OCTイメージング用ファイバーソリューション

Coherentは、非通信用光ファイバーと光ファイバーアセンブリの世界的なリーディングカンパニーです。 当社の標準およびカスタムファイバーは、光コヒーレンストモグラフィー（OCT）に使用される、OEM向けの要求の高いイメージング分野における優れた機能と利点を兼ね備えています。

OCTの概要  

OCTは、白色光干渉法の一種で、広帯域の光をファイバープローブから組織内に照射するものです。 （後方散乱されて）戻ってきた強度は、参照用の後方反射からの光と混合され、光検出器で感知されます。 2つの経路長が同じ場合にのみ、干渉信号が発生します。 このように、OCTシステムは、参照アーム長を掃引することにより（あるいは同等のフーリエ変換により）、組織からの後方散乱反射を正確なZ深度に割り当てることができます。 このデータの並びをAスキャンと呼びます。 次に、X軸に沿ってプローブを横方向に走査して、XZイメージスライスを構築します。 そして、Y軸方向に走査して多くのスライスを合成することで、完全な3D画像を取得します。

このようにOCTは、超音波画像よりも高解像度ですが、共焦点顕微鏡よりも低解像度な3Dイメージングです。 そのため、最も一般的な用途は、緑内障の経過観察など、眼科のような詳細な組織イメージングです。

高バンド幅

OCTシステムには波長を掃引した光源を使用するものもありますが、スーパーコンティニュアムなどの広帯域光源を使用するのが一般的です。 アキシャル（A-scan）画像の解像度はスペクトル範囲に反比例するため、広いスペクトル範囲が必要です。 そのため、広帯域型、掃引型ともに、OCT光源の広帯域を切り捨てないファイバーを使用することが極めて重要です。 Coherent は、広帯域（かつフラット）な伝送特性を持つ高純度ガラスからOCTファイバーを製造しています。 その中には、眼科と相性の良い780 nm前後の短波長のファイバーも含まれています。 また、1060 nmを中心としたファイバーや、光の散乱が少ないため深部イメージング用に普及が進んでいる1310 nmを中心とした長波長ファイバーも製造しています。

高精度な分散制御

OCTは、組織から戻ってきた光と、参照ファイバーを同じ経路長で通過した光とを比較することによって行われます。 しかし、すべてのガラスファイバーは、屈折率、ひいては有効経路長が波長によって変化する分散を持っています。 この分散は、OCT信号処理ソフトウェアで対応します。 しかし、この波長依存の補正は、センシングファイバーとリファレンスファイバーの分散が同じでなければ正しく機能しません。 そして、何らかの理由でどちらかのファイバーが交換された場合でも、その分散が同じでなければ、画像処理のエラーやアキシャル解像度の低下が発生する可能性があります。 分散は材料の品質の問題であり、Coherentは世界有数のサプライヤーから、分散仕様が優れており、かつ非常に安定したガラスプリフォームのみを選定して使用しています。

シングル/ダブルクラッドファイバー

Coherentは、OCT用にシングルクラッドファイバーとデュアルクラッドファイバーの両方を提供しています。 なぜでしょうか。 初期のOCT装置では、2本のサンプリングファイバーを組み込んだプローブを使用していました。 フォワードパスにはシングルモードファイバーを使用し、組織から反射して戻ってくる光を2本目のファイバーで処理しました。 リターンファイバーは、集光および結合効率を高めるため、最適な太さのコアを使用しています。 その後の設計では、フォワードパスとリターンパスの両方に1本のファイバーを使用することが多くなっています。 しかし、従来の2本のファイバーセットアップで同様の単一対ノイズと画像解像度を達成するためには、この1本のファイバーフォーマットでは、励起光と後方反射光の両方の伝送を最適化するデュアルクラッドファイバーが必要となります。 Coherentは、OCT装置だけでなく、OCTと分光を組み合わせた装置も、シングルおよびデュアルクラッドファイバーの両方をフルレンジでサポートしています。

超低損失伝送

OCTでは、戻ってくる光の強度が非常に小さいため、S/Nを最大にすることが重要です。 そのため、信号強度を最適化し、それによって画質を最大化して、画像取得時間を最小化するためには、伝送損失の少ないファイバーを使用することが極めて重要です。 Coherentは、低吸収・低散乱の高品質ガラスを使用し、可能な限り低伝送損失のファイバーを提供しています。 また、スプライスやコネクターなどでも多少の損失は避けられません。Coherentは、数十年にわたり、要求の厳しい産業用途およびメディカル用途に、さまざまな形式のファイバーおよびファイバーアセンブリを供給してきた経験があります。 Coherentは、切断、接続、位置合わせ、コネクター化など、すべての工程を総合的に最適化する方法を理解しています。そのため、ベアファイバーを使用する場合でも、Coherentの完全に統合されたモジュールを使用する場合でも、常に最も低い伝送損失を提供できることを保証します。Coherentは、<1 dB/kmという低減衰損失のファイバーを提供しています。

アクリレートと生体適合性コーティング

OCTなどのメディカル用途のCoherent光ファイバーには、いくつかの異なる外装オプションが用意されています。 これらのオプションは、耐摩耗性を高めることでファイバーを保護したり、繰り返しの滅菌（オートクレーブ）に対応したり、体内への適用の際に刺激や炎症のリスクを最小限に抑えるために選択することができます。 具体的には、アクリレート系、ポリイミド系などのコーティングが可能です。 テフゼルは、機械的強度と耐薬品性を兼ね備えた生体適合性熱可塑性プラスチックであるため、メディカル用途にもよく使用されています。 

その他の主な利点

メディカル用のCoherentファイバーには、他にも多くの実用的な利点があり、用途によっては重要な意味を持ちます。 これらのファイバーを、極めて厳密な寸法管理のもとで引き揃え、コーティングし、テストしています。 これにより、精密カテーテルアセンブリでの使用が簡素化されます。 同様に、コアとクラッドの同心度にも優れており、スプライスやコネクターに起因するアーチファクトのリスクを最小限に抑えることができます。 また、オートクレーブ滅菌の代わりに放射線滅菌が可能なガラスなどをオプションで使用しています。

垂直統合と実績

光ファイバーは、OCTシステムの重要なOEMコンポーネントです。 そのため、ファイバーのメーカー選びは、ファイバーそのものと同じくらい重要です。 Coherentは、OCTシステムビルダーにとって理想的なパートナーとなるべく、多くの利点をもたらします。  まず、弊社はメディカル用ファイバーコンポーネントのビジネスを徹底的に理解し、FDAの適正製造基準（Good Manufacturing Practice）に従っています。 例えば、デバイス履歴の記録を保持し、このデータを適切な期間保存しています。 また、Coherentは、試作から量産まで一貫してサポートできる垂直統合型のプロバイダーです。 さらに、ISO 13485と低バイオ負荷に準拠した工場で、完全なファイバー光アセンブリの製造に関する幅広い専門知識を持っています。 光ファイバーを購入し、カスタムコネクターやチップのために送り出す代わりに、Coherentは、完全にテストされ、お客様のシステムに簡単に組み込むことができる、理想的な光ファイバーアセンブリをお届けします。