(57)【要約】  システム、処理、およびソフトウェア装置が、試料の少なくとも一部分の少なくとも１つの位置を決定するために提供される。特に、試料の一部分に関連する情報が得られる。そのような一部分は、試料から受ける第１電磁放射と、基準から受ける第２電磁放射を含む干渉信号に関連付けてもよい。また、試料の一部分の深度情報および／または側方情報が得られる。少なくとも１つの重み関数を深度情報および／または側方情報に適用して、結果情報を生成することができる。更に、試料の一部分の表面位置、側方位置および／または深度位置を、結果情報に基づいて突き止めることができる。
2008509403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の少なくとも一部分の少なくとも１つの位置を決定するシステムであって、
前記試料から受ける第１電磁放射と基準から受ける第２電磁放射を含む干渉信号に関連している前記試料の少なくとも一部分に関連している情報を得ることができる処理装置を備え、前記処理装置は更に、
Ｉ.  前記試料の前記少なくとも一部分の深度情報または側方情報の少なくとも１つを取得し、
II.  少なくとも１つの重み関数を、前記深度情報または前記側方情報の前記少なくとも１つに適用して、結果情報を生成し、
III .  前記結果情報に基づいて、前記試料の前記少なくとも一部分の表面位置、側方位置、または深度位置の少なくとも１つである特別情報を突き止めるシステム。
【請求項２】
前記深度情報または前記側方情報の少なくとも１つは、前記試料の前記少なくとも一部分内の流れ情報を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記深度情報または前記側方情報の少なくとも１つは、前記試料の前記少なくとも一部分に関連する複屈折情報および偏光情報の少なくとも１つを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記深度情報または前記側方情報の少なくとも１つは、前記試料の前記少なくとも一部分の分光情報を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記特別情報を突き止めた後、前記処理装置は更に、
IV.  前記表面情報、前記側方情報、および前記深度情報の少なくとも更に１つを、前記特別情報の関数として推定または予測の少なくともどちらかを行うように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記処理装置は更に、
Ｖ.  前記手順（Ｉ）−（III ）の少なくとも１つを実行して、前記特別情報に関連するデータセットを取得し、
VI.  前記データセットに基づいて前記手順（IV）を実行するように構成されている請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記深度情報または前記側方情報の少なくとも１つは、前記試料の前記少なくとも一部分の強度情報を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
更に前記試料および前記基準の少なくとも１つに関連する遅延装置を更に備え、その中の可変透過光学経路を促進する請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記試料および前記基準の少なくとも１のある特別経路の少なくとも一部は、非相互的である請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記基準は、それに沿って前記基準から放射が送信される経路とは異なる経路を介して前記放射を受ける請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記基準は、透過型基準である請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記処理装置は更に、前記表面位置および前記深度位置の少なくとも１つに基づいて、前記基準の長さを修正できる請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記長さを修正後、前記処理装置は更に、前記基準の新しい位置に基づいて前記手順（Ｉ）−（III ）の少なくとも１つを実行するように構成されている請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記処理装置は、制御可能パラメータを使用して、前記基準の前記長さを修正できる請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記制御可能パラメータは、前記基準の前記長さの修正レベルを動的に制御するために使用される応答パラメータである請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも一部分は、前記試料の特徴を含み、前記処理装置は、前記特徴の前記側方位置を決定できる請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記側方情報は、前記試料の前記少なくとも一部分内に流れ情報を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記側方情報は、前記試料の前記少なくとも一部分に関連する複屈折情報および偏光情報の少なくとも１つを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記側方情報は、前記試料の前記少なくとも一部分の分光情報を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記側方情報は、前記試料の前記少なくとも一部分の強度情報を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記処理装置は更に、前記側方位置に基づいて、前記試料の側方走査範囲を修正できる請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記側方走査範囲を修正後、前記処理装置は更に、新しい側方走査範囲に基づいて前記手順（Ｉ）−（III ）の少なくとも１つを実行するように構成されている請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記処理装置は、制御可能パラメータを使用して、前記側方走査範囲を修正できる請求項１５に記載のシステム。
【請求項２４】
前記制御可能パラメータは、前記側方走査範囲の修正レベルを動的に制御するために使用される応答パラメータである請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
試料の少なくとも一部分の少なくとも１つの位置を決定する方法であって、
前記試料から受ける第１電磁放射と、基準から受ける第２電磁放射を含む干渉信号に関連している前記試料の少なくとも一部分に関連する情報を得るステップと、
前記試料の前記少なくとも一部分の深度情報または側方情報の少なくとも１つを得るステップと、
少なくとも１つの重み関数を、前記深度情報または前記側方情報の前記少なくとも１つに適用して、結果情報を生成するステップと、
前記結果情報に基づいて、前記試料の前記少なくとも一部分の表面位置、側方位置、または深度位置の少なくとも１つである特別情報を突き止めるステップと、を含む方法。
【請求項２６】
試料の少なくとも一部分の少なくとも１つの位置を決定するように適合されたソフトウェア装置であって、
処理装置により実行されると、前記試料から受ける第１電磁放射と、基準から受ける第２電磁放射を含む干渉信号に関連している前記試料の少なくとも一部分に関連する情報を得る命令の第１セットと、
処理装置により実行されると、前記試料の前記少なくとも一部分の深度情報または側方情報の少なくとも１つを得る命令の第２セットと、
処理装置により実行されると、少なくとも１つの重み関数を、前記深度情報または前記側方情報の前記少なくとも１つに適用して、結果情報を生成する命令の第３セットと、
処理装置により実行されると、前記結果情報に基づいて、前記試料の前記少なくとも一部分の表面位置、側方位置、または深度位置の少なくとも１つである特別情報を突き止める命令の第４セットと、を備えるソフトウェア装置。
【請求項２７】
前記深度情報または前記側方情報の少なくとも１つは、前記試料の前記少なくとも一部分内に流れ情報を含む請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項２８】
前記深度情報または前記側方情報の少なくとも１つは、前記試料の前記少なくとも一部分に関連する複屈折情報および偏光情報の少なくとも１つを含む請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項２９】
前記深度情報または前記側方情報の少なくとも１つは、前記試料の前記少なくとも一部分の分光情報を含む請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項３０】
前記深度情報は、前記試料の前記少なくとも一部分の強度情報を含む請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項３１】
前記処理装置により実行されると、前記特別情報が突き止められた後、前記表面位置と、前記側方位置と、前記深度位置の少なくとも更に１つを前記特別情報の関数として、推定または予測の少なくともいずれかを行う命令の第５セットを更に備える請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項３２】
命令の第２から第４請セットの少なくとも１つが実行されて前記特別情報に関連するデータセットを得て、前記第４セットは、前記データセットに基づいて実行される求項３１に記載のソフトウェア装置。
【請求項３３】
前記深度情報または前記側方情報の少なくとも１つは、前記試料の前記少なくとも一部分の強度情報を含む請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項３４】
前記試料と前記基準の少なくとも１つに関連する遅延装置を更に備え、その中の可変透過光学経路を容易にする請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項３５】
前記試料および前記基準の少なくとも１のある特別経路の少なくとも一部は、非相互的である請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項３６】
前記基準は、それに沿って前記基準から放射が送信される経路とは異なる経路を介して前記放射を受ける請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項３７】
前記基準は、透過型基準である請求項３５に記載のソフトウェア装置。
【請求項３８】
前記処理装置により実行されると、前記表面位置および前記深度位置の前記少なくとも１つに基づいて、前記基準の長さを修正する命令の第７セットを更に備える請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項３９】
前記長さを修正後、第２から第４セットの少なくとも１つが、前記基準の新しい位置に基づき実行される請求項３８に記載のソフトウェア装置。
【請求項４０】
前記処理装置により実行されると、制御可能パラメータを使用して、前記基準の前記長さを修正する命令の第８セットを更に備える請求項３８に記載のソフトウェア装置。
【請求項４１】
前記制御可能パラメータは、前記基準の前記長さの修正レベルを動的に制御するために使用される応答パラメータである請求項４０に記載のソフトウェア装置。
【請求項４２】
前記少なくとも一部分は、前記試料の特徴を含み、前記処理装置は、前記特徴の前記側方位置を決定できる請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項４３】
前記側方情報は、前記試料の前記少なくとも一部分内に流れ情報を含む請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項４４】
前記側方情報は、前記試料の前記少なくとも一部分に関連する複屈折情報および偏光情報の少なくとも１つを含む請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項４５】
前記側方情報は、前記試料の前記少なくとも一部分の分光情報を含む請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項４６】
前記側方情報は、前記試料の前記少なくとも一部分の強度情報を含む請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項４７】
処理装置により実行されると、前記側方位置に基づいて、前記試料の側方走査範囲を修正する命令の第９セットを更に備える請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項４８】
前記側方走査範囲を修正後、前記第２から第４セットが、新しい側方走査範囲に基づいて実行される請求項４７に記載のソフトウェア装置。
【請求項４９】
処理装置により実行されると、制御可能パラメータを使用して、前記側方走査範囲を修正する命令の第１０セットを更に備える請求項２６に記載のソフトウェア装置。
【請求項５０】
前記制御可能パラメータは、前記側方走査範囲の修正レベルを動的に制御するために使用される応答パラメータである請求項４９に記載のソフトウェア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願へのクロス・レファレンス
本出願は２００４年８月６日に出願された、米国特許出願第６０／５９９，８０９号からの優先権を主張するものであり、その全体の開示はここに参照により組み込まれたものとする。本出願はまた、米国特許公開公報第２０００／０１９８４５７号にも関連し、その全体の開示はここに参照により組み込まれたものとする。
発明の分野
本発明は一般的には、光学コヒーレンス断層撮影法（「ＯＣＴ」）を使用する撮像に関し、特に、ＯＣＴ技術を使用して試料中の少なくとも１つの位置を決定できる方法（処理）、システム、およびソフトウェア装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
光学コヒーレンス断層撮影法（「ＯＣＴ」）は、光の基準ビームと、試料から反射された検出ビームの間の干渉を測定可能な撮像技術である。従来の時間領域ＯＣＴの詳細なシステムの記述は、Ｈｕａｎｇその他による、「光学コヒーレンス断層撮影法（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２５４（５０３５），１１７８−８１（１９９１）に開示されている。光学コヒーレンス断層撮影法（「ＯＣＴ」）のスペクトル領域変形例は、スペクトル領域光学コヒーレンス断層撮影法（「ＳＤ−ＯＣＴ」）と呼ばれるが、超高解像度の眼病用撮像用に適している技術である。この技術は、Ｃｅｎｓｅ，Ｂ．その他による、「スペクトル領域光学コヒーレンス断層撮影法を使用する超高解像度高速網膜撮像法（Ｕｌｔｒａｈｉｇｈ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ｒｅｔｉｎａｌ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  ｓｐｅｃｔｒａｌ−ｄｏｍａｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，２００４および国際特許公開（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ）ＷＯ  ０３／０６２８０２号に記載されている。更に、２００２年１０月１６日に出願された米国特許出願第１０／２７２，１７１号の、Ｗｏｊｔｋｏｗｓｋｉその他による、「フーリエ領域光学コヒーレンス断層撮影法による試験管内の人間の網膜撮像（Ｉｎ  Ｖｉｖｏ  Ｈｕｍａｎ  Ｒｅｔｉｎａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ｂｙ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ，２００２，７（３），ｐｐ．４５７−４６３，Ｎａｓｓｉｆその他による「超高速スペクトル領域光学コヒーレンス断層撮影法による生体内における人間の網膜撮像（Ｉｎ  Ｖｉｖｏ  Ｈｕｍａｎ  Ｒｅｔｉｎａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ｂｙ  Ｕｔｒａｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００４，２９（５），ｐｐ．４８０−４８２もまたこの主題事項に関連している。また、光学周波数領域干渉計使用法（ＯＦＤＩ）設定（Ｙｕｎ，Ｓ．Ｈ．その他による「高速光学周波数領域撮像（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｉｍａｇｉｎｇ）」，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，２００３，１１（２２），ｐｐ．
２９５３−２９６３に記載されているように）や、国際公開ＷＯ  ０３／０６２８０２号、および２００４年１０月２７日に出願された米国特許出願第６０／５１４，７６９号は更に、本発明の主題事項に関連している。
【０００３】
ＳＤ−ＯＣＴおよびＯＦＤＩにおける撮像範囲（例えば画像の深度）は、一般的には、分光計のパラメータにより固定される。従来の時間領域ＯＣＴシステムにおける撮像範囲は、基準アーム長における掃引の大きさにより決定できる。そのようなシステムにおいては、全体的な基準アーム長は一般的には、試料の撮像範囲の場所を決定する。基準アーム長を増加することにより、または基準アーム掃引をより深い長さに移動することにより、撮像領域はより深くなり、一方、基準アーム長を減少することにより撮像領域を、試料のより浅い領域へ移動することができる。
【０００４】
これらの技術は、生物学的試料の撮像に首尾よく適用されている。しかし、そのような生物学的試料は、撮像に問題を引き起こす不規則な表面および構造を含むことがよくある。例えば、網膜の曲面的なトポロジーは、網膜表面がある特別な走査においてはある１つの深さに現れ、横方向に異なった位置での走査に対しては異なる深さで現れるということを一般的には示している。また、試料の運動は、この問題を更に悪化させる。上述した撮像技術およびそのような技術を採用したシステムの利点の１つは、それらが試料に接触することなくまた非侵襲性であるということである。しかし、これは、撮像装置に対しての試料の運動を削除または十分に削減することができないということが多々あるということを意味する。網膜撮像の例を参照して、その網膜が撮像対象となっている被験者側におけるわずかな運動でも、目それ自体において特有な形状的な変動に加えて、目全体の場所における望ましくない変動という結果になり得る。運動および形状的変動を安定およびそれを解明する技術は、上述の運動の問題に対処することにより、これらの撮像技術の適用を大きく促進させるということに留意されたい。
【０００５】
これらの変動に対処する１つの考えられるアプローチは、撮像範囲を拡張して、運動または形状によるこれらの変動を含むようにすることである。再び、網膜の試料を例として使用して、網膜表面の場所における範囲が１０ｍｍの場合、１２ｍｍの全体撮像深度を提供するシステムを使用することができる。そのようなシステムでは、画像ごとの表面の移動に対する考慮は、網膜が、常に適切な範囲にあると思われるので、重要ではない。しかし、このアプローチを使用することは、信号対雑音比と画像の感度を低減するという結果をもたらしてしまう。
【０００６】
従って、最適な撮像場所と範囲を決定する目的のために、試料中の特徴の位置を追尾する方法は望ましいと思われる。従来の技術は、試料の表面の場所を、構造的（強度）画像から決定され（例えば、クロス相関技術または音声信号を使用して）、範囲となる位置に適合するように提供されるものとして使用していた（米国特許第６，１９１，８６２号と第６，５５２，７９６号参照）。しかし、そのような従来技術による検出は問題がなかったわけではなかった。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来の技術とは対照的に、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の典型的実施形態は、リアルタイムの動的フィードバックを使用して試料中の特徴の軸方向の位置を検出することができ、走査場所と範囲をそれに従って調整できる。例えば、光学コヒーレンス断層撮影法走査の深度プロフィールにおける表面のおおよその位置を決定することができる。表面のおおよその位置の決定は、例えば、基準アーム中の範囲測定装置へのフィードバック信号を生成するために使用できる。また、動的に調整可能なパラメータを使用して、フィードバックループの応答性を決定することができる。
【０００８】
例えば、本発明の典型的実施形態は、従来に実施されたシステムとは対照的に、試料中の特徴の異なるタイプの位置決めをする技術を提供する。これらには、それに制限されるわけではないが、流れ、複屈折、または分光データ、およびそれらの組み合わせの特徴と共に、追尾技術において従来使用されていた構造的（または強度）特徴、が含まれる。例えば流れは、Ｚ．Ｃｈｅｎその他による、「光学ドップラー断層撮影法を使用する生体内における血液流速度の非侵襲性撮像（Ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｏｆ  ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｂｌｏｏｄ  ｆｌｏｗ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｕｓｉｎｇ  ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２２，１１１９−２１（１９９７）およびＹ．Ｚｈａｏその他による、「高速走査速度および高速度感度を有する人間の皮膚における血液流撮像のための位相解像光学コヒーレンス断層撮影法および光学ドップラー断層撮影法（Ｐｈａｓｅ−Ｒｅｓｏｌｖｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｆｏｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ｂｌｏｏｄ  ｆｌｏｗ  ｉｎ  ｈｕｍａｎ  ｓｋｉｎ  ｗｉｔｈ  ｆａｓｔ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｓｐｅｅｄ  ａｎｄ  ｈｉｇｈ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）」，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２５，１１４−６（２０００）に記載されている。複屈折は、Ｊ．Ｆ．ｄｅ  Ｂｏｅｒその他による、「偏光感知光学コヒーレンス断層撮影法による生物学的組織における二次元複屈折撮像（Ｔｗｏ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｉｎ  ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｔｉｓｓｕｅ  ｂｙ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」，ＯＰＴ．Ｌｅｔｔ．２２，９３４−６（１９９７）や、Ｊ．Ｆ．ｄｅ  Ｂｏｅｒその他による、「偏光感知光学コヒーレンス断層撮影法の使用による混濁媒体から後方散乱された光の深度解像ストークスパラメータの決定（Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｄｅｐｔｈ−ｒｅｓｏｌｖｅｄ  Ｓｔｏｋｅｓ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｏｆ  ｌｉｇｈｔ  ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｅｄ  ｆｒｏｍ  ｔｕｒｂｉｄ  ｍｅｄｉａ  ｂｙ  ｕｓｅ  ｏｆ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２４，３００−２（１９９９）や、Ｃ．Ｅ．Ｓａｘｅｒその他による、「生体内における人間の皮膚の高速ファイバーベース偏光感知光学コヒーレンス断層撮影法（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  ｆｉｂｅｒ−ｂａｓｅｄ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｏｆ  ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｈｕｍａｎ  ｓｋｉｎ）」，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２５，１３５５−７（２０００）、およびＢ．Ｈ．Ｐａｒｋその他による、「リアルタイムマルチ機能光学コヒーレンス断層撮影法（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ｍｕｌｔｉ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ  １１，７８２（２００３）に記載��れている。更に分光データは、Ｕ．Ｍｏｒｇｅｒその他による、「分光光学コヒーレンス断層撮影法（Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２５（２），１１１−３（２０００）およびＢ．Ｈｅｒｍａｎｎその他による、「分光時間領域光学コヒーレンス断層撮影法による弱散乱媒体からの吸収プロフィール抽出精度（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  ｏｆ  ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｒｏｆｉｌｅｓ  ｆｒｏｍ  ｗｅａｋｌｙ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｅｄｉａ  ｗｉｔｈ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｔｉｍｅ−ｄｏｍａｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」，Ｏｐｔ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  １２（８），１６７７−８８（２００４）に記載されている。また、これらの特徴の展開がどのようであるかに影響を与える反応性パラメータを、取得中に、例えば（撮像位置、窓、範囲）などのシステム取得パラメータを変更するのに使用できる。
【０００９】
本発明の１つの典型的実施形態によれば、システム、処理、およびソフトウェア装置は、試料の少なくとも一部分の少なくとも１つの場所を決定するために提供される。特に、試料の一部分に関連する情報が得られる。そのような部分は、試料から受ける第１電磁放射と、基準から受ける第２電磁放射を含む干渉信号に関連付けてもよい。また、試料の一部分の深度情報および／または側方情報が得られる。少なくとも１つの重み関数を、深度情報および／または側方情報に適用して、結果情報を生成することができる。更に、試料の一部分の表面位置、側方位置および／または深度位置は、結果情報に基づいて突き止めることができる。
【００１０】
本発明の別の典型的実施形態において、深度情報は（ｉ）試料の少なくとも一部分内の流れ情報、（ｉｉ）試料の少なくとも一部分に関連する複屈折情報および偏光情報、（ｉｉｉ）試料の少なくとも一部分の分光情報、および／または（ｉｖ）試料の一部分の強度情報を含むことができる。また、基準の長さは、表面位置および／または深度位置に基づいて修正できる。長さを修正後は、深度情報および／または側方情報は、基準の新しい位置に基づいて得ることができる。また、基準の長さは、制御可能パラメータを使用して修正できる。制御可能パラメータは、基準の長さの修正レベルと動的に制御するために使用される応答性パラメータであってよい。
【００１１】
本発明の更なる典型的実施形態によれば、特別情報を突き止めた後、表面位置、側方位置および／または深度位置の少なくとも更に１つが、特別情報の関数として推定および／または予測される。更に、手順は何回も実施して特別情報に関連するデータセットを得ることができ、推定および／または予測はデータセットに基づくことができる（使用することができる）。
【００１２】
本発明の別の典型的実施形態において、試料および／または基準に関連し、その中の可変透過光学経路を促進する遅延装置を提供することができる。更に、試料および／または基準の特別経路の少なくとも１つのセクションは非相互的であってよい。基準は、基準から送られる放射に沿った経路とは異なる経路を介して放射を受けることができる。
【００１３】
本発明の更に別の典型的実施形態によれば、その一部分は試料の特徴を含むことができ、特徴の側方位置を決定することもできる。側方情報は、（ｉ）試料の少なくとも一部分内の流れ情報、（ｉｉ）試料の少なくとも一部分に関連する複屈折情報および偏光情報、（ｉｉｉ）試料の少なくとも一部分の分光情報、および／または（ｉｖ）試料の一部分の強度情報を含むことができる。試料の側方走査範囲は、側方位置に基づいて修正できる。側方走査範囲の修正後、深度情報および／または側方情報は、新しい側方走査範囲に基づいて得ることができる。側方走査範囲は、制御可能パラメータ（例えば、側方走査範囲の修正レベルを動的に制御するために使用される応答性パラメータ）を使用して修正できる。
【００１４】
本発明のこれらのおよび他の目的、特徴、および利点は、付随する請求項と共に、本発明の下記の詳細な記述を読むことにより明確になろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の更なる目的、特徴、および利点は、本発明の例としての実施形態を示す付随する図と共に、下記の詳細な記述により明確になろう。
【００１６】
図１は、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行するために使用される、スペクトル領域光学コヒーレンス断層撮影法（「ＳＤ−ＯＣＴ」装置の例としての構成の典型的実施形態を示している。本装置の操作の詳細な記述は、国際特許公開（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ）第ＷＯ０３／０６２８０２号に記載されている。特に、図１に示すように、ハイパワー・スーパールミネセント・ダイオード・ソース（「ＨＰ−ＳＬＤ」）１０は、第１偏光コントローラ（「ＰＣ」）２０’および光学アイソレータ３０を介して送られ、電磁エネルギーが信号スプリッタ４０に到達するための一方向の伝播を促進する電磁放射または光信号を生成する。信号スプリッタは、スプリット信号の一部分を基準アーム（第２ＰＣ２０’’、基準、所定の光学機器、および中性フィルタ（「ＮＦＤ」）５０を含む）に転送し、スプリット信号の他の部分を試料アーム（第３ＰＣ２０’’’、所定の光学機器、および目のような試料６０を含む）に転送する。その後、電磁信号は、試料６０から反射され、基準アームからの光と組み合わせられて干渉信号を形成する。この干渉信号は、第４ＰＣ２０’’’’に転送され、コリメータ（「Ｃｏｌ」）７０、透過格子（「ＴＧ」）８０、エアースペース焦点レンズ（「ＡＳＬ」）９０、および線走査カメラ（「ＬＳＣ」）１００に転送されて、検出装置（例えば、線走査カメラに設けられる）により検出され、その後、例えばコンピュータ（図示せず）のような処理装置により分析される。そのような処理装置は、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の種々の典型的実施形態を実行できる。
【００１７】
図２は、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、本発明による光学撮像周波数領域干渉計使用法（「ＯＦＤＩ」）装置の１つの典型的実施形態を示している。ＯＦＤＩ装置の種々の実施形態の詳細な記述は、米国特許出願第６０／５１４，７６９号に提供されている。例えば、光源は波長掃引源１１０であってよい。同期信号を生成するために、レーザー出力の一部分（例えば、２０％）が得られ、狭帯域固定波長フィルタにより高速ＩｎＧａＡｓ光検出器を使用して検出される。検出器は、レーザーの出力スペクトルが、フィルタの狭通過帯域を掃引するときにパルスを生成する。検出器のパルスは、例えば同期ＴＴＬパルス生成器のような、結果信号をＴＴＬパルス列に変換するデジタル回路１２０に供給される。ＴＴＬパルスは、信号のサンプリングのために、ゲート操作用パルスを生成するために使用される。残りの光の９０％は試料アームに向けられ、１０％は基準アミラー１３０に向けられる。この典型的装置は、検流計ミラー（例えばスキャナー）１４０および撮像レンズに基づいて光学プローブを利用できる。検流計搭載ミラー１４０は、グラバドライバ１４５により制御されて試料６０上を横方向にプローブ光を走査する。試料６０上に照明される合計の光学パワーは、約３.５ｍＷであってよい。基準ミラー１３０と試料６０で反射された光は、磁気光学サーキュレータ１５０’、１５０’’を通して受光され、５０／５０カプラー１６０により組み合わせられる。ファイバ光学偏光コントローラを基準アームに使用して、基準および試料アームの偏光状態を揃えることができる。
【００１８】
一般的に、受信した光信号の相対強度ノイズ（「ＲＩＮ」）は、線幅の逆数に比例し、相対的に高いＲＩＮは、デュアル平衡検出（例えば、デュアル平衡レシーバ１７０を使用して）により削減できる。レシーバ１７０における２つのＩｎＧａＡｓ検出器Ｄ１およびＤ２の差分電流は、合計で５６ｄＢのゲインを有するトランスインピーダンス増幅器（「ＴＩＡ」）を使用して増幅され、サンプリング率の約半分において３ｄＢカットオフ周波数のローパスフィルタ（「ＬＰＦ」）を通される。レシーバ１７０の共通ノイズ除去効率は、典型的には２０ｄＢを超える。ＲＩＮ削減に加えて、平衡検出は、他の重要な利点を与える。つまり、試料および光学構成要素内の複数の反射に起因する自己干渉ノイズの抑制と、ダイナミックレンジにおける改善と、基準光からの強い背景信号を大幅に削減することによる固定パターンノイズの削減である。その後、検出装置１８０はそのような信号を受信し、それらを、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行する処理装置１９０（例えば、コンピュータ）に転送して分散を削減して、原画像と分散の削減に基づく結果画像の表示を支援する。
【００１９】
これらの典型的装置、例えば、図１を参照して上述したＳＤ−ＯＣＴ装置と、図２を参照して上述したＯＦＤＩ装置の両者は、リアルタイムな動的フィードバックを使用して、試料内の特徴の軸方向位置を検出し、従って、走査位置および範囲を調整することができる。例えば、ＯＣＴ走査の深度プロフィールにおける表面のおおよその位置を決めることができる。表面のおおよその位置の決定は、例えばこれらシステムの基準アーム内の範囲測定装置へのフィードバック信号を生成するために使用できる。また、動的調整可能パラメータを、フィードバックループの応答性を決定するために、これらの典型的システムで使用することができる。
【００２０】
図３は、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、透過遅延線およびスプリッタに結合された広帯域源を含む別の典型的ＳＤ−ＯＣＴシステム２００の高いレベルの図である。特に、図３の典型的システムは、ファイバスプリッタ２２０に結合された、特別なスプリット比（例えば、５０／５０、８０／２０、９０／１０、または９９／１）を有する、広帯域源２１０（例えば、ハイパワースーバールミネセントダイオード）を例示している。スプリット信号の一部分は、スプリッタ２２０から試料２３０へ送信され、スプリット信号の他の部分は、スプリッタ２２０から基準アームに送信される。典型的基準アームは、固定ミラー２４０と可変長透過遅延装置２５０を含むことができる。この典型的実施形態における基準アームのそのような構成は、基準光学経路の合計長が一般的にミラーそれ自身を移動することにより制御される遅延線から区別することができる。試料アーム２３０と基準アーム（２４０、２５０）の両者から戻る光信号は、スプリッタ２２０を介してのそれらの戻り経路上において干渉し、上述のように分光計２６０により検出される。
【００２１】
図４は、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、透過遅延線およびスプリッタに結合された掃引源を含む別の典型的ＯＦＤＩシステム３００の高いレベルの図である。特に、図４の典型的システムは、掃引源３１０がファイバスプリッタ３２０に結合されていることを示しており、スプリッタ２２０が特別なスプリット比（例えば、５０／５０、８０／２０、９０／１０または９９／１）を有することに類似している。図３に示したシステムの記述に類似して、スプリット信号の一部分は、スプリッタ３２０から試料２３０へ送信され、スプリット信号の他の部分は、スプリッタ３２０から基準アームへ送信される。再び、典型的基準アームは、固定ミラー３４０と可変長透過遅延装置３５０を含むことができる。試料アーム３３０と基準アーム（３４０、３５０）の両者から戻る光信号は、スプリッタ３２０を介するそれらの戻り経路上において干渉する。しかし、図４に示されるシステムとは対照的に、図４のシステムは干渉信号の検出に使用されるフォトダイオード３６０を含む。
【００２２】
図５は、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、更に別の典型的ＳＤ−ＯＣＴシステム２００’の高いレベルの図である。この典型的実施形態において、透過基準アームは、ミラーを含まない。しかし、図５に示されるようなスプリッタ２２０は、透過遅延装置２５０と同様に、別のスプリッタ２５５に結合されている。また、光は試料２３０および基準アームにより反射され、第２スプリッタ２５５は、信号を分割し、反射信号の分割された部分を分離した分光計２６０’と２６０’’それぞれに転送する。
【００２３】
図６は、図５において例示されたように、類似の変化を有する更に別の典型的ＯＦＤＩシステム３００’の高いレベルの図である。実際には、透過基準アームはミラーと、第１スプリッタ３２０および透過遅延装置３５０からの反射信号を受信する他のスプリッタ３５５を含まない。また、２つの分離したダイオード２６０’、２６０’’が設けられ、第２スプリッタ３５５からのスプリット信号を検出する。
【００２４】
図７と図８は、図５と図６と類似の、更に別の典型的システム２００’’、３００’’、つまりＳＤ−ＯＣＴとＯＦＤＩそれぞれの高いレベルの図である。図７と図８に示された典型的実施形態と、図５と図６に例示されたものとの主な相違点は、ソース２１０、３１０と第１スプリッタ２２０、３２０それぞれの間に結合された、図７と図８のシステムにおけるサーキュレータ２１５、３１５の存在である。これは、適用に依存して、第１スプリッタ２２０、３２０において使用される分割比の選択に影響を与える。例えば、そのようなシステムを使用して生物学的組織を撮像するときに、試料の反射率が典型的に非常に低い場合は、図７と図８に示されたシステム構成（９０／１０または９９／１の比を有するスプリッタ２２０、２３０を有する）の使用が、試料２３０、３３０から戻る光をより多く検出するために好ましい。そのような分割比を、図５と図６に示されたシステムの構成に使用することは、試料２３０、３３０から戻る光のより大幅に少ない割合を検出するという結果になると予想される。また、図７と図８のシステムは、１つの検出装置（つまり、分光計２６０およびダイオード３６０）を有する。
【００２５】
図９は、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、本発明によるリアルタイム偏光感知データ取得および処理ソフトウェア４００の典型的実施形態の流れ図を示している。例えば、典型的ソフトウェアは、ひとまとまりのデータ４０５を取得することから主要スレッドを開始し、データは取得されると同時に処理４１０される。この手順は、偶数および奇数Aライン処理スレッド４６０、４３０それぞれを起動して、強度画像を更新すると共に、検出された干渉パターンをストークスパラメータと位相情報にそれぞれ変換することを含んでよい。データの初期処理が完了すると、複屈折および流れスレッド４５０、４４０それぞれは、個々の分析と画像更新を行うことができる。保存スレッド４２０は、画像がいったん完全に取得されると、未処理データをディスクに書き込むことができる。
【００２６】
図１０は、本発明によるシステム、処理、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、偏光感知ＯＣＴ（「ＰＳ−ＯＣＴ」）システム５００（およびソースにより生成された信号に使用される波形）の１つの典型的実施形態のシステム図である。例えば、１，３１０ｎｍの中心波長と、７０ｎｍのＦＷＨＭ帯域幅と、９ｍＷの合計出力パワーを有する低コヒーレンスソース５０２（例えば、ＡＦＣ  ＢＢＳ１３１０）は線形に偏光され、本システムにおいて、同じ大きさの波成分は、電気光学偏光変調器５０５の光軸に平行および直交するように揃えられるように使用される。光は、標準単一モードファイバを介して偏光に依存しない光学サーキュレータ５１０に結合され、ファイバ光学スプリッタ５１５により、９０／１０の比で試料および基準アームに分割される。
【００２７】
例えば、２．５ｍＷのソース光が、例えば３０ｍｍ径の焦点の合った地点において試料の表面に入射する。格子ベースの急速走査光学遅延線５２０（「ＲSＯＤ」）を、走査ミラー上のソーススペクトルオフセットと共に使用して、約８００ｋＨｚの搬送周波数を生成するように、グループおよび位相両者の遅延走査を提供することができる。２段階電圧機能を使用して、偏光変調器５０５を、ＲＳＯＤ５２０の１ｋＨｚの三角走査波形と同期するようにし、内部および外部へ向かうＡライン走査の間の試料上へ入射する偏光状態が、ポアンカレ（Ｐｏｉｎｃａｒｅ）球表現において直交となるよう駆動することができる。偏光立方体を基準アームに挿入して、ＲＳＯＤ５２０内の光が、試料における偏光状態に関係なく、略同様な線形状態で提供されることを保証することができる。検出および基準アームにおける静的偏光コントローラは、両者の入力偏光状態に対する水平および垂直検出チャネルの両者上において、基準アーム光の等価分布に対して揃えてもよい。各検出器からの電子信号は、１２−ｂｉｔ  ５−Ｍｓａｍｐｌｅ ｓ  ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ  ｂｏａｒｄ（例えば、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＮＩ６１１０）により、増幅、フィルタ処理、およびデジタル化することができる。
【００２８】
本発明による下記に記述される典型的技術（例えば、適合範囲測定技術）は、本発明の範囲内である他のシステムと同様に、図１から図９を参照して上述した典型的システムを使用して実施することができ、また、この技術において通常の技量を有する者には既知であり理解されているシステムによっても実施できる。例えば、処理装置（例えば、図２と図９のコンピュータ１９０、５５０それぞれ）を使用して、干渉計の検出アームからデータを取得すると共に、システムの種々の構成要素への波形出力を制御することができる。この技術は、Ｂ.Ｈ.Ｐａｒｋその他による、「リアルタイム多機能光学コヒーレンス断層撮影法（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」,Ｏｐｔ.  Ｅｘｐ.１１（７），７８２（２００３）に記載されている。基準アームにおいて、上述し、Ｇ.Ｊ.Ｔｅａｒｎｅｙその他による、「格子ベース位相制御遅延線による高速位相およびグループ遅延走査（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｐｈａｓｅ−ａｎｄ  Ｇｒｏｕｐ−Ｄｅｌａｙ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｇｒａｔｉｎｇ−Ｂａｓｅｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｄｅｌａｙ  Ｌｉｎｅ）」，Ｏｐｔ.Ｌｅｔｔ.２２（２３），１８１１（１９９７）で検討された急速走査光学遅延線（ＲＳＯＤ）は、例えば、２つの関数（ｉ）深度範囲と走査レートに関連する振幅と周波数を有する三角波と、（ｉｉ）深度範囲をシフトするオフセット電圧の合計により制御することができる。単一画像は、それぞれが、小さな数Dと、N点の長さの連続深度走査からそれぞれ構成されるデータのまとまりに分割できる。
【００２９】
位置関数、例えば、加重第１モーメントは下記により計算できる。
【００３０】
【数１】
2008509403.tif 000003
【００３１】
ここにおいて、ｄとｎはそれぞれ深度走査と、深度走査における点であり、従って、Ｗd,nは、画像内のある特別な位置の重さを表現している。例えば、この重さは、ソフトウェア初期化時のユーザーの好みにより、線形または対数スケールのいずれかにおける反射光強度に等しいとしてもよい。ほとんどの場合、強度画像それ自身が、同様に対数スケールに示されるので、強度の対数を使用することがより直感的な結果をもたらす。
【００３２】
取得中に、この技術と共に使用できる本発明による典型的グラフィックユーザーインタフェース７００は、図１２に示すように、適合範囲測定に関連する２つの制御を有する。例えば、ＲＳＯＤオフセット電圧Ｖoffsetは、初期にゼロに設定できる。起動／固定チェックマーク制御が起動されると、ソフトウェアは最新の第１モーメントを分離変数ＰLとして格納できる。スライドバー制御は応答性パラメータＲを決定する。各後続のデータのまとまりに対して、オフセット電圧ΔＶoffsetにおける変化は、応答性Ｒと、現在のデータのまとまりに対する計算された第１モーメントPと、固定値ＰLとの差との積により決定され、下記のようにして求められる。
【００３３】
ΔＶoffset＝−Ｒ・（Ｐ−ＰL）       （２）
この値は、第１オフセット電圧に加えることができ、更新された値は、データのまとまりの取得の間に、ＲＳＯＤに送信される。式（２）は、バネを律するフックの法則に類似しており、ここで、Ｒはバネ定数に等しいとすることができる。Ｒが取得中に動的に制御できるという事実により、患者の動きを最適に抑えるための適切なパラメータの決定が可能となる。範囲測定手順は、チェックマーク制御が停止されるまで各データのまとまりに対して継続され、ソフトウェアはそれが再度起動されたときにその新しい場所で再固定する。
【００３４】
上述の記載は、本発明による技術の１つの典型的実施形態の単なる典型的実践であることに留意されたい。この技術において通常の技量を有する者は、ここで記載された概念に従って、容易に変形およびカスタマイズできる。例えば、適用によっては、画像内で走査範囲を常時（例えば、定期的に）更新することができる。または、あるいはそれに追加して、画像間の、または画像セット間の位置を更新するだけでも利点がある。これらの典型的変形は、データのまとまりのサイズを、単一深度プロフィールから、画像のある特別な部分へ、そして数枚の画像へのいずれかにあるように変更することにより達成される。
【００３５】
上述のように、重み関数は、走査対象の生体組織のタイプに依存して、線形または対数のどちらかのスケールの反射強度に基づかせることができる。例えば指数関数のような、強度に基づく他の広い範囲の関数もまた使用でき、強度の冪乗（分数の冪乗も含む）またはより高次多項式を使用して、追尾を使用する弱く反射する特徴を強調することができる。実際、重み関数を、全くことなるものに基づかせることは、ある状況においては利点がある。偏光感知OCT（「PS−OCT」）および光学ドップラー断層撮影法（「ＯＤＴ」）のようなOCTの種々の拡張は、位相遅延および流れそれぞれの画像を提供することによりコントラストを強調することができる。
【００３６】
強度、流れ、偏光特性のすべてを測定でき、試料の分光までも可能な多機能技術もまた示された。上述の重み関数をそのような特徴のいずれにも基づかせることもまた可能である。例えば、血管の位置を追尾することが特に重要な場合は、重み関数を流れに基づかせることが可能である。重み関数のタイプにおける柔軟性により、我々の自由裁量により種々のデータを組み合わせることが可能となる。流れを含むある関数と、位相遅延を含む他のある関数との組み合わせである重みは、筋肉結合織に囲まれた血管の追尾を可能にする。異なる数学的関数を使用できるという事実により、更にある情報の強調または強調の取りやめが可能になる。例えば、分光データと流れの組合わせを、後者を強調した状態で使用して、ある特徴を含む血液を区別しそこに固定し、流れ成分によりそれらに優先的に焦点を当てることができる。
【００３７】
位置関数Pもまた、解析される組織のタイプに構成することができる。例えば、ある点の深度ｎをどの程度の冪乗まで高めるかを変更することにより、追尾を表面的またはより深い構造の位置に焦点を置くことができる。例えば、
【００３８】
【数２】
2008509403.tif 000004
【００３９】
ｘを増大すると、関心対象のより深い構造をより強調することができ、ｘを減少すると、より表面的な層を強調できる。または、高次モーメントの線形の組み合わせを利用することができ、例えば、流れに基づく重みと組み合わせられた位置の二次モーメントを使用して変化する流れのプロフィールの位置を追尾することができる。別の潜在的に有効な適用は、特徴が位相ラッピングを有する位置の追尾にある。このいくつかの例は、位相シフトにより決定される流れ、または累積位相遅延により決定される複屈折である。これらの両者の場合、コントラスト源の単なる存在は、間違った方向に導く可能性があり、それらの空間分布を観測することのみにより、我々は生体組織のより正確な記述を突き止めることができる。位置と重み関数の組み合わせは、それらの本質的な特性（強度、位相遅延、流れなど）においても、それらの空間的な特性においても、両者において、種々の特徴の位置を追尾するように適合できるということは容易に理解されよう。
【００４０】
更に、フィードバックループの性質はまた、特別な適用としても構成することもできる。フィードバックループを視覚化する１つの方法は、１つのポテンシャルウェルであり得る。上述した方程式（２）は、バネの運動を律するフックの法則に等しいとすることができ、それは二次ポテンシャルウェルとして作用する。応答性パラメータを変えることは一般的に、ウェルの幅を変えることになり、運動に付随する現象の過小または過剰減少に対して迅速な補正を可能にする。ポテンシャルウェル自身の性質を変更することも可能であり、例えば、正方形ウェルを作成することや、現在の位置と固定位置との差に基づく別の関数を使用することが可能である。実際、位置の差ばかりでなく、位置の導関数のより高次の多項式を使用して、問題の生体組織の速度または加速度に応答するようにフィードバックループを設計することも可能である。更に、そのような関数を使用してオフセット電圧の変化を修正する代わりに、関数は、加速度のようなオフセット電圧の他の統計値を修正することができる。また、本発明による典型的技術が、生体組織への音響、光熱、または他の外部刺激に応答する生体組織の変位を固定するような場合に、ある固定方式を使用することができる。図１３は、追尾なしの技術を使用して取得した網膜の一部分のある典型的画像８００を示している。本発明の利点は、図１３の画像８００に表示されている網膜の画像に対応する、図１４に例示されている画像９００をよく調べてみることにより確認することができる。しかし、図１４の画像９００は、本発明の１つの典型的実施形態による運動追尾を使用して取得された。
【００４１】
動的応答性パラメータの効果を視覚化する別の方法は、ユーザーはそのようなパラメータを使用して、システムがどのように撮像されている特徴の位置におけるいかなる変化に反応または予期するかを制御できるということである。そのような典型的特徴の有効性の例は下記の通りである。特徴は一定の速度で移動していると仮定する。単に位置をある時間において取得する自動範囲測定手順は、対象物の真の位置より少なくともわずかに後ろにあると予想される。これは、手順が特別な位置に到達した時間によるものであり、そのため対象物は既に新しい位置へ移動していると思われる。本発明による典型的反応性パラメータを使用して、システムは現在の位置と追尾された位置の差を補正して修正することができ、これにより対象の特徴がどこに出現するかを予想できる。これは動的に制御可能パラメータであるという事実のため、ユーザーはそれを使用して、撮像対象に適合する応答を迅速に調整することができる。
【００４２】
上述した本発明による典型的追尾技術は、軸の自由度に制限されない。フィードバックループを横方向の運動コントローラ、例えば、ｘ−ｙガルボセットに提供することにより、典型的追尾技術はまた、その構造、偏光特性、または、例えばドップラーシフトを介しての速度を介して区別され得る血管または他の構造上の横方向の固定を提供できる。類似のフィードバックループは、関心対象領域の境界を追尾することにより画像の範囲を制御することに適用できる。
【００４３】
図１１は、動的応答性パラメータを使用する追尾技術を実行する、本発明による方法の典型的実施形態のフローチャートである。この典型的技術は、図１から図８に示し、ここに記述した典型的システムを使用して実行できる。特に、ＲＳＯＤオフセット電圧は、初期にステップ６１０において０に設定し、連続データ取得ループはステップ６２０で開始する。位置関数Ｐは、新しく取得された各データのまとまりに対して評価できる。例えば、データのまとまりはステップ６３０のループから得られる。例えば、ステップ６３０で提供されるデータのまとまりの取得は、図９に示すように、ブロック４１０−４６０から得られる。
【００４４】
そして、位置関数Ｐは、ステップ６４０で評価することができる。追尾がアクティブでない場合は、プログラムはステップ６６０で固定位置ＰLの値を更新する。その他の場合は、手順はステップ６７０に進み、反応性／反応パラメータＲがインタフェースから得られる。起動されたときの追尾手順の目標の１つは、最新に取得されたデータのまとまりの位置を可能な限りこの固定値に近いように維持することである。これは、ステップ６８０の応答性の所与の値に対して最も適切なＲＳＯＤオフセット電圧における変化を決定することによりなされ、オフセット電圧Ｖoffsetはステップ６９０において更新される。最終的に新しい電圧は、ステップ６９５において送信され、処理はステップ６３０に戻る。このようにして、この典型的技術は、位置関数の最新評価を容易にする。
【００４５】
上記は単に本発明の原理を例示したに過ぎない。記述した実施形態に対する種々の修正と変更は、ここでの教示を考慮すれば、この技術に精通した者には明白であろう。例えば、ここで記載された本発明は、米国特許出願第６０／５１４，７６９号に記載されている典型的方法、システムおよび装置と共に使用可能である。従って、この技術に精通した者が、ここでは明確に示されず、また記載されていないが、本発明の原理を具現化する種々のシステム、装置、および方法を創作できるということは理解され、従ってそれらも本発明の精神および範囲に含まれるということは理解されよう。また、上記に参照したすべての刊行物、特許、および特許出願は、その全体を参照によりここに組み込まれたとする。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、本発明によるスペクトル領域光学コヒーレンス断層撮影法（「ＳＤ−ＯＣＴ」装置の典型的実施形態のブロック図である。
【図２】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、本発明による光学周波数領域干渉計使用法（「ＯＦＤＩ」）装置の典型的実施形態のブロック図である。
【図３】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、透過遅延線およびスプリッタに結合された広帯域源を含む別の典型的ＳＤ−ＯＣＴシステムの高いレベルの図である。
【図４】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、透過遅延線およびスプリッタに結合された掃引源を含む別の典型的ＯＦＤＩシステムの高いレベルの図である。
【図５】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、１つまたは２つのスプリッタに結合された、透過基準アームにおけるミラーを含まない更に別の典型的ＳＤ−ＯＣＴシステムの高いレベルの図である。
【図６】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、１つまたは２つのスプリッタに結合された、透過基準アームにおけるミラーを含まない更に別の典型的ＯＦＤＩシステムの高いレベルの図である。
【図７】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、サーキュレータがソースと第１スプリッタの間に提供された以外は、図５と類似の更に別の典型的ＳＤ−ＯＣＴシステムの高いレベルの図である。
【図８】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、サーキュレータがソースと第１スプリッタの間に提供された以外は、図６と類似の更に別の典型的ＯFＤＩシステムの高いレベルの図である。
【図９】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、本発明によるリアルタイム偏光感知データ取得および処理ソフトウェアの典型的実施形態の流れ図である。
【図１０】本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置の典型的実施形態を実行可能な、偏光感知ＯＣＴ（「ＰＳ−ＯＣＴ」）システム（およびソースにより生成された信号に使用される波形）の１つの典型的実施形態のシステム図である。
【図１１】動的応答性パラメータを使用する追尾技術を実行する、本発明による方法の１つの典型的実施形態のフローチャートである。
【図１２】適合的範囲測定起動／固定チェックマーク制御および応答性スライドバー制御を含む、本発明によるシステム、方法（処理）、およびソフトウェア装置と共に作動するソフトウェアインタフェースの典型的図である。
【図１３】追尾なしの技術を使用して取得された網膜の一部分の典型的画像である。
【図１４】本発明の１つの典型的実施形態による運動追尾を使用して取得された網膜の一部分の典型的画像である。
【図１】
2008509403.tif 000005
【図２】
2008509403.tif 000006
【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】
2008509403.tif 000012
【図９】
2008509403.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2008509403.tif 000019
2008509403.tif 000020