[发明专利]图像形成方法和光学相干层析成像设备

说明书

本申请是申请号为200880014383.0、申请日为2008年4月3日、发明名称为“图像形成方法和光学相干层析成像设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种使用光学相干层析成像法的图像形成方法和光学相干层析成像设备。

背景技术

近来，使用低相干干涉测量法的成像设备已进入实际应用。所述设备被称为OCT（光学相干层析成像法或光学相干层析成像方法）。

在眼科领域，OCT被用于获得眼底或其附近的层析成像图像。除了眼科领域，OCT还被用于观察皮肤的层析成像图像，或通过将OCT并入内诊镜或导管来捕获消化器官、循环器官等的壁表面层析成像图像。

作为OCT的一种类型，美国专利No.5,321,501中公开了一种被称为TD－OCT（时域OCT：TIME DOMAIN方法）的方法。将参照图32简要地描述该方法。

此处，图32是示出了TD－OCT的示意图。

由辐射单元3201辐射的光被分割单元3202分割为参考光和信号光。参考光被可移动参考反射镜3203反射。如图所示，可移动参考反射镜3203沿一维方向机械地移动以沿入射在检查对象3205上的信号光的光轴方向定义检查对象3205内部的测量位置。

通过光束扫描光学系统3204，信号光照射在检查对象3205上并被其反射。光束扫描光学系统3204使用入射在检查对象3205上的信号光沿预定方向扫描。来自可移动参考反射镜3203的反射光和来自检查对象3205的反射光彼此干涉，并且由检测单元3207检测所述干涉光以确定关于检查对象3205的信息。

TD－OCT是基于由可移动参考反射镜3203执行A扫描（进入检查对象的入射光的轴向扫描、或检查对象中的深度方向扫描）而连续获得的干涉光的强度数据构造图像数据的方法。

可通过A扫描来连续地获得一维数据，所述A扫描是使光束扫描光学系统3204在检查对象的平面内沿一个方向（例如，x方向）用入射在该检查对象上的信号光扫描检查对象3205。

然后，可使用连续获得的图像来获得二维层析成像图像。此外，可通过使用上述信号光在上述平面内沿两个方向（例如，x方向和y方向）扫描来获得三维图像。

此处，尽管必须以高速移动可移动参考反射镜3203，以便增加TD－OCT的测量速度，在可移动参考反射镜3203的加速方面存在机械限制。

此外，作为另一种OCT，“Handbook of Optical Coherence Tomography（光学相干层析成像法手册）”（2006）（第145页和149页的图2和图3，和第338页的图1）中公开了一种被称为SD－OCT（频域OCT：频域方法）的方法。将参照图33简要地描述该方法。

此处，图33是示出了SD－OCT的示意图。在图33中，与图32不同的构造为：可移动参考反射镜是固定的参考反射镜3308，使用例如衍射光栅的分光镜3309，以及检测单元是例如行传感器（line sensor）的光谱检测单元3310。附图标记3305表示检查对象，附图标记3306表示测量区域，附图标记3304表示扫描光学系统，附图标记3302表示光分割单元，附图标记3308表示反射单元，而附图标记3301表示光源。

SD－OCT是通过由光谱检测单元3310检测由分光镜3309色散的光谱而瞬时地一次全部获取图像数据，并将关于波长轴的相干光强度信息傅立叶转换为关于层析成像位置轴的信息的方法。因为该SD－OCT可一次全部获得检查对象3305内部沿深度方向的图像数据，所以与沿深度方向瞬时地执行顺序扫描的TD－OCT相比可以增加测量速度。

此处，SD－OCT（频域法）是FD－OCT（傅立叶域光学相干层析成像法）的一种，并且除此之外，还存在SS－OCT（源扫描OCT）。

发明内容

通常指出，难以在SD－OCT中提高层析成像图像的横向分辨率（横向分辨率是在被称为纵向分辨率的检查对象的深度方向上的每个深度位置，在平面内方向上图像的分辨率）。

考虑到无论是通过TD－OCT还是SD－OCT来形成层析成像图像，都难于以高速机械移动参考反射镜3203的情况，本发明人提出了以下构思。

因此，首先，相对于检查对象的深度方向（z方向），获得在包括特定焦点的位置处的一维图像（x方向或y方向图像）或二维图像（xy平面）。然后，相对于上述深度方向，通过在改变上述焦点位置的同时顺序地获取包括每个聚焦位置的一维图像和二维图像并沿深度方向堆叠那些图像，来形成层析成像图像和三维图像。