本発明に係る眼底観察装置の好適な実施の形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、従来と同様の構成部分については、図13、図14と同じ符号を用いることにする。
まず、図1〜図7を参照して、本実施形態に係る眼底観察装置の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る眼底観察装置1の全体構成の一例を表している。図2は、眼底カメラユニット1A内の走査ユニット141の構成の一例を表している。図3は、OCTユニット150の構成の一例を表している。図4は、演算制御装置200のハードウェア構成の一例を表している。図5は、眼底観察装置1の制御系の構成の一例を表している。図6は、眼底カメラユニット1Aに設けられた操作パネル3aの構成の一例を表している。図7は、演算制御装置200の制御系の構成の一例を表している。
[全体構成]
図1に示すように、眼底観察装置1は、眼底カメラとして機能する眼底カメラユニット1Aと、光画像計測装置(OCT装置)の光学系を格納したOCTユニット150と、各種の演算処理や制御処理等を実行する演算制御装置200とを含んで構成されている。
OCTユニット150には、接続線152の一端が取り付けられている。この接続線152の他端には、コネクタ部151が取り付けられている。このコネクタ部151は、図13に示した装着部8cに装着される。また、接続線152の内部には光ファイバが導通されている。OCTユニット150と眼底カメラユニット1Aは、接続線152を介して光学的に接続されている。OCTユニット150の詳細構成については、図3を参照しつつ後述することにする。
〔眼底カメラユニットの構成〕
眼底カメラユニット1Aは、光学的に取得されるデータ(撮像装置10、12により検出されるデータ)に基づいて被検眼の眼底の表面の2次元画像を形成する装置であり、図13に示した従来の眼底カメラ1000とほぼ同様の外観構成を有している。また、眼底カメラユニット1Aは、図14に示した従来の光学系と同様に、被検眼Eの眼底Efを照明する照明光学系100と、この照明光の眼底反射光を撮像装置10に導く撮影光学系120とを備えている。
なお、詳細は後述するが、本実施形態の撮影光学系120における撮像装置10は、近赤外領域の波長を有する照明光を検出するものである。また、この撮影光学系120には、可視領域の波長を有する照明光を検出する撮像装置12が別途設けられている。更に、この撮影光学系120は、OCTユニット150からの信号光を眼底Efに導くとともに、眼底Efを経由した信号光をOCTユニット150に導くようになっている。
さて、照明光学系100は、従来と同様に、観察光源101、コンデンサレンズ102、撮影光源103、コンデンサレンズ104、エキサイタフィルタ105及び106、リング透光板107、ミラー108、LCD109、照明絞り110、リレーレンズ111、孔開きミラー112、対物レンズ113を含んで構成される。
観察光源101は、約400nm〜700nmの範囲に含まれる可視領域の波長の照明光を出力する。また、撮影光源103は、約700nm〜800nmの範囲に含まれる近赤外領域の波長の照明光を出力する。この撮影光源103から出力される近赤外光は、OCTユニット150で使用する光の波長よりも短く設定されている(後述)。
また、撮影光学系120は、対物レンズ113、孔開きミラー112(の孔部112a)、撮影絞り121、バリアフィルタ122及び123、変倍レンズ124、リレーレンズ125、撮影レンズ126、ダイクロイックミラー134、フィールドレンズ(視野レンズ)128、ハーフミラー135、リレーレンズ131、ダイクロイックミラー136、撮影レンズ133、撮像装置10(撮像素子10a)、反射ミラー137、撮影レンズ138、撮影装置12(撮像素子12a)、レンズ139及びLCD(Liquid Crystal Display)140を含んで構成される。
本実施形態に係る撮影光学系120においては、図14に示した従来の撮影光学系120と異なり、ダイクロイックミラー134、ハーフミラー135、ダイクロイックミラー136、反射ミラー137、撮影レンズ138、レンズ139及びLCD140が設けられている。
ダイクロイックミラー134は、照明光学系100からの照明光の眼底反射光(約400nm〜800nmの範囲に含まれる波長を有する)を反射するとともに、OCTユニット150からの信号光LS(約800nm〜900nmの範囲に含まれる波長を有する;後述)を透過させるように構成されている。
また、ダイクロイックミラー136は、照明光学系100からの可視領域の波長を有する照明光(観察光源101から出力される波長約400nm〜700nmの可視光)を透過させるとともに、近赤外領域の波長を有する照明光(撮影光源103から出力される波長約700nm〜800nmの近赤外光)を反射するように構成されている。
LCD140には、内部固視標などが表示される。このLCD140からの光は、レンズ139により集光された後に、ハーフミラー135により反射され、フィールドレンズ128を経由してダイクロイックミラー136に反射される。そして、撮影レンズ126、リレーレンズ125、変倍レンズ124、孔開きミラー112(の孔部112a)、対物レンズ113等を経由して、被検眼Eに入射する。それにより、被検眼Eの眼底Efに内部固視標等が投影される。
撮像素子10aは、テレビカメラ等の撮像装置10に内蔵されたCCDやCMOS等の撮像素子であり、特に、近赤外領域の波長の光を検出するものである(つまり、撮像装置10は、近赤外光を検出する赤外線テレビカメラである。)。撮像装置10は、近赤外光を検出した結果として映像信号を出力する。タッチパネルモニタ11は、この映像信号に基づいて、眼底Efの表面の2次元画像(眼底画像Ef′)を表示する。また、この映像信号は演算制御装置200に送られ、そのディスプレイ(後述)に眼底画像が表示されるようになっている。なお、この撮像装置10による眼底撮影時には、たとえば照明光学系100の撮影光源103から出力される近赤外領域の波長を有する照明光が用いられる。
一方、撮像素子12aは、テレビカメラ等の撮像装置12に内蔵されたCCDやCMOS等の撮像素子であり、特に、可視領域の波長の光を検出するものである(つまり、撮像装置12は、可視光を検出するテレビカメラである。)。撮像装置12は、可視光を検出した結果として映像信号を出力する。タッチパネルモニタ11は、この映像信号に基づいて、眼底Efの表面の2次元画像(眼底画像Ef′)を表示する。また、この映像信号は演算制御装置200に送られ、そのディスプレイ(後述)に眼底画像が表示されるようになっている。なお、この撮像装置12による眼底撮影時には、たとえば照明光学系100の観察光源101から出力される可視領域の波長を有する照明光が用いられる。
本実施形態の撮影光学系120には、走査ユニット141と、レンズ142とが設けられている。走査ユニット141は、OCTユニット150から出力される光(信号光LS;後述する。)を眼底Ef上において走査する構成を具備している。
レンズ142は、OCTユニット150から接続線152を通じて導光された信号光LSを平行な光束にして走査ユニット141に入射させる。また、レンズ142は、走査ユニット141を経由してきた信号光LSの眼底反射光を集束させるように作用する。
図2に、走査ユニット141の具体的構成の一例を示す。走査ユニット141は、ガルバノミラー141A、141Bと、反射ミラー141C、141Dとを含んで構成されている。
ガルバノミラー141A、141Bは、それぞれ回動軸141a、141bを中心に回動可能とされている。回動軸141a、141bは、互いに直交するように配設されている。図2においては、ガルバノミラー141Aの回動軸141aは、同図の紙面に対して平行方向に配設されており、ガルバノミラー141Bの回動軸141bは、同図の紙面に対して直交する方向に配設されている。すなわち、ガルバノミラー141Bは、図2中の両側矢印に示す方向に回動可能に構成され、ガルバノミラー141Aは、当該両側矢印に対して直交する方向に回動可能に構成されている。それにより、この一対のガルバノミラー141A、141Bは、信号光LSの反射方向を互いに直交する方向に変更するようにそれぞれ作用する。なお、ガルバノミラー141A、141Bのそれぞれの回動動作は、後述のミラー駆動機構(図5参照)によって駆動される。
ガルバノミラー141A、141Bにより反射された信号光LSは、反射ミラー141C、141Dにより反射され、ガルバノミラー141Aに入射したときと同一の向きに進行するようになっている。
なお、前述のように、接続線152の内部には光ファイバ152aが導通されており、この光ファイバ152aの端面152bは、レンズ142に対峙して配設される。この端面152bから出射した信号光LSは、レンズ142に向かってビーム径を拡大しつつ進行するが、このレンズ142によって平行な光束とされる。逆に、眼底Efを経由した信号光LSは、このレンズ142により、端面152bに向けて集束されるようになっている。
〔OCTユニットの構成〕
次に、図3を参照しつつOCTユニット150の構成について説明する。同図に示すOCTユニット150は、光学的な走査により取得されるデータ(後述のCCD184により検出されるデータ)に基づいて前記眼底の断層画像を形成するための装置であり、従来の光画像計測装置とほぼ同様の光学系、すなわち、光源から出力された光を参照光と信号光とに分割し、参照物体を経由した参照光と被測定物体(眼底Ef)を経由した信号光とを重畳して干渉光を生成する干渉計と、この干渉光を検出した結果としての信号を演算制御装置200に向けて出力する手段とを具備している。演算制御装置200は、この信号を解析して被測定物体(眼底Ef)の画像を形成する。
低コヒーレンス光源160は、低コヒーレンス光L0を出力するスーパールミネセントダイオード(SLD)や発光ダイオード(LED)等の広帯域光源により構成されている。この低コヒーレンス光L0は、たとえば、近赤外領域の波長を有し、かつ、数十マイクロメートル程度の時間的コヒーレンス長を有する光とされる。この低コヒーレンス光源160から出力される低コヒーレンス光L0は、眼底カメラユニット1Aの照明光(波長約400nm〜800nm)よりも長い波長、たとえば約800nm〜900nmの範囲に含まれる波長を有している。この低コヒーレンス光源160は、本発明の「光源」の一例に相当するものである。
低コヒーレンス光源160から出力された低コヒーレンス光L0は、たとえばシングルモードファイバないしはPMファイバ(Polarization maintaining fiber;偏波面保持ファイバ)からなる光ファイバ161を通じて光カプラ(coupler)162に導かれる。光カプラ162は、この低コヒーレンス光L0を参照光LRと信号光LSとに分割する。
なお、光カプラ162は、光を分割する手段(スプリッタ;splitter)、及び、光を重畳する手段(カプラ)の双方の作用を有するが、ここでは慣用的に「光カプラ」と称することにする。
光カプラ162により生成された参照光LRは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ163により導光されてファイバ端面から出射される。出射された参照光LRは、コリメータレンズ171により平行光束とされた後、ガラスブロック172及び濃度フィルタ173を経由し、参照ミラー174(参照物体)によって反射される。
参照ミラー174により反射された参照光LRは、再び濃度フィルタ173及びガラスブロック172を経由し、コリメータレンズ171によって光ファイバ163のファイバ端面に集光される。集光された参照光LRは、光ファイバ163を通じて光カプラ162に導かれる。
なお、ガラスブロック172と濃度フィルタ173は、参照光LRと信号光LSの光路長(光学距離)を合わせるための遅延手段として、また参照光LRと信号光LSの分散特性を合わせるための手段として作用している。
また、参照ミラー174は、参照光LRの進行方向(図3に示す矢印方向)に移動されるように構成されている。それにより、被検眼Eの眼軸長などに応じた参照光LRの光路長を確保するようになっている。なお、この参照ミラー174の移動は、モータ等の駆動装置を含んで構成される駆動機構(後述の参照ミラー駆動機構243;図5参照)によって行われる。
一方、光カプラ162により生成された信号光LSは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ164により接続線152の端部まで導光される。接続線152の内部には光ファイバ152aが導通されている。ここで、光ファイバ164と光ファイバ152aとは、単一の光ファイバにより構成されていてもよいし、また、各々の端面同士を接合するなどして一体的に形成されたものであってもよい。いずれにしても、光ファイバ164、152aは、眼底カメラユニット1AとOCTユニット150との間で、信号光LSを伝送可能に構成されていれば十分である。
信号光LSは、接続線152内部を導光されて眼底カメラユニット1Aに案内される。そして、レンズ142、走査ユニット141、ダイクロイックミラー134、撮影レンズ126、リレーレンズ125、変倍レンズ124、撮影絞り121、孔開きミラー112の孔部112a、対物レンズ113を経由して、被検眼Eに入射する(このとき、バリアフィルタ122、123は、それぞれ光路から退避されている。)。
被検眼Eに入射した信号光LSは、眼底(網膜)Ef上にて結像し反射される。このとき、信号光LSは、眼底Efの表面で反射されるだけでなく、眼底Efの深部領域にも到達して屈折率境界において散乱される。したがって、眼底Efを経由した信号光LSは、眼底Efの表面形態を反映する情報と、眼底深部組織の屈折率境界における後方散乱の状態を反映する情報とを含んだ光となる。この光を単に「信号光LSの眼底反射光」と呼ぶことがある。
信号光LSの眼底反射光は、上記経路を逆向きに進行して光ファイバ152aの端面152bに集光され、この光ファイバ152を通じてOCTユニット150に入射し、光ファイバ164を通じて光カプラ162に戻ってくる。光カプラ162は、この信号光LSと、参照ミラー174にて反射された参照光LRとを重畳して干渉光LCを生成する。生成された干渉光LCは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ165を通じてスペクトロメータ180に導光される。
ここで、本発明の「干渉光生成手段」は、少なくとも、光カプラ162、光ファイバ163、164、参照ミラー174を含む干渉計によって構成される。なお、本実施形態ではマイケルソン型の干渉計を採用したが、たとえばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜採用することが可能である。
スペクトロメータ(分光計)180は、コリメータレンズ181、回折格子182、結像レンズ183、CCD184を含んで構成される。本実施形態の回折格子182は、透過型回折格子であるが、もちろん反射型回折格子を用いることも可能である。また、CCD184に代えて、その他の光検出素子を適用することももちろん可能である。このような光検出素子は、本発明の「検出手段」の一例に相当するものである。
スペクトロメータ180に入射した干渉光LCは、コリメータレンズ181により平行光束とされた後、回折格子182によって分光(スペクトル分解)される。分光された干渉光LCは、結像レンズ183によってCCD184の撮像面上に結像される。CCD184は、この干渉光LCを受光して電気的な検出信号に変換し、この検出信号を演算制御装置200に出力する。
〔演算制御装置の構成〕
次に、演算制御装置200の構成について説明する。この演算制御装置200は、OCTユニット150のスペクトロメータ180のCCD184から入力される検出信号を解析して、被検眼Eの眼底Efの断層画像を形成する処理を行う。このときの解析手法は、従来のフーリエドメインOCTの手法と同じである。
また、演算制御装置200は、眼底カメラユニット1Aの撮像装置10、12から出力される映像信号に基づいて眼底Efの表面(網膜)の形態を示す2次元画像(の画像データ)を形成する処理を行う。
更に、演算制御装置200は、眼底カメラユニット1A及びOCTユニット150の各部の制御を実行する。
眼底カメラユニット1Aの制御としては、たとえば、観察光源101や撮影光源103による照明光の出力制御、エキサイタフィルタ105、106やバリアフィルタ122、123の光路上への挿入/退避動作の制御、LCD140等の表示動作の制御、照明絞り110の移動制御(絞り値の制御)、撮影絞り121の絞り値の制御、変倍レンズ124の移動制御(倍率の制御)などを行う。また、演算制御装置200は、走査ユニット141内のガルバノミラー141A、141Bの回動動作の制御を行う。
一方、OCTユニット150の制御としては、低コヒーレンス光源160による低コヒーレンス光の出力制御、参照ミラー174の移動制御、CCD184の蓄積時間の制御などを行う。
以上のように作用する演算制御装置200のハードウェア構成の一例について、図4を参照しつつ説明する。演算制御装置200は、従来のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。具体的には、マイクロプロセッサ201(CPU、MPU等)、RAM202、ROM203、ハードディスクドライブ(HDD)204、キーボード205、マウス206、ディスプレイ207、画像形成ボード208及び通信インターフェイス(I/F)208を含んで構成されている。これら各部は、バス200aを介して接続されている。
マイクロプロセッサ201は、ハードディスクドライブ204に格納された制御プログラム204aをRAM202上に展開することにより、本実施形態に特徴的な動作を実行する。
また、マイクロプロセッサ201は、前述した装置各部の制御や、各種の演算処理などを実行する。また、キーボード205やマウス206からの操作信号に対応する装置各部の制御、ディスプレイ207による表示処理の制御、通信インターフェイス209による各種のデータや制御信号等の送受信処理の制御などを実行する。
キーボード205、マウス206及びディスプレイ207は、眼底観察装置1のユーザインターフェイスとして使用される。キーボード205は、たとえば文字や数字等をタイピング入力するためのデバイスとして用いられる。マウス206は、ディスプレイ207の表示画面に対する各種入力操作を行うためのデバイスとして用いられる。
また、ディスプレイ207は、LCDやCRT(Cathode Ray Tube)等の任意の表示デバイスであり、眼底観察装置1により形成された眼底Efの画像を表示したり、各種の操作画面や設定画面などを表示したりする。
なお、眼底観察装置1のユーザインターフェイスは、このような構成に限定されるものではなく、たとえばトラックボール、ジョイスティック、タッチパネル式のLCD、眼科検査用のコントロールパネルなど、各種情報を表示出力する機能と、各種情報を入力する機能とを具備する任意のユーザインターフェイス手段を用いて構成することが可能である。
画像形成ボード208は、被検眼Eの眼底Efの画像(画像データ)を形成する処理を行う専用の電子回路である。この画像形成ボード208には、眼底画像形成ボード208aとOCT画像形成ボード208bとが設けられている。眼底画像形成ボード208aは、眼底カメラユニット1Aの撮像装置10や撮像装置12からの映像信号に基づいて眼底画像の画像データを形成するように動作する、専用の電子回路である。また、OCT画像形成ボード208bは、OCTユニット150のスペクトロメータ180のCCD184からの検出信号に基づいて眼底Efの断層画像の画像データを形成するように動作する、専用の電子回路である。このような画像形成ボード208を設けることにより、眼底画像や断層画像の画像データを形成する処理の処理速度を向上させることができる。
通信インターフェイス209は、マイクロプロセッサ201からの制御信号を、眼底カメラユニット1AやOCTユニット150に送信する処理を行う。また、通信インターフェイス209は、眼底カメラユニット1Aの撮像装置10、12からの映像信号や、OCTユニット150のCCD184からの検出信号を受信して、画像形成ボード208に入力する処理などを行う。このとき、通信インターフェイス209は、撮像装置10、12からの映像信号を眼底画像形成ボード208aに入力し、CCD184からの検出信号をOCT画像形成ボード208bに入力するように動作する。
また、演算制御装置200がLAN(Local Area Network)やインターネット等のネットワークに接続されている場合には、通信インターフェイス209に、LANカード等のネットワークアダプタやモデム等の通信機器を具備させて、当該ネットワーク経由のデータ通信を行えるように構成することが可能である。その場合、制御プログラム204aを格納するサーバを設置するとともに、演算制御装置200を当該サーバのクライアント端末として構成することができる。
〔制御系の構成〕
以上のような構成を有する眼底観察装置1の制御系の構成について、図5〜図7を参照しつつ説明する。図5に示すブロック図には、眼底観察装置1が具備する構成のうち、本発明に係る動作や処理に関わる部分が特に記載されている。図6には、眼底カメラユニット1Aに設けられた操作パネル3aの構成の一例が記載されている。図7に示すブロック図には、演算制御装置200の詳細構成が記載されている。
(制御部)
眼底観察装置1の制御系は、演算制御装置200の制御部210を中心に構成される。制御部210は、マイクロプロセッサ201、RAM202、ROM203、ハードディスクドライブ204(制御プログラム204a)、通信インターフェイス209等を含んで構成される。
制御部210は、制御プログラム204aに基づいて動作するマイクロプロセッサ201により、前述の制御処理を実行する。特に、ガルバノミラー141A、141Bをそれぞれ独立に動作させるための眼底カメラユニット1Aのミラー駆動機構241、242の制御や、参照光LRの進行方向に参照ミラー174を移動させるための参照ミラー駆動機構243の制御などを実行する。
また、制御部210は、眼底観察装置1により撮影される2種類の画像、すなわち眼底カメラユニット1Aによる眼底Efの表面の2次元画像(眼底画像Ef′)と、OCTユニット150により得られた検出信号を基に形成される眼底Efの断層画像とを、ユーザインターフェイス240のディスプレイ207に表示させるための制御を行う。これらの画像は、それぞれ別々にディスプレイ207にさせることもできるし、それらを並べて同時に表示させることもできる。なお、制御部210の構成の詳細については、図7に基づいて後述する。
(画像形成部)
画像形成部220は、眼底カメラユニット1Aの撮像装置10、12からの映像信号に基づいて眼底画像の画像データを形成する処理と、OCTユニット150のCCD184からの検出信号に基づいて眼底Efの断層画像の画像データを形成する処理とを行う。この画像形成部220は、画像形成ボード208や通信インターフェイス209等を含んで構成される。なお、本明細書において、「画像」と、それに対応する「画像データ」とを同一視することがある。
画像形成部220は、眼底カメラユニット1A及びOCTユニット150とともに本発明の「画像形成手段」の一例を構成している。ここで、眼底Efの表面の2次元画像を取得するための眼底カメラユニット1Aの各部と、画像形成部220とは、本発明の「第1の画像形成手段」の一例に相当している。また、眼底Efの断層画像を取得するための眼底カメラユニット1Aの各部と、OCTユニット150と、画像形成部220とは、本発明の「第2の画像形成手段」の一例に相当している。
(画像処理部)
画像処理部230は、画像形成部220により形成された画像の画像データに対して各種の画像処理を施すものである。たとえば、OCTユニット150からの検出信号に基づく眼底Efの断層画像に基づいて眼底Efの3次元画像の画像データを形成する処理や、画像の輝度調整等の各種補正処理などを実行するものである。
ここで、3次元画像の画像データとは、3次元的に配列された複数のボクセルのそれぞれに画素値を付与して成る画像データであり、ボリュームデータ、ボクセルデータ等と呼ばれるものである。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、画像処理部230は、このボリュームデータに対してレンダリング処理(ボリュームレンダリングやMIP(Maximum Intensity Projection:最大値投影)など)を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な3次元画像の画像データを形成するように作用する。ディスプレイ207等の表示デバイスには、この画像データに基づく擬似的な3次元画像が表示されることになる。
(ユーザインターフェイス)
ユーザインターフェイス(UI)240は、図7に示すように、ディスプレイ207等の表示デバイスからなる表示部240Aと、キーボード205やマウス206などの入力デバイスや操作デバイスからなる操作部240Bとを備えている。
(操作パネル)
眼底カメラユニット1Aの操作パネル3aについて説明する。この撮影パネル3aは、たとえば、図13に示すように、眼底カメラユニット1Aの架台3上に配設されている。本実施形態における操作パネル3aは、[背景技術]の項で説明した従来の構成とは異なり、眼底Efの表面の2次元画像を取得するための操作要求の入力に使用される操作部と、眼底Efの断層画像を取得するための操作入力に使用される操作部とが設けられている(従来は前者の操作部のみ)。それにより、従来の眼底カメラを操作するときと同じ要領でOCTに対する操作も行えるようになっている。
本実施形態における操作パネル3aには、図6に示すように、メニュースイッチ301、スプリットスイッチ302、撮影光量スイッチ303、観察光量スイッチ304、顎受けスイッチ305、撮影スイッチ306、ズームスイッチ307、画像切替スイッチ308、固視標切替スイッチ309、固視標位置調整スイッチ310、固視標サイズ切替スイッチ311及びモード切替ノブ312が設けられている。
メニュースイッチ301は、各種のメニュー(眼底Efの表面の2次元画像や断層画像等を撮影するときの撮影メニュー、各種の設定入力を行うための設定メニューなど)をユーザが選択指定するための所定のメニュー画面を表示させるために操作されるスイッチである。このメニュースイッチ301が操作されると、その操作信号が制御部210に入力される。制御部210は、この操作信号の入力に対応し、タッチパネルモニタ11或いは表示部240Aにメニュー画面を表示させる。なお、眼底カメラユニット1Aに制御部(図示せず)を設け、この制御部がメニュー画面をタッチパネルモニタ11に表示させるようにしてもよい。
スプリットスイッチ302は、ピント合わせ用のスプリット輝線(たとえば特開平9−66031等を参照。スプリット視標、スプリットマークなどとも呼ばれる。)の点灯と消灯とを切り替えるために操作されるスイッチである。なお、このスプリット輝線を被検眼Eに投影させるための構成(スプリット輝線投影部)は、たとえば眼底カメラユニット1A内に格納されている(図1において省略されている。)。スプリットスイッチ302が操作されると、その操作信号が制御部210(又は眼底カメラユニット1A内の上記制御部;以下同様)に入力される。制御部210は、この操作信号の入力に対応し、スプリット輝線投影部を制御して被検眼Eにスプリット輝線を投影させる。
撮影光量スイッチ303は、被検眼Eの状態(たとえば水晶体の濁り度合い等)などに応じて撮影光源103の出力光量(撮影光量)を調整するために操作されるスイッチである。この撮影光量スイッチ303には、たとえば、撮影光量を増大させるための撮影光量増大スイッチ「+」と、撮影光量を減少させるための撮影光量減少スイッチ「−」と、撮影光量を所定の初期値(デフォルト値)に設定するためのリセットスイッチ(中央のボタン)とが設けられている。撮影光量スイッチ303の一つが操作されると、その操作信号が制御部210に入力される。制御部210は、入力された操作信号に応じて撮影光源103を制御して撮影光量を調整する。
観察光量スイッチ304は、観察光源101の出力光量(観察光量)を調整するために操作されるスイッチである。この観察光量スイッチ304には、たとえば、観察光量を増大させるための観察光量増大スイッチ「+」と、観察光量を減少させるための撮影光量減少スイッチ「−」とが設けられている。観察光量スイッチ304の一つが操作されると、その操作信号が制御部210に入力される。制御部210は、入力された操作信号に応じて観察光源101を制御して観察光量を調整する。
顎受けスイッチ305は、図13に示す顎受け6の位置を移動させるためのスイッチである。この顎受けスイッチ305には、たとえば、顎受け6を上方に移動させるための上方移動スイッチ(上向き三角形)と、顎受け6を下方に移動させるための下方移動スイッチ(下向き三角形)とが設けられている。顎受けスイッチ305の一つが操作されると、その操作信号が制御部210に入力される。制御部210は、入力された操作信号に応じて顎受け移動機構(図示せず)を制御して、顎受け6を上方又は下方に移動させる。
撮影スイッチ306は、眼底Efの表面の2次元画像或いは眼底Efの断層画像を取得するためのトリガスイッチとして使用されるスイッチである。2次元画像を撮影するメニューが選択されているときに撮影スイッチ306が操作されると、その操作信号を受けた制御部210は、撮影光源103を制御して撮影照明光を出力させるとともに、その眼底反射光を検出した撮像装置10から出力される映像信号に基づいて、表示部240Aやタッチパネルモニタ11に眼底Efの表面の2次元画像を表示させる。一方、断層画像を取得するメニューが選択されているときに撮影スイッチ306が操作されると、その操作信号を受けた制御部210は、低コヒーレンス光源160を制御して低コヒーレンス光L0を出力させ、ガルバノミラー141A、141Bを制御して信号光LSを走査させるとともに、干渉光LCを検出したCCD184から出力される検出信号に基づいて画像形成部220(及び画像処理部230)が形成した眼底Efの断層画像を表示部240A或いはタッチパネルモニタ11に表示させる。
ズームスイッチ307は、眼底Efの撮影時の画角(ズーム倍率)を変更するために操作されるスイッチである。このズームスイッチ307を操作する度毎に、たとえば撮影画角45度と22.5度とが交互に設定されるようになっている。このズームスイッチ307が操作されると、その操作信号を受けた制御部210は、図示しない変倍レンズ駆動機構を制御し、変倍レンズ124を光軸方向に移動させて撮影画角を変更する。
画像切替スイッチ308は、表示画像を切り替えるために操作されるスイッチである。表示部240A或いはタッチパネルモニタ11に眼底観察画像(撮像装置12からの映像信号に基づく眼底Efの表面の2次元画像)が表示されているときに画像切替スイッチ308が操作されると、その操作信号を受けた制御部210は、眼底Efの断層画像を表示部240A或いはタッチパネルモニタ11に表示させる。一方、眼底の断層画像が表示部240A或いはタッチパネルモニタ11に表示されているときに画像切替スイッチ308が操作されると、その操作信号を受けた制御部210は、眼底観察画像を表示部240A或いはタッチパネルモニタ11に表示させる。
固視標切替スイッチ309は、LCD140による内部固視標の表示位置(つまり眼底Efにおける内部固視標の投影位置)を切り替えるために操作されるスイッチである。この固視標切替スイッチ309を操作することにより、内部固視標の表示位置が、たとえば、内部固視標の表示位置を「眼底中心の周辺領域の画像を取得するための固視位置」と、「黄斑の周辺領域の画像を取得するための固視位置」と、「視神経乳頭の周辺領域の画像を取得するための固視位置」との間で巡回的に切り替えられるようになっている。制御部210は、固視標切替スイッチ309からの操作信号に対応し、LCD140の表示面上の異なる位置に内部固視標を表示させる。なお、上記3つの固視位置に対応する内部固視標の表示位置は、たとえば臨床データに基づいてあらかじめ設定されているか、或いは、当該被検眼E(眼底Efの画像)ごとに事前に設定されている。
固視標位置調整スイッチ310は、内部固視標の表示位置を調整するために操作されるスイッチである。この固視標位置調整スイッチ310には、たとえば、内部固視標の表示位置を上方に移動させるための上方移動スイッチと、下方に移動させるための下方移動スイッチと、左方に移動させるための左方移動スイッチと、右方に移動させるための右方移動スイッチと、所定の初期位置(デフォルト位置)に移動させるためのリセットスイッチとが設けられている。制御部310は、これらのいずれかのスイッチからの操作信号を受けると、この操作信号に応じてLCD140を制御することにより内部固視標の表示位置を移動させる。
固視標サイズ切替スイッチ311は、内部固視標のサイズを変更するために操作されるスイッチである。この固視標サイズ切替スイッチ311が操作されると、その操作信号を受けた制御部210は、LCD140に表示させる内部固視標の表示サイズを変更する。内部固視標の表示サイズは、たとえば「通常サイズ」と「拡大サイズ」とに交互に切り替えられるようになっている。それにより、眼底Efに投影される固視標の投影像のサイズが変更される。制御部210は、固視標サイズ切替スイッチ311からの操作信号を受けると、この操作信号に応じてLCD140を制御することにより内部固視標の表示サイズを変更させる。
モード切替ノブ312は、各種の撮影モード(眼底Efの2次元画像を撮影するための眼底撮影モード、信号光LSのBスキャンを行うためのBスキャンモード、信号光LSを3次元的にスキャンさせるための3次元スキャンモードなど)を選択するために回転操作されるノブである。また、このモード切替ノブ312は、取得された眼底Efの2次元画像や断層画像を再生表示させるための再生モードを選択できるようになっていてもよい。また、信号光LSのスキャンの直後に眼底撮影を行うように制御する撮影モードを選択できるようにしてもよい。これらの各モードを行うための制御は、制御部210が実行する。
以下、制御部210による信号光LSの走査の制御態様について説明するとともに、画像形成部220及び画像処理部230によるOCTユニット150からの検出信号に対する処理の態様について説明する。なお、眼底カメラユニット1Aからの映像信号に対する画像形成部220等の処理については、従来と同様に実行されるので説明は省略することにする。
〔信号光の走査について〕
信号光LSの走査は、前述のように、眼底カメラユニット1Aの走査ユニット141のガルバノミラー141A、141Bの反射面の向きを変更することにより行われる。制御部210は、ミラー駆動機構241、242をそれぞれ制御することで、ガルバノミラー141A、141Bの反射面の向きをそれぞれ変更し、信号光LSを眼底Ef上において走査する。
ガルバノミラー141Aの反射面の向きが変更されると、信号光LSは、眼底Ef上において水平方向(図1のx方向)に走査される。一方、ガルバノミラー141Aの反射面の向きが変更されると、信号光LSは、眼底Ef上において垂直方向(図1のy方向)に走査される。また、ガルバノミラー141A、141Bの双方の反射面の向きを同時に変更させることにより、x方向とy方向とを合成した方向に信号光LSを走査することができる。すなわち、これら2つのガルバノミラー141A、141Bを制御することにより、xy平面上の任意の方向に信号光LSを走査することができる。
図8は、眼底Efの画像を形成するための信号光LSの走査態様の一例を表している。図8(A)は、信号光LSが被検眼Eに入射する方向から眼底Efを見た(つまり図1の−z方向から+z方向を見た)ときの、信号光LSの走査態様の一例を表す。また、図8(B)は、眼底Ef上の各走査線における走査点(画像計測を行う位置)の配列態様の一例を表す。
図8(A)に示すように、信号光LSは、あらかじめ設定された矩形の走査領域R内を走査される。この走査領域R内には、x方向に複数(m本)の走査線R1〜Rmが設定されている。各走査線Ri(i=1〜m)に沿って信号光LSが走査されるときに、干渉光LCの検出信号が生成されるようになっている。
ここで、各走査線Riの方向を「主走査方向」と呼び、それに直交する方向を「副走査方向」と呼ぶことにする。したがって、信号光LSの主走査方向への走査は、ガルバノミラー141Aの反射面の向きを変更することにより実行され、副走査方向への走査は、ガルバノミラー141Bの反射面の向きを変更することによって実行される。
各走査線Ri上には、図8(B)に示すように、複数(n個)の走査点Ri1〜Rinがあらかじめ設定されている。
図8に示す走査を実行するために、制御部210は、まず、ガルバノミラー141A、141Bを制御し、眼底Efに対する信号光LSの入射目標を第1の走査線R1上の走査開始位置RS(走査点R11)に設定する。続いて、制御部210は、低コヒーレンス光源2を制御し、低コヒーレンス光L0をフラッシュ発光させて、走査開始位置RSに信号光LSを入射させる。CCD184は、この信号光LSの走査開始位置RSにおける眼底反射光に基づく干渉光LCを受光し、検出信号を制御部210に出力する。
次に、制御部210は、ガルバノミラー141Aを制御して、信号光LSを主走査方向に走査して、その入射目標を走査点R12に設定し、低コヒーレンス光L0をフラッシュ発光させて走査点R12に信号光LSを入射させる。CCD184は、この信号光LSの走査点R12における眼底反射光に基づく干渉光LCを受光し、検出信号を制御部210に出力する。
制御部210は、同様にして、信号光LSの入射目標を走査点R13、R14、・・・、R1(n−1)、R1nと順次移動させつつ、各走査点において低コヒーレンス光L0をフラッシュ発光させることにより、各走査点ごとの干渉光LCに対応してCCD184から出力される検出信号を取得する。
第1の走査線R1の最後の走査点R1nにおける計測が終了したら、制御部210は、ガルバノミラー141A、141Bを同時に制御して、信号光LSの入射目標を、線換え走査rに沿って第2の走査線R2の最初の走査点R21まで移動させる。そして、この第2の走査線R2の各走査点R2j(j=1〜n)について前述の計測を行うことで、各走査点R2jに対応する検出信号をそれぞれ取得する。
同様に、第3の走査線R3、・・・・、第m−1の走査線R(m−1)、第mの走査線Rmのそれぞれについて計測を行い、各走査点に対応する検出信号を取得する。なお、走査線Rm上の符号REは、走査点Rmnに対応する走査終了位置である。
それにより、制御部210は、走査領域R内のm×n個の走査点Rij(i=1〜m、j=1〜n)に対応するm×n個の検出信号を取得する。以下、走査点Rijに対応する検出信号をDijと表すことがある。
以上のような走査点の移動と低コヒーレンス光L0の出力との連動制御は、たとえば、ミラー駆動機構241、242に対する制御信号の送信タイミングと、低コヒーレンス光源2に対する制御信号(出力要求信号)の送信タイミングとを互いに同期させることによって実現することができる。
制御部210は、上述のように各ガルバノミラー141A、141Bを動作させるときに、その動作内容を示す情報として各走査線Riの位置や各走査点Rijの位置(xy座標系における座標)を記憶しておくようになっている。この記憶内容(走査位置情報)は、従来と同様に画像形成処理において用いられる。
〔画像処理について〕
次に、画像形成部220及び画像処理部230によるOCT画像に関する処理の一例を説明する。
画像形成部220は、各走査線Ri(主走査方向)に沿った眼底Efの断層画像の形成処理を実行する。また、画像処理部230は、画像形成部220により形成された断層画像に基づく眼底Efの3次元画像の形成処理などを実行する。
画像形成部220による断層画像の形成処理は、従来と同様に、2段階の演算処理を含んで構成される。第1段階の演算処理においては、各走査点Rijに対応する検出信号Dijに基づいて、その走査点Rijにおける眼底Efの深度方向(図1に示すz方向)の画像を形成する。
図9は、画像形成部220により形成される断層画像(群)の態様を表している。第2段階の演算処理においては、各走査線Riについて、その上のn個の走査点Ri1〜Rinにおける深度方向の画像に基づき、この走査線Riに沿った眼底Efの断層画像Giを形成する。このとき、画像形成部220は、各走査点Ri1〜Rinの位置情報(前述の走査位置情報)を参照して各走査点Ri1〜Rinの配列及び間隔を決定して、この走査線Riを形成するようになっている。以上の処理により、副走査方向(y方向)の異なる位置におけるm個の断層画像(断層画像群)G1〜Gmが得られる。これらの断層画像G1〜Gmのそれぞれの画像データが、図7に示す断層画像の画像データGa等に相当する(後述)。
次に、画像処理部230による眼底Efの3次元画像の形成処理について説明する。眼底Efの3次元画像は、上記の演算処理により得られたm個の断層画像に基づいて形成される。画像処理部230は、隣接する断層画像Gi、G(i+1)の間の画像を補間する公知の補間処理を行うなどして、眼底Efの3次元画像を形成する。
このとき、画像処理部230は、各走査線Riの位置情報を参照して各走査線Riの配列及び間隔を決定して、この3次元画像を形成するようになっている。この3次元画像には、各走査点Rijの位置情報(前述の走査位置情報)と、深度方向の画像におけるz座標とに基づいて、3次元座標系(x、y、z)が設定される。
また、画像処理部230は、この3次元画像に基づいて、主走査方向(x方向)以外の任意方向の断面における眼底Efの断層画像を形成することができる。断面が指定されると、画像処理部230は、この指定断面上の各走査点(及び/又は補間された深度方向の画像)の位置を特定し、各特定位置における深度方向の画像(及び/又は補間された深度方向の画像)を3次元画像から抽出し、抽出された複数の深度方向の画像を配列させることにより当該指定断面における眼底Efの断層画像を形成する。
なお、図9に示す画像Gmjは、走査線Rm上の走査点Rmjにおける深度方向(z方向)の画像を表している。同様に、前述の第1段階の演算処理において形成される、各走査線Ri上の各走査点Rijにおける深度方向の画像を、「画像Gij」と表す。
〔演算制御装置の詳細構成〕
演算制御装置200の詳細な構成について、図7を参照しつつ説明する。ここでは、演算制御装置200の制御部210及び画像処理部230の構成を説明する。
制御部210には、主制御部211、画像記憶部212、情報記憶部213及び位置情報生成部214が設けられている。
また、画像処理部230には、走査領域変位演算部231、固視位置変位演算部232、深度位置変位演算部233、積算画像生成部234、積算画像変位演算部235及び画像位置変更部236が設けられている。この画像処理部230は、本発明の「画像処理手段」の一例に相当するものである。
(主制御部)
主制御部211は、マイクロプロセッサ201等を含んで構成され、眼底観察装置1の各部の制御を行う(前述)。
(画像記憶部)
画像記憶部212は、画像形成部220により形成された眼底Efの表面の2次元画像(眼底画像)の画像データ(たとえば符号212a、212bで示す画像データ)や、断層画像の画像データ(たとえば符号Ga、Gbで示す画像データ)を記憶する。画像記憶部212への画像データの記憶処理と、画像記憶部212からの画像データの読み出し処理は、主制御部211によって実行される。画像記憶部212は、ハードディスクドライブ204等の記憶装置を含んで構成される。
なお、眼底画像の画像データ212aと断層画像の画像データGaは、ほぼ同時に取得されたものとする。また、眼底画像の画像データ212bと断層画像の画像データGbは、ほぼ同時に取得されたものとする。ここで、「ほぼ同時(略同時)に取得された」とは、たとえば、双方の画像データが同時に取得された場合や、一方の画像データの取得の直後に他方が取得された場合や、一連の検査プロセスにおいて双方の画像データが取得された場合など、双方の画像データがほとんど時間差無く取得されたことを意味するものとする。逆に、画像データ212a等と画像データ212b等は、たとえば、それらが取得された検査日時が異なるなど、一方の画像データの取得後、相当の時間間隔を介して他方が取得されたものとされる。
(情報記憶部)
情報記憶部213には、位置情報(たとえば符号213a、213bで示す情報)が記憶される。この位置情報は、ほぼ同時に取得された眼底Efの表面の2次元画像(眼底画像)と断層画像について、この眼底画像におけるこの断層画像の位置を示す情報である。位置情報は、位置情報生成部214によって生成される(その生成方法については後述する。)。
この位置情報について、より詳しく説明する。撮像装置10の撮像素子10aの撮像面上には、2次元のXY座標系があらかじめ定義されている(図示せず)。この撮像装置10により撮影された眼底画像には、このXY座標系に基づく2次元座標が設定される。このXY座標系は、図1に示すxyz座標系のx座標及びy座標が成す平面に平行な平面を定義する。ここで、2つの座標系の座標のスケール(単位距離の長さ)は、等しくてもよいし異なっていてもよい。また、2つの座標系の座標軸の方向は、一致していてもよいし一致していなくてもよい。
一般に、2つの座標系の座標軸のスケール及び方向が異なる場合において、平行移動と回転移動によって座標軸の方向を一致させることができ、座標軸の単位距離の長さを拡大/縮小することによってスケールを一致させることができる(すなわち、一意的な座標変換を行うことができる。)。
また、図1に示すように、xy平面(XY平面)に直交する方向には、眼底Efの深度方向を正方向とするz座標(Z座標;図示せず)が定義されている。z座標とZ座標についても、スケールは等しくてもよいし異なっていてもよい。以下、XYZ座標系とxyz座標系とは、対応する各座標軸の方向が一致しており、各座標軸のスケールも等しいものとする。
情報記憶部213に記憶された各位置情報には、たとえば走査領域情報、固視位置情報及び深度情報のうちの少なくともいずれかが含まれている。なお、本発明に係る位置情報は、これらの情報の1つを必ず含んでいなければならない訳ではなく、眼底画像における断層画像の位置を示す任意の情報を含んでいればよい。
走査領域情報は、断層画像の取得時に信号光LSが走査された領域(走査領域)をxy座標系にて表現した情報である。信号光LSの走査領域については、その一例を図8に示した。同図に示す走査態様では、前述のように主走査方向(x軸に平行な方向)と副走査方向(y軸に平行な方向)とに信号光LSが走査され、矩形状の走査領域Rを形成している。この走査領域Rに対応する走査領域情報は、たとえば(x1≦x≦x2、y1≦y≦y2)のように、主走査方向の範囲と副走査方向の範囲とによって表すことができる。
なお、信号光LSの走査領域の形状は矩形に限定されるものではなく、たとえば信号光LSを同心円状若しくは螺旋状に走査する場合には円形状の走査領域が形成される。この場合の走査領域情報は、たとえば円形状の走査領域の中心の座標(x0、y0)と半径rとによって表すことができる。
固視位置情報は、断層画像の取得時における内部固視標の眼底Efへの投影位置をxy座標系にて表現した情報である。この固視位置情報は、眼底Efに投影された内部固視標のたとえば中心位置の座標値(xf、yf)によって表すことができる。
なお、固視位置情報は、眼底Efに投影された内部固視標の実際の投影位置を直接にxy座標系で表現した情報に限定されるものではない。たとえば、LCD140における内部固視標の表示位置(LCD140の表示面上に定義された2次元座標系で表現した座標値)をxy座標系の座標値に変換して得られる情報を、固視位置情報として用いることが可能である。ここで、内部固視標は、LCD140に表示され、撮影光学系120を介して眼底Efに投影されるので、その眼底Efにおける投影位置は、LCD140における表示位置、撮影光学系120の光学データ、眼底Efのz方向のアライメント位置等に基づいて演算することができる。
深度情報は、眼底Efの断層画像の深度方向における位置(z座標値)を示す情報であり、換言すると、眼底Efの表面(眼底画像の撮影対象である。)に対する眼底画像の深度方向の位置を示す情報である。
眼底Efは、網膜、脈絡膜、強膜を有している。深度情報としては、これらの膜のいずれかに含まれる特定の層に相当する画像の断層画像中におけるz方向の位置を用いることができる。たとえば、網膜の網膜色素上皮層(或いは網膜色素上皮と脈絡膜との境界)に相当する画像の、断層画像中におけるz方向の位置を、深度情報として採用することが可能である。ここで、網膜色素上皮層は、信号光LSをよく反射する層であり、断層画像中において比較的明瞭に描写されることから、深度情報の基準として好適に用いることができる。
なお、視神経乳頭を含む断層画像においては、たとえば、視神経乳頭のくぼみの底部に相当する画像の断層画像中におけるz方向の位置(z座標値)を深度情報として用いることができる。
(位置情報生成部)
位置情報生成部214は、前述の位置情報を生成する処理を行うもので、本発明の「位置情報生成手段」の一例に相当する。以下、走査領域情報を生成する処理、固視位置情報を生成する処理、及び、深度情報を生成する処理について、それぞれ説明する。
まず、走査領域情報を生成する処理について説明する。信号光LSの走査領域は、眼底Efの断層画像を取得する前に、ユーザが操作部240Bを操作するなどして指定される。この作業は、表示部240Aに眼底Efの観察画像を表示させ、その観察画像上の所望の領域を囲むようにマウスでドラッグアンドドロップ操作を行うことで実行する。たとえば、マウスのドラッグ操作を開始した位置とドロップ操作を行った位置とを結ぶ直線を対角線とする矩形状の走査領域が設定される。
位置情報生成部214は、眼底Efの観察画像上に指定された走査領域に基づいて、眼底Efの眼底画像(撮影画像)と断層画像とがほぼ同時に取得されたときの走査領域情報を生成する。このとき、観察画像が表示されているときの被検眼Eの固視位置と、眼底画像及び断層画像が取得されるときの固視位置とは同じであるとする。
走査領域の指定をマウスのドラッグアンドドロップ操作にて行うときの、走査領域情報の生成処理の一具体例を説明する。走査領域が指定されると、ドラッグ開始位置のx座標値及びy座標値と、ドロップ位置のx座標値及びy座標値とが、ユーザインターフェイス240から制御部210に入力され、位置情報生成部214に送られる。ドラッグ開始位置の座標を(x1、y1)とし、ドロップ位置の座標を(x2、y2)とすると、位置情報生成部214は、眼底画像上の領域(x1≦x≦x2、y1≦y≦y2)からなる走査領域情報を生成する。
次に、固視位置情報を生成する処理について説明する。被検眼Eの固視位置は、眼底Efの断層画像を取得する前に、ユーザが操作パネル3aの固視標切替スイッチ309や固視標位置調整スイッチ310や固視標サイズ切替スイッチ311を操作するなどして指定される。
内部固視標によって被検眼Eの固視位置が指定されると、位置情報生成部214は、眼底Efに投影された内部固視標のたとえば中心位置の座標値(xf、yf)を求めて固視位置情報とする。このとき、内部固視標が投影された観察画像(撮影前)や眼底画像(撮影後)を解析することにより目的の座標値を求めるように構成することもできるし、LCD140に表示された内部固視標の表示位置に基づいて目的の座標値を演算するように構成することもできる。
続いて、深度情報を生成する処理について説明する。眼底Efの断層画像が取得されると、その断層画像の画像データが位置情報生成部214に入力される。位置情報生成部214は、この画像データを解析して、たとえば網膜色素上皮層に相当する部分を抽出し、この断層画像における当該抽出部分のz座標値を演算して目的の深度情報とする。
ここで、画像データを解析する代わりに、断層画像の形成に供されるデータ、たとえば各深度位置における干渉光LCの検出強度分布を表すデータを解析し、検出強度がピークとなる深度位置のz座標値を求めて深度情報とすることも可能である。
以上のようにして生成された位置情報は、対応する眼底画像の画像データ及び断層画像の画像データと関連付けられて情報記憶部213に記憶される。
(走査領域変位演算部)
走査領域変位演算部231は、2つの走査領域情報のそれぞれに示す信号光LSの走査領域の座標に基づいて、それら2つの座標の(xy方向における)変位を演算する。第1の断層画像を取得するときの走査領域Rに対応する走査領域情報に示す座標を(x1≦x≦x2、y1≦y≦y2)とし、第2の断層画像を取得するときの走査領域R′(図示せず)に対応する走査領域情報に示す座標を(x1′≦x≦x2′、y1′≦y≦y2′)とすると、走査領域変位演算部231は、たとえば、x方向の変位Δx(min)=x1−x1′及びΔx(max)=x2−x2′と、y方向の変位Δy(min)=y1−y1′及びΔy(max)=y2−y2′とをそれぞれ演算する。
ここで、走査領域R、R′のx方向の長さが等しい場合(つまり、x2−x1=x2′−x1′である場合)、x方向の変位として、Δx=x1−x1′(又はx2−x2′)を算出するだけで十分である。同様に、走査領域R、R′のy方向の長さが等しい場合(つまり、y2−y1=y2′−y1′である場合)、y方向の変位として、Δy=y1−y1′(又はy2−y2′)を算出するだけで十分である。この走査領域変位演算部231は、本発明の「変位演算手段」の一例に相当している。
(固視位置変位演算部)
固視位置変位演算部232は、2つの固視位置情報のそれぞれに示す内部固視標の眼底Efへの投影位置の座標に基づいて、それら2つの座標の(xy方向における)変位を演算する。第1の断層画像に対応する固視位置情報に示す内部固視標の投影位置の座標を(xf、yf)とし、第2の断層画像に対応する内部固視標の投影位置の座標を(xf′、yf′)とすると、固視位置変位演算部232は、これら2つの座標のx方向の変位Δxf=xf−xf′と、y方向の変位Δyf=yf−yf′とをそれぞれ演算する。この固視位置変位演算部232は、本発明の「変位演算手段」の一例に相当している。
(深度位置変位演算部)
深度位置変位演算部233は、2つの深度情報のそれぞれに示す深度位置の座標に基づいて、それら2つの座標の(深度方向、つまりz方向における)変位を演算する。第1の断層画像に対応する深度情報に示す座標をzとし、第2の断層画像に対応する深度情報に示す座標をz′とすると、深度位置変位演算部233は、これら2つの座標の変位Δz=z−z′を演算する。この
(積算画像生成部)
積算画像生成部234は、画像形成部220により形成された断層画像を深度方向に積算して1次元の画像(積算画像)を生成する。すなわち、断層画像を構成する各深度方向の画像Gijを深度方向(z方向)に積算して点状の画像を形成する。各点状の画像は、その基になった深度方向の画像Gijの位置における深度方向の積算輝度を示すものである。ここで、「深度方向に積算する」とは、深度方向の画像の各深度位置における輝度値を深度方向に足し合わせる(投影する)演算処理を意味する。
このような処理を信号光LSの一連の走査によって得られる各断層画像について実行することにより、眼底画像(表面の2次元画像)と同様に、この走査領域における眼底Efの表面の形態を表す画像が得られる。なお、積算画像については、本発明者らによる特願2005−337628に詳しく記載されている。この積算画像生成部234は、本発明の「積算画像生成手段」の一例に相当している。
(積算画像変位演算部)
積算画像変位演算部235は、第1、第2の断層画像(群)に基づく2つの積算画像に基づいて、それらの積算画像のxy方向における変位を演算する。積算画像は、その基になった断層画像を取得するときの信号光LSの走査領域と同じxy座標の範囲において形成される。積算画像変位演算部235は、各積算画像に対応する走査領域の座標(たとえば走査領域情報を参照して取得する。)に基づいて、走査領域変位演算部231と同じ要領で、2つの積算画像の変位を演算する。
2つの積算画像の変位を演算する処理の他の構成例としては、2つの積算画像の間の相関が最も高くなるように変位を演算することもできる。また、2つの積算画像からそれぞれ特徴点を抽出し、それらの特徴点の変位を演算することにより、2つの積算画像の変位を求めるように構成することも可能である。この積算画像変位演算部235は、本発明の「積算画像変位演算手段」の一例に相当している。
(画像位置変更部)
画像位置変更部236は、走査領域変位演算部231や固視位置変位演算部232や深度位置変位演算部233や積算画像変位演算部235から入力される変位の情報に基づいて、断層画像(群)の位置を変更することにより、2つの断層画像(群)の位置合わせを行う。この画像位置変更部236は、本発明の「画像位置変更手段」の一例に相当するものである。
以下、走査領域変位演算部231から入力される変位に基づく画像の位置合わせ処理、固視位置変位演算部232から入力される変位に基づく画像の位置合わせ処理、深度位置変位演算部233から入力される変位に基づく画像の位置合わせ処理、積算画像変位演算部235から入力される変位に基づく画像の位置合わせ処理について、それぞれ説明する。また、画像位置変位変更部236による断層画像(群)の詳細な位置合わせ処理についても説明する。
まず、走査領域変位演算部231から入力される変位に基づく画像の位置合わせ処理について説明する。画像位置変更部236は、走査領域変位演算部231から入力される2つの断層画像(群)のx方向の変位Δx=x1−x1′(又はx2−x2′)とy方向の変位Δy=y1−y1′(又はy2−y2′)とに基づいて、この2つの断層画像(群)の少なくとも一方をx方向及びy方向に移動させることにより、双方の断層画像のx方向及びy方向のそれぞれの位置合わせをする。たとえば、第2の断層画像をx方向にΔxだけ移動させ、y方向にΔyだけ移動させることにより、第2の断層画像の位置を第1の断層画像の位置に合わせる処理を実行する。
なお、走査領域R、R′のx方向の長さが等しくない場合(つまり、x2−x1≠x2′−x1′である場合)には、x方向の変位Δx(min)=x1−x1′とΔx(max)=x2−x2′)とに基づいて、たとえば、各走査領域R、R′の双方のx方向の中点を一致させるように、2つの断層画像(群)の少なくとも一方を移動させるように構成することができる。同様に、走査領域R、R′のy方向の長さが等しくない場合(つまり、y2−y1≠y2′−y1′である場合)には、y方向の変位Δy(min)=y1−y1′とΔy(may)=y2−y2′)とに基づいて、たとえば、各走査領域R、R′の双方のy方向の中点を一致させるように、2つの断層画像(群)の少なくとも一方を移動させるように構成することができる。
次に、固視位置変位演算部232から入力される変位に基づく画像の位置合わせ処理について説明する。画像位置変更部236は、固視位置変位演算部232から入力される2つの断層画像(群)の取得時における内部固視標の眼底Efへの投影位置のx方向の変位Δxf=xf−xf′と、y方向の変位Δyf=yf−yf′とに基づいて、この2つの断層画像(群)の少なくとも一方をx方向及びy方向に移動させることにより、双方の断層画像のx方向及びy方向のそれぞれの位置合わせをする。たとえば、第2の断層画像をx方向にΔxfだけ移動させ、y方向にΔyfだけ移動させることにより、第2の断層画像の位置を第1の断層画像の位置に合わせる処理を実行する。
続いて、深度位置変位演算部233から入力される変位に基づく画像の位置合わせ処理について説明する。画像位置変更部236は、深度位置変位演算部233から入力される2つの断層画像の深度位置の座標の変位Δz=z−z′に基づいて、この2つの断層画像(群)の深度方向(z方向)の位置合わせをする。たとえば、第2の断層画像をz方向にΔzだけ移動させることにより、第2の断層画像の位置を第1の断層画像の位置に合わせる処理を実行する。
次に、積算画像変位演算部235から入力される変位に基づく画像の位置合わせ処理について説明する。画像位置変更部236は、積算画像変位演算部235から入力される2つの断層画像(群)に基づく2つの積算画像のxy方向における変位(走査領域の変位と同様にΔx、Δyで表す。)に基づいて、この2つの断層画像(群)の少なくとも一方をx方向及びy方向に移動させることにより、双方の断層画像のx方向及びy方向のそれぞれの位置合わせをする。たとえば、第2の断層画像をx方向にΔxだけ移動させ、y方向にΔyだけ移動させることにより、第2の断層画像の位置を第1の断層画像の位置に合わせる処理を実行する。なお、双方の積算画像の領域が異なる場合には、走査領域の変位に基づく場合と同様に、x方向、y方向の中点を一致させるなどして位置合わせを行う。
最後に、断層画像(群)の詳細な位置合わせ処理について説明する。画像位置変更部236は、2つの眼底画像(眼底Efの表面の2次元画像)について、相関が最も高くなるように変位を演算し、この変位に基づいて2つの眼底画像の位置合わせをする。また、2つの眼底画像からそれぞれ特徴点を抽出し、それらの特徴点の変位を演算し、この変位に基づいて2つの眼底画像の位置合わせを行う。更に、この2つの眼底画像の位置合わせの結果を用いて、これら2つの眼底画像とほぼ同時に取得された2つの断層画像のx方向及びy方向の位置合わせを行う。
このような眼底画像の位置合わせに基づく断層画像の位置合わせを、たとえば、走査領域変位演算部231(又は、固視位置変位演算部232、度位置変位演算部233若しくは積算画像変位演算部235)から入力される変位の情報に基づく(大まかな)位置合わせの後に実行することにより、2つの断層画像(群)の位置合わせをより詳細に行うことが可能である。
[動作]
以上のような構成を有する眼底観察装置1の動作について、図10〜図12を参照しつつ説明する。これらの図は、眼の疾患の経過観察において、異なる検査日時に取得された画像を比較するときの、眼底観察装置1の動作の一例を表している。このフローチャートに示す動作は、位置情報を用いて画像の位置合わせを行う場合に相当する。なお、積算画像を用いて画像の位置合わせを行う場合については後述する。
〔位置情報を用いた画像の位置合わせ処理〕
まず、図10、図11を参照しつつ、位置情報を用いた画像の位置合わせ処理について説明する。最初に、第1の検査日時に眼底Efの眼底画像と断層画像(断層画像群;以下同様)とを取得する(S1)。取得された眼底画像の画像データ212aと断層画像の画像データGaは、それぞれ画像記憶部212に記憶される(S2)。なお、眼底観察装置1がLAN等のネットワークに接続されている場合、このネットワーク上のデータベースに画像データ212a、Gaを保管するようにしてもよい。
位置情報生成部214は、画像取得前に設定された情報(信号光LSの走査領域Rの指定情報、固視位置の指定情報等)や、取得された画像情報に基づいて、位置情報213aを生成する(S3)。生成された位置情報213aは、情報記憶部213に記憶される(S4)。
ここで、xy方向の画像位置合わせ用の位置情報としては、走査領域情報及び固視位置情報のうちのいずれか一方が生成されれば十分であるが、ここでは双方の情報を生成するものとする。また、z方向の画像位置合わせ用の位置情報である深度情報も生成されるものとする。
第1の検査日時から所定期間(たとえば数日、数週間、数ヶ月、数年等)が経過した第2の検査日時に、眼底Efの眼底画像と断層画像(断層画像群;以下同様)とを取得する(S5)。取得された眼底画像の画像データ212bと断層画像の画像データGbは、それぞれ画像記憶部212に記憶される(S6)。
位置情報生成部214は、第1の検査日時のときと同様に、走査領域情報、固視位置情報及び深度情報を含む位置情報213bを生成する(S7)。生成された位置情報213bは、情報記憶部213に記憶される(S8)。
眼底Efの画像の比較を開始するための所定の操作がなされると、主制御部211は、画像記憶部212から眼底画像の画像データ212b(又は画像データ212a)を読み出し、この画像データ212bに基づく眼底画像Ef′を表示部240Aに表示させる(S9)。
更に、主制御部211は、情報記憶部213から位置情報213a、213bのそれぞれの走査領域情報と固視位置情報とを読み出し、この2つの走査領域情報に基づく2つの走査領域を示す画像と、この2つの固視位置情報に基づく内部固視標の投影位置を示す画像とを、それぞれ眼底画像Ef′に重畳して表示させる(S10)。
また、主制御部211は、画像記憶部212から断層画像の画像データGb(又は画像データGa)を読み出し、この画像データに基づく断層画像Gbを表示部240Aに表示させる(S11)。この断層画像Gb(Ga)は、眼底画像212b(212a)等と並列して表示部240Aに表示される。
図11は、ステップS9、S10、S11により表示部240Aに表示される画面の一例を表している。表示部240Aの表示画面には、同図に示すように、眼底Efの表面の2次元画像(眼底画像212b)等が表示される眼底画像表示部240aと、眼底Efの断層画像Gbが表示される断層画像表示部240bとが設けられている。
ステップS9により、眼底画像表示部240aに眼底画像Ef′が表示される。また、ステップS10により、第1の検査日時に断層画像を取得したときの走査領域(を示す画像)Rと、第2の検査日時に断層画像を取得したときの走査領域(を示す画像)R′とが、眼底画像Ef′に重畳して表示される。更に、ステップS10により、第1の検査日時における内部固視標の投影位置(を示す画像)Fと、第2の検査日時における内部固視標の投影位置(を示す画像)F′とが、眼底画像Ef′に重畳して表示される。
走査領域R、R′及び投影位置F、F′は、それぞれ対応する走査領域情報又は固視位置情報に示す座標に基づいて表示される。ここで、走査領域R′と投影位置F′については、表示されている眼底画像Ef′と同じ第2の検査日時における画像取得時に生成されたものであるから、この眼底画像Ef′上に対する第2の検査日時の断層画像Gbの位置(つまり、走査領域の位置と内部固視標の投影位置)をそのまま表すものである。
一方、走査領域Rと投影位置Fは、表示されている眼底画像Ef′と異なり第1の検査日時における画像取得時に生成されたものである。したがって、第1、第2の検査日時の検査において、走査領域として指定される画像領域のずれや、内部固視標の投影位置のずれ(つまり眼底画像が撮影された眼底Efの領域のずれ)や、被検眼Eに対する装置のアライメントのずれなど、検査時における各種の条件のずれが生じるおそれがある。また、これらの条件が一致していても、内部固視標によって被検眼Eが確実に固視されていない場合などには、眼底画像として撮影される眼底Efの領域にずれが生じるおそれがある。
それにより、図11に示すように、走査領域R、R′は互いに異なる位置に表示され、投影位置F、F′は互いに異なる位置に表示されるのが一般的である。
なお、第1、第2の検査日時において複数の断層画像(つまり断層画像群)を取得した場合、主制御部211は、その断層画像群Gb(Ga)のうちの一つを断層画像表示部240bに表示させる。表示される断層画像としては、たとえば、走査開始位置RSを含む断面の断層画像や、副走査方向(y方向)において中間に位置する断面の断層画像など、任意の断層画像が選択される。
主制御部211は、位置情報213a、213bを情報記憶部213から読み出して画像処理部230に送るとともに、眼底画像の画像データ212a、212b及び断層画像の画像データGa、Gbを画像記憶部212から読み出して画像処理部230に送る。
走査領域変位演算部231は、位置情報213a、213bのそれぞれの走査領域情報に示す信号光LSの走査領域の座標に基づいて、この2つの座標の(xy方向における)変位を演算する(S12)。
また、固視位置変位演算部232は、位置情報213a、213bのそれぞれの固視位置情報に示す内部固視標の眼底Efへの投影位置の座標に基づいて、この2つの座標の(xy方向における)変位を演算する(S13)。
更に、深度位置変位演算部233は、位置情報213a、213bのそれぞれの深度情報に示す深度位置の座標に基づいて、この2つの座標の(z方向における)変位を演算する(S14)。ステップS12〜S14にてそれぞれ演算された変位は、画像位置変更部236に入力される。
画像位置変更部236は、ステップS12にて演算された走査領域の座標の変位に基づいて、第1の検査日時の断層画像Ga及び/又は第2の検査日時の断層画像Gbをx方向及びy方向に移動させて、これら2つの断層画像のxy方向の位置合わせを実行する(S15)。
また、画像位置変更部236は、ステップS13にて演算された内部固視標の投影位置の座標の変位に基づいて、第1の検査日時の断層画像Ga及び/又は第2の検査日時の断層画像Gbをx方向及びy方向に移動させて、これら2つの断層画像のxy方向の位置合わせを実行する(S16)。
また、画像位置変更部236は、ステップS14にて演算された断層画像の深度位置の変位に基づいて、第1の検査日時の断層画像Ga及び/又は第2の検査日時の断層画像Gbをz方向に移動させて、これら2つの断層画像のz方向(深度方向)の位置合わせを実行する(S17)。
更に、画像位置変更部236は、眼底画像の画像データ212a、212bに基づき、これら2つの眼底画像の相関が最も高くなるように変位を演算し、この変位に基づいて2つの眼底画像の位置合わせを行い、この位置合わせの結果を用いて、断層画像Ga、Gbのxy方向の位置合わせを行う(S18)。以上で、位置情報を用いた断層画像の位置合わせ処理は終了となる。
主制御部211は、この位置合わせの結果に基づいて、眼底画像表示部240aにおける走査領域の画像R、R′及び内部固視標の投影位置の画像F、F′の表示位置を変更することができる。この表示位置の変更により、走査領域の画像R、R′は、ほとんど同じ位置に表示され、投影位置の画像F、F′は、ほとんど同じ位置に表示される。これは、第1の検査日時における断層画像(群)Gaと、第2の検査日時における断層画像(群)との位置合わせがなされたことを意味する。
〔積算画像を用いた画像の位置合わせ処理〕
次に、図12を参照しつつ、積算画像を用いた画像の位置合わせ処理について説明する。まず、位置情報を用いた位置合わせ処理と同様に、第1の検査日時に眼底Efの眼底画像と断層画像(断層画像群;以下同様)とを取得し(S21)、その眼底画像の画像データ212aと断層画像の画像データGaを画像記憶部212に記憶する(S22)。
また、第1の検査日時から所定期間経過後の第2の検査日時に、眼底Efの眼底画像と断層画像(断層画像群;以下同様)とを取得し(S23)、その眼底画像の画像データ212bと断層画像の画像データGbを画像記憶部212に記憶する(S24)。
なお、第1、第2の検査日時のそれぞれにおいて、断層画像を取得したときの信号光LSの走査領域を示す情報(前述の走査領域情報)を生成し、情報記憶部213に記憶しておく。
主制御部211は、所定の操作に対応し、画像記憶部212から眼底画像の画像データ212b(又は画像データ212a)を読み出し、この画像データ212bに基づく眼底画像Ef′を表示部240Aに表示させるとともに(S25)、情報記憶部213から走査領域情報を読み出し、第1、第2の検査日時の走査領域を示す画像を眼底画像Ef′に重畳して表示させる(S26)。更に、主制御部211は、画像記憶部212から断層画像の画像データGb(又は画像データGa)を読み出し、この画像データに基づく断層画像Gbを表示部240Aに表示させる(S27)。ステップS25〜S27による画像の表示態様は、たとえば前述の図11と同様とされる。
また、主制御部211は、眼底画像の画像データ212a、212b及び断層画像の画像データGa、Gbを画像記憶部212から読み出して画像処理部230に送る。積算画像生成部234は、断層画像の画像データ212a、212bのそれぞれを深度方向に積算して、第1の検査日時に対応する積算画像及び第2の検査日時に対応する積算画像をそれぞれ生成する(S28)。積算画像変位演算部235は、これら第1、第2の検査日時に対応する積算画像のxy方向における変位を演算する(S29)。
続いて、画像位置変更部236は、演算された積算画像の変位に基づいて、断層画像Ga、Gbのxy方向の位置合わせを行う(S30)。
更に、画像位置変更部236は、眼底画像212a、212bの相関が最も高くなるように変位を演算し、この変位に基づいて2つの眼底画像の位置合わせを行い、この位置合わせの結果を用いて、断層画像Ga、Gbのxy方向の位置合わせを行う(S31)。以上で、積算画像を用いた断層画像の位置合わせ処理は終了となる。主制御部211は、位置情報を用いた位置合わせの場合と同様に、眼底画像表示部240aにおける走査領域の画像R、R′の表示位置を変更できる。
なお、以上の積算画像による位置合わせは、xy方向における位置合わせであるから、位置情報を用いた位置合わせ処理の場合と同様の深度情報によるz方向の位置合わせを行って、断層画像Ga、Gbの3次元的な位置合わせを行うことが望ましい。
〔位置合わせ結果の利用例〕
以上に説明した断層画像の位置合わせの結果は、眼底Efの経過観察において、次のように利用することができる。
(第1の利用例)
まず、断層画像の位置合わせ結果を利用した画像の表示態様の一例について説明する。ここで、第1、第2の検査日時において、それぞれm枚の断層画像(つまり断層画像群)が取得されたものとする。第1の検査日時における断層画像群に属するm枚の断層画像を符号Ga1〜Gamで表し、第2の検査日時における断層画像群に属するm枚の断層画像を符号Gb1〜Gbmで表すことにする。なお、2つの断層画像群に属する断層画像群の枚数が異なっていても、以下と同様に処理することが可能である。
画像位置変更部236による処理は、第1の検査日時における断層画像Ga1〜Gamと、第2の検査日時における断層画像Gb1〜Gbmとの位置合わせを行うものである。ここで、隣接する断層画像の間隔が等しく設定されているものとする。つまり、各i=1〜m−1について、断層画像Gaiと断層画像Ga(i+1)との間隔をΔdaと表し、断層画像Gbiと断層画像Gb(i+1)との間隔をΔdbと表したときに、Δda=Δdbに設定されているとする。
このとき、断層画像Ga1〜Gamと断層画像Gb1〜Gbmは、画像位置変換部236により、各i=1〜mについて、断層画像Gaiと断層画像Gbiとの位置合わせが施される。
主制御部211は、この位置合わせ結果を受けて、各i=1〜mについて、第1の検査日時の断層画像Gaiと第2の検査日時の断層画像Gbiとを関連付ける画像関連情報を生成するように作用する。生成された画像関連情報は、たとえば情報記憶部213に記憶される。
図11に示す表示部240Aの表示画面には、断層画像表示部240bに表示させる断層画像を切り替えるための図示しない表示画面切替部(ソフトキー等からなる)が表示される。この関連画像切替部の操作は、たとえば操作部のマウス206によるクリック操作とされる。
表示画面切替部には、第1の検査日時の断層画像Gai(又は第2の検査日時の断層画像Gbi)が表示されているときに、第1の検査日時の他の断層画像Gaj(又は第2の検査日時の他の断層画像Gbj;j≠i)に表示を切り替えるための同一検査画像切替部が設けられている。この同一検査画像切替部を操作すると、たとえば次の断層画像Ga(i+1)に表示が切り替わる。また、たとえば断層画像Ga1〜Gam(又は断層画像Gb1〜Gbm)のうちの所望のものを選択表示できるようになっていてもよい(具体的には、たとえば各断層画像のサムネイルを選択可能に表示する等の構成を適用できる。)。
更に、表示画面切替部には、表示されている断層画像に関連付けられた断層画像に表示を切り替えるための関連画像切替部が設けられている。すなわち、第1の検査日時の断層画像Gai(又は第2の検査日時の断層画像Gbi)が表示されているときに、関連画像切替部を操作すると、この断層画像Gaiに関連付けられた第2の検査日時の断層画像Gbi(又は、この断層画像Gbiに関連付けられた第1の検査日時の断層画像Gai)に表示が切り替えられる。
ユーザは、同一検査画像切替部を操作することにより、所望の断面の断層画像Gai(又は断層画像Gbi)を表示させることができる。更に、関連画像切替部を操作することにより、この断層画像Gai(又は断層画像Gbi)に関連付けられた断層画像Gbi(又は断層画像Gai)を表示させることができる。また、関連画像切替部を再度操作することにより、断層画像Gaiを再度表示させることができる。このようにして表示画像を切り替えることにより、ほぼ同じ断面位置における断層画像Gaiと断層画像Gbiとを交互に表示させることができるので、その断面位置の状態(たとえば網膜の厚さ)の時間的な変化を容易に比較することができる。
この表示態様の変形として、複数の断層画像表示部240bを並べて表示させ、その一つに断層画像Gaiを表示させるとともに、他の一つに断層画像Gbiを表示させるように構成することも可能である。更に、同一検査画像切替部によって一方の断層画像表示部240bに表示された断層画像が切り替えられたことに対応して、当該断層画像に関連付けられた断層画像を他方の断層画像表示部240bに表示させるように構成することもできる。
(第2の利用例)
次に、断層画像の位置合わせ結果を利用した画像解析処理の一例について説明する。経過観察では、眼底の状態に関する様々な指標を解析することがある。この指標の一例として、たとえば網膜の厚さがある。網膜の厚さは、たとえば、断層画像における網膜表面のz座標値と網膜色素上皮層のz座標値とを差を演算することにより得られる。
各i=1〜mについて、第1の検査日時の断層画像Gaiと第2の検査日時の断層画像Gbiとが関連付けられているとする。このとき、主制御部211は、各断層画像Gaiに基づいて当該断面位置における網膜の厚さを演算するとともに、各断層画像Gbiに基づいて当該断面位置における網膜の厚さを演算する。
更に、主制御部211は、各断面位置について(すなわち各i=1〜mについて)、断層画像Gaiに基づく網膜の厚さと、断層画像Gbiに基づく網膜の厚さとの差を演算する。それにより、各断面位置ごとの網膜の厚さの時間的な変化の分布が得られる。主制御部211は、得られた分布をたとえばグラデーションで表現した画像(分布画像)を、表示部240bに表示させることができる。ユーザは、この分布画像を見ることにより、眼底Efにおける網膜の厚さの時間的変化の分布状態を容易に把握することができる。
[作用・効果]
以上のような眼底観察装置1の作用及び効果について説明する。この眼底観察装置1は、第1の検査日時に取得された眼底画像212a及び断層画像Gaについて、眼底画像212aにおける断層画像Gaの位置を示す位置情報213aを生成するとともに、第2の検査日時に取得された眼底画像212b及び断層画像Gbについて、その眼底画像212bにおける断層画像Gbの位置を示す位置情報213bとを生成する。そして、この位置情報213a、213bに基づいて、第1の検査日時の断層画像Gaと第2の検査日時の断層画像Gbとの位置合わせを行うように作用する。
より具体的には、眼底観察装置1は、位置情報213a、213bに含まれる走査領域情報や固視位置情報を用いて、眼底Efの表面方向(xy方向)における断層画像Ga、Gbの位置合わせを行うように作用する。また、各断層画像Ga、Gbの積算画像の位置合わせ結果に基づいてxy方向の位置合わせを行うこともできる。更に、位置情報213a、213bに含まれる深度情報を用いて、眼底Efの深度方向(z方向)における断層画像Ga、Gbの位置合わせを行うように作用する。このような位置合わせ処理を組み合わせることにより、3次元的な位置合わせを行うことができる。
また、第1の検査日時の眼底画像212aと第2の検査日時の眼底画像212bとの位置合わせを行い、その結果に基づいて断層画像Ga、Gbのxy方向の詳細な位置合わせを行うように作用する。
このように、本実施形態に係る眼底観察装置1によれば、検査日時の異なる眼底Efの断層画像Ga、Gbの位置合わせを好適に行うことができるので、眼底Efの断層画像を用いた経過観察を有効にかつ効率的に行うことが可能になる。
[変形例]
以上に詳述した構成は、本発明に係る眼底観察装置を好適に実施するための一例に過ぎないものである。したがって、本発明の要旨の範囲内における任意の変形を適宜に施すことが可能である。以下、このような変形例のいくつかを説明する。
上記の実施形態に係る眼底観察装置1は、走査領域情報、固視位置情報、深度情報及び積算画像のそれぞれに基づいて、眼底の断層画像の位置合わせを行えるように構成されているが、本発明に係るこれら4つのうちの1つ以上に基づいて位置合わせを行えるように構成されていれば十分である。
特に、眼底の表面方向xy方向における位置合わせについては、走査領域情報、固視位置情報及び積算画像のうちのいずれか1つに基づいて行うようになっていれば十分である。なお、積算画像のみに基づいて位置合わせを行う場合には、光画像計測装置(OCT装置)としての構成のみを備えていれば十分である。
眼底の断層画像の位置合わせは、走査領域情報、固視位置情報又は積算画像に基づくxy方向の位置合わせと、深度情報に基づくz方向の位置合わせとを組み合わせてx方向、y方向、z方向の3次元的な位置合わせを行うことにより、位置合わせの精度を高めることが望ましい。
上記の実施形態では、既に取得した2つの断層画像の位置合わせ処理について説明したが、過去の検査と(ほぼ)同じ部位の断層画像を取得するために上記実施形態の構成を適用することも可能である。そのために、たとえば、過去の検査における固視位置情報に基づいて、過去の検査と同じ位置に内部固視標を表示させるようにLCD140を制御し、被検眼を過去の検査と同じ方向に固視させる。更に、現在の眼底画像を表示させるとともに、過去の検査における走査領域情報に基づく走査領域を示す画像を当該眼底画像に重畳して表示させる。このとき、過去の検査における眼底画像と現在の眼底画像との変位を演算し(たとえば相関が最も高くなるように位置合わせするときの変位を演算する。)、この変位に応じて移動させた位置に過去の検査の走査領域を表示させる。この表示された走査領域の位置を今回の検査における信号光LSの走査領域として指定する。それにより、過去の検査と同じ走査領域を指定することができる。なお、眼底画像や走査領域は、必ずしも表示させる必要はない。
本発明に係る眼底観察装置は、眼底表面の2次元画像の形成する装置として眼底カメラ(ユニット)を有しているが、たとえばスリットランプ(細隙灯顕微鏡装置)などの任意の眼科装置を用いて眼底表面の2次元画像を形成するように構成することも可能である。
また、上記の実施形態では、画像形成部220(画像形成ボード208)によって眼底Efの表面の2次元画像や断層画像の形成処理を行うとともに、制御部210(マイクロプロセッサ201等)によって各種制御処理を行うようになっているが、これら双方の処理を1台若しくは複数台のコンピュータによって行うように構成することができる。