光断层观察装置以及光断层观察方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光断层观察装置以及光断层观察方法，通过与OCT不同的手法进行光断层观察，同时显示检查对象物质的断层方向分布。将从光源单元（103）射出的包含不同波长的激光的光束分割为2个光束，使第1光束通过物镜（123）聚光到试样（124），第2光束不照射到试样而作为参照光。使从试样反射的信号光和参照光通过偏振光分束器（119）合波，在光检测单元（103）中，使信号光和参照光在4个光检测器上以相互不同的相位关系干涉。信号处理部（105）针对每个波长进行以多个光检测器的输出为输入的运算来取得检测信号，针对试样内的每个位置，计算检测信号相对不同的波长的比，从而求出试样内的检查对象的断层分布。

【技术实现步骤摘要】
光断层观察装置、光断层观察方法以及光观察头单元
本专利技术涉及光断层观察装置以及光断层观察方法，特别涉及使检查对象物质的光断层方向上的分布可视化的光学观察技术。
技术介绍
近年来，使用来自激光光源等的光束形成表示被测定物体的表面形态、内部形态的图像的光相干断层扫描(OCT：OpticalCoherenceTomography)得到了瞩目(非专利文献1、2)。OCT不具有X射线CT那样的针对人体的侵袭性，所以特别期待医疗领域、生物学领域中的应用展开。例如，在眼科领域中，形成眼底、角膜等的图像的装置进入实用化阶段。在这样的OCT装置中，采用了频域OCT方式。在该方式中，无需如以往的时域OCT方式那样在测定时驱动参照镜，所以能够实现高速测定。在频域OCT方式中，例如，已知如下眼科装置(专利文献1)：朝向被检眼照射近红外域的低相干长的测定光(测量光)、即具有宽带的波谱的测定光，在使其反射光与参照光干涉之后，使用衍射光栅等而将干涉光分光为各波长分量，使受光元件接收分光了的光束，解析该受光信号，从而得到被检眼的深度方向的诸多信息。利用这样的高速OCT装置，通过信号处理从三维断层图像数据抽出血管等特定的构造信息，通过使其易于观察地显示，从而期待实现提示对医疗诊断有效的信息的功能。另一方面，作为使用分光信息来测量血管的分布的方法，已知通过分光检测(Sensing)血管中包含的血红蛋白分量并大致地区分血管的深度来进行可视化的手法(窄带光观察；窄带成像(NBI：NarrowBandImaging))、测量血红蛋白的局部性的浓度分布的手法(血红蛋白索引：IHb）等。专利文献2记载有NBI、专利文献3记载有IHb。进而，作为通过图像处理组合OCT装置和通过上述血液分析装置取得的结果的诊断装置例，有专利文献4。专利文献1：日本特开平11-325849号公报专利文献2：日本专利第3559755号公报专利文献3：日本特开平10-210454号公报专利文献4：日本特开2012-10776号公报非专利文献1：MedicalPhotonicsNo.1（2010），pp.29-33.非专利文献2：MedicalPhotonicsNo.7（2011），pp.58-64.
技术实现思路
但是，在专利文献1那样的OCT的测量结果中，所得到的信息仅为构造信息，例如，在血管和淋巴管等虽然同为管状构造但功能不同的器官的信号中无大的差别。因此，存在在通过信号处理检测血管时，淋巴管等血管以外的管状构造也同时被检测的问题。其另一方面，在专利文献2、3所示的利用分光信息的NBI、IHb的手法中，深度分辨率降低，所以无法以能通过够OCT实现的高的分辨率得到血管的深度信息。即使在兼用了OCT和利用分光的血液分析装置的专利文献4的手法中，得到分光信息的主要仅为观察试样表面，可通过OCT取得的断层方向的血液分析比较困难。在此前的讨论中，将血液分析列举为例子，但即使将血管中包含的血液以外的成分作为检查对象而同时进行分光评价和OCT测量的做法，在各自的测量原理上也比较困难。OCT为了取得光断层图像需要照射低相干长的测定光（测量光）、即具有宽带的波谱的测定光，并在高速测定时为取得深度方向的构造信息而利用该波谱。另一方面，在分光评价中，从所取得的分光谱抽出检查对象特有的光学变化。也就是说，难以同时评价两者，在专利文献4中也成为不得不采用组合各个评价装置的结构的理由。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，提供一种光断层观察装置以及方法，关注检查对象物质的分光特性，能够通过与OCT不同的手法进行光断层观察，并同时显示检查对象物质的断层方向分布。本专利技术的光断层观察装置优选具有光源单元、光观察头单元、光检测单元、控制部、信号处理部以及信息输入输出部。光源单元射出至少2个不同的波长的激光。光观察头单元具有：第1光学元件，将包含从光源单元射出的不同的波长的激光的光束分割为第1光束及第2光束；物镜，使第1光束聚光照射到试样，并接收从试样反射的反射光作为信号光；反射镜，使第2光束不照射到试样而作为参照光反射；第2光学元件，使信号光和参照光合波；以及致动器，在至少光轴方向上驱动物镜。光检测单元具有多个光检测器、以及使信号光和参照光在各光检测器上以相互不同的相位关系干涉的干涉光学系统。控制部控制致动器以及不同的波长的激光的发光状态。信号处理部针对每个波长进行以多个光检测器的输出为输入的运算来取得检测信号，针对试样内的每个位置计算检测信号相对不同的波长之比，从而求出试样内的检查对象的断层分布。信息输入输出部具有输入应通过光观察头单元观察的试样内的位置的输入部、和显示检查对象的断层分布的显示部。由此，能够通过多个光检测器将参照光和照射到试样而反射来的信号光合波，通过干涉效应对信号光进行放大，所以能够以高S/N检测微小的反射信号。即，能够实现高灵敏度的光断层观察。进而，多个波长下的检测信号之比反映成为检查对象的物质的存在比，所以也能够同时显示检查对象的断层分布结果。作为第1具体的光断层观察装置的结构，光源单元具有用于射出不同的波长的至少2个激光元件、以及使来自至少2个激光元件的光束合波的光学元件，光观察头单元中使用的物镜成为与至少2个不同的波长对应的结构。通过增加可通过光源单元对应的波长，能够使检查对象物质增加、提高检查对象的测定精度。作为第2具体的光断层观察装置的结构，关于光源单元中能够选择性地射出2个波长的双波长半导体激光器，在光检测单元中使用4个光检测器，在干涉光学系统中为了向多个光检测器上导入光束而使用衍射光栅，从而能够实现光学系统的小型化。此时，如果将双波长半导体激光器的波长设为λ1、λ2（λ1>λ2）、将双波长半导体激光器中的射出面上的发光点的偏移量设为ΔS、将衍射光栅的间距间隔设为d、将衍射光栅至4个光检测器的检测面的距离设为L、将双波长半导体激光器的发光点面和光检测器的检测面中的成像倍率设为M、将在4个光检测器中最大的光检测器的大小设为A，则A满足式（1），从而能够通过同一光检测器接收不同的波长的干涉光，所以能够实现光检测部的小型化。【式1】进而，在信号处理部中将与双波长半导体激光器的发光点偏移量相伴的试样上的聚光点偏移量储存到存储器部中，通过对从存储器部提取的聚光点偏移量进行校正而得到的位置数据，运算2个波长下的检测信号之比，显示检查对象的断层分布结果，从而能够使由于使用双波长半导体激光器而发生的发光点偏移的影响无效化。通过具备双波长半导体激光器、衍射光栅、上式（1）所示的优选的尺寸的光检测器、校正聚光点偏移量的信号处理部，能够在测定不同的波长时使大量的光学部件共用化，所以能够实现光断层观察装置的小型化/低成本化。作为第3具体的光断层观察装置的结构，光源单元、光观察头单元、光检测单元、控制部以及信号处理部具有接续连接器，光源单元、光观察头单元以及光检测单元经由各自包括布线的连接单元和接续连接器，电连接到控制部和信号处理部。通过设为这样的结构，能够使由控制部和信号处理部构成的解析装置，只要通过延长布线长度就能够远离模块化了的光源单元、光观察头单元、光检测单元，能够实现使解析装置退避到后部的状态下的光断层观察。作为第4具体的光断层观察装置的结构，光源单元、光观察头单元以及光检测单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光断层观察装置，其特征在于，具有光源单元、光观察头单元、光检测单元、控制部、信号处理部以及信息输入输出部，所述光源单元射出不同的波长的激光，所述光观察头单元具有：第1光学元件，将从所述光源单元射出的包含所述不同的波长的激光的光束分割为第1光束及第2光束；物镜，使所述第1光束聚光照射到试样，并接收从试样反射的反射光作为信号光；反射镜，使所述第2光束不照射到试样而作为参照光反射；第2光学元件，使所述信号光和所述参照光合波；以及致动器，在至少光轴方向上驱动所述物镜，所述光检测单元具有：多个光检测器；以及干涉光学系统，使所述信号光和所述参照光在各光检测器上以相互不同的相位关系干涉，所述控制部控制所述致动器以及所述不同的波长的激光的发光状态，所述信号处理部针对每个波长进行以所述多个光检测器的输出为输入的运算来取得检测信号，针对试样内的每个位置计算检测信号相对所述不同的波长的比，从而求出试样内的检查对象的断层分布，所述信息输入输出部具有：输入部，输入应通过所述光观察头单元观察的试样内的位置；以及显示部，显示所述检查对象的断层分布。

【技术特征摘要】
2013.01.24 JP 2013-0112961.一种光断层观察装置，其特征在于，具有光源单元、光观察头单元、光检测单元、控制部、信号处理部以及信息输入输出部，所述光源单元射出不同的波长的激光，所述光观察头单元具有：第1光学元件，将从所述光源单元射出的包含所述不同的波长的激光的光束分割为第1光束及第2光束；物镜，使所述第1光束聚光照射到试样，并接收从试样反射的反射光作为信号光；反射镜，使所述第2光束不照射到试样而作为参照光反射；第2光学元件，使所述信号光和所述参照光合波；以及致动器，在测定中，在至少光轴方向上驱动所述物镜，以使光点在光轴方向上扫描而从试样得到与光断层深度对应的反射光，所述光检测单元具有：多个光检测器；以及干涉光学系统，使所述信号光和所述参照光在各光检测器上以相互不同的相位关系干涉，所述控制部控制所述致动器以及所述不同的波长的激光的发光状态，所述信号处理部针对每个波长进行以所述多个光检测器的输出为输入的运算来取得检测信号，针对试样内的每个位置计算所述不同的波长下的检测信号比，从而求出试样内的检查对象的断层分布，所述信息输入输出部具有：输入部，输入应通过所述光观察头单元观察的试样内的位置；以及显示部，显示所述检查对象的断层分布。2.根据权利要求1所述的光断层观察装置，其特征在于，所述光源单元具有：至少2个激光元件，用于射出不同的波长的光；以及光学元件，使来自所述至少2个激光元件的光束合波，所述物镜对应于所述不同的波长。3.根据权利要求1所述的光断层观察装置，其特征在于，所述光源单元具备能够选择性地射出2个波长的光的双波长半导体激光器，所述光检测单元具备4个光检测器，所述干涉光学系统具备用于向所述4个光检测器上导入光束的衍射光栅。4.根据权利要求3所述的光断层观察装置，其特征在于，在将所述双波长半导体激光器的射出面上的发光点的偏移量设为ΔS、将所述衍射光栅的间距间隔设为d、将所述衍射光栅至所述4个光检测器的检测面的距离设为L、将所述双波长半导体激光器的发光点面和所述检测面的成像倍率设为M、将在所述4个光检测器中最大的光检测器的大小设为A、将所述双波长半导体激光器的波长设为λ1、λ2时，A满足下式，其中，λ1＞λ2。5.根据权利要求3所述的光断层观察装置，其特征在于，所述信号处理部具有储存与所述双波长半导体激光器的发光点偏移量相伴的试样上的聚光点偏移量的存储器部，使用从所述存储器部提取的聚光点偏移量以使在与所述物镜的光轴垂直的方向的位置取得的检测信号在所述2个波长下成为相同的位置的检测信号的方式进行选择，运算所述2个波长下的检测信号之比。6.根据权利要求1所述的光断层观察装置，其特征在于，所述光源单元、所述光观察头单元、所述光检测单元、所述控制部以及所述信号处理部具备接续连接器，所述光源单元、所述光观察头单元以及所述光检测单元经由各自包括布线的连接单元和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：向尾将樹，大泽贤太郎，井手达朗，
申请(专利权)人：日立视听媒体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP