JP5913999B2 - 眼科撮像装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
第1の走査手段を含む第1の光学系と、前記第1の走査手段とは異なる第2の走査手段を含み且つ前記第1の光学系の一部と共通部分を含む第2の光学系とを有し、前記第1の走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する眼科装置であって、
前記被検眼の画像における前記第1の走査手段の複数の走査線にそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記複数の走査線と前記被検眼の画像における複数の線状の特徴部位とが交差する複数の位置を取得する位置取得手段と、
前記複数の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測する計測手段と、
前記計測された動きに基づいて前記第2の走査手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
以下、本発明の第一の実施形態について説明する。
本実施形態では、被検眼の眼底画像(被検眼の画像の一例)を取得し、被検眼で走査される測定光(例えば、ラインビーム)の複数の走査線と複数の血管(被検眼の特徴部位の一例)とが交差する位置を取得し、該取得した位置に基づいて被検眼の動きを計測する。なお、本発明は被検眼の眼底を撮像する眼底撮像装置に限定されず、被検眼を撮像可能な眼科撮像装置であれば適用可能である。
本実施形態の眼底撮像装置の構成について、図1を用いて説明する。
本実施形態では、ライン状の光ビームを眼底に照射するSLOであるラインSLO(Line SLO:LSLO)装置を用いている。LSLO装置101は光源102からの照明光により照明光学系103の光学部材と接眼光学系104とを介して被検眼Eの眼底Eaを照明する。そして、眼底Eaからの戻り光である反射・散乱光を接眼光学系104と照明光学系103の一部と結像光学系105とを介してラインセンサ106上に結像させ、眼底画像を取得する構成となっている。なお、図1では、接眼光学系104の光軸方向をz軸、紙面内のz軸と垂直な方向をy軸、紙面と垂直な方向をx軸としている。また、被検眼Eは横から見た図になっており、y軸が被検眼Eの上下方向、x軸が被検眼Eの左右方向になる。
制御部120がスキャナ115を微小角度回転させると、ラインビームは眼底Eaに対して被検眼Eの上下方向、すなわちy軸方向に走査されて2次元の眼底画像を得られ、制御部120は眼底画像をモニター121に表示する。
図2(a)に上記のようにして得られた眼底画像の例を示す。ここで、座標軸X、Yは眼底画像用に設定した座標軸であり、X軸、Y軸はそれぞれ図1のx軸、y軸に平行であるが、原点の位置が異なる。L0はあるタイミングに眼底Eaに照射されたラインビームを示し、図2(a)に矢印で示すように眼底Eaを上から下に走査して1フレームの眼底画像が得られる。この走査が繰り返され、リアルタイムで眼底画像がモニター121(表示部の一例)に表示される。当該表示は、制御部120において被検眼の画像をリアルタイムに表示部(表示手段)に表示させる表示制御手段として機能するモジュール領域により実行される。また、その際に、下記の交差点を得る操作の過程において対象となる走査線は、画像表示上のおいて該走査線に対応する位置がライン形状の表示形態で表示されるが、当該被検眼の画像上でのその表示位置の指定は、制御部120において指定手段として機能するモジュール領域により実行される。
YL1=Y1 (3)
YL2=Y2 (4)
Y1=YL1+Ty (12)
Y2=YL2+Ty (13)
とする。すなわち、上記求められたY方向の動きの量だけ第1、第2の走査位置から離れた新しいラインL1、L2が第3、第4の走査位置となる。これは血管を抽出する位置をY方向のみ実際のトラッキングを行うことに相当する。以上の操作により、被検眼の動きは前述した計測手段によって該被検眼の並進移動と回転移動との内の少なくとも一方の動きとして計測される。
以下、本発明の第二の実施形態について説明する。
本実施形態では、第一の実施形態と同様に、眼底画像を取得し、照射ビームと複数の血管との交差点を抽出した後、眼底の動きを算出し、その後抽出位置を変更して眼底の動きを算出する。そして、眼底の動きの値を眼底用OCT(Optical Coherence Tomogarphy)装置にフィードバックする事で高画質のOCT画像(位置ずれの少ない断層画像あるいは3次元の画像)を取得するものである。
本実施形態の眼底撮像装置の構成について、図6を用いて説明する。
本実施形態の眼底撮像装置201は、OCT撮像部とSLO撮像部から構成される。すなわち、本実施形態では眼底画像の撮像を目的とする機能とは異なる機能を有する眼科装置であるOCT撮像部を有する構成に関する。SLO撮像部は、OCT撮像部による眼底の断層像あるいは3次元の画像を得る際の観察像としての眼底像を取得するためのものである。以下、各構成について詳細に説明する。SLO撮像部は、一部を除き第一の実施形態と同様である。図6で第一の実施形態の図1と同じ構成部材は同じ符号になっている。
光源204から出射される低コヒーレント光が光ファイバを経由して、ファイバカプラ205に入り、測定光と参照光に分けられる。
第一の実施形態と同様に、検者からのカーソル123の固定の入力を受けて、制御部120は眼底の動きの計測を始める。図7は、眼の動きの計測フローである。ステップS101からステップS110は第一の実施形態と同じなので説明を省略する。
以下、本発明の第三の実施形態について説明する。
本実施形態では、第一、第二の実施形態と同様に、眼底画像を取得し、照射ビームと複数の血管との交差点を抽出した後、眼底の動きを算出し、その後、抽出位置を変更して眼底の動きを算出する。そして、眼底の動きの値を、眼の収差を測定しその収差を補正する補償光学系であるAO(Adaptive Optics)を光学系に組み込んだAO−SLO光学系(AO−SLO装置とも言う)にフィードバックすることで、高画質のSLO画像を取得するものである。なお、当該AO−SLO光学系は、本発明における第2の光学系の一つとして例示されるものである。
本実施形態の眼底撮像装置の構成について、図8を用いて説明する。
本実施形態の眼底撮像装置301は、AO−SLO撮像部とSLO撮像部から構成される。AO−SLO撮像部は狭い画角の眼底像を高分解能で取得し、一方のSLO撮像部はAO−SLO撮像部による眼底像を得る際の観察像として広い画角の眼底像を取得するためのものである。本実施形態では、AO−SLO撮像部は眼底で0.6mm×0.6mm相当の画角の画像を6μmの分解能で取得し、SLO撮像部は8mm×8mm相当の画角の画像を16μmの分解能で取得するようになっている。以下、各構成について詳細に説明する。SLO撮像部は、一部を除き第一の実施形態と共通である。図8で、第一の実施形態の図1、第二の実施形態の図6と同じ構成部材は同じ符号になっている。
光源303から出射された光は、光ファイバ304を通ってコリメータ305により、平行な測定光として照射される。照射された測定光はビームスプリッタ306を透過し、補償光学の光学系に導光される。
また、測定光は、走査デバイス311によって2次元に走査される。本実施形態では走査デバイス311としてX方向(主走査)用は高速な共振スキャナ、Y方向(副走査)用にはガルバノスキャナを用いている。
制御部120がX方向SLOスキャナ356とY方向SLOスキャナ353を微小角度回転させると、照射ビームは眼底Eaに対して走査されて2次元の眼底画像が得られ、制御部120は眼底画像をモニター121に表示する。
本実施形態のSLOでは第一の実施形態と異なり、点状のビームを眼底Eaに照射してそのビームをX方向に主走査した上で、Y方向に副走査を行う。しかし、主走査1本をラインと見なすことができ、第一の実施形態の図2(a)に示すラインビームL0がY方向に走査すると考えることができる。
以上の第1フレームの眼底画像が以下のトラッキングの基準になるので、ステップS304では式(3)、(4)でラインL1、L2のY座標の値をYL1、YL2に記憶しておく。
そして、S312で、検者からの撮像終了の入力があるかどうかを判断し、入力があれば撮像・トラッキングは終了し、入力がなければS305に戻り、撮像・トラッキングを続けることになる。
以下、本発明の第四の実施形態について説明する。
本実施形態では、前眼部の画像を取得し、照射ビームと結膜の複数の血管との交差点を抽出した後、眼の動きを算出し、その後抽出位置を変更して眼底の動きを算出する。そして、眼の動きの値を、前眼部用OCT光学系(前眼部OCT装置とも言う)にフィードバックする事で高画質のOCT画像(位置ずれの少ない断層画像あるいは3次元の画像)を取得するものである。
本実施形態の前眼部撮像装置の構成について、図11を用いて説明する。
本実施形態の前眼部撮像装置401の構成は、第二の実施形態の図6の眼底撮像装置201にレンズ402を加えた構成である。レンズ402以外、構成部材、符号も同じなので、説明を省略する。ただし、第二の実施形態の説明の「眼底」、「眼底画像」を、「前眼部」、「前眼部画像」に読み替える必要がある。なお、レンズ402を光路に挿脱可能に構成し、前眼部の撮像と眼底の撮像とを切り換え可能に構成しても良い。また、レンズ402を有する前眼部撮像用の光学部材を装置に着脱可能に構成し、前眼部の撮像が必要なときに、ユーザが該光学部材を装置に取り付ける構成でも良い。即ち、本発明の第4の実施形態に係る撮像装置は、走査手段であるスキャナと被検眼との間に配置可能であって、該被検眼に対する測定光の照射位置を眼底と前眼部との間で変更する光学部材の一例としてレンズ402を有する。
図12に上記のようにして得られた前眼部画像、血管抽出用のラインL1とL2、抽出された血管の交点A11、A12、A13、A14の例を示す。
次のステップS401で、眼の動き量を算出する。式(11)を用い、算出方法は第一の実施形態と同じである。
そして、S404でOCT撮像部が撮像終了かどうかを判断し、撮像終了であれば撮像・トラッキングは終了し、撮像終了でなければS105に戻り、撮像・トラッキングを続けることになる。
以上の実施形態では、眼の動きをフィードバックする装置としてOCT撮像部、AO−SLO撮像部を用いたが、視野検査や血流を測定するなどの眼科装置でも良い。また、眼科機器にリアルタイムで眼の動きの補正を行ったが、動きのデータを保存して眼の動きの計測終了後に画像や測定位置の位置合わせを行っても良い。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
102:光源
106:ラインセンサ
115:スキャナ
120:制御部
121:モニター
122:入力装置
123:カーソル
201:眼底撮像装置
204:光源
208:Y方向OCTスキャナ
211:X方向OCTスキャナ
303:光源
311:走査デバイス
356:X方向SLOスキャナ
353:Y方向SLOスキャナ
358:光強度センサ
401:前眼部撮像装置
Claims (23)
- 第1の走査手段を含む第1の光学系と、前記第1の走査手段とは異なる第2の走査手段を含み且つ前記第1の光学系の一部と共通部分を含む第2の光学系とを有し、前記第1の走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する眼科装置であって、
前記被検眼の画像における前記第1の走査手段の複数の走査線にそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記複数の走査線と前記被検眼の画像における複数の線状の特徴部位とが交差する複数の位置を取得する位置取得手段と、
前記複数の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測する計測手段と、
前記計測された動きに基づいて前記第2の走査手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする眼科撮像装置。 - 前記被検眼の画像における前記複数の線状の特徴部位を抽出する抽出手段を更に有し、
前記位置取得手段は、前記複数の走査線と前記抽出された複数の線状の特徴部位とが交差する前記複数の位置を取得することを特徴とする請求項1に記載の眼科撮像装置。 - 前記位置取得手段が、前記被検眼の第1の画像における第1の走査線の画像からの第1及び第2の線状の特徴部位の位置の取得と、前記第1の走査線とは異なる第2の走査線の画像から該第1及び第2の線状の特徴部位の位置の取得とを実行し、
前記第1の画像とは異なる時間に取得した前記被検眼の第2の画像における前記第1及び第2の走査線の画像それぞれから前記第1及び第2の線状の特徴部位の位置を取得し、
前記計測手段が、前記第1及び第2の画像における前記第1及び第2の線状の特徴部位の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測することを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記位置取得手段が、前記第1及び第2の走査線から前記計測された動きの量分離れた第3及び第4の走査線とそれぞれ交差する前記第1の線状の特徴部位と前記第2の線状の特徴部位のそれぞれの位置を取得し、
前記計測手段が、前記第1及び第2の線状の特徴部位それぞれの位置に基づいて前記被検眼の動きを計測することを特徴とする請求項3に記載の眼科撮像装置。 - 前記計測手段が、前記第1及び第2の線状の特徴部位のそれぞれの位置に基づいて得られる交点の位置に基づいて、前記眼の動きを計測することを特徴とする請求項3又は4に記載の眼科撮像装置。
- 前記位置取得手段が、前記被検眼の第1の画像における前記第1の走査線の画像からの第3の線状の特徴部位の位置の取得と、前記第2の走査線の画像からの第3の線状の特徴部位の位置の取得とを実行し、
前記第1の画像とは異なる時間に取得した前記被検眼の第2の画像における前記第1及び第2の走査線の画像それぞれから前記第3の線状の特徴部位の位置を取得し、
前記計測手段が、前記第1及び第2の線状の特徴部位のいずれか一方の位置と、前記第1及び第2の画像における前記第3の線状の特徴部位の位置と、に基づいて前記被検眼の動きを計測することを特徴とする請求項2に記載の眼科撮像装置。 - 前記被検眼の画像は前記被検眼の眼底の画像であり、前記線状の特徴部位は前記被検眼の血管であることを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 前記被検眼の画像は前記被検眼の前眼部の画像であり、前記線状の特徴部位は前記被検眼の血管であることを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 前記線状の特徴部位は、前記第1及び第2の画像の中において各々異なった傾斜を有して示される血管であることを特徴とする請求項2乃至8のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 前記線状の特徴部位は、前記第1及び第2の画像の中において各々非平行に示される血管であることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 前記第1の走査手段と前記被検眼との間に配置されて、前記被検眼に対する前記測定光の照射位置を変更する光学部材を更に有することを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の眼科撮像装置。
- 前記第2の光学系は、AO−SLO光学系とOCT光学系とのうち少なくとも一方であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 前記第1の光学系が、前記測定光をライン形状に成形するための光学部材を有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 前記被検眼の画像をリアルタイムに表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記複数の走査線のうち1本の走査線に対応する位置をライン形状の表示形態を用いて前記被検眼の画像上で指定する指定手段と、
前記指定された1本の走査線の位置から所定の距離、離れた位置を、前記複数の走査線のうち2本目の走査線の位置として決定する決定手段と、
を有し、
前記位置取得手段は、前記被検眼の画像における前記1本の走査線と前記2本目の走査線とにそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記被検眼の画像における特徴部位と前記1本の走査線と前記2本目の走査線とが交差する前記複数の位置を取得することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。 - 前記計測手段が、前記被検眼の並進移動と回転移動とのうち少なくとも一方を該被検眼の動きとして計測することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の眼科撮像装置。
- 走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する眼科装置であって、
前記被検眼の画像において異なる傾きを有する2つの血管を抽出する抽出手段と、
前記被検眼の画像における前記走査手段の複数の走査線にそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記2つの血管各々と前記複数の走査線とが交差する複数の位置を取得する位置取得手段と、
前記画像における前記複数の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測する計測手段と、
を有することを特徴とする眼科撮像装置。 - 走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する眼科装置であって、
前記被検眼の画像において非平行な2つの血管を抽出する抽出手段と、
前記被検眼の画像における前記走査手段の複数の走査線にそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記2つの血管各々と前記複数の走査線とが交差する複数の位置を取得する位置取得手段と、
前記画像における前記複数の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測する計測手段と、
を有することを特徴とする眼科撮像装置。 - 走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する眼科装置であって、
前記被検眼の画像をリアルタイムに表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記走査手段の複数の走査線のうち1本の走査線に対応する位置をライン形状の表示形態を用いて前記被検眼の画像上で指定する指定手段と、
前記指定された1本の走査線の位置から所定の距離、離れた位置を、前記複数の走査線のうち2本目の走査線の位置として決定する決定手段と、
前記被検眼の画像における前記1本の走査線と前記2本目の走査線とにそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記被検眼の画像における特徴部位と前記1本の走査線と前記2本目の走査線とが交差する複数の位置を取得する位置取得手段と、
前記画像における前記複数の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測する計測手段と、
を有することを特徴とする眼科撮像装置。 - 第1の走査手段を含む第1の光学系と、前記第1の走査手段とは異なる第2の走査手段を含み且つ前記第1の光学系の一部と共通部分を含む第2の光学系とを有し、前記第1の走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する眼科装置の制御方法であって、
前記被検眼の画像における前記第1の走査手段の複数の走査線にそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記複数の走査線と前記被検眼の画像における複数の線状の特徴部位とが交差する複数の位置を取得する位置取得工程と、
前記複数の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測する計測工程と、
前記計測された動きに基づいて前記第2の走査手段を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする眼科撮像装置の制御方法。 - 走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する眼科装置の制御方法であって、
前記被検眼の画像において異なる傾きを有する2つの血管を抽出する抽出工程と、
前記被検眼の画像における前記走査手段の複数の走査線にそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記2つの血管各々と前記複数の走査線とが交差する複数の位置を取得する位置取得工程と、
前記画像における前記複数の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測する計測工程と、
を有することを特徴とする眼科撮像装置の制御方法。 - 走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する眼科装置の制御方法であって、
前記被検眼の画像において非平行な2つの血管を抽出する抽出工程と、
前記被検眼の画像における前記走査手段の複数の走査線にそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記2つの血管各々と前記複数の走査線とが交差する複数の位置を取得する位置取得工程と、
前記画像における前記複数の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測する計測工程と、
を有することを特徴とする眼科撮像装置の制御方法。 - 走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する眼科装置の制御方法であって、
前記被検眼の画像をリアルタイムに表示手段に表示させる表示制御工程と、
前記走査手段の複数の走査線のうち1本の走査線に対応する位置をライン形状の表示形態を用いて前記被検眼の画像上で指定する指定工程と、
前記指定された1本の走査線の位置から所定の距離、離れた位置を、前記複数の走査線のうち2本目の走査線の位置として決定する決定工程と、
前記被検眼の画像における前記1本の走査線と前記2本目の走査線とにそれぞれ対応する前記被検眼からの戻り光に基づいて、前記被検眼の画像における特徴部位と前記1本の走査線と前記2本目の走査線とが交差する複数の位置を取得する位置取得工程と、
前記画像における前記複数の位置に基づいて前記被検眼の動きを計測する計測工程と、
を有することを特徴とする眼科撮像装置の制御方法。 - 請求項19乃至22のいずれか1項に記載の眼科撮像装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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