JP2020151094A - 眼科装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に、実施形態に係る眼科装置の光学系の構成例を示す。実施形態に係る眼科装置1000は、被検眼Eを観察するための光学系と、被検眼Eを検査するための光学系と、これらの光学系の光路を波長分離するダイクロイックミラーとを含む。被検眼Eを観察するための光学系として、前眼部観察(撮影)系5が設けられている。被検眼Eを検査するための光学系としてOCT光学系やレフ測定光学系(屈折力測定光学系)などが設けられている。
前眼部観察系5は、被検眼Eの前眼部を動画撮影する。前眼部観察系5を経由する光学系において、撮像素子59の撮像面は瞳孔共役位置に配置されている。前眼部照明光源50は、被検眼Eの前眼部に照明光(例えば、赤外光)を照射する。被検眼Eの前眼部により反射された光は、対物レンズ51を通過し、ダイクロイックミラー52を透過し、絞り(テレセン絞り)53に形成された孔部を通過し、ハーフミラー23を透過し、リレーレンズ55及び56を通過し、ダイクロイックミラー76を透過する。ダイクロイックミラー52は、レフ測定光学系の光路と前眼部観察系5の光路とを合成(分離)する。ダイクロイックミラー52は、これらの光路を合成する光路合成面が対物レンズ51の光軸に対して傾斜して配置される。ダイクロイックミラー76を透過した光は、結像レンズ58により撮像素子59(エリアセンサー)の撮像面に結像される。撮像素子59は、所定のレートで撮像及び信号出力を行う。撮像素子59の出力(映像信号)は、後述の処理部9に入力される。処理部9は、この映像信号に基づく前眼部像E´を後述の表示部10の表示画面10aに表示させる。前眼部像E´は、例えば赤外動画像である。前眼部像E´は、後述の前眼部カメラ300を用いて取得されてもよい。
アライメント光投射系2は、前眼部観察系5の光軸方向(前後方向、Z方向)及び光軸に直交する方向(左右方向(X方向)、上下方向(Y方向))のアライメントを行うための光(赤外光)を被検眼Eに照射する。アライメント光投射系2は、ハーフミラー23により前眼部観察系5の光路から分岐された光路に設けられたアライメント光源21とコリメータレンズ22とを含む。アライメント光源21から出力された光は、コリメータレンズ22を通過し、ハーフミラー23により反射され、前眼部観察系5を通じて被検眼Eに投射される。被検眼Eの角膜Crによる反射光は、前眼部観察系5を通じて撮像素子59に導かれる。
ケラト測定系3は、被検眼Eの角膜Crの形状を測定するためのリング状光束(赤外光)を角膜Crに投射する。ケラト板31は、対物レンズ51と被検眼Eとの間に配置されている。ケラト板31の背面側(対物レンズ51側)にはケラトリング光源32が設けられている。ケラトリング光源32からの光でケラト板31を照明することにより、被検眼Eの角膜Crにリング状得光束(円弧状又は円周状の測定パターン)が投射される。被検眼Eの角膜Crからの反射光(ケラトリング像)は撮像素子59により前眼部像E´とともに検出される。処理部9は、このケラトリング像を基に公知の演算を行うことで、角膜Crの形状を表す角膜形状パラメータを算出する。
レフ測定光学系は、眼屈折力測定に用いられるレフ測定投射系6及びレフ測定受光系7を含む。レフ測定投射系6は、眼屈折力測定用の光束(例えば、リング状光束)(赤外光)を眼底Efに投射する。レフ測定受光系7は、この光束の被検眼Eからの戻り光を受光する。レフ測定投射系6は、レフ測定受光系7の光路に設けられた孔開きプリズム65によって分岐された光路に設けられる。孔開きプリズム65に形成されている孔部は、瞳孔共役位置に配置される。レフ測定受光系7を経由する光学系において、撮像素子59の撮像面は眼底共役位置に配置される。
ダイクロイックミラー67によりレフ測定光学系の光路から波長分離された光路に、後述のOCT光学系8が設けられる。ダイクロイックミラー83によりOCT光学系8の光路から分岐された光路に固視投影系4が設けられる。
図1に示すOCT光学系8は、OCT計測を行うための光学系である。例えば、OCT計測よりも前に実施されたレフ測定結果に基づいて、光ファイバーf1の端面が撮影部位(眼底Ef又は前眼部)と光学系に共役となるように合焦レンズ87の位置が調整される。或いは、例えば、OCT計測により得られる干渉信号の強度が最大になるように合焦レンズ87の位置が調整される。
眼科装置1000の処理系の構成について説明する。眼科装置1000の処理系の機能的構成の例を図4〜図7に示す。図4は、眼科装置1000の処理系の機能ブロック図の一例を表す。図5は、データ処理部225の機能ブロック図の一例を表す。図6は、図5のアライメント処理部350の機能ブロック図の一例を表す。図7は、図5のトラッキング処理部360の機能ブロック図の一例を表す。
制御部210は、プロセッサを含み、眼科装置1000の各部を制御する。制御部210は、主制御部211と、記憶部212と、光学系位置取得部213とを含む。光学系位置取得部213の機能は、主制御部211により実現されてもよい。記憶部212には、眼科装置1000を制御するためのコンピュータプログラムがあらかじめ格納される。コンピュータプログラムには、光源制御用プログラム、検出器制御用プログラム、光スキャナー制御用プログラム、光学系制御用プログラム、アライメント制御用プログラム、トラッキング制御用プログラム、演算処理用プログラム及びユーザインターフェイス用プログラムなどが含まれる。このようなコンピュータプログラムに従って主制御部211が動作することにより、制御部210は制御処理を実行する。
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、例えば他覚測定の測定結果、OCT計測の計測結果、断層像の画像データ、前眼部像の画像データ、被検眼情報、後述の収差情報、後述の模型眼データ(標準値データ)などがある。被検眼情報は、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。
光学系位置取得部213は、眼科装置1000に搭載され、被検眼Eのデータを光学的に取得するための上記の装置光学系の現在位置を取得する。
演算処理部220は、眼屈折度数算出部221と、角膜形状算出部222と、画像形成部224と、データ処理部225とを含む。
眼屈折度数算出部221は、レフ測定投射系6により眼底Efに投影されたリング状光束(リング状の測定パターン)の戻り光を撮像素子59が受光することにより得られたリング像(パターン像)を解析する。例えば、眼屈折度数算出部221は、得られたリング像が描出された画像における輝度分布からリング像の重心位置を求め、この重心位置から放射状に延びる複数の走査方向に沿った輝度分布を求め、この輝度分布からリング像を特定する。続いて、眼屈折度数算出部221は、特定されたリング像の近似楕円を求め、この近似楕円の長径及び短径を公知の式に代入することによって球面度数、乱視度数及び乱視軸角度(眼屈折度数)を求める。或いは、眼屈折度数算出部221は、基準パターンに対するリング像の変形及び変位に基づいて眼屈折度数のパラメータを求めることができる。
角膜形状算出部222は、ケラト測定系3により被検眼Eの角膜Crに投影されたリング状光束の戻り光を撮像素子59が受光することにより得られたケラトリング像を解析することにより被検眼Eの角膜形状情報を算出する。
画像形成部224は、検出器125により検出された信号に基づいて、眼底Efの断層像の画像データを形成する。すなわち、画像形成部224は、干渉光学系による干渉光LCの検出結果に基づいて被検眼Eの画像データを形成する。この処理には、従来のスペクトラルドメインタイプのOCTと同様に、フィルター処理、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。このようにして取得される画像データは、複数のAライン(被検眼E内における各測定光LSの経路)における反射強度プロファイルを画像化することにより形成された一群の画像データを含むデータセットである。
データ処理部225は、画像形成部224により形成された断層像に対して各種のデータ処理(画像処理)や解析処理を施す。例えば、データ処理部225は、画像の輝度補正や分散補正等の補正処理を実行する。また、データ処理部225は、前眼部観察系5を用い得られた画像(前眼部像等)に対して各種の画像処理や解析処理を施す。
図6に示すように、アライメント処理部350は、画像補正部351と、プルキンエ像特定部352と、プルキンエ像位置特定部353と、瞳孔中心特定部354と、瞳孔中心位置特定部355と、移動目標位置決定部356とを含む。
画像補正部351は、前眼部カメラ300により得られた撮影画像の歪みを補正する。画像補正部351は、記憶部212に記憶されている収差情報に基づいて撮影画像の歪みを補正することができる。この処理は、例えば、歪曲収差を補正するための補正係数に基づく公知の画像処理技術によって実行される。なお、前眼部カメラ300の光学系が撮影画像に与える歪曲収差が十分に小さい場合などには、収差情報及び画像補正部351が設けられていなくてよい。
主制御部211は、例えば、アライメント光源21を点灯させる。それにより、前眼部にアライメント光束が投射され、プルキンエ像が形成される。プルキンエ像は、角膜曲率半径の2分の1の距離だけ角膜頂点から軸方向(Z方向)に偏位した位置に形成される。
プルキンエ像位置特定部353は、プルキンエ像特定部352から入力された情報に基づいて、プルキンエ像特定部352により特定されたプルキンエ像の位置を特定する。プルキンエ像の位置は、少なくともX方向の位置(X座標値)及びY方向の位置(Y座標値)を含んでよく、更にZ方向の位置(Z座標値)を含んでもよい。
瞳孔中心特定部354は、前眼部カメラ300により得られた各撮影画像、又は画像補正部351により歪曲収差が補正された画像を解析することで、前眼部の所定の特徴点に相当する当該撮影画像中の位置を特定する。この実施形態では、被検眼Eの瞳孔中心が特定される。なお、瞳孔中心として、瞳孔の重心を求めてもよい。また、瞳孔中心(瞳孔重心)以外の特徴点を特定するように構成することもできる。
瞳孔中心位置特定部355は、2つの前眼部カメラ300の位置(及び撮影倍率)と、瞳孔中心特定部354により特定された2つの撮影画像中の瞳孔中心の位置とに基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を特定する。
z方向の分解能(奥行き分解能):Δz=H×H×Δp/(B×f)
移動目標位置決定部356は、プルキンエ像位置特定部353により特定されたプルキンエ像の位置と、瞳孔中心位置特定部355により特定された瞳孔中心位置とに基づいて、装置光学系の移動目標位置を決定する。例えば、移動目標位置決定部356は、特定されたプルキンエ像の位置と、特定された瞳孔中心位置との差分を求め、求められた差分が既定のアライメント完了条件を満たすように移動目標位置を決定する。
図7に示すように、トラッキング処理部360は、眼球モデル生成部361と、解析部362とを含む。眼球モデル生成部361は、パラメータ算出部361Aと、モデル生成部361Bとを含む。解析部362は、角膜入射位置特定部362Aと、網膜入射位置特定部362Cと、スキャン処理部362Dとを含む。
眼球モデル生成部361は、眼内パラメータ212Aに基づいて被検眼Eの3次元眼球モデルを作成する。眼球モデル生成部361は、上記の眼内パラメータ212Aに含まれるパラメータのうち、ケラト測定、眼屈折力測定(レフ測定)、又はOCT計測の結果に基づいて算出可能なパラメータを求めることが可能である。
パラメータ算出部361Aは、OCT光学系8により得られたOCTデータ(データセット)を解析することにより被検眼Eに関するパラメータを求める。OCTデータセットは、角膜前面から網膜表面にわたる範囲を含む被検眼Eの3次元領域の形態を表す。すなわち、この3次元領域がOCTによる計測領域に相当し、OCTデータセットとして得られる画像はこの3次元領域における被検眼Eの各部の形態を描出している。
モデル生成部361Bは、パラメータ算出部361Aにより算出されたパラメータを用いて被検眼Eの3次元の眼球モデルを作成する。モデル生成部361Bは、眼内パラメータ212A、眼屈折度数、角膜形状情報、及び眼内距離の少なくとも1つを用いて被検眼Eの3次元の眼球モデルを作成することが可能である。
解析部362は、上記の解析処理の他に、眼内の部位(例えば、角膜、網膜)における測定光LSの入射位置を特定(推定)するための処理を行う。
角膜入射位置特定部362Aは、被検眼Eの前眼部像から、角膜Crにおける測定光LSの入射位置を特定する。前眼部像に基づいて被検眼Eに対する光学系のアライメントが行われる場合、角膜入射位置特定部362Aは、アライメント情報を用いて角膜入射位置を特定することが可能である。例えば、角膜入射位置特定部362Aは、装置光学系の光軸と被検眼Eの角膜Crとの交点を角膜入射位置として特定することができる。前眼部像は、前眼部カメラ300によって取得される2以上の撮影画像のいずれか1つであってよい。
網膜入射位置特定部362Cは、角膜入射位置特定部362Aにより特定された角膜入射位置に入射した測定光LSが網膜に入射する入射位置を特定する。例えば、網膜入射位置特定部362Cは、角膜入射位置に入射した測定光LSに対して公知の光線追跡処理を施すことにより網膜入射位置を特定する。光線追跡処理では、眼球モデル生成部361により生成された眼球モデルを用いて、網膜入射位置から角膜前面、角膜後面、水晶体前面、及び水晶体後面にスネルの法則から導かれる公知の関係式を順次に適用することで網膜における光線の入射位置が特定される。
スキャン処理部362Dは、網膜入射位置特定部362Cにより特定された網膜入射位置に基づいて、網膜の所定の位置がスキャン中心となるように光スキャナー88に対してフィードバックする制御情報を生成する。制御情報は、光スキャナー88を構成するガルバノスキャナーのスキャン幅、スキャン速度、及びスキャン中心のオフセット値の少なくとも1つを含む。網膜の所定の位置として、基準位置、網膜入射位置、又は基準位置と網膜入射位置との間の位置、病変部位、特徴部位、血管、ユーザにより指定された位置などがある。
表示部270は、ユーザインターフェイス部として、制御部210による制御を受けて情報を表示する。表示部270は、図1などに示す表示部10を含む。
通信部290は、図示しない外部装置と通信するための機能を有する。通信部290は、外部装置との接続形態に応じた通信インターフェイスを備える。外部装置の例として、レンズの光学特性を測定するための眼鏡レンズ測定装置がある。眼鏡レンズ測定装置は、被検者が装用する眼鏡レンズの度数などを測定し、この測定データを眼科装置1000に入力する。また、外部装置は、任意の眼科装置、記録媒体から情報を読み取る装置(リーダ)や、記録媒体に情報を書き込む装置(ライタ)などでもよい。更に、外部装置は、病院情報システム(HIS)サーバ、DICOM(Digital Imaging and COmmunication in Medicine)サーバ、医師端末、モバイル端末、個人端末、クラウドサーバなどでもよい。通信部290は、例えば処理部9に設けられていてもよい。
実施形態に係る眼科装置1000の動作について説明する。
図10に、眼科装置1000の第1動作例を示す。図10は、眼科装置1000の動作例のフロー図を表す。記憶部212には、図10に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部211は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図10に示す処理を実行する。
まず、眼科装置1000は、被検眼Eの角膜形状パラメータ、被検眼Eの眼屈折度数、及び眼軸長を取得する。角膜形状パラメータ等は、外部の眼科装置、又は電子カルテシステム等の外部装置から取得される。
続いて、主制御部211は、ステップS1において取得された角膜形状パラメータ、眼屈折度数、及びパラメータ算出部361Aにより算出された眼軸長を用いて被検眼Eの3次元の眼球モデルをモデル生成部361Bに生成させる。
主制御部211は、OCT計測を実行するか否かを判定する。例えば、主制御部211は、ユーザによる操作部280に対する操作内容、又は事前に設定された動作モードに基づいて、OCT計測を実行するか否かを判定する。
ステップS3において、OCT計測を実行すると判定されたとき(S3:Y)、主制御部211は、上記のアライメント処理を実行する。
ステップS4において装置光学系の位置と移動目標位置との変位が既定の範囲内ではないと判定されたとき(S4:N)、主制御部211は、移動機構200を制御することにより、被検眼Eに対して装置光学系を所定のステップだけ相対移動する。その後、眼科装置1000の動作はステップS4に移行する。
ステップS4において装置光学系の位置と移動目標位置との変位が既定の範囲内であると判定されたとき(S4:Y)、主制御部211は、図1に示す光学系が被検眼Eの検査位置に移動されたと判断し、レフ測定光源61と、合焦レンズ74と、固視ユニット40(液晶パネル41)をそれぞれの光軸に沿って原点の位置(例えば、0Dに相当する位置)に移動させる。ここで、検査位置とは、被検眼Eの検査を十分な精度内で行うことが可能な位置である。
主制御部211は、固視ユニット40(液晶パネル41)を雲霧位置から合焦位置に移動させる。いくつかの実施形態では、合焦位置は、ステップS1において取得された等価球面度数(S+C/2)に相当する位置、又は等価球面度数(S+C/2)の位置から干渉信号の強度等が最大になるようにフォーカス調整された位置である。
主制御部211は、前眼部カメラ300により取得された撮影画像に基づいてプルキンエ像位置特定部353により特定されたプルキンエ像の3次元位置から、測定光LSの角膜入射位置を角膜入射位置特定部362Aに特定させる。
主制御部211は、ステップS11において特定された角膜入射位置に入射した測定光LSに対して、眼球モデル生成部361により生成された眼球モデルを用いた光線追跡処理を施すことにより網膜入射位置を網膜入射位置特定部362Cに特定させる。
解析部362は、網膜における基準位置に対する網膜入射位置の変位を求める。解析部362は、水平面内の変位及び鉛直面内の変位の少なくとも一方を求める。解析部362は、互いに交差する2つの平面内の変位を求めてもよい。基準位置は、OCT光学系8を用いて取得された被検眼Eの断層像を解析することにより特定されてもよいし、操作部280を用いてユーザにより指定されてもよい。基準位置としては、中心窩、黄斑部、病変部、視神経乳頭、血管などがある。
主制御部211は、ステップS13において特定された網膜における基準位置と網膜入射位置との変位から、光スキャナー88にフィードバックする制御情報をスキャン処理部362Dに生成させる。ステップS14の詳細については後述する。
主制御部211は、ステップS14における光スキャナー処理において生成された制御情報に基づいて光スキャナー88の偏向動作を制御する。
主制御部211は、例えば、記憶部212にあらかじめ記憶された眼球モデル(公知の模型眼等の眼球モデル)を網膜入射位置特定部362Cに取得させる。
続いて、主制御部211は、ステップS12と同様に、光スキャナー88により偏向された測定光LSの網膜入射位置を網膜入射位置特定部362Cに特定させる。すなわち、まず、角膜入射位置特定部362Aは、ステップS11と同様に、前眼部カメラ300により取得された2つの撮影画像に基づいてプルキンエ像位置特定部353により特定されたプルキンエ像の3次元位置から、測定光LSの角膜入射位置を特定する。続いて、網膜入射位置特定部362Cは、角膜入射位置特定部362Aにより特定された角膜入射位置に入射した測定光LSに対して、ステップS21において取得された眼球モデルを用いた光線追跡処理を施すことにより網膜入射位置を特定する。
次に、主制御部211は、網膜における基準位置に対する網膜入射位置の変位(水平面内の変位ΔX(X軸方向の変位)、鉛直面内の変位ΔY(Y軸方向の変位))を解析部362に算出させる。図13では、光スキャナー88と光学的に共役な位置であるピボット点Pvを中心に偏向された測定光LSによる水平面内の変位ΔXが図示されているが、鉛直面内の変位ΔYも同様である。基準位置は、例えば、OCT光学系8により取得された被検眼Eの断層像から特定された中心窩に相当する位置である。例えば、断層像における各部位の位置と眼球モデルにおける各部位の位置とをあらかじめ対応付けておくことにより、断層像において特定された部位に対応する眼球モデルにおける位置を特定することが可能である。それにより、解析部362は、基準位置に対する網膜入射位置の変位(X軸方向の変位、Y軸方向の変位)を特定することが可能である。
微小領域では、入射角の変化量と網膜上の位置の変位とは線形関係があると考えられるため、網膜上の位置の変位から入射角の変化量を推定することが可能である。そこで、主制御部211は、光スキャナー88により偏向された測定光LSの角膜Crにおける入射角が既定の微小角度だけ変更するように光線追跡処理における入射角条件を変更する。
網膜入射位置特定部362Cは、ステップS24において角膜Crにおいて入射角が変更された測定光LSに対して、ステップS22と同様に光線追跡処理を施すことにより新たな網膜入射位置を特定する。
主制御部211は、ステップS23と同様に、ステップS25において特定された網膜入射位置に対して、網膜における基準位置に対する網膜入射位置の変位(水平面内の変位ΔX´、鉛直面内の変位ΔY´)を解析部362に算出させる。図13では、水平面内の変位ΔX´が図示されているが、鉛直面内の変位ΔY´も同様である。基準位置は、ステップS23における基準位置と同じである。
主制御部211は、ステップS26において算出された変位ΔX´、ΔY´のそれぞれが所定の閾値以内であるか否かを判定する。変位ΔX´に対する閾値と、ΔY´に対する閾値は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
ステップS27において変位ΔX´、ΔY´のそれぞれが所定の閾値以内であると判定されたとき(S27:Y)、主制御部211は、収束したときの測定光LSの入射角がスキャン中心角度になるように、光スキャナー88のスキャン幅、スキャン速度、スキャン中心のオフセット値の少なくとも1つを変更するための制御情報をスキャン処理部362Dに生成させる。主制御部211は、スキャン処理部362Dにより生成された制御情報に基づいて光スキャナー88を制御する。これにより、OCT画像の中心が所定の位置になるようにトラッキング制御を行うことが可能になる。
主制御部211は、ステップS1と同様に、被検眼Eの角膜形状パラメータ、被検眼Eの眼屈折度数、及び眼軸長を眼球モデル生成部361に取得させる。角膜形状パラメータ等は、上記のように、被検眼Eに対する測定により取得される。角膜形状パラメータは、被検眼Eに対してケラト測定を実行することにより取得される。眼屈折度数は、被検眼Eに対してレフ測定を実行することにより取得される。眼軸長は、例えば被検眼Eに対してOCT計測を実行することにより取得される。眼内パラメータとして眼軸長以外の眼内パラメータを取得してもよい。
次に、主制御部211は、ステップS31において取得された角膜形状パラメータ、眼屈折度数、及びパラメータ算出部361Aにより算出された眼軸長を用いて被検眼Eの3次元の眼球モデルをモデル生成部361Bに生成させる。
続いて、主制御部211は、ステップS22と同様に、光スキャナー88により偏向された測定光LSの網膜入射位置を網膜入射位置特定部362Cに特定させる。
次に、主制御部211は、ステップS23と同様に、網膜における基準位置に対する網膜入射位置の変位(水平面内の変位ΔX、鉛直面内の変位ΔY)を解析部362に算出させる。
次に、主制御部211は、ステップS24と同様に、光スキャナー88により偏向された測定光LSの角膜Crにおける入射角が既定の微小角度だけ変更するように光線追跡処理における入射角条件を変更する。
次に、網膜入射位置特定部362Cは、ステップS25と同様に、ステップS35において角膜Crにおいて入射角が変更された測定光LSに対して光線追跡処理を施すことにより新たな網膜入射位置を特定する。
主制御部211は、ステップS26と同様に、ステップS36において特定された網膜入射位置に対して、網膜における基準位置に対する網膜入射位置の変位(水平面内の変位ΔX´、鉛直面内の変位ΔY´)を解析部362に算出させる。
主制御部211は、ステップS27と同様に、ステップS37において算出された変位ΔX´、ΔY´のそれぞれが所定の閾値以内であるか否かを判定する。
ステップS38において変位ΔX´、ΔY´のそれぞれが所定の閾値以内であると判定されたとき(S38:Y)、主制御部211は、ステップS28と同様に、収束したときの測定光LSの入射角がスキャン中心角度になるように、光スキャナー88のスキャン幅、スキャン速度、スキャン中心のオフセット値の少なくとも1つを変更するための制御情報をスキャン処理部362Dに生成させる。主制御部211は、スキャン処理部362Dにより生成された制御情報に基づいて光スキャナー88を制御する。
次に、実施形態に係る眼科装置1000の第2動作例について説明する。第2動作例が第1動作例と異なる点は、主に、上記の変位が収束するまで光線追跡処理を繰り返すことなく、テーブル情報又は所定の関数に従って、光スキャナー88を制御するための制御情報を生成する点である。
主制御部211は、ステップS21と同様に、記憶部212にあらかじめ記憶された眼球モデル(公知の模型眼等の眼球モデル)を網膜入射位置特定部362Cに取得させる。
続いて、主制御部211は、ステップS22と同様に、光スキャナー88により偏向された測定光LSの網膜入射位置を網膜入射位置特定部362Cに特定させる。
次に、主制御部211は、ステップS23と同様に、網膜における基準位置に対する網膜入射位置の変位(水平面内の変位ΔX、鉛直面内の変位ΔY)を解析部362に算出させる。図16では、光スキャナー88と光学的に共役な位置であるピボット点Pvを中心に偏向された測定光LSによる水平面内の変位ΔXが図示されているが、鉛直面内の変位ΔYも同様である。基準位置は、例えば、OCT光学系8により取得された被検眼Eの断層像から特定された中心窩に相当する位置である。例えば、断層像における各部位の位置と眼球モデルにおける各部位の位置とをあらかじめ対応付けておくことにより、断層像において特定された部位に対応する眼球モデルにおける位置を特定することが可能である。それにより、解析部362は、基準位置に対する網膜入射位置の変位(X軸方向の変位、Y軸方向の変位)を特定することが可能である。
本例では、記憶部212には、テーブル情報があらかじめ記憶されている。テーブル情報には、上記の変位ΔX、ΔYに対応して測定光LSの入射角の変化量(光スキャナー88の偏向角度の変化量)が関連付けられている。このようなテーブル情報は、上記の眼球モデルを用いた計算により事前に求められている。主制御部211は、テーブル情報を参照してステップS43において算出された変位ΔX、ΔYに対応した測定光LSの入射角の変化量をスキャン処理部362Dに特定させる。
主制御部211は、ステップS44において特定された入射角の変化量に基づいて、所定の位置がスキャン中心になるように、光スキャナー88のスキャン幅、スキャン速度、スキャン中心のオフセット値の少なくとも1つを変更するための制御情報をスキャン処理部362Dに生成させる。例えば、主制御部211は、特定された入射角の変化量を反映した入射角がスキャン中心角度になるように、制御情報を生成する。主制御部211は、生成された制御情報に基づいて光スキャナー88を制御する。
主制御部211は、ステップS31と同様に、被検眼Eの角膜形状パラメータ、被検眼Eの眼屈折度数、及び眼軸長を眼球モデル生成部361に取得させる。角膜形状パラメータ等は、上記のように、被検眼Eに対する測定により取得される。角膜形状パラメータは、被検眼Eに対してケラト測定を実行することにより取得される。眼屈折度数は、被検眼Eに対してレフ測定を実行することにより取得される。眼軸長は、例えば被検眼Eに対してOCT計測を実行することにより取得される。眼内パラメータとして眼軸長以外の眼内パラメータを取得してもよい。
次に、主制御部211は、ステップS32と同様に、ステップS31において取得された角膜形状パラメータ、眼屈折度数、及びパラメータ算出部361Aにより算出された眼軸長を用いて被検眼Eの3次元の眼球モデルをモデル生成部361Bに生成させる。
続いて、主制御部211は、ステップS42と同様に、光スキャナー88により偏向された測定光LSの網膜入射位置を網膜入射位置特定部362Cに特定させる。
次に、主制御部211は、ステップS43と同様に、網膜における基準位置に対する網膜入射位置の変位(水平面内の変位ΔX、鉛直面内の変位ΔY)を解析部362に算出させる。
主制御部211は、ステップS44と同様に、テーブル情報を参照してステップS53において算出された変位ΔX、ΔYに対応した測定光LSの入射角の変化量をスキャン処理部362Dに特定させる。
主制御部211は、ステップS45と同様に、ステップS55において特定された入射角の変化量に基づいて、所定の位置がスキャン中心になるように、光スキャナー88のスキャン幅、スキャン速度、スキャン中心のオフセット値の少なくとも1つを変更するための制御情報をスキャン処理部362Dに生成させる。主制御部211は、生成された制御情報に基づいて光スキャナー88を制御する。
実施形態に係る眼科装置の作用及び効果について説明する。
上記の実施形態では、被検眼に光を投射することにより眼屈折度数を取得する場合について説明したが、実施形態に係る眼科装置の構成はこれに限定されるものではない。実施形態に係る眼科装置は、公知の波面センサーを用いて取得された波面収差に基づいて眼屈折度数を取得してもよい。
3 ケラト測定系
4 固視投影系
5 前眼部観察系
6 レフ測定投射系
7 レフ測定受光系
8 OCT光学系
9 処理部
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
212A 眼内パラメータ
220 演算処理部
221 眼屈折度数算出部
222 角膜形状算出部
224 画像形成部
225 データ処理部
300 前眼部カメラ
350 アライメント処理部
360 トラッキング処理部
361 眼球モデル生成部
362 解析部
1000 眼科装置
Cr 角膜
E 被検眼
Ef 眼底
Claims (15)
- 光スキャナーを含み、前記光スキャナーにより偏向された光を被検眼に照射する光学系と、
被検眼の前眼部像を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記前眼部像を解析することにより前記被検眼の角膜において前記光が入射する角膜入射位置を特定し、前記角膜入射位置に入射する光が前記被検眼の網膜において入射する網膜入射位置を特定する解析部と、
前記網膜における基準位置に対する前記網膜入射位置の変位に基づいて前記光スキャナーを制御する制御部と、
を含む眼科装置。 - 前記被検眼にアライメント光束を投射するアライメント光学系を含み、
前記解析部は、前記前眼部像において前記アライメント光束に基づいて形成された像に基づいて前記角膜入射位置を特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記被検眼と前記光学系とを相対的に移動する移動機構を含み、
前記制御部は、前記前眼部像において前記アライメント光束に基づいて形成された像に基づいて前記移動機構を制御した後、前記変位に基づいて前記光スキャナーを制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記取得部は、前記前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する2以上の撮影部を含み、
前記制御部は、前記2以上の撮影部の位置と、前記2以上の撮影部により取得された2以上の撮影画像を解析することにより得られた前記像の位置とに基づいて前記移動機構を制御する
ことを特徴とする請求項3に記載の眼科装置。 - 前記解析部は、前記角膜入射位置に入射する前記光に対して前記被検眼又は所定の模型眼の光学特性を表す眼球パラメータを用いた光線追跡処理を施すことにより前記網膜入射位置を特定する
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記制御部は、前記角膜入射位置における前記光の入射角の所定の変化量に対して、前記網膜における基準位置に対する前記網膜入射位置の変位の変化量が所定の閾値以内になるように光線追跡処理を繰り返すことにより制御情報を特定し、前記制御情報に基づいて前記光スキャナーを制御する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記制御部は、前記被検眼又は所定の模型眼の光学特性に対応したテーブル情報又は関数を用いて前記角膜入射位置における前記光の入射角の変化量を特定し、特定された変化量に基づいて制御情報を特定し、前記制御情報に基づいて前記光スキャナーを制御する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記光学特性は、前記被検眼の角膜形状情報を含む
ことを特徴とする請求項5又は請求項7に記載の眼科装置。 - 前記光学系は、前記被検眼に測定パターンを投射し、その戻り光を検出する角膜形状測定光学系を含み、
前記角膜形状測定光学系により得られた前記戻り光の検出結果に基づいて前記被検眼の前記角膜形状情報を算出する角膜形状算出部を含む
ことを特徴とする請求項8に記載の眼科装置。 - 前記光学特性は、前記被検眼の屈折力値を含む
ことを特徴とする請求項5、請求項7〜請求項9のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記光学系は、前記被検眼に光を投射し、その戻り光を検出する屈折力測定光学系を含み、
前記屈折力測定光学系により得られた前記戻り光の検出結果に基づいて前記被検眼の屈折力値を算出する屈折力値算出部を含む
ことを特徴とする請求項10に記載の眼科装置。 - 前記光学特性は、前記被検眼の眼内距離を含む
ことを特徴とする請求項5、請求項7〜請求項11のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記光学系は、光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記光スキャナーにより偏向された前記測定光を前記被検眼に投射し、前記被検眼からの戻り光と前記参照光との干渉光を検出するOCT光学系を含み、
前記OCT光学系により得られた前記干渉光の検出結果に基づいて前記被検眼の眼内距離を算出する眼内距離算出部を含む
ことを特徴とする請求項12に記載の眼科装置。 - 前記解析部は、前記OCT光学系により得られた前記干渉光の検出結果に基づいて前記基準位置を特定する
ことを特徴とする請求項13に記載の眼科装置。 - 前記光学系は、光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記光スキャナーにより偏向された前記測定光を前記被検眼に投射し、前記被検眼からの戻り光と前記参照光との干渉光を検出するOCT光学系を含み、
前記解析部は、前記OCT光学系により得られた前記干渉光の検出結果に基づいて前記基準位置を特定する
ことを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の眼科装置。
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