説明

光サブサンプリングを通じて、光コヒーレンストモグラヒィーのイメージング深度範囲を伸ばすためのシステム、装置及び方法

少なくとも一つのサンプルに関連したデータを作成することができるシステム及び方法の例示的な実施態様が提供される。例えば、少なくとも一つの第一の構成を用いて、少なくとも一つの第一の放射をサンプルに転送して、第一の放射に基づいてサンプルから提供される少なくとも一つの第二の放射を生じることが可能である。加えて、少なくとも一つの第二の構成を用いて、サンプルからの第二の放射を受けとり、第二の放射に基づいてサンプルの少なくとも一つの部分に関する複数の区別できる測定を作成し、そして、区別できる測定と関連した複数の連続する分解可能な深度ポイント渡ってその部分を特徴づけることが可能である。更に、少なくとも一つの部分の特徴付けは、区別できる測定の数より大きい深度ポイントの数にて分解できかつ明確に特徴づけることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の開示は、光イメージングシステム、装置及び方法の例示的な実施態様、より具体的には、例えば、光サブサンプリングの使用を通じて、少量の取得データを用いて大きな深度範囲に渡ってサンプルの散乱プロファイルを測定することに関連する方法、システム及び装置に関する。
【0002】
本出願は、2008年12月10日出願の米国特許出願第61/121,312号に基づきその優先権を主張するものであり、その出願の全ての開示はここで引用することにより本明細書の一部である。
【背景技術】
【0003】
光コヒーレンストモグラヒィー(OCT)は、数ミクロンから数十ミクロンのスケールの解像度にて生物サンプルの断面イメージを提供する。慣用のOCTは、タイムドメインOTC("TD-OTC")を呼ばれるが、深度範囲を達成するために、低コヒーレンス干渉法技術を用いることができる。一方、フーリエドメインOTC("FD-OTC")技術は、深度範囲を達成するために、スペクトルレーダー技術を用いることができる。FD-OCT技術は、改善されたシグナル対ノイズ性能及び機械走査型干渉計参照アームの排除を通じて、より高いイメージング速度を容易にすることを証明してきた。
【0004】
FD-OCTシステムは一般に、光源をサンプルビーム及び参照ビームへと分割することによって動作する。サンプルビームは、イメージ化されるサンプルに向けられ、そしてサンプルからの反射光が参照ビームからの(即ち、参照アームから戻る)光と再結合されて参照シグナルを生じ、それは、例えば、サンプルの構造、組成及び状態についての情報を提供できる。サンプルパス中の光及び/又は参照パス中の光は、例えば、位相変調器又は周波数シフターによって変更されることができ、干渉特性を変更し、そしてシグナルの情報量を増加又はシグナルを検出し易くできる。FD-OCTシステムは、波長の関数としての干渉シグナルを抽出できる。
【0005】
FD-OCTシステムの一つの例示的な実施態様では、波長の関数としての干渉シグナルが、時間の関数として掃引又は段階化する出力波長を持つ光源を用いて取得できる。その結果、時間の関数としての干渉シグナルの検出は、波長の関数としての干渉シグナルを生じる。この例示的な実施態様は、光周波数ドメインイメージング("OFDI")技術とも言われる。
【0006】
FD-OCTシステムの他の例示的な実施態様では、波長の関数としての干渉シグナルは、広帯域光源、及び結合したサンプル及び参照光を波長に従って空間的に分離するスペクトル分散ユニット又はスペクトロメータを用いて得ることができ、それによって、1次元又は2次元カメラが、波長の関数としてシグナルを抽出できる。この例示的な実施態様は、スペクトルドメインOCT技術と言われる。これらの両方の例示的な実施態様において、波数k(k=1/波長)の関数として検出された干渉シグナルは、混濁又は半混濁サンプル、或いは透明サンプル中の散乱の深度プロファイルに関連する情報を提供するために用いることができる。このような情報は、例えば、サンプルの構造、組成、状態、流量及び複屈折に関する情報を含むことができる。
【0007】
所与の深度における散乱体は、干渉したシグナルの振幅又は偏光中の変調を誘導することができる。波数−空間中のこのような変調の周波数は、スキャッターの位置又は参照アーム中の光の遅延に対するスキャッターからの反射光の遅延に関係しうる。参照アーム光に対して正味時間の遅延がない反射シグナルを生じる深度に配置された散乱体は、波数を変調しないしもしれない干渉シグナルを誘導し得る。散乱体の位置が、このゼロ遅延ポイントから動くのに伴い、周波数の大きさは増加しうる。例えば、大きな遅延ウィンドウ内で反射を検出及び位置決定するために、大きな遅延ウィンドウにわたってイメージ化するために、干渉シグナルはしばしば、波数−空間において十分な高分解能でもって抽出され、大きな遅延ウィンドウと関連した変調周波数範囲の明白な検出を容易にできる。
【0008】
波数における高分解能でのサンプリングを提供するために、次第に高速のアナログ対デジタルコンバーター("ADC")がOFDIシステムで用いられ、そして次第に高画素数カメラがSD-OCTシステムで用いられている。OFDI及びSD-OCTシステムの両者において、広範囲にわたるイメージングから得られた増加したデータ量は、しばしば、次第に、高帯域幅のデータ転送バス及びデータストレージユニットの使用をもたらしうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】国際公開第WO 2005/047813号公報
【特許文献2】米国特許出願公開第2006/0093276号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第2005/0018201号明細書
【特許文献4】米国特許出願公開第2005/0035295号明細書
【特許文献5】米国特許出願公開第2006/0279742号明細書
【特許文献6】国際公開第WO 2007/118129号公報
【特許文献7】米国特許出願公開第2007/0035743号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
従って、上記の慣用の構成及び方法に関連する欠点の少なくともいくつかを克服することが必要であろう。
【0011】
このような欠点に注目及び/又は欠点を解決するために、取得データ量を減少しながら大きな深度範囲に渡ってシグナルを得るために、例えばフーリエ度マインOCTにおいて光サブサンプリングを用いた、本発明の開示に従ったシステム及び方法の例示的な実施態様が提供されうる。
【0012】
例えば、本発明の開示の例示的な実施態様は、FD-OCTシステムの大きな遅延ウィンドウに渡って干渉シグナルを記録するが、OFDIのための減少したADC比、SD-OCT技術のための低画素数カメラ、及びOFDI及びSD-OCT技術のための低帯域幅データバス及びデータストレージユニットを要求する、システム及び方法を提供できる。本発明のこのような例示的な実施態様は、干渉シグナルの光サブサンプリングの使用に基づきうる。サブサンプリングは、高周波数、帯域幅制限シグナルを、直接デジタルダウンコンバートを通じてベースバンドへと変換させるために、電気通信及び無線送信において用いられてきた。本発明のある例示的な実施態様に従って、光サブサンプリングを用いて、大きな遅延ウィンドウ内であるが、全体の遅延ウィンドウの限定サブレンジに主に位置決定されうる遅延分布をもって、スキャッターの位置を特徴づける減少したデータ量を得ることが可能である。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の開示に従った一つの例示的な実施態様では、少なくとも一つのサンプルと関連したデータを作成することができるシステム及び方法の例示的な実施態様が提供できる。例えば、少なくとも一つの第一の構成を用いて、少なくとも一つの第一の放射をサンプルに転送し、第一の放射に基づきうるサンプルから提供される少なくとも一つの第二の放射を生じることが可能である。加えて、少なくとも一つの第二の構成を用いて、サンプルからの第二の放射を受け取り、第二の放射に基づいたサンプルの少なくとも一つの部分に関する複数の区別できる測定を作成し、かつ、その部分の区別できる測定と関連した複数の連続した分解可能な深度ポイントを特徴づけることが可能である。更に、少なくとも一つの部分の特徴付けは、区別できる測定の数より大きい数の深度ポイントにて、分解されかつ明白に特徴づけられうる。
【0014】
本発明の開示の他の例示的な実施態様に従って、区別できる深度ポイントの数は、区別できる測定の数の少なくとも2倍である。更に、第二の構成は、サンプルからの第二の放射及び参照構成からの少なくとも一つの第三の放射を受けることができ、そして、第二及び第三の放射を干渉して少なくとも一つの干渉シグナルを作成することができる、少なくとも一つの干渉構成を含み得る。このような例示的な第二の構成は、干渉シグナルに基づいた区別できる測定を作成するように構成できる。
【0015】
更に他の例示的な実施態様に従って、少なくとも一つの第三の構成が提供され、それは、(a)区別できる測定に基づいて少なくとも一つのサンプルイメージを作成できる一方、イメージは、サンプルのそれぞれの複数の連続するセグメントに関連した複数の断面を含むことができ、及び(b)少なくとも二つの隣接するイメージ断面をお互い連結して、セグメントの少なくとも二つのそれぞれの部分と関連した、少なくとも一つの連続した中断なしのイメージ部分を形成するように構成されている。
【0016】
本発明の開示の更なる例示的な実施態様では、第二の構成は、少なくとも一つの第一の放射の波長の関数としての区別できる測定を作成するように構成されうる。例えば、区別できる測定がなされる波長は、K空間において同じ間隔でありうる。本発明の開示の更に他の例示的な実施態様に従って、第一の構成は、少なくとも一つの第一の放射の波長を時間とともに変更するように構成されうる。
【0017】
本発明の開示の例示的な実施態様のこれらの及び他の目的、特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲との関連で、本発明の開示の例示的な実施態様の以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。
【0018】
本発明の更なる目的、特徴及び利点は、本発明の開示の実例となる実施態様を示している添付の図面との関連において、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】図1は、波長ステップ光源の例示的な実行及びそれに関連したブロック図である。
【図2】図2は、従来の波長ステップ光源の図である。
【図3】図3は、本発明の開示の一つの例示的な実施態様に従った、例示的な光サブサンプリングされたOFDIシステム構成のブロック図である。
【図4】図4は、本発明の開示の一つの例示的な実施態様に従って、大きな周波数範囲に渡ってシグナルを、より小さい取得データ量によって記載されうる、より限定したベースバンド周波数範囲へとダウンコンバートするためのサブサンプリングの例示的な使用を示した図である。
【図5】図5は、本発明の開示の例示的な実施態様に従った、例示的な光サブサンプリングによって作成された例示的なイメージのセットであり、サブサンプリングされたイメージを測定し、次いで、得られたサンプルをアンラップ(unwrap)するために表面検出経路選択にそってサブサンプリングされたイメージのラッピング特性を用いることにより、大きな深度程度に渡ってサンプルをイメージできる。
【図6】図6は、例示的な実施態様に従って、(それと関連したブロック図とともに)SD-OCTにおいて光サブサンプリングを実行するために用いる光コム光源の例示的な特性を説明している図である。
【図7】図7は、カメラ上の特異的な画素に対して光コム光源の離散波数チャンネルの各々のマッピングを容易にすることができる、本発明の開示に従ったスペクトロメータの構成の例示的な実施態様のブロック図であり、それはSD-OCTでの光サブサンプリングを可能とする。
【図8】図8は、例示的な実施態様、及びデータ効率様式で内視鏡用途において取得深度範囲を増加させる、例示的なサブサンプリングされたOFDI技術及び/又は例示的なサブサンプリングされたSD-OCT技術の本発明の開示に従った使用のブロック図、並びにそれと関連したイメージを含む図のセットである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
図面において、同じ参照番号及び符号は、特に断りのない限り、図解された実施態様の、同様の特徴、要素、構成要素又は部分を示すために用いられる。更に、本発明の対象の開示は、ここで、図面を参照して詳細に記載されるが、それは図解された実施態様との関連でなされる。添付の特許請求の範囲に規定される本発明の対象の開示の本来の範囲から外れることなしに、記載された例示的な実施態様に対して、置換又は変更がなされるということが意図されている。
【0021】
本発明の開示の一つの例示的な実施態様では、光周波数ドメインイメージング(OFDI)技術に基づいたイメージングシステムが提供でき、それは、例えば、波長ステップ光源を用いることができる。例えば、一般的に、その光源波長が時間と共に連続して実質的に変化する波長掃引光源を用いる慣用のOCTシステムとは異なり、本発明の開示に従ったイメージングシステムの例示的な実施態様は、波長が段階的様式、例えば、波長が実質的に一定である波長分離期間を不連続にジャンプする様式、で変化する波長を有する波長ステップ光源を用いることができる。
【0022】
図1は、本発明の開示の例示的な実施態様に従った、例示的な波長ステップ光源100の、時間の関数としての、例示的な出力波数の例示的なグラフを示している。この例示的な光源100は、波数が時間変化しうる、光出力110(例えば、レーザー光)を提供できる。波数132対時間131のトレースの例示的なグラフを、図1のグラフ130中に示す。例えば、トレースは、光源波数が素早く切り替わる間の期間135a〜135fによって分離される、レーザーのk中の安定な期間(即ち、133a〜133fの期間)によって特徴づけられることができる。波数空間中のステップの大きさは、Δk134として提供されうる。各々の安定な期間113a〜133fは、光源の特定のチャンネルに対して、波数値k_a〜k_f(137a〜137f)を定めることができる。
【0023】
グラフ130は、例えば6つの例示的なチャンネルを示しており、それらは、光源100の全チャンネ総数のサブセットでありうる。他のチャンネル数も提供されることができると理解されるべきである。光源100の出力は、チャンネルの各々に相当量の出力を提供するように構成されうる。例えば、出力トレースは、波長の関数として平坦でありえ、例えば、光源10中で用いられる増幅媒体のスペクトル感度に従って変化し、及び/又は特定の(例えば、所定の)プロフェイルに従うように作られうる。
【0024】
図2は、慣用の波長ステップ光源の図を示している。この慣用の光源は、直線配列のファイバーブラグ(Bragg)回折格子(FBGs)230、ブースター光増幅器(BOA)210及び出力カップラー240を含むファイバーレーザー空洞220を含みうる。BOA210は、任意波形発生器(AWG)200によって生じる特定の波形に調節されうる。各FGB230は、システムの波長チャンネルを定めることができる。複数チャンネルパルスは、一つの方向でBOA210を通して伝搬され、そしてFBGs230からの反射によって、FBGs230によって規定される特定の波長をもつ各パルスのパルストレインへと変換されうる。このようなパルストレインは、BOA210を通じて反対方向に伝わる際に増幅されることができ、そして反対方向からのFGB230アレイからの反射によって単一のパルスへと再構成されうる。出力カップラー250は、パルストレインの一部分を選択でき、波長ステップ光源を提供できる。
【0025】
図3のブロック図として示される本発明の開示の一つの例示的な実施態様では、例示的な波長ステップ光源300は、少なくとも一つの電磁放射(例えば、光)を提供でき、それは、光スプリッター305によって、参照アーム310及びサンプルアーム320へと分割されうる。参照アーム中の電磁放射(例えば、光)は、複合復調器の第一のポート340aへと向けられることができる。サンプルアーム320中の電磁放射(例えば、光)は、サンプル350に向けられそしてサンプルから回収されることができる。この例示的な手順は、例えば、サンプルアーム320電磁放射を光サーキュレータの第一のポート330aに向けることによって達成でき、光サーキュレータは、このような電磁放射(例えば、光)を優先的に第二のポート330bに向けることができる。第二のポート330bからの電磁放射は、サンプル350に向かう光ファイバー335によって方向付けられる。光ファイバー335は、様々なプローブ、カテーテル、内視鏡及び顕微鏡を含むことができ、それらは、サンプル上のサンプルアーム光の位置及び他の特性を制御するために本技術分野で公知である。サンプル350からの後方散乱電磁放射(例えば、光)は、フェイバー335によって回収され、そしてサーキュレータ330の第二のポート330bに戻ることができ、そして第三のポート330cに優先的に向けられ得る。この電磁放射(例えば、光)は、次いで、複合復調器340の第二のポート340bへと向けられることができる。
【0026】
例示的な複合復調器340は、例えば、光学要素、デジタイザー、及びデジタルプロセッシング要素及び構成を含むことができる。複合復調器340は、参照アーム310及びサンプルアーム320間の干渉と関連しうる各波数チャンネルシグナルを測定するために構成されうる。例えば、複合復調器340は、各波数チャンネルに対応して、複合シグナルS 370を提供するように構成することができ、そのシグナルは、複合反射サンプルフィールドに対して比例する。
【0027】
【数1】

ここで、P(ki)は、波数kiに対応する反射シグナル出力であり、そしてθ(ki)は、波数kiに対応する反射サンプル光及び参照アーム光間の位相差でありうる。複合シグナルS 370は、データプロセッシング及びレコーディング装置360に送られることができる。このようなデータプロセッシング及びレコーディング装置は、一つ又はそれ以上のプロセッサー(例えば、マイクロプロセッサー)及びコンピューターがアクセス可能な媒体(例えば、ハードデバイス、メモリースティック、フレキシブルディスク、RAM、ROM等)を含むことができ、それらは、データ及びソフトウェアを保存でき、このようなソフトウェアが、コンピューターがアクセス可能な媒体から取得されたときに、このような1又はそれ以上のプロセッサーを用いてある種の手順がソフトウェア上で実行される。
【0028】
本発明の開示の一つの例示的な実施態様では、Vakoc、Optics Letters 31(3) pp. 362-364 (2006) 及び米国特許出願公開第2007/0035743号明細書に記載のように、複合復調器340は、偏光ベース(polarization-based)復調器でありうる。本発明の開示の他の例示的な実施態様では、位相変調器は、参照アーム310又はサンプルアーム320のいずれかに配置されうる。例示的な位相変調器は、π/2ラジアン又は0ラジアンの位相シフトを誘導するように構成されることができ、それによって、2つの測定が、各々の波数チャンネルに対して、これらの位相シフトの各々においてなされうる。このことは、例えば、複合シグナルS 370を構築するのに好ましい、時間分割の同相及び直角位相シグナルを提供できる。本発明の開示の更に他の例示的な実施態様では、複合復調器340は、例えば、Choma、Optics Letters 28(22), pp. 2162-2164に記載のように、3x3カプラーの使用に基づくことができる。
【0029】
図4は、本発明の開示の例示的な実施態様に従って、離散波数kiにて干渉をサブサンプリングすることによって起こりうる周波数変換に関連したグラフを示している。図3に示される複合シグナルS 370の例示的な周波数は、サンプルアーム320と参照アーム310間の遅延の関数としてプロットされうる。例えば、図4に示される実線400は、連続掃引波長光源のための例示的な周波数を示しており、一方、破線410は、波数kiにおける光サブサンプリングを用いた測定周波数を示している。ゼロ遅延440に中心がある例示的な波数範囲では、変換が誘導されない。
【0030】
より大規模な遅延に対応する例示的な周波数範囲において、周波数は、ベースバンドシグナルにダウンコンバートされうる。例えば、波長掃引光源を用いたときに+F/5及び+3*F/5間に現れる遅延範囲420の周波数は、光サブサンプリングを用いて、範囲-F/5からF/5へと(例えば、遅延範囲410へと)ダウンサンプリングされうる。更に、遅延範囲450の周波数は、-F/5からF/5の範囲へと(例えば、遅延460中に)再びアップサンプリングされることができる。例えば、-F/5からF/5の制限周波数範囲のみを検出することにより、-2.5ΔTから2.5ΔTによって特徴づけられる全深度に渡るシグナルが、減少したデータ量で取得されうる。
【0031】
本明細書に記載の例示的な実施態様では、図4に示されるデータプロセッシング及びデータストレージ装置360(例えば、それは、上記したコンピューターがアクセス可能な媒体、プロセッサー、それらの集合体等を含むことができる)は、離散フーリエ変換(discrete Fourier transform)を用いた例示的なアプローチ(これは、本技術分野において公知である)に従って、得られた複合シグナル配列Siの各々から深度の散乱プロフェイルを作成することができる。これらの例示的なプロファイルは連結されて、例示的なイメージを作成することができる。図5は、サンプル350から得られる、サブサンプリングされたイメージの深度範囲より大きな範囲まで及ぶ、例示的なサブサンプリングされたイメージの作成のための例示的な手順及びサブイメージを示している。
【0032】
イメージ600に描かれた角度にて配置されているサンプルをみると、例えば、このサンプルの例示的なイメージは、複合復調技術を用いて、及びサブサンプリング技術を用いないで、OFDIシステムで取得できる。例えば、各Aライン内の少なくともいくつかのサンプリングされたデータ点を捨てることにより、サブサンプリングされたイメージは、図5の例示的なイメージ610に示されるようにして作成することができる。イメージ深度範囲は著しく減少させることができ、そしてベースバンドの外側に発生するシグナルは、ダウンコンバートして、この減少した深度範囲内に表すことができる。この例示的なイメージ610をタイル張りすることにより、例えば、タイル張りされたサブサンプリングしたイメージ620を提供するための垂直のイメージのコピーを連結することにより、元の構造を認識することが可能である。表面検出手順を用いることにより、目的物の単一の描写が、重複する描写630から単離でき、サンプルの実際のイメージを再生できる。例示的なイメージングの結果は、例えば、例示的なサブサンプリングされたイメージ610で描かれた深度範囲に対応する減少したデータ量にて、タイル張りされたサンプルを包含するのに十分な範囲に渡って効果的に達成できる。
【0033】
本発明の開示の他の例示的な実施態様では、光サブサンプリングが、図6に示される光コム光源700を利用した例示的なSD-OCTシステム及び方法を用いて達成でき、それは、離散波数720にて配置された一連の細線を含む出力710を有することができる。図7は、本発明の開示に従った構成/システムの例示的な実施態様の図を示しており、それはスペクトロメータを含むことができ、それによって、SD-OCT技術を用いて取得された干渉法のシグナル出力800の各波数チャンネル820a〜820eが、回折格子810から回折されることができ、そしてチャンネル820aから820eの各々は、(1又はそれ以上のプロセッサー及び/又は(本明細書の記載の如く、前記示された技術を実行するために、プロセッサーを構成できるソフトウェアを保存できる)コンピューターがアクセス可能な媒体を含むことができる又はそれらに連結されうる、LCDカメラを含むことができる)1次元又は2次元カメラ825の特異な画素830a〜830eに対してマップされうる。従って、各画素に関する情報が、波数チャンネル820a〜820eからのシグナルを測定するためにいられるように、このようなプロセッサーを用いることが可能である。或いは、又は追加的に、広帯域光源が、周期フィルター、例えば、ファブリ・ペロー(Fabry-Perot)透過フィルターとともに用いられることができ、それは、光源と回折格子810の間におかれてチャンネル化された電磁放射(例えば、光)を生じることができる。
【0034】
有効な深度範囲を増加させるためのサブサンプリングされた光イメージの例示的な使用が図8に示されている。例えば、図8に示される例示的なイメージング構成900は、イメージングシステム902からサンプル910へとイメージング電磁放射(例えば、光)を伝達する内視鏡901を含むことができ、そして後方散乱光がこのようなイメージングシステム902へと戻ることができる。内視鏡901は、単一の双方性導波路、例えば光ファイバーを含むように又は使用するようにでき、或いは択一的に、一対の導波路、例えば、一つは、電磁放射(例えば、光)をイメージングシステム902からサンプル910へと伝搬し、そして他の一つは、散乱した又は反射した電磁放射(例えば、光)をサンプル910からイメージングシステム902へと戻す、を含むように又は使用するようにできる。内視鏡901は、例えば、その遠位端の近くに、ビームスキャナー940を含むことができ、それは、内視鏡901から出る電磁放射(例えば、光)の例示的な角度930をスキャンするように構成できる。ビームスキャナー940は、微小電気機械スキャナー、例えば、Kimら、Opt. Express 15, pp. 18130-18140 (2007) に記載のスキャナーに基づくことができる。
【0035】
内視鏡901に対して角度をもって方向付けられたサンプル910に対しては、一つの角度に対するビームスキャナー940からサンプル表面910への距離は、比較的短く、例えば、d1 920aであり、一方、他の角度は比較的長く、例えば、d2 920bでありえる。慣用のOCT又はOFDI技術を用いて、イメージングシステム902は、全深度範囲(d2 - d1+δ)に渡ってデータを得るように構成でき、そこでは、パラメーターδ922は、サンプル910中のイメージング深度を記載している。
【0036】
OFDI技術により作成されたイメージ950の慣用のOCT行列は、深度921及び角度923の関数として確立できる。例示的なイメージは、d2 - d1+δによって提供される深度範囲を占有することができる。短い時間にこのような大きな領域に渡ってデータを得ることは、高速デジタル化及びデータ伝送能力を利用できる。例えば、取得イメージの大きな領域が、組織表面933a又は組織表面下のδより大きい深度933b上のいずれかで情報量を持たないという取得は非効率的でありうる。サブサンプリングされた光周波数ドメインイメージング又はサブサンプリングされたSD-OCT手順の使用は、同じ又は同様の情報量の取得を、より効率的な状態で、容易にする。
【0037】
例示的な解説図960では、サブサンプリングされたOFDIイメージは、図8中に、深度961及び角度964の関数として示されている。例示的なイメージングシステムは、δ962のイメージングレンジを提供できる。このような例示的なイメージング範囲は、サンプル中へのイメージング貫通侵入深度より大きくなければならないということはなく、もし情報がより浅い領域に渡って望まれる場合は、代わりにより小さくできる。サブサンプリングイメージングのラッピング特性は、全ての角度においてのサンプルの表面深度δからの情報の捕捉を容易にする。更に、イメージング取得バンド幅は、組織表面上の又は組織中のイメージング侵入の下の空きスペースへと向けられなければならないことはない。
【0038】
例えば、スネーク手順(snake procedure)(例えば、Yezziら、IEEE Tran Med Imag 16,2; pp. 199-209 (1997)参照)を含む表面検出手順を用いて、例示的なイメージの表面部分970中に提供される組織表面を定めること、及びイメージをアンラップ(unwrap)して、ぼ一定の深度の表面で組織が示されているイメージ990を作り出すことが可能である。
【0039】
上記は本発明の開示の原理を単に説明するものである。記載された実施態様に対しての、種々の変更及び置換は、本明細書に記載された教示より当業者にとって明らかである。例えば、二以上の記載された例示的な構成、放射及び/又はシステムが、本発明の開示の例示的な実施態様を実行するために実施することができる。確かに、本発明の例示的な実施態様に従った構成、システム及び方法は、任意のOCTシステム、OFDIシステム、SD-OCTシステム又は他のイメージングシステムとともに用いることができ、及び/又はそれらを実行することができ、そして、例えば、2004年9月8日出願の国際特許出願PCT/US2004/029148号(これは、国際公開第WO 2005/047813号として2005年5月26日に公開されている)、2005年11月2日出願の米国特許出願第11/266,779号明細書(これは、米国特許出願公開第2006/0093276号として、2006年5月4日に公開されている)、2004年6月4日出願の米国特許出願第10/861,179号明細書、2004年7月9日出願の米国特許出願第10/501,276号明細書(これは、米国特許出願公開第2005/0018201号として、2005年1月27日に公開されている)、2006年6月1日出願の米国特許出願第11/445,990号明細書、2007年4月5日出願の国際特許出願PCT/US2007/066017号、及び2006年8月9日出願の米国特許出願第No 11/502,330号明細書に記載のシステムとともに用いることができる。これらの公報の記載は、引用することにより本明細書の一部である。従って、本技術分野の当業者には、本明細書中に明白に示され又は記載されてはいないが、本発明の原理を具現化する多数のシステム、構成及び方法を考えることができ、それらは本発明の開示の範囲に含まれるということが理解される。加えて、本明細書において明示的に引用はされていない従来技術の知識も、ここにおいて、それらの全ての開示は本明細書の明示的に引用される。本明細書で参照された上記の全ての公報及び文献の開示の全ては、ここで引用されることにより本明細書の一部である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一つのサンプルに関するデータを作成するためのシステムであって、
少なくとも一つの第一の放射を該少なくとも一つのサンプルに転送して、該少なくとも一つの第一の放射に基づいて該少なくとも一つのサンプルから提供される少なくとも一つの第二の放射を生じるように構成された少なくとも一つの第一の構成、及び
a.該少なくとも一つのサンプルからの該少なくとも一つの第二の放射を受けとり、
b.該少なくとも一つの第二の放射に基づいて該少なくとも一つのサンプルの少なくとも一つの部分に関する複数の区別できる測定を作成し、及び
c.該区別できる測定と関連した、該少なくとも一つの部分の複数の連続する分解できる深度ポイントに渡って該少なくとも一つの部分を特徴づける、
ように構成された少なくとも一つの第二の構成、
ここで、該少なくとも一つの部分の特徴付けは、区別できる測定の数よりも大きい深度ポイントの数にて分解されかつ明確に特徴づけられる、
を含むシステム。
【請求項2】
前記区別できる深度ポイントの数が、前記区別できる測定の数の少なくとも2倍である請求項1に記載のシステム。
【請求項3】
前記少なくとも一つの第二の構成が、前記少なくとも一つのサンプルからの前記少なくとも一つの第二の放射及び参照構成からの少なくとも一つの第三の放射を受けとり、そして該第二及び第三の放射を干渉させて少なくとも一つの干渉シグナルを作成する少なくとも一つの干渉法構成を含み、かつ、前記少なくとも一つの第二の構成が、該少なくとも一つの干渉シグナルに基づいて前記区別できる測定を作成する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4】
更に、前記システムが、
a.前記区別できる測定に基づいて前記少なくとも一つのサンプルの少なくとも一つのイメージを作成する、
ここで、該少なくとも一つのイメージは、前記少なくとも一つのサンプルのそれぞれの複数の連続するセグメントと関連した複数の断面からなる、及び
b.該少なくとも一つのイメージの少なくとも二つの隣接する断面を互いに連結して、少なくとも二つのそれぞれのセグメントに関連した該イメージの少なくとも一つの連続しかつ途切れのない部分を形成する、
ように構成されている少なくとも一つの第三の構成を含む請求項1に記載のシステム。
【請求項5】
前記少なくとも一つの第二の構成が、前記少なくとも一つの第一の放射の波長の関数として、区別できる測定を作成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】
前記区別できる測定がなされる波長が、k空間にて等しく間隔を空けている、請求項5に記載のシステム。
【請求項7】
前記少なくとも一つの第一の構成が、時間とともに、前記少なくとも一つの第一の放射の波長を変化させる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8】
少なくとも一つのサンプルと関連するデータを作成する方法であって、
少なくとも一つの第一の放射を該少なくとも一つのサンプルに転送して、該少なくとも一つの第一の放射に基づいた該少なくとも一つのサンプルから提供される少なくとも一つの第二の放射を生じる工程、
該少なくとも一つのサンプルから該少なくとも一つの第二の放射を受けとる工程、
該少なくとも一つの第二の放射に基づいて、該少なくとも一つのサンプルの少なくとも一つの部分に関する複数の区別できる測定を作成する工程、及び
該区別できる測定に関連した該少なくとも一つの部分の複数の連続する分解できる深度ポイントに渡って該少なくとも一つの部分を特徴づける工程、
ここで、該少なくとも一つの部分の特徴付けは、該区別できる測定の数より大きい該深度ポイントの数において分解され及びはっきりと特徴づけられる、
を含む方法。
【請求項9】
少なくとも一つのサンプルに関連したデータを作成するためのシステムであって、
少なくとも一つの第一の放射を該少なくとも一つのサンプルに転送して、該少なくとも一つの第一の放射に基づいて該少なくとも一つのサンプルから提供される少なくとも一つの第二の放射を生じるように構成された少なくとも一つの第一の構成、及び
a.該少なくとも一つのサンプルからの該少なくとも一つの第二の放射を受けとり、
b.該少なくとも一つの第一の放射の波長の関数として該少なくとも一つの第二の放射に基づいて該少なくとも一つのサンプルの少なくとも一つの部分に関する複数の区別できる測定を生じ、及び
c.作成するために、区別できる測定と関連した該少なくとも一つの部分の複数の連続する分解できる深度ポイントに渡って該少なくとも一つの部分を特徴づける、
ように構成された少なくとも一つの第二の構成、
ここで、該少なくとも一つの部分の特徴付けは、区別できる測定値の数より大きい深度ポイントの数において分解されかつ明確に特徴づけられる、
を含むシステム
【請求項10】
区別できる深度ポイントの数が、区別できる測定の数の少なくとも二倍である請求項9に記載のシステム。
【請求項11】
前記少なくとも一つの第二の構成が、前記少なくとも一つのサンプルからの前記少なくとも一つの第二の放射及び参照構成からの少なくとも一つの第三の放射を受けとり、そして該第二及び第三の放射を干渉させて少なくとも一つの干渉シグナルを作成する少なくとも一つの干渉法構成を含み、かつ、該少なくとも一つの第二の構成は、該少なくとも一つの干渉シグナルに基づいて前記区別できる測定を作成するように構成されている、請求項9に記載のシステム。
【請求項12】
更に前記システムが、
a.前記区別できる測定値に基づいて前記少なくとも一つのサンプルの少なくとも一つのイメージを作成する、
ここで、該少なくとも一つのイメージは、前記少なくとも一つのサンプルのそれぞれの複数の連続したセグメントに関連した複数の断面からなる、及び
b.該少なくとも一つのイメージの少なくとも二つの隣接する断面を互いに連結して、少なくとも二つのそれぞれのセグメントに関連した該イメージの少なくとも一つの連続しかつ途切れのない部分を形成する、イメージの部分を作り出す、
ように構成されている少なくとも一つの第三の構成を含む請求項9に記載のシステム。
【請求項13】
前記区別できる測定がなされる波長が、k空間において等しく間隔を空けている、請求項9に記載のシステム。
【請求項14】
前記少なくとも一つの第一の構成が、時間とともに前記少なくとも一つの第一の放射の波長を変化させるように構成されている請求項9に記載のシステム。
【請求項15】
少なくとも一つのサンプルに関連するデータを作成するためのシステムであって、
少なくとも一つの第一の放射を、時間と共に変化する波長を有する該少なくとも一つのサンプルに転送して、該少なくとも一つの第一の放射に基づいて該少なくとも一つのサンプルから提供される少なくとも一つの第二の放射を生じるように構成された少なくとも一つの第一の構成、及び
a.該少なくとも一つのサンプルからの該少なくとも一つの第二の放射を受けとり、
b.該少なくとも一つの第一の放射の波長の関数としての該少なくとも一つの第二の放射に基づいて、該少なくとも一つのサンプルの少なくとも一つの部分に関する複数の区別できる測定を作成し、及び
c.該区別できる測定と関連した、該少なくとも一つの部分の複数の連続する分解できる深度ポイントに渡って該少なくとも一つの部分を特徴づける、
ように構成された少なくとも一つの第二の構成、
ここで、該少なくとも一つの部分の特徴付けは、区別できる測定の数より大きい深度ポイントの数にて分解されかつ明確に特徴づけられる、
を含むシステム
【請求項16】
前記区別できる深度ポイントの数が、前記区別できる測定の数の少なくとも二倍である請求項15に記載のシステム。
【請求項17】
前記少なくとも一つの第二の構成が、前記少なくとも一つのサンプルからの前記少なくとも一つの第二の放射及び参照構成からの少なくとも一つの第三の放射を受けとり、そして該第二の放射及び第三の放射を干渉させて少なくとも一つの干渉シグナルを作成する少なくとも一つの干渉法構成を含み、かつ、前記少なくとも一つの第二の構成は、該少なくとも一つの干渉シグナルに基づいて前記区別できる測定を作成するように構成されている、請求項15に記載のシステム。
【請求項18】
更に前記システムが、
a.前記区別できる測定値に基づいて前記少なくとも一つのサンプルの少なくとも一つのイメージを作成する、
ここで、該少なくとも一つのイメージは、前記少なくとも一つのサンプルのそれぞれの複数の連続するセグメントに関連した複数の断面からなる、及び
b.該少なくとも一つのイメージの少なくとも一つの2つの隣接する断面を互いに連結して、少なくとも二つのそれぞれのセグメントに関連した該イメージの少なくとも一つの連続しかつ途切れのない部分を形成する、
ように構成された少なくとも一つの第三の構成を含む請求項15に記載のシステム。
【請求項19】
前記区別できる測定がなされる波長が、k空間にて等しく間隔を空けている、請求項15に記載のシステム。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公表番号】特表2012−511729(P2012−511729A)
【公表日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−540893(P2011−540893)
【出願日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際出願番号】PCT/US2009/067512
【国際公開番号】WO2010/068764
【国際公開日】平成22年6月17日(2010.6.17)
【出願人】(506286973)ザ ジェネラル ホスピタル コーポレーション (27)
【氏名又は名称原語表記】THE GENERAL HOSPITALCORPORATION
【住所又は居所原語表記】55 Fruit Street, Boston, MA02114 (US).
【Fターム(参考)】