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公開番号2025061010
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2025001662,2022537407
出願日2025-01-06,2020-12-21
発明の名称マルチビーム光コヒーレンストモグラフィのためのシステム、方法及び媒体
出願人ザジェネラルホスピタルコーポレイション
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 21/17 20060101AFI20250403BHJP(測定;試験)
要約【課題】マルチビーム光コヒーレンストモグラフィのためのシステム、方法及び媒体を提供する。
【解決手段】当該システム、方法及び媒体は、光源102と、複数の各導波体に光の一部分を出力するスプリッタ108と、導波体から光を受け取って当該光をビームとして送り、試料116における横方向の複数の位置に同時に当て、横方向の複数の位置から後方散乱光を収集する光学部品と、参照アームの導波体に光の一部分を参照光サンプルとして出力する他のスプリッタ122と、後方散乱光サンプルと参照光サンプルとを受け取り、各後方散乱サンプルを対応する参照サンプルと合波して干渉縞を出力するミキサ130と、干渉縞を受け取り、試料における横方向の各位置の構造を示すOCT信号を出力する検出器134と、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光源に光学的に結合されるように構成されたサンプルアームと、前記光源に光学的に結合されるように構成された参照アームとを備えた、マルチビーム光コヒーレンストモグラフィのためのシステムであって、
前記サンプルアームは、
前記光源に光学的に結合された近位端と、遠位端と、を有する第１の光ファイバと、
前記第１の光ファイバの遠位端に光学的に結合されると共に、ｎ個の光ファイバを有する第１の複数の各光ファイバの近位端に光学的に結合された第１のスプリッタと、
第１の複数の光学部品と、
を備えており、
前記第１の複数の光学部品は、
前記複数の各光ファイバから複数の各ビームを受け取り、
前記複数のビームを試料に向けて放射し、
前記試料から、空間的に分離した複数の後方散乱光サンプルであって各後方散乱光サンプルが前記第１の複数のビームのうち１つに対応する複数の後方散乱光サンプルを受け取り、
前記複数の後方散乱光サンプルを検出器に向けて送る
ように構成されており、
前記参照アームは、
前記光源に光学的に結合された近位端と、遠位端と、を有する第２の光ファイバと、
前記第２の光ファイバの遠位端に光学的に結合されると共に、ｎ個の光ファイバを有する第２の複数の各光ファイバの近位端に光学的に結合された第２のスプリッタと、
第２の複数の光学部品と、
を備えており、
前記第２の複数の光学部品は、
前記複数の各後方散乱光サンプルをそれぞれ、前記第２の複数の光ファイバのうち対応する光ファイバによって放射されたビームと合波して、複数の干渉縞を生じさせ、
前記複数の各干渉縞を、複数の検出チャネルを有する前記検出器の対応するチャネルにそれぞれ送る
ように構成されており、
前記検出器は、前記複数の後方散乱光サンプルが生成された複数の場所における前記試料の構造を示す光コヒーレンストモグラフィデータを出力するように構成されている
ことを特徴とするシステム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記光源は波長掃引レーザである、
請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記光源は波長ステップ周波数コム光源である、
請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記サンプルアームはさらに、
前記第１の複数の光ファイバの各光ファイバの遠位端に機械的に結合された第１の空間分離器
を備えている、
請求項１～３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の空間分離器はＶ溝アセンブリを有する、
請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記参照アームはさらに、
前記第２の複数の光ファイバの各光ファイバの遠位端に機械的に結合された第２の空間分離器
を備えている、
請求項１～３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項７】
前記特定のスペクトル範囲の中心は１３００ｎｍにある、
請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のスプリッタは、前記第１の光ファイバから光を受け取り、受け取った当該光をｎ個の出力に分割するプレーナ光波回路スプリッタを有する、
請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の複数の光学部品は、
前記第１の複数の光ファイバに光学的に結合された第１面と、第２面と、を有する第１のレンズであって、前記第１のレンズの焦点距離に相当する第１の焦点距離で前記複数のビームを集光するように構成された第１のレンズと、
前記第１のレンズの第２面から受け取った光を第２のレンズの第１面に向けて偏向し、前記第２のレンズの第１面から受け取った光を前記第１のレンズの第２面に向けて偏向する表面と、
第１面が前記表面に光学的に結合された前記第２のレンズであって、前記表面から受け取った光を前記試料に向けて送ると共に前記試料から前記複数の後方散乱光サンプルを受け取る第２面を有する前記第２のレンズと、
を有する、
請求項１～３、６、７のいずれか１項記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の複数の光学部品は、
前記第１の複数の光ファイバに光学的に結合された第１面と、第２面と、を有する第３のレンズであって、前記第３のレンズの焦点距離に相当する第１の焦点距離で前記複数のビームを集光するように構成された第３のレンズと、
第１のポート、第２のポート、及び第３のポートを備えた偏光ビームスプリッタであって、第１の偏光を有する光を透過し、第２の偏光を有する光を偏向する第１の境界面を有する偏光ビームスプリッタと、
を備えており、
前記ビームスプリッタは、前記第１のポートで受け取った前記第１の偏光を有する光を前記第２のポートへ透過させ、前記第２のポートで受け取った前記第２の偏光を有する光を前記第３のポートに向けて偏向し、
前記第１のポートは、前記第３のレンズから前記複数のビームを受け取るように前記第３のレンズの第２面に光学的に結合されており、
前記第２のポートは、前記複数のビームを第４のレンズに向けて放射すると共に前記第４のレンズから複数の後方散乱光サンプルを受け取るように前記第４のレンズの第１面に光学的に結合されており、
前記第３のポートは、前記複数のサンプルを第５のレンズに向けて放射するように構成されており、
前記第４のレンズの第１面は前記第２のポートに光学的に結合されていると共に、前記第４のレンズは第２面を有し、
前記ビームスプリッタはさらに、前記第４のレンズの第２面と前記第１のレンズの第１面とに光学的に結合された１／４波長板を備えており、
前記第１のレンズの第１面は前記１／４波長板に光学的に結合されており、
前記第５のレンズは、前記偏光ビームスプリッタの第３のポートに光学的に結合された
第１面と、第３の複数の光ファイバに光学的に結合された第２面と、を有し、
前記第１の複数の光ファイバ及び前記第３の複数の光ファイバの向きは、当該第１の複数の各光ファイバから放射された光が当該第３の複数の光ファイバのうち各対応する光ファイバへ送られる向きにされている、
請求項９記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の相互参照＞
本願は、米国仮出願第６２／９５１，７１０号（出願日：２０１９年１２月２０日）に基づくものであり、その利益を主張すると共に同仮出願に係る優先権を主張するものである。同仮出願の記載内容は全て、参照により本願の記載内容に含まれる。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
＜連邦政府の支援による研究に関する言明＞
本発明は、アメリカ国立衛生研究所により承認された承認番号Ｐ４１ＥＢ０１５９０３の政府支援によりなされたものである。政府は本発明について一定の権利を有する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）システムのイメージング速度は、ＯＣＴシステムの性能と直接的な相関関係にある。イメージング速度を上げることにより、ＯＣＴシステムが探索できる領域が拡大し、試料の動きをＯＣＴがカバーすることができ、血管造影イメージングコントラストを可能にするオーバーサンプリング技術を実現することができる。ＯＣＴイメージング速度を上げるための直感的な一アプローチは、掃引波長方式のＯＣＴシステムにおいて光源の掃引速度を引き上げることである。しかし、サンプリング速度を１メガヘルツ（MHz）超に引き上げる取り組みは困難であることが分かって
いる。
【０００４】
システムの実効サンプリング速度を増加させる別の手法は、ビームの数を増加し、及び／又は拡張したビームを使用して、横方向において試料に沿って延在する１つのビーム及び／又はビームのセットにより複数の横方向位置を同時にイメージングするというものである。かかるアプローチでは、複数の横方向位置は並列したイメージングチャネルを使用して同時に検出され、これにより、複数ビーム及び／又は拡張したビームからの情報を取得して、イメージング速度の効果的な引き上げを図ることができる。
【０００５】
ビームの回数を増やすための過去の取り組みでは、イメージングチャネルごとに別々の干渉計を使用し、このことにより本アプローチのスケーラビリティはごく少数のチャネルに限定され、システムの複雑性が増大してしまう。他に、集積フォトニックデバイスを用いたマルチビーム干渉計の使用を試みた取り組みもあるが、チャネルごとの光学遅延を正確に制御するためには、チャネル情報を深さ符号化するためのデバイスの膨大な手作業及び／又は微細加工が必要となる。
【０００６】
従って、マルチビーム光コヒーレンストモグラフィのための新規のシステム、方法及び媒体が望まれる。
【発明の概要】
【０００７】
本願開示の主題の一部の実施形態では、マルチビーム光コヒーレンストモグラフィのためのシステム、方法及び媒体が提供される。
【０００８】
本願開示の主題の一部の実施形態ではマルチビーム光コヒーレンストモグラフィのためのシステムが提供され、本システムは、
光源に光学的に結合されるように構成されたサンプルアームと、前記光源に光学的に結合されるように構成された参照アームとを備えており、前記サンプルアームは、前記光源に光学的に結合された近位端と、遠位端と、を有する第１の光ファイバと、前記第１の光
ファイバの遠位端に光学的に結合されると共に、ｎ個の光ファイバを有する第１の複数の各光ファイバの近位端に光学的に結合された第１のスプリッタと、第１の複数の光学部品と、を備えており、前記第１の複数の光学部品は、前記複数の各光ファイバから複数の各ビームを受け取り、前記複数のビームを試料に向けて放射し、前記試料から、空間的に分離した複数の後方散乱光サンプルであって各後方散乱光サンプルが前記第１の複数のビームのうち１つに対応する複数の後方散乱光サンプルを受け取り、前記複数の後方散乱光サンプルを検出器に向けて送るように構成されており、前記参照アームは、前記光源に光学的に結合された近位端と、遠位端と、を有する第２の光ファイバと、前記第２の光ファイバの遠位端に光学的に結合されると共に、ｎ個の光ファイバを有する第２の複数の各光ファイバの近位端に光学的に結合された第２のスプリッタと、第２の複数の光学部品と、を備えており、前記第２の複数の光学部品は、前記複数の各後方散乱光サンプルをそれぞれ、前記第２の複数の光ファイバのうち対応する光ファイバによって放射されたビームと合波して、複数の干渉縞を生じさせ、前記複数の各干渉縞を、複数の検出チャネルを有する前記検出器の対応するチャネルにそれぞれ送るように構成されており、前記検出器は、前記複数の後方散乱光サンプルが生成された複数の場所における前記試料の構造を示す光コヒーレンストモグラフィデータを出力するように構成されている。
【０００９】
一部の実施形態では、前記光源は波長掃引レーザである。
【００１０】
一部の実施形態では、前記波長掃引レーザは１２５ｋＨｚのＡスキャンレートで動作する。
（【００１１】以降は省略されています）

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