本发明涉及一种光学相干断层成像装置及其使用方法。
背景技术：
以往，已知有一种光学相干断层成像装置，其在使使用者抓持的器具抵接于样品的状态下，取得样品的图像(参照专利文献1)。
在专利文献1公开的技术中，可更换地安装有可装卸于由使用者抓持的探头的顶端的各种支承体。例如，通过在探头的顶端安装具有反射镜的支承体，能够使来自探头的测量光经由插入患者口中的支承体以及反射镜而照射于臼齿的咬合面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-61089号公报
技术实现要素：
发明所要解决的问题
本申请发明人已提出了一种能在使用者抓稳探头的状态下取得样品的清晰图像的光学相干断层成像装置，但还有进一步的改良的余地。例如，通过将安装于探头的支承体载置并固定于臼齿的咬合面，能够在减少手抖的影响而稳定了的状态下取得臼齿的咬合面的图像。但是，有时，造成干扰的反射镜图像会映入臼齿的图像，使得臼齿的图像难以看清。
因此，本发明的技术问题在于提供一种能够减少样品附近的干扰物的影响地取得图像的光学相干断层成像装置及其使用方法。
用于解决问题的方案
为了解决上述技术问题，本申请发明人进行了如下实验：在光学相干断层成像装置中，在样品附近配置反射镜，取得样品的光学相干断层图像，并分别取得依次变更样品侧处的基准位置时的图像。在该实验中，以使参考光路的光程与样品光路的光程一致的方式配置参考镜，其中，该样品光路以样品侧的规定位置为基准位置。结果，发现反射镜的图像映入并显示在样品的图像中的现象、与参考光路中的参考镜的位置之间，存在密切的关系。
因此，本发明的光学相干断层成像装置具备：器具，在以样品的断层面的规定区域作为被摄体并对所述被摄体进行拍摄时，配置于样品光路并与所述样品抵接；参考镜，配置于参考光路；以及光学单元，将从光源射出的光分割为前往所述参考镜的光和经由所述器具而前往所述样品的光，并检测从所述样品返回的散射光与从所述参考镜返回的反射光的干涉光，所述光学相干断层成像装置根据按时序取得的所述干涉光的检测信号，生成光学相干断层图像，所述光学相干断层成像装置的特征在于具备控制装置，所述控制装置在以使所述参考光路的光程与所述样品光路的光程一致的方式配置所述参考镜的设定情况下，进行将根据所述检测信号而生成的图像上下翻转的图像处理，其中，所述样品光路以沿着所述样品的光轴比所述被摄体深的位置为基准位置。
此外，该光学相干断层成像装置的使用方法是所述光学相干断层成像装置的使用方法，其特征在于，以使所述参考光路的光程与所述样品光路的光程一致的方式配置所述参考镜，减少配置于沿着光轴的所述样品的跟前的干扰物的图像的映入，其中，所述样品光路以沿着所述样品的光轴比所述被摄体深的位置为基准位置。
根据该构成，光学相干断层成像装置通过将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置设定在沿着样品的光轴比被摄体深的位置，即使在样品附近配置有干扰物，也能够取得减少了干扰物的影响的图像。此外，通过控制装置来上下翻转将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧基准位置设定在比被摄体深的位置时所取得的颠倒的图像，由此，能够取得容易看清的图像。
此外，光学相干断层成像装置优选为，所述器具具备探头和支承体，所述支承体具备将光轴往正交方向转换的斜镜，其中，所述探头通过光纤连接于所述光学单元，所述支承体安装于所述探头的顶端部。
由此，例如能够减少反射镜的影响地取得使光照射于臼齿的咬合面时的光学相干断层图像。
此外，光学相干断层成像装置优选为，所述支承体可装卸于所述探头的顶端部，所述光学相干断层成像装置具备光程设定部，所述光程设定部能够将使所述样品光路的光程与所述参考光路的光程一致时的样品侧的所述基准位置切换并设定在沿着所述样品的光轴比所述被摄体深的位置以及所述样品的跟前。
由此，在安装有具备斜镜的支承体时，通过将基准位置切换为比被摄体深的位置，能够取得减少反射镜的影响的臼齿等的图像。此外，在替代具备斜镜的支承体而安装有不具有反射镜的支承体时，也能够取得例如使光照射于前齿的正面时的光学相干断层图像。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能减少样品附近的干扰物的影响地取得图像的光学相干断层成像装置及其使用方法。
附图说明
图1为示意地表示本发明的实施方式的光学相干断层成像装置的构成图。
图2为表示探头的图，(a)为表示探头的主要部分的侧视图，(b)为探头顶端的支承体的放大立体图，(c)为支承体的放大中央纵剖图。
图3为使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置的说明图，(a)表示样品光路的一部分，(b)表示将基准位置设定在样品跟前的参考光路的一部分，(c)表示将基准位置设定在比被摄体深的位置的参考光路的一部分。
图4为图1的光程设定部的说明图，(a)表示样品光路的一部分，(b)表示将基准位置设定在样品近前时的光程设定部，(c)表示将基准位置设定在比被摄体深的位置时的光程设定部。
图5为在将基准位置设定在样品跟前的状态下获得的图像的示意图。
图6为在使基准位置从图5的状态挪到更深的位置的状态下获得的图像的示意图。
图7为在使基准位置从图6的状态挪到更深的位置的状态下获得的图像的示意图。
图8为在使基准位置从图7的状态挪到更深的位置的状态下获得的图像的示意图。
图9为将图8的左侧面图像以及断层图像上下翻转后的图像的示意图。
图10为干涉光的检测信号、参考镜的配置以及图像的示意图，(a)和(b)为样品侧的基准位置被设定在样品跟前时的示意图，(c)和(d)为样品侧的基准位置被设定在比被摄体深的位置时的示意图。
图11为表示支承体的结构例的立体图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的光学相干断层成像装置的实施方式进行详细说明。需要说明的是，各附图所示的部件的大小、位置关系等有时候会放大，以便清楚地进行说明。
如图1所示，光学相干断层成像装置1主要具备光学单元10、探头30以及控制单元50，并根据按时序取得的干涉光的检测信号来生成光学相干断层图像。以探头30在对被摄体进行拍摄时被配置于样品光路并与样品200抵接为前提，其中，以样品200的断层面的规定区域作为该被摄体。
在此，样品200的断层面的规定区域为，沿着样品200的光轴的深度方向上的断层面的整个区域内的、靠近外表面的希望的观测对象部分。在样品200例如为牙齿的情况下，通常将牙冠的断层面的区域称作被摄体。牙科中，主要希望观测牙冠的断层面，这是因为用于使深度5mm附近的图像可视化的测量光难以对牙根进行观测。需要说明的是，在附图中，作为被摄体图示出了臼齿的大致牙冠部分。
光学单元10具备可适用于各个通常方式的光学相干层析成像的光源、光学系统以及检测部。如图1所示，光学单元10具备：对样品200周期性地照射激光的光源11；对样品200的内部信息进行检测的检测器23；以及设置在光源11与检测器23之间的光路中的光纤、各种光学部件等。作为光源11，例如能够使用SS-OCT(Swept Source Optical Coherence Tomography：扫频源光学相干层析)方式的激光输出装置。样品200例如为牙齿。
在此，对光学单元10的概要进行说明。
从光源11射出的光通过作为分光部的耦合器12被分为测量光和参考光。在此，测量光为经由探头30前往样品200的光，因此，将测量光的光路称作样品光路。此外，参考光为前往参考镜21的光，因此，将参考光的光路称作参考光路。其中，测量光从样品臂13的环行器14射入至探头30。该测量光在探头30的遮光部31为打开状态时，经由准直器322、二维扫描机构33，通过聚光透镜34在样品200上聚光，并在此处被散射、反射后再经由聚光透镜34、二维扫描机构33、准直器322返回至样品臂13的环行器14。返回来的测量光经由耦合器16输入至检测器23。
另一方面，由耦合器12分离出的参考光从参考臂(reference arm)17的环行器18经由准直器19d并通过聚光透镜20在参考镜21上聚光，并在此处被反射后再经由聚光透镜20、准直器19d返回至环行器18。返回来的参考光经由耦合器16输入至检测器23。也就是说，耦合器16将被样品200散射、反射而返回来的测量光和被参考镜21反射的参考光耦合在一起，因此，检测器23能够将因耦合而发生干涉的光(干涉光)作为样品200的内部信息检测出来。需要说明的是，样品臂13的偏振控制器15以及参考臂17的偏振控制器22分别是为了使在包含探头30的光学相干断层成像装置1内部产生的偏光回到偏光更少的状态而设置的。
在参考光路中，上述的准直器19d具备：准直透镜19、内嵌有准直透镜19的近似圆筒状的透镜保持器19a、安装于透镜保持器19a的连接器19c、以及一端连接于连接器19c且另一端连接于环行器18的光纤19b。
在参考光路中，光程设定部24使准直器19d沿光轴方向移动而变更从耦合器12到参考镜21的光程。该准直器19d的移动方法既可以是手动式，也可以是电动式。
对于光程设定部24，例如也可以采用日本特开2012-217752号公报所记载的结构。在采用该结构的情况下，除了聚光透镜20以及参考镜21以外，虽然省略图示，但是，光程设定部24例如具备：支承部件，具有沿着光轴的导轨并将聚光透镜20和参考镜21支承在该导轨上；以及保持部件，以对准直器19d进行保持的同时可沿着所述导轨手动式或电动式进退的方式配置。
光程设定部24将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置切换并设定在沿着样品200的光轴比被摄体深的位置以及样品200的跟前。以下，在单指基准位置的情况下，表示使所述两个光程一致时的样品侧的基准位置。此外，对于规定区间的光程则使用该区间的往返光程。例如，在参考光路中的、由连接环行器18和连接器19c的光纤19b所实现的光路以及从连接器19c到参考镜21的光路中，参考光进行往返。因此，对于这些区间的光程，要考虑往返的光路。
此外，在样品光路中的、由连接环行器14和连接器322b的光纤60所实现的光路以及从连接器322b到样品200侧的基准位置的光路再，测量光进行往返。因此，对于这些区间的光程，要考虑往返的光路。
探头30将来自光学单元10的激光引导至样品200，并且，将被样品200反射的光引导至光学单元10。探头30为配置于样品光路并在测量时与样品200抵接的器具。
探头30例如具备：主体部3、设置在主体部3的基端侧的第一筒体38、设置在主体部3的顶端侧的第二筒体39以及安装于该第二筒体39的支承体4。
<主体部>
如图2的(a)所示，主体部3具有：基端部3a、顶端部3b、以及配置在基端部3a与顶端部3b之间的准直透镜收纳部3c和扫描机构收纳部3d。
基端部3a构成为角部形成曲面的近似方筒状，并安装有第一筒体38。
顶端部3b形成为近似圆筒形，并收纳有聚光透镜34(参照图1)。顶端部3b对插入至其开口部3e的第二筒体39进行支承。
准直透镜收纳部3c形成在基端部3a的顶端侧。准直透镜收纳部3c为内部收纳有准直透镜32(参照图1)的部位，并形成为内径比基端部3a大。准直透镜收纳部3c的上侧以倾斜地扩径的方式形成，下侧大致水平地形成。
扫描机构收纳部3d形成在准直透镜收纳部3c的顶端侧。扫描机构收纳部3d比基端部3a以及顶端部3b的外径形成得大而变粗。扫描机构收纳部3d在形成为向上方隆起的状态的部位收纳有二维扫描机构33(参照图1)。扫描机构收纳部3d在形成为向下方隆起的状态的部位收纳有反射镜35(参照图1)。
如图2的(a)所示，主体部3侧视时形成为直线形状。因此，能够以与人抓铅笔同样的方式抓握主体部3的扫描机构收纳部3d以及准直透镜收纳部3c，因此，设计成了易于握持而操作性良好的形状。在主体部3的规定位置，虽省略图示但设有多个操作按钮。作为多个操作按钮，例如包括使探头30的遮光部31成为打开状态的按钮、开始测量(拍摄)的按钮。
如图1所示，在主体部3内，在未图示的的框架主体，主要固定设置有准直器322、二维扫描机构33、聚光透镜34以及反射镜35。
准直器322具备：准直透镜32、安装于对该准直透镜32进行保持的保持器的连接器322b、及一端连接于连接器322b且另一端连接于环行器14的光纤60。
二维扫描机构33将从反射镜35以及聚光透镜34中的一方射入的光通过分时驱动而挪位的同时向另一方反射。在本实施方式中，二维扫描机构33由旋转轴相互正交的两个电流镜、各电流镜的驱动马达等构成。
聚光透镜34是使被二维扫描机构33的电流镜反射的光(测量光)聚光并照射于被摄体的透镜。
反射镜35将从准直透镜32侧射入的光(测量光)向二维扫描机构33侧反射。来自该反射镜35的光被一方的电流镜反射，并经由另一方的电流镜而射入至聚光透镜34。因此，反射镜35以镜面相对于测量光的光路倾斜45度的状态，固定在扫描机构收纳部3d的规定部位。反射镜35向准直透镜32侧倾斜地被设置在扫描机构收纳部3d内。
第一筒体38为近似圆筒形的部件，顶端侧内嵌于主体部3的基端部3a内，基端部配置为从基端部3a突出的状态。第一筒体38供连接于控制单元50的通信电缆、连接于光学单元10的光纤60等插通并对它们进行支承。第一筒体38和基端部3a形成为沿着导入至基端部3a内的测量光的到反射镜35为止的光路La笔直地延伸。
第二筒体39为用于使支承体4支承于主体部3的部件，并形成为近似圆筒形。第二筒体39插入至主体部3的开口部3e，经由未图示的连结部件而将支承体4拆装自如(可更换)且转动自如地安装于主体部3的顶端部3b。第二筒体39和顶端部3b形成为沿着从二维扫描机构33到开口部3e为止的测量光的光路Lb笔直地延伸。在此，光路Lb与光路La平行。测量光从光路La经过反射镜35以及二维扫描机构33反射而进入光路Lb。需要说明的是，在第二筒体39的轴向的外周面，以遍及整周的方式形成有凹凸。
在拍摄时，使用者抓持探头30，为了防止手抖等而使探头30与样品200抵接。例如使支承体4与样品200抵接。
如图2的(a)所示，支承体4主要具备：经由第二筒体39可装卸地内嵌于主体部3的卡合筒部件4c、棒状部4a、斜镜4j以及固定件4k。支承体4例如由不锈钢等形成。
卡合筒部件4c配置在聚光透镜34(参照图1)的前方，如图2的(b)所示，具有使测量光照射于样品200并回收散射光的开口4d。卡合筒部件4c在凸缘部4h的上部前侧焊接固定有棒状部4a的基端部。棒状部4a具有使顶端部向斜下方折曲约45度而成的折曲部4i。在折曲部4i接合有斜镜4j。斜镜4j是将聚光透镜34的光轴往正交方向转换90度的反射镜。
固定件4k为与样品200抵接并用来对支承体4进行支承的环形的部件。固定件4k通过连结部4m以呈水平的方式固定于倾斜配置的斜镜4j。
在通过探头30进行拍摄时，使连结于主体部3的支承体4如图2的(c)所示抵接于样品200，由此，能够以稳定的状态支承探头30。该支承体4在拍摄后被更换为新品或者清洗后的支承体，由此，能够使支承体一直保持干净的状态。
如图1所示，控制单元50具备：AD转换电路51、DA转换电路52、二维扫描机构控制电路53、显示装置54以及OCT(Optical Coherence Tomography：光学相干层析成像)控制装置100。
AD转换电路51将检测器23的模拟输出信号转换为数字信号。在本实施方式中，AD转换电路51与从光源11即激光输出装置输出的触发(trigger)信号同步地开始取得信号，并与同样从激光输出装置输出的时钟信号ck同步地取得检测器23的模拟输出信号，并转换为数字信号。该数字信号输入至OCT控制装置100。
DA转换电路52将OCT控制装置100的数字输出信号转换为模拟信号。在本实施方式中，DA转换电路52与从光源11输出的触发(trigger)信号同步地将OCT控制装置100的数字信号转换为模拟信号。该模拟信号输入至二维扫描机构控制电路53。
二维扫描机构控制电路53是对探头30内的二维扫描机构33进行控制的驱动电路。二维扫描机构控制电路53基于OCT控制装置100的模拟输出信号，与从光源11照出的激光的输出周期同步地输出驱动或停止电流镜的马达的马达驱动信号。
二维扫描机构控制电路53按不同的定时进行如下两种处理：使一方的电流镜的旋转轴旋转而变更镜面的角度的处理、使另一方的电流镜的旋转轴旋转而变更镜面的角度的处理。
显示装置54显示由OCT控制装置100生成的光学相干断层图像(以下，称作OCT图像)。显示装置54例如由液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)等构成。
OCT控制装置100与从光源11射出的光同步地控制二维扫描机构33从而进行测量，并且，进行根据将检测器23的检测信号转换后的数据来生成样品200的OCT图像等的控制。OCT图像等能够用公知的光学相干断层图像等的生成方法来生成。需要说明的是，也可以使用例如日本特开2012-211797号公报所记载的方法来生成OCT图像等。
OCT控制装置100例如由具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、硬盘以及输入输出接口的计算机构成。
该OCT控制装置100在以使参考光路的光程与以沿着样品的光轴比被摄体深的位置为基准位置的样品光路的光程一致的方式配置参考镜21的情况下，进行将根据检测信号而生成的图像上下翻转的图像处理。
接着，参照图3的(a)～图3的(c)，对使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置进行说明。
图3的(a)示出了样品光路的一部分。具体而言，示意性地示出了配置在探头30(参照图1)内的光纤60、连接器322b、准直透镜32以及聚光透镜34。除此以外，还示意性地示出了安装于该探头30的支承体4(参照图2)的斜镜4j0贴近配置于样品200的情形。在此，样品200为臼齿，在图3的(a)中将其咬合面朝左示出。P1、P2分别表示样品侧的基准位置。其中，在臼齿(样品200)的咬合面的附近以虚线示出的基准位置P1表示设定在样品200的跟前时的基准位置的一个示例。此外，在臼齿(样品200)的牙冠与牙根的边界处以双点划线示出的基准位置P2表示设定在沿着样品200的光轴比被摄体深的位置时的基准位置的一个示例。
图3的(b)以及图3的(c)表示参考光路的一部分。具体而言，为配置有配置于参考光路的光纤19b、连接器19c、准直透镜19、聚光透镜20以及参考镜21的情形的示意图。在图3的(c)中，相比图3的(b)，使聚光透镜20以及参考镜21的位置沿着光轴向更深侧(图3中右侧)移动距离X。该距离X等于从图3的(a)所示的基准位置P1到基准位置P2的距离。
图3的(b)表示在样品200的跟前设定了基准位置P1时的参考光路的一部分。如图示，以使图3的(b)所示的参考光路的光程L1与图3的(a)所示的经由样品侧的基准位置P1的样品光路的光程L1一致的方式，配置有参考镜21。需要说明的是，在光学相干断层图像的测量中，通常将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置设定在样品的跟前。
图3的(c)表示出了基准位置P2设定在比被摄体深的位置时的参考光路的一部分。如图示，以使图3的(c)所示的参考光路的光程L2与图3的(a)所示的经由样品侧的基准位置P2的样品光路的光程L2一致的方式，配置有参考镜21。
需要说明的是，图3的(a)所示的斜镜4j0表示图2的(c)中测量光所照到的范围(例如矩形范围)内离样品200最近的斜镜底部，以下，仅称为斜镜4j0。在此，斜镜4j0配置为与样品跟前的基准位置P1相隔距离d。
切换设定样品侧的基准位置P1和基准位置P2的方法不只是像参照图3的(b)和图3的(c)进行说明的那样使聚光透镜20以及参考镜21的位置移动的方法。也可以替代地使参考光路的准直透镜19的位置移动。参照图4的(a)～图4的(c)，对该情况下的基准位置的切换进行说明。
图4的(a)在追加了具备光纤60、连接器322b、准直透镜32的准直器322这一点上不同于图3的(a)。
图4的(b)示意性地示出了使具备光纤19b、连接器19c、准直透镜19的准直器19d沿光轴方向移动的光程设定部24。需要说明的是，对准直器19d的透镜保持器19a省略了图示。
在图4的(b)中，对于光程设定部24，以使准直器19d沿着该支承部件上的导轨向固定于未图示的支承部件上的聚光透镜20以及参考镜21接近为前提。图4的(b)示意性地示出了在使该准直器19d接近的前提下使参考光路的光程L1与图4的(a)所示的样品光路的光程L1一致的情形。也就是说，在参考光路中使准直器19d移动并固定在图4的(b)所示的当前位置，等同于将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置设定在样品200的跟前的基准位置P1。
在图4的(c)中，对于光程设定部24，以使准直器19d沿着未图示的支承部件上的导轨远离固定于该支承部件的聚光透镜20以及参考镜21为前提。图4的(c)示意性地示出了在使该准直器19d远离的前提下使参考光路的光程L2与图4的(a)所示的样品光路的光程L2一致的情形。也就是说，在参考光路中使准直器19d移动并固定在图4的(c)所示的当前位置，等同于将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置设定在比被摄体深的基准位置P2。需要说明的是，在图4的(c)中，相比图4的(b)，使准直器19d的位置沿着光轴向样品的跟前侧(图4中左侧)移动距离X。
[将样品侧的基准位置设定在比被摄体深的位置的效果]
接着，对将样品侧的基准位置设定在比被摄体深的位置的效果进行说明。
本申请发明人准备了能够变更使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置的光学相干断层成像装置，并进行了实验。在该实验中，对在样品附近配置反射镜并依次变更了样品侧的基准位置时一一显示的OCT图像等进行了观测。通常，在眼科的OCT图像的测量中，将使所述两个光程一致时的样品侧的基准位置设定在眼睛(样品)这一观测对象部位的跟前。
另一方面，牙科中，例如希望对臼齿的咬合面进行观察、或在以臼齿的咬合面作为正面并照射光时的OCT图像进行观察，因此，需要有将光照射至臼齿的咬合面的反射镜。这对眼科来说是不可能的，而是牙科特有的情况。可假设以下的情况：例如为了观察臼齿，而在器具的顶端配置固定件以及反射镜，在将该器具插入至患者的口中并将固定件固定于臼齿的咬合面的稳定状态下取得图像。
因此，在为所述实验而准备的光学相干断层成像装置中，首先，像通常的方法那样将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置设定在样品(臼齿)的跟前。在此基础上，如图2的(c)所示，将支承体4的固定件4k固定于样品(臼齿)200的咬合面，取得臼齿的图像(立体图像、正面图像、OCT图像)。
参照图5～图8，对所取得的图像的具体例进行说明。
图5为配置于左侧的立体图像、配置于右下的正面图像、配置于右上的OCT图像的示意图。需要说明的是，将对样品200而言的正面、背面、左侧面、右侧面、上表面以及下表面分别称为S面、I面、L面、R面、P面以及A面。图6～图8在分别变更了生成图像时的样品侧的基准位置这一点上不同于图5。
例如图5所示的立体图像为观察画面右隅的立方体所示的朝向，即观察L面侧时的臼齿的图像。
此外，图5所示的正面图像是在上述立体图像中将S面(正面)的深度方向数据求和而获得的二维图像。该正面图像中还显示出了原本无法在S面的最表面观察到的内部信息。
而且，图5所示的OCT图像是被配置在正面图像中的大致中央的被横线切断的断层面的图像，该断层面与A面(下表面)平行。需要说明的是，例如与400个断层面对应地取得400张OCT图像，通过指定其中的任意一张图来显示所要的图像。
根据图5的立体图像，明显确认了反射镜的图像映入并显示在臼齿的图像中。之后，进行了如下实验：在沿着样品的光轴将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置向更深的位置逐渐变更的同时，生成并显示臼齿的图像。其结果如图6以及图7所示，在显示画面中，反射镜的图像在逐渐向下移动的同时变小且变得不明显，另一方面，臼齿的图像逐渐向上移动而与从画面的上边缘折返的图像重叠地显示出来。最后，如图8所示，以几乎观察不到反射镜图像的方式上下翻转地显示出臼齿的图像。
其结果为，本申请发明人发现了样品附近的干扰物的图像映入并显示在所需的样品图像中的现象与参考光路中的参考镜21(图1)的位置之间存在密切的关系。以下，参照图10进行说明。
图10的(a)为以在样品的附近配置斜镜且将样品侧的基准位置设定并固定在样品跟前为前提，示意性地示出反射镜映入样品的图像时所取得的干涉光的检测信号的一个示例的曲线图。曲线图的横轴表示将样品光路的光程减去参考光路的光程而得到的差的1/2作为光程的距离差(mm)。在此，设为1/2是因为光程要考虑到往返，而反映于所拍摄的图像上的距离则为其1/2。该距离差在固定了样品侧的基准位置的状态下，根据在样品侧对信号进行检测的位置而不同。在图10的(a)的曲线图中，原点表示使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置。该原点与设定在样品跟前的基准位置P1(参照图4的(a))对应。曲线图的纵轴表示信号的强度(功率、dB)。
如图10的(a)的曲线图所示，在光程的距离差为0的位置，参考光路的光程与样品光路的光程一致，因此，信号的强度最高。此外，在样品光路的光程与参考光的光程的距离差变大的样品侧位置检测到的信号的强度大幅衰减。此外，信号的强度以原点为界线而呈大致左右对称。
图10的(b)为使样品光路的一部分(图4的(a))与参考光路中的光程设定部24的一部分(图4的(b))一致并进行了简化的图，并以与图10的(a)的曲线图的横轴(距离差)对应的方式示意性示出了斜镜4j0以及参考镜21。
在此，参考光路中的参考镜21与图10的(a)的曲线图的原点对应地配置，样品光路中的样品200配置在从该原点稍微向正方向(右)偏离的位置。而且，样品光路中的斜镜4j0配置在从原点向负方向(左)偏离的位置。
图10的(a)的曲线图上所示的信号S1为受斜镜4j0的影响而产生的信号。受斜镜4j0的影响而产生的信号S1图示在光程的距离差为“-4.5mm”的位置。这相当于从样品侧的基准位置P1到斜镜4j0的距离d(参照图4的(a))为4.5mm。在曲线图上该信号S1折返而产生信号S2，因此，可以想到如图10的(b)所示，在所取得的OCT图像501中，造成干扰的反射镜信号映入信号S2的位置。
在图10的(a)的曲线图上，信号S2在可拍摄距离A的范围内折返。需要说明的是，可拍摄距离A的值为与横轴所示的距离的数值(mm)相关联的常数。如该曲线图所示，在光程的距离差超过可拍摄距离A的值的范围内，信号的强度急剧衰减。在此，以8mm为可拍摄距离A的值的一个示例。可拍摄距离A根据由从光源11(图1)射出的光的可干涉距离和干涉光的取样频率(sampling rate)决定的断层图像的深度方向的距离来确定。
在此，可干涉距离相当于功率谱的衰减为6dB时的距离，与光源11(图1)的性能相关。
此外，干涉光的取样频率是指用于在OCT控制装置100(图1)中为了生成样品200的OCT图像等而对检测器23(图1)所检测到的干涉信号进行取样的取样时钟信号的频率。
图10的(c)为以在样品的附近配置斜镜且将样品侧的基准位置设定并固定在比被摄体深的位置为前提，示意性地表示反射镜的影响减少时所取得的干涉光的检测信号的一个示例的曲线图。图10的(c)的曲线图的观察方法与图10的(a)的曲线图相同。但是，在图10的(c)曲线图中，原点与设定在比被摄体深的位置的基准位置P2(参照图4的(a))相对应。
图10的(d)为使样品光路的一部分(图4的(a))与参考光路中的光程设定部24的一部分(图4的(c))一致并进行了简化的图，并以与图10的(c)的曲线图的横轴(距离差)对应的方式示意性地示出了斜镜4j0以及参考镜21。
在此，参考光路中的参考镜21与图10的(c)的曲线图的原点对应地配置，样品光路中的样品200配置在从该原点向负方向(左)偏离的位置。而且，样品光路中的斜镜4j0配置在从该原点进一步向负方向(左)偏离的位置。
图10的(c)的曲线图上所示的信号S3为受斜镜4j0的影响而产生的信号。受斜镜4j0的影响而产生的信号S3图示在光程的距离差为“-14.6mm”左右的位置。这相当于从样品侧的基准位置P2到斜镜4j0的距离(参照图4的(a))为14.6mm。
在此，如图4的(a)所示，从基准位置P2到斜镜4j0的距离为从基准位置P2到基准位置P1的距离X与从基准位置P1到斜镜4j0的距离d的合计值。由此，作为具体例，在从基准位置P2到斜镜4j0的距离为14.6mm且距离d为4.5mm的情况下，从基准位置P2到基准位置P1的距离X相当于基准位置P2到斜镜4j0的距离与距离d之差即10.1mm。该距离X比可拍摄距离A长且比可拍摄距离A的两倍短。
如果满足这样的关系式，则能够容易地确定参考光路中的参考镜21或准直透镜19的配置。也就是说，在基准位置P1已知的情况下，将与基准位置P1隔开比可拍摄距离A长且比可拍摄距离A的两倍短的距离的位置确定为基准位置P2即可。据此，能够在维持样品的干涉信号的强度的同时，高效地减弱样品附近的斜镜等干扰物的干涉信号，取得减少了干扰物的影响的清晰图像。
需要说明的是，图10的(c)的曲线图上所示的斜镜4j0的信号S3的强度小于图10的(a)的曲线图所示的斜镜4j0的信号S1的强度的原因是，从图10的(c)的曲线图的原点到信号S3的位置的距离(例如14.6mm)大于从图10的(a)的曲线图的原点到信号S1的位置的距离(例如4.5mm)。
如图10的(c)所示，干涉光的检测信号以样品光路与参考光路的光程的距离差为0的位置为中心而产生信号的折返，并且，以从距离原点可拍摄距离A的位置为中心而产生信号的折返。在可拍摄距离A例如为8mm的情况下，斜镜4j0的信号S3以光程的距离差为“-8mm”的位置为中心折返而产生信号S4。而且，该信号S4以原点为中心折返而产生信号S5。
在图10的(c)的曲线图上，信号S5在可拍摄距离A的范围内折返。因此，如图10的(d)所示，可以认为在取得的OCT图像701中，造成干扰的反射镜的信号映入信号S5的位置。然而，在该例中，OCT图像701上的信号S5的位置离开了清晰地映入牙冠的区域。除此以外，表示斜镜4j0的信号S3的强度最初就小，因此，斜镜几乎观察不到。另一方面，虽然作为OCT图像701而获得了翻转的图像，但通过OCT控制装置100的图像处理，如图9所示，能够通过上下翻转而取得容易看清的图像。需要说明的是，图9在配置于左侧的立体图像以及配置于右上的OCT图像分别被上下翻转这一点上不同于图8。
接着，适当参照图1、图2、图4以及图11，对光学相干断层成像装置1的使用方法进行说明。手术操作者打开未图示的电源开关并通过电动或预先手动对光程设定部24进行设定，预先将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置设定在比被摄体深的位置(基准位置P2：图4的(a))。然后，手术操作者操作使图1所示的遮光部31呈打开状态的按钮，并操作开始测量(拍摄)的按钮。
在样品200例如为臼齿的情况下，手术操作者将连结于所抓持的探头30的顶端部的支承体4从患者的前方插入患者的口腔，如图2的(c)所示使支承体4与臼齿(样品200)抵接，由此，在进行了对患者的定位之后进行测量。然后，OCT控制装置100在对获得的图像进行了上下翻转的图像处理的基础上使其显示于显示装置54。
另一方面，在样品200例如为前齿的情况下，手术操作者例如将图11所示的不具有反射镜的前齿专用支承体5安装于探头30。该支承体5由整体形成为近似圆筒形的部件构成。具体而言，支承体5一体形成有：具有开口5d并连结于第二筒体39(图2的(a))的卡合筒部件5c、相连设置于卡合筒部件5c的前侧的凸缘部5h、相连设置于凸缘部5h的前侧的圆筒部5b、相连设置于圆筒部5b的前侧的三根轴部5a、以及形成在轴部5a的前侧的环状的固定部5k。需要说明的是，支承体5的光程为与图2的(b)所示的支承体4的光程相同的长度。在此，支承体5的光程在图11中是从卡合筒部件5c的右端到固定部5k的左端的长度。此外，支承体4的光程是指图2的(c)中如箭头所示从卡合筒部件4c的右端到斜镜4j的长度与从斜镜4j到固定件4k的下端的长度之和。在该情况下，手术操作者将所抓持的探头30的支承体5的固定部5k与患者的前齿(样品200)的正面抵接，由此，在进行了对患者的定位之后，同样地进行测量。
如以上所说明的，光学相干断层成像装置1即使在样品附近配置有干扰物，由于能够将使样品光路的光程与参考光路的光程一致时的样品侧的基准位置设定在比被摄体深的位置并使所取得的图像上下翻转，因此，也能够取得减少了干扰物的影响的容易看清的图像。
以上，基于实施方式对本发明的光学相干断层成像装置进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，虽然设定为具备使参考光路的光程变化的光程设定部24的光学相干断层成像装置，但也可以设定为具备以同样的机构使样品光路的光程变化的光程设定部来代替上述的光程设定部24。但是，在该情况下，为了变更将样品侧的基准位置设定在被摄体的里侧(深的位置)时的聚光透镜34的焦距、和设定在样品的跟前侧时的聚光透镜34的焦距，需要替换聚光透镜34本身的工夫。因此，为了容易地切换样品侧的基准位置而优选在参考光路侧进行设定。
也可以将光学相干断层成像装置构成为可切换如下两种工作模式：在光程设定部24中以将样品侧的基准位置设定在比被摄体深的位置的状态进行测量的第一工作模式、和在光程设定部24中以将样品侧的基准位置设定在样品200的跟前的状态进行测量的第二工作模式。在该情况下，OCT控制装置100无需以第二动作模式，只需以第一工作模式进行上下翻转的图像处理。
也可以将光学相干断层成像装置构成为以在样品附近配置反射镜为前提的专用装置。在该情况下，将样品侧的基准位置预先设定并固定在比被摄体深的位置即可。此外，此前虽然使独立于探头30的支承体4具备斜镜4j，但也可以使用具备斜镜、固定件的专用探头。
安装于探头30的支承体4被设为了用于以臼齿来作为样品200而对臼齿的咬合面照射光的拍摄的构件，但是并不限于咬合面，也适用于对舌侧面、脸颊侧面进行拍摄。不限于臼齿，例如也适用于口腔内组织拍摄，除此以外还适用于拍摄前齿部的舌侧面侧的OCT图像。
作为二维扫描机构33，对采用了电流镜的情况进行了说明，但并不限于此，也能够采用二维MEMS镜。二维MEMS镜的元件例如形成为形成有对光进行全反射的反射镜、产生电磁力的电磁驱动用平面线圈等可动结构体的硅层；陶瓷基座；以及永磁铁这三者的三层构造。该二维MEMS镜的元件能够与向线圈通电的电流的大小成比例地进行在X轴方向以及Y轴方向上静态、动态倾斜的控制。
对于本发明，样品并不限定于牙齿。此外，本发明也可以应用于牙科以外的医疗设备、无损检査等。
附图标记说明
1：光学相干断层成像装置；
4、5：支承体；
4j、4j0：斜镜；
10：光学单元；
11：光源；
21：参考镜；
24：光程设定部；
30：探头；
100：OCT控制装置；
200：样品。