CN103961061B - 光学断层成像装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

公开了光学断层成像装置及其控制方法。光学断层成像装置包括测量光光路长度改变单元，其被配置为改变测量光的光路长度。在物体的多个成像部位（例如，被检者眼睛的前眼部的部位和被检者眼睛的眼底的部位）中的任何一个被选择的情况下，光学断层成像装置可根据与所选择的成像部位相对应的断层图像的成像范围的大小来控制测量光光路长度改变单元。

Description

光学断层成像装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及光学断层成像装置及其控制方法。例如，本发明涉及用在眼科诊疗中的光学断层成像装置及其控制方法。

背景技术

利用光来形成待测物体的表面和/或内部的图像的光学图像测量技术近年来吸引了注意。与传统的X射线计算机断层成像术（computedtomography，CT）不同，光学图像测量技术对人体不是侵入性的。特别是在医疗领域中期待光学图像测量技术的应用的发展。尤其在眼科领域中已取得了显著进展。

在用于光学图像测量的典型技术中有一种被称为光学相干断层成像术（opticalcoherencetomography，OCT）的方法。此方法使用干涉计，这使能了高分辨率、高灵敏度的测量。利用宽带弱光作为照明光提供了对被检者的安全性高的优点。

基于利用光干涉的OCT的光学断层成像装置（以下称为OCT装置）能够以高分辨率获得样本的断层图像。具体地，OCT装置涉及用于形成被检者眼睛的前眼部的图像的前眼部光学断层成像装置。

OCT装置能够以低相干光作为测量光来照射样本，并且利用干涉系统或干涉光学系统以高灵敏度测量来自样本的背向散射光。OCT装置能够以测量光扫描样本以获得高分辨率断层图像。从而可获得被检者眼睛的前眼部的角膜部位的断层图像并将其用于眼科诊断。

日本专利申请特开第2011-147612号公报论述了一种既可捕捉前眼部的断层图像又可捕捉眼底的断层图像的光学断层成像装置。根据成像模式是前眼部成像模式还是眼底成像模式，光学断层成像装置将其干涉光学系统中包括的参照镜移动到与成像模式相对应的位置。

发明内容

根据本发明的一方面，一种被配置为基于来自用测量光照射的物体的返回光和与该测量光相对应的参照光组合成的光来获得该物体的断层图像的光学断层成像装置包括：测量光光路长度改变单元，被配置为改变测量光的光路长度；选择单元，被配置为选择物体的多个成像部位中的任何一个；以及控制单元，被配置为根据与所选择的成像部位相对应的断层图像的成像范围的大小来控制测量光光路长度改变单元。

通过以下参考附图对示范性实施例的描述，本发明的更多特征将变得清楚。

附图说明

图1是图示出根据第一示范性实施例的整个光学断层成像装置的图。

图2是图示出根据第一示范性实施例的测量光学系统的配置的图。

图3是图示出根据第一示范性实施例的在x方向上扫描被检者眼睛的前眼部的状态的说明图。

图4A、4B和4C是图示出根据第一示范性实施例的前眼部的成像位置中的扫描范围和根据该扫描范围获得的图像的说明图。

图5是图示出根据第一示范性实施例的测量操作画面的示例的图。

图6是图示出根据第一示范性实施例的测量操作画面的另一示例的图。

图7是图示出根据第一示范性实施例的测量流程的流程图。

图8A、8B、8C、8D、8E和8F是图示出根据第一实施例的前眼部的断层图像的显示示例和经校正的图像的显示示例的图。

图9是图示出根据第二示范性实施例的测量操作画面的示例的图。

图10是图示出根据第三示范性实施例的整个光学断层成像装置的图。

图11是图示出根据第三示范性实施例的在x方向上扫描眼底的状态的图。

图12A、12B和12C是图示出根据第三实施例的眼底的成像位置中的扫描范围的图。

图13A、13B、13C和13D是图示出根据第三实施例的用于在被检者眼睛具有小瞳孔直径的情况下确定眼底的成像位置中的扫描范围的方法的图。

图14A和14B是图示出根据第三示范性实施例的测量操作画面的示例的图。

图15是图示出根据第三实施例的测量流程的流程图。

具体实施方式

考虑改变诸如被检者眼睛之类的物体的断层图像的成像范围的大小的情况。可能的方法可包括通过在光轴方向上相对于物体移动装置主体来改变测量光的光路长度。利用这种方法，操作者不能容易地知道要将测量光的光路长度改变多少来获得具有操作者期望的大小的断层图像。

本发明的示范性实施例涉及通过操作者指定物体的断层图像的成像范围的大小来容易地获得具有期望大小的断层图像。

根据本示范性实施例的光学断层成像装置包括被配置为改变测量光的光路长度的测量光光路长度改变单元。在物体的多个成像部位（例如，被检者眼睛的前眼部的部位和被检者眼睛的眼底的部位）中的任何一个被选择的情况下，光学断层成像装置可根据与所选择的成像部位相对应的断层图像的成像区域的大小来控制测量光光路长度改变单元。结果，操作者可以通过指定物体的断层图像的成像范围的大小来容易地获得具有期望大小的断层图像。

多个成像部位可包括被检者眼睛的前眼部的角膜和虹膜角膜角（iridocornealangle）中的至少任一者。在角膜被选择为成像部位的情况下，光学断层成像装置可控制测量光光路长度改变单元增大测量光的光路长度。这可将光学头定位得更远离被检者眼睛，从而可在宽范围上对角膜成像。在虹膜角膜角被选择为成像部位的情况下，光学断层成像装置可控制测量光光路长度改变单元减小测量光的光路长度。这可将光学头定位得更靠近被检者眼睛，从而可放大虹膜角膜角并对其详细成像。

多个成像部位可包括被检者眼睛的黄斑和视神经盘中的至少任一者。在黄斑被选择为成像部位的情况下，光学断层成像装置可控制测量光光路长度改变单元增大测量光的光路长度。这可将光学头定位得更远离被检者眼睛，从而可在宽范围上对包括黄斑在内的眼底成像。在视神经盘被选择为成像部位的情况下，光学断层成像装置可控制测量光光路长度改变单元减小测量光的光路长度。这可将光学头定位得更靠近被检者眼睛，从而可放大视神经盘并对其详细成像。

下面将参考附图来描述根据第一示范性实施例的光学断层成像装置（OCT装置）。

[装置的一般配置]

将参考图1来描述根据本示范性实施例的光学断层成像装置的一般配置。图1是光学断层成像装置的侧视图。光学断层成像装置200包括光学头900，该光学头900包括用于捕捉前眼部的二维图像和断层图像的测量光学系统。平台单元950是能够利用未图示的电机在图中的x、y和z方向上移动光学头900的移动单元。底座单元951包括下文要描述的分光器。作为包括测量光的光路的光学单元的示例的光学头900是测量光学系统的壳体。平台单元950是相对于物体移动的光学单元移动机构的示例。

个人计算机925构造断层图像。个人计算机925也充当平台单元950的控制单元并且控制平台单元950。硬盘926存储用于断层成像的程序。硬盘926也充当被检者信息存储单元。监视器928充当显示单元。输入单元929用于向个人计算机925给出指令。具体而言，输入单元929包括键盘和鼠标。下巴托323固定被检者的下巴和前额以促使被检者固定眼睛（被检者眼睛）。外部固视灯（fixationlamp）324用于固定被检者的眼睛。外部固视灯324和下文将描述的内部固视灯可被切换使用。

[测量光学系统和分光器的配置]

将参考图2描述根据本示范性实施例的测量光学系统和分光器的配置。

将描述光学头900的内部。对着被检者眼睛100定位物镜101-1和101-2。反射镜102和二向色镜103布置在物镜101-1和101-2的光轴上。通过反射镜102和二向色镜103，来自物镜101-1和101-2的光被分支到具有各不相同的波长带的光路L1和L2中。光路L1是OCT光学系统的光路。光路L2用于前眼部观察并用于内部固视灯。

光路L2被第三二向色镜104像上述那样根据各波长带进一步分支到去往用于前眼部观察的电荷耦合器件（CCD）105和内部固视灯106的光路中。透镜101-3、107和108布置在光路L2上。未图示的电机为了用于内部固视灯106和前眼部观察的聚焦调整而驱动透镜107。CCD105对于未图示的前眼部观察照明光的波长具有灵敏度。具体而言，CCD105对于780nm左右的波长具有灵敏度。内部固视灯106生成可见光并促使被检者的眼睛凝视。

光路L1如上所述构成OCT光学系统。光路L1用于捕捉被检者眼睛100的前眼部100-1的断层图像。更具体而言，光路L1用于获得用于形成断层图像的干涉信号。透镜101-4、反射镜113、X扫描器114-1、Y扫描器114-2和透镜115（OCT聚焦透镜115）和116布置在光路L1上。X扫描器114-1和Y扫描器114-2用于用光扫描被检者眼睛100的前眼部100-1。来自光源118的光从连接到光耦合器117的光纤117-2出射。未图示的电机驱动透镜115以将从光纤117-2出射的光聚焦且调整在前眼部100-1上。通过这种聚焦调整，来自前眼部100-1的光也入射在光纤117-2的末端并在其上形成斑状图像。也称为OCT聚焦透镜的透镜115是聚焦透镜的示例。

将描述来自光源118的光路、参照光学系统和分光器的配置。

光源118、参照镜119、色散补偿玻璃120、以上所述的光耦合器117、与光耦合器117连接成一体的单模光纤117-1至117-4、透镜121和分光器180构成迈克尔逊干涉仪。

从光源118出射的光经过光纤117-1并且通过光耦合器117被分割成光纤117-2侧的测量光和光纤117-3侧的参照光。测量光经过上述OCT光学系统的光路。要观察的被检者眼睛100的眼底被测量光照射。测量光被视网膜反射和散射，并且经过相同的光路到达光耦合器117。

参照光经过光纤117-3、透镜121和色散补偿玻璃120到达参照镜119。色散补偿玻璃120被插入来将参照光的色散调整到测量光的色散。参照光被参照镜119反射并通过相同光路返回以到达光耦合器117。光耦合器117将测量光和参照光组合成干涉光。当测量光的光路长度和参照光的光路长度满足预定的条件时，发生干涉。参照镜119被未图示的电机和未图示的驱动机构以可在光轴方向上调整的方式支持。测量光的光路长度依据前眼部100-1而变。参照镜119可将参照光的光路长度调整到测量光的光路长度。干涉光通过光纤117-4被引导至分光器180。

分光器180包括透镜181和183、衍射光栅182和线传感器184。从光纤117-4出射的干涉光通过透镜181被转换成大体平行光。大体平行光被衍射光栅182谱分散，并且被透镜183聚焦在线传感器184上。线传感器184是本示范性实施例中的接收干涉光并且根据干涉光生成并输出输出信号的光接收元件的示例。

接下来，将描述光源118。光源118是超辐射发光二极管（superluminescentdiode，SLD），其是典型的低相干光源。光源118具有855nm的中心波长和约100nm的波长带宽。带宽是重要参数，因为带宽影响所得到的断层图像在光轴方向上的分辨率。虽然选择SLD作为光源118，但可以使用任何类型的可发出低相干光的光源。示例包括放大自发射（amplifiedspontaneousemission，ASE）器件。考虑到眼睛测量，近红外光具有适当的中心波长。由于中心波长影响所得到的断层图像在横向方向上的分辨率，所以中心波长可以尽可能短。根据这两个原因，采用855nm的中心波长。

在本示范性实施例中，迈克尔逊干涉仪被用作干涉仪。可以改为使用马赫-策德尔干涉仪。使用哪种干涉仪可根据测量光与参照光之间的光强度差异来确定。在光强度差异较大的情况下，可以使用马赫-策德尔干涉仪。在光强度差异相对较小的情况下，可以使用迈克尔逊干涉仪。

[获得断层图像的方法]

将描述利用光学断层成像装置来获得断层图像的方法。光学断层成像装置200可通过控制X扫描器114-1和Y扫描器114-2来获得被检者眼睛100的前眼部100-1的期望部位的断层图像。

图3图示出用测量光201照射被检者眼睛100并且在x方向上扫描前眼部100-1的状态。线传感器184捕捉关于来自前眼部100-1的x方向上的成像范围的预定的图像数目的信息。对在x方向上的位置获得的线传感器184上的亮度分布执行快速傅立叶变换（FFT）。由FFT获得的线性亮度分布被转换成用于监视器显示的密度或颜色信息。这种密度或颜色信息将被称为扫描图像。根据从由作为光接收元件的线传感器184接收的干涉光获得的输出信号，光学断层成像装置获得A扫描图像。多个A扫描图像被布置成二维图像，该二维图像将被称为B扫描图像。在获得用于构造B扫描图像的多个A扫描图像之后，光学断层成像装置在y方向上移动扫描位置，并且再次在x方向上执行扫描。这样，光学断层成像装置获得多个B扫描图像。多个B扫描图像或从多个B扫描图像构造的三维断层图像被显示在监视器928上。操作者可使用（一个或多个）所显示的图像来诊断被检者眼睛100。

用于获得前眼部100-1的断层图像的视角或成像范围通常是根据下文将描述的图4A中所示的x方向上的扫描范围R0来确定的。扫描范围R0是由X扫描器114-1的扫描角度θ和从物镜101-1到被检者眼睛100的前眼部100-1的成像距离P0确定的。换言之，为了改变成像范围的大小，可以改变扫描角度θ或成像距离P0。通过改变测量光的光路长度，例如通过在z轴方向上移动光学头900，可容易地改变成像距离P0。在本示范性实施例中，通过改变光学头900的测量光的光路长度来改变成像距离P0。这种配置将被定义为测量光光路长度改变单元。存在与本示范性实施例的配置不同的其他用于改变测量光的光路长度的配置。根据本示范性实施例的测量光光路长度改变单元被定义为涵盖这种配置的概念。

为了通过组合测量光和参照光来获得期望的干涉，测量光的光路长度和参照光的光路长度如上所述需要联锁（interlock）以满足预定的条件。根据在成像距离为P0的前眼部100-1的位置中测量光的光路长度，参照镜119由此被移动以改变参照光的光路长度。

参照镜119和用于移动参照镜119的配置是根据本示范性实施例的用于改变参照光的光路长度的参照光光路长度改变单元的示例。如上所述，为了通过组合光获得干涉，需要根据测量光的光路长度来改变参照光的光路长度。例如，在本示范性实施例中，个人计算机925包括用作控制单元（也称为“光路长度联锁单元”）的模块区域。该控制单元使得参照光光路长度改变单元随着测量光光路长度改变单元对测量光的光路长度的改变以联锁方式改变参照光的光路长度。

图4A、4B和4C示出了图示当成像距离P0被改变时前眼部100-1的位置中的扫描范围的图，以及在各个视角中显示的相应断层图像。通过改变成像距离P0并根据该改变来移动参照镜119，光学断层成像装置可以在不改变扫描角度θ的情况下改变前眼部100-1的成像范围的大小。图4B图示了如下情况：成像距离P0被改变到Pmax以增大被检者眼睛100与光学断层成像装置之间的距离，并且参照镜119被移动到与成像距离Pmax相当的位置。在这种情况下，能够以宽扫描范围（视角）Rmax对前眼部100-1成像。图4C图示了如下情况：成像距离P0被改变到Pmin以减小被检者眼睛100与光学断层成像装置之间的距离，并且参照镜119被移动到与成像距离Pmin相当的位置。在这种情况下，能够以放大扫描范围Rmin对前眼部100-1成像。

[测量操作画面]

接下来，将参考图5和6描述根据本示范性实施例的测量操作画面。图5是图示出根据本示范性实施例的测量操作画面1000的示例的图。图6是图示出根据本示范性实施例的测量操作画面1000的另一示例的图。

前眼部观察画面1101显示由用于前眼部观察的CCD105获得的前眼部图像1102。断层图像显示画面1301用于查看所获得的断层图像。L和R按钮1001用于在被检者的左眼和右眼之间切换。按压L和R按钮1001以将光学头900分别移动到左眼和右眼的初始位置。当操作者操作输入单元929中包括的鼠标时，鼠标光标1002的位置移动。此光学断层成像装置被配置成使得鼠标光标位置检测单元能够根据鼠标光标1002的位置来改变对准单元。鼠标光标位置检测单元根据鼠标光标1002在画面上的像素位置来计算鼠标光标1002的位置。在测量操作画面上设定范围，并且预先设定所设定的范围与对准驱动之间的对应关系。在鼠标光标1002落在所设定范围的像素内的情况下，可以执行为所设定的范围定义的对准。鼠标的对准操作通过旋转鼠标的轮来执行。

布置在各图像附近的滑块1103和1203用于调整。滑块1103用于指定对被检者眼睛100的成像距离P0。当滑块1103被移动时，前眼部观察画面1101中的符号1003以联锁方式大小变化。符号1003的大小也与前眼部100-1的成像范围（视角）的大小变化联锁，由此用于前眼部观察的透镜107被移动到预定的位置。透镜107是根据本示范性实施例的包括对前眼部100-1执行聚焦的聚焦透镜的前眼部观察单元的示例。滑块1103的上限对应于上述前眼部100-1的成像范围Rmax。滑块1103的下限对应于前眼部100-1的成像范围Rmin。滑块1203用于执行OCT聚焦调整。OCT聚焦调整是用于在图2中所示的箭头所指示的方向上移动透镜115以针对前眼部100-1进行聚焦调整的调整。滑块1103和1203还被配置为随着利用鼠标在各个图像中执行的对准操作以联锁方式移动。更具体而言，独立于由滑块1203进行的OCT聚焦调整或者以与由滑块1203进行的OCT聚焦调整联锁的方式，个人计算机925的控制单元（也称为“聚焦联锁单元”）使得OCT聚焦透镜115随着测量光光路长度改变单元对测量光的光路长度的改变以联锁方式对前眼部100-1执行聚焦。前眼部观察单元对前眼部100-1的聚焦操作需要根据伴随着成像距离P0的变化的测量光的光路长度的变化来执行。在本示范性实施例中，前述控制单元（也称为“前眼部聚焦联锁单元”）使得前眼部观察单元随着测量光光路长度改变单元对测量光的光路长度的改变以联锁方式对前眼部100-1执行聚焦。

图6图示出测量操作画面1000，其中图5中所示的滑块1103被成像范围选择按钮1004所替换。设定包括标准（R0=6mm×6mm）、最大（Rmax=9mm×9mm）和最小（Rmin=3mm×3mm）。在操作者选择成像范围选择按钮1004中的任何一个的情况下，光学断层成像装置可以相应地改变断层图像的成像范围的大小。即使当操作者在没有获得前眼部图像1102的情况下进行这种选择时，光学断层成像装置也可以改变成像范围的大小。

[获得前眼部的断层图像的流程]

将参考图7来描述根据本示范性实施例的利用OCT装置来获得前眼部100-1的断层图像的流程。图7是图示出根据本示范性实施例的测量流程的流程图。该流程图图示出操作者和个人计算机925的操作。

在步骤S101中，个人计算机925开始本测量流程。在本步骤S102中，光学断层成像装置根据来自个人计算机925的指令获得前眼部图像1102。用未图示的前眼部照明光来对被检者眼睛100照明。反射光经过物镜101-1和101-2以及上述的光路L2，并且在CCD105上形成图像。在CCD105上形成的前眼部图像1102被未图示的CCD控制单元读取、放大、经历模拟到数字（A/D）转换，并输入到计算单元。输入到计算单元的前眼部图像1102被取入个人计算机925中。

在步骤S103中，操作者利用向个人计算机925给出指令的输入单元929向滑块1103给出将成像范围的大小改变到期望大小的指令。滑块1103的条在画面上移动。根据操作者的指令，作为控制单元的示例的个人计算机925在光轴方向上将光学头900移动到与所改变的大小相对应的距离。在步骤S104中，用作控制单元的示例的个人计算机925执行控制以根据光学头900的移动将参照镜119移动到与测量光的光路长度被改变到的距离相对应的位置。结果，调整了相干门，以使得前眼部断层图像位于成像框内。个人计算机925可随着参照镜119的移动而移动透镜107。当个人计算机925根据改变成像范围的大小的指令以联锁方式移动光学头900和参照镜119时，个人计算机925也可以以联锁方式移动OCT聚焦透镜115以改变聚焦位置。个人计算机925可以以联锁方式移动OCT聚焦透镜115，而不是以联锁方式移动参照镜119。在这种情况下，可省略下文要描述的步骤S106。个人计算机925可同时移动这些构件。个人计算机925可以在有时间差的情况下移动这些构件。

在步骤S105中，作为控制单元的示例的个人计算机925根据来自操作者的指令相对于前眼部100-1移动光学头900，从而将光学头900定位（对准）到前眼部100-1。定位可通过相对于光学头900移动被检者的脸部支架来执行。除了操作者的手动操作以外，光学头900也可自动移动。具体而言，个人计算机925通过图像处理从由CCD105捕捉的前眼部图像1102中检测被检者眼睛100的瞳孔位置。基于检测到的瞳孔位置，个人计算机925可找出光学断层成像装置与被检者眼睛100之间的对准位置关系。个人计算机925可利用未图示的XYZ平台驱动光学头900，使得检测到的被检者眼睛100的瞳孔位置去到理想位置。个人计算机925可在捕捉断层图像的同时保持跟踪前眼部100-1。在这种情况下，操作者可以更方便地继续监视被检者眼睛100的前眼部100-1。

在步骤S106中，操作者利用输入单元929向滑块1203给出改变前眼部断层图像的聚焦位置的指令。滑块1203的条在画面上移动。根据操作者的指令，作为控制单元的示例的个人计算机925执行控制以移动OCT聚焦透镜115。这样，可以调整OCT聚焦。在步骤S107中，操作者利用输入单元929按压捕捉按钮1005。根据操作者的指令，作为控制单元的示例的个人计算机925执行控制以获得前眼部100-1的断层图像。在步骤S108中，作为显示控制单元的示例的个人计算机925使得监视器928显示前眼部100-1的断层图像。在步骤S108中，个人计算机925可以校正前眼部100-1的断层图像并且使得监视器928显示经校正的断层图像。在步骤S109中，个人计算机925结束本测量流程。

注意，与例如在标准成像距离P0处获得的断层图像相比，在步骤S107中获得的断层图像在相同大小的画面中可包括更宽或更窄范围的部位。如下文将描述的，校正是如下操作：放大或缩小显示范围（视角），以使得这种捕捉到的图像中包括的部位被以与在成像距离P0处获得的部位相同的大小显示。上述操作由个人计算机925的模块区域执行，该模块区域用作用于校正和改变图像的显示模式的图像校正单元。具有作为控制单元中包括的显示控制单元的功能的模块区域显示用于给出改变显示单元上的成像范围的指令的光标或显示形态。

在成像距离P0大于标准成像距离的情况下，前眼部100-1的断层图像仅在横向方向上变得更窄，而在断层深度上没有变化。在成像距离P0小于标准成像距离的情况下，断层图像仅在横向方向上变得更宽，而在断层深度上没有变化。图8A、8B、8C、8D、8E和8F图示了校正前眼部100-1的断层图像的显示图像的示例。图8A图示出具有与成像距离P0相对应的横向视场x0的前眼部100-1的断层图像。在成像距离P0增大到Pmax的情况下，横向视场x0减小到xm，如图8C中所示。如图8D中所示，利用已知的图像处理方法，容易将横向视场xm转换成视场x0并显示。如图8F中所示，可以类似地处理并显示与成像距离Pmin相对应的断层图像。基于图8D和8F中所示的断层图像可执行各种测量。利用图8C和8E中所示的原始图像，乘以成像距离P和横向视场X的相应比率，可执行各种测量。

如上所述，根据本示范性实施例的光学断层成像装置可提供一种装置，操作者利用该装置可指定各种成像范围并捕捉图像。换言之，在维持光学系统的性能的同时，可提供具有各种视场和高分辨率的光学断层成像装置。由于可以改变被检者眼睛100与光学断层成像装置之间的操作距离，所以通过根据被检者的状况以增大的操作距离来捕捉图像，可以减轻被检者的负担。

[根据成像部位指定成像范围的大小]

将参考图9描述第二示范性实施例。图9是图示出根据本示范性实施例的测量操作画面的示例的图。在第一示范性实施例中，通过滑块设定来设定成像范围。在本示范性实施例中，可通过选择成像部位来指定成像范围的大小。

成像部位选择按钮1006可选择角膜和虹膜角膜角。在选择角膜的情况下，光学断层成像装置在最大距离Pmax捕捉图像以对宽范围成像。在选择虹膜角膜角的情况下，光学断层成像装置采用最小距离Pmin来对窄范围详细成像。成像部位选择按钮1006包括角按钮。在角按钮被点击的情况下，光学断层成像装置进入虹膜角膜角成像模式。前眼部观察画面1101中的符号1003变小以指示出与成像距离Pmin相对应的成像范围。随后的操作与第一示范性实施例的类似。成像操作以与第一示范性实施例的类似的方式执行。

用于OCT测量的光源118具有855nm的中心波长。在选择对虹膜角膜角成像的情况下，光源118可被切换到具有1300nm左右的中心波长的光源。更长的波长降低所得到的断层图像的横向分辨率，但增大了对虹膜角膜角部分中包括的诸如巩膜和虹膜之类的不那么透明的组织的侵入深度。

[指定眼底的断层图像的成像范围的大小]

将参考图10描述根据第三示范性实施例的利用光学断层成像装置（OCT装置）的眼底成像。图10是图示出根据第三示范性实施例的整个光学断层成像装置的图。图10与图2的不同之处在于用二向色镜替换了反射镜102，并且设有对准光学系统（前眼部观察系统）的光路L3。透镜109、分割棱镜110、透镜111和CCD112布置在光路L3上。图10图示了用于前眼部测量的物镜101-1被拆离的状态。光学断层成像装置的其他组件与图2的类似。物镜101-1可被配置为适配器，该适配器能够被可拆离地安附到物镜101-2的被检者眼睛侧。物镜101-1可以被可去除地插入到光路中。在这种情况下，物镜101-1可被配置成使得在由未图示的成像模式选择单元选择前眼部成像模式的情况下物镜101-1被插入到光路中。在选择眼底成像模式的情况下，可从光路中去除物镜101-1。

[捕捉眼底的断层图像的方法]

将描述利用光学断层成像装置来捕捉断层图像的方法。光学断层成像装置200可通过控制X扫描器114-1和Y扫描器114-2来捕捉被检者眼睛100的眼底100-2上的期望部位的断层图像。

图11图示出用测量光301照射被检者眼睛100并且在x方向上扫描眼底100-2的状态。线传感器184捕捉关于来自眼底100-2的x方向上的成像范围的预定的图像数目的信息。对在x方向上的位置获得的线传感器184上的亮度分布执行FFT。由FFT获得的线性亮度分布被转换成用于监视器显示的密度或颜色信息。这种密度或颜色信息被称为A扫描图像。多个A扫描图像被布置成二维图像，该二维图像被称为B扫描图像。在对用于构造B扫描图像的多个A扫描图像成像之后，光学断层成像装置在y方向上移动扫描位置，并且再次在x方向上执行扫描。这样，光学断层成像装置获得多个B扫描图像。多个B扫描图像或从多个B扫描图像构造的三维断层图像被显示在监视器928上。操作者可使用（一个或多个）所显示的图像来诊断被检者眼睛100。x方向上的扫描范围R0是由X扫描器114-1的扫描角度θ和从物镜101-2到被检者眼睛100的眼底100-2的成像距离P0确定的。在成像距离P0处的眼底100-2的位置是如下的断层成像位置：参照镜119被移动到该断层成像位置以用参照光生成干涉光。

图12A、12B和12C是图示当成像距离P0被改变时眼底100-2的成像位置中的扫描范围的图。可以移动参照镜119来在不改变扫描角度θ的情况下改变成像距离P0和眼底100-2的成像范围。图12B图示了如下情况：参照镜119被移动到与成像距离Pmax相当的位置以增大被检者眼睛100与光学断层成像装置之间的距离。在这种情况下，能够以宽扫描范围Rmax对眼底100-2成像。图12C图示了如下情况：参照镜119被移动到与成像距离Pmin相当的位置以减小被检者眼睛100与光学断层成像装置之间的距离。在这种情况下，能够以放大的扫描范围Rmin对眼底100-2成像。图12A图示了成像距离P0处于标准位置的情况。在标准位置，测量光的扫描中心位置与被检者眼睛100的瞳孔大体一致，在这个情况下测量光最不可能被瞳孔遮蔽。

图13A、13B、13C和13D是图示出当瞳孔直径小于图12A、12B和12C的被检者眼睛100的瞳孔直径时的扫描范围的图。图13A与图12B类似图示了参照镜119被移动到与成像距离Pmax相当的位置的情况。由于瞳孔直径更小，所以测量光被瞳孔遮蔽。在这种情况下，如图13B中所示，成像距离Pmax需要被减小到成像距离Pmax'，在成像距离Pmax'处测量光不会被瞳孔遮蔽。所得到的成像范围是Rmax'。

图13C与图12C类似图示了参照镜119被移动到与成像距离Pmin相当的位置的情况。由于瞳孔直径更小，所以测量光被瞳孔遮蔽。在这种情况下，如图13D中所示，成像距离Pmin需要被增大到成像距离Pmin'，在成像距离Pmin'处测量光不会被瞳孔遮蔽。所得到的成像范围是Rmin'。这样，当在眼底成像期间通过改变测量光的光路长度来改变成像范围时，光学断层成像装置需要根据被检者眼睛100的瞳孔直径来确定成像范围的极限。光学断层成像装置可以根据测量光301的宽度、标准成像距离P0与成像距离之间的差异、测量光301的扫描角度θ和被检者眼睛100的角膜的大小来计算成像范围的极限。

[用于显示眼底的断层图像的测量操作画面]

接下来，将参考图14A描述根据本示范性实施例的测量操作画面。图14A图示了眼底成像期间的测量操作画面2000。测量画面2000具有与图5的配置基本相同的配置。断层图像显示画面1301显示眼底100-2的断层图像，而不是前眼部的断层图像。在图5中，前眼部观察画面1101显示由CCD105获得的观察图像。在本示范性实施例中，前眼部观察画面1101显示由CCD112获得的前眼部的观察图像。在本示范性实施例中，CCD105获得眼底100-2的观察图像，该观察图像被显示在眼底观察画面1401上。眼底观察画面1401可显示通过控制用于眼底观察的X扫描器114-1和Y扫描器114-2并且用测量光301扫描眼底100-2来获得的伪扫描激光检眼镜（scanninglaserophthalmoscopy，SLO）图像。在这种情况下，可省略图10中所示的光路L2。

布置在各图像附近的滑块1103、1203和1204用于调整。滑块1103用于指定对被检者眼睛100的成像距离。当滑块1103被移动时，眼底观察画面1401中的符号1403以联锁方式大小变化。符号1403的大小也与眼底100-2的成像范围联锁，由此OCT聚焦透镜115被移动到预定的位置。滑块1103的上限对应于眼底100-2的成像范围Rmax。滑块1103的下限对应于眼底100-2的成像范围Rmin。在根据由CCD112获得的前眼部的观察图像计算出的被检者眼睛100的瞳孔直径较小的情况下，滑块1103的移动范围的上限和下限根据瞳孔直径限于Rmax'和Rmin'。滑块1204用于参照镜调整。参照镜调整指的是用于在图10中所示的箭头所指示的方向上移动参照镜119的调整。滑块1103、1203和1204被配置为随着利用鼠标在各个图像中执行的对准操作以联锁方式移动。

[获得眼底的断层图像的流程]

将参考图15来描述根据本示范性实施例的利用OCT装置来获得断层图像的方法和处理断层图像的方法。图15是图示出操作者和个人计算机925的操作的流程图。

在步骤S201中，个人计算机925开始成像。在步骤S202中，个人计算机925通过图像处理从由CCD112捕捉的前眼部图像1102中检测被检者眼睛100的瞳孔位置。个人计算机925从而可以找出光学断层成像装置与被检者眼睛100之间的对准位置关系。在步骤S203中，光学断层成像装置利用未图示的XYZ平台驱动光学头900以执行前眼部的对准，使得检测到的被检者眼睛100的瞳孔位置去到理想位置。光学断层成像装置可以在捕捉断层图像的同时不断地监视被检者眼睛100的前眼部并对未对准进行校正。

在步骤S204中，个人计算机925从前眼部图像1102计算被检者眼睛100的瞳孔直径，并且计算成像范围Rmax'和Rmin'的极限值。

在步骤S205中，光学断层成像装置获得伪SLO图像。在步骤S206中，操作者在观察测量操作画面2000上的伪SLO图像的同时调整用于OCT聚焦的滑块1203。操作者还在观察利用伪SLO图像获得的断层图像的同时调整滑块1204以调整参照镜119的位置。在步骤S207中，操作者在观察伪SLO图像的同时移动外部固视灯324或内部固视灯106以引导被检者眼睛100的固视并且执行眼底100-2上的成像部位的对准。通过前述步骤S201至S207，光学断层成像装置变得准备好在标准成像距离P0获得被检者眼睛100的眼底100-2的断层图像。

在步骤S208中，操作者在向个人计算机925给出指令的同时利用输入单元929指定成像距离。在步骤S209中，个人计算机925驱动未图示的XYZ平台以将光学头900移动到指定的成像距离。在步骤S210中，个人计算机925将参照镜119和OCT聚焦透镜115移动到与成像距离相对应的各自位置。在步骤S211中，操作者按压捕捉按钮1005以捕捉眼底100-2的断层图像。在步骤S212中，个人计算机925显示断层图像。

如上所述，一旦根据本示范性实施例的光学断层成像装置针对成像距离P0定位了OCT聚焦透镜115和参照镜119，操作者就可以通过只指定成像距离来改变成像范围。

[根据对眼底上的成像部位的选择来指定眼底的成像范围的大小]

在本示范性实施例中，如图14A中所示，成像范围的大小是利用滑块1103来指定的。与第二示范性实施例一样，可通过选择成像部位来指定成像范围的大小。图14B图示了其示例。成像部位选择按钮1406可选择黄斑和视神经盘。在选择黄斑的情况下，光学断层成像装置可以使成像距离大于标准成像距离P0（更远离眼底100-2）以对宽范围成像。光学断层成像装置可以在标准成像距离P0捕捉图像。在选择视神经盘的情况下，光学断层成像装置使成像距离小于标准成像距离P0（更靠近眼底100-2）以放大窄范围并对其详细成像。与图14A的成像操作的不同之处在于在步骤S207中利用滑块1103设定的成像范围改为利用成像部位选择按钮1406来选择。其余操作与图14A的类似。

本发明的示范性实施例不限于前述示范性实施例，在不脱离前述示范性实施例的要旨的情况下可进行各种改变和修改。例如，虽然前述示范性实施例涉及待测物体是眼睛的情况，但示范性实施例也可应用到除眼睛以外的待测物体。示例包括皮肤和器官。在这种情况下，本发明的示范性实施例被配置为除眼科装置以外的医疗装置，例如内窥镜。以上描述的被检者眼睛从而可被视为物体。

本发明的示范性实施例也可由读出并执行记录在存储介质（例如，非暂态计算机可读存储介质）上的计算机可执行指令以执行本发明的上述（一个或多个）实施例中的一个或多个的功能的系统或装置的计算机实现，或者由系统或装置的计算机通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述（一个或多个）实施例中的一个或多个的功能来执行的方法实现。计算机可包括中央处理单元（CPU）、微处理单元（MPU）或其他电路中的一个或多个，并且可包括分开的计算机或分开的计算机处理器的网络。计算机可执行指令可例如从网络或存储介质提供到计算机。存储介质可包括例如硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、分布式计算系统存储、光盘（例如致密盘（CD）、数字多功能盘（DVD）或蓝光盘（BD）TM）、闪存设备、存储卡等等中的一个或多个。

虽然已参考示范性实施例描述了本发明，但要理解本发明不限于所公开的示范性实施例。所附权利要求的范围应符合最宽解释以涵盖所有这种修改和等同结构和功能。

Claims (19)

1.一种光学断层成像装置，被配置为基于来自用测量光照射的物体的返回光和与该测量光相对应的参照光组合成的光来获得该物体的断层图像，该光学断层成像装置包括：

测量光光路长度改变单元，被配置为改变所述测量光的光路长度；

选择单元，被配置为选择所述物体的成像部位；

指令单元，被配置为根据所选择的成像部位输入关于所述断层图像的成像范围的大小的指令；以及

控制单元，被配置为根据所述指令来控制所述测量光光路长度改变单元。

2.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，

还包括扫描单元，被配置为在所述物体中扫描所述测量光，

其中，所述控制单元被配置为根据所述指令来控制所述测量光光路长度改变单元和所述扫描单元。

3.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，

其中，所述测量光光路长度改变单元包括光学单元移动机构，该光学单元移动机构被配置为相对于所述物体移动包括所述测量光的光路的光学单元，并且

其中，所述控制单元被配置为根据所述指令来控制所述光学单元移动机构。

4.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，

还包括参照光光路长度改变单元，被配置为改变所述参照光的光路长度，

其中，所述控制单元被配置为根据所述指令以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和所述参照光光路长度改变单元。

5.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，

还包括移动单元，被配置为沿着光路移动聚焦透镜，该聚焦透镜将所述测量光聚焦在所述物体上，

其中，所述控制单元被配置为根据所述指令以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和所述移动单元。

6.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，

还包括显示控制单元，被配置为使得显示单元显示用于输入关于对所述成像部位的选择的指令的显示形态，

其中，所述选择单元被配置为根据操作单元的操作输入关于所述选择的指令。

7.根据权利要求6所述的光学断层成像装置，

其中，所述物体是被检者眼睛的眼底，并且

其中，所述显示控制单元被配置为在所述眼底的部位被所述选择单元选择为成像部位的情况下，使得所述显示单元显示指示出根据所述被检者眼睛的瞳孔的大小的所述眼底的断层图像的成像范围的大小的极限的显示形态。

8.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，

其中，所述物体是被检者眼睛，并且

其中，所述成像部位包括所述被检者眼睛的前眼部的部位和所述被检者眼睛的眼底的部位中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，

其中，所述物体是被检者眼睛的前眼部，并且

其中，所述控制单元被配置为控制所述测量光光路长度改变单元在所述前眼部的角膜被选择为成像部位的情况下增大所述测量光的光路长度，并且在所述眼睛的前眼部的虹膜角膜角被选择为成像部位的情况下减小所述测量光的光路长度。

10.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，

其中，所述物体是被检者眼睛的眼底，并且

其中，所述控制单元被配置为控制所述测量光光路长度改变单元在所述眼底的黄斑被选择为成像部位的情况下增大所述测量光的光路长度，并且在所述眼底的视神经盘被选择为成像部位的情况下减小所述测量光的光路长度。

11.一种用于控制光学断层成像装置的方法，该光学断层成像装置被配置为基于来自用测量光照射的物体的返回光和与该测量光相对应的参照光组合成的光来获得该物体的断层图像，该方法包括：

选择所述物体的成像部位；

根据所选择的成像部位输入关于所述断层图像的成像范围的大小的指令；以及

根据所述指令来控制测量光光路长度改变单元，该测量光光路长度改变单元被配置为改变所述测量光的光路长度。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

由扫描单元在所述物体中扫描所述测量光，

其中，根据所述指令来控制所述测量光光路长度改变单元和所述扫描单元。

13.根据权利要求11所述的方法，

其中，所述测量光光路长度改变单元包括光学单元移动机构，该光学单元移动机构被配置为相对于所述物体移动包括所述测量光的光路的光学单元，并且

其中，所述方法还包括根据所述指令来控制所述光学单元移动机构。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括根据所述指令以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和参照光光路长度改变单元，该参照光光路长度改变单元被配置为改变所述参照光的光路长度。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括根据所述指令以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和移动单元，该移动单元被配置为沿着光路移动聚焦透镜，该聚焦透镜将所述测量光聚焦在所述物体上。

16.根据权利要求11所述的方法，还包括：

使得显示单元显示用于输入关于对所述成像部位的选择的指令的显示形态；以及

根据操作单元的操作输入关于所述选择的指令。

17.根据权利要求16所述的方法，

其中，所述物体是被检者眼睛的眼底，并且

其中，在所述眼底的部位被选择为成像部位的情况下，使得所述显示单元显示指示出根据所述被检者眼睛的瞳孔的大小的所述眼底的断层图像的成像范围的大小的极限的显示形态。

18.根据权利要求11所述的方法，

其中，所述物体是被检者眼睛，并且

其中，所述成像部位包括所述被检者眼睛的前眼部的部位和所述被检者眼睛的眼底的部位中的至少任一者。

19.根据权利要求11所述的方法，

其中，所述物体是被检者眼睛，并且

其中，所述方法还包括控制所述测量光光路长度改变单元在所述眼睛的前眼部的角膜被选择为成像部位的情况下增大所述测量光的光路长度，并且在所述眼睛的前眼部的虹膜角膜角被选择为成像部位的情况下减小所述测量光的光路长度。