特許 7230052 撮像および分光分析を合わせて行うためのポインタ・モードを備える分光反射干渉システム並びに分光反射干渉方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-17

(45)【発行日】2023-02-28

(54)【発明の名称】撮像および分光分析を合わせて行うためのポインタ・モードを備える分光反射干渉システム並びに分光反射干渉方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/12 20060101AFI20230220BHJP

   G01N 21/27 20060101ALI20230220BHJP

   A61B 3/10 20060101ALI20230220BHJP

   A61B 3/14 20060101ALI20230220BHJP

【ＦＩ】

A61B3/12

G01N21/27 B

A61B3/10 300

A61B3/14

A61B3/12 ZDM

【請求項の数】 38

(21)【出願番号】P 2020549843

(86)(22)【出願日】2018-12-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-18

(86)【国際出願番号】 CA2018051559

(87)【国際公開番号】W WO2019109186

(87)【国際公開日】2019-06-13

【審査請求日】2021-11-19

(31)【優先権主張番号】62/595,260

(32)【優先日】2017-12-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/672,916

(32)【優先日】2018-05-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】520199495

【氏名又は名称】ジリア，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100173565

【弁理士】

【氏名又は名称】末松 亮太

(72)【発明者】

【氏名】ラポインテ，ニコラス

(72)【発明者】

【氏名】ソバジョウ，ドミニク

【審査官】北島 拓馬

(56)【参考文献】

【文献】特表２００２－５０７４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５３０８９１９（ＵＳ，Ａ）

【文献】国際公開第０３／００９７５０（ＷＯ，Ａ２）

【文献】特開２００５－２９６４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１９１９３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ３／００ － ３／１８

Ａ６１Ｂ ９／００ －１０／０６

Ｇ０１Ｎ ２１／００ －２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７ －２１／６１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

患者の目の眼底上において分光分析を行う分光反射干渉システムであって、
－撮像デバイスと、
－分光分析器と、
－前記患者の目と前記撮像デバイスとの間に撮像光路を定め、前記患者の目と前記分光分析器との間に分光分析光路を定める光学アセンブリと、
－ポインタ光ビームを生成するように動作可能であり、前記ポインタ光ビームが前記分光分析器の分析スポットにおいて前記患者の目の眼底上に投射可能となるように、前記分光分析光路に光学的に結合されたポインタ光源と、
を備える、分光反射干渉システム。

【請求項2】

請求項１記載の分光反射干渉システムにおいて、前記光学アセンブリが、前記撮像光路に沿って位置付けられ、前記撮像光路に沿って進行する光の撮像部分を前記撮像デバイスに導き、前記光の分光分析部分を前記分光分析光路に導くように構成されたビームスプリッタを含む、分光反射干渉システム。

【請求項3】

請求項２記載の分光反射干渉システムにおいて、前記ビームスプリッタが、ダイクロイック・ビームスプリッタである、分光反射干渉システム。

【請求項4】

請求項３記載の分光反射干渉システムにおいて、前記ダイクロイック・ビームスプリッタが、
－前記撮像光路に沿って進行する光の撮像部分のスペクトルと関連付けられた１つ以上の高透過率領域、
－前記撮像光路に沿って進行する光の分光分析部分のスペクトルと関連付けられた低透過率領域、および
－前記ポインタ光ビームのスペクトルと関連付けられた部分的透過率領域、
を定める透過スペクトル・プロファイルを有する、分光反射干渉システム。

【請求項5】

請求項２記載の分光反射干渉システムにおいて、前記ビームスプリッタが、前記撮像光路に沿って進行する光を、強度比率にしたがって、前記撮像部分および前記分光分析部分に分割するように構成される、分光反射干渉システム。

【請求項6】

請求項２記載の分光反射干渉システムにおいて、前記ビームスプリッタが、前記撮像光路に沿って進行する光を、偏光方向にしたがって、前記撮像部分および前記分光分析部分に分割するように構成される、分光反射干渉システム。

【請求項7】

請求項１から６までのいずれか１項記載の分光反射干渉システムにおいて、前記光学アセンブリが、
－前記分光分析光路と前記分光分析器との間に延びる第１光ファイバ・リンクと、
－前記分光分析光路と前記ポインタ光源との間に延びる第２光ファイバ・リンクと、
－前記分光分析光路、前記第１光ファイバ・リンク、および前記第２光ファイバ・リンクを光学的に結合する三叉カプラと、
を含む、分光反射干渉システム。

【請求項8】

請求項７記載の分光反射干渉システムにおいて、前記三叉カプラがマルチモード光サーキュレータを含む、分光反射干渉システム。

【請求項9】

請求項７記載の分光反射干渉システムにおいて、前記三叉カプラが二重クラッド光ファイバを含む、分光反射干渉システム。

【請求項10】

請求項７記載の分光反射干渉システムにおいて、前記三叉カプラが自由空間ビーム分割構成を含む、分光反射干渉システム。

【請求項11】

請求項１から１０までのいずれか１項記載の分光反射干渉システムにおいて、前記光学アセンブリが、照明光を前記患者の目の眼底に向けて投射するように構成された照明サブアセンブリを含む、分光反射干渉システム。

【請求項12】

請求項１１記載の分光反射干渉システムであって、更に、前記照明光を生成するように動作可能であり、前記照明サブアセンブリに光学的に結合された照明光源を備える、分光反射干渉システム。

【請求項13】

患者の目の眼底上において分光分析を行う分光反射干渉システムであって、
－撮像デバイスと、
－分光分析器と、
－前記患者の目と前記撮像デバイスとの間に撮像光路を定め、前記患者の目と前記分光分析器との間に分光分析光路を定める光学アセンブリと、
－ポインタ光ビームを生成するように動作可能であり、前記ポインタ光ビームが前記分光分析器の分析スポットにおいて前記患者の目の眼底上に投射可能となるように、前記分光分析光路に光学的に結合されたポインタ光源と、を備え、
前記光学アセンブリが、前記撮像光路に沿って位置付けられ、前記撮像光路に沿って進行する光の撮像部分を前記撮像デバイスに導き、前記光の分光分析部分を前記分光分析光路に導くように構成されたビームスプリッタを含み、
前記光学アセンブリが、照明光を前記患者の目の眼底に向けて投射するように構成された照明サブアセンブリを含み、
当該分光反射干渉システムが、更に、前記照明光を生成するように動作可能であり、前記照明サブアセンブリに光学的に結合された照明光源を備え、
前記照明サブアセンブリが、
－前記患者の目と前記ビームスプリッタとの間において、前記撮像光路に沿ってある角度で位置付けられた孔開きミラーであって、前記撮像光路と整列された中央孔を有する、孔開きミラーと、
－前記患者の目の眼底に向かう反射のために、前記照明光源からの照明光を前記孔開きミラー上に投射するビーム整形光学素子と、
を含む、分光反射干渉システム。

【請求項14】

請求項１３記載の分光反射干渉システムにおいて、前記照明サブアセンブリのビーム整形光学素子が、前記照明光の中心部を遮断し、前記孔開きミラーの中央孔と光学的に整列されたスクリーンを含む、分光反射干渉システム。

【請求項15】

請求項１から１４までのいずれか１項記載の分光反射干渉システムであって、更に、コントローラであって、
－前記患者の目の眼底の画像と、前記眼底上における分析スポットの分光分析とが同時に得られるように、前記コントローラが前記撮像デバイスおよび分光分析器を動作させる取得モード、並びに
－前記画像内において前記分析スポットの視覚表現を得るように、前記コントローラが前記ポインタ光源および前記撮像デバイスを動作させるポインタ・モード、
で動作するように構成されたコントローラを備える、分光反射干渉システム。

【請求項16】

請求項１から１５までのいずれか１項記載の分光反射干渉システムであって、更に、前記分光分析光路内に位置付けられ、前記患者の前記眼底全域にわたって前記分析スポットの位置をずらすように構成されたスポット転移機構を備える、分光反射干渉システム。

【請求項17】

請求項２から６までのいずれか１項記載の分光反射干渉システムであって、更に、前記分光分析光路内に位置付けられ、前記患者の目の前記眼底全域にわたって前記分析スポットの位置をずらすように構成されたスポット転移機構を備え、前記スポット転移機構が、前記分光分析光路と前記ビームスプリッタとの間の入射角を変更する少なくとも１つの調整可能なミラーを含むシフト光学素子を含む、分光反射干渉システム。

【請求項18】

患者の目の眼底上において分光分析を行う分光反射干渉システムであって、
－撮像デバイスと、
－分光分析器と、
－照明光を生成するように制御可能な照明光源と、
－前記患者の目と前記撮像デバイスとの間に撮像光路を定め、前記撮像光路と前記分光分析器との間に分光分析光路を定める光学アセンブリであって、
前記照明光源に光学的に結合され、前記照明光源からの照明光を前記患者の目の眼底に向けて投射するように構成された照明サブアセンブリと、
前記撮像光路に沿って位置付けられ、前記撮像光路に沿って進行する光の撮像部分を前記撮像デバイスに到達させ、前記光の分光分析部分を前記分光分析光路に逸らせるように構成されたビームスプリッタと、
を含む、光学アセンブリと、
－前記分光分析光路に光学的に結合され、ポインタ光ビームを生成するように制御可能なポインタ光源と、
－コントローラであって、
前記患者の目の眼底の画像と、前記眼底上における分析スポットの分光分析とが同時に得られるように、前記コントローラが、前記照明光源、前記撮像デバイスおよび、前記分光分析器を有効化する取得モード、並びに
前記画像内において前記分析スポットの視覚表現を得るように、前記コントローラが前記ポインタ光源および前記撮像デバイスを有効化するポインタ・モード
で動作するように構成される、コントローラと、
を備える、分光反射干渉システム。

【請求項19】

請求項１８記載の分光反射干渉システムにおいて、前記ビームスプリッタがダイクロイック・ビームスプリッタである、分光反射干渉システム。

【請求項20】

請求項１９記載の分光反射干渉システムにおいて、前記ダイクロイック・ビームスプリッタが、
－前記撮像光路に沿って進行する光の撮像部分のスペクトルと関連付けられた１つ以上の高透過率領域、
－前記撮像光路に沿って進行する光の分光分析部分のスペクトルと関連付けられた低透過率領域、および
－前記ポインタ光ビームのスペクトルと関連付けられた部分的透過率領域、
を定める透過スペクトル・プロファイルを有する、分光反射干渉システム。

【請求項21】

請求項１８記載の分光反射干渉システムにおいて、前記ビームスプリッタが、前記撮像光路に沿って進行する光を、強度比率および偏光方向の内１つにしたがって、前記撮像部分および前記分光分析部分に分割するように構成される、分光反射干渉システム。

【請求項22】

請求項１８記載の分光反射干渉システムにおいて、前記光学アセンブリが、
－前記分光分析光路と前記分光分析器との間に延びる第１光ファイバ・リンクと、
－前記分光分析光路と前記ポインタ光源との間に延びる第２光ファイバ・リンクと、
－前記分光分析光路、前記第１光ファイバ・リンク、および前記第２光ファイバ・リンクを光学的に結合する三叉カプラと、
を含む、分光反射干渉システム。

【請求項23】

請求項１８項記載の分光反射干渉システムであって、更に、前記分光分析光路内に位置付けられ、前記患者の目の前記眼底全域にわたって前記分析スポットの位置をずらすように構成されたスポット転移機構を備える、分光反射干渉システム。

【請求項24】

請求項２３項記載の分光反射干渉システムにおいて、前記スポット転移機構が、前記分光分析光路と前記ビームスプリッタとの間の入射角を変更する少なくとも１つの調整可能なミラーを含むシフト光学素子を含む、分光反射干渉システム。

【請求項25】

患者の目の眼底上において分光分析を行う分光反射干渉方法であって、
－取得モードおよびポインタ・モードで動作可能な分光反射干渉システムを設けるステップと、
－前記取得モードにおいて、
前記患者の目の眼底を照明することにより、前記眼底から戻り光を得るステップであって、前記戻り光が撮像光路に沿って伝搬する、ステップと、
前記戻り光を、前記撮像光路に沿って継続する撮像部分と、分光分析光路に逸らされる分光分析部分とに分離するステップと、
撮像デバイスを使用して前記撮像部分を検出し、前記患者の目の眼底の画像を得るステップと、
分光分析器を使用して前記分光分析部分を検出し、前記眼底上において分析スポットの分光分析を得るステップと、
－前記ポインタ・モードにおいて、
ポインタ光ビームが前記患者の目の眼底に向けて投射され、その反射が前記撮像光路に沿って前記撮像デバイスまで伝搬されるように、前記ポインタ光ビームを前記分光分析光路に結合するステップと、
前記撮像デバイスを使用して前記ポインタ光ビームの反射を検出し、前記画像内において前記分析スポットの視覚表現を得るステップと、
を含む、分光反射干渉方法。

【請求項26】

媒体上において分光分析を行うシステムであって、
－撮像デバイスと、
－分光分析器と、
－前記媒体と前記撮像デバイスとの間に撮像光路を定め、前記媒体と前記分光分析器との間に分光分析光路を定める光学アセンブリであって、前記撮像光路に沿って位置付けられ、前記撮像光路に沿って進行する光の撮像部分を前記撮像デバイスに導き、前記光の分光分析部分を前記分光分析光路に導くように構成されたビームスプリッタを含む、光学アセンブリと、
－前記分光分析光路に光学的に結合され、ポインタ光ビームを生成するように動作可能なポインタ光源と、
－コントローラであって、
前記媒体の画像と、前記媒体内における分析スポットの分光分析とが同時に得られるように、前記コントローラが前記撮像デバイスおよび分光分析器を動作させる取得モード、並びに
前記画像内において前記分析スポットの視覚表現を得るように、前記コントローラが前記ポインタ光源および前記撮像デバイスを動作させるポインタ・モード、
で動作するように構成される、コントローラと、
を備える、システム。

【請求項27】

請求項２６記載のシステムにおいて、前記ビームスプリッタがダイクロイック・ビームスプリッタである、システム。

【請求項28】

請求項２７記載のシステムにおいて、前記ダイクロイック・ビームスプリッタが、
－前記撮像光路に沿って進行する光の撮像部分のスペクトルと関連付けられた１つ以上の高透過率領域、
－前記撮像光路に沿って進行する光の分光分析部分のスペクトルと関連付けられた低透過率領域、および
－前記ポインタ光ビームのスペクトルと関連付けられた部分的透過率領域、
を定める透過スペクトル・プロファイルを有する、システム。

【請求項29】

請求項２６記載のシステムにおいて、前記ビームスプリッタが、前記撮像光路に沿って進行する光を、強度比率および偏光方向の内１つにしたがって、前記撮像部分および前記分光分析部分に分割するように構成される、システム。

【請求項30】

請求項２６から２９までのいずれか１項記載のシステムにおいて、前記光学アセンブリが、
－前記分光分析光路と前記分光分析器との間に延びる第１光ファイバ・リンクと、
－前記分光分析光路と前記ポインタ光源との間に延びる第２光ファイバ・リンクと、
－前記分光分析光路、前記第１光ファイバ・リンク、および前記第２光ファイバ・リンクを光学的に結合する三叉カプラと、
を含む、システム。

【請求項31】

請求項３０記載のシステムにおいて、前記三叉カプラが、マルチモード光サーキュレータ、二重クラッド光ファイバ、および自由空間ビーム分割構成の内１つを含む、システム。

【請求項32】

請求項２６から３１までのいずれか１項記載のシステムにおいて、前記光学アセンブリが、照明光を前記媒体に向けて投射するように構成された照明サブアセンブリを含む、システム。

【請求項33】

請求項３２記載のシステムであって、更に、前記照明光を生成するように動作可能であり、前記照明サブアセンブリに光学的に結合された照明光源を備える、システム。

【請求項34】

請求項３３記載のシステムにおいて、前記照明サブアセンブリが、
－前記患者の目と前記ビームスプリッタとの間において、前記撮像光路に沿ってある角度で位置付けられた孔開きミラーであって、前記撮像光路と整列された中央孔を有する、孔開きミラーと、
－前記媒体に向かう反射のために、前記照明光源からの照明光を前記孔開きミラー上に投射するビーム整形光学素子と、
を含む、システム。

【請求項35】

請求項３４記載のシステムにおいて、前記照明サブアセンブリのビーム整形光学素子が、前記照明光の中心部を遮断し、前記孔開きミラーの中央孔と光学的に整列されたスクリーンを含む、システム。

【請求項36】

請求項２６から３５までのいずれか１項記載のシステムであって、更に、コントローラであって、
－前記媒体の画像と、前記媒体上における分析スポットの分光分析とが同時に得られるように、前記コントローラが前記撮像デバイスおよび分光分析器を動作させる取得モード、並びに
－前記画像内において前記分析スポットの視覚表現を得るように、前記コントローラが前記ポインタ光源および前記撮像デバイスを動作させるポインタ・モード、
で動作するように構成されるコントローラを備える、システム。

【請求項37】

請求項２６から３６までのいずれか１項記載のシステムであって、更に、前記分光分析光路内に位置付けられ、前記媒体全域にわたって前記分析スポットの位置をずらすように構成されたスポット転移機構を備える、システム。

【請求項38】

請求項３７記載のシステムにおいて、前記スポット転移機構が、前記分光分析光路と前記ビームスプリッタとの間の入射角を変更する少なくとも１つの調整可能なミラーを含むシフト光学素子を含む、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術分野は、一般に、酸素飽和度測定法または他の眼球関係測定のためのデバイスに関し、更に特定すれば、患者の目の眼底内において、分光分析および分析スポットの視覚表現の双方を提供する分光反射干渉システムおよび方法に関する。

【従来技術】

【0002】

眼球酸素飽和度測定法、即ち、目の組織における血液酸素飽和度の測定は、有用な非侵襲的ツールであり、医療および健康管理に幅広く応用されている。実際、生体組織内における酸素飽和度の測定は、代謝、ストレスに対する反応、異なる病気の病態生理学、および施された治療の条件または効率について貴重な情報を提供することができる。

【0003】

分光反射干渉システムは、照明光と眼底(eye fundus)における眼底媒体または構造との相互作用から生ずる光の分光分析によって、患者の目の眼底から酸素飽和度測定値または他の情報を提供するために使用することができる。この分野における最適な使用のためには、酸素飽和度計または同等のデバイスおよびシステムは、効率的であり、簡単に使えて容易に製造できることが好ましく、このような機器の低コスト化および微小化も関心のある要素である。このような特徴を提供する場合の課題は、画像およびデータ取得ならびに分析のための信号方向転換のための光学的構成の適正な設計にある。このような設計では、分析スポットの適正な絞り込み(targeting)および識別が行われ、分析スポットと光との相互作用が分光分析されなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

以上で述べた利点の少なくとも一部を提供する眼球酸素飽和度測定、または患者の目における他のパラメータの分析のために使用することができるデバイスを改良することが求められ続けている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

１つの態様によれば、患者の目の眼底上において分光分析を行う分光反射干渉システムを提供する。この分光反射干渉システムは、
－撮像デバイスと、
－分光分析器と、
－患者の目と撮像デバイスとの間に撮像光路を定め、患者の目と分光分析器との間に分光分析光路を定める光学アセンブリと、
－ポインタ光ビームを生成するように動作可能であり、前記ポインタ光ビームが前記分光分析器の分析スポットにおいて患者の目の眼底上に投射可能となるように、分光分析光路に光学的に結合されたポインタ光源と、を備える。

【0006】

ある実施態様では、光学アセンブリが、撮像光路に沿って位置付けられ、撮像光路に沿って進行する光の撮像部分を撮像デバイスに導き、前記光の分光分析部分を分光分析光路に導くように構成されたビームスプリッタを含んでもよい。ビームスプリッタは、ダイクロイック・ビームスプリッタでもよい。一例では、ダイクロイック・ビームスプリッタが、
－撮像光路に沿って進行する光の撮像部分のスペクトルと関連付けられた１つ以上の高透過率領域、
－撮像光路に沿って進行する光の分光分析部分のスペクトルと関連付けられた低透過率領域、および
－ポインタ光ビームのスペクトルと関連付けられた部分的透過率領域、
を定める透過スペクトル・プロファイルを有してもよい。

【0007】

他の例では、ビームスプリッタが、撮像光路に沿って進行する光を、強度比率または偏光方向にしたがって、撮像部分および分光分析部分に分割するように構成されてもよい。

【0008】

ある実施態様では、光学アセンブリが、
－分光分析光路と分光分析器との間に延びる第１光ファイバ・リンクと、
－分光分析光路とポインタ光源との間に延びる第２光ファイバ・リンクと、
－分光分析光路、第１光ファイバ・リンク、および第２光ファイバ・リンクを光学的に結合する三叉カプラと、を含む。

【0009】

三叉カプラは、例えば、マルチモード光サーキュレータ、二重クラッド光ファイバ、または自由空間ビーム分割構成を含んでもよい。

【0010】

ある実施態様では、光学アセンブリが、照明光を患者の目の眼底に向けて投射するように構成された照明サブアセンブリを含む。分光反射干渉システムは、更に、照明光を生成するように動作可能であり、照明サブアセンブリに光学的に結合された照明光源を含んでもよい。ある実施態様では、照明サブアセンブリが、
－患者の目とビームスプリッタとの間において、撮像光路に沿ってある角度で位置付けられた孔開きミラーであって、撮像光路と整列された中央孔を有する、孔開きミラーと、
－患者の目の眼底に向かう反射のために、照明光源からの照明光を孔開きミラー上に投射するビーム整形光学素子と、を含んでもよい。

【0011】

照明サブアセンブリのビーム整形光学素子は、照明ビームの中心部を遮断し、孔開きミラーの中央孔と光学的に整列されたスクリーンを含んでもよい。

【0012】

ある実施態様では、分光反射干渉システムは、更に、コントローラを備えてもよく、このコントローラが、
－患者の目の眼底の画像と、前記眼底上における分析スポットの分光分析とが同時に得られるように、コントローラが撮像デバイスおよび分光分析器を動作させる取得モード、および
－前記画像内において分析スポットの視覚表現を得るように、コントローラがポインタ光源および撮像デバイスを動作させるポインタ・モード、
で動作するように構成される。

【0013】

ある実施態様では、分光反射干渉システムは、更に、分光分析光路内に位置付けられ、患者の目の前記眼底全域にわたって分析スポットの位置をずらすように構成されたスポット転移機構を備える。スポット転移機構は、スペクトル撮像光路とビームスプリッタとの間の入射角を変更する少なくとも１つの調整可能なミラーを含むシフト光学素子を含んでもよい。

【0014】

１つの態様によれば、患者の目の眼底上において分光分析を行う分光反射干渉システムを提供する。
この分光反射干渉システムは、撮像デバイスと、分光分析器と、照明光を生成するように制御可能な照明光源とを含んでもよい。

【0015】

更に、分光反射干渉システムは、患者の目と撮像デバイスとの間に撮像光路を定め、撮像光路と分光分析器との間に分光分析光路を定める光学アセンブリを含む。光学アセンブリは、前記照明光源に光学的に結合され、照明光源からの照明光を患者の目の眼底に向けて投射するように構成された照明サブアセンブリを含む。更に、光学アセンブリは、撮像光路に沿って位置付けられ、撮像光路に沿って進行する光の撮像部分を撮像デバイスに到達させ、前記光の分光分析部分を分光分析光路に逸らせるように構成されたビームスプリッタを含む。

【0016】

分光反射干渉システムは、更に、分光分析光路に光学的に結合され、ポインタ光ビームを生成するように制御可能なポインタ光源を含む。

【0017】

最後に、コントローラを提供する。このコントローラは、
－患者の目の眼底の画像と、前記眼底上における分析スポットの分光分析とが同時に得られるように、コントローラが照明光源、撮像デバイスおよび分光分析器を有効化する(activate)取得モード、および
－前記画像内において分析スポットの視覚表現を得るように、コントローラがポインタ光源および撮像デバイスを有効化するポインタ・モード、
で動作するように構成される。

【0018】

ある実施態様では、ビームスプリッタがダイクロイック・ビームスプリッタである。このダイクロイック・ビームスプリッタは、
－撮像光路に沿って進行する光の撮像部分のスペクトルと関連付けられた１つ以上の高透過率領域、
－前記撮像光路に沿って進行する光の分光分析部分のスペクトルと関連付けられた低透過率領域、および
－ポインタ光ビームのスペクトルと関連付けられた部分的透過率領域、
を定める透過スペクトル・プロファイルを有してもよい。

【0019】

あるいは、ビームスプリッタが、撮像光路に沿って進行する光を、強度比率および偏光方向の内１つにしたがって、撮像部分および分光分析部分に分割するように構成されてもよい。

【0020】

ある実施態様では、光学アセンブリが、
－分光分析光路と分光分析器との間に延びる第１光ファイバ・リンクと、
－分光分析光路とポインタ光源との間に延びる第２光ファイバ・リンクと、
－分光分析光路、第１光ファイバ・リンク、および第２光ファイバ・リンクを光学的に結合する三叉カプラと、を含む。

【0021】

ある実施態様では、分光反射干渉システムは、更に、分光分析光路内に位置付けられ、患者の目の前記眼底全域にわたって分析スポットの位置をずらすように構成されたスポット転移機構を備えてもよい。このスポット転移機構が、スペクトル撮像光路とビームスプリッタとの間の入射角を変更する少なくとも１つの調整可能なミラーを含むシフト光学素子を含んでもよい。

【0022】

他の態様によれば、患者の目の眼底上において分光分析を行う分光反射干渉方法を提供する。この方法は、
－取得モードおよびポインタ・モードで動作可能な分光反射干渉システムを設けるステップと、
－取得モードにおいて、
○患者の目の眼底を照明することにより、前記眼底から戻り光を得るステップであって、戻り光が撮像光路に沿って伝搬する、ステップと、
○例えば、ビームスプリッタを使用して、戻り光を、撮像光路に沿って継続する撮像部分と、分光分析光路に逸らされる分光分析部分とに分離するステップと、
○撮像デバイスを使用して撮像部分を検出し、患者の目の眼底の画像を得るステップと、
○分光分析器を使用して分光分析部分を検出し、前記眼底上において分析スポットの分光分析を得るステップと、
－ポインタ・モードにおいて、
○前記ポインタ光ビームが患者の目の眼底に向けて投射され、その反射が撮像光路に沿って撮像デバイスまで伝搬されるように、ポインタ光ビームを分光分析光路に結合するステップと、
○撮像デバイスを使用してポインタ光ビームの反射を検出し、前記画像内において分析スポットの視覚表現を得るステップと、
を含む。

【0023】

他の態様によれば、媒体上において分光分析を行うシステムを提供する。このシステムは、
－撮像デバイスと、
－分光分析器と、
－媒体と撮像デバイスとの間に撮像光路を定め、媒体と分光分析器との間に分光分析光路を定める光学アセンブリであって、撮像光路に沿って位置付けられ、撮像光路に沿って進行する光の撮像部分を撮像デバイスに導き、前記光の分光分析部分を分光分析光路に導くように構成されたビームスプリッタを含む、光学アセンブリと、
－分光分析光路に光学的に結合され、ポインタ光ビームを生成するように動作可能なポインタ光源と、
－コントローラであって、
○媒体の画像と、前記媒体内における分析スポットの分光分析とが同時に得られるように、撮像デバイスおよび分光分析器を動作させる取得モード、および
○前記画像内において分析スポットの視覚表現を得るように、ポインタ光源および撮像デバイスを動作させるポインタ・モード、
で動作するように構成される、コントローラと、を備える。

【0024】

ある実施態様では、ビームスプリッタがダイクロイック・ビームスプリッタである。このダイクロイック・ビームスプリッタは、
－撮像光路に沿って進行する光の撮像部分のスペクトルと関連付けられた１つ以上の高透過率領域、
－撮像光路に沿って進行する光の分光分析部分のスペクトルと関連付けられた低透過率領域、および
－ポインタ光ビームのスペクトルと関連付けられた部分的透過率領域、
を定める透過スペクトル・プロファイルを有してもよい。

【0025】

ある実施態様では、ビームスプリッタが、撮像光路に沿って進行する光を、強度比率および偏光方向の内１つにしたがって、撮像部分および分光分析部分に分割するように構成される。

【0026】

ある実施態様では、光学アセンブリが、
－分光分析光路と分光分析器との間に延びる第１光ファイバ・リンクと、
－分光分析光路とポインタ光源との間に延びる第２光ファイバ・リンクと、
－分光分析光路、第１光ファイバ・リンク、および第２光ファイバ・リンクを光学的に結合する三叉カプラと、を含む。

【0027】

ある実施態様では、三叉カプラが、マルチモード光サーキュレータ、二重クラッド光ファイバ、および自由空間ビーム分割構成の内１つを含む。

【0028】

ある実施形態では、光学アセンブリが、照明光を媒体に向けて投射するように構成された照明サブアセンブリを含む。

【0029】

ある実施態様では、このシステムは、更に、照明光を生成するように動作可能であり、照明サブアセンブリに光学的に結合された照明光源を備える。

【0030】

ある実施態様では、照明サブアセンブリが、
－患者の目とビームスプリッタとの間において、撮像光路に沿ってある角度で位置付けられた孔開きミラーであって、撮像光路と整列された中央孔を有する、孔開きミラーと、
－媒体に向かう反射のために、照明光源からの照明光を孔開きミラー上に投射するビーム整形光学素子と、
を含む。

【0031】

ある実施態様では、照明サブアセンブリのビーム整形光学素子が、照明ビームの中心部を遮断し、孔開きミラーの中央孔と光学的に整列されたスクリーンを含む。

【0032】

ある実施態様では、このシステムは、更に、コントローラを備え、このコントローラが、
－媒体の画像と、前記媒体上における分析スポットの分光分析とが同時に得られるように、コントローラが撮像デバイスおよび分光分析器を動作させる(operate)取得モード、および
－前記画像内において分析スポットの視覚表現を得るように、コントローラがポインタ光源および撮像デバイスを動作させる(operate)ポインタ・モード、
で動作するように構成される。

【0033】

ある実施態様では、このシステムは、更に、分光分析光路内に位置付けられ、前記媒体全域にわたって分析スポットの位置をずらすように構成されたスポット転移機構を備える。スポット転移機構は、スペクトル撮像光路とビームスプリッタとの間の入射角を変更する少なくとも１つの調整可能なミラーを含むシフト光学素子を含んでもよい。

【0034】

他の特徴および態様は、添付図面を参照して、その実施形態を読むことによって、一層深く理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】図１は、実施形態による分光反射干渉システムの模式図である。

【図2】図２Ａは、患者の目の眼底において分光分析を実行するために使用される、実施態様の一例による分光反射干渉システムの詳細図である。図２Ｂは、血液試料の分光分析を実行するために使用される、実施態様の一例による分光反射干渉システムの詳細図である。

【図3】図３は、実施態様の一例によるシステムにおいて使用するためのダイクロイック・ビームスプリッタの透過プロファイルのグラフである。

【図4】図４Ａ～図４Ｃは、いくつかの実施形態によるシステムにおいて使用するための三叉カプラの異なる構成を示す。

【図5】図５Ａ～図５Ｃは、それぞれ、実施態様の一例における、分析スポットの視覚表現、画像および患者の目の眼底の対応する分光分析、ならびに眼底の画像上に重ね合わされた分析スポットの視覚表現である。

【図6】図６は、一実施態様によるシステムの動作のタイミング図である。

【図7】図７Ａおよび図７Ｂは、一実施形態による分光反射干渉システムにおいて使用するためのスポット転移機構の構成の例である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

この説明は、一般には、患者の目の眼底上において分光分析を実行する分光反射干渉システムに関する。

【0037】

本願のコンテキストでは、「分光反射分析」という表現は、一般に、分光反射干渉法に関する技術を参照する用語「分光」(spectral)および「反射干渉」 (reflectrometric) の短縮として使用される。当業者には容易に理解されようが、反射干渉法とは、反射光または他の電磁波を使用して媒体のプロパティを分析することを指す。光は、通例、媒体に向けて投射され、光の波面の媒体界面との相互作用が、媒体による影響を受けた光学プロパティを有する戻り光の生成につながる。分光反射干渉法では、その波長プロファイルを関数とする戻り光の分光分析、即ち、戻り光のプロパティの分析が、媒体およびその組成について情報を得るまたは推測するために使用される。

【0038】

分光反射干渉法は、患者の目の眼底における酸素レベルを検知するために、眼科のコンテキストで使用することができる。一例として、酸素レベルは、特性光吸収パターンを有するオキシヘモグロビンの存在を通じて評価される。同様に、ディオキシヘモグロビンおよびカルボキシルヘモグロビンの濃度（存在する二酸化炭素のレベルに関係する）も、それらそれぞれの光吸収パターンに基づいて判定することができる。これらのパラメータおよびそれらの調整(regulation)は、代謝、ストレスおよび刺激に対する反応、ならびに潜在的に病態生理(pathophysiologies)を示す。しかしながら、例えば、蛍光のような、他の分子および現象も、これらは反射光の分光プロファイルにおける変更を来すのであるから、研究してもよいことは、理解されよう。また、分光分析は、患者の目の眼底の異なる領域に対して、または眼底上に存在する構造(features)に対して実行されてもよいことも理解されよう。他の実施態様では、分光分析は結膜のような目の他の部分に対して実行することもできる。

【0039】

しかしながら、本明細書において説明するシステムは、目の分光反射干渉分析以外の用途に使用してもよいことは、容易に理解されよう。更に広義には、撮像された媒体の一部からの分光情報が望まれるコンテキストであればいずれでも、以下のシステムを使用することができる。尚、ある用途では、本システムは対象の媒体を透過または反射する光を分析するためにも使用できることは、当業者には容易に理解されよう。研究対象の媒体は、例えば、皮膚、臓器組織、露出した筋肉組織、およびその他の生体組織というような、目以外のものであってもよい。ある実施形態では、研究対象の媒体は、バッグ、バイアル、シリンジ、またはキュベットのような透明な容器内、あるいは適した基板上に保管された血液、組織等のような生体外試料であってもよい。

【0040】

図１を参照すると、患者の目２１の眼底３０上において分光分析を実行する分光反射干渉システム２０の上位模式図が示されており、一実施形態による分光反射干渉法を例示する。

【0041】

分光反射干渉システム２０は、撮像デバイス５０、分光分析器５２、およびポインタ光源６６を含む。この図示する構成では、分光反射干渉システム２０は、２つのモード、即ち、取得モードおよびポインタ・モードで動作可能である。

【0042】

更に、分光反射干渉システム２０は、患者の目２１と撮像デバイス５０との間に撮像光路３４、および患者の目２１と分光分析器５２との間に分光分析光路３６を定める光学アセンブリを含む。取得モードにおいて、患者の目２１の眼底３０が示され、これによって、撮像光路３４に沿って伝搬する、眼底３０からの戻り光３２を得る。戻り光３２は、好ましくは、撮像光路３２に沿って伝搬する撮像部分５４と、分光分析光路３６に逸らされる分光分析部分５６とに分割される。撮像部分５４は、患者の目２１の眼底３０の画像を得るために、撮像デバイス５０によって検出される。分岐した分光分析部分５６は、眼底３０上の分析スポットの分光分析を得るために、分光分析器５２を使用して検出される。

【0043】

ポインタ・モードにおいて、ポインタ光源６６はポインタ光ビーム６８を生成する。ポインタ光ビーム６８は、分光分析光路３６に結合され、ポインタ光ビーム６８が患者の目２１の眼底上において、分光分析器の分析スポットに投射されるようになっている。

【0044】

尚、「分析スポット」(analysis spot)という表現は、患者の目の眼底上における領域またはエリア、あるいは分光分析器に達する戻り光の一部が発生する他の分析対象媒体を指すことは容易に理解されよう。分析スポットは、異なるサイズおよび／または形状を有してもよい。これらは殆どの場合分光反射干渉システムの外形(geometry)および構成によって決定される。

【0045】

図２Ａを参照すると、一例による分光反射干渉システム２０を具体化する構成の模式図が示されている。

【0046】

前述のように、分光反射干渉システム２０は撮像デバイス５０を含む。ある実施態様では、撮像デバイス５０はＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ、あるいは光に感応し光強度またはエネルギを有用な信号に変換する任意の表面によって具体化されてもよい。撮像デバイス５０は、プロセッサ、コンピュータ、回路、あるいは撮像デバイス５０によって取得された画像を組み立てる、格納する、または表示する命令がプログラミングされた任意の他のハードウェア部品もしくはハードウェア部品の集合体を含んでもよく、あるいはこれらと通信してもよい。分光反射干渉システム２０の操作者またはユーザによる最終画像の視認を可能にするために、一体化されたディスプレイまたは別個のディスプレイを設けてもよい。

【0047】

分光分析器５２は、波長を関数として光の分析を可能にする任意の適したデバイスによって具体化されればよい。分光分析器５２は、例えば、光学分光計によって具体化されてもよい。当技術分野では知られているように、光学分光計は、通例、入射光をそのスペクトルにしたがって、通例では光屈折（例えば、プリズムにおける）または光回折（回折格子において）を使用して分解し、分解された光の分布強度を測定する検出器を含む。分光分析器５２は、先に説明したように、所定のパラメータにしたがって、検出した光スペクトルを分析する命令がプログラミングされたコンピュータまたはプロセッサを含んでもよい。ある実施形態では、分光分析器５２は、一例として図２に示したように、格子に基づいてもよい。しかしながら、本説明の範囲から逸脱することなく、種々の他の構成および構造用部品が使用されてもよいことは、容易に理解されよう。一例として、分光分析器５２は、反射または透過格子あるいはプリズムのような、少なくとも１つの分散エレメントを含んでもよい。

【0048】

更に、分光反射干渉システム２０は、照明光２４を生成するように動作可能な照明光源２２も含むことができる。照明光２４は、取得モードにおいて、患者の目２１の眼底３０に向けて投射することができる。照明光源２２は、１つ以上のＬＥＤ（発光ダイオード）発光器を含んでもよい。所与の照明光源２２のＬＥＤ発光器は、一旦組み合わせられたなら、照明光２４の所望の光学プロパティを得るために選択される、同様の光学プロパティまたは異なる相補光学プロパティを有することができる。尚、レーザ、ＯＬＥＤ、蛍光、白熱光、タングステン、およびその他の電球のような、多数の他の光源の異形(variant)も代替実施形態において使用されてもよいことは、容易に理解されよう。「照明光」(illumination light)という表現は、本明細書において使用する場合、患者の目２１の中への投射に適した電磁放射光線、および適した分析を行うときに患者の目２１の眼底３０上において対象の情報を生成することができる戻り光３２を誘発、生成(produce)、または言い換えると発生(generate)するのに適した電磁放射光線を指す。尚、「光」という用語は、電磁スペクトルの可視部分に限定して考慮されるのではないことは、容易に理解されよう。照明光２４は、好ましくは、本システムが実行するように構成された分光分析のために、対象波長の全てを包含する広帯域スペクトル・プロファイルを有する。ある異形では、照明光が白色光であってもよい。他の異形では、照明光２４は分光反射干渉システム２０の使用分野を考慮して設計されたスペクトル・プロファイルを有すればよい。更に他の１組の異形では、照明光は、患者の目の光学プロパティ、光源の可用性、実行する分光分析の性質および特性等のような、１つ以上の要因によって決定される任意の他の適したスペクトル・プロファイルを有してもよい。

【0049】

前述のように、分光反射干渉システム２０は光学アセンブリ２６を含む。光学アセンブリ２６は、一方では、患者の目２１と撮像デバイス５０との間に撮像光路３４を定め、他方では、患者の目２１と分光分析器５２との間に分光分析光路３６を定める。

【0050】

尚、光学アセンブリ２６は、患者の目を照明し、結果的に生じる戻り光を集光する目的に適した種々の構成によって具体化されればよいことは、容易に理解されよう。光学アセンブリ２６は、眼底３０の画像を撮像面４６上に転送するように構成された１つ以上の光学部品を含んでもよい。光学部品には、レンズ、ミラー、偏光板、フィルタ等を含むことができる。光学部品は、当業者には一般的に知られているような任意の適した方法で配置されればよい。更に、光学アセンブリ２６は、固定または変位可能な取付台(mount)、スクリーン、ピンホール、ステップ・モータ等のような、光学部品に対して構造的および／または機能的支持を行う、機械部品または電気部品のような、他の非光学部品を含んでもよい。

【0051】

光学アセンブリ２６は、照明光源２２に光学的に結合された照明サブアセンブリ２８を含んでもよい。照明サブアセンブリ２８は、照明光２４を照明光源２２から患者の目２１の眼底３０に向けて投射するように構成される。

【0052】

図示する構成では、照明サブアセンブリ２８は、撮像光路３４に沿ってある角度で位置付けられた孔開きミラー(holed mirror)３８を含む。孔開きミラー３８は、撮像光路３４と整列された中央孔３９を有する。好ましくは、照明光源２２は、患者２１の目に対して直交するように位置付けられ、孔開きミラーは照明光２４の光軸に対して４５°の角度をなす。代替実施形態では、照明サブアセンブリ２８は、種々の透過および反射プロパティを有する１つ以上の光学部品、例えば、中心部に低い反射率を有し、この中心部の周囲に高い反射率を有するように設計されたミラーを含んでもよい。

【0053】

更に、照明サブアセンブリ２８はビーム整形光学素子も含む。ビーム整形光学素子は、患者の目の眼底に向けた反射のために、照明光２４を照明光源２２から孔開きミラー３８上に投射する。ビーム整形光学素子は、照明光２４と相互作用する１つ以上の光学部品を含む。図示する実施形態では、ビーム整形光学素子は、第１レンズ４０ａ、第２レンズ４０ｂ、および第３レンズ４０ｃを含み、これらは照明光源２２から孔開きミラー３８までの光路に沿って順次配置されている。第２レンズ４０ｂと第３レンズ４０ｃとの間にマスク４２が位置付けられている。マスク４２は、孔開きミラー３８の中心孔３９と光学的に整列され、照明ビーム２４の中心部を遮断するような大きさに作られている。この構成により、照明光２４が孔開きミラー３８上で反射するようなドーナツ形状にする。更に、スクリーン４４が第１および第２レンズ４０ａおよび４０ｂの間に設けられ、マスク４２から逆反射した光が照明光源２２に到達するのを防止する。出力レンズ４１および任意の他の関連する光学素子も、孔開きミラー３８と患者２１の目との間に設けてもよい。

【0054】

ある実施態様では、整列光源４３を随意に設け、ここから生成される整列光ビームを照明光と同じ光路内に発射できるように、照明サブアセンブリ２８に光学的に結合してもよい。ある実施態様では、整列光源４３は、患者に対する不快感を回避するために、近赤外線スペクトル範囲の光を生成してもよい。

【0055】

尚、照明サブアセンブリ２８は、照明光源からの照明光を、所望の光学特性で患者の目に導くように協働する、任意の適した集合体または光学部品および付随する構造的、機械的、電気的、または他の構造によって具体化されてもよいことは、容易に理解されよう。照明サブアセンブリの部品は、種々の方法で、光に対して方向転換、合焦、平行化、濾波、またはそれ以外の処理(act)を行うことができる。尚、複数の設計によってこのような結果が得られることは、当業者には容易に理解されよう。例えば、ある異形では、照明光２４を少なくとも部分的に照明光源２２から眼底３０に向けて搬送するために、１本以上の光ファイバを使用してもよい。更に、照明光源２２は光学アセンブリ２６とは別個にまたは一体化して設けられてもよいことも理解されよう。一例では、光学アセンブリ２６は、照明光を照明光源から直接または間接的に受光するように構成された光ポートを含んでもよい。

【0056】

引き続き図２Ａを参照すると、光学アセンブリ２６は、更に、撮像光路３４に沿って位置付けられたビームスプリッタ４８を含む。ビームスプリッタ４８は、戻り光３２の撮像部分５４を撮像光路３４に導き、戻り光３２の分光分析部分５６を分光分析光路３６に導くように構成されている。尚、図示する異形では、ビームスプリッタ４８が戻り光３２の撮像部分５４を透過させ、戻り光３２の分光分析部分５６を反射するように構成および配置されているが、他の異形では、撮像部分５４を撮像デバイス５０に向けて反射し、分光分析部分５６を分光分析器５２に向けて透過させるように構成および配置されてもよいことは、容易に理解されよう。

【0057】

ある実施態様では、合焦レンズを孔開きミラー３８とビームスプリッタ４８との間に配置してもよい。ある実施形態では、合焦レンズは、撮像光路３４に沿ったその変位を可能にする、適した並進アクチュエータ上に取り付けられてもよい。このような移動により、異なる患者の目における屈折率のばらつきを補償するように撮像面４６を変位させる。他の異形では、合焦レンズは可変焦点を有してもよく、更に異なる手段によって調節可能にしてもよい。

【0058】

戻り光３２の撮像部分５４は、検出のために撮像デバイス５０に達するまで、撮像光路３４に沿って進行する。勿論、撮像デバイス５０に達する前に、撮像部分５４を平行化する、合焦する、濾波する、方向転換する、またはそれ以外の作用を受けるために、撮像光路に沿って多数の光学部品を設けることができる。ビーム整形光学素子５１は、図２Ａに示す構成では、このような部品のブラックボックス表現として示されている。

【0059】

戻り光３２の分光分析部分５６は、分光分析光路３６に向けて逸らされ、最終的に分光分析器５４によって検出される。また、分光分析光路３６は、ポインタ光ビーム６８が分光分析光路３６に沿ってビームスプリッタ４８に向かって反対方向に伝搬できるように、ポインタ光源６６にも光学的に結合されている。ポインタ光源６６および分光分析光路３６に沿って設けることができる他の機能(feature)の動作について、以下で更に詳しく説明する。

【0060】

ビームスプリッタ４８は、そこに入射する光を、他の部分に応じて分離するように、種々の原理の内任意の１つにしたがって動作することができる。一実施形態では、ビームスプリッタ４８はダイクロイック・ビームスプリッタである。当技術分野では良く知られているように、ダイクロイック光学部品は、そのスペクトル特性にしたがって光に作用する。ダイクロイック・ビームスプリッタ４８は、分光反射干渉システム２０の動作に合わせて形成されたスペクトル透過プロファイルを有することができる。図３も一緒に参照すると、一例では、ダイクロイック・ビームスプリッタ４８は、以下を定める透過スペクトル・プロファイルを有する。

【0061】

－各々１００％の透過率を有する、２つの高透過率領域６０ａ、６０ｂであって、撮像光路に沿って進行する光の撮像部分５４のスペクトルと関連付けられる。言い換えると、これらの領域内の波長を有する戻り光の部分は、逸れることなく、ビームスプリッタを透過できる。図示する例では、高透過率領域は、それぞれ、５００ｎｍ未満そして６２０ｎｍ超である。

【0062】

－撮像光路３４に沿って進行する光３２の分光分析部分５６のスペクトルと関連付けられた低透過率領域６２。図示の例では、分光分析は、好ましくは、５００ｎｍから６２０ｎｍの範囲の光に対して行われ、ビームスプリッタ４８の透過率はこの範囲内では０または無視し得る程度とすると、戻り光３２のこのスペクトル成分が分光分析光路３６に完全に反射されることが確保される。

【0063】

－ポインタ光ビーム６８のスペクトルと関連付けられた部分的透過率領域６４。図示する異形では、ポインタ光ビーム６８は赤色範囲、例えば、６３５ｎｍまたはその付近の波長を有する。このスペクトル範囲の光は、ビームスプリッタによって部分的に透過され、そして部分的に反射される。一例として、５０／５０の比率である。

【0064】

当業者には容易に理解されるであろうが、図３のグラフは、理想的なスペクトル・プロファイルを示すのであり、実際の実施態様はこのような理想的な変動(variations)を近似するに過ぎないのはもっともである。

【0065】

他の実施形態では、ビームスプリッタ４８は、そのスペクトル成分以外の特性にしたがって光を分離することもできる。例えば、ビームスプリッタ４８は光の波長または偏光状態とは独立して、強度比にしたがって、撮像光路３４に沿って進行する戻り光３２を撮像部分および分光分析部分に分割するように構成することもできる。他の異形では、ビームスプリッタ４８は、偏光方向にしたがって、撮像光路３４に沿って進行する戻り光３２を撮像部分および分光分析部分に分割するように構成することもできる。

【0066】

再度図２Ａを参照すると、ある実施態様では、光学アセンブリ２６は第１および第２光ファイバ・リンク７０および７２を含む。第１光ファイバ・リンク７０は分光分析光路３４と分光分析器５２との間に延びる。第２光ファイバ・リンク７２は、分光分析光路３４とポインタ光源６６との間に延びる。更に、光学アセンブリ２６は、三叉カプラ７４も含む。三叉カプラ７４は、分光分析光路３４、第１光ファイバ・リンク７０、および第２光ファイバ・リンク７２を光学的に結合する。

【0067】

三叉カプラ７４は、分光分析光路３６から第１光ファイバ・リンク７０までの光循環路を提供して、戻り光３２の分光分析部分５６が分光分析器５２に到達させ、第２光ファイバ・リンク７２から分光分析路３６までの光循環路を形成して、ポインタ光ビーム６８を患者２１の目に向けて本システム内に発射させる種々のデバイスおよび／または構成によって具体化することができる。図４Ａ～図４Ｃを参照すると、三叉カプラ７４の異なる異形が示されている。図４Ａの例では、三叉カプラ７４はマルチモード光サーキュレータを含む。図４Ｂは、三叉カプラ７４が二重クラッド光ファイバを含む他の異形を示す。二重クラッド光ファイバは、ポインタ光ビームのコア内における伝搬を持続させ、クラッディングを通って分光分析器に送られる光の分光分析領域への集光を支援することができる。この場合、コア・モードが第１光ファイバ・リンクに光学的に結合され、クラッディング・モードが第２光ファイバ・リンクに光学的に結合される（またはこの逆）。更に他の異形では、三叉カプラ７４は、例えば、自由空間ビーム分割構成７６に基づく自由空間構成にすることもできる。

【0068】

勿論、三叉カプラ７４に達する前に、撮像部分５４を平行化する、合焦する、濾波する、方向転換する、またはそれ以外の作用を受けるために、分光分析光路に沿って多数の光学部品を設けることができる。ビーム整形光学素子７８は、図２Ａの図示する構成では、このような部品のブラックボックス表現として示されている。一例として、光を三叉カプラ上に合焦するレンズ７９も示す。

【0069】

ポインタ光源６６は、指定機能(pointing functionalities)に適したポインタ光ビーム６８を生成する任意の光源によって具体化されればよい。一例では、ポインタ光源６６はレーザ・ダイオードでもよい。ポインタ光ビーム６８は、患者の目に安全であり撮像デバイスの検出範囲内に入る任意の波長またはスペクトル成分を有するのでもよい。ポインタ光源は、例えば、可視光または近赤外線スペクトル範囲で発光するのでもよい。

【0070】

ある実施態様によれば、分光反射干渉システム２０はコントローラ８０を含む。コントローラ８０は、取得モードおよびポインタ・モードで動作するように構成されている。ある実施態様では、取得モードおよびポインタ・モードを交互に動作させることができ、一方他の実施態様では、これらを同時に動作させることもできる。取得モードでは、コントローラ８０は、患者の目２１の眼底３０の画像、およびこの眼底３０上の分析スポットの分光分析が同時に得られるように、照明光源２２、撮像デバイス５０、および分光分析器５２を動作させる。ポインタ・モードでは、コントローラ８０は、取得モードにおいて得られた画像内における分析スポットの視覚表現が得られるように、ポインタ光源６６および撮像デバイス５０を動作させる。

【0071】

図５Ａ～図５Ｃを参照して、本明細書において説明した方法およびシステムの実施によって得られた結果の例について説明する。図５Ａは、ポインタ・モードにおいて得られた分析スポット８２の視覚表現を示す。ここで、ポインタ光源からのポインタ光ビームは、本システムによって、患者の目の眼底に達するように光学的に導かれる。得られる視覚表現は、撮像デバイスのセンサ上におけるこの点光源(point source)の画像である。この画像は、分光分析を行うエリアを定めるための「レーザ・ポインタ」として使用することができる。何故なら、光ファイバ・リンク７０および７２は三叉カプラ７４において同じ出力を共有するからである。図５Ｂは、眼底の画像８４、および取得モードにおいて一緒に得られた、ポインタによって定められた分析スポットの分光分析８５を示す。好ましくは、コントローラは、ポインタ・モードおよび取得モードにおける本システムの連続動作を電子的に可能にする、正確な同期を含む。ある実施形態では、図５Ｂに示す分光分析情報および画像は、図５Ａに示す分析スポットの視覚表現の前に得ることもできる。随意に、ポインタ・モードで得られた分析スポットの位置を、図５Ｃに示すように、取得モードで得られた網膜の画像上に重ね合わせることもできる。対応する領域からの酸素濃度を、酸素飽和度測定の用途において、一緒に提供することもできる。図６は、コントローラから照明光源２２、撮像デバイス５０、分光分析器５２、およびポインタ光源６６にそれぞれ供給される制御信号のタイミング図を示す。

【0072】

分光反射干渉システム２０は、追加の部品および機能を含むこともできる。

【0073】

ある実施態様では、分光反射干渉システム２０は、分光分析路３６内に位置付けられ、撮像部分２１に影響を及ぼすことなく、患者の目の眼底３０全域にわたり分析スポットの位置をずらすように構成されたスポット転移機構８６を含んでもよい。スポット転移機構８６は、１つ以上の調製可能な(steerable)ミラーのような、転移光学素子を含んでもよい。調整可能なミラーの枢動(pivoting)を用いると、スペクトル撮像光路３６に沿って進行するポインタ光ビーム６８とビームスプリッタ４８との間の入射角を変更することができる。図７Ａおよび図７Ｂを参照して、スポット転移機構の構成についての例を、２つ示す。図７Ａでは、πおよびθ方向双方に変位する第１および第２ミラー８８ａ、８８ｂを使用して、ビームスプリッタ４８上へのポインタ光ビーム６８の入射角を変更する。第１ミラー８８ａの変位の方向は、ビームスプリッタ４８上にポインタ光ビーム６８の位置を維持し、入射角だけを変更するために、第２ミラー８８ｂのそれとは逆でなければならない。図７Ｂでは、第２ミラー８８ｂの代わりに、ジンバル・ミラ８９を使用する。この方式では、４ｆ構成において使用された２つのレンズ９０ａおよび９０ｂと一緒に使用すると、ポインタ光ビーム６８がビームスプリッタに当たる位置を変化させることなく、ビームスプリッタ４８上へのポインタ光ビーム６８の入射角の変動を可能にする。

【0074】

図２Ｂを参照すると、目の眼底以外の媒体上で分光分析を行うために使用するための、 先に説明したものと同様の分光反射干渉システム２０の異種が示されている。一例として、図２Ｂの図では、研究対象の媒体は液体２３のポケット（例えば、血液または血清を収容する）である。

【0075】

図２Ｂの分光反射干渉システムは、図２Ａに示したシステムと同じ部品を全て含み、光学アセンブリ２６および照明サブアセンブリ２８を含む。この異形では、照明サブアセンブリ２８は、更に、追加の出力レンズ４１’も含む。追加の出力レンズ４１’は、図２Ａの構成に追加すると、撮像デバイス５０上で探査される媒体の焦点を合わせ、その画像を形成することができる。当業者には容易に理解されるであろうが、この手法は、最初は目の眼底を探査することを着想されたシステムの容易な改造に対応することができる。何故なら、このような着想は、目のレンズによって行われる自然光の合焦を考慮しており、目のレンズは本質的に追加の出力レンズ４１’で置き換えられるからである。他の異形では、出力レンズ４１および追加の出力レンズ４１’を１枚のレンズまたは異なる光学構成で置き換えてもよい。

【0076】

勿論、添付した請求項に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、以上で説明した実施形態には、種々の変更を行うことができる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】