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特開2024-86600フーリエ領域光干渉断層撮像システムにおける撮像ターゲット移動補正
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024086600
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】フーリエ領域光干渉断層撮像システムにおける撮像ターゲット移動補正
(51)【国際特許分類】
A61B 3/10 20060101AFI20240620BHJP
【ＦＩ】
A61B3/10 100
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023196470
(22)【出願日】2023-11-20
(31)【優先権主張番号】22214175.6
(32)【優先日】2022-12-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】509012991
【氏名又は名称】オプトス ピーエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ミゲル アンヘル プレシアド
(72)【発明者】
【氏名】ユアン ライクロフト
【テーマコード（参考）】
4C316
【Ｆターム（参考）】
4C316AA01
4C316AA09
4C316AA11
4C316AA30
4C316AB03
4C316AB04
4C316AB11
4C316AB16
4C316FA18
4C316FA19
4C316FB21
4C316FB23
(57)【要約】 （修正有）
【課題】フーリエ領域光干渉断層撮像（ＦＤ－ＯＣＴ）による撮像ターゲットの走査中に、撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正する。
【解決手段】フーリエ領域光干渉断層撮像システム（１０）は、撮像ターゲット（３０）の走査を行って、撮像ターゲットの各走査位置における撮像ターゲットの光学的特性を表す複素値を有するサンプルを取得することにより、複素光干渉断層撮像データ（２５）を生成するように配置されたフーリエ領域光干渉断層撮像スキャナ（２０）を含む。撮像システム（１０）は、さらに、取得されたサンプルの位相情報を用いて二次元の相互相関を計算するように配置されたコントローラ（４０）を備え、スキャナ（２０）は、計算された相互相関に基づいて制御し、走査中の撮像ターゲット（３０）とスキャナ（２０）との間の相対移動を補正する。
【選択図】図１
【解決手段】フーリエ領域光干渉断層撮像システム（１０）は、撮像ターゲット（３０）の走査を行って、撮像ターゲットの各走査位置における撮像ターゲットの光学的特性を表す複素値を有するサンプルを取得することにより、複素光干渉断層撮像データ（２５）を生成するように配置されたフーリエ領域光干渉断層撮像スキャナ（２０）を含む。撮像システム（１０）は、さらに、取得されたサンプルの位相情報を用いて二次元の相互相関を計算するように配置されたコントローラ（４０）を備え、スキャナ（２０）は、計算された相互相関に基づいて制御し、走査中の撮像ターゲット（３０）とスキャナ（２０）との間の相対移動を補正する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フーリエ領域光干渉断層撮像（ＦＤ－ＯＣＴ）システムであって、
複素値が撮像ターゲットのそれぞれの走査位置で前記撮像ターゲットの光学的特性を示す複素値を有するサンプルを取得するために、前記撮像ターゲットの走査を実行することにより複素ＯＣＴデータを生成するように配置されたＦＤ－ＯＣＴスキャナと、
取得された前記サンプルの位相情報を用いて相互相関計算を実行し、前記相互相関計算に基づいて、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御し、走査中に前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正する、ように構成されたコントローラと、を備える、フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
複素値が撮像ターゲットのそれぞれの走査位置で前記撮像ターゲットの光学的特性を示す複素値を有するサンプルを取得するために、前記撮像ターゲットの走査を実行することにより複素ＯＣＴデータを生成するように配置されたＦＤ－ＯＣＴスキャナと、
取得された前記サンプルの位相情報を用いて相互相関計算を実行し、前記相互相関計算に基づいて、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御し、走査中に前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正する、ように構成されたコントローラと、を備える、フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項2】
前記コントローラが、
第１のサンプルのセットであって、前記第１のサンプルのセットが、前記撮像ターゲットの第１の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含む、前記第１のサンプルのセットを取得し、
第２のサンプルのセットであって、前記第２のサンプルのセットのが、前記撮像ターゲットの第２の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含み、前記第２の走査ラインが前記第１の走査ラインと少なくとも部分的に重複する、前記第２のサンプルのセットを取得し、
前記サンプルの第１のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第３のサンプルのセットと、前記サンプルの第２のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含むサンプルの第４のサンプルのセットと、の間の相互相関を計算する相互相関計算であって、前記第３のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、前記第４のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、が前記第１の走査ラインと前記第２の走査ラインとが重なる前記撮像ターゲットの共通領域から取得され、前記サンプルの第３のセットの位相情報と前記サンプルの第４のセットの位相情報とに基づく相互相関計算を実行する、
ことにより、前記相互相関計算を実行し、
前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナが、
前記第１のサンプルのセットの走査位置と前記第２のサンプルのセットの走査位置との間のオフセットを示すオフセット指標の値を決定するために、計算された前記相互相関を用いて、前記第１のサンプルのセットと前記第２のサンプルのセットとを相互に対して登録し、
走査中に、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナによる前記第１のサンプルのセットの取得と前記第２のサンプルのセットの取得との間に生じる前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するために前記オフセット指標の決定された値を用いる、
ことにより、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御する、
ように構成された、請求項１に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
第１のサンプルのセットであって、前記第１のサンプルのセットが、前記撮像ターゲットの第１の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含む、前記第１のサンプルのセットを取得し、
第２のサンプルのセットであって、前記第２のサンプルのセットのが、前記撮像ターゲットの第２の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含み、前記第２の走査ラインが前記第１の走査ラインと少なくとも部分的に重複する、前記第２のサンプルのセットを取得し、
前記サンプルの第１のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第３のサンプルのセットと、前記サンプルの第２のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含むサンプルの第４のサンプルのセットと、の間の相互相関を計算する相互相関計算であって、前記第３のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、前記第４のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、が前記第１の走査ラインと前記第２の走査ラインとが重なる前記撮像ターゲットの共通領域から取得され、前記サンプルの第３のセットの位相情報と前記サンプルの第４のセットの位相情報とに基づく相互相関計算を実行する、
ことにより、前記相互相関計算を実行し、
前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナが、
前記第１のサンプルのセットの走査位置と前記第２のサンプルのセットの走査位置との間のオフセットを示すオフセット指標の値を決定するために、計算された前記相互相関を用いて、前記第１のサンプルのセットと前記第２のサンプルのセットとを相互に対して登録し、
走査中に、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナによる前記第１のサンプルのセットの取得と前記第２のサンプルのセットの取得との間に生じる前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するために前記オフセット指標の決定された値を用いる、
ことにより、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御する、
ように構成された、請求項１に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項3】
前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、取得された前記サンプルが前記撮像ターゲットの繰り返しＢ－スキャンを画定するように、前記走査として、前記撮像ターゲットの重なる走査ラインに沿って前記撮像ターゲットのライン走査の繰り返しを実行することにより、前記複素ＯＣＴデータを生成するように構成され、
前記コントローラが、
前記サンプルの第１のセットとして、前記繰り返しＢ－スキャンの第１のＢ－スキャンを取得し、
前記第２のサンプルのセットとして、前記繰り返しＢ－スキャンの第２のＢ－スキャンを取得し、
前記相互相関計算として、前記第１のＢ－スキャンの１つ以上のＡ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンのＡ－スキャンとの間の二次元の前記相互相関を計算する前記相互相関を計算し、前記第２のＢ－スキャンの前記Ａ－スキャンが、前記第１のＢ－スキャンにおける１つ以上の前記Ａ－スキャンに対応して前記第２のＢ－スキャンに位置するＡ－スキャンを含む前記相互相関計算を実行する、
ことにより、前記相互相関計算を実行し、
前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナが、
前記第１のＢ－スキャンを、前記第１のサンプルのセットとして互いに対して登録し、前記第２のＢ－スキャンを、前記第２のサンプルのセットとして互いに対して登録し、計算された前記相互相関を用いて、前記オフセット指標の値として、前記第１のＢ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンとの間のオフセットを示すオフセット値を決定し、
前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナによる、前記第１のＢ－スキャンの取得と、前記第２のＢ－スキャンの取得と、の間に生じた前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の前記相対移動を、決定された前記オフセット値を用いて補正する、
ことにより、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御する、
ように構成された、請求項２に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
前記コントローラが、
前記サンプルの第１のセットとして、前記繰り返しＢ－スキャンの第１のＢ－スキャンを取得し、
前記第２のサンプルのセットとして、前記繰り返しＢ－スキャンの第２のＢ－スキャンを取得し、
前記相互相関計算として、前記第１のＢ－スキャンの１つ以上のＡ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンのＡ－スキャンとの間の二次元の前記相互相関を計算する前記相互相関を計算し、前記第２のＢ－スキャンの前記Ａ－スキャンが、前記第１のＢ－スキャンにおける１つ以上の前記Ａ－スキャンに対応して前記第２のＢ－スキャンに位置するＡ－スキャンを含む前記相互相関計算を実行する、
ことにより、前記相互相関計算を実行し、
前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナが、
前記第１のＢ－スキャンを、前記第１のサンプルのセットとして互いに対して登録し、前記第２のＢ－スキャンを、前記第２のサンプルのセットとして互いに対して登録し、計算された前記相互相関を用いて、前記オフセット指標の値として、前記第１のＢ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンとの間のオフセットを示すオフセット値を決定し、
前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナによる、前記第１のＢ－スキャンの取得と、前記第２のＢ－スキャンの取得と、の間に生じた前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の前記相対移動を、決定された前記オフセット値を用いて補正する、
ことにより、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御する、
ように構成された、請求項２に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項4】
前記コントローラは、前記相互相関計算として、前記第１のＢ－スキャンの所定数のＡ－スキャンと、前記第２のＢ－スキャンのＡ－スキャンとの間の二次元の相互相関を計算する前記相互相関計算を実行するように構成され、前記相互相関計算は、前記第１のＢ－スキャンの前記所定数のＡ－スキャンにおける位相情報と、前記第２のＢ－スキャンの前記Ａ－スキャンにおける位相情報とに基づいており、前記所定数は、前記第１のＢ－スキャンの前記所定数のＡ－スキャンのうちの前記位相情報の変動が所定の変動度未満であるように選択される、請求項３に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項5】
、前記第１のＢ－スキャンの所定数のＡ－スキャンの複数のセットのそれぞれのセットと前記第２のＢ－スキャンのそれぞれのＡ－スキャンとの間のそれぞれの二次元の相互相関を計算するために複数の前記相互相関計算を実行することであって、前記第２のＢ－スキャンのそれぞれのＡ－スキャンが、前記セットにおいて前記所定数のＡ－スキャンに対応して、前記第２のＢ－スキャンに位置するＡ－スキャンを含む、複数の前記相互相関計算を実行し、
前記オフセット値として、前記第１のＢ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンとの間のオフセットを示す値を決定するために、計算された前記相互相関を組み合わせ、
前記第１のＢ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンとの間の前記オフセットを示す決定された前記オフセット値を用いることにより、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の前記相対移動を補正するために前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御する、
ことにより、前記コントローラが、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するように構成された、請求項４に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
前記オフセット値として、前記第１のＢ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンとの間のオフセットを示す値を決定するために、計算された前記相互相関を組み合わせ、
前記第１のＢ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンとの間の前記オフセットを示す決定された前記オフセット値を用いることにより、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の前記相対移動を補正するために前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御する、
ことにより、前記コントローラが、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するように構成された、請求項４に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項6】
前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、前記走査として、前記撮像ターゲットに三次元的に分布するそれぞれの走査位置における前記撮像ターゲットの光学的特性を示す複素値を有するサンプルを取得するために、前記撮像ターゲットの領域ＯＣＴ走査を実行することにより、前記複素ＯＣＴデータを生成するように構成され、
前記コントローラは、前記第１のサンプルのセットとして、前記領域ＯＣＴ走査の少なくとも一部として前記第１の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含むサンプルのセットを取得することにより、前記相互相関計算を実行するように構成され、前記第２の走査ラインは前記第１の走査ラインと交差する、請求項２に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
前記コントローラは、前記第１のサンプルのセットとして、前記領域ＯＣＴ走査の少なくとも一部として前記第１の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含むサンプルのセットを取得することにより、前記相互相関計算を実行するように構成され、前記第２の走査ラインは前記第１の走査ラインと交差する、請求項２に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項7】
前記第１の走査ラインは、前記撮像ターゲットの複数の平行な走査ラインのうちの１つであり、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、前記複数の平行な走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査することにより前記領域ＯＣＴ走査を実行し、前記領域ＯＣＴ走査に基づいて、前記複素ＯＣＴデータとしてＯＣＴ－Ｃ－スキャンを生成するように構成される、請求項６に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項8】
前記コントローラが、前記第１のサンプルのセットとして、前記ＯＣＴ－Ｃ－スキャンの前記複素ＯＣＴデータを取得することにより、前記相互相関計算を実行するように構成される、請求項７に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項9】
前記第１の走査ラインは、前記撮像ターゲットの２つの軸方向に沿って延在する、請求項６に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項10】
前記第１の走査ラインは、前記撮像ターゲットに、正方形、三角形、ひし形、円、楕円、螺旋、正方形螺旋、リサージュ図形、エピトロコイド、ハイポトロコイドのうちの１つを画定する、請求項９に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項11】
前記第１の走査ライン及び前記第２の走査ラインは、前記撮像ターゲットの２つの軸方向に沿って延在し、それ自体と交差する単一の走査ラインの異なるそれぞれの部分である、請求項６に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項12】
前記単一の走査ラインは、リサージュ図形、エピトロコイド、ハイポトロコイドのうちの１つを前記撮像ターゲットに画定する、請求項１１に記載のフーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項13】
フーリエ領域光干渉断層撮像（ＦＤ－ＯＣＴ）スキャナを制御するコンピュータ実装方法であって、撮像ターゲットのそれぞれの走査位置で前記撮像ターゲットの光学的特性を示す複素値を有するサンプルを取得し、走査中に前記撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するために、前記撮像ターゲットの走査を実行することにより、複素ＯＣＴデータを生成する、コンピュータ実装方法であって、前記コンピュータ実装方法が、
取得された前記サンプルの位相情報を用いた相互相関計算を実行し、
前記相互相関計算に基づいて、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の前記相対移動を補正するように前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御する、ことを含むコンピュータ実装方法。
取得された前記サンプルの位相情報を用いた相互相関計算を実行し、
前記相互相関計算に基づいて、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の前記相対移動を補正するように前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御する、ことを含むコンピュータ実装方法。
【請求項14】
前記相互相関計算が、
第１のサンプルのセットであって、前記第１のサンプルのセットが、前記撮像ターゲットの第１の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含む、前記第１のサンプルのセットを取得し、
第２のサンプルのセットであって、前記第２のサンプルのセットのが、前記撮像ターゲットの第２の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含み、前記第２の走査ラインが前記第１の走査ラインと少なくとも部分的に重複する、前記第２のサンプルのセットを取得し、
前記サンプルの第１のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第３のサンプルのセットと、前記サンプルの第２のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含むサンプルの第４のサンプルのセットと、の間の二次元の相互相関を計算する相互相関計算であって、前記第３のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、前記第４のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、が前記第１の走査ラインと前記第２の走査ラインとが重なる前記撮像ターゲットの共通領域から取得され、前記サンプルの第３のセットの位相情報と前記サンプルの第４のセットの位相情報とに基づく相互相関計算を実行する、
ことにより実行され、
ＦＤ－ＯＣＴスキャナが、 前記第１のサンプルのセットの走査位置と前記第２のサンプルのセットの走査位置との間のオフセットを示すオフセット指標の値を決定するために、計算された前記相互相関を用いて、前記第１のサンプルのセットと前記第２のサンプルのセットとを相互に対して登録し、
走査中に、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナによる前記第１のサンプルのセットの取得と前記第２のサンプルのセットの取得との間に生じる前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するために前記オフセット指標の決定された値を用いる、
ことにより、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように制御される、
請求項１３に記載のコンピュータ実装方法。
第１のサンプルのセットであって、前記第１のサンプルのセットが、前記撮像ターゲットの第１の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含む、前記第１のサンプルのセットを取得し、
第２のサンプルのセットであって、前記第２のサンプルのセットのが、前記撮像ターゲットの第２の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含み、前記第２の走査ラインが前記第１の走査ラインと少なくとも部分的に重複する、前記第２のサンプルのセットを取得し、
前記サンプルの第１のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第３のサンプルのセットと、前記サンプルの第２のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含むサンプルの第４のサンプルのセットと、の間の二次元の相互相関を計算する相互相関計算であって、前記第３のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、前記第４のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、が前記第１の走査ラインと前記第２の走査ラインとが重なる前記撮像ターゲットの共通領域から取得され、前記サンプルの第３のセットの位相情報と前記サンプルの第４のセットの位相情報とに基づく相互相関計算を実行する、
ことにより実行され、
ＦＤ－ＯＣＴスキャナが、 前記第１のサンプルのセットの走査位置と前記第２のサンプルのセットの走査位置との間のオフセットを示すオフセット指標の値を決定するために、計算された前記相互相関を用いて、前記第１のサンプルのセットと前記第２のサンプルのセットとを相互に対して登録し、
走査中に、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナによる前記第１のサンプルのセットの取得と前記第２のサンプルのセットの取得との間に生じる前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するために前記オフセット指標の決定された値を用いる、
ことにより、走査中に、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように制御される、
請求項１３に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項15】
プロセッサにより実行されると、請求項１３または１４に記載のコンピュータ実装方法を実行することにより、前記プロセッサが、フーリエ領域光干渉断層撮像を制御し、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナに、前記撮像ターゲットの走査を実行することにより、撮像ターゲットのそれぞれの走査位置で前記撮像ターゲットの光学的特性を示す複素値を有するサンプルを取得させて複素ＯＣＴデータを生成させ、前記プロセッサに、走査中に前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御させる、
コンピュータ読み取り可能な指示を含むコンピュータプログラム。
コンピュータ読み取り可能な指示を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書の例示的な態様は、概して、フーリエ領域光干渉断層撮像（ＦＤ－ＯＣＴ）撮像システムの分野に関し、特に、ＦＤ－ＯＣＴスキャナによる撮像ターゲットの走査中に、撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
光干渉断層撮像（ＯＣＴ）は低コヒーレンス干渉法に基づく撮像技術であり、生体組織のような光散乱媒質の高分解能の二次元及び三次元画像を取得するために広く使用されている。
【発明の概要】
【0003】
周知のように、ＯＣＴ撮像システムは、深度測距がどのように達成されるかに応じて、時間領域ＯＣＴ（ＴＤ－ＯＣＴ）またはフーリエ領域ＯＣＴ（ＦＤ－ＯＣＴ）(周波数領域ＯＣＴとも呼ばれる）として分類され得る。ＴＤ－ＯＣＴでは、撮像システムの干渉計の基準アームの光路長が、ＯＣＴ撮像システムにより撮像されている散乱媒体（本明細書では「撮像ターゲット」と称する）の反射性プロファイルの取得中に時間的に変化し、反射性プロファイルは、一般に「深度走査」または「軸方向走査」（「Ａ－スキャン」）と称する。ＦＤ－ＯＣＴでは、各Ａ－スキャンの走査位置での干渉計の基準アームとサンプルアームとの間の干渉から生じるスペクトル干渉図形は、基準アームの光路長の何らかの変動を必要とすることなく、Ａ－スキャンの深さに沿った全ての点を同時に取得するためにフーリエ変換される。ＦＤ－ＯＣＴは、サンプルからの全ての後方反射が同時に測定されるので、干渉計におけるサンプルアームミラーの走査よりも遥かに高速の撮像を可能にする。二つの一般的なタイプのＦＤ－ＯＣＴは、スペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ－ＯＣＴ）と周波数走査ＯＣＴ（ＳＳ－ＯＣＴ）である。ＳＤ－ＯＣＴでは、広帯域光源が多数の波長を撮像ターゲットに照射し、検出器として分光器を用いて全波長を同時に測定する。ＳＳ－ＯＣＴ (時間符号化周波数領域ＯＣＴとも呼ばれる）では、光源はある範囲の波長を通して掃引され、検出器の時間的出力はスペクトル干渉に変換される。
【0004】
ＯＣＴ撮像システムは、撮像システムが横方向にＯＣＴデータを取得するように構成される方法に応じて、点走査（「点検出」又は「走査点」としても知られる）、ラインスキャン又はフルフィールドとして分類することもできる。点走査ＯＣＴ撮像システムは、撮像ターゲットの表面を横切って集束されたサンプルビームを走査することにより、ＯＣＴデータを取得する。これは、典型的には、単一のライン（例えば、円形又は螺旋を画定するように、又は代替的に湾曲させてもよい）に沿って、又は撮像ターゲットの表面の（通常は実質的に平行である）ラインのセットに沿って、撮像ターゲットを走査することにより、ＯＣＴデータを取得する。また、このライン（複数）に沿った複数のポイントのそれぞれについての軸方向深度プロファイル（Ａ－スキャン）を取得することにより、一度に１つのポイントで、サンプルの二次元又は三次元（体積）の反射率プロファイルを表すＡ－スキャンの一次元又は二次元のアレイを含むＯＣＴデータを構築する。
【0005】
ＯＣＴ撮像システムが絶えず増加する速度でサンプル画像データを取得することを可能にした技術的改良にもかかわらず、超高速システムにおいてさえも、撮像中の不随意の眼球運動（例えば、マイクロサッケード）は、ＯＣＴ画像における問題の重大な原因のままである。このような眼球運動の問題を解消するために後処理アルゴリズムが開発されているが、このアプローチは、大きくて急速な眼球運動を適切に処理しない可能性があり、後処理では補正できない取得ＯＣＴデータのギャップを招く可能性がある。眼球運動の問題を低減するためのより効果的なアプローチは、走査レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）または眼底カメラなどの第２の（高速の）撮像モダリティを使用して、例えば、ＯＣＴ撮像中に網膜の撮像領域の移動を監視するための強度ベースの網膜画像を取得し、ＯＣＴ走査ミラー（複数可）を制御するためにそれから取得される眼球運動信号を使用して、ターゲットのＯＣＴ走査グリッドを維持する。
【0006】
（概要）
本明細書の第１の実施態様によれば、フーリエ領域光干渉断層撮像（ＦＤ－ＯＣＴ）システムが提供され、そのシステムは、撮像ターゲットの走査を行うことにより、複素ＯＣＴデータを生成し、その複素値が、撮像ターゲットのそれぞれの走査位置における撮像ターゲットの光学的特性を示すサンプルを取得することにより、構成される、ＦＤ－ＯＣＴスキャナと、前記取得したサンプルの位相情報を使用する相互相関計算を実行し、前記相互相関計算に基づいて前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御し、前記走査中に前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように構成されるコントローラと、を備える。
本明細書の第１の実施態様によれば、フーリエ領域光干渉断層撮像（ＦＤ－ＯＣＴ）システムが提供され、そのシステムは、撮像ターゲットの走査を行うことにより、複素ＯＣＴデータを生成し、その複素値が、撮像ターゲットのそれぞれの走査位置における撮像ターゲットの光学的特性を示すサンプルを取得することにより、構成される、ＦＤ－ＯＣＴスキャナと、前記取得したサンプルの位相情報を使用する相互相関計算を実行し、前記相互相関計算に基づいて前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御し、前記走査中に前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように構成されるコントローラと、を備える。
【0007】
第１の実施形態のＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの例示的な実施形態では、コントローラは、前記第１のサンプルのセットを取得することにより、相互相関計算を実行するように構成することができ、前記サンプルは、前記撮像ターゲットの第１の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含む第１のセットと、前記サンプルのうちの第２のセットを取得することであって、前記第２のセットは、前記撮像ターゲットの第２の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含み、前記第２の走査ラインは、少なくとも部分的に前記第１の走査ラインと重なり、前記相互相関計算を実行して、サンプルの前記第１のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第３のセットと、サンプルの前記第２のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第４のセットと、サンプルの前記第３のセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、前サンプルの記第４のセットの前記第１の走査ラインと前記第２の走査ラインとが重なる前記撮像ターゲットの共通領域は、サンプルの前記第３のセットにおける位相情報とサンプルの前記第４のセットにおける位相情報とに基づいて相互相関計算される。例示的実施形態では、コントローラは、さらに、走査中に撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するようにＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するように、計算された相互相関を用いて、第１のサンプルのセットと第２のサンプルのセットとを互いに登録して、第１のサンプルのセットの走査位置と第２のサンプルのセットの走査位置との間のオフセットを示すオフセット指標の値を決定し、オフセット指標の決定値を用いて、ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御し、走査中に、第１のサンプルのセットの取得とＦＤ－ＯＣＴスキャナによる第２のサンプルのセットの取得との間に発生した撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように、ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するように構成することができる。
【0008】
上述した例示的な実施形態の第１の変形例では、ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、取得されたサンプルが撮像ターゲットの繰り返しＢ－スキャンを画定するように、撮像ターゲットの重なる走査ラインに沿って撮像ターゲットのラインスキャンを繰り返すように、その走査として実行することにより複素ＯＣＴデータを生成するように配置することができる。第１の変形例では、コントローラは、第１のサンプルのセットとして、繰り返しＢ－スキャンの第１のＢ－スキャンを取得することと、第２のサンプルのセットとして、繰り返しＢ－スキャンの第２のＢ－スキャンを取得することと、相互相関計算として、第１のＢ－スキャンの１つ以上のＡ－スキャンと第２のＢ－スキャンのＡ－スキャンとの間の相互相関を計算するために、相互相関計算を実行することと、により相互相関計算を実行するように構成されてもよく、第２のＢ－スキャンのＡ－スキャンは、第１のＢ－スキャンにおける１つ以上のＡ－スキャンに対して、第２のＢ－スキャンに対応して位置するＡ－スキャンを含む。第１の変形例において、コントローラは、さらに、オフセット指標の値として、第１のＢ－スキャンの取得とＦＤ－ＯＣＴスキャナによる第２のＢ－スキャンの取得との間に生じた撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するために、オフセット指標の値を決定するために計算された相互相関を使用することにより、第１のサンプルのセットとして第１のＢ－スキャンを登録することと、第２のサンプルのセットとして第２のサンプルを登録することとにより、第１のＢ－スキャンと第２のＢ－スキャンとの間に生じた撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するようにＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御することとにより、ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するように構成されてもよい。
【0009】
上記に設定された第１の変形例において、コントローラは、相互相関計算として、第１のＢ－スキャンの所定数のＡ－スキャンと第２のＢ－スキャンのＡ－スキャンとの間の相互相関を計算する相互相関計算を実行するように構成されてもよく、相互相関計算は、第１のＢ－スキャンの所定数のＡ－スキャンにおける位相情報と第２のＢ－スキャンにおける位相情報とに基づいており、第１のＢ－スキャンの所定数のＡ－スキャンの間の位相情報の変動が所定の変動度未満であるように、所定数が選択される。この場合、コントローラは、さらに、前記走査中に前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するように構成され、前記走査中に、複数の前記相互相関計算を行って、前記第１のＢ－スキャンの前記所定数のＡ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンのそれぞれのＡ－スキャンのそれぞれのセットとの間のそれぞれの相互相関を計算し、前記第２のＢ－スキャンの前記所定数の前記Ａ－スキャンに対応して位置するＡ－スキャンを含む前記第２のＢ－スキャンの前記それぞれのＡ－スキャンと、前記計算された前記相互相関を組み合わせて、前記オフセット値として、前記第１のＢ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンとの間のオフセットを示す値を決定することと、前記第１のＢ－スキャンとの間の前記オフセットを示す決定されたオフセット値を使用することにより、前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御する。
【0010】
上記実施形態のＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの第２の変形例では、ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、複素ＯＣＴデータを生成するように、走査として、撮像ターゲットの領域ＯＣＴ走査として、撮像ターゲットの光学的特性を示す複素値を有するサンプルを含む領域ＯＣＴ走査を、撮像ターゲットに三次元的に分布されたそれぞれの走査位置に含み、コントローラは、領域ＯＣＴ走査の少なくとも一部として第１の走査ラインに沿って撮像ターゲットを走査するＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含むサンプルのセットが第１のサンプルのセットとして、相互相関計算を実行するように配置してもよく、第１のサンプルのセット第２の走査ラインは第１の走査ラインを斜めに横切る。
【0011】
第２の変形例では、第１の走査ラインは、撮像ターゲットの複数の平行な走査ラインのうちの１つであってもよく、ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、領域ＯＣＴ走査に基づいて、複数の平行な走査ラインに沿って撮像ターゲットを走査することにより領域ＯＣＴ走査を実行し、複素ＯＣＴデータとしてＯＣＴ－Ｃ－スキャンを生成するように構成される。コントローラは、第１のサンプルのセットとして、ＯＣＴ－Ｃ－スキャンの複素ＯＣＴデータを取得することにより相互相関計算を実行するように構成されてもよい。
【0012】
あるいは、第２の変形例では、第１の走査ラインは、撮像ターゲットの表面の２つの軸方向に沿って延びていてもよく、例えば、正方形、三角形、ひし形、円、楕円、螺旋、正方形の螺旋、リサージュ図形、エピトロコイド、又はハイポトロコイドを撮像ターゲットの表面に画定してもよい。
【0013】
さらなる変形例として、第２の変形例において、第１の走査ライン及び第２の走査ラインは、撮像ターゲットの表面の２つの軸方向に沿って延在し、それ自体を横切る（交差する）単一の走査ラインの異なるそれぞれの部分とすることができる。単一の走査ラインは、例えば、撮像ターゲットの表面にリサージュ図形、エピトロコイド、又はハイポトロコイドを画定することができる。
【0014】
本明細書の第２の例の態様によれば、ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御するコンピュータ実装方法が提供され、この方法は、撮像ターゲットの走査を行うことにより複素ＯＣＴデータを生成し、その複素値が撮像ターゲットのそれぞれの走査位置における撮像ターゲットの光学的特性を示すサンプルを取得し、撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の走査中の相対的な移動を補正する。この方法は、取得サンプルの位相情報を使用する相互相関計算を実行することと、相互相関計算に基づいて、ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御して、走査中の撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対的な移動を補正することとを含む。
【0015】
第２の実施態様のコンピュータ実装方法の例示的な実施形態において、相互相関計算は、前記第１のサンプルのセットを取得することにより実行することができ、前記サンプルのうちの前記サンプルは、前記撮像ターゲットの第１の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含む、前記サンプルのうちの前記第１のセットを取得することと、前記サンプルのうちの第２のセットの前記サンプルを取得することであって、前記第２のセットは、前記撮像ターゲットの第２の走査ラインに沿って前記撮像ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含み、前記第２の走査ラインは、少なくとも部分的に前記第１の走査ラインと重なり、前記相互相関計算を実行して、前記第１のセットのサンプルのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第３のセットと、前記第２のセットのサンプルのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第４のセットとの間で相互相関を計算することと、前記第３のセットのサンプルのうちの少なくともいくつかのサンプル 前記第１の走査ラインと前記第２の走査ラインとが重なるターゲットであって、前記相互相関計算は、サンプルの前記第３のセットの位相情報とサンプルの前記第４のセットの位相情報とに基づいている、ことを特徴とする。さらに、第２の実施態様のコンピュータ実装方法において、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、走査中に前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するように制御されてもよく、これは、前記計算された相互相関を用いて、前記計算された相互相関を用いて、サンプルの前記第１のセットとサンプルの前記第２のセットとの間のオフセット指標の値を決定し、前記オフセット指標の前記決定された値を用いて、走査中に前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御し、前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナによりサンプルの前記第１のセットの取得とサンプルの前記第２のセットの取得との間に発生した前記撮像ターゲットと前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正することにより行われる。
【0016】
上述したコンピュータ実装方法の実施例の第１の変形例では、ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、前記走査を行うことにより、前記複素ＯＣＴデータを生成することができ、前記走査として、前記撮像ターゲットで重複する走査ラインに沿って前記撮像ターゲットのラインスキャンを繰り返し、前記取得したサンプルが前記撮像ターゲットの繰り返しＢ－スキャンを画定し、前記方法は、前記第１のサンプルのセットとして、前記繰り返しＢ－スキャンの前記サンプルの第１のＢ－スキャンを取得することと、前記第２のサンプルのセットとして、前記繰り返しＢ－スキャンの第２のＢ－スキャンを取得することと、前記相互相関計算として、前記第１のＢ－スキャンの１つ以上のＡ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンのＡ－スキャンとの間の相互相関を計算するための相互相関計算を行うこととを含み、前記第２のＢ－スキャンのＡ－スキャンは、第１のＢ－スキャンの一つ以上のＡ－スキャンに対応して第２のＢ－スキャンに位置するＡ－スキャンを含む。この方法は、第１のＢ－スキャンの取得からＦＤ－ＯＣＴスキャナによる第２のＢ－スキャンの取得までの間に発生した撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対的な移動を、決定されたオフセット値を用いて補正するために、第１のＢ－スキャンを第１のサンプルのセットとして登録し、第２のサンプルのセットとして、算出された相互相関を用いて、オフセット指標の値として、第１のＢ－スキャンと第２のＢ－スキャンとの間のオフセット値を決定することにより、ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御することにより、撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対的な移動を補正するためにＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御することを含むことができる。
【0017】
上記のように設定された第１の変形例の方法は、相互相関計算として、前記第１のＢ－スキャンの所定数のＡ－スキャンと前記第２のＢ－スキャンのＡ－スキャンとの間の相互相関を計算する相互相関計算を実行することを含み、前記相互相関計算は、前記第１のＢ－スキャンの前記所定数のＡ－スキャンの位相情報と前記第２のＢ－スキャンの前記Ａ－スキャンの位相情報とに基づいており、前記所定数は、前記第１のＢ－スキャンの前記所定数の前記Ａ－スキャンのうちの前記位相情報の変動が所定の変動度未満であるように選択される、ことを特徴とする。ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するために制御されてもよく、これは、走査中に、第１のＢ－スキャンの所定数のＡ－スキャンの各セットと第２のＢ－スキャンの各Ａ－スキャンの各セットとの間の相互相関を計算するための複数の相互相関計算を実行すること、第２のＢ－スキャンに対応して位置するＡ－スキャンを含む第２のＢ－スキャンの各Ａ－スキャンを、セットの所定数のＡ－スキャンのオフセット値として、計算された相互相関を組み合わせて、第１のＢ－スキャンと第２のＢ－スキャンとの間のオフセットを示す値として決定すること、および第１のＢ－スキャンと第２のＢ－スキャンとの間のオフセットを示す決定されたオフセット値を使用することにより、撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正するためにＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御することにより行われる。
【0018】
あるいは、上述した例の実施形態の第２の変形例のコンピュータ実装方法では、ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、前記走査として、撮像ターゲットの光学的特性を示す複素値を有するサンプルを取得するために撮像ターゲットの領域ＯＣＴ走査を撮像ターゲットで三次元的に分布されたそれぞれの走査位置で取得することにより複素ＯＣＴデータを生成することができ、この方法は、前記第１のサンプルのセットとして、前記領域ＯＣＴ走査の少なくとも一部として前記第１の走査ラインに沿って撮像する前記ターゲットを走査する前記ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得されたサンプルを含むサンプルのセットを取得することにより相互相関計算を実行することを含むことができ、前記第２の走査ラインは前記第１の走査ラインを斜めに横切る。第１の走査ラインは、撮像ターゲットの複数の平行な走査ラインのうちの１つであってよく、ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、複数の平行な走査ラインに沿って撮像ターゲットを走査することにより領域ＯＣＴ走査を実行し、領域ＯＣＴ走査に基づいて、複素ＯＣＴデータとしてＯＣＴ－Ｃ－スキャンを生成する。この場合、相互相関計算は、第１のサンプルのセットとして、ＯＣＴ－Ｃ－スキャンの複素ＯＣＴデータを取得することを含み得る。
【0019】
あるいは、第２の変形例のコンピュータ実装方法では、第１の走査ラインは、撮像ターゲットの表面の２つの軸方向に沿って延びていてもよく、例えば、正方形、三角形、ひし形、円、楕円、螺旋、正方形螺旋、リサージュ図形、エピトロコイド、又はハイポトロコイドを撮像ターゲットの表面に画定してもよい。
【0020】
さらなる変形例として、第２の変形例のコンピュータ実装方法では、第１の走査ライン及び第２の走査ラインは、単一の走査ラインのそれぞれの部分が異なっていてもよく、これは、撮像ターゲットの表面の２つの軸方向に沿って延び、それ自体を横切る（交差する）。単一の走査ラインは、例えば、撮像ターゲットの表面にリサージュ図形、エピトロコイド、又はハイポトロコイドを画定することができる。
【0021】
また、本明細書の第３の例態様によれば、コンピュータ読み取り可能な指示を含むコンピュータプログラムが提供され、プロセッサにより実行されると、ＦＤ－ＯＣＴスキャナは、撮像ターゲットの走査を行うことにより複素ＯＣＴデータを生成し、複素値が撮像ターゲットのそれぞれの走査位置における撮像ターゲットの光学的特性を示すサンプルを取得することにより、プロセッサは、第２の例としての態様、その実施形態、又は上述した変形例の何れかに係る方法を実行することにより、走査中に撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対的な移動を補正するようにＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御させる。コンピュータプログラムは、一時的でないコンピュータ読み取り可能な記憶媒体（例えば、コンピュータハードディスクまたはＣＤ）に記憶されてもよく、またはコンピュータ読み取り可能な信号により運ばれてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0022】
以下に説明する添付図面を参照して、例示的実施形態を非限定的例として詳細に説明する。図の異なるものに現れる同様の参照番号は、別段の指示がない限り、同一または機能的に同様の要素を示すことができる。
【図6】図６は、（ａ）が実施例のＦＤ－ＯＣＴ撮像システムのコントローラにより処理されるＢ－スキャンの例を示し、（ｂ）が（ａ）に示されるＢ－スキャンの各位相成分の大きさがｘ軸およびｚ軸方向に沿ってどのように変化するかのプロットを示し、（ｃ）が（ａ）のＢ－スキャン６１０の位相成分値からＢ－スキャン６２０の位相成分値を差し引いた位相成分差プロットを示す。
【図7】図７は、（ａ）が全体のＢ－スキャン６１０の複素ＯＣＴデータと図６（ａ）の全体のＢ－スキャン６２０の複素ＯＣＴデータとの間の複素相互相関に基づく相互相関グラフを示し、（ｂ）が全体のＢ－スキャン６１０の複素ＯＣＴデータと図６（ａ）の全体のＢ－スキャン６２０の複素ＯＣＴデータとの間の計算された二次元の相互相関を示す。
【図9】図９は、（ａ）が位相安定度が高いＡ－スキャンブロックを画定する図６（ａ）に示すＢ－スキャン６１０の隣接する１０個のＡ－スキャンの集合の例を示し、（ｂ）が図６（ａ）のＢ－スキャン６２０を示し、（ｃ）が（ａ）のＡ－スキャンブロックと（ｂ）のＢ－スキャンとを相互相関させることにより得られた相互相関グラフを示し、（ｄ）が（ａ）のＡ－スキャンブロックと（ｂ）のＢ－スキャンとを相互相関させることにより得られた二次元の相互相関値プロットとを示す。
【図10】図１０は、（ａ）が図６（ａ）に示されるＢ－スキャン６１０の隣接する１０個のＡ－スキャンの集合の例であって、高い位相安定性を有するＡ－スキャンブロックを画定するものを示し、（ｂ）が図６（ａ）のＢ－スキャン６２０を示し、（ｃ）が（ａ）のＡ－スキャンブロックを（ｂ）のＢ－スキャンと相互相関させることにより得られる相互相関グラフを示し、（ｄ）が（ａ）のＡ－スキャンブロックのデータ要素の絶対値と（ｂ）のＢ－スキャンのデータ要素の絶対値とを相互相関させることにより得られる二次元の相互相関値プロットを示す。
【図11】図１１は、（ａ）が位相安定度が高いＡ－スキャンブロックを画定する図６（ａ）に示すＢ－スキャン６１０の４つの隣接するＡ－スキャンの集合の例を示し、（ｂ）が図６（ａ）のＢ－スキャン６２０を示し、（ｃ）が（ａ）のＡ－スキャンブロックと（ｂ）のＢ－スキャンとを相互相関させることにより得られた相互相関グラフを示し、（ｄ）が（ａ）のＡ－スキャンブロックと（ｂ）のＢ－スキャンとを相互相関させることにより得られた二次元の相互相関値プロットとを示す。
【図12】図１２は、（ａ）が位相安定度が高いＡ－スキャンブロックを画定する図６（ａ）に示すＢ－スキャン６１０の４つの隣接するＡ－スキャンの集合の例を示し、（ｂ）が図６（ａ）のＢ－スキャン６２０を示し、（ｃ）が（ａ）のＡ－スキャンブロックと（ｂ）のＢ－スキャンとを相互相関させることにより得られた相互相関グラフを示し、（ｄ）が（ａ）のＡ－スキャンブロックと（ｂ）のＢ－スキャンとを相互相関させることにより得られた二次元の相互相関値プロットとを示す。
【図13】図１３は、（ａ）が相互相関計算のために選択された図６（ａ）に示すＢ－スキャン６１０の単一のＡ－スキャンの例を示し、（ｂ）が図６（ａ）のＢ－スキャン６２０を示し、（ｃ）が（ａ）のＡ－スキャンと（ｂ）のＢ－スキャンとを相互相関させることにより得られた相互相関グラフを示し、（ｄ）が（ａ）のＡ－スキャンと（ｂ）のＢ－スキャンとを相互相関させることにより得られた二次元の相互相関値プロットとを示す。
【図14】図１４は、ＦＤ－ＯＣＴスキャナを図４のプロセスＳ１０にて制御して、それにより実行される走査中の撮像ターゲットとＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対移動を補正する方法を示すフローダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【0023】
上述した背景を鑑みて、本発明者らは、上述したような欠点を有する問題の解消のための後処理アルゴリズム、または移動補正のための撮像ターゲットの追跡を提供するための第２の撮像モダリティを必要とすることなく、ＦＤ－ＯＣＴ走査中に取得されたＯＣＴデータでの移動の問題を少なくとも部分的に回避するためのスキームを考案した。より具体的には、本発明者らは、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムにより取得された複素ＯＣＴデータの位相情報は、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムと撮像ターゲットとの間の相対的な移動を補正するために、ＯＣＴデータ取得プロセスの動作追跡およびリアルタイム制御を可能にするのに十分に迅速に取得および使用することができる、撮像構造の詳細かつ再現可能な「指紋」を提供することができることを認識した。本発明者らは、その結果、フーリエ領域ＯＣＴ撮像システムを考案し、該フーリエ領域ＯＣＴスキャナは、複素ＯＣＴデータを生成するように構成されたＦＤ－ＯＣＴスキャナであって、複素値が、該撮像ターゲットのそれぞれの走査位置における該撮像ターゲットの光学的特性を示すサンプルを取得する撮像ターゲットの走査を行うことと、前記取得サンプルの位相情報を使用する相互相関計算を実行するように構成されたコントローラであって、該相互相関計算に基づいて、該ＦＤ－ＯＣＴスキャナを制御することにより、該撮像ターゲットと該ＦＤ－ＯＣＴスキャナとの間の相対的な移動を該走査中に補正する。
【0024】
コントローラは、例えば、撮像ターゲットの第１の走査ラインに沿って、撮像ターゲットの部分的に重なる第２の走査ラインに沿ってサンプル光ビームをそれぞれ走査するＦＤ－ＯＣＴスキャナにより取得され得る第１のサンプルのセット及び第２のサンプルのセットを用いて相互相関計算を実行することができる。走査ラインは、走査中に光ビームが後続する撮像ターゲットの表面の経路を表す仮想線（曲線または直線であってもよい）である。第１のサンプルのセットおよび第２のサンプルのセットは、以下の例示的な実施形態において記載されるように、多数の異なる形態のうちの１つにおいて提供され得る第１の走査ラインおよび第２の走査ラインに沿って撮像された１つ以上の走査から取得することができる。例えば、第１及び第２の走査ラインは、以下の第１の実施形態のように、例えば、ＦＤ－ＯＣＴスキャナが撮像ターゲットの撮像部の繰り返しＢ－スキャンを取得する場合には、ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより実行される異なるそれぞれの走査において、完全に重複し、光ビームが続くようにすることができる。第１及び第２の走査ラインは、代わりに、撮像ターゲットの１つ又は複数の離散点で互いに交差し、それに続いて、ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより実行される別個の走査（例えば、予備的な「基準」走査、及びその後の「測定」走査）において光ビームが続くことができる。さらなる代替案として、第１及び第２の走査ラインは、撮像ターゲットの表面の１つ又は複数の点で互いに交差し、ＦＤ－ＯＣＴスキャナにより実行されている単一の連続的な（「自己参照」）走査の一部を形成することができる。これらの代替は、第２の実施形態例に関連して、以下により詳細に説明される。
【0025】
これらの代替案は、第２の実施形態例に関連して、以下により詳細に説明される。
【0026】
ここで、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの例示的実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0027】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態例によるＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１０の概略図である。ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１０は、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ（ＯＣＴ走査及びデータ取得システム）２０を備え、このスキャナは、撮像ターゲット３０の走査を行うことにより複素ＯＣＴデータ２５を生成し、その複素値が撮像ターゲット３０のそれぞれの走査位置における撮像ターゲット３０の光学的特性（例えば、反射性又は反射率）を示すサンプルを取得するように構成される。
図１は、第１の実施形態例によるＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１０の概略図である。ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１０は、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ（ＯＣＴ走査及びデータ取得システム）２０を備え、このスキャナは、撮像ターゲット３０の走査を行うことにより複素ＯＣＴデータ２５を生成し、その複素値が撮像ターゲット３０のそれぞれの走査位置における撮像ターゲット３０の光学的特性（例えば、反射性又は反射率）を示すサンプルを取得するように構成される。
【0028】
ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、本実施形態のように、周波数走査ＯＣＴ（ＳＳ－ＯＣＴ）システムであってもよい。しかし、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０はこの形態で提供される必要はなく、例えばスペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ－ＯＣＴ）の代替形態をとってもよい。より一般的には、一実施形態は、複素ＯＣＴデータ２５、すなわち、走査中にＯＣＴ測定が行われる各走査位置に対して得られる複素Ａ－スキャン情報を表すそれぞれのスペクトル干渉図（干渉スペクトル）のフーリエ変換を生成することが可能な、任意の形態のＦＤ－ＯＣＴ撮像システムとして提供されてもよい。このような複素ＯＣＴデータ２５は、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により撮像ターゲット３０の走査が実行されている間にＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０と撮像ターゲット３０との間の相対移動を補正するために、本明細書で説明するようにコントローラ４０により使用することができる取得されたＯＣＴ測定値からの位相情報を符号化する。
【0029】
ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、図２に示すように、走査システム２２、光検出器２４、ＯＣＴデータ処理ハードウェア２６、及び光ビーム発生器２８を含む周知の構成要素を含むことができる。
【0030】
走査システム２２は、撮像ターゲット３０を横切って光ビームＬｂの一次元および／または二次元の点走査を実行し、点走査中に撮像ターゲット３０により散乱された光Ｌｃを集光するように構成されてもよい。したがって、走査システム２２は、撮像ターゲット３０の表面全体に分布したそれぞれの走査位置でＡ－スキャンを取得するように配置され、走査位置を光ビームＬｂで順次照射し、一度に１つの走査位置とし、各走査位置で撮像ターゲット３０により散乱された光Ｌｃの少なくとも一部を集光する。走査システム２２は、当該技術分野で普及しているものに知られている任意の適切な走査パターン、例えば、１セットの（例えば、平行又は重なり合った）走査ラインが、それらに沿って共通の方向に続く）一方向走査、蛇行走査又は螺旋走査を使用して点走査を実行することができる。走査システム２２は、本例示の実施形態では点走査を行うように配置されているが、走査システム２２は、代替的に、他の例示の実施形態では、当業者には周知のハードウェアを使用して、ライン走査を行うように配置してもよい。
【0031】
本実施形態では、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１０は、眼の網膜の領域の形態で、撮像ターゲット３０からＯＣＴデータを取得するように構成される眼科ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムであるが、眼の前方区域の一部など、ＯＣＴにより撮像することができる眼の任意の他の部分は、代替として又は追加として撮像ターゲット３０を形成することができる。撮像ターゲット３０は、しかしながら、眼の一部に限定されず、代替的には、任意の組織（例えば、皮膚）、生物学的サンプル、又はより一般的には、サブの表面下組織がＯＣＴにより撮像されることになる任意の散乱媒体であってもよい。
【0032】
光ビーム発生器２８は、光源２８－１及び光源開口２８－２を含むことができる。この場合、光源２８－１は、光源開口２８－２を介して発光するように配置され、光源開口２８－２の形状およびサイズ（例えば、光源開口２８－２が円形である場合、直径）が、光ビームＬｂ（すなわち、これらのサイズおよび形状が同じになるように）の断面形状およびサイズ（例えば、直径）を画定するように、光ビームＬｂを生成する。いくつかの例示的な実施形態では、光ビーム発生部２８は、例えば光源２８－１からの光をコリメートするための１つまたは複数のコリメートレンズなどの、さらなる構成要素（図２には示されていない）を備えてもよい。
【0033】
光検出器２４は、基準光Ｌｒと走査中に走査システム２２により集光された光Ｌｃとの間の干渉に起因する干渉光Ｌｉに基づいて検出信号Ｓｄを生成するように構成される。言い換えると、点走査中に走査システムにより集光された基準光と光は、互いに一致し、干渉し、得られた干渉光Ｌｉは、光検出器２４の図示しない光検出部品に導かれ、受光される。光検出器２４は、受光した干渉光Ｌｉを光電変換して検出信号Ｓｄを生成する。光検出器２４が取り得る具体的な形態は、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０が実装される形態に依存する。例えば、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０がＳＤ－ＯＣＴスキャナとして実現される場合、光検出器２４は、回折格子、フーリエ変換レンズ、および検出器アレイ（またはライン走査カメラ）を有し得る分光器を備える。ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０がＳＳ－ＯＣＴスキャナとして実現される場合、本例の実施形態のように、光検出器２４は２つの光検出器（例えば、逆バイアスされたフォトダイオード）を備える平衡型光検出器セットアップを備えることができ、その出力光電流は互いに減算され、減算された電流信号はトランスインピーダンス増幅器により電圧検出信号に変換される。
【0034】
次いで、検知信号Ｓｄは、ＯＣＴデータ処理ハードウェア２６により処理される。ＯＣＴデータ処理ハードウェア２６は、周知のデータ処理技術を使用して、検出信号Ｓｄに基づいて、撮像ターゲット３０の複素ＯＣＴデータを生成するように構成される。
【0035】
再び図１を参照すると、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１０は、さらに、取得サンプルの位相情報を使用して、取得サンプル間の複素相互相関を計算するために複素相互相関計算を実行するように構成されるコントローラ４０を備える。コントローラ４０は、さらに、相互相関計算の結果に基づいて、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０を制御するように構成されており、走査中に撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対移動を補正する。
【0036】
ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、本実施形態の場合のように、撮像ターゲット３０の表面の１つ以上の走査ラインに沿って撮像ターゲット３０を走査することにより、複素ＯＣＴデータ２５のサンプルを取得するように構成されてもよく、コントローラ４０は、まず、複素ＯＣＴデータ２５のサンプルの集合を取得することにより相互相関計算を実行するように構成されてもよい。より詳細には、コントローラ４０は、第１のサンプルのセットを取得することができ、その際、第１のセットのサンプルは、撮像ターゲット３０の表面の第１の走査ラインに沿って撮像ターゲット３０を走査するＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により取得されたサンプルを含み、第２のサンプルのセットを取得することができる。ここで、第２のセットのサンプルは、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により取得されたサンプルが、撮像ターゲット３０の第２の走査ラインに沿って撮像ターゲット３０を走査するサンプルを含み、その第２の走査ラインは、少なくとも部分的に第１の走査ラインと重複する。第１のサンプルのセットのサンプルは、本実施形態のように、第１のＡ－スキャンと、第１のＡ－スキャンの各Ａ－スキャンが取得された撮像ターゲット３０の走査位置のそれぞれの指示とを含み得る。同様に、第２のサンプルのセットのサンプルは、本実施形態のように、第２のＡ－スキャンと、第２のＡ－スキャンの各Ａ－スキャンが取得された撮像ターゲット３０の走査位置のそれぞれの指示とを含み得る。
【0037】
ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、いくつかの異なる方法の１つで撮像ターゲット３０を走査することにより、このような第１及び第２のセットのサンプルを取得することができる。このような第１及び第２のセットのサンプルは、例えば、第１及び第２のセットのサンプルを取得することができる特定のタイプの走査を行うように予め構成されることにより、又はいくつかの異なる動作モードで動作可能であることにより、取得することができる。ここで、これらのモードの少なくともいくつかは、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０にサンプルの第１及び第２のセットを取得させる。撮像ターゲットの表面の第１及び第２の走査ラインは、例えば、完全に重なって、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により実行される別個の走査（例えば、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０が撮像ターゲット３０の撮像された部分の繰り返しＢ－スキャンを取得する際）における光ビームＬｂに続いてよい。第１及び第２の走査ラインは、代わりに、撮像ターゲット３０の表面の１つ又は複数の点において互いに交差し、次いで、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により実行される別個の走査（例えば、予備的な「基準」走査、及びその後の「計測」走査）において光ビームＬｂにて行うことができる。さらなる代替案として、第１及び第２の走査ラインは、撮像ターゲット３０の表面の１つ又は複数の点で互いに交差し、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により実行されている単一の連続的な（「自己参照」）走査の一部を形成することができる。これらの代替の走査スキームは、以下により詳細に説明される。
【0038】
一旦、これらのサンプルのセットが取得されると、コントローラ４０は、相互相関計算を行って、第１のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第３のセットと、第２のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルを含む第４のセットと、第３のサンプルのセットの間の（少なくとも二次元の）相互相関を計算する。ここで、第３のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルと、第４のサンプルのセットのサンプルのうちの少なくともいくつかのサンプルとが、第１の走査ラインと第２の走査ラインとが重複する、撮像ターゲット３０の共通領域から取得される。相互相関計算は、第３のサンプルのセットの位相情報および第４のサンプルのセットの位相情報に基づいており、より具体的には、第３のサンプルのセットの位相情報と第４のサンプルのセットの位相情報との間の相互相関であってもよい。
【0039】
コントローラ４０は、計算された相互相関を用いて、第１のサンプルのセットと第２のサンプルのセットとを互いに登録することにより、撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対的な移動を走査中に最初に補正するようにＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０を制御するように構成される。コントローラ４０は、このプロセスを使用して、第１のサンプルのセットの取得とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０による第２のサンプルのセットの取得との間の、走査中のＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０と撮像ターゲット３０との間の相対的な移動により生じた、第１のサンプルのセットの走査位置と第２のサンプルのセットの走査位置との間のオフセット（すなわち、変位又は並進）を示すオフセット指標の値を決定する。コントローラ４０は、さらに、走査中に、オフセット指標の決定値を用いてＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０を制御し、相対移動を補正するように構成される。コントローラ４０は、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０の走査システム２２が、オフセット指標により示されるオフセットを少なくとも部分的にカウントするように、撮像ターゲット３０を横切って光ビームＬｂを走査する１つ又は複数の走査要素の移動を決定する１つ又は複数の走査パラメータを調整することによりこれを達成することができ、その結果、オフセット指標に基づいて調整されるように、第２の走査ラインに沿って前の走査で使用された走査パラメータにより画定される後続の繰り返し走査パラメータにより画定される、第１のセットのサンプルの走査位置と、第１のセットのサンプルの走査位置と、第２のセットのサンプルの走査位置との間のオフセットよりも、引き続いて取得されるセットの走査位置との間のより小さなオフセットをもたらすことになる。
【0040】
ＯＣＴデータ処理ハードウェア２６とコントローラ４０とは、任意の適切な形態で提供されてもよい。一例を挙げて説明すると、これらの両方の構成要素は、図３に概略的に示す種類の（単一の）プログラム可能な信号処理ハードウェア１００の形成で実現される。しかし、ＯＣＴデータ処理ハードウェア２６およびコントローラ４０は、代わりに、図３に図示した種類のそれぞれの（別個の）プログラム可能な信号処理ハードウェア１００に実装することもできることに留意されたい。さらに、これらの構成要素の一方または両方は、代替的に、ＯＣＴデータ処理ハードウェア２６および／またはコントローラ４０（場合によってはあり得る）の機能を実行する専用のＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または他の集積回路などの非プログラマブルハードウェア、または図３を参照して上述したようなこのような非プログラマブルハードウェアおよびプログラマブルハードウェアの組み合わせで実現されてもよい。
【0041】
プログラム可能な信号処理ハードウェア１００は、光検出器２４からの検出信号Ｓｄを受信し、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０（具体的には、その走査システム２２）を制御するための制御信号を出力して、走査中に撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対的な移動を補正するための通信インターフェース１１０を備える。信号処理ハードウェア１００は、プロセッサ（例えば、中央処理ユニット、ＣＰＵ、および／またはグラフィック処理ユニット、ＧＰＵ）１２０、ワーキングメモリ１３０（例えば、ランダムアクセスメモリ）、およびコンピュータ可読指示を備えるコンピュータプログラム１４５を記憶する指示ストア１４０をさらに備え、これらはプロセッサ１２０により実行されるとき、プロセッサ１２０に、ＯＣＴデータ処理ハードウェア２６および本明細書に記載するコントローラ４０の機能を含む様々な機能を行わせる。ワーキングメモリ１３０は、コンピュータプログラム１４５の実行中にプロセッサ１２０により使用される情報を記憶する。指示ストア１４０は、コンピュータ読み取り可能な指示が予めロードされているＲＯＭ (例えば、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリの形態のもの）を備えていてもよい。あるいは、指示ストア１４０はＲＡＭ又は同様のタイプのメモリを備えていてもよく、コンピュータプログラム１４５のコンピュータ読み取り可能な指示を、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤＲＯＭ等の形態の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体１５０又はコンピュータ読み取り可能な指示を送信するコンピュータ読み取り可能な信号１６０のようなコンピュータプログラム製品から入力してもよい。いずれにせよ、コンピュータプログラム１４５は、プロセッサ１２０により実行されるとき、プロセッサ１２０に、本明細書に記載するように、コントローラ４０の機能を実行させる。換言すれば、実施形態のコントローラ４０は、コンピュータプロセッサ１２０と、コンピュータ読み取り可能な指示を記憶するメモリ１４０とを備えていてもよく、この指示は、コンピュータのプロセッサ１２０により実行されると、コンピュータのプロセッサ１２０にＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０を制御させる。この制御は、撮像ターゲット３０の走査を行うことにより、複素ＯＣＴデータ２５を生成し、その複素値が、撮像ターゲット３０のそれぞれの走査位置における撮像ターゲット３０の光学的特性を示すサンプルを取得することにより、走査中の撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対移動を補正する。
【0042】
図４は、実施形態のコントローラ４０が複素ＯＣＴスキャナ２０を制御するプロセスを示す流れ図であり、このコントローラは、撮像ターゲット３０の走査を行うことにより複素ＯＣＴデータ２５を生成し、その複素値が撮像ターゲット３０のそれぞれの走査位置における撮像ターゲット３０の光学的特性を示すサンプルを取得し、走査中の撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対移動を補正する。
【0043】
図４のプロセスＳ１０において、コントローラ４０は、取得サンプルの位相情報を使用する相互相関計算を実行する。より具体的には、プロセスＳ１０において、コントローラ４０は、第１のサンプルのセットおよび第２のサンプルのセットにおける位相情報の間の相互相関を計算する。
【0044】
図４のプロセスＳ２０において、コントローラは、相互相関計算に基づいて、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０を制御して、走査中の撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対移動を補正する。より具体的には、プロセスＳ２０において、コントローラ４０は、相互相関計算の結果を用いて、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により実行されている走査を修正し、走査の修正後に、走査の残りを、（走査の修正が実行されない場合と比較して）走査の残りに対してＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により取得されたサンプルに対する事前の相対的な移動の影響、または低減された影響がない状態で実行されるようにする。
【0045】
【0046】
図５のプロセスＳ１２において、コントローラ４０は、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により取得された第１のサンプルのセットを取得する。第１のセットのサンプルは、撮像ターゲット３０の第１の走査ラインに沿って撮像ターゲット３０を走査するＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により取得されたサンプルを含む。第１のサンプルのセットのサンプルは、本実施形態のように、第１のＡ－スキャンと、第１のＡ－スキャンの各Ａ－スキャンが取得された撮像ターゲット３０の走査位置のそれぞれの指示とを含み得る。
【0047】
図５のプロセスＳ１４において、コントローラ４０は、第２のサンプルのセットを取得する。第２のセットのサンプルは、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により取得されたサンプルを含み、撮像ターゲット３０の第２の走査ラインに沿って撮像ターゲット３０を走査し、第２の走査ラインは少なくとも部分的に第１の走査ラインと重なる。第２のサンプルのセットのサンプルは、本実施形態のように、第２のＡ－スキャンと、第２のＡ－スキャンの各Ａ－スキャンが取得された撮像ターゲット３０の走査位置のそれぞれの表示とを含み得る。
【0048】
上述のように、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、幾つかの異なる方法の１つで撮像ターゲット３０を走査することにより、このような第１及び第２のセットのサンプルを取得することができる。ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、本実施形態のように、複素ＯＣＴデータ２５を生成し、その走査として、撮像ターゲット３０の重なる走査ラインに沿って撮像ターゲット３０で光ビームＬｂのライン走査を繰り返し、その結果、取得されたサンプルが撮像ターゲット３０の共通断面のそれぞれの画像を表す繰り返しＢ－スキャンを画定する。このようにＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、第１のサンプルのセットとして繰り返しＢ－スキャンの第１のＢ－スキャンを取得し、第２のサンプルのセットとして、繰り返しＢ－スキャンの第２のＢ－スキャンを取得することができる。
【0049】
図６（ａ）は、第１のＢ－スキャン（Ｂ－スキャン１）６１０の例と、第２のＢ－スキャン（Ｂ－スキャン２）６２０の例を示しており、これは、第１のＢ－スキャン６１０の後に、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により取得された（撮像ターゲット３０としての）眼の網膜の撮像部の繰り返しＢ－スキャンのシーケンスにおける次のＢ－スキャンである。第２のＢ－スキャン６２０は、第１のＢ－スキャン６１０の０．０２ｓ後に取得されたが、Ｂ－スキャンの間の間隔は、それほど限定されない。第１のＢ－スキャン６１０および第２のＢ－スキャン６２０はそれぞれ、ｘ軸方向に沿って配列された２００回のＡ－スキャンを含み、図６（ａ）に示すように、各Ａ－スキャンのデータ要素がｚ軸方向に沿って配列される。図６（ａ）における第１のＢ－スキャン６１０及び第２のＢ－スキャン６２０のそれぞれにわたって延在する帯域は、比較的反射性の高い網膜層に対応している。このような網膜層は、例えば、外部制限膜、楕円ゾーン（ＩＳ／ＯＳ接合部）、交差指ゾーンおよび網膜顔料エピタリウムを含んでもよい。
【0050】
図６（ｂ）は、第１のＢ－スキャン６１０の位相成分６３０の大きさ、及び第２のＢ－スキャン６２０の位相成分６４０の大きさが、ｘ軸及びｚ軸方向に沿ってどのように変化するかのプロットを示す。位相成分６３０および６４０は、ｘ軸およびｚ軸方向に沿ってランダムに分布しているように見え、図６（ｂ）ではパターンが明らかではない。
【0051】
しかしながら、第２のＢ－スキャン６２０の位相成分値が第１のＢ－スキャン６１０の位相成分値から差引かれると、図６Ｃに示される得られる位相成分差のプロット６５０は、２つのＢ－スキャンにおける位相情報が強く相関しており、大部分一定の差分値の垂直バンドが図６Ｃのプロット６５０で明白であることを明らかにしている。ｚ軸方向に沿ったゆらぎは、Ｂ－スキャンの取得中の撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対移動による。プロット６５０の上部領域６６０およびプロット６５０の下部領域６７０にバンドが存在しないことは、第１のＢ－スキャン６１０および第２のＢ－スキャン６２０の対応する領域に網膜構造（およびその結果として生じる低信号レベル）が存在しないことから生じる。
【0052】
本発明者らは、繰り返しＢ－スキャン６１０及び６２０における位相情報間の強い相関関係を用いて、高速で計算効率の良い方法でＢ－スキャンを確実に登録することができることを認識した。これにより、結像ターゲット３０及びＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０の互いに対する移動により引き起こされる（ｘ軸及び／又はｚ軸方向に沿った）オフセットをリアルタイムで補正することが可能となり、したがって、この目的のために走査レーザ検眼器又は眼底カメラのような第２の結像モダリティを採用する必要なく、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により実行される走査中に効果的な移動補正を行うことが可能となる。本明細書に記載する技術により、ＯＣＴ容積は、点拡張関数で幅レベルで正確に登録することができる。
【0053】
再び図５を参照すると、プロセスＳ１６で、コントローラ４０は、第１のＢ－スキャン６１０の少なくともいくつかのサンプル（本実施形態では、Ｂ－スキャンが前述の第１のセットのサンプルを構成する）と、第２のＢ－スキャン６２０の少なくともいくつかのサンプル（本実施形態では、Ｂ－スキャンが前述の第２のセットのサンプルを構成する）を含む第４のセットのサンプルとの間の二次元の相互相関を計算するために複素相互相関計算を行う。
【0054】
より具体的には、コントローラ４０は、本実施形態のように、（第３のサンプルのセットとして）第１のＢ－スキャン６１０のＡ－スキャンの所定数Ｎ第３のサンプルのセットと、（第４のサンプルのセットとして）第２のＢ－スキャン６２０のＡ－スキャンのセット第４のサンプルのセットとの間の二次元の相互相関を計算し得、ここで、第２のＢ－スキャン６２０のＡ－スキャンのセットは、第１のＢ－スキャン６１０における１つ以上のＡ－スキャンへの第２のＢ－スキャン６２０に対応して位置付けられるＡ－スキャンを含み、Ｎは、１以上の整数である。相互相関計算は、第３のサンプルのセットにおける位相情報および第４のサンプルのセットにおける位相情報に基づいている。第３のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプル、及び第４のサンプルのセットのうちの少なくともいくつかのサンプルが、第１の走査ラインと第２の走査ラインとが重複する、撮像ターゲット３０の共通領域から取得されている。
【0055】
第３のサンプルのセット（ここではｆで示す）および第４のサンプルのセット（ここではｇで示す）について、ｆとｇの間の複素相互相関は次のように表すことができる: ｉｆｆｔｎ（ｆｆｔｎ（ｇ）＊ｃｏｎｊ（ｆｆｔｎ（ｆｆ）））。ここで、「ｆｆｔｎ」は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、「ｉｆｆｔｎ」は逆ＦＦＴ、および「ｃｏｎｊ（）」は共役を示す。
【0056】
複素相互相関は、複素ＯＣＴデータのセットが登録されたとき、位相パターンを識別し、高度に相関した位相による登録を行うために使用することができる。
【0057】
図５のプロセスＳ１６で、第１のＢ－スキャン６１０全体の複素ＯＣＴデータと第２のＢ－スキャン６２０全体の複素ＯＣＴデータとの複素相互相関がコントローラ４０により計算され得る。この場合、図７（ａ）に示すように、相互相関グラフにピークが観察される。また、計算された二次元の相互相関のプロットにもピークがあり、これは図７（ｂ）でははっきりと見えないが、図７（ｂ）に示されている。
【0058】
しかしながら、本発明者らは、図６（ｃ）のバンドの出現を引き起こす、走査中のＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０に対する撮像ターゲット３０の相対的な移動により引き起こされる位相のゆらぎが、比較的大きな第１のＢ－スキャン６１０を用いてこれを実行する場合に、相互相関計算の結果を劣化させ得ることを見出した。本発明者らは、そのような場合、相互相関計算において第１のＢ－スキャン６１０のＡ－スキャンの一部のみを使用すること、特に、第１のＢ－スキャン６１０の隣接する所定の数ＮのＡ－スキャン（第３のサンプルのセットとして）を使用することが有利であることを見出した。ここで、Ｎは、第１のＢ－スキャン６１０のＮのＡ－スキャン間の位相情報の変動が所定の変動度よりも小さくなるように選択される。
【0059】
Ｎの値は、いくつかの異なる方法の１つで決定することができる。１つの例として、Ｎは、第１のＢ－スキャン６１０のｉ番目のＡ－スキャンと第１のＢ－スキャン６１０の（ｉ＋１）番目のＡ－スキャンとの間の相関の度合いを計算し、計算された相関の度合いを閾値と比較し、ｉ番目のＡ－スキャンと（ｉ＋２）番目のＡ－スキャンとの間の相関の度合いを計算し、計算された相関の度合いを閾値と比較し、閾値が超過した場合に、第１のＢ－スキャン６１０を画定するＡ－スキャンのシーケンスのｉ番目のＡ－スキャンと次のＡ－スキャンとの間の相関の度合いを計算し、このプロセスが繰り返される（ｉ番目のＡ－スキャンとｉ番目のＡ－スキャンからさらに離れているＡ－スキャンとの間の相関を計算するために）ｉ番目のＡ－スキャンとの間の相関の計算がｉ番目のＡ－スキャンとの間の相関の計算が繰り返されるまで、決定することができる。そして、（ｉ＋Ｎ）番目のＡ－スキャンは、閾値を超えない相関値をもたらす。Ｎの値は、代替的に、図６Ｃにおける差のプロット６５０の検査から得られてもよく、ここで、Ｎは、プロット６５０において明白である垂直バンドのバンド（例えば、平均または最小幅のバンド）におけるＡ－スキャンの数を数えることにより決定されてもよい。高い位相安定性を有するＡ－スキャンブロック８００を画定する一セットの隣接するＡ－スキャンの例を図８に示す。
【0060】
図９（ａ）は、図９（ｃ）に示される相互相関グラフと図９（ｄ）に示される二次元の相互相関値プロットとをもたらすために、図９（ｂ）に示される第２のＢ－スキャンの全体（上述の第４のサンプルのセットとして）と相互相関がある「ＯＣＴストリップ」（上述の第３のサンプルのセットとして）を形成する、第１のＢ－スキャン６１０の１０個の隣接するＡ－スキャンのセットの例を示す。この例では、相互相関はｉｆｆｔｎ（ｆｆｔｎ（ｓｅｃｏｎｄ Ｂ－ｓｃａｎ）＊ｃｏｎｊ（ｆｆｔｎ（ＯＣＴストリップ））として計算される。ここで、「ｆｆｔｎ」は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、「ｉｆｆｔｎ」は逆ＦＦＴ、「ｃｏｎｊ（）」は共役を示す。図９Ｄのプロットの拡大部分が示すように、計算された二次元の相互相関には明瞭なピークが存在する。
【0061】
比較のため、図１０（ａ）は、図９（ａ）と同様に第１のＢ－スキャン６１０の隣接する１０個のＡ－スキャンの同じセットを示し、これらのセットは、図１０（ｂ）に示す第２のＢ－スキャンの全体（これは、図９（ｂ）と同じである）と相互相関されており、図１０（ｃ）に示す相互相関グラフおよび図１０（ｄ）に示す二次元の相互相関値プロットが得られる。しかしながら、この場合の相互相関計算は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）のＡ－スキャンにおける位相情報を伴わず、その中の複素ＯＣＴデータの振幅のみに基づく。より具体的には、振幅ベースの相互相関は、ｉｆｆｔｎ（ｆｆｔｎ（ａｂｓ（ｓｅｃｏｎｄ Ｂ－ｓｃａｎ））＊ｃｏｎｊ（ｆｆｔｎ（ａｂｓ（ＯＣＴストリップ）））として計算され、ここで、「ａｂｓ（）」は、それが動作する数の絶対値を返す関数である。その結果、図のいずれのプロットにも単一のピークは存在しない。１０（ｃ）と１０（ｄ）、Ｂ－スキャンは確実に登録できない。
【0062】
第１のＢ－スキャン６１０の一部を形成するＯＣＴストリップは、１０回のＡ－スキャンで構成される必要はなく、代替的に、より少数の隣接するＡ－スキャンで構成されてもよく、それを横切って、複素ＯＣＴデータの位相情報が比較的ほとんど変化しないことに留意されたい。一例を挙げて説明すると、第１のＢ－スキャン６１０のＯＣＴストリップは、図１１（ａ）の例のように、４つの隣接するＡ－スキャンを有することができる。このより小さいＡ－スキャンのセット（上記の３番目のサンプルのセットとして）は、図１１（ｂ）に示される２番目のＢ－スキャンの全体（上記の４番目のサンプルのセットとして）と相互相関があり、図１１（ｃ）に示される相互相関グラフおよび図１１（ｄ）に示される二次元の相互相関値プロットが得られる。図９（ａ）～図９（ｄ）の例と同様に、相互相関はｉｆｆｔｎ（ｆｆｔｎ（ｓｅｃｏｎｄ Ｂ－ｓｃａｎ）＊ｃｏｎｊ（ｆｆｔｎ（ＯＣＴストリップ））として計算されている。図１１（ｄ）のプロットの拡大部分が示すように、Ｎ＝４の場合、ＯＣＴストリップが４回のみのＡ－スキャンを含むにもかかわらず、計算された二次元の相互相関において、やはり単一のピークが存在する。
【0063】
さらに、図１２（ｃ）及び１２（ｄ）に示すように、計算された相互相関における孤立したピークは、ＯＣＴストリップ中のＡ－スキャンの数Ｎが２に減少した場合でさえも観察することができる。図１２（ａ）に示すように、第１のＢ－スキャン６１０の２つの隣接するＡ－スキャンと、図１２（ｂ）に示すように、第２のＢ－スキャンの全体とを相互相関させることにより得られる相互相関グラフおよび二次元の相互相関値プロットをそれぞれ示す。図９（ａ）～図９（ｄ）、及び図１１（ａ）～図１１（ｄ）の例と同様に、図１２（ａ）～図１２（ｄ）の例では、相互相関はｉｆｆｔｎ（ｆｆｔｎ（ｓｅｃｏｎｄ Ｂ－ｓｃａｎ）＊ｃｏｎｊ（ｆｆｔｎ（ＯＣＴストリップ））として計算されている。
【0064】
実際、単一のＡ－スキャン（ＯＣＴストリップとして）であっても、図１３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、計算された相互相関において観測可能なピークをもたらすことができる。図１３（ａ）に示すように、第１のＢ－スキャン６１０の単一のＡ－スキャンと、図１３（ｂ）に示すように、第２のＢ－スキャンの全体とを相互相関させることにより得られる相互相関グラフ及び二次元の相互相関値プロットをそれぞれ示す。この例でも、相互相関はｉｆｆｔｎ（ｆｆｔｎ（ｓｅｃｏｎｄ Ｂ－ｓｃａｎ）＊ｃｏｎｊ（ｆｆｔｎ（ＯＣＴストリップ）））として計算されている。
【0065】
図１４は、図４のプロセスＳ２０において、コントローラ４０がＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０を制御して、撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対移動を補正することができるプロセスを示すフローダイアグラムである。
【0066】
図１４のプロセスＳ２２において、コントローラ４０は、計算された相互相関を用いて、第１のサンプルのセットと第２のサンプルのセットとを互いに登録し、第１のサンプルのセットの走査位置と第２のサンプルのセットの走査位置との間のオフセットを示すオフセット指標の値を決定する。
【0067】
図１４のプロセスＳ２２において、コントローラ４０は、オフセット指標の値として、ｘ－ｚ平面の第１のＢ－スキャン６０１と第２のＢ－スキャン６０２との間のオフセットを示すオフセット値を決定するために、計算された相互相関を使用することにより、（上記の第１のサンプルのセットとして）第１のＢ－スキャン６０１と（上記の第２のサンプルのセットとして）第２のＢ－スキャン６０２とを互いに登録することが可能である。コントローラ４０は、この登録処理を、計算された二次元の相互相関におけるピークの位置を特定することにより実行することができ、それによりｘ－ｚ平面における座標を得て、そこからオフセット指標の値を導出することができる。
【0068】
コントローラ４０が、第１のＢ－スキャン６１０のＡ－スキャンのサブセットのみを第３のセットのサンプルとして取り込み、相互相関計算に使用する場合、上述のように、コントローラ４０は、図１４のプロセスＳ２２における複数の相互相関計算を実行して、第１のＢ－スキャン６１０の複数の異なるセットのＮ個の隣接するＡ－スキャンの各セット（すなわち、第１のＢ－スキャン６１０が分割される複数のＡ－スキャン「チャンク」の各々）と、第２のＢ－スキャン６２０のそれぞれのＡ－スキャンとの間のそれぞれの二次元の相互相関を計算することができ、ここで、第２のＢ－スキャン６２０のそれぞれのＡ－スキャンは、第２のＢ－スキャン６２０に対応して位置するＡ－スキャンを、セットのＮ個のＡ－スキャンに対して含む（したがって、セットのＮ個のＡ－スキャンと相互相関させることができる）。複数の「ＯＣＴチャンク」の各チャンクｎ（各チャンクは、第１のＢ－スキャン６１０のＮ個の隣接するＡ－スキャンの集合により定義され、その中で、複素ＯＣＴデータの位相情報が所定量以上変化しない）は、それぞれの相互相関である、
を得るために、第２のＢ－スキャン６２０（の少なくとも重複部分）と独立して相互相関されてもよい。コントローラ４０は、第２のＢ－スキャン６２０に関して第１のＢ－スキャン６１０を登録するために、以下の数式１のように、独立して計算された相互相関である、
の大きさの合計を計算することにより、組み合わせ相互相関である、
を計算してもよい。
を得るために、第２のＢ－スキャン６２０（の少なくとも重複部分）と独立して相互相関されてもよい。コントローラ４０は、第２のＢ－スキャン６２０に関して第１のＢ－スキャン６１０を登録するために、以下の数式１のように、独立して計算された相互相関である、
の大きさの合計を計算することにより、組み合わせ相互相関である、
を計算してもよい。
【0069】
【数1】
【0070】
より小さいＯＣＴチャンクは、移動により比較的影響を受けない傾向があるが、小さなＯＣＴチャンク（それぞれが単一のＡ－スキャンほど小さくてもよい）を使用する利点は、それらの処理が引き起こす、増大したコントローラ４０の処理負担に対して重み付けされる必要がある。コントローラ４０は、次に、全体的なオフセット値（又は「合成オフセット値」）として、第１のＢ－スキャン６１０と第２のＢ－スキャン６２０との間のオフセットを示す値を、
に基づいて決定してもよい。
に基づいて決定してもよい。
【0071】
図１４のプロセスＳ２４において、コントローラは、Ｓ２２で決定されたオフセット指標の値を使用して、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０を制御し、走査中に、第１のＢ－スキャン６０１（本実施形態における第１のセットのサンプルの例として）の取得と、第２のＢ－スキャン（本実施形態における第２のセットのサンプルの例として）の取得との間に発生した撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対移動をＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により補正する。
【0072】
コントローラ４０が、図１４のプロセスＳ２２において複数の相互相関計算を行って、第１のＢ－スキャン６１０（「ＯＣＴチャンク」）の複数の隣接するＮスキャンの各セットと第２のＢ－スキャン６２０のそれぞれのＡ－スキャンとの間のそれぞれの二次元の相互相関を計算する場合、上述のように、コントローラ４０は、図１４のプロセスＳ２４においてＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０を制御して、第１のＢ－スキャン６１０と第２のＢ－スキャン６２０との間のオフセットを示す、上述の決定された全体的な（または組み合わされた）オフセット値を用いることにより、撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との間の相対移動を補正することができる。
【0073】
プロセスＳ２４において、コントローラ４０は、オフセット指標の決定値（または、上述したオフセット指標の決定値の組み合わせであってもよいが、その場合のように）を用いて、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により実行されている走査を修正し、走査の修正後に、走査の残り（取得または１回以上の繰り返しＢ－スキャンを含む）を、走査の残り（走査の修正が実行されない場合と比較して）に対して、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により取得されたサンプルに対する事前の相対移動の影響、または低減された影響がない状態で実行されるようにする。
【0074】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施例では、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、走査として、撮像ターゲット３０の重なる走査ラインに沿って撮像ターゲット３０で光ビームＬｂのライン走査を繰り返し、取得されたサンプルが撮像ターゲット３０の共通の断面のそれぞれの画像を表す繰り返しＢ－スキャンを画定するようにすることにより、複素ＯＣＴデータ２５を生成するように配置される。しかしながら、上述のように、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、代わりに、他の方法で、移動補正がベースとなる複素ＯＣＴデータ２５を生成することができる。
上述した第１の実施例では、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、走査として、撮像ターゲット３０の重なる走査ラインに沿って撮像ターゲット３０で光ビームＬｂのライン走査を繰り返し、取得されたサンプルが撮像ターゲット３０の共通の断面のそれぞれの画像を表す繰り返しＢ－スキャンを画定するようにすることにより、複素ＯＣＴデータ２５を生成するように配置される。しかしながら、上述のように、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、代わりに、他の方法で、移動補正がベースとなる複素ＯＣＴデータ２５を生成することができる。
【0075】
ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、本実施形態のように、撮像ターゲット３０に三次元的に分布するそれぞれの走査位置において、撮像ターゲット３０の光学的特性を示す複素値を有するサンプルを取得するために、走査として、撮像ターゲット３０の領域ＯＣＴ走査を実行することにより複素ＯＣＴデータ２５を生成するように配置されてもよい。ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、このような領域ＯＣＴ走査を種々の異なる方法で実行することができる。
【0076】
一例を挙げて説明すると、上述した第１の走査ラインは、撮像ターゲット３０の複数の平行な走査ラインのうちの１つであってもよく、その平行な走査ラインに沿って、本実施形態のＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、光ビームＬｂを走査し、したがって、複素ＯＣＴデータ２５としてＯＣＴ－Ｃ－スキャンを取得するように配置される。これらの平行な走査ラインは、図１５（ａ）に示されているように、集合的に基準走査を形成するラスタ走査の基準グリッドを画定する。基準グリッドは、ラスタ走査が迅速に実行されるのに十分に疎であるが（基準走査が典型的なサッケード率で実質的に移動がないように）、それほど疎でないので、基準走査が不適切な密度を有して、以下に記載される登録プロセスが確実に実行されることを可能にする。基準走査のサイズ（横方向の広がり）は、好ましくは、眼底の撮像された関心領域に加えて、眼底の走査位置が撮像された領域から遠ざかってもＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により追跡することができるように最大移動をカバーする。
【0077】
図１５（ｂ）に示すように、上述の第２の走査ラインは、撮像ターゲット３０の表面の点で第１の走査ラインと交差し、（図１５（ｂ）の例のように）それぞれの１つ又は複数の交差点で平行な走査ラインのうちの１つ又は複数の追加の走査ラインと交差することができる。図１５（ｂ）では、上述の第１の走査ラインで識別される走査ラインは「Ｌ１」とラベル付けされ、上述の第２の走査ラインで識別される走査ラインは「Ｌ２」とラベル付けされる。走査ラインＬ１およびＬ２に続いて光ビームＬｂが行われ、走査ラインＬ１およびＬ２が互いに交差する撮像ターゲット３０の共通領域を含む撮像ターゲット３０の異なる走査位置からサンプルを取得する。走査ラインＬ２は、一セットの並列な走査ラインのうちの１つであってもよく、それに沿って、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、撮像ターゲット３０のＯＣＴ－Ｃ－スキャンを取得するために、光ビームＬｂを走査するように配置されることに留意されたい。
【0078】
第１の走査ラインＬ１及び第１の走査ラインＬ１に平行な走査ラインを含む基準走査は、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０が、第２の走査ラインＬ２に沿った走査から取得された複素ＯＣＴデータを取得し、さらに第２の走査ラインＬ２に平行な走査ラインを含むＯＣＴ－Ｃ－スキャンを取得するための測定走査を実行する前に、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により完了されてもよいが、測定走査中の眼の移動は、基準走査の複素ＯＣＴデータを使用する本明細書で説明される技術によりコントローラ４０により補正されるが、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により採用される走査方式は、それほど限定されないことに留意されたい。例えば、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、代替的に、基準走査と測定走査とを同時に取得し、構成の水平走査と垂直走査との間で交互に行い、また、各水平走査で取得されたＯＣＴデータを、例えば次の水平走査の走査位置を補正するためのオフセットを取得するために、先行する垂直走査で取得されたＯＣＴデータと登録するために、本明細書で説明する技術を用いることができる。水平および垂直走査が交互に行われるシーケンスの例を図１６に示す。図１６の例では、最初に、「シーケンス１」とラベル付けされた垂直（Ｙ）走査のセットが実行され、続いて水平（Ｘ）走査のセットが実行され、次に、「シーケンス２」とラベル付けされた水平（Ｘ）走査のセットが続き、次に、「シーケンス３」とラベル付けされ、「シーケンス１」の垂直走査に対してｘ軸に沿って変位された垂直（Ｙ）走査の別のセットが続く。注意すべきことであるが、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０は、例えば、ＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０がＯＣＴ血管造影（ＯＣＴＡ）のためのＯＣＴデータを取得するために使用されているところでは、図１６に示された水平及び／又は垂直走査ラインのそれぞれに沿って１回以上走査してもよい。
【0079】
また、第１の実施形態の説明において参照される第１の走査ラインは、直線である必要はなく、図１５（ａ）、図１５（ｂ）および図１６を参照して上述された走査に代わるものとして、撮像ターゲットの表面の２つの軸方向に沿って延在し、「疎」基準走査を画定するように湾曲されてもよいことに留意されたい。第１の走査ラインにより定義される疎基準走査は、例えば、（図１７（ａ）に示されるように）螺旋、（図１７（ｂ）に示されるように）リサージュ形状、（図１７（ｃ）に示されるように）エピトロコイドまたは低ロコイド、（図１７（ｄ）に示されるように）円、（図１７（ｅ）に示されるように）三角形状、（図１７（ｆ）に示されるように）正方形状、（図１７（ｇ）に示されるように）ひし形形状、（図１７（ｈ）に示されるように）正方形螺旋形状、または撮像ターゲット３０の楕円を画定することができる。基準走査は図に示されている。図１７（ａ）～ １７（ｈ）に示される基準走査は、一例としてのみ与えられ、第１の走査ラインは、撮像ターゲット３０の表面に延在する多くの他の形状を画定し得る。第１の走査ラインが何れの形成をとっても、第２の走査ラインは、少なくとも１つの点を横切るように配置され、これにより、撮像ターゲット３０の少なくとも１つの共通領域（２つの走査ラインが交差する箇所）からの複素ＯＣＴデータが、走査ラインに沿った走査から取得される。
【0080】
また、注目すべきは、第１の走査ラインと第２の走査ラインとは、異なる線分である必要はなく、代替的には、撮像ターゲット３０の２つの軸方向に沿って延在し、それ自体と交差する、単一で連続的な走査ライン（線分）の異なるそれぞれの部分であってもよい。この場合、単一の走査ラインは、例えば、撮像ターゲット３０にリサージュ図形、エピトロコイド又はハイポトロコイドを画定することができる。単一の走査ラインは、より一般的には、走査により以前はカバーされなかった走査位置をカバーするために眼底の測定領域に延在するときに自己交差する任意のタイプの走査ラインであってもよい（走査位置は最終的に十分に密集してカバーされ、必要なＯＣＴ走査を提供する）。この走査方式は、測定領域を超えて移動補正能力を増大させるために、前述したように、以前に取得された疎基準走査の使用と組み合わせることができる。
【0081】
本実施形態では、コントローラ４０は、領域ＯＣＴ走査の少なくとも一部として、第１のサンプルのセットとして、第１の走査ラインに沿って撮像ターゲット３０を走査するＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０により取得されたサンプルを含むサンプルのセットを、上述した相互相関計算のために取得するように構成される。
【0082】
第１の走査ラインが、上述した撮像ターゲット３０の複数の平行な走査ラインのうちの１つである場合、コントローラ４０は、第１のサンプルのセットとして、ＯＣＴ－Ｃ－スキャン全体の複素ＯＣＴデータを取得するように構成されてもよい。第１の走査ラインが、上記で設定された代替の形態の１つをとる場合、コントローラ４０は、第１のサンプルのセットとして、それぞれの形態の第１の走査ラインの複素ＯＣＴデータを取得してもよい。
【0083】
次に、コントローラ４０は、隠れた強度相互相関に基づいて、取得されたサンプルのセットの間の複素相互相関を計算してもよい。
【0084】
正規化なしの隠れた相互相関は、次の数式２のように表現される。
【0085】
【数2】
【0086】
隠れた相互相関は、信号ＲＭＳを使用して正規化され、次の数式３で表され得る。
【0087】
【数3】
【0088】
上記の式では、信号が平均またはゼロを持つ傾向があるため、平均を正規化する必要はない。ＭＣ（ｕ、ｖ、ｗ）とＭＣＮ (u、ｖ、ｗ）のための上記式において、
Ｍ１（ｘ、ｙ、ｚ）は、関数ｆ１（ｘ、ｙ、ｚ） が定義されている領域には１で、それ以外は０であり、
Ｍ２（ｘ、ｙ、ｚ）は、関数ｆ１（ｘ、ｙ、ｚ） が定義されている領域には１で、それ以外は０である。
Ｍ１（ｘ、ｙ、ｚ）は、関数ｆ１（ｘ、ｙ、ｚ） が定義されている領域には１で、それ以外は０であり、
Ｍ２（ｘ、ｙ、ｚ）は、関数ｆ１（ｘ、ｙ、ｚ） が定義されている領域には１で、それ以外は０である。
【0089】
上述の隠れた相互相関の代わりに、領域は、例えば、機能ｆ１ またはｆ２がコヒーレンスを保持する（複素ＯＣＴ データの位相は移動の影響を受けない）ような、より小さなサブ領域に分割することができる。そうでなければ、ランダムな移動位相により影響を受ける複素相互相関が、破壊的干渉のために、最終結果においてゼロに平均化されるであろう。
【0090】
サブ領域は、ｆ１ とｆ２の機能のいずれか、またはその両方に対して、最も一般的な方法で定義できる。部分領域に対する各副相関は、前の式と同様に計算することができ、その後、絶対値で合計することができ、
Ｍ１、ｉ（ｘ、ｙ、ｚ）は、複素関数ｆ１（ｘ、ｙ、ｚ）の部分領域ｉに対して１で、それ以外は０であり、
Ｍ２、ｊ（ｘ、ｙ、ｚ）は、複素関数ｆ２（ｘ、ｙ、ｚ）の部分領域ｊに対して１で、それ以外は０である。
Ｍ１、ｉ（ｘ、ｙ、ｚ）は、複素関数ｆ１（ｘ、ｙ、ｚ）の部分領域ｉに対して１で、それ以外は０であり、
Ｍ２、ｊ（ｘ、ｙ、ｚ）は、複素関数ｆ２（ｘ、ｙ、ｚ）の部分領域ｊに対して１で、それ以外は０である。
【0091】
正規化なしの隠れた相互相関は、次の数式４のように表現される。
【0092】
【数4】
【0093】
隠れた相互相関は、信号ＲＭＳを使用して正規化され、次の数式５で表され得る。
【0094】
【数5】
【0095】
コヒーレント領域は複素関数ｆ１（ｘ、ｙ、ｚ）の位相が移動の問題に大きな影響を受けない領域として定義される。この条件は、単に形状の歪みよりもはるかに制限的であるが、移動はＯＣＴレーザの中心波長よりもかなり小さくすべきであることを意味している。
【0096】
相互相関ＭＣ（ｕ、ｖ、ｗ）又はＭＣＮ（ｕ、ｖ、ｗ）の最大値は、コントローラ４０により見つけることができ、関数ｆ１により定義される基準走査における関数ｆ２により定義される走査ラインの最も可能性の高い位置を示す。このようにして決定された走査位置は、一セットの順次実行されるライン走査の各ライン走査から取得される複素ＯＣＴデータと基準走査との間の計算された複素相互相関に基づいて、コントローラ４０により、順次実行されるライン走査の空間分布に関する情報と共に、リアルタイムでＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０の１つ以上のガルバノメータ（「ガルバノ」）又は他の走査要素（複数可）を移動させるために使用されて、ライン走査の実行中に撮像ターゲット３０及びＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０の相対移動を補正することができる。特に、コントローラ４０は、予測される走査位置と決定される走査位置との間のオフセットを計算するために、前述の情報と決定される走査位置とを用いることができ、また、計算されたオフセットに基づいてＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０を制御して、走査中に撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との相対移動を補正することができる。複素相互相関演算の結果は、複素ＯＣＴデータ２５を取得するために使用されるＯＣＴ光ビームＬｂの方向に垂直な平面における撮像ターゲット３０とＦＤ－ＯＣＴスキャナ２０との相対的な移動だけでなく、ＯＣＴ光ビームＬｂが走査中にそれに沿って進む軸に沿った移動に対しても補正するために、本実施形態のコントローラ４０により使用されてもよいことに留意されたい。
【0097】
前述の説明において、例示的な態様は、いくつかの例示的な実施形態を参照して説明される。したがって、明細書は限定的ではなく例示的であるとみなされるべきである。同様に、例示的な実施形態の機能性および利点を強調する図面において図示される図は、例示的な目的のためにのみ提示される。例示的な実施形態の構築は、それが付属の図に示される方法以外の方法で利用され得るように、十分に柔軟性があり、構成可能である。
【0098】
本明細書に提示される実施形態のいくつかの態様、例えば、撮像ターゲット３０の複素体積測定ＯＣＴデータを生成するための検出信号Ｓｄの処理、および補正アルゴリズム１３２などは、コンピュータプログラム、または１つの実施形態では、それぞれが非移行性であり得る機械アクセス可能な媒体もしくは機械読み取り可能な媒体、指示ストアもしくはコンピュータ読み取り可能な記憶装置などの製造物品に含まれるかまたは記憶された指示列を有する１つ以上のプログラムなどのソフトウェアとして提供されてもよく、これらは非移行性であってもよい。一時的でない機械アクセス可能な媒体、機械読み取り可能な媒体、指示格納、またはコンピュータ読み取り可能な記憶装置のプログラムまたは指示は、コンピュータシステムまたは他の電子装置をプログラムするために使用することができる。機械可読媒体、指示格納、および格納装置は、フロッピーディスケット、光ディスク、および光磁気ディスク、または電子指示を格納または送信するのに適した他のタイプの媒体／機械可読媒体／指示格納／格納装置を含むことができるが、これらに限定されない。本明細書に記載する技術は、任意の特定のソフトウェア構成に限定されない。彼らは、あらゆる計算処理環境において適用可能性を見出す可能性がある。本明細書に用いる用語「コンピュータ読み取り可能である」、「機械アクセス可能な媒体」、「機械読み取り可能な媒体」、「指示ストア」、及び「コンピュータ読み取り可能な記憶装置」は、機械、コンピュータ、又はコンピュータプロセッサにより実行するための指示又は指示のシーケンスを記憶、符号化、又は送信することができ、機械／コンピュータ／コンピュータプロセッサに本明細書に記載する方法のいずれか１つを実行させる任意の媒体を含むものとする。さらに、１つの形態または別の形態（例えば、プログラム、手順、プロセス、アプリケーション、モジュール、ユニット、論理など）において、動作をとるまたは結果を起こすように、ソフトウェアで話すことが当技術分野では一般的である。このような表現は、処理システムによるソフトウェアの実行により、プロセッサが結果を生成するための動作を実行させることを記載する簡単な方法に過ぎない。
【0099】
ＯＣＴデータ処理ハードウェア２６の機能の一部または全部は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイの準備により、または従来の構成要素回路の適切なネットワークを相互接続することによっても実施することができる。
【0100】
コンピュータプログラム製品は、記憶媒体または媒体、指示、または記憶装置の形成で提供され、その上またはその中に記憶された指示を有し、それを制御するために使用することができ、またはコンピュータまたはコンピュータプロセッサに、本明細書に記載する例示的な実施形成の手順のいずれかを実行させることができる。記憶媒体／記憶装置は、限定としてではなく例として、光ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＤＲＡＭ、ＶＲＡＭ、フラッシュメモリ、フラッシュカード、磁気カード、光カード、ナノシステム、分子メモリ集積回路、ＲＡＩＤ、遠隔データ記憶／アーカイブ／ウェアハウジング、および／または指示および／またはデータを記憶するのに適した任意の他のタイプの装置を含むことができる。
【0101】
コンピュータ可読媒体または媒体、指示格納装置、または記憶装置のいずれかに格納されている一部の実施形態は、システムのハードウェアの両方を制御し、システムまたはマイクロプロセッサが、本明細書に記載する実施形態の例の結果を利用して、人間のユーザまたは他のメカニズムと対話することを可能にするためのソフトウェアを含む。かかるソフトウェアは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、およびユーザアプリケーションを含むことができるが、これらに限定されない。最終的には、このようなコンピュータ読み取り可能な媒体又は記憶装置は、上述したように、本発明の例示の態様を実行するためのソフトウェアをさらに含む。
【0102】
本システムのプログラミングおよび／またはソフトウェアに含まれるのは、本明細書に記載される手順を実施するためのソフトウェアモジュールである。本明細書のいくつかの実施形態において、モジュールはソフトウェアを含むが、本明細書の他の実施形態において、モジュールはハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせを含む。
【0103】
本発明の様々な例示的な実施形態を上述したが、それらは限定ではなく例として提示されたものであることを理解すべきである。その中で種々の形態および詳細の変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の請求の範囲およびそれらの同等物にしたがってのみ定義されるべきである。
【0104】
さらに、要約書の目的は、特許庁及び一般公衆、特に、特許又は法律の用語又は用語に精通していない当該技術分野の科学者、技術者及び実践者が、カーソルインスペクションから出願の技術的開示の性質及び本質を迅速に決定できるようにすることである。要約書は、ここで提示される例示的な実施形態の範囲について、いかなる方法でも限定することを意図しない。また、クレームに記載された手順は提示された順番で実行される必要はないことを理解されたい。
【0105】
本明細書は、多くの特定の実施形態の詳細を含むが、これらは、任意の発明の範囲またはクレームされ得るものの限定と解釈すべきではなく、むしろ、本明細書に記載する特定の実施形態に特有の特徴の説明と解釈すべきである。個別の実施形態の文脈で本明細書に記載される特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実施することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、複数の実施形態において別個に、または任意の適切なサブコンビネーションで実施することもできる。さらに、特徴は、特定の組み合わせで作用するものとして上述され、そのようなものとして最初にクレームされたものでさえも説明され得るが、いくつかの場合には、クレームされた組み合わせから１つ以上の特徴は、組み合わせから除外されることができ、クレームされた組み合わせは、サブコンビネーションまたはサブコンビネーションの変形に向けることができる。
【0106】
特定の状況では、マルチタスクと並列処理が有利な場合がある。さらに、上述の実施形態における種々の構成要素の分離は、全ての実施形態においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきではなく、記載されたプログラム構成要素およびシステムは、一般に、単一のソフトウェア製品に一体化され得るか、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化され得ることが理解されるべきである。
【0107】
次に、いくつかの例示的な実施形態および実施形態を説明したが、前述の実施形態は例示的であり、限定的ではないことは明らかである。特に、ここに提示される例の多くは、装置またはソフトウェア要素の特定の組み合わせを伴うが、それらの要素は、同じ目的を達成するために他の方法で組み合わされてもよい。一実施形態に関連してのみ論じられた作用、要素及び特徴は、他の実施形態又は実施形態における同様の役割から除外することを意図していない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
