[发明专利]用于对光学相干断层图像成像的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于对光学相干断层图像成像的设备和方法，更具体地讲，涉及用于眼科领域中的成像设备和方法。

背景技术

当前，所使用的是各种采用光学装置的眼科设备。例如，这些设备是前眼部照相机、眼底照相机和共焦扫描激光检眼镜(scanninglaser ophthalmoscope(SLO))。具体地讲，光学相干断层成像设备(下文称作OCT设备)被配置为高分辨率地获得检查对象的断层图像，并且正成为针对视网膜门诊病人的门诊部中不可缺少的设备。以上的OCT设备使用低相干光源作为光源。通过分割光路(例如分束器)将来自光源的光分割成测量光和基准光。用此分割的光的分量之一(即，测量光)经由测量光路照射检查对象(例如眼睛)。其返回光经由检测光路被引导到检测位置。返回光是反射光或散射光，其包含与在检查对象的光照方向上的界面有关的信息。另一个光分量(即，基准光)经由基准光路被基准反射镜等反射，并被引导到检测位置。使返回光和基准光相互干涉。返回光和基准光之间产生的干涉光经由光学元件(例如，分光镜)被引导到光电转换元件(例如，电荷耦合装置(CCD)线传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS)线传感器)。然后，将波长谱作为电信号从其共同输出。以上述方式输出的电信号通过模数(A/D)转换器被转换为数字信号。另外，对通过A/D转换获得的数字信号进行傅立叶(Fourier)变换。从而，可以获得检查对象的断层图像。这种方法被称作谱域(下文称作SD)方法。

如果将视网膜用作OCT设备中的检查对象，则可以通过使用电流反射镜(Galvano mirror)等在视网膜上扫描测量光来获取视网膜的三维(3D)图像。然而，如果图像信息是通过将眼球的一部分(例如，视网膜)设为检查对象而获取的，则由于被检查者的固视微动(involuntary eye movement during visual-fixation)，因此难以准确地获取眼球相关的图像信息。因此，日本专利申请公开No.2008-104628提出一种通过排除被检查者的固视微动的影响来对被检查者眼睛的结膜和巩膜成像的设备。

日本专利申请公开No.2008-104628中提出的设备使用了被构造为根据如下方法排除被检查者的固视微动的影响的系统，此方法为通过使用能够以200帧每秒(fps)的速率对对象成像的照相机跟随被检查者的固视微动来调节与每个拍摄图像对应的成像区域的位置。然而，为了获取眼底的3D图像，根据日本专利申请公开No.2008-104628中讨论的系统，获取单个3D图像要花数百毫秒(ms)。也就是说，每秒只可以获取大约两个3D图像，这如下文中将描述的。因此，根据日本专利申请公开No.2008-104628中讨论的系统，难以消除被检查者的固视微动对图像的影响，特别是在被检查者的固视微动的动作中引起视网膜的最大位移的跳动(flick)对图像的影响。

以下，详细描述这些问题。图2A-2C示出被检查者的固视微动的各个方面。在图2A中，实线201表示被检查者眼睛的视网膜的中心的轨迹。如图2A所示，初始定位在A点的视网膜中心通过如下路径移动到了B点，这些路径由虚线双箭头202、203和204来表示并且由被检测者的固视微动产生。通常，固视微动包括以下三种动作的组合，即，视网膜中心低速移动的漂移202、视网膜中心重复细微的Z字型移动的颤动203和视网膜中心瞬间移动的跳动204。为了描述被检查者的固视微动的特征，图2B示出已经在图2A中示出的视网膜中心的移动，其将横坐标轴和纵坐标轴设置为分别表示时间和视网膜中心位置在y轴方向(垂直方向)上的加速度。由于固视微动而引起视网膜在二维方向(即，分别为水平方向和垂直方向)上运动。为简化说明，仅描述垂直方向上的运动。如图2B中所示，获得进行漂移的加速度212。获得进行颤动的加速度213。获得进行跳动的加速度214。图2C示出固视微动中包括的三种动作的特征。

漂移是较小的动作，其基本上一直发生并且在0.2秒至1秒的时间段内引起7μm至17μm的视网膜位移。颤动是周期性发生的并且引起0.3μm至3.5μm的视网膜位移的微小的抖动，每个周期对应于30赫兹(Hz)到100Hz的频率，即，每个周期为10ms至33ms。跳动是周期性发生的并在10ms至30ms的时间段内引起7μm至52μm的视网膜位移的急剧动作，每个周期对应于0.2Hz至2Hz的频率，即，每个周期为500ms到5s。