专利名称：光学相干断层成像方法和光学相干断层成像装置的制作方法
技术领域：
另一方面，在医疗领域中所使用的OCT装置中，存在通 过以下操作来测量截面或断层层(tomographic layer)的方法在参 考镜固定的状态下将来自分光镜的波长镨转换为波数镨，并且进一步 将傅立叶变换应用于由此而转换的结果。这种方案被称为傅立叶域 OCT装置(FD-OCT),并且包括使用宽带光源的类型、扫描光源的 波长的类型等等。通常，当波长谦在FD-OCT中转换为波数镨时，因 为波数是波长的倒数，所以波数谱不具有相等间隔。因此，如果照原 样对波数镨直接执行傅立叶变换，则当然可能不能获得精确的断层信 息(tomographic information )。因此，已经需要一种信号处理方法， 该信号处理方法能够通过将波长镨转换为忠实于物理现象的相等间隔 的波数镨而获得更精确的断层信息。
图1是用于说明本发明第一实施例中的光学断层诊断装置 (optical tomographic diagnostic apparatus )的光学系统的视图。 图2是示出本发明第一实施例中的信号处理流程的流程图。 图3A至图3D示出第一实施例中的信号的样貌，其中，图3A是 示出强度关于波长的视图，图3B是示出在已经进行了内插处理之后 的强度关于波长的视图，图3C是示出强度关于波数的视图，图3D是在已经进行再次采样之后的强度关于波数的视图。
图4是用于说明本发明第二实施例中的眼科光学断层诊断装置的 光学系统的视图。
图5是示出本发明第二实施例中的信号处理流程的流程图。 图6A至图6D示出第二实施例中的信号的样貌，其中，图6A是 示出所获取的波数镨的视图，图6B是示出通过对图6A的波数谱进行 傅立叶变换而获得的结果的视图，图6C是示出通过将多个零插入图 6B的中央部分而扩展元素数量的视图，图6D是示出具有通过对图6C 的波数镨进行逆傅立叶变换而获得的元素数量扩展的波长镨的视图。
具体实施例方式
<光学系统的构造>
图4示出作为整体构造Mach-Zehnder干涉系统。从光源401发 射的光通过单模光纤410-1被引导至透镜411-1。此外，借助分束器 403-1将光分为参考光405和测量光406。借助作为待检查对象的眼睛 407的反射或散射而将测量光406返回作为返回光408，此后，借助分 束器403-2将返回光与参考光405进行组合，以进入分光镜421。在 此，光源401是SLD (超辐射发光二极管)，它是典型低相干光源。 鉴于测量眼睛的事实，因此近红外光适合作为待使用的波长。将描述参考光405的光路。使得由分束器403-1划分的参 考光405连续进入反射镜414-1至414-3，由此，光改变其方向，以通 过分束器403-2进入分光镜421。在此，415-1和415-2分别表示色散 补偿玻璃。色散补偿玻璃415-1的长度由Ll表示，并且优选地等于普 通眼睛的深度沐两倍。当测量光406进入并且离开眼睛407时，色散 补偿玻璃415-1关于参考光405补偿测量光406的色散。在此，Ll设 置为等于46mm ( Ll=46mm )，是日本人平均眼球直径23mm的两倍。 此外，417表示能够在箭头所示方向上移动的电子设备级，并且参考 光405的光路长度可以被调整和控制。色散补偿玻璃415-2目的在于 对用于扫描眼睛407的透镜420-1、 420-2进行色散补偿。在步骤S2-3中，通过对该S、(i)进行逆傅立叶变换而对步 骤S2-l中的波长谱进行内插，如图6D所示。此时的谱(s，"i)， s、(i)) 分别由以下数学表达式8和9来表示。也就是说，通过按相等间隔划 分波数范围，s，"i)的元素数量增加到其初始值的M倍，与第一实施例 相似。可以通过对S、(i)进行逆傅立叶变换并且将元素数量进一步增加 到其初始值的M倍而获得s，!(i)。
[0052(表达式8)
[0047(表达式6 )4("-Mx丄￡= 士 X《(咖歸
0053在此，注意，s，r(k)具有由以下数学表达式10所示的关系。
[0054(表达式10 )
1 w-i 说
[0055也就是说，通过将逆傅立叶变换应用于S)[(i)而获得s、(i)的 第M'k元素，并且所述s、(i)的第M'k元素与s(i)的第k元素一致。 当然，在它们之间的范围中执行内插。
[0056在此，注意，在^f吏用l專立叶变换的情况下，第(M'N-1)元 素可能有时远离第(M'N-2)元素。在此情况下，可以j吏用窗函数，诸 如Hamming窗、三角窗、或Blackman窗等等。通过预先使用这种窗 函数，当在步骤S5中执行傅立叶变换时采用任何窗函数都成为不必要 的。此外，在这种处理不方^更的情况下，可以用通过适当^f吏用第(M' N-:2)元素和初始第(N-l)元素而计算出的元素来替代第(M'N-l)今素。
[0057在步骤S3中，以与第一实施例相同的方式将波长语转换为 波数谦。
[00581在步骤S4中，执行再次采样，从而元素数量变为关于波数 按相等间隔的N'P个。
[0059在步骤S5中，可以通过对N*P个像素的强度数据进行傅 立叶变换而获得断层信息。 —
0060在步骤S9中，确定是否已经在整个检查区域中完成数据处 理。以连续方式将数据处理结果存储在存储器或硬盘中。
[0061在步骤S7中，根据步骤S5中计算出的结果形成断层图像。 在已经在步骤Sl中在检查区域中的每一位置处取得谱之后，执行在步骤S2-1中及其后的信号处理。从而，可以使眼睛的测量时间最小。
[0062在此，将描述其中根据第二实施例的信号处理方法适合于 OCT装置的示例。在光从低折射率介质入射到高折射率介质的情况 下，通过使用折射率n、参考镜与视网膜之间的空间距离的差d、整 数m、以及波数k，参考镜上反射的光与视网膜上反射的光干涉的条 件被表示为以下数学表达式11的强化条件(constructive condition )。 [0063(表达式11)
t 一 m /c拊-
[006引此外，上述条件表示为才艮据以下数学表达式12的弱化条件 (destructive condition)。在此，注意，在光从高折射率介质入射到 低折射率介质时被反射的情况下，强化条件和弱化条件是相反的。 [0065(表达式12 )
0066以此方式，强度表示为关于波数的周期函数。原因在于， 在步骤S5中，可以通过执行傅立叶变换获得断层图像。当然，强度关 于波长是周期性的，因此可以说，根据此第二实施例的方法比线性内 插方法更适合。
00671虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本 发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被给予最 宽的解释，从而包括所有这样的修改和等同结构及功能。
权利要求
1.一种光学相干断层成像装置中的光学相干断层成像方法，其中，来自光源的光被划分为测量光和参考光，所述测量光通过样品臂被照射到待检查对象，来自所述待检查对象的返回光通过检测光路被引导至检测位置，以及所述参考光通过参考臂被引导至所述检测位置，由此，获得由均被引导至所述检测位置的所述返回光与所述参考光的干涉而产生的干涉光的波长谱，并且由对所述波长谱进行分析的波长谱分析单元摄取所述待检查对象的断层图像，所述光学相干断层成像方法包括波长谱获取步骤，获取所述波长谱；以及波数谱获取步骤，将所述波长谱转换为波数谱，并且减少元素数量，以提供相等间隔的波数谱；断层信息获取步骤，从所述相等间隔的波数谱获取所述待检查对象的断层信息。
2. 如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，其中，在所述波数镨获取步骤中，按波数间隔彼此相等的方式来决定采样点，并且获得每一釆样点处的强度，作为在从所述波长i普转换得到的波数镨中与所述每一 采样点处的波数最接近的波数处的强度。
3. 如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，其中，在所述波数镨获取步骤中，按照波数间隔变为彼此相等的方式来决定采样点，并且获得每一采样点处的强度，作为在从所述波长谱转换得到的波数镨中与所述每一釆样点处的波数最接近的两个波数处的强度。
4. 如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，还包括以下步骤在所述波长语获取步骤之后，增加所获取的波长谱的元素数量；其中，在所述波数谦获取步骤中，通过使用元素数量已经增加的波长谱来获取所述波数镨。
5. 如权利要求4中所述的光学相干断层成像方法，其中，在增加波长镨的元素数量的所述步骤中，通过内插来增加元素数
6. 如权利要求4中所述的光学相干断层成像方法，其中，在增加波长语的元素数量的所述步骤中，将傅立叶变换应用于所述波长谱，以获得元素SKi)，获得其中在傅立叶变换之后S!(i)中的元素数量扩展的S、(i),如以下表达式所示，并且通过对S、(i)进行逆傅立叶变换获得元素数量增加的波长谱，柳— 0 ,緒〈/〈H緒其中，N是S,(i)的元素数量，M是2或更大的整数。
7. 如权利要求1中所迷的光学相干断层成像方法，其中，在所述波长镨获取步骤和所述波数谱获取步骤二者至少一个中获取的镨的元素数量是2的幂。
8. 如权利要求4中所述的光学相干断层成像方法，其中，在所述波长镨获取步骤、所述波数谱获取步骤和增加波长谱的元素数量的所述步骤三者至少一个中获取或者生成的谱的元素数量是2的幂。
9. 如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，其中，所述波数镨获取步骤中的谱的元素数量小于所述波长谱获取步骤中的谱的元素数量。
10. 如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，其中，在所述波长i瞽获取步骤中，在待检查对象的检查区域中的相应位置处获取所述波长镨之后，对由此获取的波长镨中的每一个执行所述波数谱获取步骤和所述断层信息获取步骤。
11. 一种光学相干断层成像装置，包括光源；光学系统，其将来自所述光源的光分为测量光和参考光，将所述测量光引导至待检查对象，将来自所述待检查对象的返回光引导至检测位置，并且将所述参考光引导至所述检测位置；波长i普获取单元，其被布置在所述检测位置处，并且从由所述返回光和所述参考光的干涉而产生的干涉光获取波长谱；以及波长i普分析单元，其根据由此获取的波长镨生成所述待检查对象的断层图像；」其中，所述波长镨分析单元执行 ，波数谦获取步骤，将所述波长i普转换为波数语，并且减少元素数量，以提供相等间隔的波数i脊，以及断层信息获取步骤，从所述相等间隔的波数谱获取所述待检查对象的断层信息。
12.如权利要求11中所述的光学相干断层成像装置，其中，在增加由所述波长i普获取单元获取的波长镨的元素数量之后，所述波长i脊分析单元从已经增加了元素数量的波长谱获取波数谱。
全文摘要
一种光学相干断层成像方法和光学相干断层成像装置，所述光学相干断层成像方法的特征在于，执行第一步骤(S1)，获取波长谱；第二步骤(S2)，增加所述波长谱的元素数量；第三步骤(S3和S4)，将所述波长谱转换为波数谱，并且减少所述元素数量，以提供相等间隔的波数谱；以及第四步骤(S5)，从所述波数谱获取待检查对象的断层信息。结果，可以获得忠实于物理现象的相等间隔的波数谱，并且可以获得更精确的断层信息。
文档编号G01B9/02GK101639339SQ20091016020
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者末平信人 申请人:佳能株式会社