩＭＵによって設定されたターゲット変調パラメータＴＭＰに基づいて、ターゲット干渉信号ＣＳｔを検出する。
【００１２】
次いで、図１を参照すれば、入射ビームＩＢＭは、自由空間上で干渉計ＩＦＭに伝送されるか、又は、伝送媒体を通じて干渉計ＩＦＭに伝送される。このような伝送媒体の一例には、光ファイバ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ）が含まれる。
【００１３】
本発明の実施形態による断層イメージ生成装置１００においては、基本干渉信号ＣＳｂを生成する動作、及びターゲット干渉信号ＣＳｔを生成する動作が、変調器ＭＤＴに設定されるパラメータの値を除いては、同一である。但し、基本干渉信号ＣＳｂ及びターゲット干渉信号ＣＳｔが時間を異ならして生成されることを明確にするために、図１では、基本干渉信号ＣＳｂを生成する動作、及びターゲット干渉信号ＣＳｔを生成する動作を、別途の信号線（矢印）でもって、測定信号ＭＳｂ，ＭＳｔ、変調入射光ＢＭＯＤ，ＴＭＯＤ、応答信号ＡＳｂ，ＡＳｔ、及び干渉信号ＣＳｂ，ＣＳｔを示して区分した。但し、基本変調入射光ＢＭＯＤに変調するための基本測定信号ＭＳｂ、及びターゲット変調入射光ＴＭＯＤに変調するためのターゲット測定信号ＭＳｔは、ターゲット変調入射光ＴＭＯＤ及びターゲット干渉信号ＣＳｔが、基本変調入射光ＢＭＯＤ及び基本干渉信号ＣＳｂと別途の過程で生成されることを示すために、別途の信号線で示しただけであり、同じ信号である。言い換えれば、基本変調入射光ＢＭＯＤ及びターゲット変調入射光ＴＭＯＤは、同じ測定信号ＭＳに対する異なった変調結果である。
【００１４】
図２は、図１の干渉計をさらに明確に示す図面である。
図１及び図２を参照すれば、干渉計ＩＦＭは、入射ビームＩＢＭを受信して、これを測定信号ＭＳと参照信号ＲＳとに分割する。このために、干渉計ＩＦＭには、二つ以上の区分された信号経路Ｐ１，Ｐ２が形成される。入射ビームＩＢＭから分割された測定信号ＭＳは、区分された信号経路のうちの一つの信号経路Ｐ２を通じて伝送され、参照信号ＲＳは、他の一つの信号経路Ｐ１を通じて伝送される。
【００１５】
干渉計ＩＦＭは、或る一定の分割比率に従って、入射ビームＩＢＭを測定信号ＭＳと参照信号ＲＳとに分割する。分割比率は、測定信号ＭＳの出力強度、及び参照信号ＲＳの出力強度の割合として定義される。例えば、干渉計ＩＦＭは、５：５の分割比率を有するように、測定信号ＭＳと参照信号ＲＳとに分割する。また、干渉計ＩＦＭは、９：１、又はその他の多様な分割比率を有するように、測定信号ＭＳと参照信号ＲＳとに分割する。図２のビーム分配器１２１を利用して、測定信号ＭＳと参照信号ＲＳとに分割する場合、分割比率は、ビーム分配器１２１の透過特性及び反射特性によって決定される。
【００１６】
干渉計ＩＦＭは、測定信号ＭＳを変調器ＭＤＴに伝送する。図２の測定信号ＭＳは、入射ビームＩＢＭを図１の基本変調入射光ＢＭＯＤに変調するための基本測定信号ＭＳｂ、及びターゲット変調入射光ＴＭＯＤに変調するためのターゲット測定信号ＭＳｔの何れかである。但し、前述したように、基本変調入射光ＢＭＯＤに変調するための基本測定信号ＭＳｂ、及びターゲット変調入射光ＭＳｂに変調するためのターゲット測定信号ＭＳｔは、同じ測定信号ＭＳである。
【００１７】
再び、図１を参照すれば、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、基本変調パラメータに基づいて、入力された基本測定信号ＭＳｂを変調して、二つ以上の基本変調入射光ＢＭＯＤを出力する。また、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、ターゲット変調パラメータＴＭＰに基づいて、入力されたターゲット測定信号ＭＳｔを変調して、ターゲット変調入射光ＴＭＯＤを出力する。
例えば、図３（Ａ）のように、平面波Ｘが被写体ＯＢＪの生体組織に照射される場合、被写体ＯＢＪによって、反射（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）又は散乱（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）により形成される応答信号は、球面波Ｙの形態を有する。その場合、応答信号のエネルギーが拡散されて、被写体ＯＢＪの断層イメージの任意の一点に対応するピクセルＰＩＸにブラー（ｂｌｕｒ、ぼやけ）現象が発生する恐れがある。
【００１８】
一方、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、図３（Ｂ）のように、測定被写体ＯＢＪによって、反射又は散乱されて形成された応答信号ＡＳｂ，ＡＳｔが平面波の形態を有するように、測定信号ＭＳｂ，ＭＳｔを予め球面波の変調入射光ＢＭＯＤ，ＴＭＯＤに変調しておく。その結果、図３（Ｂ）に示したように、被写体ＯＢＪの断層イメージの任意のピクセルＰＩＸに対するブラー現象が防止される。
【００１９】
このように、応答信号ＡＳｂ，ＡＳｔのエネルギー拡散を減らすと、変調入射光ＢＭＯＤ，ＴＭＯＤの被写体ＯＢＪへの透過の深さが増加する。従って、本発明の実施形態による断層イメージ生成装置及び断層イメージ生成方法による場合、被写体（生体組織）のより深い領域を観測できる。生体組織に対する断層イメージの生成において、観測可能な生体組織の深さが深くなる場合、早期癌の正確な診断のような医療技術の向上を通じて、人類の健康の向上に寄与できる。
【００２０】
図４は、図１の変調器の一例を示す図面である。
図１及び図４を参照すれば、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、測定信号ＭＳｂ，ＭＳｔの波面を変調して変調入射光ＢＭＯＤ，ＴＭＯＤを生成する。このために、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を備える。特に、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、空間光変調器の一つであるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を備える。
【００２１】
図５は、図１の変調器の他の例を示す図面である。
図１及び図５を参照すれば、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、測定信号ＭＳｂ，ＭＳｔの周波数を変調して、変調入射光ＢＭＯＤ，ＴＭＯＤを生成する。このために、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、周波数光変調器（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を備える。特に、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、周波数光変調器の一つであるＡＯＭ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を備える。
【００２２】
但し、これに限定されるものではない。例えば、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、変調器ＭＤＴは、空間光変調器ＳＬＭ及び周波数光変調器ＦＬＭの双方を利用して、測定信号ＭＳｂ，ＭＳｔを変調する。図６（Ａ）は、測定信号ＭＳｂ，ＭＳｔを先に空間光変調器ＳＬＭによって変調した後、変調した信号を次に周波数光変調器ＦＬＭによって変調して、変調入射光ＢＭＯＤ，ＴＭＯＤを生成する例を示す。図６（Ｂ）は、測定信号ＭＳｂ，ＭＳｔを先に周波数光変調器ＦＬＭによって変調した後、変調した信号を次に空間光変調器ＳＬＭによって変調して、変調入射光ＢＭＯＤ，ＴＭＯＤを生成する例を示す。
【００２３】
前述したように、本発明の実施形態による検出部ＤＴＥＣは、先に基本干渉信号ＣＳｂを検出した後、後述するイメージ部ＩＭＵによって設定されたターゲット変調パラメータＴＭＰに基づいて、ターゲット干渉信号ＣＳｔを検出する。以下では、先に基本干渉信号ＣＳｂを生成する過程を説明する。
【００２４】
図４、図５、図６（Ａ）、及び図６（Ｂ）で、変調器ＭＤＴが一つの基本変調入射光ＢＭＯＤを出力する場合を示したが、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、順次的な変調動作又は並列的な変調動作を通じて、前述したように、二つ以上の基本変調入射光ＢＭＯＤを出力する。変調器についてのさらに具体的な説明は、後述する。
【００２５】
二つ以上の基本変調入射光ＢＭＯＤは、変調器ＭＤＴに係わる基本変調パラメータを異なる値に設定することによって、基本測定信号ＭＳｂを各々異なる波形に変調して生成される。例えば、後述するように、ＤＭＤのアレイの各マイクロミラーの位置（オン／オフ）を異なるように設定して、複数の異なる基本変調入射光ＢＭＯＤを生成する。これについてのさらに詳細な説明は、後述する。
【００２６】
再び、図１及び図２を参照すれば、本発明の実施形態によるプローブＰＲＶは、変調器ＭＤＴから伝送される基本変調入射光ＢＭＯＤを被写体ＯＢＪに照射する。プローブＰＲＶは、本発明の実施形態による断層イメージ生成装置１００の内部又は外部に位置する。プローブＰＲＶから照射された基本変調入射光ＢＭＯＤは、被写体ＯＢＪの内部で反射又は散乱を起こして、前述した基本応答信号ＡＳｂとして干渉計ＩＦＭに伝送される。基本応答信号ＡＳｂは、基本測定信号ＭＳｂの伝送と同様に、自由空間を通じて干渉計ＩＦＭに伝送されるか、又は、光ファイバのような伝達媒体を通じて干渉計ＩＦＭに伝送される。
【００２７】
干渉計ＩＦＭは、基本応答信号ＡＳｂ及び参照信号ＲＳの干渉による基本干渉信号ＣＳｂを生成する。具体的に、参照信号ＲＳは、干渉計ＩＦＭの内部の信号経路Ｐ１を通じて伝送され、基準ミラー１２２で反射されてビーム分配器１２１に伝送される。ビーム分配器１２１に伝送された参照信号ＲＳの一部は、ビーム分配器１２１で反射され、一部は、ビーム分配器１２１を透過する。ビーム分配器１２１を透過した参照信号ＲＳは、ビーム分配器１２１で反射された基本応答信号ＡＳｂと干渉（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を起こして基本干渉信号ＣＳｂを生成する。
【００２８】
再び、図１を参照すれば、基本干渉信号ＣＳｂは、イメージ部ＩＭＵに伝送される。但し、これに限定されるものではない。一実施形態によれば、基本干渉信号ＣＳｂに対する所定の処理、例えば、基本干渉信号の各単位（例えば、ピクセル）に対する光強度を、アナログ電気信号化処理した後、又は、該アナログ電気信号をさらにデジタル値化処理した後、イメージ部ＩＭＵに伝送される。
【００２９】
イメージ部ＩＭＵは、二つ以上の基本干渉信号ＣＳｂを分析して、ターゲット変調パラメータＴＭＰを出力する。イメージ部ＩＭＵは、イメージ処理器ＩＰＲＯ及びターゲット変調パラメータ設定器ＴＳＥＴを備える。イメージ処理器ＩＰＲＯは、二つ以上の基本干渉信号ＣＳｂを処理して、被写体ＯＢＪの、対応する二つ以上の断面イメージ信号ＩＳＧを生成する。
【００３０】
図７は、図１のイメージ処理部の一例を示す図面である。
【００３１】
図１及び図７を参照すれば、本発明の実施形態によるイメージ処理器ＩＰＲＯは、復調部ＤＥＭＵ及びイメージ生成部ＩＧＥＵを備える。復調部ＤＥＭＵは、二つ以上の基本干渉信号ＣＳｂを復調して、二つ以上の復調信号ＸＤＭＤを生成する。イメージ生成部ＩＧＥＵは、各復調信号ＸＤＭＤを信号処理して、二つ以上の断層イメージ信号ＩＳＧを生成する。イメージ生成部ＩＧＥＵは、復調信号ＸＤＭＤを波長領域から深さ領域に変換することによって、信号処理する。このために、イメージ生成部ＩＧＥＵは、各復調信号ＸＤＭＤを背景差演算（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ  Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ）し、ｋ−線形化（ｋ−Ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎ）した後、高速フーリエ変換（ＦＦＴ、Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行う。但し、これに限定されず、イメージ生成部ＩＧＥＵは、その他の多様なアルゴリズムを利用して、復調信号ＸＤＭＤを波長領域から深さ領域に変換することによって、信号処理する。
【００３２】
イメージ処理部ＩＧＥＵは、二つ以上の断層イメージ信号ＩＳＧを順次に又は同時に生成する。又は、イメージ処理部ＩＭＧＰＵは、二つ以上の断層イメージ信号ＩＳＧを順次に又は同時に出力する。イメージ処理部ＩＧＥＵが順次に生成された二つ以上の断層イメージ信号ＩＳＧを同時に出力するか、又は同時に生成された二つ以上の断層イメージ信号ＩＳＧを順次に出力する場合、図７には示されていないが、イメージ処理部ＩＭＧＰＵは、バッファをさらに備える。
【００３３】
再び、図１を参照すれば、前記過程で生成された二つ以上の断層イメージ信号ＩＳＧは、ターゲット変調パラメータ設定器ＴＳＥＴに伝送する。ターゲット変調パラメータ設定器ＴＳＥＴは、順次に又は同時に入力される二つ以上の断層イメージ信号ＩＳＧを分析して、ターゲット変調パラメータＴＭＰを出力する。例えば、ターゲット変調パラメータ設定器ＴＳＥＴは、二つ以上の断層イメージ信号ＩＳＧを受信して、被写体ＯＢＪの各任意のピクセルに対して、最適なイメージを生成した断層イメージ信号ＩＳＧに対応する基本変調パラメータを組み合わせて、ターゲット変調パラメータＴＭＰを設定する。
【００３４】
例えば、図８に例示する被写体ＯＢＪの断層イメージにおいて、第１ロウＲＤ１の第１ピクセル及び第２ピクセルを最適に生成した断層イメージ信号が各々、二つ以上の断層イメージ信号ＩＳＧのうち、第２断層イメージ信号及び第ｎ断層イメージ信号である場合、ターゲット変調パラメータ設定器ＴＳＥＴは、第１ロウＲＤ１の第１ピクセル及び第２ピクセルに係わるターゲット変調パラメータＴＭＰに、第２断層イメージ信号及び第ｎ断層イメージ信号に対応する基本変調パラメータ（第２基本変調入射光及び第ｎ基本変調入射光を生成する場合に変調器に設定されたパラメータ）を含める。第１ロウＲＤ１の他のピクセル及び他のロウのピクセルについても、同じ方法で各ピクセルに対応する最適の基本変調パラメータをターゲット変調パラメータＴＭＰに含める。
【００３５】
前述したように、ターゲット変調入射光ＴＭＯＤ及びターゲット干渉信号ＣＳｔは各々、基本変調入射光ＢＭＯＤ及び基本干渉信号ＣＳｂと同じ過程で生成される。但し、前述したように、変調器ＭＤＴは、基本変調入射光ＢＭＯＤの場合と異なり、予め定めた上述の基本変調パラメータに基づくのではなく、前記過程で設定されたターゲット変調パラメータＴＭＰに基づいて、ターゲット変調入射光ＴＭＯＤを生成する。以下では、ターゲット変調入射光ＴＭＯＤ及びターゲット干渉信号ＣＳｔ、そして被写体ＯＢＪの断層イメージに係わるターゲットイメージＴＩＭＧを生成する方法について詳細に説明する。
【００３６】
変調器ＭＤＴは、ターゲット測定信号ＭＳｔを前記過程で設定されたターゲット変調パラメータＴＭＰに基づいて変調してターゲット変調入射光ＴＭＯＤを生成し、ターゲット変調入射光ＴＭＯＤは、プローブＰＲＶを通じて被写体ＯＢＪに照射される。被写体ＯＢＪに照射されたターゲット変調入射光ＴＭＯＤは、分散又は散乱されて、ターゲット応答信号ＡＳｔとして干渉計ＩＦＭに伝送される。干渉計ＩＦＭは、前述した基本干渉信号ＣＳｂの生成方法と同じ方法でターゲット干渉信号ＣＳｔを生成して、イメージ部ＩＭＵに伝送する。
【００３７】
本発明の実施形態による変調器の具体的な動作を、図９の例でもって説明する。図９は、図１の光変調器の動作例を示す図面である。
図１、図９（Ａ）、及び図９（Ｂ）を参照すれば、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、ＤＭＤである。ＤＭＤは、図９（Ａ）に示したように、多数のマイクロミラーを含むアレイを備える。各マイクロミラーは、基本変調パラメータの設定値によって位置が調節されて、入射される光を透過又は遮断する。その結果、ＤＭＤに入射される光（測定信号ＭＳ）の回折程度が変わって、変調動作が行われる。ここでは、任意のマイクロミラーが光を透過する場合、当該マイクロミラーがオン（Ｏｎ）となったとし、光を遮断する場合、オフ（Ｏｆｆ）となったと定義する。
【００３８】
例えば、図９（Ａ）で、第１設定値ＳＥＴ１に変調器ＭＤＴの基本変調パラメータが設定される場合、第ａピクセルのマイクロミラーＰＩＸａがオンとなり、他のピクセルは、オフとなる。又は、図９（Ａ）で、第２設定値ＳＥＴ２に変調器ＭＤＴの基本変調パラメータが設定される場合、第ｂピクセルのマイクロミラーＰＩＸｂがオンとなり、他のピクセルは、オフとなる。同様に、図９（Ａ）で、第ｎ設定値ＳＥＴｎに変調器ＭＤＴの基本変調パラメータが設定される場合、第ｎピクセルのマイクロミラーＰＩＸｎがオンとなり、他のピクセルは、オフとなる。
このように、特定のピクセルのマイクロミラーのみがオンする基本変調パラメータの設定値に従う変調器は、平面波形態の入射ビームを該ピクセルを波源とする局所化された球面波形態の変調入射光に変調して出力する。従って、この変調入射光が測定被写体ＯＢＪによって反射又は散乱されて形成された応答信号は、上述したように、局所的に平面波形態を有し、該ピクセルに対するブラー（ぼやけ）現象が防止できる。
【００３９】
変調器ＭＤＴは、前述したように、各設定値によって、各々異なる基本変調入射光ＢＭＯＤを生成する。例えば、図９（Ａ）で、変調器ＭＤＴの基本変調パラメータが第１設定値ＳＥＴ１に設定された場合、第１基本変調入射光が生成され、第２設定値ＳＥＴ２に設定された場合、第２基本変調入射光が生成される。同様に、図９（Ａ）で、変調器ＭＤＴが第ｎ設定値ＳＥＴｎに設定された場合、第ｎ基本変調入射光が生成される。
各基本変調入射光による断層イメージ信号の例が、図９（Ｂ）のＩＳＧ１，ＩＳＧ２，…，ＩＳＧｎとして示される。次に、変調器ＭＤＴは、被写体ＯＢＪに対する最適な透過の深さに照射されるターゲット変調入射光ＴＭＯＤを生成するように、基本変調パラメータの各設定値を組み合わせて、ターゲット変調パラメータＴＭＰを設定する。該、最適のターゲット変調入射光ＴＭＯＤによる断層イメージ信号の例が、図９（Ｂ）のＴＩＭＧとして示される。図９（Ｂ）によれば、ターゲット変調入射光による断層イメージ信号ＴＩＭＧにおいて、散乱による影響が最小化されるということが分かる。ターゲット変調パラメータＴＭＰの設定方法は、前述した通りである。
【００４０】
イメージ部ＩＭＵのイメージ処理器ＩＰＲＯは、前記動作を通じて生成されたターゲット干渉信号ＣＳｔをイメージ処理して、被写体ＯＢＪの断面に対するターゲットイメージＴＩＭＧを生成する。イメージ処理器ＩＰＲＯがターゲットイメージＴＩＭＧを生成する方法は、前述した断層イメージ信号ＩＳＧを生成する方法と同様である。
【００４１】
前述した本発明の実施形態による断層イメージ装置及びその断層イメージ生成方法によれば、最適な変調条件を獲得して、測定可能な被写体の深さを増加させる。以下では、最適な変調条件を獲得して、測定可能な被写体の深さを増加させる本発明の実施形態による断層イメージ装置及びその断層イメージ生成方法について、図９と異なる方法で変調器を動作させた例を説明する。
【００４２】
図１０及び図１１は、各々図１の変調器の他の動作例を示す図面である。
図１及び図１０を参照すれば、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴでは、基本変調パラメータの設定値が、ＤＭＤアレイの異なる個数のマイクロミラーの集合に対して与えられている。例えば、図１０に示したように、基本変調パラメータの一つの設定値である第１設定値ＳＥＴ１は、ＤＭＤアレイの各マイクロミラーに対して設定される。各々、基本変調パラメータの異なる一つである第２設定値ＳＥＴ２、乃至第ｎ設定値ＳＥＴｎは、ＤＭＤアレイの複数のマイクロミラーの集合に対して設定される。例えば、第２設定値ＳＥＴ２は、図１０に示したように、４個のマイクロミラーのオン及びオフ状態に係わる値であり、第ｎ設定値ＳＥＴｎは、第２設定値ＳＥＴ２の任意の倍数に当たる個数のマイクロミラーのオン及びオフ状態に係わる値である。
【００４３】
本動作例においても、ターゲット変調パラメータ設定器ＴＳＥＴは、各設定値を組み合わせてターゲット変調パラメータＴＭＰとし、被写体ＯＢＪに係わる最適な断層イメージ（ターゲットイメージＴＩＭＧ）を生成できる、即ち、被写体に対して照射される光の透過の深さを最も増加させる、条件を分析して、前述したようにターゲット変調パラメータＴＭＰを設定する。
【００４４】
図１及び図１１を参照すれば、本発明の実施形態による変調器ＭＤＴは、設定値をＤＭＤアレイのマイクロミラー（ピクセル）に対するマルチレベルグルーピング（Ｍｕｌｔｉ  Ｌｅｖｅｌ  Ｇｒｏｕｐｉｎｇ）して、測定信号ＭＳに対する異なる基本変調入射光ＢＭＯＤを生成する。各グループは、解像度が異なる。例えば、左側上の低い解像度レベルから右側下の高い解像度レベルまで、順次にＤＭＤのオン／オフパターンを二つ以上設定して、各グループに対して対応する二つ以上の基本変調入射光ＢＭＯＤを生成する。そして、該、二つ以上の基本変調入射光ＢＭＯＤに対応する断層イメージ信号ＩＳＧが、最も良いＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｅ）を与えるパターンを選んで該グループに対する基本変調パラメータの設定値とし、各設定値を組み合わせて、ターゲット変調パラメータＴＭＰとする。これにより、ターゲット変調パラメータＴＭＰに設定された変調器ＭＤＴによってターゲット変調入射光ＴＭＯＤを変調し、それに対応するターゲット干渉信号ＣＳｔからターゲットイメージＴＩＭＧが生成される。
【００４５】
図１２は、本発明の他の実施形態による断層イメージ生成装置を示す図面である。
図１２を参照すれば、図１の断層イメージ生成装置１００が、二つ以上の基本変調入射光ＢＭＯＤについて、一つのターゲット変調入射光ＴＭＯＤを生成したのと異なり、図１２の断層イメージ生成装置１００は、二つ以上のターゲット変調パラメータＴＭＰに対応する二つ以上のターゲット変調入射光ＴＭＯＤを生成する。例えば、図１２の変調器ＭＤＴは、図８の被写体ＯＢＪの第１ロウＲＤ１の第１ピクセルに係わるターゲット変調パラメータＴＭＰを、第１基本変調入射光の生成条件（即ち、基本変調パラメータの第１設定値）、乃至第ｎ基本変調入射光の生成条件（基本変調パラメータの第ｎ設定値）の各々に対して、別途に設定する。例えば、第１基本変調入射光の生成条件を含む第１ターゲット変調パラメータ、乃至第ｎ基本変調入射光の生成条件を含む第ｎターゲット変調パラメータを設定する。
【００４６】
この場合、二つ以上のターゲット変調パラメータＴＭＰによって、二つ以上のターゲット変調入射光ＴＭＯＤ、及び二つ以上のターゲット干渉信号ＣＳｔが生成され、これにより、二つ以上のターゲットイメージＴＩＭＧ＃が生成される。図１２の断層イメージ生成装置１００のイメージ処理器ＩＰＲＯのイメージ生成部（図示せず）は、二つ以上のターゲットイメージＴＩＭＧ＃を合成して、最終的に、ターゲットイメージＴＩＭＧを生成する。例えば、図１２のイメージ処理器ＩＰＲＯのイメージ生成部は、二つ以上のターゲットイメージＴＩＭＧ＃の強度及び位相を平均化して、最終的な被写体に係わるターゲットイメージＴＩＭＧを生成する。
【００４７】
再び、図１を参照すれば、被写体ＯＢＪの断層イメージとして生成されたターゲットイメージＴＩＭＧは、保存装置（図示せず）に保存されるか、又はディスプレイ装置（図示せず）によってディスプレイされる。保存装置及びディスプレイ装置は、本発明の実施形態による断面イメージ生成装置１００の内部又は外部に位置する。
【００４８】
以上、本発明について、その望ましい実施形態を中心に説明した。当業者は、本発明が本発明の本質的な特性から離脱しない範囲で様々に変形された形態で具現されることを理解できるであろう。例えば、前述した断層イメージ生成方法は、コンピュータで読取可能な記録媒体にプログラムされる。従って、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されねばならない。本発明の範囲は、上述した発明の詳細な説明だけではなく、特許請求の範囲に表わされており、それと同等な範囲内にあるすべての差異点は、本発明に含まれていると解釈されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、医療診断関連の技術分野に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１００        断層イメージ生成装置
１２１        ビーム分配器
１２２        基準ミラー
ＡＳ          応答信号
ＡＳｂ        基本応答信号
ＡＳｔ        ターゲット応答信号
ＢＭＯＤ      基本変調入射光
ＣＳ          干渉信号
ＣＳｂ        基本干渉信号
ＣＳｔ        ターゲット干渉信号
ＤＥＭＵ      復調部
ＤＥＴＣ      検出部
ＦＬＭ        周波数光変調器
ＩＦＭ        干渉計
ＩＧＥＵ      イメージ生成部
ＩＭＵ        イメージ部
ＩＰＲＯ      イメージ処理器
ＩＳＧ        断層イメージ信号
ＭＤＴ        変調器
ＭＳ          測定信号
ＭＳｂ        基本測定信号
ＭＳｔ        ターゲット測定信号
ＯＢＪ        被写体
ＰＲＶ        プローブ
ＳＥＴ１、ＳＥＴ２、…、ＳＥＴｎ        第１、第２、…、第ｎ設定値
ＳＬＭ        空間光変調器
ＴＭＯＤ      ターゲット変調入射光
ＴＭＰ        ターゲット変調パラメータ
ＴＩＭＧ      ターゲットイメージ
ＴＳＥＴ      ターゲット変調パラメータ設定器
ＸＤＭＤ      復調信号
【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５】
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【図６】
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【図７】
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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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