JPH07146305A - 特に血液の流速を測定する方法と装置 - Google Patents
特に血液の流速を測定する方法と装置Info
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- JPH07146305A JPH07146305A JP6173752A JP17375294A JPH07146305A JP H07146305 A JPH07146305 A JP H07146305A JP 6173752 A JP6173752 A JP 6173752A JP 17375294 A JP17375294 A JP 17375294A JP H07146305 A JPH07146305 A JP H07146305A
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
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-
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0261—Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
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- A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流れる媒体の流速を空間的及び時間的に分割
して確実に測定できる方法及びこれを実施する装置を提
唱する。 【構成】 流体、特に血液の流速を測定する方法におい
て、光学的ドップラー効果に従って流体内で反射するレ
ーザ光線の周波数シフトを決定する。したがって、流れ
る媒体の流速を位置的時間的に分割して確実に測定でき
るようにするために、この方法を上記のように構成し、
この方法を実施するための装置を提供しなければならな
い。各走査点で反射光に応じてＮ個、（Ｎは２またはそ
れ以上の整数）の測定値を得、こうして測定した各走査
点における反射光強度の時間的変化からドップラー・シ
フトを計算し、それから網目フィールドの各点における
流速を決定することを提唱する。
して確実に測定できる方法及びこれを実施する装置を提
唱する。 【構成】 流体、特に血液の流速を測定する方法におい
て、光学的ドップラー効果に従って流体内で反射するレ
ーザ光線の周波数シフトを決定する。したがって、流れ
る媒体の流速を位置的時間的に分割して確実に測定でき
るようにするために、この方法を上記のように構成し、
この方法を実施するための装置を提供しなければならな
い。各走査点で反射光に応じてＮ個、（Ｎは２またはそ
れ以上の整数）の測定値を得、こうして測定した各走査
点における反射光強度の時間的変化からドップラー・シ
フトを計算し、それから網目フィールドの各点における
流速を決定することを提唱する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１のプレアンブ
ルに記載の特徴による方法に関し、さらにその方法を実
施するための装置に関する。
ルに記載の特徴による方法に関し、さらにその方法を実
施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】流体の流速、特に血液の流速を、しかも
流体中で反射されるレーザ光線の周波数シフトを光学的
ドップラー効果によって決定することによって測定する
この種の方法及びシステムは、ＰＣＴ出願国際特許第93
/03667号から知られている。従って逐一の血液流速測定
が、反射レーザ光線の周波数シフトを測定することによ
って達成される。この測定方法は侵入的なものではない
が、ただ一カ所での流速の測定しかできない。さらに患
者や調査者の側で高い費用を必要とし、殊に視準光線を
比較的長時間所定の一点に正確に当てなければならな
い。この方法においては、特に眼科学において目の脈絡
膜の脈管系における血流を測定することは、これまで不
可能であった。さらに米国特許第4142796 号から、光学
的ドップラー効果に基づく方法ならびに眼科学における
診断のための対応する装置が知られている。
流体中で反射されるレーザ光線の周波数シフトを光学的
ドップラー効果によって決定することによって測定する
この種の方法及びシステムは、ＰＣＴ出願国際特許第93
/03667号から知られている。従って逐一の血液流速測定
が、反射レーザ光線の周波数シフトを測定することによ
って達成される。この測定方法は侵入的なものではない
が、ただ一カ所での流速の測定しかできない。さらに患
者や調査者の側で高い費用を必要とし、殊に視準光線を
比較的長時間所定の一点に正確に当てなければならな
い。この方法においては、特に眼科学において目の脈絡
膜の脈管系における血流を測定することは、これまで不
可能であった。さらに米国特許第4142796 号から、光学
的ドップラー効果に基づく方法ならびに眼科学における
診断のための対応する装置が知られている。
【０００３】血流速度の測定は多くの医学的診断と治療
の分野で必要である。特に眼科学においては、網膜にお
ける血流を位置的に分割して連続測定する大きな臨床上
の必要性がある。周知のように、網膜の３層の細胞には
２つの独立した血管系を通じて酸素が供給される。最下
層の光受容体には脈絡膜によって供給され、双極細胞／
アマクリン細胞並びに最上層の神経細胞には網膜内血管
床によって供給される。血液を供給する細動脈、網膜毛
細管、及び毛細管を迂回して血流を直接静脈に導く動静
脈分岐血管における流速を測定することが必要である。
の分野で必要である。特に眼科学においては、網膜にお
ける血流を位置的に分割して連続測定する大きな臨床上
の必要性がある。周知のように、網膜の３層の細胞には
２つの独立した血管系を通じて酸素が供給される。最下
層の光受容体には脈絡膜によって供給され、双極細胞／
アマクリン細胞並びに最上層の神経細胞には網膜内血管
床によって供給される。血液を供給する細動脈、網膜毛
細管、及び毛細管を迂回して血流を直接静脈に導く動静
脈分岐血管における流速を測定することが必要である。
【０００４】最初に述べたレーザ・ドップラー速度測定
の他に、なお２つの網膜血行測定方法が臨床的に使用さ
れている。頻繁に実施されるものとしては蛍光脈管撮影
法があり、これは蛍光色素を静脈内に注射した後に網膜
の動脈と毛細管を定量的に評価することに基づく。ディ
ジタル化された蛍光像の定量的評価によって、支脈網膜
時間（Ａｒｍ−Ｒｅｔｉｎａ−Ｚｅｉｔ）や動静脈通過
時間に関する記述が可能になる。蛍光色素の静脈内注射
といえども侵入的な方法であって、これは過敏性ショッ
クの残留リスクを伴い、これまで特に眼科病院で実施さ
れている。蛍光脈管撮影法は２次元の位置分割法である
が、それでも時間的に分割はせず、重大な残留リスクを
伴う侵入的なものである。最後に、非侵入型超音波ドッ
プラー・ソノグラフィ（複式ソノグラフィ、脈動ドップ
ラー・ソノグラフィ）を用いて限られた箇所で直径１mm
までの眼窩動脈、細動脈、及び細静脈における血流速度
を時間的に分割して測定することができる。一方、小血
管と網膜の毛細管はこの方法では検出できない。
の他に、なお２つの網膜血行測定方法が臨床的に使用さ
れている。頻繁に実施されるものとしては蛍光脈管撮影
法があり、これは蛍光色素を静脈内に注射した後に網膜
の動脈と毛細管を定量的に評価することに基づく。ディ
ジタル化された蛍光像の定量的評価によって、支脈網膜
時間（Ａｒｍ−Ｒｅｔｉｎａ−Ｚｅｉｔ）や動静脈通過
時間に関する記述が可能になる。蛍光色素の静脈内注射
といえども侵入的な方法であって、これは過敏性ショッ
クの残留リスクを伴い、これまで特に眼科病院で実施さ
れている。蛍光脈管撮影法は２次元の位置分割法である
が、それでも時間的に分割はせず、重大な残留リスクを
伴う侵入的なものである。最後に、非侵入型超音波ドッ
プラー・ソノグラフィ（複式ソノグラフィ、脈動ドップ
ラー・ソノグラフィ）を用いて限られた箇所で直径１mm
までの眼窩動脈、細動脈、及び細静脈における血流速度
を時間的に分割して測定することができる。一方、小血
管と網膜の毛細管はこの方法では検出できない。
【０００５】米国特許第5170276 号から、対象物を光線
束によって２つの実質的に直交する方向に走査する装置
が知られている。この装置はそれぞれミラーを有する第
１スキャナと第２スキャナとを含み、これらの回転軸は
互いに直交する平面中を通っている。この装置はコンパ
クトな構造形態を有し、前記ミラー間の光路中には追加
の光学系は含まない。第１スキャナのミラーはその回転
軸から所定の距離に設けられている。光学的に問題のな
い走査過程は特に、第２スキャナのミラーの中心点が第
１スキャナの回転軸とミラーとの間の前記距離の中心に
配置され、その際に光線束が第１スキャナのミラーから
第２スキャナのミラーへ直接進むことによって保証され
る。
束によって２つの実質的に直交する方向に走査する装置
が知られている。この装置はそれぞれミラーを有する第
１スキャナと第２スキャナとを含み、これらの回転軸は
互いに直交する平面中を通っている。この装置はコンパ
クトな構造形態を有し、前記ミラー間の光路中には追加
の光学系は含まない。第１スキャナのミラーはその回転
軸から所定の距離に設けられている。光学的に問題のな
い走査過程は特に、第２スキャナのミラーの中心点が第
１スキャナの回転軸とミラーとの間の前記距離の中心に
配置され、その際に光線束が第１スキャナのミラーから
第２スキャナのミラーへ直接進むことによって保証され
る。
【０００６】さらに、出版物 J.Phys.E:Sci.Instrum.第
17巻（1984）131-136 ページからは、ドップラー効果と
レーザ光線による走査を利用して例えば風洞内の風速を
測定することのできる風速計が知られている。また出版
物 Rev.Sci.Instrum.52(11)(1981)1676-1681ページから
は、やはり特に風速を測定することができるレーザ・ド
ップラー・システムが知られている。この種の装置やシ
ステムでは特に、固定して設置されたミラーが存在し、
全体的に比較的大きな容積が必要であり、医学的診断・
治療への利用は容易にはできない。
17巻（1984）131-136 ページからは、ドップラー効果と
レーザ光線による走査を利用して例えば風洞内の風速を
測定することのできる風速計が知られている。また出版
物 Rev.Sci.Instrum.52(11)(1981)1676-1681ページから
は、やはり特に風速を測定することができるレーザ・ド
ップラー・システムが知られている。この種の装置やシ
ステムでは特に、固定して設置されたミラーが存在し、
全体的に比較的大きな容積が必要であり、医学的診断・
治療への利用は容易にはできない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、流
れる媒体の流速を空間的及び時間的に分割して確実に測
定できる方法及びこれを実施する装置を提唱するという
課題に基づいている。この方法及びこれを実施するため
の装置は、高い測定精度を示さなければならない。
れる媒体の流速を空間的及び時間的に分割して確実に測
定できる方法及びこれを実施する装置を提唱するという
課題に基づいている。この方法及びこれを実施するため
の装置は、高い測定精度を示さなければならない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１に
記載の特徴によって解決される。
記載の特徴によって解決される。
【０００９】
【実施例】本発明による方法は、光学的ドップラー効果
による流速測定とレーザ走査技術との組合せからなり、
その際に走査過程の設定値並びに高感度検出によって必
要な測定範囲がカバーされ、必要な測定精度が達成され
る。既知の方法とは違って、流体の流速測定は同時に、
３次元で位置的に分割され、かつ時間的にも分割され、
非侵入的で迅速に行われる。調査すべき対象物、例えば
網膜は、レーザ光線によって２次元ラスタ走査され、そ
の際にどの点でも繰返し走査によって反射光が迅速に複
数回測定される。それぞれの走査点で反射される光の測
定強度の時間的変化からドップラーシフトが計算され、
それから特に血液の各点における流速が決定される。網
膜血流の２次元で位置的に分割した図が得られる。前記
測定の繰返しによって、さらに網膜血流の時間的に分割
した像が得られる。レーザ走査システムを特に共焦点配
置で実現することによって、さらに深さに関する位置分
割が行われ、これによって対象物の各層を選択的に測定
することができる。レーザ波長の適切な設定によって、
網膜検査の場合に網膜内と脈絡膜を別々に測定すること
ができる。
による流速測定とレーザ走査技術との組合せからなり、
その際に走査過程の設定値並びに高感度検出によって必
要な測定範囲がカバーされ、必要な測定精度が達成され
る。既知の方法とは違って、流体の流速測定は同時に、
３次元で位置的に分割され、かつ時間的にも分割され、
非侵入的で迅速に行われる。調査すべき対象物、例えば
網膜は、レーザ光線によって２次元ラスタ走査され、そ
の際にどの点でも繰返し走査によって反射光が迅速に複
数回測定される。それぞれの走査点で反射される光の測
定強度の時間的変化からドップラーシフトが計算され、
それから特に血液の各点における流速が決定される。網
膜血流の２次元で位置的に分割した図が得られる。前記
測定の繰返しによって、さらに網膜血流の時間的に分割
した像が得られる。レーザ走査システムを特に共焦点配
置で実現することによって、さらに深さに関する位置分
割が行われ、これによって対象物の各層を選択的に測定
することができる。レーザ波長の適切な設定によって、
網膜検査の場合に網膜内と脈絡膜を別々に測定すること
ができる。
【００１０】本発明による走査レーザ・ドップラー速度
測定法は、医学分野の範囲外にも範囲内でも使用するこ
とができる。基本的にこの方法の適用範囲は、流れる媒
体の流速の空間的に分割された測定を必要とするあらゆ
る分野に及ぶ。この方法の使用可能性は、現在侵入的な
蛍光脈管撮影法が使用されている、眼科学のあらゆる分
野に及び、それらの方法に取って代わることができる。
この方法は非侵入的であり、調査対象となる目の瞳孔を
開く必要はない。さらにこの方法は、網膜血流の時間的
かつ３次元で位置に分割された測定を可能にする。本方
法のさらに一般的な適用分野は、網膜血管系の調節能力
の測定並びに緑内障発症の際の網膜血液供給状態の測定
である。眼科学以外での医学的適用分野は、特に皮膚、
並びに手術中の心臓、肝臓、腸、脳などの他の内臓にお
ける血流の位置的に分割された測定である。
測定法は、医学分野の範囲外にも範囲内でも使用するこ
とができる。基本的にこの方法の適用範囲は、流れる媒
体の流速の空間的に分割された測定を必要とするあらゆ
る分野に及ぶ。この方法の使用可能性は、現在侵入的な
蛍光脈管撮影法が使用されている、眼科学のあらゆる分
野に及び、それらの方法に取って代わることができる。
この方法は非侵入的であり、調査対象となる目の瞳孔を
開く必要はない。さらにこの方法は、網膜血流の時間的
かつ３次元で位置に分割された測定を可能にする。本方
法のさらに一般的な適用分野は、網膜血管系の調節能力
の測定並びに緑内障発症の際の網膜血液供給状態の測定
である。眼科学以外での医学的適用分野は、特に皮膚、
並びに手術中の心臓、肝臓、腸、脳などの他の内臓にお
ける血流の位置的に分割された測定である。
【００１１】本方法を実施するための本発明による装置
は、レーザ走査システム、走査過程及びデータ取得のた
めの電子制御回路、並びに取得したデータを分析するた
めのコンピュータである。レーザ走査システムは、レー
ザ光源、互いに垂直な２方向へレーザ光線を周期的に偏
向させるための光線偏向ユニット、及び走査されたレー
ザ光線を調査対象上に結像させるための光学的結像装置
を含む。さらに焦点面を動かすための合焦エレメント、
反射光線を入射レーザ光線から分離するためのデカップ
リングエレメント、並びに反射光線の強度を測定するた
めの検出装置が設けられている。眼科学では、網膜検査
の際に目の光屈折媒体自体が、走査レーザ光線を調査対
象上に結像させる光学的結像装置の構成要素である。前
述の光線偏向ユニット並びに合焦エレメントは特に、前
述のドイツ特許第4103298C2 号に記載のように対象物走
査用の装置として形成することができる。
は、レーザ走査システム、走査過程及びデータ取得のた
めの電子制御回路、並びに取得したデータを分析するた
めのコンピュータである。レーザ走査システムは、レー
ザ光源、互いに垂直な２方向へレーザ光線を周期的に偏
向させるための光線偏向ユニット、及び走査されたレー
ザ光線を調査対象上に結像させるための光学的結像装置
を含む。さらに焦点面を動かすための合焦エレメント、
反射光線を入射レーザ光線から分離するためのデカップ
リングエレメント、並びに反射光線の強度を測定するた
めの検出装置が設けられている。眼科学では、網膜検査
の際に目の光屈折媒体自体が、走査レーザ光線を調査対
象上に結像させる光学的結像装置の構成要素である。前
述の光線偏向ユニット並びに合焦エレメントは特に、前
述のドイツ特許第4103298C2 号に記載のように対象物走
査用の装置として形成することができる。
【００１２】その他の特殊な態様と利点は、従属請求項
及び下記の実施例の説明に記載されている。
及び下記の実施例の説明に記載されている。
【００１３】次に本発明を図面を参照してさらに説明す
る。
る。
【００１４】図１に第１スキャナ１と第２スキャナ２を
概略的に示す。第１スキャナ１に第１ミラー３が機械的
に結合され、図の平面に垂直な軸５の周りに旋回可能に
配置されている。第２スキャナ２には第２ミラー４が配
置され、このミラーは図の平面に平行な軸６の周りに旋
回可能である。軸５と軸６は互いに垂直な平面を通り、
互いに垂直である。第１ミラー３がスキャナ１に対して
間隔７をとって配置され、かつスキャナ２の回転軸６
が、スキャナ１の回転軸とミラー３の中間点を通ってい
ることが重要である。本発明によれば、第２ミラー４の
中心は、第１ミラー３の中心と第１スキャナ１の回転軸
５との間の距離の半分の位置にある。第１ミラー３の回
転軸５はミラー面とほぼ平行に走っているが、第１ミラ
ー３の中心と回転軸５との間には距離７がある。第２ミ
ラー４の回転軸６もミラー面とほぼ平行に走っている。
さらに回転軸６はほぼ第２ミラーの中心を通っている
が、必要に応じてある距離をとることができる。一般
に、第２ミラーの中心は回転軸５から距離７の半分に配
置されている。
概略的に示す。第１スキャナ１に第１ミラー３が機械的
に結合され、図の平面に垂直な軸５の周りに旋回可能に
配置されている。第２スキャナ２には第２ミラー４が配
置され、このミラーは図の平面に平行な軸６の周りに旋
回可能である。軸５と軸６は互いに垂直な平面を通り、
互いに垂直である。第１ミラー３がスキャナ１に対して
間隔７をとって配置され、かつスキャナ２の回転軸６
が、スキャナ１の回転軸とミラー３の中間点を通ってい
ることが重要である。本発明によれば、第２ミラー４の
中心は、第１ミラー３の中心と第１スキャナ１の回転軸
５との間の距離の半分の位置にある。第１ミラー３の回
転軸５はミラー面とほぼ平行に走っているが、第１ミラ
ー３の中心と回転軸５との間には距離７がある。第２ミ
ラー４の回転軸６もミラー面とほぼ平行に走っている。
さらに回転軸６はほぼ第２ミラーの中心を通っている
が、必要に応じてある距離をとることができる。一般
に、第２ミラーの中心は回転軸５から距離７の半分に配
置されている。
【００１５】両ミラー３、４の間にはレンズまたは結像
手段はなく、従って装置内部では光線９はミラーから直
接他のミラーに達する。光線８は、それが光線デカップ
リング装置２２から、またはそこへ達していることを概
略的に示している。光源２４からの光線、特にレーザ光
線は先ずこの装置に到達し、そこから図１による装置に
達し、そしてさらに対象物に到達する。対象物によって
反射した光線は再び本発明による装置を介してそれから
デカップリング装置２２に達し、デカップリング装置２
２は光線をさらに評価するために評価装置すなわち検出
器２６に、好ましくは電子なだれフォトダイオードに供
給する。対象物に送られたまたは対象物から反射した光
線１０は、光線８、９が通る平面にほぼ垂直である。
手段はなく、従って装置内部では光線９はミラーから直
接他のミラーに達する。光線８は、それが光線デカップ
リング装置２２から、またはそこへ達していることを概
略的に示している。光源２４からの光線、特にレーザ光
線は先ずこの装置に到達し、そこから図１による装置に
達し、そしてさらに対象物に到達する。対象物によって
反射した光線は再び本発明による装置を介してそれから
デカップリング装置２２に達し、デカップリング装置２
２は光線をさらに評価するために評価装置すなわち検出
器２６に、好ましくは電子なだれフォトダイオードに供
給する。対象物に送られたまたは対象物から反射した光
線１０は、光線８、９が通る平面にほぼ垂直である。
【００１６】上記のことから、垂直軸系の原点は第２ミ
ラー４の中心にあり、その際Ｘ−Ｙ平面は図平面と一致
することは明らかである。光線８はＹ方向と平行に走
り、光線９はＸ方向に沿って両ミラー３、４の間を走
る。第２スキャナの回転軸６はＹ方向に位置し、回転軸
５はＸ−Ｙ平面に垂直に位置する。
ラー４の中心にあり、その際Ｘ−Ｙ平面は図平面と一致
することは明らかである。光線８はＹ方向と平行に走
り、光線９はＸ方向に沿って両ミラー３、４の間を走
る。第２スキャナの回転軸６はＹ方向に位置し、回転軸
５はＸ−Ｙ平面に垂直に位置する。
【００１７】図２は視線方向ＩＩから見た図１の装置を
示すが、ここで軸５は図平面中に、軸６は図平面に垂直
に走っている。ミラー３はアーム１１を介してスキャナ
１と連結され、したがって回転軸５とは距離７を置く。
図平面は、第２ミラー４の中心を原点とする座標系のＸ
−Ｙ平面に相当する。第２ミラー４によって反射された
または対象物からミラー４に戻された光線１０はＺ方向
に走る。第２ミラー４または第２スキャナ２の回転軸ま
たは回転点は、回転軸５とミラー３の回転点の中間にあ
る。これは、光線１０がミラー４から光学的結像装置ま
たは合焦エレメント１６を介して光学軸１２に沿って対
象物２０に送られ、さらに反射されることを示してい
る。デカップリング装置から第１スキャナのミラー３に
達し、それによって反射される光線８は、図平面の手前
方向に垂直に走る。
示すが、ここで軸５は図平面中に、軸６は図平面に垂直
に走っている。ミラー３はアーム１１を介してスキャナ
１と連結され、したがって回転軸５とは距離７を置く。
図平面は、第２ミラー４の中心を原点とする座標系のＸ
−Ｙ平面に相当する。第２ミラー４によって反射された
または対象物からミラー４に戻された光線１０はＺ方向
に走る。第２ミラー４または第２スキャナ２の回転軸ま
たは回転点は、回転軸５とミラー３の回転点の中間にあ
る。これは、光線１０がミラー４から光学的結像装置ま
たは合焦エレメント１６を介して光学軸１２に沿って対
象物２０に送られ、さらに反射されることを示してい
る。デカップリング装置から第１スキャナのミラー３に
達し、それによって反射される光線８は、図平面の手前
方向に垂直に走る。
【００１８】ミラー４によって反射される光線は、合焦
エレメント１６を介して光学軸１２に沿って対象物２０
に達し、その際に、入射レーザ光線は、両ミラー３、４
の周期的及び同期的動きに基づいて光学軸と垂直な２次
元平面内で偏向される。前記の装置は本発明による方法
を実施するために特に目的にかなった方法で使用でき、
特にコンパクトな構成で対象物の故障のない結像を保証
するが、本発明の範囲内で他のレーザ走査システムも使
用することができる。
エレメント１６を介して光学軸１２に沿って対象物２０
に達し、その際に、入射レーザ光線は、両ミラー３、４
の周期的及び同期的動きに基づいて光学軸と垂直な２次
元平面内で偏向される。前記の装置は本発明による方法
を実施するために特に目的にかなった方法で使用でき、
特にコンパクトな構成で対象物の故障のない結像を保証
するが、本発明の範囲内で他のレーザ走査システムも使
用することができる。
【００１９】図３は、本発明によるレーザ走査システム
３０を有する装置の基本的構造図であり、コンピュータ
３２と電子制御回路３４によって作動する。以下では、
これらの関係をはっきりさせるために、図１、２の装置
の構成要素も参照する。第２ミラー４は高周波ｆで振動
し、調査対象物の線に沿ってレーザ光線を動かす。走査
中にこの線によって反射された光は検出器２６によって
一定の時間間隔で測定され、走査された線に沿って一連
のＭ個の測定値が得られ、これからこの走査された線に
沿ったＭ個の個々の点における反射光の強度が再生され
る。前記のＭ個の測定値はディジタル化され、コンピュ
ータ３２に記憶される。対象物のこの第１の線に沿った
走査は連続してＮ回繰り返され、したがって線に沿った
Ｍ個の点の各々がＮ回だけ同じ時間間隔１／ｆで測定さ
れる。こうしてＭ×Ｎ測定値のマトリックスが得られ
る。この位置時間マトリックスは、そのＮ本の行の各々
で位置的に分割され、Ｍ本の列の各々で時間的に分割さ
れて、対象物の走査された第１の線に沿った個々の点に
おける反射光強度を含む。
３０を有する装置の基本的構造図であり、コンピュータ
３２と電子制御回路３４によって作動する。以下では、
これらの関係をはっきりさせるために、図１、２の装置
の構成要素も参照する。第２ミラー４は高周波ｆで振動
し、調査対象物の線に沿ってレーザ光線を動かす。走査
中にこの線によって反射された光は検出器２６によって
一定の時間間隔で測定され、走査された線に沿って一連
のＭ個の測定値が得られ、これからこの走査された線に
沿ったＭ個の個々の点における反射光の強度が再生され
る。前記のＭ個の測定値はディジタル化され、コンピュ
ータ３２に記憶される。対象物のこの第１の線に沿った
走査は連続してＮ回繰り返され、したがって線に沿った
Ｍ個の点の各々がＮ回だけ同じ時間間隔１／ｆで測定さ
れる。こうしてＭ×Ｎ測定値のマトリックスが得られ
る。この位置時間マトリックスは、そのＮ本の行の各々
で位置的に分割され、Ｍ本の列の各々で時間的に分割さ
れて、対象物の走査された第１の線に沿った個々の点に
おける反射光強度を含む。
【００２０】対象物の第１の線について位置時間マトリ
ックスを記録した後、走査レーザ光線は光線偏向エレメ
ントの第１ミラー３によって、走査される線の方向と垂
直に、対象物の隣接する第２の線に移動される。この第
２の線について上述の測定過程が繰り返される。次い
で、同様にして対象物の他の平行線が走査され、こうし
てＬ本の線に相当するそれぞれＭ×Ｎ個の測定値を有す
るＬ個のマトリックスが得られる。続いて、本発明によ
れば、対象物の２次元フィールドがＭ×Ｌ個の点で走査
され、これらの各点について一連のＮ個の測定値が等し
い時間間隔で得られる。本発明に本質的な空間的かつ時
間的走査過程のこのシーケンスによって、可能になり、
必要とされる流速範囲をカバーし、スペクトル分析の効
果的な数値的方法を導くことが可能になる。走査速度が
速いと、特に高感度検出器によって反射光を検出する場
合に非常に高い能率が得られる。図１と図２に関して説
明した走査システムの光学的構造は、特に光学構成要素
の数が少ないことによって高い光収量を保証し、さらに
特に電子なだれフォトダイオードによって実現される高
感度検出を保証する。
ックスを記録した後、走査レーザ光線は光線偏向エレメ
ントの第１ミラー３によって、走査される線の方向と垂
直に、対象物の隣接する第２の線に移動される。この第
２の線について上述の測定過程が繰り返される。次い
で、同様にして対象物の他の平行線が走査され、こうし
てＬ本の線に相当するそれぞれＭ×Ｎ個の測定値を有す
るＬ個のマトリックスが得られる。続いて、本発明によ
れば、対象物の２次元フィールドがＭ×Ｌ個の点で走査
され、これらの各点について一連のＮ個の測定値が等し
い時間間隔で得られる。本発明に本質的な空間的かつ時
間的走査過程のこのシーケンスによって、可能になり、
必要とされる流速範囲をカバーし、スペクトル分析の効
果的な数値的方法を導くことが可能になる。走査速度が
速いと、特に高感度検出器によって反射光を検出する場
合に非常に高い能率が得られる。図１と図２に関して説
明した走査システムの光学的構造は、特に光学構成要素
の数が少ないことによって高い光収量を保証し、さらに
特に電子なだれフォトダイオードによって実現される高
感度検出を保証する。
【００２１】網膜血流測定の１つの一般的態様では、例
えば下記の数値が設定される。
えば下記の数値が設定される。
【００２２】網膜に沿って１本の線を走査するため、第
２ミラー４は周波数ｆ＝8000Ｈｚで振動する。係数Ｍ，
Ｎ，Ｌについては、それぞれ256 の数値が与えられる。
上述のように、こうして対象物のそれぞれＭ＝256 個の
点にＬ＝256 行のフィールドが走査される。合焦エレメ
ントの光学的結像装置を使用して、走査線の長さをほぼ
３mmに選ぶ場合、網膜における１本の線に沿った２つの
測定点の間、並びに２つの隣接線の間の位置的間隔はほ
ぼ0.01mmになる。この値によって測定の空間的分割が与
えられる。反射光の強度は、Ｌ＝256 行の各点において
１／ｆ＝0.000125秒の固定した間隔で測定される。１つ
の行の位置時間マトリックスのデータ採取時間はこの場
合１／ｆ×Ｌ＝0.032 秒となり、総採取時間は最初に述
べた値に従えば８秒となる。全体として前述の一般的測
定態様では、256 ×256 ×256 個の測定値が採取されデ
ィジタル化される。
２ミラー４は周波数ｆ＝8000Ｈｚで振動する。係数Ｍ，
Ｎ，Ｌについては、それぞれ256 の数値が与えられる。
上述のように、こうして対象物のそれぞれＭ＝256 個の
点にＬ＝256 行のフィールドが走査される。合焦エレメ
ントの光学的結像装置を使用して、走査線の長さをほぼ
３mmに選ぶ場合、網膜における１本の線に沿った２つの
測定点の間、並びに２つの隣接線の間の位置的間隔はほ
ぼ0.01mmになる。この値によって測定の空間的分割が与
えられる。反射光の強度は、Ｌ＝256 行の各点において
１／ｆ＝0.000125秒の固定した間隔で測定される。１つ
の行の位置時間マトリックスのデータ採取時間はこの場
合１／ｆ×Ｌ＝0.032 秒となり、総採取時間は最初に述
べた値に従えば８秒となる。全体として前述の一般的測
定態様では、256 ×256 ×256 個の測定値が採取されデ
ィジタル化される。
【００２３】このように採取されディジタル化されたデ
ータを評価するためには、調査対象物の各点において、
測定される光の一部分が、対象物の可動構成要素、特に
流れる血液の成分によって反射され、他の一部分が固定
した対象部分によって反射されることから出発する。ド
ップラー効果に基づいて、動く部分から反射される光の
周波数は動かない部分から反射される光の周波数に対し
てシフトする。これは、レーザ光のコヒーレンシに従っ
て、検出器におけるこれら２つの成分の重なりと干渉に
より、対象物の一点で測定された反射光強度の時間的な
変動が生じる。
ータを評価するためには、調査対象物の各点において、
測定される光の一部分が、対象物の可動構成要素、特に
流れる血液の成分によって反射され、他の一部分が固定
した対象部分によって反射されることから出発する。ド
ップラー効果に基づいて、動く部分から反射される光の
周波数は動かない部分から反射される光の周波数に対し
てシフトする。これは、レーザ光のコヒーレンシに従っ
て、検出器におけるこれら２つの成分の重なりと干渉に
より、対象物の一点で測定された反射光強度の時間的な
変動が生じる。
【００２４】それぞれ一点での反射強度の時間的経過
は、前述の説明に従えば、その点に該当する位置時間マ
トリックスの列に含まれる。時間的変動の評価から、そ
の変動を生じさせるその点における流速の計算が導かれ
る。これに対して本発明によれば、測定値マトリックス
の各列に、離散フーリェ変換などの周波数分析を施し
て、反射光強度の時間的変動の周波数分布を得る。所定
の速度から所定の周波数を有する測定光の強度変動が導
かれるので、周波数分布から対象物の各点における動く
部分の速度が決定できる。測定値の離散フーリェ変換は
本発明の範囲で、ソフトウェアによってもコンピュータ
の特殊ハードウェアによっても実施することができる。
は、前述の説明に従えば、その点に該当する位置時間マ
トリックスの列に含まれる。時間的変動の評価から、そ
の変動を生じさせるその点における流速の計算が導かれ
る。これに対して本発明によれば、測定値マトリックス
の各列に、離散フーリェ変換などの周波数分析を施し
て、反射光強度の時間的変動の周波数分布を得る。所定
の速度から所定の周波数を有する測定光の強度変動が導
かれるので、周波数分布から対象物の各点における動く
部分の速度が決定できる。測定値の離散フーリェ変換は
本発明の範囲で、ソフトウェアによってもコンピュータ
の特殊ハードウェアによっても実施することができる。
【００２５】対象物の走査２次元フィールドの各点にお
ける典型的な流速の計算によって、Ｍ×Ｌ個の速度のマ
トリックスが得られる。このマトリックスは特に流速を
位置的に分割して再生する画像として表示することがで
きる。上述の一般的な態様とそこで与えられる数値に関
して、流速測定に関する下記の制限が生ずる。
ける典型的な流速の計算によって、Ｍ×Ｌ個の速度のマ
トリックスが得られる。このマトリックスは特に流速を
位置的に分割して再生する画像として表示することがで
きる。上述の一般的な態様とそこで与えられる数値に関
して、流速測定に関する下記の制限が生ずる。
【００２６】離散フーリェ変換の場合の限界周波数は、
前述の例ではｆ／２すなわち4000Ｈｚとなる。速度ｖで
光の伝播方向に沿って、すなわち光学軸に平行に動く対
象物は、反射光の周波数シフトを引き起こし、これによ
って周波数Ｆ＝２ｖ／λを有する測定光の強度の変調を
引き起こす。この場合、λは光の波長に相当する。した
がって前記の値の場合、最高流速は２mm／秒となる。
前述の例ではｆ／２すなわち4000Ｈｚとなる。速度ｖで
光の伝播方向に沿って、すなわち光学軸に平行に動く対
象物は、反射光の周波数シフトを引き起こし、これによ
って周波数Ｆ＝２ｖ／λを有する測定光の強度の変調を
引き起こす。この場合、λは光の波長に相当する。した
がって前記の値の場合、最高流速は２mm／秒となる。
【００２７】本発明による方法または装置あるいはその
両方の特殊な態様を次に説明する。レーザ走査システム
は特に共焦点光学系として構成することができ、その際
に反射光検出装置は周知の方法でほぼ点状に構成する。
このために例えば検出器の前に、走査システムの焦点面
に対して光学的に共役する位置に、１つの小さな遮光装
置を配置する。これによって、実質上、所与のそれぞれ
の焦点平面の狭い周辺から反射される光のみが検出され
る。これに反して、他の位置では反射光または散乱光は
共焦点構造に基づいて効果的に抑制される。これによっ
て、光学軸に垂直な方向のみならず平行な方向にも系の
高い光学的解像度が達成される。これによって、対象物
の個々の層、例えば網膜の血管系における流速を選択的
に測定することが可能となり、さらに網膜血管床と脈絡
膜血管系における流速を互いに分離して、３次元的に表
示することが可能となる。
両方の特殊な態様を次に説明する。レーザ走査システム
は特に共焦点光学系として構成することができ、その際
に反射光検出装置は周知の方法でほぼ点状に構成する。
このために例えば検出器の前に、走査システムの焦点面
に対して光学的に共役する位置に、１つの小さな遮光装
置を配置する。これによって、実質上、所与のそれぞれ
の焦点平面の狭い周辺から反射される光のみが検出され
る。これに反して、他の位置では反射光または散乱光は
共焦点構造に基づいて効果的に抑制される。これによっ
て、光学軸に垂直な方向のみならず平行な方向にも系の
高い光学的解像度が達成される。これによって、対象物
の個々の層、例えば網膜の血管系における流速を選択的
に測定することが可能となり、さらに網膜血管床と脈絡
膜血管系における流速を互いに分離して、３次元的に表
示することが可能となる。
【００２８】さらに特殊な１つの態様では、光学系は偏
光に敏感であるように設計されている。このために、直
線偏光されたレーザ光源、特にレーザ・ダイオードが使
用され、または非偏光レーザ光線が偏光器によって直線
偏光される。図１のデカップリング装置２２は、入射光
線に対して90°回転した方向に直線偏光された反射光だ
けが検出器２６に到達するように、さらに偏光に敏感に
設計されている。このような配置では、対象物から偏光
方向を維持しながら直接反射される光は効果的に抑制さ
れ、実質上散乱光のみが検出される。別法として、調査
対象物２０とデカップリング装置２２との間の光路に配
置された１／４波長板を使用し、反射光の偏光方向をレ
ーザ光源の偏光方向と比べて90°回転させる。次いで偏
光に敏感なデカップリング装置２２と協働して、偏光方
向を維持しながら対象物から反射される光をほぼ検出す
る。一方では散乱光を、または他方では直接反射光を選
択することによって、流速の分布に関するさらなる情報
が得られる。
光に敏感であるように設計されている。このために、直
線偏光されたレーザ光源、特にレーザ・ダイオードが使
用され、または非偏光レーザ光線が偏光器によって直線
偏光される。図１のデカップリング装置２２は、入射光
線に対して90°回転した方向に直線偏光された反射光だ
けが検出器２６に到達するように、さらに偏光に敏感に
設計されている。このような配置では、対象物から偏光
方向を維持しながら直接反射される光は効果的に抑制さ
れ、実質上散乱光のみが検出される。別法として、調査
対象物２０とデカップリング装置２２との間の光路に配
置された１／４波長板を使用し、反射光の偏光方向をレ
ーザ光源の偏光方向と比べて90°回転させる。次いで偏
光に敏感なデカップリング装置２２と協働して、偏光方
向を維持しながら対象物から反射される光をほぼ検出す
る。一方では散乱光を、または他方では直接反射光を選
択することによって、流速の分布に関するさらなる情報
が得られる。
【００２９】本発明の他の一実施例ではレーザ光の波長
の変化を利用し、しかも特に装置中に２つの異なるレー
ザを組み込むことによって、血管系の様々な領域の決定
が可能となる。その際に、異なる波長の光が網膜組織へ
の異なった侵入深さを表す。網膜血管系を脈絡膜血管床
から分離する網膜色素上皮は可視光を通さないが、赤外
線は透過する。可視レーザ光を使用すると、本発明の範
囲で、光は網膜色素上皮の上層組織によって反射される
だけであり、血流が網膜血管系中で選択的に測定され
る。これに対して、赤外線領域に近い光を使用すると、
光は脈絡膜と共に血管床にも到達し、測定された流速は
網膜における血流と脈絡膜における血流の重なりとな
る。本発明によれば赤外線光で得られた血流像から可視
光で得られた血流像を差し引くことにより、脈絡膜の血
流のみが得られる。さらに上記の共焦点構造によって深
部の位置決めが可能になる。
の変化を利用し、しかも特に装置中に２つの異なるレー
ザを組み込むことによって、血管系の様々な領域の決定
が可能となる。その際に、異なる波長の光が網膜組織へ
の異なった侵入深さを表す。網膜血管系を脈絡膜血管床
から分離する網膜色素上皮は可視光を通さないが、赤外
線は透過する。可視レーザ光を使用すると、本発明の範
囲で、光は網膜色素上皮の上層組織によって反射される
だけであり、血流が網膜血管系中で選択的に測定され
る。これに対して、赤外線領域に近い光を使用すると、
光は脈絡膜と共に血管床にも到達し、測定された流速は
網膜における血流と脈絡膜における血流の重なりとな
る。本発明によれば赤外線光で得られた血流像から可視
光で得られた血流像を差し引くことにより、脈絡膜の血
流のみが得られる。さらに上記の共焦点構造によって深
部の位置決めが可能になる。
【００３０】最後に、本発明による時間的経過における
流速測定は、血管系における流速の時間変化の決定も可
能にすることに留意されたい。
流速測定は、血管系における流速の時間変化の決定も可
能にすることに留意されたい。
【００３１】心拍データ決定の同期化と複数の心拍に関
する網膜血流の時間分割表現によって、特に目的にかな
ったやり方で網膜血管系内部の脈拍波動速度が測定され
る。こうして、脈拍波伝播または血管抵抗あるいはその
両方の許容不等質性を表現することができる。
する網膜血流の時間分割表現によって、特に目的にかな
ったやり方で網膜血管系内部の脈拍波動速度が測定され
る。こうして、脈拍波伝播または血管抵抗あるいはその
両方の許容不等質性を表現することができる。
【００３２】対象物上の１本の線に沿ってレーザ光線を
動かす光線偏向ユニットの第２の迅速移動ミラー（図１
のミラー４）には、基本的には多角ミラーまたは振動回
転ミラーを使用することができる。後者の場合には、対
象物の線を走査するためにこのミラーが動く度毎に、そ
の出発位置に戻るためのむだ時間が生ずる。本発明によ
れば、ミラーの戻り時間はデータの取得にも利用され
る。これによって、対象物の走査された線の各々につい
て、第１の位置時間マトリックスに対して時間的にシフ
トした、Ｍ×Ｎ個の測定値から成る第２の位置時間マト
リックスが得られる。これら２つの位置時間マトリック
スを別々にフーリェ変換にかけ、続いてフーリェ変換の
シフト法則を考慮して全スペクトルに合成する。この特
殊な態様によって、信号雑音比の改善が達成される。
動かす光線偏向ユニットの第２の迅速移動ミラー（図１
のミラー４）には、基本的には多角ミラーまたは振動回
転ミラーを使用することができる。後者の場合には、対
象物の線を走査するためにこのミラーが動く度毎に、そ
の出発位置に戻るためのむだ時間が生ずる。本発明によ
れば、ミラーの戻り時間はデータの取得にも利用され
る。これによって、対象物の走査された線の各々につい
て、第１の位置時間マトリックスに対して時間的にシフ
トした、Ｍ×Ｎ個の測定値から成る第２の位置時間マト
リックスが得られる。これら２つの位置時間マトリック
スを別々にフーリェ変換にかけ、続いてフーリェ変換の
シフト法則を考慮して全スペクトルに合成する。この特
殊な態様によって、信号雑音比の改善が達成される。
【００３３】フーリェ変換によって位置時間マトリック
スからもたらされる周波数スペクトルを評価するため
に、本発明の範囲で様々な代替態様が存在する。流れが
強い場合に見られる特徴的な限界周波数を決定すること
によって、最高の発生流速を測定することが可能であ
る。全スペクトルの算術平均に相当するスペクトル出力
密度値を示す、周波数スペクトルの重点の測定または周
波数の測定によって、平均流速の測定が可能になる。さ
らに個々の周波数のスペクトル出力密度を比較して、様
々な流速の相対頻度を決定することができる。
スからもたらされる周波数スペクトルを評価するため
に、本発明の範囲で様々な代替態様が存在する。流れが
強い場合に見られる特徴的な限界周波数を決定すること
によって、最高の発生流速を測定することが可能であ
る。全スペクトルの算術平均に相当するスペクトル出力
密度値を示す、周波数スペクトルの重点の測定または周
波数の測定によって、平均流速の測定が可能になる。さ
らに個々の周波数のスペクトル出力密度を比較して、様
々な流速の相対頻度を決定することができる。
【００３４】周波数スペクトルを評価する一つの特殊な
技法は帯域法である。この方法では、一定の平均流速に
相当する一定の周波数範囲でスペクトル出力密度の平均
値を算出し、それから特定の速度範囲の血流像を得る。
このような帯域の様々な平均周波数によって、毛細管流
などの緩やかな、また網動脈流などの急速な流れが目的
通りに調査される。この場合、帯域の通過範囲のスペク
トル幅が、決定されたそれぞれの周波数範囲の尺度、し
たがって速度範囲の尺度となる。
技法は帯域法である。この方法では、一定の平均流速に
相当する一定の周波数範囲でスペクトル出力密度の平均
値を算出し、それから特定の速度範囲の血流像を得る。
このような帯域の様々な平均周波数によって、毛細管流
などの緩やかな、また網動脈流などの急速な流れが目的
通りに調査される。この場合、帯域の通過範囲のスペク
トル幅が、決定されたそれぞれの周波数範囲の尺度、し
たがって速度範囲の尺度となる。
【００３５】本発明のさらに別の態様によれば、レーザ
・ドップラー流量計測のために上述の装置または方法あ
るいはその両方を使用することができる。この態様で
は、調査範囲の各点において、測定された流速に、周波
数スペクトル分析から得られる固定構成要素と移動構成
要素とによって反射される光の強度の比を掛ける。これ
によって特に目的にかなった形で流れ全体の位置的に分
割した像が得られる。
・ドップラー流量計測のために上述の装置または方法あ
るいはその両方を使用することができる。この態様で
は、調査範囲の各点において、測定された流速に、周波
数スペクトル分析から得られる固定構成要素と移動構成
要素とによって反射される光の強度の比を掛ける。これ
によって特に目的にかなった形で流れ全体の位置的に分
割した像が得られる。
【図１】本発明を実施するための装置の基本図である。
【図２】視線方向IIから見た図１の装置の基本図であ
る。
る。
【図３】本発明による装置の基本的構造を示す図であ
る。
る。
１ 第１スキャナ ２ 第２スキャナ ３ 第１ミラー ４ 第２ミラー ５，６ 軸 ７ 間隔 ８，９，１０ 光線 １１ アーム １２ 光学軸 １３，１４ レンズ １６ 合焦エレメント ２０ 対象物 ２２ 装置 ２４ 光源 ２６ 検出器 ３０ レーザ走査システム ３２ コンピュータ ３４ 電子制御回路 Ｍ 線に沿った測定値 Ｎ 線当り測定点数 Ｌ 走査された線の数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｆ 1/66 １０３ (72)発明者 ゲオルク・ミシエルソン ドイツ連邦共和国、デー−91083・バイエ ルスドルフ−ハーゲナウ、エーゲルラント シユトラーセ・34・エフ (72)発明者 ベルンハルト・シユマウス ドイツ連邦共和国、デー−91054・エルラ ンゲン、リツツエルシユトラーセ・７
Claims (18)
- 【請求項１】 流体内で反射するレーザ光線の周波数シ
フトを、光学的ドップラー効果に従って決定することに
よって、流体、特に血液の流速を測定する方法におい
て、レーザ光線によって２次元網目形状の走査を行い、
各走査点で反射光に応じてＮ個（Ｎは２またはそれ以上
の整数）の測定値を得、こうして測定した各走査点にお
ける反射光強度の時間的変化からドップラーシフトを計
算し、それから網目フィールドの各点における流速を決
定することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 少なくとも２つの平面で対象物の様々な
深さで走査が実施可能であり、その際に特にレーザ走査
システムが共焦点配置で使用でき、走査及び測定が少な
くとも２つの異なる焦点面において実施可能であること
を特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 レーザ光線の波長を選択することによっ
て対象物の様々な範囲における測定が実施可能であり、
その際に好ましくは２つの異なるレーザ源を使用するこ
とを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載
の方法。 - 【請求項４】 特に１本の線に沿った走査中に反射され
る光の強度を一定の時間間隔で測定し、その際に走査さ
れる線に沿ってＭ個の測定値を決定して記憶し、これら
の測定値は走査される線に沿ったＭ個の個々の点におい
て反射光強度を再生し、その際に走査を前記の線に沿っ
て特に同じ時間間隔でＮ回実施し、続いて対象物に沿っ
た少なくとももう１つの好ましくは平行な線についてこ
の走査を繰り返すことを特徴とする請求項１から３のい
ずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】 反射光強度の位置的に分解されたＮ行及
び時間的に分割されたＭ列を含む、走査される線ごとに
決定されたＭ×Ｎ個の測定値マトリックスを、スペクト
ル分析、特に離散フーリェ変換にかけ、これによって反
射光強度の時間的変動の周波数分布を決定し、またこの
種の周波数分布から対象物の各点における流体の移動部
分の速度分布を決定することを特徴とする請求項１から
４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 対象物の走査された２次元フィールドの
各点における典型的な流速を計算することによってＭ×
Ｌ速度マトリックスを決定し、このマトリックスが特に
像として見えるようにした後に位置的に分割して流速を
再生することを特徴とする請求項１から５のいずれか一
項に記載の方法。 - 【請求項７】 測定値の決定を心拍と同期化することを
特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項８】 互いに垂直な２方向でレーザ光線を周期
的に偏向させるための光線偏向ユニット（１、２）を有
するレーザ走査システムを備え、走査の実施及び測定値
の決定のための電子制御回路（３４）を備え、得られた
測定値を分析するためのコンピュータ（３２）を備える
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載
の方法を実施するための装置。 - 【請求項９】 走査されたレーザ光線を調査対象物（２
０）上に結像するための光学的結像装置または焦点面を
調節するための合焦エレメント、あるいはその両方を備
え、その際に光線を偏向させるために、入射レーザ光線
を偏向させる２つの周期的に同期して動くミラー（３、
４）が２次元で光学軸（１２）に直角に設けられること
を特徴とする請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 第２ミラー（４）が高周波（ｆ）で振
動し、レーザ光線を調査対象物（２０）の１つの線に沿
って動かし、その際に走査を対象物のそれぞれの線に沿
ってＮ回（Ｎは２またはそれ以上の整数）続け、Ｍ個の
点の各々について各線に沿ってＮ回の測定を同じ時間間
隔１／ｆで続けることを特徴とする請求項８または９に
記載の装置。 - 【請求項１１】 第２ミラー（４）の中心点が第１ミラ
ー（３）とその回転軸（５）の間の間隔（７）の中央に
配置され、第１ミラー（３）からの光線が第２ミラー
（４）に直接向いかつ逆方向に向い、または第１ミラー
（３）がアーム（１１）を介してそれに属する回転軸に
結合され、あるいはその両方であり、その際にアーム
（１１）の長さが前記の間隔（７）とほぼ同じ長さであ
ることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に
記載の装置。 - 【請求項１２】 Ｍ×Ｎ個の測定値がディジタル化され
てコンピュータ（３２）に記憶され、その際にＭ×Ｎ測
定値のマトリックスが記憶されて、そのＮ本の行は位置
的に分割され、そのＭ本の列は時間的に分割され、反射
光の強度が個々の点に対応することを特徴とする請求項
８から１１のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１３】 対象物の線について位置時間マトリッ
クスを記憶した後に、第１ミラー（３）によってレーザ
光線が次に走査される線の方向とほぼ垂直に少なくとも
対象物（２０）の少なくとも１本の隣接線上にシフトさ
れ、この線に応じて位置時間マトリックスが記憶され、
その際に走査された線の数Ｌに応じて、それぞれＭ×Ｎ
個の測定値を有するＬ個のマトリックスが計算機によっ
て記憶され、または評価され、あるいはその両方が行わ
れることを特徴とする請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 スペクトル分析が、適切な信号プロセ
ッサまたはハードウェアの形のフーリェ変換器によって
実施されることを特徴とする請求項１２または１３に記
載の装置。 - 【請求項１５】 高感度の検出器（２６）、特に電子な
だれフォトダイオードまたはこれと同等の高感度検出器
を備えることを特徴とする請求項８から１４のいずれか
一項に記載の装置。 - 【請求項１６】 光学系が偏光に敏感であるように設計
されており、その際に特に直線偏光レーザ源が使用さ
れ、もしくは未偏光のレーザ光が偏光器によって直線偏
光され、デカップリング装置（２２）が同様に、偏光に
敏感であるように設計され、入射光線に対して90°回転
した方向に直線偏光される反射光だけが検出器（２６）
に到達し、または好ましくは調査される対象物（２０）
とデカップリング装置との間に追加して配置された１／
４波長板によって反射光の偏光方向がレーザ光源の偏光
方向とに対して90°回転され、あるいはその両方である
ことを特徴とする請求項８から１５のいずれか一項に記
載の装置。 - 【請求項１７】 周波数（ｆ）で動く第２ミラー（４）
の場合に、対象物の線に沿った走査の後の戻り時間がデ
ータの取得に利用され、その際に走査される各線につい
て第１の位置時間マトリックスに対して時間的にシフト
された第２の位置時間マトリックスが決定され、前記の
両位置時間マトリックスが別々にフーリェ変換され、続
いてフーリェ変換のシフト法則を考慮して全スペクトル
に合成され、これによって特に信号雑音比の改善が達成
されることを特徴とする請求項８から１６のいずれか一
項に記載の装置。 - 【請求項１８】 調査範囲の各点において、測定された
流速に、周波数スペクトル解析から得られる、固定構成
要素及び移動構成要素によって反射される光の強度の比
を掛け、これによって特に目的にかなった形で流れ全体
の位置的に分割した像がもたらされる、レーザ・ドップ
ラー流量計測法の使用を特徴とする請求項８から１７の
いずれか一項に記載の装置。
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-
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