CN102596004A - 信息处理设备、方法、系统和程序 - Google Patents

Abstract

提供如下机构，其中可通过调节信号光相对于视网膜上的预定位置的照射角度来获得足以进行对象部位的诊断或图像测量的断层图像。摄像指示部(301)将关于以第一照射角度向视网膜照射信号光并进行摄像的摄像指示发送至摄像部(101)。断层图像获取部(302)获取摄像部(101)所拍摄的断层图像，并且形状分析部(303)分析层结构以识别凹陷部的形状的至少一部分。针对无法识别其形状的部位使用插值来估计该形状。再摄像判断部(304)基于无法识别的部分区域的有无或大小来判断是否进行再摄像。再摄像角度确定部(305)基于形状分析部(303)所获得的凹陷部的形状来确定使来自该凹陷部的返回光束的强度低于基准的区域最小的第二照射角度。摄像指示部(301)基于所确定的照射角度来指示进行再摄像。

Description

信息处理设备、方法、系统和程序

技术领域

本发明涉及拍摄眼科诊疗用的断层图像时的摄像支持技术。

背景技术

诸如光学相干断层成像仪(OCT)等的眼科断层图像摄像设备可以根据视网膜层生成三维图像。这种图像是通过如下过程所生成的：向视网膜照射信号光束，根据由视网膜的各层或各边界面反射或散射的光束以及参考光束来生成干涉光束，并使用该干涉光束来形成图像。通过使用该技术，可以观察到视网膜层的内部，因此可以正确地诊断疾病。因此，近年来眼科断层图像摄像设备已受到极大关注。

正确识别视网膜的层结构从而获得用于测量疾病进展度(例如，青光眼进展度)的客观指标是很重要的。表示青光眼进展度的指标的例子包括：作为视神经乳头的凹陷部的边缘(被称为“杯”)与视神经乳头的边缘(被称为“盘”)之间的距离比的C/D比；杯的面积、深度和容积；以及位于内界膜和外界膜之间的视神经纤维层的厚度。

图14是视神经乳头的断层图像的示意图。如图14所示，通过在视网膜的深度方向上对视网膜进行摄像来获得视神经乳头的二维断层图像(B扫描图像)T₁～T_n。各个二维断层图像均包括用于在深度方向上扫描视网膜的多个扫描线(以下称为“A扫描线”)。Z轴表示A扫描的方向。通过在视网膜上的平面(x-y平面)的预定区域中顺次进行光栅扫描，可以获得包括T₁～T_n的三维数据。由于视网膜的各层具有不同的反射率，因此例如可以通过对图像进行分析来识别内界膜1401、视网膜色素上皮层1402和视神经乳头1403。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本特开2008-246158

发明内容

发明要解决的问题

视神经乳头的形状因人而异。在患者的一个病例中，如图14所示，视神经乳头可能以相对于视网膜的表面倾斜的方式凹陷。在这种情况下，与现有的OCT相同，如果在与视网膜的表面垂直的方向上照射信号光束，则该信号光束被凹陷部的入口部分遮挡，因此充足量的光信号无法到达该凹陷部的内部。即使当光信号到达凹陷部的内部时，所反射或散射的信号光束的返回光束也衰减，因此出现信号的强度显著下降的区域(例如，区域1404)。另外，即使当视神经乳头没有倾斜时，在以与凹陷部的方向不同的角度照射信号光束的情况下，也出现该信号无法到达的区域。

另外，即使当垂直照射信号光束时，在出现因血管或出血所引起的图像伪影的情况下，该光束也由于红血球而衰减。因而，由血管下方的组织所反射的光束的强度显著降低。

如上所述，如果无法接收到该信号，则无法识别层结构。结果，无法获取到诊断所需的信息。

专利文献1描述了用于在通过预备摄像改变照射位置的情况下进行摄像的技术。然而，在该技术中，由于没有拍摄作为白内障的区域的信号光束强度低的区域，因此在拍摄对象组织时无法应用该技术。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的特征在于包括：确定部件，用于根据摄像对象的形状的至少一部分来确定照射至所述摄像对象的信号光束的照射角度，以使得所述信号光束的返回光束具有预定强度；以及指示部件，用于进行基于以所确定的照射角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来拍摄所述摄像对象的断层图像的指示。

发明的效果

在这种结构中，根据摄像对象的形状的至少一部分来以该摄像对象具有预定信号强度的角度照射信号光束，并且获取断层图像。因此，可以获取到能够正确识别出摄像对象的层结构所利用的断层图像。

附图说明

图1示出根据第一实施例的OCT摄像系统的结构。

图2示出瞳孔和信号光束之间的位置关系以及瞳孔和向视网膜的信号光束的照射角度之间的关系。

图3是根据第一实施例的OCT摄像系统的功能框图。

图4是示出根据第一实施例的信息处理设备102所进行的处理的过程的流程图。

图5示出视神经乳头的表面形状的提取。

图6是步骤S406中所进行的处理的流程图。

图7是通过使用预照射角度θ_PRE所获得的与视神经乳头有关的梯度映射。

图8是通过控制照射角度来使亮度分布各向同性的梯度映射。

图9是根据第二实施例的OCT摄像系统的功能框图。

图10是示出根据第二实施例的信息处理设备102所进行的处理的过程的流程图。

图11是根据第三实施例的OCT摄像系统的功能框图。

图12是示出根据第三实施例的信息处理设备102所进行的处理的过程的流程图。

图13示出针对对象组织的各个部分区域照射信号光束的方向。

图14是表示视神经乳头倾斜凹陷的病例的断层图像的示意图。

具体实施方式

根据本发明的实施例，说明了如下的方案，其中该方案用于在利用OCT所进行的被检眼的断层图像摄像时，为了获取适合于视网膜的诊断或图像测量的图像，通过控制信号光束相对于视网膜的层或边界面的照射角度来获取断层图像。作为应用，说明了获取视神经乳头的凹陷部的断层图像的示例。

第一实施例

根据第一实施例，首先使用OCT摄像法来拍摄视神经乳头的三维断层图像。之后，使用所拍摄的断层图像来分析视神经乳头的凹陷部。确定信号光束的照射角度，以使得在凹陷部的各分析点发生反射或散射的信号光束的返回光束的强度等于预定值。随后，基于所确定的照射角度来进一步进行摄像。因而，可以获取到表示视神经乳头的凹陷部的形状的图像。

图1示出根据本实施例的OCT摄像系统的结构。图2(a)示出瞳孔和信号光束之间的位置关系。图2(b)和(c)示出瞳孔上的信号光束的位置与预定位置的信号光束的照射角度之间的关系。图3是OCT摄像系统的功能框图。图5示出视神经乳头的表面形状的提取。图6是信息处理设备102所进行的处理的流程图。图7是通过使用预照射角度θ_PRE所获得的与视神经乳头有关的梯度映射。图8是通过控制照射角度来使亮度分布各向同性的梯度映射。

接着参考图1来说明OCT摄像系统的结构。在该OCT摄像系统中，摄像单元101从信息处理设备102接收用以进行摄像的指示。之后，该OCT摄像系统使用照射至摄像对象的信号光束发生反射或散射时所产生的信号光束的返回光束以及参考光束来生成干涉光束，随后生成断层图像。如这里所使用的，术语“信号光束的返回光束”是指照射至摄像对象的信号光束因预定层或边界面而发生反射或散射时所产生的之后由摄像单元101以信号的形式检测到的光束。信息处理设备102获取所拍摄的断层图像，对该断层图像进行预定处理，并将该图像显示在显示单元103上。

接着说明摄像单元101的结构。摄像单元101用作使用光学干涉摄像法的光学相干断层图像摄像设备。图像形成单元104使用从信息处理设备102接收到的指示信息作为摄像参数，并控制检电镜驱动机构105。因而，图像形成单元104驱动检电镜106。之后，图像形成单元104使用半透半反镜108将从低相干光源107发出的光束分割成经由物镜109向着被检眼110行进的信号光束以及向着固定配置的参考镜111行进的参考光束。随后，图像形成单元104使由被检眼110反射或散射的信号光束的返回光束与由参考镜111反射的参考光束的返回光束重叠，从而生成干涉光束。注意，代替半透半反镜108，可以采用具有用于对光束进行分割的分割器和用于使光束相互重叠的耦合器这两种功能的光学耦合器。使用衍射光栅112来将干涉光束分光成波长为λ1～λn的波长成分。一维光学传感器阵列113可以检测到这些波长成分。一维光学传感器阵列113的光传感器将各自与所检测到的波长成分的光强度相对应的检测信号输出至图像重建单元114。图像重建单元114使用从一维光学传感器阵列113输出的干涉光束的波长成分的检测信号来计算干涉光束的波长-光强度关系、即光强度分布(波长频谱)。图像重建单元114对所计算出的干涉光束的波长频谱进行傅立叶变换并重建视网膜的断层图像。

另外，摄像单元101可以改变照射至要拍摄的组织的信号光束的入射角度。以下将更详细地说明该操作。位置控制单元116使用从信息处理设备102接收到的指示信息作为摄像参数，并控制摄像单元驱动机构115。因而，位置控制单元116驱动图像形成单元104。更具体地，该指示信息表示入射到被检眼的瞳孔上的信号光束在x-y平面中的入射位置。摄像单元驱动机构115使图像形成单元104相对于被检眼110平移，以使得信号光束入射到该入射位置。可选地，摄像单元101自身可以平移。通过这样控制入射到瞳孔上的信号光束相对于瞳孔中心的位置，可以改变信号光束在视网膜的对象组织上的照射角度。

接着说明信息处理设备102的结构。信息处理设备102将表示第一入射角度的信息发送至摄像单元101并指示摄像单元101进行摄像。另外，信息处理设备102将表示基于所拍摄断层图像所获得的第二照射角度的信息发送至摄像单元101并指示摄像单元101进行摄像。信息处理设备102包括经由总线117相互连接的CPU 118、RAM 119和ROM 120。另外，用作输入单元的鼠标121和用作存储单元的HDD 122经由总线117连接至信息处理设备102。ROM 120存储实现以下所述的图7所示的处理的计算机程序。将该程序载入RAM 119中并由CPU 118来执行。因而，该程序和信息处理设备102的各组件相互协作。结果，实现了图3所示的功能。另外，通过同时进行这些功能，实现了图4和7所示的处理。

接着参考图2来说明从摄像单元101向着视网膜照射的照射光束的照射角度。图2(a)是瞳孔中心和入射到瞳孔上的信号光束之间的位置关系的示意图。在图2(a)中，E₁表示瞳孔，P₀表示瞳孔中心，并且IR₀表示红外线图像的中心点。可以例如使用红外线照相机来拍摄瞳孔的图像。预先调整摄像单元101，以使得照射至被检眼的视网膜的信号光束的入射位置P_L与瞳孔图像的中心对准。期望信号光束的入射位置与瞳孔中心对准。然而，如图2(a)那样，在没有进行精确定位的情况下，信号光束的照射位置可能不同于瞳孔中心。在红外线图像中，瞳孔区域和周围区域之间的对比度增大。因此，通过检测图像梯度，可以检测到瞳孔E₁的轮廓。瞳孔E₁的轮廓可以近似为圆形。因此，将该近似圆形的中心表示为瞳孔中心P₀，并将该近似圆形的半径表示为瞳孔半径r。之后，进行计算。当点P₀表示原点时，将点P_L的x-y坐标表示为(x_L，y_L)。

图2(b)示出入射到瞳孔上的信号光束和对象组织(视神经乳头)上的照射角度之间的关系。在图2(b)中，E₁表示瞳孔，E₂表示角膜，E₃表示眼球，E₄表示晶状体，MC表示黄斑，DC表示视神经乳头，P₀表示瞳孔中心，D₀表示穿过瞳孔中心P₀并照射到视神经乳头DC的信号光束的照射方向，并且θ_LIM表示信号光束的极限角度。在下文，D₀表示“基准照射方向”。在入射到瞳孔E₁上的信号光束中，与D₀平行的信号光束由于E₄的透镜功能而由E₄折射，并且聚焦于DC上。因此，如果在瞳孔上的入射角度保持不变的状态下信号光束在瞳孔上的照射位置改变，则该信号光束以根据照射位置而改变的角度照射到DC上。此时，相对于基准D₀可以物理改变的信号光束的极限角度θ_LIM是信号光束穿过瞳孔的端部时所获得的角度。另外，眼球是类似于球体的椭圆体。因此，当利用球体来近似眼球时，E₃的截面为圆形，因此极限角度θ_LIM表示相对于瞳孔半径的圆周角。结果，根据圆周角定理，在将信号光束的焦点设置为视网膜上的任意点的情况下，θ_LIM的值恒定。这同样适用于将焦点设置为MC的情况。在这种情况下，由于在P₀和MC之间延伸的线与瞳孔E₁垂直相交，因此可以按照如下获得θ_LIM。

数学式1

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{LIM}}={\tan }^{-1}\left(\frac{r}{l}\right)---\left(1\right)$

其中，l表示在P₀和MC之间延伸的线的长度。长度l可以通过眼轴长度检查来预先进行测量，或者可以设置为广泛使用的平均值。更具体地，当瞳孔半径r为3～4mm并且在P₀和MC之间延伸的线的长度为18.5mm时，θ_LIM约为7.7°～10.7°。

另外，在图2(c)中，E₁、DC、P₀、D₀和θ_LIM均与图2(b)相同。另外，L表示信号光束的中心线。P_L表示使信号光束L入射到E₁上的位置。D_θ表示穿过点P_L并且入射到DC上的信号光束行进的方向。P₁表示E₁的轮廓上的基准点。此外，θ₁表示E₁上由线P₀P₁和线P₀P_L所形成的角，并且θ₂表示由线P₀·DC(方向D₀)和线P_L·DC(方向D_θ)所形成的角。此时，θ₁和θ₂的值是由点P_L的位置所确定的。因而，当点P_L的坐标是(x_L，y_L)时，通过使用以下的等式(2)和(3)来获得θ₁和θ₂的值。

数学式2

${\mathrm{\θ}}_1={\cos }^{-1}\left(\frac{x_L}{\sqrt{{x_L}^2+{y_L}^2}}\right)={\sin }^{-1}\left(\frac{y_L}{\sqrt{{x_L}^2+{y_L}^2}}\right)---\left(2\right)$

${\mathrm{\θ}}_2={\tan }^{-1}\left(\frac{\sqrt{{x_L}^2+{y_L}^2}}{l}\right)---\left(3\right)$

与等式(1)相同，在等式(3)中，使用将信号光束的焦点设置为MC的情况下的角度(由线P₀·MC和线P_L·MC所形成的角)来计算θ₂。将包括这些角度成分(θ₁，θ₂)的照射角度定义为“θ”。

另外，通过在保持相对于瞳孔的入射方向不变的情况下改变信号光束在瞳孔上的入射位置，可以在保持视网膜上的利用信号光束进行照射的区域不变的情况下改变该信号光束在视网膜上的入射角度。即使在以第一角度照射信号光束时无法获得正确形状的图像的情况下，也可以通过将该入射角度改变为第二角度来获得正确形状的图像。

接着参考图3来说明信息处理设备102的通过软件(计算机程序)和硬件的组合所获得的功能。

摄像指示单元301向摄像单元101发送用以以预定照射角度对视网膜摄像的指示。此时，所发送的信息包括诸如照射角度等的摄像条件。当接收到用以进行摄像的指示时，开始摄像操作。首先，摄像指示单元301进行以下将更详细地说明的照射角度确定处理。

断层图像获取单元302使用摄像指示单元301所指定的摄像条件来获取摄像单元101所拍摄的断层图像。

形状分析单元303分析断层图像获取单元302所获取的断层图像的层结构并识别凹陷部的形状。对层结构的分析是基于从与断层图像有关的亮度信息所获得的边缘来进行的。通过插值处理来估计无法识别形状的部分。以下参考图5来更详细地说明该处理。

再摄像判断单元304基于凹陷部中是否存在由于所反射和散射的信号光束的返回光束的量不足而无法识别的部分区域或者该部分区域的大小来判断是否需要进行再摄像。该判断是通过将凹陷部分割成小区域、针对各个小区域获得返回光束的强度、并检测信号强度低于预定阈值的小区域来进行的。如果发现所检测区域或者如果该区域大于预定值，则再摄像判断单元304判断为需要进行再摄像。以下参考图5来更详细地说明该处理。

在再摄像判断单元304判断为需要进行再摄像的情况下，再摄像角度确定单元305基于作为摄像对象的凹陷部的形状来确定照射至该凹陷部的返回光束具有预定强度的照射角度。如这里所使用的，术语“预定强度”是指形状分析单元303或用户可以正确识别凹陷部的形状所利用的返回光束的强度，即是指使凹陷部中信号光束的返回光束的强度低于或等于基准值的区域的大小最小的强度。该基准值是通过使用形状分析单元303所使用的形状分析算法或用户所选择的算法来确定的。摄像指示单元301基于所确定的照射角度来指示进行再摄像。

显示单元103显示再拍摄得到的断层图像。存储单元306存储发送至摄像单元101的再摄像信息以及所拍摄的断层图像。

通过采用这种结构，可以根据形状分析的结果来确定用于使照射至摄像对象的光束的强度低于或等于预定值的照射角度。之后，发送用以使用所确定的照射角度进行摄像的指示。因此，可以减少摄像对象的在所拍摄图像中没有出现的区域。另外，使用首先拍摄到的断层图像来分析作为摄像对象的凹陷部的形状，并且基于该分析结果来判断是否需要进行再摄像。因而，可以减少不需要的摄像操作的数量。

接着参考图4来说明利用图3所示的信息处理设备102的各功能所实现的处理过程。

步骤S401

在步骤S401中，摄像指示单元301生成用于调整针对被检眼的眼底的二维测量区域和测量深度的指示信息(以下称为“指示信息1”)。例如，指示信息1是通过使用鼠标121的用户选择所给出的。可选地，可以使用存储单元306中所存储的信息。另外，摄像指示单元301生成用于调整信号光束相对于被检眼的瞳孔的入射位置的指示信息(以下称为“指示信息2”)。该指示信息2表示作为信号光束相对于被检眼的视网膜的照射角度的照射角度θ_PRE。摄像指示单元301将指示信息1和指示信息2发送至摄像单元101。注意，θ_PRE不限于任何特定值。照射角度θ_PRE可以具有设备所用的预定值或者能够根据来自用户的指示进行细微调整的值。即，可以使用用于使信号光束可以到达眼底的视网膜的任意θ_PRE。

步骤S402

在步骤S402中，在接收到指示信息1和2时，摄像单元101使用从摄像指示单元301接收到的指示信息1和2作为摄像条件来拍摄断层图像。摄像单元101指示位置控制单元116和摄像单元驱动机构115使图像形成单元104移动，从而使信号光束入射到瞳孔上与第一照射角度θ_PRE相对应的位置处。将所拍摄的断层图像的图像数据I和预照射角度θ_PRE的值存储在存储单元306中。

注意，指示信息1和2并非必须用作用以开始摄像操作的条件。在这种情况下，摄像指示单元301可以将指示信息1和2作为摄像条件发送至摄像单元101并且可以向用户发送表示摄像准备就绪的信息。在这种情况下，用户可以在期望的时间点开始摄像。

步骤S403

在步骤S403中，形状分析单元303获取存储单元306中所存储的断层图像的图像数据I，并从图像数据I中提取与视神经乳头的表面形状的至少一部分有关的信息。这里，仅提取与表面的至少一部分有关的信息，这是因为在根据本实施例的处理中无需识别全部形状而仅需要识别正确的形状或结构。以视网膜中不存在视网膜色素上皮层的边界面(即，内界膜)的区域的形式来提取视神经乳头的形状。

接着参考图5来说明形状分析单元303所进行的用于分析断层图像中视神经乳头的表面形状和表面附近的区域的过程。如图5所示，获取到B扫描图像T₁～T_n。在B扫描图像T₁～T_n中，示出内界膜501、视网膜色素上皮层502、视神经乳头区域503、以及图像信号的强度非常低的区域504。作为用于提取视神经乳头的表面形状的特定处理，首先提取作为视网膜层的边界面中的一个边界面的内界膜501的形状。

如图5所示，内界膜501是视网膜层区域(图中的白色区域)和背景区域(图中的灰色区域)之间的上侧边界。由于内界膜501的亮度对比度差较大，因此可以使用该亮度对比度差来检测内界膜501。例如，针对各A扫描线从z坐标为0的点起在z轴方向上进行扫描。并且在图像的亮度值的梯度变得高于或等于预定阈值Th₁的点处停止该扫描。这样，可以检测到内界膜501的点。当将A扫描线编号表示为如下时，将与线i相对应的内界膜501的点表示为p_i。

数学式3

i(1≤i≤M，其中，M表示A扫描线的数量)

此时，图像信号的强度较低的区域504在z轴方向上具有视网膜层区域的不连续性，并且内界膜501的两个相邻点之间的z轴坐标大幅改变。在这种情况下，使用线在这两个相邻点之间进行插值。在该例子中，应用线性插值。这样，可以使用与z轴大致平行的直线来对区域504进行插值。

随后，提取视网膜色素上皮层502。由于视网膜色素上皮层502以特别高的亮度绘制在视网膜层区域内，因此可以使用视网膜层的对比度来检测视网膜色素上皮层502。例如，对于各A扫描线i，在z轴方向上从点p_i起进行扫描，并且在图像的亮度值的梯度首次变得高于或等于预定阈值Th₂的点处停止该扫描。这样，可以检测到视网膜色素上皮层502上的点。将这种点表示为q_i。此时，由于在视神经乳头区域503中不存在视网膜色素上皮层502，因此如果无法检测到点q_i，则将点q_i的坐标设置为表示“不存在”的值F。因此，可以将视神经乳头区域503检测为由具有值F的点q_i的x坐标所表示的区域。之后，针对各个T₁～T_n，获得所检测到的视神经乳头区域503中所包括的点p_i的集合。这些集合用作视神经乳头的表面形状数据S。

步骤S404

在步骤S404中，再摄像判断单元304基于从形状分析单元303获取到的图像数据I和表面形状数据S来判断是否进行再摄像。该判断是使用照射至凹陷部的信号的强度较小的区域的大小或者有无该区域而进行的。

在图5中，示出内界膜501附近的视网膜层区域505。将视网膜层区域505定义为包括在相对于表面形状数据S的每个点的预定距离D以内的范围中的区域(注意，不包括位于内界膜501上侧的背景区域)。根据本实施例，将距离d定义为通过将针对各个A扫描线的内界膜501和视网膜色素上皮层502之间的距离的平均值除以常数值c(例如，c＝5)所获得的值。

随后，将区域505分割成多个局部区域。在该例子中，局部区域的数量为k。将区域505的体积均等分割成区域R₁～R_K。之后，使用以下的等式(4)来针对各个局部区域计算亮度评价值v_i。

数学式4

R_i(1≤i≤k)

数学式5

$v_i=\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{\left(j\right)}---\left(4\right)$

其中，m表示R_i中所包括的像素数，并且b_(j)表示R_i中所包括的第j个像素的亮度。

数学式6

(1≤j≤m)

在等式(4)中，评价值v_i表示局部区域R_i内所包括的像素的像素值的平均值。然而，该评价值还可以是使用以下的等式(5)所计算出的S/N比。

数学式7

$v_i=20{\log }_{10}\left\{\frac{{b^i}_{\mathrm{MAX}}}{{\mathrm{RMS}}^i}\right\}---\left(5\right)$

其中，bⁱ _MAX表示R_i的最高亮度值，并且RMSⁱ表示R_i内计算出的RMS(均方根)的值。此外，可以通过使用以下的等式(6)来计算针对区域505整体的亮度评价值V。

数学式8

$V=\underset{1\≤i\≤k}{\min }\left\{v_i\right\}---\left(6\right)$

这样，通过将针对局部区域所计算出的亮度评价值v_i的最低值定义为针对区域505整体的亮度评价值V，可以通过考虑有无图像信号强度局部较低的区域来获得针对区域505整体的评价值。之后，将图像数据I和通过分析所获得的亮度评价值V发送至再摄像判断单元304。

应当注意，判断方法不限于此。例如，可以使用通过形状分析单元303所进行的分析无法识别凹陷部的形状的区域的大小来进行评价。在上述例子中，使用凹陷部的亮度值。然而，无需进行再摄像，只要能够识别出凹陷部的形状即可。因此，可以减少不需要的摄像操作的数量。同样，可以使用对凹陷部的形状应用线性插值的区域的大小或者具有通过分析可估计出但可靠性低的形状的区域的大小来进行评价。

步骤S405

在步骤S405中，再摄像判断单元304将亮度评价值V与预定阈值V_TH进行比较并判断是否显示断层图像。如果V＜V_TH，则再摄像判断单元304将用以使用信号光束在要拍摄的组织的预定位置处的照射角度的指示(以下称为“指示信息2”)发送至再摄像角度确定单元305。之后，该处理进入步骤S406。然而，如果V≥V_TH，则再摄像判断单元304将图像数据I和用以允许显示图像数据I的指示(以下称为“指示信息1”)发送至显示单元103。之后，该处理进入步骤S408。注意，可以使用图像信号的强度较低的区域的大小作为评价值。在这种情况下，通过改变大小的阈值来判断是否进行再摄像。因而，可以比较并衡量再摄像所需的时间与通过再摄像可获得的图像信息的正确性之间的平衡性。

步骤S406

在步骤S406中，在接收到来自再摄像判断单元304的指示信息2时，再摄像角度确定单元305从存储单元306中获取步骤S402中拍摄断层图像时所使用的预照射角度θ_PRE。之后，再摄像角度确定单元305根据预照射角度θ_PRE(第一照射角度)以及从形状分析单元303获取的图像数据I和表面形状数据S，在作为摄像对象的凹陷部中获取信号光束的返回光束的强度等于期望强度的第二照射角度θ_MAX。随后，使用所获取的照射角度θ_MAX来计算信号光束在被检眼的瞳孔内的入射位置P_L：(x_L，y_L)。然后，再摄像角度确定单元305将入射位置P_L作为指示信息3发送至摄像单元101。在该例子中，将使信号光束没有照射的视神经乳头的表面区域(或者在照射了光束之后从被检眼所获得的反射光束的强度极低的表面区域)最小的照射角度表示为θ_MAX。以下参考图7所示的流程图来更详细地说明该处理。

步骤S407

在步骤S407中，再摄像角度确定单元305将步骤S406中所获得的照射角度θ_MAX转换成摄像参数。更具体地，进行如数学式2所示的将视网膜上信号光束入射的点P_L(x_L，y_L)转换成照射角度θ：(θ₁，θ₂)的处理的逆处理。即，将角度θ转换成点P_L。使用以下的等式(7)和(8)来进行该转换。

数学式9

x_L＝(ltanθ₂)cosθ₁    (7)

y_L＝(ltanθ₂)sinθ₁    (8)

其中，与图2相同，r表示瞳孔半径，并且l表示线P₀·MC。摄像指示单元301将以上述方式计算出的点P_L的坐标作为指示信息2发送至摄像单元101。

步骤S408

在步骤S408中，摄像单元101使用从再摄像角度确定单元305获取到的指示信息2作为摄像参数来拍摄断层图像，并获取该断层图像的图像数据I。此时，采用与步骤S402中所使用的摄像方法相同的摄像方法。为了使信号光束相对于对象组织的照射角度从第一照射角度θ_PRE改变为第二照射角度θ_MAX，使用位置控制单元116和摄像单元驱动机构115来使图像形成单元104移动。然而，用于改变照射角度的方法不限于此。例如，可以改变向被检眼所呈现的固视灯的位置。之后，在被检眼固视该位置的情况下，可以通过使该眼睛转动来改变信号光束相对于瞳孔的入射位置。在这种情况下，可以有利地简化设备的结构。随后，摄像单元101将断层图像的图像数据I和用以允许显示图像数据I的指示信息1发送至显示单元103。

步骤S409

在步骤S409中，在接收到来自再摄像判断单元304或摄像单元101的指示信息1时，显示单元103显示以相同方式所获取到的图像数据I。

根据上述结构，根据使用第一照射角度θ_PRE所拍摄的视神经乳头的三维断层图像来分析视神经乳头的凹陷部的形状。之后，使用该分析结果来确定使照射至凹陷部的信号光束的强度低于或等于基准值的区域最小的第二照射角度θ_MAX，并且再次拍摄断层图像。这样，可以获得充分绘制了凹陷部的断层图像。另外，由于可以自动获取到最佳照射角度，因此拍摄者无需手动控制照射角度，因而可以缩短对照射角度进行控制所需的时间。此外，可以防止因拍摄者改变所引起的照射角度的调整的偏差。

接着参考图6的流程图来更详细地说明步骤S406中再摄像角度确定单元305获取照射角度θ_MAX所进行的处理。在该处理中，使用仿真来改变照射角度，并且针对各个照射角度来获得信号光束在凹陷部的各点处的照射角度。因而，获得使强度低于预定阈值的区域最小的角度作为θ_MAX。通过计算由信号光束和与凹陷部的各点处的形状有关的梯度所形成的角度来获得信号光束在凹陷部的各点处的强度。

步骤S601

在步骤S601中，再摄像角度确定单元305获取来自存储单元306的预照射角度θ_PRE，并将基准照射方向D₀与断层图像的图像数据I相关联。

步骤S602

在步骤S602中，再摄像角度确定单元305将照射角度的改变次数定义为N，并使用基准照射方向D₀作为基准来确定改变后的照射角度θ¹～θ^N。之后，再摄像角度确定单元305将这些值存储在存储单元306中。θ的角度成分(θ₁，θ₂)满足以下条件。

数学式10

0°≤θ₁≤360°，0°≤θ₂≤θ_LIM

因此，将范围为0°～360°的角度θ₁等分成顺次表示为θ₁ ¹、…、θ₁ ^j、…、θ₁ ^N1的N₁个角度。同样，将范围为0°～θ_LIM的角度θ₂等分成顺次表示为θ₂ ¹、…、θ₂ ^k、…、θ₂ ^N2的N₂个角度，其中j和k满足以下条件。

数学式11

1≤j≤N₁，1≤k≤N₂

另外，将改变后的照射角度θ¹～θ^N顺次设置了与(θ₁ ^j，θ₂ ^k)的组合数量相等的次数。因而，改变次数N＝N₁·N₂。

步骤S603

在步骤S603中，再摄像角度确定单元305将改变照射角度时的处理编号定义为如下。

数学式12

i(1≤i≤N)

然后，再摄像角度确定单元305将i设置为1，并获取表面形状数据S。

步骤S604

在步骤S604中，再摄像角度确定单元305从存储单元306获取照射角度θⁱ。

步骤S605

在步骤S605中，再摄像角度确定单元305使用照射角度θⁱ来分析以相同方式所获取到的表面形状数据S的梯度信息。因而，再摄像角度确定单元305生成表面形状数据S的梯度映射GM_θi。该梯度映射表示由所照射的信号光束和凹陷部的各个点的梯度所形成的角度。

接着说明生成梯度映射的原因。随着信号光束中由表面的各个局部区域反射且穿过瞳孔的光束的强度的变大，在断层图像中以较高的亮度来绘制视神经乳头的表面区域。另外，随着信号光束相对于各个局部区域的表面以更接近于直角的角度照射，该局部区域的反射光束的强度增大，这是因为光束的照射角度和反射角度之间的差降低。参考图7来从另一角度描述该关系。

在图7中，I_edge表示表面形状数据S上的局部区域的切线。BL_θP表示与信号光束的照射方向(该图中为D_θP)垂直的平面。将该平面定义为信号光束的投影基准面。另外，h表示局部区域相对于投影基准面的高度。此时，随着切线I_edge相对于垂直基准面BL_θP的倾斜度的降低，I_edge更接近于与照射方向垂直的方向。因而，由局部区域所反射的光束的强度增大。另外，切线I_edge的倾斜度与局部区域相对于投影基准面的高度h的变化、即形状梯度相同。结果，随着局部区域相对于投影基准面的形状梯度的降低，对该区域摄像时所获得的图像信号的强度增大。由于上述原因，根据本实施例，当在特定照射方向上向视神经乳头照射信号光束时，生成了包括各个局部区域的梯度值的梯度映射，并且该梯度映射用作如下的指标，其中该指标用于估计如何对视神经乳头的整体表面形状进行摄像。

接着说明用于生成梯度映射GM_θi的方法的示例。将上述的投影基准面分割成多个局部区域。在该例子中，这些局部区域是尺寸相同的矩形区域A_j。因而，将投影基准面分割成区域A₁～A_NA。

数学式13

1≤j≤N_A，其中，N_A表示分割得到的区域的数量)

当将表面形状数据S投影到投影基准面上时，设B_j表示与该投影基准面上的区域A_j相对应的表面形状数据S上的区域，并且h_i表示区域B_j相对于投影基准面的高度。然后，生成包括h_i作为各个区域A_j的亮度值的映射。将该映射称为“形状映射”。随后，计算该形状映射的各个亮度值h_j的亮度梯度g_j。根据本实施例，使用Sobel(索贝尔)滤波器来计算g_j。之后，生成包括所计算出的g_j作为区域A_j的亮度值的映射。将该映射称为“梯度映射”。这样，可以获得凹陷部的各个点相对于信号光束的倾斜的角度。

图7示出采用预照射角度θ_PRE的视神经乳头的梯度映射(以下更详细地进行说明)。在图7中，示出基准照射方向D₀以及以预照射角度θ_PRE照射的信号光束的照射方向D_θP。由于图像数据I表示使用照射角度为θ_PRE的信号光束所拍摄的图像，因此D_θP与z轴方向相同。因此，基准照射方向D₀表示图像中相对于z轴以角度θ_PRE倾斜的方向。实际上，角度θ_PRE具有成分(θ₁，θ₂)并且是三维的。然而，为了简便，在图7中将角度θ_PRE表示为投影至二维平面的角度。

在图7中，示出断层图像T₁～T_n以及视神经乳头区域703。此外，特别地，示出视神经乳头区域703的内界膜704。注意，内界膜704与表面形状数据S相对应。此外，示出如下两种映射：针对各个区域表示高度h的内界膜704的形状映射SM_θP；以及包括形状映射SM_θP的微分值的内界膜704的梯度映射GM_θP。梯度映射GM_θP表示信号光束相对于凹陷部的各个部分区域的入射角度。因此，梯度映射GM_θP表示信号光束在各个部分区域中的强度。

x′和y′表示SM_θP和GM_θP上的坐标轴。在形状映射SM_θP中，从该映射中心起在x′轴的负方向上亮度的变化缓和。然而，从该映射中心起在x′轴的正方向上亮度的变化急剧。因此，在梯度映射GM_θP中，在从该映射中心起的右侧区域上出现亮度极高的区域。该区域对应于形状倾斜与照射方向D_θP大致平行的内界膜704的部位。

在图7中，通过利用θⁱ、BL_θi、SM_θi和GM_θi来分别代替角度θ_P、BL_θP、SM_θP和GM_θP，可以获得与照射角度θⁱ相对应的梯度映射GM_θi。

步骤S606

在步骤S606中，再摄像角度确定单元305基于所生成的梯度映射GM_θi来计算梯度评价值G_i。该评价值表示凹陷部中各点的信号强度低于或等于预定阈值的区域的大小。将步骤S605中所获得的梯度的平均值小于或等于预定阈值的区域的数量定义为梯度评价值G_i。可选地，在梯度的倒数高于或等于预定阈值的部分区域中，可以针对所有区域对梯度的倒数进行求和。该总和可以用作梯度评价值G_i。在这种情况下，该预定阈值可以预先设置或者可以由用户进行指定。因而，可以基于形状分析算法或用户需求来改变预定阈值。

根据本实施例，采用以下的评价值作为使信号光束没有照射的视神经乳头上的表面区域最小的评价值G_i的其中一个。即，设g_i表示梯度映射GM_θi上的上述各个局部区域的梯度值，并且设g_TH表示恒定的梯度阈值。然后，使用以下的等式(9)和(10)来计算评价值G_i。

数学式14

$g_j^{\′}=\left\{\begin{array}{cc}0& (g_j\≥g_{\mathrm{TH}})\\ g_{\mathrm{TH}}-g_j& (0\≤g_j\≤g_{\mathrm{TH}})\end{array}\right.---\left(9\right)$

$G_i=\frac{1}{1+\underset{j=1}{\overset{N_A}{\mathrm{\Σ}}}{g}_j^{\′}}---\left(10\right)$

根据等式(10)，随着梯度值低于或等于g_TH的局部区域的数量的降低以及小于g_TH的梯度值与g_TH之间的差的降低，G_i增大。在相反条件下，G_i降低。

图8示出将信号光束均匀照射至视神经乳头时所获得的梯度映射。在图8中，附图标记T₁～T_n、803、804和D₀与图7中的附图标记T₁～T_n、703、704和D₀相同。D_θi表示以照射角度θ_i照射的信号光束的照射方向。BL_θi表示与照射角度θ_i相对应的投影基准面。h表示内界膜804相对于投影基准面BL_θi的高度。SM_θi表示内界膜804的形状映射。GM_θi表示内界膜804的梯度映射。在图8中，对于照射方向D_θi，在整个内界膜804内，当从内界膜804的中心来看时，信号光束以各向同性方式进行照射。因此，梯度映射GM_θi表示梯度值极小的局部区域的数量较少的亮度分布。因此，在这种情况下，评价值G_i增大。另一方面，如果信号光束在范围极为有限的方向上进行照射，则梯度值极小的局部区域的数量增加。因而，评价值G_i降低。

步骤S607

在步骤S607中，如果没有将最高评价值G_MAX存储在存储单元306中，则再摄像角度确定单元305进行设置以使得G_MAX＝G_i并将G_MAX存储在存储单元306中。然而，如果已将最高评价值G_MAX存储在存储单元306中，则再摄像角度确定单元305将G_MAX与G_i进行比较。如果G_MAX＜G_i，则再摄像角度确定单元305更新G_MAX以使得G_MAX＝G_i并将G_MAX存储在存储单元306中。另外，再摄像角度确定单元305更新与G_MAX相对应的照射角度θ_MAX以使得θ_MAX＝θ_i并将θ_MAX存储在存储单元306中。

步骤S608

在步骤S608中，再摄像角度确定单元305使处理编号i增加1。

步骤S609

在步骤S609中，再摄像角度确定单元305将处理编号i与改变次数N进行比较。如果i＞N，则该处理进入步骤S610。否则，该处理进入步骤S604。

步骤S610

在步骤S610中，再摄像角度确定单元305从存储单元306获取照射角度θ_MAX。此时，再摄像角度确定单元305进行设置以使得θ_MAX＝{θ_M1，θ_M2}。之后，该处理返回至步骤S406，其中在步骤S406中，进行终止处理。

通过利用上述处理以反复试验改变照射角度来求取梯度评价值G_i的最高值，可以获得最佳照射角度θ_MAX。

变形例1

接着说明梯度评价值G_i的变形例。特别地，这适合于具有未弯曲凹部的正常凹陷部。特别地，该梯度评价值适合于具有未弯曲凹部的正常凹陷部。术语“未弯曲凹部”是指中心轴大致笔直的凹部。在这种情况下，使信号光束与凹部的中心轴平行的照射角度用作θ_MAX。另外，使用信号强度相对于凹部的中心轴各向同性的属性。图8示出以适当照射角度向不具有诸如弯曲等复杂形状的凹陷部照射信号光束的情况。在这种情况下，照射至内界膜704的凹陷部的信号光束的强度各向同性，因此梯度映射GM_θi表示等亮度区域以环状从该映射中心扩展的亮度分布。在这种情况下，区域GMR₁～GMR₄具有相似的亮度分布。

设r₁～r₄分别表示GMR₁～GMR₄的平均亮度值，并按照以下表示r₁～r₄。

数学式15

r_j(1≤j≤4)

然后，可以使用以下的等式(11)来将评价值G_i表示为方差的倒数。

数学式16

$G_i=\frac{1}{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(r_{\mathrm{avg}}-r_j)}^2}---\left(11\right)$

其中，r_avg表示r₁～r₄的平均值。如由等式(11)所示，随着在区域GMR₁～GMR₄之间使值r₁～r₄的均一化，G_i增大。另一方面，随着值r₁～r₄变化得更大，G_i降低。如图8所示，当在整个形状数据S中照射角度θⁱ相对于凹陷部的中心各向同性时，值增大。如果估计出凹陷部没有弯曲，则可以使用根据本变形例的评价值。

变形例2

根据第二变形例，计算第二照射角度，以使得对于第一断层图像中信号强度小的区域，信号强度变为最高。在这种情况下，可以通过使显示单元103显示使用第一照射角度所拍摄的第一断层图像和使用第二照射角度所拍摄的第二断层图像来正确地识别凹陷部的形状。另外，可以使用以下所述的第三实施例的结构来合成这些断层图像。在这种情况下，可以获得表示更加正确的形状的断层图像。更具体地，上述的步骤S606中由再摄像角度确定单元305所计算出的梯度评价值可以用作如下的情况下较高的评价值，其中在该情况下，向因未正确识别使用第一照射角度θ_PRE所拍摄的断层图像的形状而进行了插值的区域照射最高光量。

变形例3

另外，在第一实施例中，计算信号光束的照射角度，以使得在视神经乳头的整个表面形状中该表面形状的梯度值各向同性。然而，用于分析表面形状的方法不限于此。例如，使用以下的方法来分析表面形状，并计算照射角度θ_MAX。参考图7来说明该方法。使用根据第一实施例的形状分析单元303所获取到的表面形状数据S来检测凹陷部的最深位置。将该位置表示为“p_D”。将形状映射的投影基准面T′中的与视神经乳头区域703相对应的区域表示为“703′”，并将与点p_D相对应的点表示为“点P_D′”。然后，获得点P_D′与区域703′的重心对准的照射角度θ作为θ_MAX。这样，可以获得凹部的最深点被设置为视神经乳头区域的中心的照射角度。通过使用该方法，可以通过进一步简化的图像分析来获得照射角度。

尽管已参考用于根据OCT摄像设备所拍摄的断层图像来识别凹陷部的形状的方法说明了第一实施例和第一实施例的变形例，但还可以使用上述方法以外的方法来应用本发明。

第二实施例

根据第二实施例，使用不同的照射角度来预先拍摄多个断层图像，并分析这些断层图像。因而，选择和显示这些断层图像中最佳地绘制了凹陷部的组织的一个断层图像。

更具体地，选择以以下方式所拍摄的多个断层图像的其中一个。使用以不同角度照射的信号光束来拍摄多个断层图像。从各个断层图像中提取视神经乳头的三维表面形状。之后，使用该三维表面形状来计算视神经乳头的表面附近的内部区域中图像信号的强度。使用与第一实施例的方法相同的方法来计算图像信号的强度。选择和显示与图像信号最高的内部区域相对应的断层图像。这是因为：随着达到凹陷部的信号光束的强度的增大，图像中出现的信号增加。因此，与从可能的照射角度中选择最佳角度并进行摄像的情况不同，如果期望使用粗略拍摄凹陷部的组织的照射角度来拍摄断层图像，则可以通过减少摄像操作的次数来缩短图像分析所需的处理时间。因而，可以以简化方式实现该目的。

图9是根据本实施例的信息处理设备102的功能框图。利用相同的附图标记来表示与第一实施例的功能相同的功能，并且不重复对这些功能的说明。

摄像指示单元901预先设置照射至视网膜的凹陷部的信号光束的多个照射角度。之后，摄像指示单元901将包括预先设置的照射角度的条件发送至摄像单元101并指示摄像单元101进行摄像。

选择单元902从所拍摄的断层图像中选择凹陷部中信号强度低于或等于预定阈值的局部区域的数量较小的断层图像。这样，可以选择最适当地表示凹陷部的形状的图像。选择单元902指示显示单元103显示所选择的图像。

接着参考图10来说明根据本实施例的信息处理设备102所进行的具体处理过程。

步骤S1001

在步骤S1001中，摄像指示单元901生成指示信息1。另外，摄像指示单元901将照射角度的改变次数设置为N，设置改变后的照射角度θ¹～θ^N，并存储所设置的这些照射角度。此时，使用第一实施例的步骤S 602中所采用的方法来设置照射角度θ¹～θ^N。注意，在步骤S602中，在可能的范围内详尽地设置θ¹～θ^N。然而，在这种情况下，可以较为粗略地设置角度的变化间隔。这是因为：与第一实施例的找出最佳照射角度的情况不同，在这种情况下仅需要对凹陷部的组织进行了粗略拍摄的断层图像。例如，对于角度θ的角度成分θ₁，分割数N₁＝4(将范围为0°～360°的θ₁等分成四个角度)。另外，对于角度θ的角度成分θ₂，按照如下设置分割数N₂。

数学式17

N₂＝2(对0°≤θ₂≤θ_LIM进行二等分)

将N＝8的组合顺次表示为θ¹～θ⁸。

随后，摄像指示单元901将指示信息1发送至摄像单元101。

步骤S1002

在步骤S1002中，摄像指示单元901按照如下定义改变照射角度时所使用的处理编号。

数学式18

i(1≤i≤N)

之后，摄像指示单元901进行设置，以使得i＝1。

步骤S1003

在步骤S1003中，摄像指示单元901将照射角度θⁱ转换成摄像参数并将该摄像参数定义为指示信息2。之后，摄像指示单元901将指示信息2发送至摄像单元101。转换方法与图4所示的步骤S407中所采用的转换方法相同，因此不重复对该转换方法的说明。

步骤S1004

在步骤S1004中，摄像单元101使用从摄像指示单元901接收到的指示信息1和指示信息2作为摄像参数来拍摄断层图像。用于拍摄断层图像的方法与步骤S402中所采用的方法相同，因此不重复对该方法的说明。此时，将与用于摄像的照射角度θⁱ相对应的断层图像的图像数据定义为I_i。断层图像获取单元302从摄像单元101获取所拍摄图像的图像数据I_i并将该图像数据I_i存储在存储单元306中。

步骤S1005

在步骤S1005中，形状分析单元303获取存储单元306中所存储的图像数据I_i并从图像数据I_i提取视神经乳头的表面形状。用于提取表面形状的方法与步骤S403中所采用的方法相同，因此不重复对该方法的说明。此时，将表面形状数据定义为S_i。随后，形状分析单元303将图像数据I_i和所提取的形状数据S_i发送至选择单元902。

步骤S1006

在步骤S1006中，选择单元902使用从形状分析单元303所获取的图像数据I_i和所提取的形状数据S_i来分析亮度信息。因而，形状分析单元303计算亮度评价值V_i。用于计算亮度评价值的方法与步骤S404中所采用的方法相同，因此不重复对该方法的说明。

随后，选择单元902将亮度评价值V_i存储在存储单元306中。

步骤S1007

在步骤S1007中，选择单元902获取与存储单元306中所存储的图像数据I_i相对应的亮度评价值V_i。如果没有将评价值的最高值V_MAX存储在存储单元306中，则选择单元902进行设置以使得V_MAX＝V_i并将V_MAX存储在存储单元306中。然而，如果已将最高值V_MAX存储在存储单元306中，则选择单元902将V_MAX与V_i进行比较。如果V_MAX＜V_i，则选择单元902更新V_MAX以使得V_MAX＝V_i并将V_MAX存储在存储单元306中。另外，选择单元902更新与当前的V_MAX相对应的处理编号n_MAX以使得n_MAX＝i并更新图像数据I_MAX以使得I_MAX＝I_i。之后，选择单元902将n_MAX和I_MAX存储在存储单元306中。

步骤S1008

在步骤S1008中，摄像指示单元901使处理编号i增加1。

步骤S1009

在步骤S1009中，摄像指示单元901将处理编号i与改变次数N进行比较。如果i＞N，则摄像指示单元901获取来自存储单元306的图像数据I_MAX并将该图像数据I_MAX发送至显示单元103。之后，该处理进入步骤S1010。然而，如果i≤N，则该处理进入步骤S1003。

步骤S1010

在步骤S1010中，显示单元103将选择单元902所选择的图像数据I_MAX显示在监视器(未示出)上。

根据上述结构，预先使用不同的照射角度拍摄断层图像，并且选择和显示这些断层图像中使包括凹陷部的视神经乳头的表面组织的图像信号最大的一个断层图像。因此，可以减少摄像操作的次数，因此摄像没有花费过多时间。因而，可以通过简化的图像分析来获得表示粗略拍摄得到的凹陷部的组织的断层图像。

第三实施例

根据本实施例，将视神经乳头分割成多个部分区域。针对各个部分区域来设置使照射至该部分区域的信号光束的强度最大的照射角度。之后，使用各个照射角度来拍摄断层图像。随后，合成所拍摄的断层图像，并显示合成图像。

接着参考图11来说明根据第三实施例的信息处理设备102的功能。摄像指示单元1101按照如下确定针对各个部分区域的照射角度。即，将针对各个部分区域的照射角度设置为信号光束相对于该部分区域内的凹陷部的内壁的最接近直角的角度、即物理上可改变且最接近与视网膜表面垂直的方向的最大倾斜。这是因为：随着相对于与视网膜表面垂直的方向的倾斜的增大，相对于凹陷部的内壁的照射角度变得更接近直角。然而，实际上，照射角度受瞳孔的大小所限制。因此，对于视神经乳头的各个部分区域，获取到最佳地表现该组织的断层图像。通过将所获取的多个断层图像进行合成，可以获得最佳地表现凹陷部的所有组织的断层图像。更具体地，使信号光束从瞳孔的外延部入射。

合成单元1102合成所获取的多个断层图像。对于摄像单元101所拍摄的各个断层图像I₁～I_N，使用与第一实施例的步骤S601的方法相同的方法来将基准照射方向D₀与断层图像的图像数据I相关联。由于图像数据项I₁～I_N表示通过使信号光束相对于基准照射方向D₀以角度θ¹～θ^N倾斜所拍摄的图像，因此通过使这些图像转动角度θ¹～θ^N以使得这些图像数据项的基准照射方向D₀对准来进行定位。之后，对进行了定位之后的图像数据项I₁～I_N的相应像素的像素值进行合成。因而，生成了合成图像数据I_C。根据本实施例的用于合成像素值的方法，将像素值的平均值定义为进行合成之后的新像素值。另外，生成合成图像，以使得z轴与方向D₀对准。此时，不合成没有包括在进行合成操作之后的断层图像的范围内的图像数据项I₁～I_N的像素。这样，由于以不同的角度拍摄要进行合成的多个断层图像，因此可以获得如下的合成图像，其中，在该合成图像中，利用不同图像的信号的强度较高的区域来代替某一图像的信号的强度较低的区域。然而，用于合成断层图像的方法不限于此。例如，可以根据各个像素的亮度值的大小来向该像素分配可靠度。使用该可靠度作为系数所获得的加权平均值可以用作进行合成操作之后的新像素值。在这种情况下，可以更加精确地补偿信号强度较低的区域。

接着参考图12所示的流程图来说明根据本实施例的信息处理设备102所进行的处理过程。注意，由于步骤S1202、S1203、S1204、S1205和S1206分别与第二实施例的步骤S1002、S1003、S1004、S1008和S1009相同，因此不重复对这些步骤的说明。

步骤S1201

在步骤S1201中，摄像指示单元1101生成指示信息1。之后，摄像指示单元1101将照射角度的改变次数定义为N并设置改变后的照射角度θ¹～θ^N。之后，摄像指示单元101存储这些值。根据本实施例，对于照射角度θ¹～θ^N，在可能的范围内对θ₁进行均等分割。然而，为了使信号光束从瞳孔的外延部入射，使θ₂的值固定以使得θ₂＝θ_LIM。示出了区域503和图像信号的强度极低的区域504。

在图13(a)中，示出了断层图像T₁～T_n、内界膜1301、视网膜色素上皮层1302和视神经乳头区域1303。另外，示出了与x-y平面平行的区域T′、当断层图像T₁～T_n投影到平面T′时与视神经乳头区域1303相对应的投影区域1304、以及通过将投影区域1304等分成部分区域所获得的部分区域DC₁～DC₄。在该例子中，分割数n＝4。根据本实施例，对于属于区域DC₁～DC₄的凹陷部的各个表面区域，设置使照射至该表面区域的信号光束的强度最大的照射角度。图13(b)示出从z轴方向观看到的图13(a)所示的平面T′。在图13(b)中，D₁～D₄分别表示使照射至平面T′上的区域DC₁～DC₄的信号光束的强度最大的照射方向。由于投影至x-y平面的信号光束的照射角度由角度成分θ₁来表示，因此将与D₁～D₄相对应的θ₁的角度分别表示为θ₁ ¹～θ₁ ⁴(通过将0°～360°的范围四等分所获得的角度)。另外，随着照射至凹陷部的表面的信号光束变得更接近与表面垂直的方向，照射至凹陷部的壁的信号光束的强度增大。因此，由于信号光束的照射角度的倾斜是由角度成分θ₂所确定的，因此将θ₂设置为最大角度θ_LIM的恒定值，其中，最大角度θ_LIM是相对于视网膜表面的物理可变倾斜的最大角度。如上所述，通过获取与从视网膜的外延部的多个位置所照射的各个信号光束相对应的断层图像，可以获得凹陷部的各个区域的信号光束的强度增大的断层图像。

随后，摄像指示单元1101将所获取的指示信息1发送至摄像单元101。

步骤S1207

在步骤S1207中，合成单元1102从存储单元306获取断层图像的图像数据项I₁～I_N并生成合成图像。用于对图像进行合成的方法与上述方法相同。之后，合成单元1102将所生成的合成图像的图像数据I_C发送至显示单元103。

步骤S1208

在步骤S1208中，显示单元103显示从合成单元1102所获取的图像数据I_C。

根据上述结构，针对视神经乳头的各个部分区域来确定使信号光束的强度最大的照射角度。之后，使用这些角度来拍摄断层图像并进行合成。这样，可以提供均匀地良好呈现凹陷部的组织的断层图像。另外，与第一实施例和第二实施例相同，可以省略拍摄到断层图像之后所需的图像分析处理。

其它实施例

根据第一实施例，如果最初拍摄到的断层图像的亮度评价值V小于阈值，则获得了照射角度θ_MAX。随后，仅使用该角度来进行一次断层图像的再拍摄，并且毫无修改地呈现该断层图像。然而，再摄像操作的次数不限于1次。例如，在图4中，可以添加从步骤S407返回至步骤S402的箭头，并且可以重复步骤S402～S407的处理，直到步骤S405中所获得的亮度评价值V超过阈值为止。这是因为：再摄像角度确定单元305基于此时所拍摄的断层图像的图像数据来使照射角度θ_MAX最优化。因此，可能无法正确提取出凹陷部中图像信号的强度较低的区域的表面形状。在这种情况下，由于无法使用凹陷部的正确表面形状来获得照射角度θ_MAX，因此可能无法充分地拍摄凹陷部的图像。另一方面，使用所获得的照射角度θ_MAX来进行再次摄像，并且获得了包括更加正确地拍摄到的凹陷部的图像的断层图像。之后，评价和分析该图像。这样，可以防止对使用无法精确地拍摄凹陷部的图像的照射角度所拍摄的断层图像的显示。

尽管已参考应用了本发明从而正确地提取视神经乳头的凹陷部的形状的例子说明了第一实施例～第三实施例，但本发明的应用不限于此。例如，这里所述的本发明的特征中的一部分、即用于分析形状的方法和用于计算信号的强度的方法可以应用于提取层之间的边界的形状。例如，这些方法可应用于提取位于先前无法进行摄像的血管下方的区域内的层或者边界面。

另外根据本发明的用于响应于从信息处理设备接收到的指示进行摄像的OCT摄像设备不限于上述的OCT摄像设备。尽管已参考单光束OCT说明了本实施例，但还可以采用多光束OCT。

此外，本发明还可通过以下过程来实现：经由网络或各种记录介质向系统或设备供给用于实现上述实施例的功能的程序，并且使该系统或设备的计算机(或CPU)读出并执行该程序。在这种情况下，供给至该设备或系统的程序或者存储有该程序的记录介质构成了本发明。

附图标记说明

101 摄像单元

102 信息处理设备

118 CPU

119 RAM

120 ROM

301 摄像指示单元

302 断层图像获取单元

303 形状分析单元

304 再摄像判断单元

305 再摄像角度确定单元

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种信息处理设备，包括：

确定部件，用于根据摄像对象的形状的至少一部分来确定照射至所述摄像对象的信号光束的照射角度，以使得所述信号光束的返回光束具有预定强度；以及

指示部件，用于进行基于以所确定的照射角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来拍摄所述摄像对象的断层图像的指示。

2.根据权利要求1所述的信息处理设备，其特征在于，所述确定部件根据所述摄像对象的形状来确定照射至所述摄像对象的信号光束的照射角度，以使得所述信号光束的强度低于基准值的区域变小。

3.根据权利要求1或2所述的信息处理设备，其特征在于，还包括：

获取部件，用于基于以预定角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来获取所述摄像对象的断层图像，

其中，所述确定部件基于所获取到的断层图像来确定所述摄像对象的形状。

4.根据权利要求3所述的信息处理设备，其特征在于，在所述预定角度与所确定的角度相同的情况下，所述指示部件不进行所述指示。

5.根据权利要求3或4所述的信息处理设备，其特征在于，还包括：

判断部件，用于根据所获取到的断层图像中的如下区域的其中一个区域的大小来判断所述指示部件是否进行所述指示：所述返回光束的强度低于基准值的区域；不能识别所述摄像对象的形状的区域；通过插值来估计所述摄像对象的形状的区域；以及所述形状的可靠性较低的区域。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述摄像对象是视网膜的层之间的边界面，以及

所述确定部件根据所述信号光束相对于所述边界面的各区域的入射角度来评价所述信号光束的强度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述摄像对象是视网膜的凹陷部，以及

所述确定部件根据所述凹陷部相对于所述视网膜的表面的倾斜来确定所述照射角度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述指示部件进行表示要进行摄像的信息的通知、摄像单元所使用的摄像条件的发送以及用以进行摄像的指示的其中一个。

9.(修改)一种信息处理设备，包括：

获取部件，用于使用以多个不同角度照射至摄像对象的信号光束的返回光束来获取多个断层图像；以及

获取部件，用于根据所获取到的各个断层图像中的所述返回光束的强度低于基准值的区域的大小来从所获取到的断层图像中获取至少一个断层图像。

10.根据权利要求9所述的信息处理设备，其特征在于，所述选择部件基于所述断层图像的亮度值和S/N比的其中一个来评价所述返回光束的强度。

11.(修改)一种信息处理设备，包括：

获取部件，用于获取分别使用以预定角度照射至摄像对象的信号光束的返回光束所生成的多个断层图像，其中所述多个断层图像是通过改变所述预定角度所获取的；以及

合成部件，用于合成所获取到的所述摄像对象的断层图像。

12.(修改)根据权利要求9至11中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述摄像对象是视网膜，以及

通过使所述信号光束入射到瞳孔的外延部的多个不同位置，来使所述信号光束以多个不同角度照射至所述视网膜。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述断层图像是利用光学相干断层图像摄像设备所拍摄的，其中，所述光学相干断层图像摄像设备用于将来自光源的光束分割成信号光束和参考光束，将所述信号光束引导至摄像对象，将所述参考光束引导至参考镜，并使用所述摄像对象所反射或散射的信号光束的返回光束和所述参考镜所反射的参考光束来拍摄断层图像。

14.一种信息处理设备，包括：

识别部件，用于识别被检眼的视网膜的凹陷部的形状；

确定部件，用于基于所识别出的所述凹陷部的形状来确定照射至所述凹陷部的信号光束的照射角度，以使得照射至所述凹陷部的信号光束的返回光束具有预定强度；以及

获取部件，用于通过基于以所确定的照射角度照射的信号光束的返回光束生成干涉光束来获取表示所述凹陷部的断层图像。

15.(修改)一种信息处理设备，包括：

获取部件，用于使用以多个不同角度照射至视网膜的信号光束的返回光束来获取多个断层图像；以及

合成部件，用于合成所获取到的断层图像，

其中，通过使所述信号光束入射到瞳孔的外延部的多个不同位置，来使所述信号光束以多个不同角度照射至所述视网膜。

16.(修改)一种信息处理设备，用于将来自光源的光束分割成信号光束和参考光束，将所述信号光束引导至摄像对象，将所述参考光束引导至参考镜，并对使用所述摄像对象所反射或散射的信号光束的返回光束与所述参考镜所反射的参考光束的干涉光束所生成的断层图像进行合成，所述信息处理设备包括用于合成断层图像的合成部件，所述信息处理设备包括：

获取部件，用于使用以多个不同角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来获取多个断层图像；以及

合成部件，用于合成所获取到的多个断层图像。

17.(修改)一种信息处理方法，包括以下步骤：

根据摄像对象的形状来确定照射至所述摄像对象的信号光束的照射角度，以使得所述信号光束的返回光束具有预定强度；以及

进行基于以所确定的照射角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来拍摄所述摄像对象的断层图像的指示。

18.(增加)一种程序，包括：

程序代码，用于使计算机进行如下处理：根据摄像对象的形状来确定照射至所述摄像对象的信号光束的照射角度，以使得所述信号光束的返回光束具有预定强度；以及进行基于以所确定的照射角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来拍摄所述摄像对象的断层图像的指示。

19.(增加)一种摄像系统，包括：

摄像部件，用于通过使用以预定角度照射至摄像对象的信号光束的返回光束对所述摄像对象进行摄像，来获得断层图像；

获取部件，用于从所述摄像部件获取基于以第一照射角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束所拍摄的所述摄像对象的断层图像；

分析部件，用于使用所获取到的断层图像来分析所述摄像对象的形状；

指示部件，用于根据分析结果来指示所述摄像部件，从而通过以与所述第一照射角度不同的第二照射角度向所述摄像对象照射所述信号光束来对所述摄像对象进行摄像；以及

显示部件，用于显示所述摄像部件响应于所述指示部件进行的所述指示所拍摄的断层图像。

Claims (17)

1.一种信息处理设备，包括：

确定部件，用于根据摄像对象的形状的至少一部分来确定照射至所述摄像对象的信号光束的照射角度，以使得所述信号光束的返回光束具有预定强度；以及

指示部件，用于进行基于以所确定的照射角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来拍摄所述摄像对象的断层图像的指示。

2.根据权利要求1所述的信息处理设备，其特征在于，所述确定部件根据所述摄像对象的形状来确定照射至所述摄像对象的信号光束的照射角度，以使得所述信号光束的强度低于基准值的区域变小。

3.根据权利要求1或2所述的信息处理设备，其特征在于，还包括：

获取部件，用于基于以预定角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来获取所述摄像对象的断层图像，

其中，所述确定部件基于所获取到的断层图像来确定所述摄像对象的形状。

4.根据权利要求3所述的信息处理设备，其特征在于，在所述预定角度与所确定的角度相同的情况下，所述指示部件不进行所述指示。

5.根据权利要求3或4所述的信息处理设备，其特征在于，还包括：

判断部件，用于根据所获取到的断层图像中的如下区域的其中一个区域的大小来判断所述指示部件是否进行所述指示：所述返回光束的强度低于基准值的区域；不能识别所述摄像对象的形状的区域；通过插值来估计所述摄像对象的形状的区域；以及所述形状的可靠性较低的区域。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述摄像对象是视网膜的层之间的边界面，以及

所述确定部件根据所述信号光束相对于所述边界面的各区域的入射角度来评价所述信号光束的强度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述摄像对象是视网膜的凹陷部，以及

所述确定部件根据所述凹陷部相对于所述视网膜的表面的倾斜来确定所述照射角度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述指示部件进行表示要进行摄像的信息的通知、摄像单元所使用的摄像条件的发送以及用以进行摄像的指示的其中一个。

9.一种信息处理设备，包括：

获取部件，用于使用以多个不同角度照射至摄像对象的信号光束的返回光束来获取多个断层图像；以及

选择部件，用于根据所获取到的各个断层图像中的所述返回光束的强度低于基准值的区域的大小来从所获取到的断层图像中选择至少一个断层图像。

10.根据权利要求9所述的信息处理设备，其特征在于，所述选择部件基于所述断层图像的亮度值和S/N比的其中一个来评价所述返回光束的强度。

11.一种信息处理设备，包括：

获取部件，用于使用以多个不同角度照射至摄像对象的信号光束的返回光束来获取多个断层图像；以及

合成部件，用于合成所获取到的断层图像。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述摄像对象是视网膜，以及

所述信号光束以所述多个不同角度从瞳孔的外延部入射。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的信息处理设备，其特征在于，所述断层图像是利用光学相干断层图像摄像设备所拍摄的，其中，所述光学相干断层图像摄像设备用于将来自光源的光束分割成信号光束和参考光束，将所述信号光束引导至摄像对象，将所述参考光束引导至参考镜，并使用所述摄像对象所反射或散射的信号光束的返回光束和所述参考镜所反射的参考光束来拍摄断层图像。

14.一种信息处理设备，包括：

识别部件，用于识别被检眼的视网膜的凹陷部的形状；

确定部件，用于基于所识别出的所述凹陷部的形状来确定照射至所述凹陷部的信号光束的照射角度，以使得照射至所述凹陷部的信号光束的返回光束具有预定强度；以及

获取部件，用于通过基于以所确定的照射角度照射的信号光束的返回光束生成干涉光束来获取表示所述凹陷部的断层图像。

15.一种信息处理方法，包括以下步骤：

根据摄像对象的形状来确定照射至所述摄像对象的信号光束的照射角度，以使得所述信号光束的返回光束具有预定强度；以及

进行基于以所确定的照射角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来拍摄所述摄像对象的断层图像的指示。

16.一种程序，包括：

程序代码，用于使计算机进行如下处理：根据摄像对象的形状来确定照射至所述摄像对象的信号光束的照射角度，以使得所述信号光束的返回光束具有预定强度；以及进行基于以所确定的照射角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束来拍摄所述摄像对象的断层图像的指示。

17.一种摄像系统，包括：

摄像部件，用于通过使用以预定角度照射至摄像对象的信号光束的返回光束对所述摄像对象进行摄像，来获得断层图像；

获取部件，用于从所述摄像部件获取基于以第一照射角度照射至所述摄像对象的信号光束的返回光束所拍摄的所述摄像对象的断层图像；

分析部件，用于使用所获取到的断层图像来分析所述摄像对象的形状；

指示部件，用于根据分析结果来指示所述摄像部件，从而通过以与所述第一照射角度不同的第二照射角度向所述摄像对象照射所述信号光束来对所述摄像对象进行摄像；以及

显示部件，用于显示所述摄像部件响应于所述指示部件进行的所述指示所拍摄的断层图像。

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