CN110934563B - 眼科信息处理装置、眼科装置及眼科信息处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种眼科信息处理装置、眼科装置及眼科信息处理方法,根据角膜形状高精度求出眼内部位的位置等。眼科装置包括OCT计量部、角膜形状测定部、眼球模型生成部和部位确定部。OCT计量部将测定光通过光扫描仪偏振向被检眼投射,检测测定光的来自被检眼的返回光和参照光之间的干涉光,收集被检眼的数据。角膜形状测定部检测对被检眼的角膜投射的测定图案的返回光,求出角膜中的曲率半径分布。眼球模型生成部使用角膜中的曲率半径分布生成眼球模型。部位确定部基于扫描角度和眼球模型,对向角膜中的多个入射位置中各个位置入射的测定光进行光线追踪,确定测定光的行进方向,基于通过测定光收集的数据来确定行进方向上与被检眼的眼内部位对应的位置。
Description
技术领域
本发明涉及眼科信息处理装置、眼科装置及眼科信息处理方法。
背景技术
近年来,使用来自激光光源等的光束测定或图像化被测定物体的形态的光学相干断层扫描(Optical Coherece Tomography:OCT)备受关注。OCT不具有如X线CT(电子计算机断层扫描,Computed Tomography)那样对人体的侵入性,因此特别期待在医疗领域和生物学领域中的应用开展。例如,在眼科领域中,正在实际使用形成眼底、角膜等的图像的装置。
这种采用OCT的装置(OCT装置)能够适用于被检眼的各种部位(眼底和前眼部)的计量和观察。另外,能够获得高精度的图像,因此在各种眼科疾病的诊断中被应用。
OCT装置在关于近视诊断上的应用中也被期待。近视是入射至眼球的光线在比视网膜更前方聚焦的屈光异常。在近视中,存在被认为即使用眼镜等矫正也难以获得正常视力的病理性近视。在病理性近视中,眼轴较长,眼球后部变形,从而在视网膜和视神经中产生各种病理性变化。通过使用OCT装置观察眼球的形状,期待有助于预防向病理性近视的发展。
例如,在专利文献1中,公开了通过考虑被检眼的断层像中的光学距离和基于扫描镜的光线入射角度进行校正,从该断层像获得的眼底(视网膜)的形状求出实际的眼球形状的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利第5794664号公报
发明内容
但是,在以往的方法中,以被检眼的角膜的前面针对角膜顶点对称为前提求出眼球的形状。由此,没有考虑角膜的前面针对角膜顶点不对称的角膜疾病(例如,圆锥角膜、不规则散光)。因此,即使在从获得的断层像判断为在眼底(视网膜、广义上的眼内部位)的形状中存在异常的情况下,也不能判断出是在角膜中存在原因还是真正在视网膜中存在原因。
本发明是鉴于这种情况完成的,其目的在于提供一种用于根据角膜的形状高精度地求出眼内部位的位置和形状的新技术。
几个实施方式的第一方式提供一种眼科装置,其包括:光学相干断层扫描(OCT)计量部,具备光扫描仪,并将来自光源的光分割为参照光和测定光,将所述测定光通过所述光扫描仪偏振而向被检眼投射,检测所述测定光的来自所述被检眼的返回光和所述参照光之间的干涉光,从而收集被检眼的数据;角膜形状测定部,对所述被检眼的角膜投射测定图案,检测投射的测定图案的返回光,基于检测到的所述返回光的像求出所述角膜中的曲率半径分布;眼球模型生成部,使用所述角膜中的曲率半径分布,生成眼球模型;以及部位确定部,基于所述光扫描仪的扫描角度和所述眼球模型,对向所述角膜中的多个入射位置中各个位置入射的测定光进行光线追踪,从而确定所述测定光的行进方向,基于通过所述测定光收集的数据来确定所述行进方向上与所述被检眼的眼内部位对应的位置。
几个实施方式的第二方式根据第一方式,所述角膜形状测定部对所述角膜投射同心圆状的多个环状光束。
几个实施方式的第三方式根据第一方式或第二方式,所述眼科装置包括:眼屈光力测定部,对所述被检眼投射光,检测投射的光的返回光,基于检测到的返回光的像,求出所述被检眼的眼屈光力;以及眼内距离算出部,基于通过所述光学相干断层扫描计量部收集的所述数据,求出所述被检眼的眼轴长,所述部位确定部基于表示眼睛的光学特性的标准值数据、所述眼屈光力和所述眼轴长,确定所述眼内部位的形状。
几个实施方式的第四方式根据第三方式,所述眼球模型生成部基于通过所述光学相干断层扫描计量部收集的所述被检眼的数据,求出包含表示所述被检眼的一部分或整体尺寸的尺寸参数、表示所述被检眼的部位的形状的形状参数和表示所述被检眼的部位的光学功能的光学参数中的至少一个的参数,基于所述参数、所述标准值数据、所述眼屈光力、所述眼轴长和所述曲率半径分布,生成眼球模型。
几个实施方式的第五方式根据第一方式至第四方式中任一方式,所述眼内部位为视网膜。
几个实施方式的第六方式提供一种眼科信息处理装置,基于通过对被检眼执行光学相干断层扫描收集的数据,至少确定所述被检眼的眼内部位的位置。眼科信息处理装置包括:眼球模型生成部,使用所述被检眼的角膜中的曲率半径分布,生成眼球模型;以及部位确定部,基于使测定光偏振的光扫描仪的扫描角度和所述眼球模型,对向所述角膜中的多个入射位置中各个位置入射的所述测定光进行光线追踪,从而确定所述测定光的行进方向,基于通过所述测定光收集的数据来确定所述行进方向上与所述眼内部位对应的位置。
几个实施方式的第七方式根据第六方式,所述部位确定部基于表示眼睛的光学特性的标准值数据、所述被检眼的眼屈光力和所述被检眼的眼轴长,确定所述眼内部位的形状。
几个实施方式的第八方式根据第七方式,所述眼球模型生成部基于收集的所述数据,求出包含表示所述被检眼的一部分或整体尺寸的尺寸参数、表示所述被检眼的部位的形状的形状参数和表示所述被检眼的部位的光学功能的光学参数中的至少一个的参数,基于所述参数、所述标准值数据、所述眼屈光力、所述眼轴长和所述曲率半径分布,生成眼球模型。
几个实施方式的第九方式根据第六方式至第八方式中任一方式,所述眼内部位为视网膜。
几个实施方式的第十方式提供一种眼科信息处理方法,基于通过对被检眼执行光学相干断层扫描收集的数据,至少确定所述被检眼的眼内部位的形状。眼科信息处理方法包括:眼球模型生成步骤,使用所述被检眼的角膜中的曲率半径分布,生成眼球模型;以及部位确定步骤,基于使测定光偏振的光扫描仪的扫描角度和所述眼球模型,对向所述角膜中的多个入射位置中各个位置入射的所述测定光进行光线追踪,从而确定所述测定光的行进方向,基于通过所述测定光收集的数据来确定所述行进方向上与所述眼内部位对应的位置。
几个实施方式的第十一方式根据第十方式,所述部位确定步骤基于表示眼睛的光学特性的标准值数据、所述被检眼的眼屈光力和所述被检眼的眼轴长,确定所述眼内部位的形状。
此外,能够任意组合根据上述多个形式的结构。
根据本发明,能够提供用于根据角膜的形状高精度地求出眼内部位的位置和形状的新技术。
附图说明
图1是示出实施方式的眼科装置的结构例的简要图。
图2是示出实施方式的眼科装置的光学系统的结构例的简要图。
图3是示出实施方式的眼科装置的光学系统的结构例的简要图。
图4是用于说明实施方式的眼科装置的处理系统的简要图。
图5是用于说明实施方式的眼科装置的处理系统的简要图。
图6是用于说明实施方式的眼科装置的动作的简要图。
图7是用于说明实施方式的眼科装置的动作的简要图。
图8是示出实施方式的眼科装置的动作例的流程的简要图。
附图标记说明
1:Z对准系统;2:XY对准系统;3、310:普拉西多(Placido)环投影系统;4:固视投影系统;5:前眼部观察系统;6:反光测定投射系统;7:反光测定受光系统;8、320:OCT光学系统;9:处理部;210:控制部;211:主控制部;223:数据处理部;2231:角膜信息生成部;2232:眼屈光力算出部;2233:眼内距离算出部;2234:眼球模型生成部;2234A:参数算出部;2234B:模型生成部;2235:部位确定部;300:检查光学系统;400:眼科信息处理装置;1000:眼科装置。
具体实施方式
针对本发明的眼科信息处理装置、眼科装置以及眼科信息处理方法的实施方式的例子,参照附图详细地说明。此外,以下的实施方式可以参考在本说明书中引用的文献的记载内容和任意的公知技术。
实施方式的眼科装置具有眼科信息处理装置的功能。眼科信息处理装置的功能通过按照眼科信息处理程序执行处理的计算机实现。眼科信息处理装置包括处理器和预先存储有眼科信息处理程序的存储部,处理器通过按照从存储部读取的眼科信息处理程序执行处理来实现眼科信息处理装置的功能。
实施方式的眼科装置能够执行角膜形状测定(普拉西多测定)和使用光学相干断层扫描(Optical Coherece Tomography:以下,OCT)的计量和拍摄。
以下,在实施方式中,特别针对在使用OCT的计量等中使用扫描源类型OCT方法的情况详细说明。但是,针对使用其它类型(例如,频谱域类型)OCT的眼科装置,也可以使用实施方式的结构。
几个实施方式的眼科装置还包括用于进行主观检查的主观检查光学系统和用于进行其它客观测定的客观测定系统。
主观检查是利用来自被检者的响应来获取信息的测定方法。主观检查有远视检查、近视检查、对比度检查、眩光检查等主观屈光测定和视野检查等。
客观测定是不参照来自被检者的响应而主要使用物理方法来获取与被检眼有关的信息的测定方法。客观测定包括用于获取被检眼的特性的测定和用于获取被检眼的图像的拍摄。其它客观测定有眼屈光力测定(反光测定)、眼压测定、眼底拍摄等。
下面,眼底共轭位置是与完成对准状态下的被检眼的眼底光学上大致共轭的位置,意指与被检眼的眼底光学共轭的位置或其附近。相同地,瞳孔共轭位置是与完成对准状态下的被检眼的瞳孔光学上大致共轭的位置,意指与被检眼的瞳孔光学共轭的位置或其附近。
<眼科装置的结构>
图1中示出实施方式的眼科装置1000的结构例的简要图。眼科装置1000包括检查光学系统300和眼科信息处理装置400。在检查光学系统300中设置有用于光学检查被检眼的光学系统。在图1中,检查光学系统300包括普拉西多环投影系统310和OCT光学系统320。
普拉西多环投影系统310是用于测定被检眼的角膜形状的光学系统。具体地,普拉西多环投影系统310向被检眼的角膜投影同心圆状的多个环状图案(测定图案、普拉西多环),并检测其返回光。OCT光学系统320是用于针对被检眼执行OCT的光学系统。具体地,OCT光学系统320包括干涉光学系统,将测定光投射至被检眼,并检测其返回光和参照光的干涉光。
眼科信息处理装置400包括控制检查光学系统300的功能和对由检查光学系统300获得的数据执行预定的信息处理的功能。信息处理可举出基于由检查光学系统300获得的数据的角膜形状的测定值的算出处理、针对由普拉西多环投影系统310或OCT光学系统320获得的数据的解析处理以及基于该数据的图像处理等。
在眼科装置1000中,通过由普拉西多环投影系统310投影普拉西多环来执行角膜形状测定,获得被检眼的角膜中的角膜信息的分布信息。即,针对角膜中的多个位置分别求出角膜信息。在几个实施方式中,角膜信息包括角膜曲率半径。眼科装置1000由OCT光学系统320针对被检眼的眼底的预定的扫描区域执行OCT计量,获取OCT数据。眼科信息处理装置400使用对应于角膜中的测定光的入射位置的角膜信息,生成眼球模型。在几个实施方式中,眼科信息处理装置400通过在每个角膜中的测定光的入射位置,将包含于Gullstrand模型眼等的模型眼的模型眼数据中的参数的至少一个替换成使用普拉西多环投影系统310获得的测定值,生成眼球模型。
眼科信息处理装置400基于测定光的入射角度(光扫描仪的扫描角度)和生成的眼球模型,利用入射至角膜的测定光进行光线追踪,从而确定测定光的行进方向,基于通过该测定光收集的OCT数据来确定行进方向上对应于眼内部位的位置。在几个实施方式中,眼内部位为视网膜(眼底)。在几个实施方式中,基于模型眼数据、被检眼的眼屈光力和被检眼的眼轴长,确定的眼内部位的位置中尺寸信息(例如,相当于1像素的实际尺寸的值)被确定,基于该尺寸信息确定眼内部位的形状。
在几个实施方式中,眼科装置1000仅包括眼科信息处理装置400的功能,从外部装置获取由普拉西多测定获得的数据以及由OCT获得的数据。在几个实施方式中,眼科装置1000仅包括普拉西多环投影系统310及OCT光学系统320的一方,从外部装置获取由普拉西多测定获得的数据或由OCT计量获得的数据。
<光学系统的结构>
图2中示出图1中示出的眼科装置1000的光学系统的结构例。图1的普拉西多环投影系统310的功能由图2的普拉西多环投影系统3来实现。图1的OCT光学系统320的功能由图2的OCT光学系统8实现。图1的眼科信息处理装置400的功能由图2的处理部9实现。
眼科装置1000包括用于观察被检眼E的光学系统、用于检查被检眼E的光学系统和对这些光学系统的光路进行波长分离的分色镜。作为用于观察被检眼E的光学系统,设置有前眼部观察系统5。作为用于检查被检眼E的光学系统,设置有OCT光学系统、普拉西多环投影系统和反光测定光学系统(眼屈光力测定光学系统)。
眼科装置1000包括Z对准系统1、XY对准系统2、普拉西多环投影系统3、固视投影系统4、前眼部观察系统5、反光测定投射系统6、反光测定受光系统7以及OCT光学系统8。在下面,例如,前眼部观察系统5使用940nm~1000nm的光,反光测定光学系统(反光测定投射系统6、反光测定受光系统7)使用830nm~880nm的光,固视投影系统4使用400nm~700nm的光,OCT光学系统8使用1000nm~1100nm的光。普拉西多环投影系统3可以使用与反光测定光学系统相同的波长范围的光。
(前眼部观察系统5)
前眼部观察系统5动态拍摄被检眼E的前眼部。在经由前眼部观察系统5的光学系统中,摄像元件59的摄像面布置在瞳孔共轭位置。前眼部照明光源50向被检眼E的前眼部照射照明光(例如,红外光)。由被检眼E的前眼部反射的光通过物镜51,透过分色镜52,通过形成于光圈(远心光圈)53的孔部,透过半透镜23,通过中继透镜55及中继透镜56,透过分色镜76。分色镜52合成(分离)反光测定光学系统的光路和前眼部观察系统5的光路。分色镜52布置为合成这些光路的光路合成面相对于物镜51的光轴倾斜。透过分色镜76的光由成像透镜58在摄像元件59(区域传感器)的摄像面成像。摄像元件59以预定的速率进行摄像和信号输出。摄像元件59的输出(影像信号)输入至后述的处理部9。处理部9将基于该影像信号的前眼部像E'显示在后述的显示部10的显示画面10a上。前眼部像E'例如是红外动态图像。
(Z对准系统1)
Z对准系统1将用于在前眼部观察系统5的光轴方向(前后方向,Z方向)上进行对准的光(红外光)投射至被检眼E。从Z对准光源11输出的光投射至被检眼E的角膜Cr,由角膜Cr反射,通过成像透镜12在线传感器13的传感面成像。当角膜顶点的位置在前眼部观察系统5的光轴方向上变化时,光在线传感器13的传感面上的投射位置发生变化。处理部9根据光在传感器13的传感面上的投射位置来求出被检眼E的角膜顶点位置,基于此控制使光学系统移动的机构来执行Z对准。
(XY对准系统2)
XY对准系统2将用于在与前眼部观察系统5的光轴正交的方向(左右方向(X方向)、上下方向(Y方向))上进行对准的光(红外光)照射至被检眼E。XY对准系统2包括设置在通过半透镜23从前眼部观察系统5的光路分支的光路上的XY对准光源21和准直透镜22。从XY对准光源21输出的光通过准直透镜22,被半透镜23反射,通过前眼部观察系统5投射至被检眼E。被检眼E的角膜Cr产生的反射光通过前眼部观察系统5引导至摄像元件59。
基于该反射光的像(亮点像)Br包括在前眼部像E'中。处理部9将包括亮点像Br的前眼部像E'和对准标记AL显示在显示部的显示画面上。在手动进行XY对准的情况下,用户进行光学系统的移动操作,以将亮点像Br引导在对准标记AL内。在自动进行XY对准的情况下,处理部9控制使光学系统移动的机构,以取消亮点像Br相对于对准标记AL的位移。
(普拉西多环投影系统3)
普拉西多环投影系统3将用于测定被检眼E的角膜Cr的形状的同心圆状的多个环状光束(红外光、普拉西多环)投射至角膜Cr。各个环状光束可以是圆弧状的光束或圆周状的光束。普拉西多盘31布置在物镜51附近。在普拉西多盘31形成有同心圆状的多个透光部(环图案)。在普拉西多盘31的背面侧(物镜51侧)设置有包括多个LED的普拉西多环光源32。通过用来自普拉西多环光源32的光来照明普拉西多盘31,同心圆状的多个环状光束投射至角膜Cr。来自被检眼E的角膜Cr的反射光(普拉西多环像)由摄像元件59与前眼部像E'一同检测。处理部9通过基于该普拉西多环像进行公知的运算,算出表示角膜Cr形状的角膜形状参数。
(反光测定投射系统6、反光测定受光系统7)
反光测定光学系统包括在眼屈光力测定中使用的反光测定投射系统6和反光测定受光系统7。反光测定投射系统6将眼屈光力测定用的光束(例如,环状光束)(红外光)投射至眼底Ef。反光测定受光系统7接收该光束的来自被检眼E的返回光。反光测定投射系统6设置在通过设置于反光测定受光系统7的光路的开孔棱镜65分支的光路上。形成于开孔棱镜65的孔部布置在瞳孔共轭位置。在经由反光测定受光系统7的光学系统中,摄像元件59的摄像面设置于眼底共轭位置。
在几个实施方式中,反光测定光源61是作为高亮度光源的超发光二极管(SLD,Super luminescent Diode)光源。反光测定光源61在光轴方向上能够移动。反光测定光源61布置于眼底共轭位置。从反光测定光源61输出的光通过中继透镜62入射至圆锥棱镜63的圆锥面。入射至圆锥面的光偏转,从圆锥棱镜63的底面射出。从圆锥棱镜63的底面射出的光通过在环形光圈64上形成为环状的透光部。通过环形光圈64的透光部的光(环状光束)被形成于开孔棱镜65的孔部周围的反射面反射,通过旋转棱镜66,被分色镜67反射。被分色镜67反射的光被分色镜52反射,通过物镜51,投射至被检眼E。旋转棱镜66用于平均化环状光束对眼底Ef的血管和疾患部位的光量分布和减少光源引起的光斑噪声。
投射至眼底Ef的环状光束的返回光通过物镜51,被分色镜52和分色镜67反射。被分色镜67反射的返回光通过旋转棱镜66,通过开孔棱镜65的孔部,通过中继透镜71,被反射镜72反射,通过中继透镜73及聚焦透镜74。聚焦透镜74能够沿反光测定受光系统7的光轴移动。通过聚焦透镜74的光被反射镜75反射,并被分色镜76反射,通过成像透镜58在摄像元件59的摄像面成像。处理部9通过基于来自摄像元件59的输出进行公知的运算,算出被检眼E的屈光力值。例如,屈光力值包括球面度数、散光度数以及散光轴角度或者等价球面度数。
(固视投影系统4)
后述的OCT光学系统8设置在通过分色镜67从反光测定光学系统的光路波长分离的光路上。固视投影系统4设置在通过分色镜83从OCT光学系统8的光路分支的光路上。
固视投影系统4将固定视标呈现至被检眼E。在固视投影系统4的光路上布置有固视单元40。固视单元40受到来自后述的处理部9的控制,能够沿固视投影系统4的光路移动。固视单元40包括液晶面板41。
受到处理部9控制的液晶面板41显示表示固定视标的图案。液晶面板41能够选择性地显示对应于计量(测定)类别的多个固定视标图案。多个固定视标图案包括视角不同的图案。液晶面板41能够将两个以上的固定视标图案重叠而显示。
通过变更液晶面板41的画面上的图案的显示位置,能够变更被检眼E的固视位置。作为被检眼E的固视位置,存在用于获取将眼底Ef的黄斑部作为中心的图像的位置、用于获取将视神经乳头作为中心的图像的位置、用于获取将黄斑部和视神经乳头之间的眼底中心作为中心的图像的位置等。能够将显示固定视标的图案的显示位置任意变更。
来自液晶面板41的光通过中继透镜42,透过分色镜83,通过中继透镜82,被反射镜81反射,透过分色镜67,被分色镜52反射。被分色镜52反射的光通过物镜51投射至眼底Ef。在几个实施方式中,液晶面板41及中继透镜42能够分别独立地在光轴方向上移动。
在几个实施方式中,代替液晶面板41,设置有透过型或反射型的视标图、照明视标图的照明光源和点光源。在视标图中印刷有用于显示反光测定用的固定视标的第一固定视标图案。通过由照明光源照明视标图,在被检眼E上呈现反光测定用的固定视标。为了将视角彼此不同的两个以上的固定视标选择性地呈现于被检眼E,也可以构成为由照明光源选择性地照明印刷有视角彼此不同的固定视标图案的两个以上的视标图。通过点亮点光源,在被检眼E上呈现OCT计量用的固定视标。在视标图上也可以印刷有用于表示OCT计量用的固定视标的第二固定视标图案。
(OCT光学系统8)
OCT光学系统8是用于进行OCT计量的光学系统。基于在OCT计量之前实施的反光测定结果,调节聚焦透镜87的位置,以使光纤f1的端面与拍摄部位(眼底Ef或前眼部)在光学系统共轭。
OCT光学系统8设置在通过分色镜67从反光测定光学系统的光路波长分离的光路上。上述固视投影系统4的光路通过分色镜83结合在OCT光学系统8的光路上。由此,能够使OCT光学系统8和固定投影系统4各自的光轴同轴结合。
OCT光学系统8包括OCT单元100。如图3所示,在OCT单元100中,与一般的扫频光源型OCT装置相同,OCT光源101构成为包括能够扫频(扫描)射出光的波长的波长扫频型(波长扫描型)光源。波长扫频型光源构成为包括激光光源,该激光光源包括谐振器。OCT光源101在人眼无法识别的近红外的波带中时间上变化输出波长。
如图3所示,在OCT单元100中设置有用于执行扫频光源OCT的光学系统。该光学系统包括干涉光学系统。该干涉光学系统具备将来自波长可变光源(波长扫频型光源)的光分割为测定光和参照光的功能、将测定光的来自被检眼E的返回光和经由参照光路的参照光重合而生成干涉光的功能、检测该干涉光的功能。通过干涉光学系统获得的干涉光的检测结果(检测信号)是表示干涉光的光谱的信号,发送至处理部9。
OCT光源101例如包括使射出光的波长(1000nm~1100nm的波长范围)高速变化的近红外波长可变激光器。从OCT光源101输出的光L0被光纤102引导至偏振控制器103而调节其偏振态。偏振态被调节的光L0被光纤104引导至光纤耦合器105而分割为测定光LS和参照光LR。
参照光LR被光纤110引导至准直器111而转换为平行光束,并经由光路长校正构件112及色散补偿构件113引导至角锥棱镜(Corner cube)114。光路长校正构件112起到使参照光LR的光路长和测定光LS的光路长一致的作用。色散补偿构件113的作用是将参照光LR和测定光LS之间的色散特性匹配。角锥棱镜114能够沿着参照光LR的入射方向移动,由此变更参照光LR的光路长。
经由角锥棱镜114的参照光LR经由色散补偿构件113及光路长校正构件112,通过准直器116从平行光束转换为聚焦光束,入射至光纤117。入射至光纤117的参照光LR引导至偏振控制器118而调节其偏振态,通过光纤119引导至衰减器120来调节光量,通过光纤121引导至光纤耦合器122。
另一方面,由光纤耦合器105生成的测定光LS被光纤f1引导而通过准直透镜单元89转换为平行光束,经由光扫描仪88、聚焦透镜87、中继透镜85以及反射镜84,被分色镜83反射。
光扫描仪88布置在例如瞳孔共轭位置。光扫描仪88使测定光LS一维或二维偏转。光扫描仪88例如包括第一电流镜和第二电流镜。第一电流镜使测定光LS偏转,以在正交于OCT光学系统8的光轴的水平方向上扫描拍摄部位(眼底Ef或前眼部)。第二电流镜使通过第一电流镜偏转的测定光LS偏转,以在正交于OCT光学系统8的光轴的垂直方向上扫描拍摄部位。在几个实施方式中,第一电流镜和第二电流镜之间的中间位置布置在瞳孔共轭位置。作为这种基于光扫描仪88的测定光LS的扫描形状,例如存在水平扫描、垂直扫描、十字扫描、放射扫描、圆形扫描、同心圆扫描、螺旋扫描等。
被分色镜83反射的测定光LS通过中继透镜82,被反射镜81反射,透过分色镜67,被分色镜52反射,通过物镜51折射而入射至被检眼E。测定光LS在被检眼E的各种深度位置散射及反射。测定光LS的来自被检眼E的返回光逆向行进与去程相同的路径而被引导至光纤耦合器105,经由光线128到达光纤耦合器122。
光纤耦合器122将经由光纤128入射的测定光LS和经由光纤121入射的参照光LR合成(干涉)来生成干涉光。光纤耦合器122以预定的分支比(例如1:1)将干涉光分支,由此生成一对干涉光LC。一对干涉光LC分别经过光纤123及光纤124引导至检测器125。
检测器125例如是平衡光电二极管。平衡光电二极管包括分别检测一对干涉光LC的一对光电检测器,输出通过这些光电检测器获得的一对检测结果的差值。检测器125将该输出(检测信号)发送至DAQ(Data Acquisition System:数据采集系统)130。
从OCT光源101向DAQ 130供应时钟KC。时钟KC在OCT光源101中与通过波长可变光源在预定的波长范围内扫频的各波长的输出定时同步生成。OCT光源101例如使通过将各输出波长的光L0分支而获得的两个分支光的一个分支光光学延迟之后,基于对这些合成光进行检测的结果生成时钟KC。DAQ 130基于时钟KC对从检测器125输入的检测信号进行抽样。DAQ 130将来自检测器125的检测信号的抽样结果发送至处理部9的运算处理部220。运算处理部220例如按照一系列的波长扫描(按照A线),基于抽样数据对光谱分布实施傅里叶转换等,由此形成各A线上的反射强度状况。进而,运算处理部220通过将各A线的反射强度状况图像化来形成图像数据。
在本例中,虽然设置有用于变更参照光LR的光路(参照光路、参照臂)的长度的角锥棱镜114,但是也可以使用除这些之外的光学部件来变更测定光路长和参照光路长之差。
此外,眼科装置1000也可以包括在被检眼E和物镜51之间可拆卸的前置透镜。例如,在针对前眼部进行OCT计量时,前置透镜布置在被检眼E和物镜51之间,在针对眼底进行OCT计量时,前置透镜从被检眼E和物镜51之间退避。在几个实施方式中,眼科装置1000构成为能够通过在被检眼E和物镜51之间没有设置可拆卸的前置透镜,通过将OCT光学系统8中的透镜的一部分在光轴方向上移动,能够进行针对前眼部的OCT计量和针对眼底的OCT计量。
处理部9根据使用反光测定光学系统获得的测定结果算出屈光力值,基于算出的屈光力值,在眼底Ef、反光测定光源61和摄像元件59共轭的位置,使反光测定光源61及聚焦透镜74分别在光轴方向上移动。在几个实施方式中,处理部9使OCT光学系统8的聚焦透镜87联动于聚焦透镜74的移动而在其光轴方向上移动。在几个实施方式中,处理部9使液晶面板41(固视单元40)联动于反光测定光源61及聚焦透镜74的移动而在其光轴方向上移动。
(处理系统的结构)
针对眼科装置1000的处理系统的结构进行说明。眼科装置1000的处理系统的功能性结构的例子在图4及图5中示出。图4中示出眼科装置1000的处理系统的功能框图的一例。图5中示出数据处理部223的功能框图的一例。
处理部9控制眼科装置1000的各部。另外,处理部9能够执行各种运算处理。处理部9包括处理器。处理器的功能例如由CPU(Central PrOCTssing Unit:中央处理器)、GPU(Graphics PrOCTssing Unit:图形处理器)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit:专用集成电路)、可编辑逻辑器件(例如,SPLD(Simple Programmable LogicDevice:简单可编辑逻辑器件)、CPLD(Complex Programmable Logic Device:复杂可编辑逻辑器件)、FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编辑门阵列))等电路实现。处理部9例如通过读出并执行存储在存储电路或存储装置中的程序来实现实施方式的功能。
处理部9为实施方式的“眼科信息处理装置”的一例。即,用于实现处理部9的功能的程序为实施方式的“眼科信息处理程序”的一例。
处理部9包括控制部210和运算处理部220。另外,眼科装置1000包括移动机构200、显示部270、操作部280和通信部290。
移动机构200是用于使容纳有Z对准系统1、XY对准系统2、角膜测定系统3、固视投影系统4、前眼部观察系统5、反光测定投射系统6、反光测定受光系统7以及OCT光学系统8等光学系统的头部在前后左右方向上移动的机构。例如,移动机构200中设置有产生用于移动头部的驱动力的致动器和传递该驱动力的传递机构。致动器例如由脉冲马达构成。传递机构例如由齿轮组合、齿轮齿条等构成。控制部210(主控制部211)通过向致动器发送控制信号来进行对移动机构200的控制。
(控制部210)
控制部210包括处理器,并控制眼科装置的各部。控制部210包括主控制部211和存储部212。存储部212中预先存储有用于控制眼科装置的计算机程序。计算机程序中包括光源控制用程序、检测器控制用程序、光扫描仪控制用程序、光学系统控制用程序、运算处理用程序以及用户界面用程序等。主控制部211遵从这种计算机程序而动作,由此控制部210执行控制处理。
主控制部211作为测定控制部而进行眼科装置的各种控制。对Z对准系统1的控制中有Z对准光源11的控制、线传感器13的控制等。Z对准光源11的控制中有光源的点亮、熄灭、光量调节、光圈调节等。线传感器13的控制中有检测元件的曝光调节、增益调节和检测率调节等。由此,切换Z对准光源11的点亮和非点亮,或者变更光亮。主控制部211读取线传感器13检测的信号,基于读取的信号来确定光对线传感器13的投影位置。主控制部211基于确定的投影位置求出被检眼E的角膜顶点的位置,基于此控制移动机构200而使头部在前后方向上移动(Z对准)。
对XY对准系统2的控制中有XY对准光源21的控制等。XY对准光源21的控制中有光源的点亮、熄灭、光量调节、光圈调节等。由此,切换XY对准光源21的点亮和非点亮,或者变更光亮。主控制部211读取摄像元件59检测的信号,基于读取的信号来确定基于来自XY对准光源21的光的返回光的亮点像位置。主控制部211控制移动机构200而使头部在上下左右方向上移动,以取消与亮点像Br相对于预定的目标位置(例如,对准标记AL的中心位置)的位置之间的位移(XY对准)。
对普拉西多环投影系统3的控制中有普拉西多环光源32的控制等。普拉西多环光源32的控制中有光源的点亮、熄灭、光量调节、光圈调节等。由此,切换普拉西多环光源32的点亮和非点亮,或者变更光亮。另外,也可以通过控制普拉西多环光源32,变更普拉西多环的环数。主控制部211使运算处理部220对摄像元件59检测的角膜环形像执行公知的运算。由此,算出被检眼E的角膜形状参数。
对固视投影系统4的控制中有液晶面板41的控制、固视单元40的控制等。液晶面板41的控制中有用于表示固定视标的图案显示的开启和关闭、用于表示固定视标的图案切换、用于表示固定视标的图案的显示位置切换等。
例如,固视投影系统4中设置有使液晶面板41(或固视单元40)在光轴方向上移动的移动机构。与移动机构200相同,该移动机构中设置有产生用于使该移动机构移动的驱动力的致动器和传递该驱动力的传递机构。主控制部211通过对致动器发送控制信号来进行对移动机构的控制,至少使液晶面板41在光轴方向上移动。由此,调节液晶面板41的位置,以使液晶面板41和眼底Ef光学共轭。
对前眼部观察系统5的控制中有前眼部照明光源50的控制、摄像元件59的控制等。前眼部照明光源50的控制中有光源的点亮及熄灭、光量调节、光圈调节等。由此,切换前眼部照明光源50的点亮和非点亮,或者变更光量。摄像元件59的控制中有摄像元件59的曝光调节、增益调节和检测率调节等。主控制部211读取摄像元件59检测的信号,使运算处理部220基于读取的信号执行图像的形成等处理。
对反光测定投影系统6的控制中有反光测定光源61的控制、旋转棱镜66的控制等。反光测定光源61的控制中有光源的点亮及熄灭、光量调节、光圈调节等。由此,切换反光测定光源61的点亮和非点亮,或者变更光量。例如,反光测定投影系统6包括使反光测定光源61在光轴方向上移动的移动机构。与移动机构200同样,该移动机构中设置有产生用于移动该移动机构的驱动力的致动器和传递该驱动力的传递机构。主控制部211通过对致动器发送控制信号来进行对移动机构的控制,使反光测定光源61在光轴方向上移动。对旋转棱镜66的控制中有旋转棱镜66的旋转控制等。例如,设置有使旋转棱镜66旋转的旋转机构,主控制部211通过控制该旋转机构使旋转棱镜66旋转。
对反光测定受光系统7的控制中有聚焦透镜74的控制等。聚焦透镜74的控制中有聚焦透镜74在光轴方向上的移动控制等。例如,反光测定受光系统7包括在光轴方向上移动聚焦透镜74的移动机构。与移动机构200同样,该移动机构中设置有产生用于移动该移动机构的驱动力的致动器和传递该驱动力的传递机构。主控制部211通过对致动器发送控制信号来进行对移动机构的控制,使聚焦透镜74在光轴方向上移动。主控制部211例如能够根据被检眼E的屈光力使反光测定光源61及聚焦透镜74分别在光轴方向上移动,以使反光测定光源61、眼底Ef和摄像元件59光学共轭。
对OCT光学系统8的控制中有OCT光源101的控制、光扫描仪88的控制、聚焦透镜87的控制、角锥棱镜114的控制、检测器125的控制、DAQ 130的控制等。OCT光源101的控制中有光源的点亮及熄灭、光量调节、光圈调节等。光扫描仪88的控制中有第一电流镜的扫描位置、扫描范围及扫描速度的控制,第二电流镜的扫描位置、扫描范围和扫描速度的控制等。
聚焦透镜87的控制中有聚焦透镜87在光轴方向上的移动控制、聚焦透镜87朝向对应于拍摄部位的聚焦基准位置的移动控制、对应于拍摄部位的移动范围(聚焦范围)内的移动控制等。例如,OCT光学系统8包括在光轴方向上移动聚焦透镜87的移动机构。与移动机构200同样,该移动机构中设置有产生用于移动该移动机构的驱动力的致动器和传递该驱动力的传递机构。主控制部211通过对致动器发送控制信号来进行对移动机构的控制,使聚焦透镜87在光轴方向上移动。在几个实施方式中,眼科装置中设置有保持聚焦透镜74及聚焦透镜87的保持部件和驱动保持部件的驱动部。主控制部211通过控制驱动部来进行聚焦透镜74及聚焦透镜87的移动控制。主控制部211例如也可以在使聚焦透镜87联动于聚焦透镜74的移动而移动之后,根据干涉信号的强度仅使聚焦透镜87移动。
角锥棱镜114的控制中有角锥棱镜114沿光路的移动控制等。例如,OCT光学系统8包括在沿光路的方向上移动角锥棱镜114的移动机构。与移动机构200同样,该移动机构中设置有产生用于移动该移动机构的驱动力的致动器和传递该驱动力的传递机构。主控制部211通过对致动器发送控制信号来进行对移动机构的控制,使角锥棱镜114在沿光路的方向上移动。检测器125的控制中有检测元件的曝光调节、增益调节和检测率调节等。主控制部211通过DAQ 130对检测器125检测的信号进行抽样,使运算处理部220(图像形成部222)基于抽样的信号执行图像的形成等处理。
另外,主控制部211作为显示控制部,能够在显示部270显示由摄像元件59获得的被检眼E的图像(前眼部像、眼底像)、用于通过触摸面板实现操作部280的功能的图形用户界面以及对应于运算处理部220的处理结果的信息等。作为运算处理部220的处理结果,有由图像处理部222形成的图像、数据处理部223的处理结果等。
而且,主控制部211进行将数据写入存储部212的处理、从存储部212读出数据的处理。
(存储部212)
存储部212存储各种数据。作为存储部212中存储的数据,例如客观测定的测定结果、OCT计量的计量结果、断层像的图像数据、眼底像的图像数据、被检眼信息、被检者信息、模型眼数据212A等。被检眼信息包括左眼及右眼的识别信息等有关被检眼的信息。被检者信息包括患者ID、姓名、被检者的年龄、性别、身高、体重等有关被检者的信息。在几个实施方式中,被检者信息是从电子病历获取的信息。在几个实施方式中,被检眼信息和被检者信息是使用操作部280由检查者或被检者输入的信息。
模型眼数据212A包括构成眼球模型的两个以上参数。这种参数有尺寸参数、形状参数以及光学参数。尺寸参数表示眼睛的一部分或整体的尺寸。形状参数表示眼睛部位的形状。光学参数表示眼睛部位的光学功能。
模型眼数据212A可以是例如公知的模型眼的数据。作为公知的模型眼,有Gullstrand模型眼、Helmholtz模型眼等。包含在模型眼数据212A中的参数被上述普拉西多测定、眼屈光力测定或OCT计量获得的测定值替换,供生成后述的眼球模型。
另外,存储部212中存储有用于使眼科装置动作的各种程序和数据。
(运算处理部220)
运算处理部220包括图像形成部222和数据处理部223。
(图像形成部222)
图像形成部222基于由检测器125检测的信号,形成眼底Ef的断层像的图像数据。即,图像形成部222基于根据干涉光学系统的干涉光LC的检测结果,形成被检眼E的图像数据。与现有的频谱域型的OCT相同,该处理包括过滤处理、FFT(Fast Fourier Transform:快速傅立叶转换)等处理。这样获取的图像数据是包括通过将多个A线(各测定光LS在被检眼E内的路径)上的反射强度状况图像化而形成的一群图像数据的数据组。
为了提高图像质量,可以将对相同图案重复多次扫描而收集的多个数据组叠加(进行算数平均)。
(数据处理部223)
数据处理部223针对由图像形成部222形成的断层像实施各种数据处理(图像处理)和解析处理。例如,数据处理部223执行图像的亮度校正和色散校正等校正处理。另外,数据处理部223对使用前眼部观察系统5获得的图像(前眼部像等)实施各种图像处理和解析处理。
数据处理部223通过执行对断层像之间的像素插值的插值处理等公知的图像处理,能够形成被检眼E的体数据(体素数据)。在基于体数据显示图像的情况下,数据处理部223对该体数据实施渲染处理,从而形成从确定的视线方向观看时的类似三维图像。
数据处理部223通过对获取的体数据(三维数据组、堆栈数据等)实施各种渲染,能够形成任意截面下的B模式图像(纵截面图像、轴方向截面图像)、任意截面下的C模式图像(横截面图像、水平截面图像)、投影图像、阴影图像等。B模式图像和C模式图像之类任意截面图像通过从三维数据组选择所确定截面上的像素(体素)而形成。投影图像通过将三维数据组在预定方向(Z方向、深度方向、轴方向)上投影来形成。阴影图像通过将三维数据组的一部分(例如相当于确定层的部分数据)在预定方向上投影来形成。将C模式图像、投影图像、阴影图像之类将被检眼的正面侧作为注视点的图像称为正面图像(en-face图像)。
另外,数据处理部223基于通过OCT按照时序收集的数据(例如,B扫描图像数据),能够构建强调视网膜血管和脉络膜血管的B模式图像和正面图像(血管强调图像、血管造影)。例如,通过反复扫描被检眼E的大致相同部位,能够收集时序的OCT数据。
如图5所示,数据处理部223包括角膜信息生成部2231、眼屈光力算出部2232、眼内距离算出部2233、眼球模型生成部2234和部位确定部2235。
(角膜信息生成部2231)
角膜信息生成部2231通过使用由摄像元件59获取的普拉西多环像进行公知的运算,生成包括表示角膜Cr形状的参数的角膜信息(角膜形状信息)的分布信息。即,生成在角膜Cr的多个位置各自上的角膜信息。
表示角膜Cr的形状的参数有角膜曲率半径、角膜屈光力、角膜散光度、角膜散光轴方向、角膜波面像差等。
例如,角膜信息生成部2231通过解析获取的普拉西多环像的环形像高度(或间隔),能够算出上述参数。
在下面,针对角膜信息生成部2231作为角膜信息求出角膜曲率半径的情况进行说明。即,求出角膜Cr中的曲率半径分布。
(眼屈光力算出部2232)
眼屈光力算出部2232解析环形像(图案像),该环形像通过摄像元件59接收反光测定投影系统6投影至眼底Ef的环状光束(环状的测定图案)的返回光来获得。
例如,眼屈光力算出部2232根据对获得的环形像进行扫描的图像中的亮度分布求出环形像的重心位置,根据该重心位置求出沿呈放射状延伸的多个扫描方向的亮度分布,根据该亮度分布确定环形像。接着,眼屈光力算出部2232求出所确定的环形像的近似椭圆,通过将该近似椭圆的长径及短径代入公知的公式,求出球面度数、散光度数以及散光轴角度。或者,眼屈光力算出部2232基于对基准图案的环形像的变形及位移,能够求出眼屈光力的参数。
(眼内距离算出部2233)
眼内距离算出部2233基于由OCT光学系统8获得的干涉光LC的检测结果(OCT数据),求出被检眼E中的一个以上眼内距离。一个以上眼内距离包括眼轴长(从角膜顶点至视网膜的距离)。作为视网膜的位置,可以采用视网膜中的预定的层组织(例如,内境界膜)。在几个实施方式中,眼内距离算出部2233通过解析由OCT光学系统8获得的干涉光LC的检测结果,确定相当于眼内预定部位的干涉光的检测结果(干涉信号)的峰值位置,基于确定的峰值位置的距离求出上述眼内距离。几个实施方式的眼内距离算出部2233还求出角膜厚度、前房深度、晶状体厚度、玻璃体腔长、视网膜厚度、脉络膜厚度等。
(眼球模型生成部2234)
眼球模型生成部2234基于由OCT光学系统8获得的干涉光LC的检测结果(OCT数据),求出有关被检眼E的参数(值)。而且,眼球模型生成部2234基于求出的参数,制作被检眼E的三维眼球模型。
眼球模型生成部2234基于在包含于上述模型眼数据212A的参数中普拉西多测定、眼屈光力测定或OCT计量的结果,求出能够算出的参数。眼球模型生成部2234作为参数的一部分,能够采用由眼内距离算出部2233算出的参数。
眼球模型生成部2234能够求出上述尺寸参数、形状参数以及光学参数。
如上所述,尺寸参数表示眼睛的一部分或整体的尺寸。作为表示眼睛一部分的尺寸参数,有角膜厚度、晶状体厚度、前房深度(角膜后面和晶状体前面之间的距离)、视网膜厚度、瞳孔直径等。作为表示眼睛整体的尺寸参数,有例如眼轴长。
如上所述,形状参数表示眼睛部位的形状。眼睛部位可以是例如角膜前面、角膜后面、晶状体前面、晶状体后面、视网膜表面、视网膜的预定层、脉络膜、瞳孔(虹膜)等。另外,表示形状的参数有预定的一点处的曲率、预定范围中的曲率分布和倾斜角度等。
如上所述,光学参数表示眼睛部位的光学功能。作为光学参数,有角膜(前面、后面)的屈光力(球面度、散光度、散光轴等)和晶状体(前面、后面)的屈光力等。另外,光学参数也可以包括色差、球差、彗差、像散、场曲、畸变等有关像差的任意参数。另外,光学参数也可以包括眼睛部位的屈光率、反射率、分散特性和偏振特性等有关眼睛部位的光学特性的任意参数。
此外,也可以基于通过普拉西多测定、眼屈光力测定或OCT计量获得的数据,对包括在模型眼数据中的参数进行校正,从而应用为构成眼球模型的新参数。
眼球模型生成部2234包括参数算出部2234A和模型生成部2234B。
(参数算出部2234A)
参数算出部2234A通过解析由OCT光学系统8获得的OCT数据(数据组),求出有关被检眼E的既定参数。OCT数据组表示包括从角膜前面至视网膜表面范围的被检眼E的三维区域形状。即,该三维区域相当于OCT的计量区域,作为OCT数据组获得的图像对该三维区域中的被检眼E的各部形状进行扫描。
说明根据OCT数据组算出尺寸参数的处理例子。首先,参数算出部2234A确定成为对象的被检眼E的部位。该处理通过解析OCT数据组的像素值来执行,例如包括过滤处理、阈值处理、边缘检测等公知的图像处理。作为典型例子,在求出角膜厚度的情况下确定角膜前面和角膜后面,在求出晶状体厚度的情况下确定晶状体前面和晶状体后面,在求出前房深度的情况下确定角膜后面和晶状体前面,在求出视网膜厚度的情况下确定视网膜表面和视网膜里面,在求出瞳孔直径的情况下确定虹膜的边缘(瞳孔的边界)。在根据OCT数据组求出眼轴长的情况下,确定角膜前面和视网膜表面(视网膜中的预定的层组织)。
接着,参数算出部2234A在确定的部位中确定成为尺寸计量位置的两个以上特征点。该处理通过解析确定的部位的像素位置及/或像素值来执行,例如包括图案匹配、微分运算(曲率运算)、过滤处理、阈值处理、边缘检测等公知的图像处理。在求出角膜厚度的情况下,确定角膜前面的顶点(角膜顶点)和角膜后面的顶点。角膜前面的顶点例如通过角膜前面的形状解析来确定,或者通过角膜前面的像素的Z坐标值来确定。角膜后面的顶点例如确定为通过角膜顶点并在Z方向上延伸的直线和角膜后面之间的交点,通过角膜后面的形状解析来确定,或者通过角膜后面的像素的Z坐标值来确定。关于其它参数,执行相同的处理。
而且,参数算出部2234A基于确定的两个以上特征点求出尺寸。在求出角膜厚度的情况下,求出确定的角膜前面的顶点和角膜后面的顶点之间的距离。该距离例如可以用两个顶点之间的像素数表示,也可以是将该像素数基于拍摄倍率换算为实际空间距离的值。
说明根据OCT数据算出形状参数的处理的例子。首先,参数算出部2234A确定成为对象的被检眼E的部位。该处理可以与尺寸参数的情况相同。接着,参数算出部2234A基于确定的部位算出形状参数。例如,当求出特征点中的曲率时,与尺寸参数相同地确定特征点,基于该特征点附近的形状,能够算出该特征点中的曲率。当求出预定范围中的曲率分布时,针对该范围内的各个点执行相同的处理即可。当求出倾斜角度时,基于该位置(点)及其附近的形状,能够执行微分处理。
说明根据OCT数据组算出光学参数的处理的例子。OCT数据组表示被检眼E的部位形态(形状、尺寸等)。关于仅根据部位形态能够算出的光学参数,可以利用将部位的形状和尺寸与光学尺寸建立关联的公知数学公式算出光学参数。另外,关于仅根据部位的形态不能算出的光学参数,可以参照需要的其它值(测定值或者模型眼数据等标准值)并利用公知的数学公式。例如,当求出晶状体的屈光力时,可以参照晶状体的屈光率和与其相邻的部位的屈光率。另外,通过假设近轴近似进行光线追踪,能够求出屈光力。
(模型生成部2234B)
模型生成部2234B使用由角膜信息生成部2231生成的角膜信息的分布(具体地,曲率半径分布),制作被检眼E的三维眼球模型。更具体地,模型生成部2234B基于由角膜信息生成部2231生成的角膜信息的分布、由眼内距离算出部2233算出的眼轴长、由眼屈光力算出部2232算出的屈光力值和由参数算出部2234A算出的参数,制作被检眼E的三维眼球模型。
模型生成部2234B将用上述各部算出的参数分别与眼球模型中的对应部位建立关联。例如,通过将参数和算出其的处理中确定的部位和特征点建立关联,执行该处理。例如,将表示角膜前面形状的参数(曲率、曲率分布等)和眼球模型中的角膜前面建立关联。在该实施方式中,眼球模型中的角膜与使用普拉西多环投影系统3获取的曲率半径分布建立关联。另外,表示眼轴长的参数与眼球模型中的角膜前面(角膜顶点等)以及视网膜表面(中央凹等)建立关联。关于其它参数也相同。
(部位确定部2235)
部位确定部2235确定入射至角膜Cr的测定光在眼内中的行进方向,基于通过该测定光收集的OCT数据,确定行进方向上对应于被检眼E的眼内部位的位置。在此,眼内部位为视网膜(或者构成视网膜的层组织中的任一个)。
图6及图7中示出部位确定部2235的动作说明图。图6中示意性示出入射至被检眼E的眼内的测定光。图7中示意性示出入射至被检眼E的角膜Cr的多个位置的测定光。在图6及图7中,针对相同部分标注相同的附图标记,适当省略说明。
如上所述,使测定光偏振的光扫描仪88为了配置在瞳孔共轭位置,将测定光以瞳孔或其附近为基准进行偏振。如图6所示,若光扫描仪88的扫描角度(以光轴O为基准)设为θ,则部位确定部2235基于光扫描仪88的扫描角度θ和由眼球模型生成部2234生成的眼球模型,对测定光进行光线追踪,从而确定测定光的行进方向。光线追踪是使用斯内尔定律追踪在不同介质中行进的光线的公知方法。在该实施方式中,通过几何光学追踪眼球模型的角膜和晶状体等对光线给予的影响,求出通过眼球模型内的测定光的特性。
另外,部位确定部2235通过确定入射至角膜Cr中的多个入射位置各自的测定光的行进方向,能够确定眼内部位中的多个位置。
如图7所示,对被虹膜区域AR1围绕的瞳孔区域AR2的前面侧的角膜Cr,与使用普拉西多环投影系统3获取的角膜Cr的曲率半径分布BP建立关联。部位确定部2235对入射至角膜Cr的入射位置p1的测定光LS1进行光线追踪而确定眼内的行进方向,根据通过测定光LS1获得的OCT数据(A扫描数据)确定相当于视网膜的位置F1。通过确定OCT数据的峰值位置,能够确定相当于视网膜的位置。此时,使用在曲率半径分布BP中对应于入射位置p1的曲率半径来进行光线追踪。相当于视网膜的位置可以是构成视网膜的层组织的任一个位置。构成视网膜的层组织有内界膜、神经纤维层、神经节细胞层、内网状层、内颗粒层、外网状层、外颗粒层、外界膜、视细胞层、RPE等。
相同地,部位确定部2235对入射至角膜Cr的入射位置p2的测定光LS2进行光线追踪而确定眼内的行进方向,根据通过测定光LS2获得的OCT数据确定相当于视网膜的位置F2。此时,使用在曲率半径分布BP中对应于入射位置p2的曲率半径来进行光线追踪。位置F1、F2由于是视网膜中的位置,因此能够反映角膜Cr的形状来确定视网膜的形状。
例如,通过在视网膜中确定一个B扫描线上的两个以上位置,能够确定B扫描方向的视网膜的二维形状。例如,通过在视网膜中确定两个以上B扫描线上的三个以上位置,能够确定视网膜的三维形状。
在几个实施方式中,也可以是,部位确定部2235基于模型眼数据212A、使用反光测定光学系统获取的被检眼E的眼屈光力和由眼内距离算出部2233(或参数算出部2234A)算出的眼轴长,将确定的视网膜的区域基于拍摄倍率(尺寸信息)换算为实际空间距离,从而确定视网膜的大致实际尺寸的形状。
在此情况下,部位确定部2235以如上所述那样生成的尺寸信息为基准,能够将视网膜的区域作为大致实际尺寸的区域进行确定。
部位确定部2235使用模型眼数据212A和被检眼E的光学特性的测定值生成尺寸信息。被检眼E的光学特性的测定值包括角膜曲率半径的分布、眼屈光力以及眼轴长中的至少一个。角膜曲率半径的分布使用普拉西多环投影系统3来获取。眼屈光力使用反光测定投射系统6及反光测定受光系统7来获取。眼轴长使用OCT光学系统8来获取。这种部位确定部2235的处理可以与例如日本特开2016-043155号公报中公开的处理相同。
部位确定部2235使用模型眼数据和由眼科装置1000获取的测定值来生成尺寸信息。在该尺寸信息的生成处理中,针对在包含于模型眼数据的参数中由眼科装置1000能够测定的参数,使用由眼科装置1000获取的测定值。
在该实施方式中,部位确定部2235通过基于获取的测定值进行倍率校正,能够生成尺寸信息。例如,部位确定部2235求出被检眼E的眼球光学系统的倍率,根据求出的倍率生成表示被检眼E的断层像中水平方向的1像素尺寸的尺寸信息。
作为其具体例子,首先,部位确定部2235基于被检眼E的光学特性的测定值,运算被检眼的眼球光学系统的倍率。在该实施方式中,考虑被检眼E的倍率和OCT光学系统8的倍率双方来求出拍摄倍率。在此,OCT光学系统8具有从被检眼E侧沿光轴依次配置有物镜51、拍摄光圈(未图示)、变倍透镜(聚焦透镜87)以及中继透镜85的一般结构。
首先,当眼屈光力为角膜顶点中的测定值(角膜屈光度数)时,根据需要,部位确定部2235转换为瞳孔中的屈光力(瞳孔屈光度数)。例如,与以往相同地,能够基于眼镜佩戴距离和从角膜顶点至入射瞳孔的距离进行该运算。
接着,部位确定部2235运算物镜51的成像位置。例如,可以基于瞳孔屈光度数、物镜51的焦点距离和从入射瞳孔至物镜51的前侧焦点的距离,通过使用牛顿公式进行该运算。
接着,部位确定部2235运算变倍透镜(聚焦透镜)的拍摄倍率。例如,可以通过将表示物镜51的成像位置的运算结果、变倍透镜的焦点距离、主点之间距离、物像距离的关系的二次表达式针对拍摄倍率进行求解来进行该运算。
接着,部位确定部2235运算来自物镜51的射出角。例如,可以基于拍摄倍率的运算结果、从物镜51的后侧主点至拍摄光圈的距离和物镜51的焦点距离进行该运算。此时,运算射出角,以使像在检测面上的像高度成为预定值。该预定值例如为-0.11mm(负号表示像从光轴向下方向形成)。
接着,部位确定部2235运算拍摄光圈的光圈面上像高度成为上述预定值这样的对物镜51的入射角。例如,可以基于来自物镜51的射出角的运算结果、入射瞳孔和拍摄光圈的角倍率进行该运算。
接着,当由普拉西多测定仅求出角膜的前面的曲率半径分布时,部位确定部2235运算被检眼E的角膜的后面的曲率半径。例如,可以基于使用普拉西多环投影系统3测定的角膜曲率(角膜的前面的曲率)的测定值和角膜的前面及后面的曲率之比进行该运算。该曲率之比例如可以使用模型眼数据的值。此外,当使用OCT光学系统8测定角膜Cr的前面或后面的曲率(曲率半径)时,作为角膜的前面或后面的曲率半径,能够使用该测定值。
接着,部位确定部2235使用眼轴长的测定值或模型眼数据求出从被检眼E的晶状体的后面至视网膜面(眼底)的距离。
接着,确定被检眼E的眼球光学系统的光学常数。作为被检眼E的光学常数,例如采用角膜的曲率(曲率半径)的测定值、屈光度数的测定值以及眼轴长的测定值,无法获得测定值的被检眼E的光学常数采用模型眼数据的值。另外,作为从晶状体后面至视网膜(眼底)的距离,采用使用OCT光学系统8获得的测定值、或者从眼轴长的测定值减去从角膜前面至晶状体后面的距离的标准值(模型眼数据的值)的值。
若确定了被检眼E的光学常数,则部位确定部2235运算视网膜面(眼底)上的像高度。例如,可以通过使用确定的光学常数和对物镜51的入射角的运算结果进行光线追踪来进行该运算。
最后,部位确定部2235基于视网膜面上的像高度的运算结果、检测面上的像高度的运算结果、中继透镜的中继倍率(拍摄光学系统等的影响)等,运算倍率。该倍率考虑了被检眼E的眼球光学系统的倍率和拍摄光学系统的倍率。
部位确定部2235根据求出的倍率作为尺寸信息求出断层像中1像素的纵横各自长度(单位:微米/像素)。例如,部位确定部2235包括对多个倍率各自预先建立关联的1像素的纵横各自长度的表格信息,能够通过参照该表格信息,根据求出的倍率求出眼底像上1像素的纵横各自长度。此外,代替有关多个离散倍率值的表格信息,能够使用将倍率值的连续变化和1像素的尺寸变化建立对应关系的曲线信息。
若如上所述,求出尺寸信息,则部位确定部2235将确定的视网膜的任意两点之间的距离,基于尺寸信息转换为相当于实际尺寸的距离。
如上所述,对测定光进行光线追踪而确定眼内的行进方向,每当沿着确定的行进方向根据OCT数据确定与视网膜的位置对应的位置,针对该确定位置进行上述尺寸信息的算出处理。
通过如上所述,使用尺寸信息,能够反映角膜Cr的形状来确定视网膜的大致实际的形状。
(显示部270、操作部280)
显示部270作为用户界面部,接收控制部210的控制而显示信息。显示部270包括图2等中示出的显示部10。
操作部280作为用户界面部,为了操作眼科装置而使用。操作部280包括设置于眼科装置的各种硬件键(操纵杆、按钮、开关等)。另外,操作部280也可以包括显示于触摸面板式的显示画面10a的各种软件键(按钮、图标、菜单等)。
显示部270及操作部280的至少一部分也可以一体构成。作为其典型例子,有触摸面板式的显示画面10a。
(通信部290)
通信部290具有用于与未图示的外部装置通信的功能。通信部290包括与外部装置的接通形式对应的通信接口。作为外部装置的例子,有用于测定透镜的光学特性的眼镜透镜测定装置。眼镜透镜测定装置测定被检者佩戴的眼镜透镜的度数等,并将该测定数据输入至眼科装置1000。另外,外部装置也可以是任意的眼科装置、从存储介质读取信息的装置(读取器)和将信息写入存储介质的装置(写入器)等。而且,外部装置也可以是医院信息系统(HIS)服务器、医学数字成像与通信(DICOM,Digital Imaging and communication inmedicine)服务器、医生终端、移动终端、个人终端、云服务器等。通信部290例如也可以设置于处理部9。
处理部9(眼科信息处理装置400)是实施方式的“眼科信息处理装置”的一例。OCT光学系统8(OCT光学系统320)是实施方式的“OCT计量部”的一例。普拉西多环投影系统3(普拉西多环投影系统310)及角膜信息生成部2231是实施方式的“角膜形状测定部”的一例。视网膜是实施方式的“眼内部位”的一例。反光测定光学系统(反光测定投射系统6及反光测定受光系统7)及眼屈光力算出部2232是实施方式的“眼屈光力测定部”的一例。模型眼数据212A是实施方式的“标准值数据”的一例。
<动作例>
针对实施方式的眼科装置1000的动作进行说明。
图8中示出眼科装置1000的动作的一例。图8表示眼科装置1000的动作例的流程图。在存储部212中存储有用于实现图8中示出的处理的计算机程序。主控制部211通过按照该计算机程序进行动作来执行图8中示出的处理。
(S1:开始固定视标的呈现)
在被检者的脸固定于未图示的脸座部的状态下,检查者对操作部280进行预定的操作,从而眼科装置1000对被检眼E开始固定视标的呈现。
具体地,主控制部211通过控制固视投影系统4,将预先确定的表示固定视标的固定视标图案显示于液晶面板41。由此,能够使被检眼E注视预定的固视位置。
(S2:对准)
接着,眼科装置1000执行对准。
具体地,主控制部211使Z对准光源11和XY对准光源21点亮。另外,主控制部211使前眼部照明光源50点亮。处理部9获取摄像元件59的摄像面上的前眼部像的拍摄信号,在显示部270显示前眼部像。之后,图2中示出的光学系统移动至被检眼E的检查位置。检查位置是能够在充分的精度内进行被检眼E的检查的位置。借助上述对准(基于Z对准系统1、XY对准系统2和前眼部观察系统5的对准),被检眼E布置于检查位置。光学系统的移动按照用户的操作或指令,或者控制部210的指令,通过控制部210来执行。即,进行光学系统向被检眼E的检查位置的移动和用于进行客观测定的准备。
另外,主控制部211使反光测定光源61、聚焦透镜74和固视单元40(液晶面板41)沿各自的光轴移动至初始点位置(例如,对应于0D的位置)。
(SQ3:普拉西多测定)
接着,眼科装置1000执行普拉西多测定。
具体地,主控制部211使普拉西多光源32点亮。若从普拉西多光源32输出光,则角膜形状测定用的同心圆状的多个环状光束投射至被检眼E的角膜Cr。角膜信息生成部2231通过针对由摄像元件59获得的普拉西多环像实施运算处理,算出角膜曲率半径,并根据算出的角膜曲率半径算出角膜屈光力、角膜散光度数以及角膜散光轴角度。在控制部210中,算出的角膜屈光力等存储于存储部212。
通过来自主控制部211的指令,或者用户对操作部280的操作或指令,眼科装置1000的动作转移到步骤S4。
(S4:眼屈光力测定)
接着,眼科装置1000执行眼屈光力测定。
具体地,主控制部211如上所述那样将用于眼屈光力测定的环状的测定图案光束投射至被检眼E。基于来自被检眼E的测定图案光束的返回光的环形像在摄像元件59的摄像面成像。主控制部211判断是否获取到基于通过摄像元件59检测的来自眼底Ef的返回光的环形像。例如,主控制部211检测基于通过摄像元件59检测的返回光的像的边缘位置(像素),判断像的宽度(外径和内径之差)是否为预定值以上。或者,主控制部211也可以通过判断是否能够基于预定的高度(环直径)以上的点(像)形成环形,判断是否获取到环形像。
当判断为获取到环形像时,眼屈光力算出部2232用公知的方法解析基于投射至被检眼E的测定图案光束的返回光的环形像,求出临时球面度数S及临时散光度数C。主控制部211基于求出的临时球面度数S及临时散光度数C,使反光测定光源61、聚焦透镜74以及固视单元40(液晶面板41)向等价球面度数(S+C/2)的位置(相当于临时远点的位置)移动。
主控制部211使固视单元40(液晶面板41)从确定的等价球面度数(S+C/2)的位置向雾化位置进一步移动。
主控制部211作为正式测定,通过控制反光测定投射系统6及反光测定受光系统7来再次获取环形像。主控制部211使眼屈光力算出部2232根据与上述相同地获得的环形像的解析结果和聚焦透镜74的移动量算出球面度数、散光度数以及散光轴角度。
另外,眼屈光力算出部2232根据求出的球面度数及散光度数求出相当于被检眼E的远点的位置(相当于通过正式测定获得的远点的位置)。主控制部211使液晶面板41移动至相当于求出的远点的位置。控制部210将聚焦透镜74的位置和算出的球面度数等存储于存储部212。根据来自主控制部211的指令,或用户对操作部280的操作或指令,眼科装置1000的动作转移至步骤S5。
当判断为不能获取到环形像时,主控制部211考虑可能是强度屈光异常眼,使反光测定光源61及聚焦透镜74以预先设定的步骤向负度数侧(例如,-10D)、正度数侧(例如,+10D)移动。主控制部211通过控制反光测定受光系统7在各个位置检测环形像。当即使这样仍判断为不能获取到环形像时,主控制部211执行预定的测定错误处理。此时,眼科装置1000的动作可以转移到步骤S5。控制部210将表示未能获得反光测定结果的信息存储于存储部212。
(S5:眼轴长测定)
接着,眼科装置1000执行用于测定眼轴长的OCT计量。
具体地,主控制部211使OCT光源101点亮,通过控制光扫描仪88,用测定光LS扫描被检眼E。通过测定光LS的扫描获得的检测信号被发送至例如数据处理部223。眼内距离算出部2233根据获取的检测信号确定相当于角膜顶点的位置和相当于视网膜的位置,基于这些距离算出眼轴长。在几个实施方式中,通过测定光LS的扫描获得的检测信号被传送至图像形成部222。图像形成部222根据获得的检测信号形成扫描前眼部及眼底Ef的被检眼的B扫描图像。眼内距离算出部2233根据通过图像形成部222形成的B扫描图像确定相当于角膜顶点的位置和相当于视网膜的位置,基于这些距离算出眼轴长。
眼内距离算出部2233能够算出眼轴长之外的前房深度、晶状体厚度等眼内距离。
(S6:前眼部OCT计量)
接着,眼科装置1000执行前眼部OCT计量。在几个实施方式中,步骤S6在步骤S5中执行。
在几个实施方式中,眼科装置1000的动作模式变更为前眼部OCT计量模式。在前眼部OCT计量模式下,在被检眼E和物镜51之间布置前置透镜,或者使OCT光学系统8中的透镜的一部分在光轴方向上移动至前眼部OCT计量模式用的位置。
之后,主控制部211使OCT光源101点亮,控制光扫描仪88,从而用测定光LS扫描被检眼E的前眼部。由此,获取角膜的三维OCT数据组。
在几个实施方式中,根据在步骤S6中获得的OCT数据组形成前眼部的OCT图像,并显示于显示部270。此时,可以基于步骤S3或步骤S6中获得的数据,校正前眼部的OCT图像。
(S7:眼底OCT计量)
接着,眼科装置1000执行眼底OCT计量。
在几个实施方式中,眼科装置1000的动作模式变更为眼底OCT计量模式。在眼底OCT计量模式下,前置透镜从被检眼E和物镜51之间退避,或者使OCT光学系统8中的透镜的一部分在光轴方向上移动至眼底OCT计量模式用的位置。
之后,主控制部211使OCT光源101点亮,控制光扫描仪88,从而用测定光LS扫描被检眼E的眼底。由此,获取眼底的三维OCT数据组。
接着,主控制部211使用在步骤S6中获得的前眼部的OCT数据和在步骤S7中获得的眼底的OCT数据,使参数算出部2234A算出预定的参数。之后,主控制部211如上所述那样使模型生成部2234B生成眼球模型。
(S8:确定视网膜的位置)。
接着,主控制部211在步骤S7的眼底OCT计量中,针对入射至角膜Cr的多个位置的各个测定光,确定眼内的行进方向,使部位确定部2235沿着确定的行进方向确定相当于视网膜的位置。部位确定部2235基于步骤S7的眼底OCT计量中光扫描仪88的扫描角度和在步骤S7中获得的眼球模型,对入射至角膜Cr的多个入射位置的各个测定光进行光线追踪,从而确定测定光的行进方向。接着,部位确定部2235针对各个测定光,基于通过各个测定光收集的OCT数据确定行进方向上相当于被检眼E的视网膜的位置。
(S9:确定视网膜的形状)
接着,部位确定部2235针对在步骤S8中确定的多个视网膜的各个位置,基于模型眼数据212A、在步骤S4中获取的被检眼E的眼屈光力和在步骤S5中算出的眼轴长,如上所述那样换算为实际空间距离,从而确定为视网膜的大致实际尺寸形状。由此,能够确定比视网膜详细的二维或三维形状。以上,眼科装置1000的动作终了(结束)。
此外,在上述实施方式中,针对使用普拉西多环投影系统3测定角膜Cr的形状的情况进行了说明,但是实施方式的结构不限于此。例如,代替普拉西多环投影系统3,也可以设置角膜视标投影系统。在此情况下,从角膜环光源输出光,角膜形状测定用的环状光束被投射至被检眼E的角膜Cr。数据处理部223通过对由摄像元件59获取的像实施运算处理,算出角膜曲率半径,根据算出的角膜曲率半径算出角膜屈光力、角膜散光度数以及角膜散光轴角度。
如以上的说明,根据实施方式,由于反映被检眼E的角膜Cr的形状来确定视网膜的位置和形状,因此当根据断层像判断为视网膜的形状异常时,能够判断是在角膜中存在问题还是真正在视网膜中存在问题。由此,能够有助于预防向病理性近视的发展。
[作用、效果]
针对实施方式的眼科信息处理装置、眼科装置以及眼科信息处理方法的作用及效果进行说明。
几个实施方式的眼科装置1000包括OCT计量部(OCT光学系统8、320)、角膜形状测定部(普拉西多环投影系统3、310及角膜信息生成部2231)、眼球模型生成部2234和部位确定部2235。OCT计量部包括光扫描仪88,将来自光源(OCT光源101)的光L0分割成参照光LR和测定光LS,将测定光通过光扫描仪偏振而投射至被检眼E,通过检测来自被检眼的测定光的返回光和参照光之间的干涉光LC,收集被检眼的数据。角膜形状测定部对被检眼的角膜Cr投射测定图案,检测其返回光,基于检测的返回光的像(普拉西多环像)求出角膜中的曲率半径分布。眼球模型生成部使用角膜中曲率半径分布来生成眼球模型。部位确定部通过对入射至角膜中多个入射位置中各个的测定光,基于光扫描仪的扫描角度θ和眼球模型进行光线追踪,确定测定光的行进方向,基于通过该测定光收集的数据而确定行进方向上与被检眼的眼内部位对应的位置。
根据这种结构,由于求出角膜中的曲率半径分布,考虑对应于入射位置的曲率半径,对入射至角膜中的多个位置的测定光进行光线追踪而确定眼内的行进方向,基于通过该测定光收集的数据,确定行进方向上与被检眼的眼内部位对应的位置,因此能够反映角膜的形状来确定眼内部位的形状。由此,当判断为眼内部位的形状异常时,能够判断是在角膜中存在问题还是真正在视网膜中存在问题。
在几个实施方式的眼科装置中,角膜形状测定部对角膜投射同心圆状的多个环状光束。
根据这种结构,由于通过公知的角膜形状测定光学系统能够容易获取角膜的曲率半径分布,因此能够以简单的结构,提供能够反映角膜的形状来确定眼内部位的形状的眼科装置。
几个实施方式的眼科装置包括:眼屈光力测定部(反光测定光学系统(反光测定投射系统6及反光测定受光系统7)及眼屈光力算出部2232),对被检眼投射光,检测其返回光,基于检测的返回光的像,求出被检眼的眼屈光力;眼内距离算出部2233,基于通过OCT计量部收集的上述数据,求出被检眼的眼轴长,部位确定部基于表示眼睛的光学特性的标准值数据(模型眼数据212A)、眼屈光力和眼轴长,确定眼内部位的形状。
根据这种结构,能够将确定的眼内部位的区域基于拍摄倍率换算为实际空间距离,从而确定眼内部位的大致实际大小的形状,因此除能够高精度地判断眼内部位的形状的异常与否以外,还能够详细观察眼内部位的形状。
在几个实施方式的眼科装置中,眼球模型生成部基于通过OCT计量部收集的被检眼的数据,求出包括表示被检眼的一部分或整体尺寸的尺寸参数、表示被检眼的部位的形状的形状参数以及表示被检眼的部位的光学功能的光学参数中的至少一个的参数,基于参数、标准值数据、眼屈光力、眼轴长和曲率半径分布,生成眼球模型。
根据这种结构,使用公知的模型眼数据,能够生成与被检眼的眼球光学特性匹配的眼球模型,因此能够更高精度地确定眼内部位的位置等。
在几个实施方式的眼科装置中,眼内部位为视网膜。
根据这种结构,能够反映角膜的形状来确定视网膜的形状。由此,当判断为视网膜的形状存在异常时,能够判断是在角膜中存在问题还是真正在视网膜中存在问题。
几个实施方式的眼科信息处理装置400(处理部9)基于通过针对被检眼E执行光学相干断层扫描收集的数据,至少确定被检眼的眼内部位的位置。眼科信息处理装置包括眼球模型生成部2234和部位确定部2235。眼球模型生成部使用被检眼的角膜Cr中的曲率半径分布,生成眼球模型。部位确定部通过基于使测定光偏振的光扫描仪88的扫描角度和眼球模型对入射至角膜中的多个入射位置的各个测定光进行光线追踪,确定测定光的行进方向,基于通过该测定光收集的数据,确定行进方向上与眼内部位对应的位置。
根据这种结构,由于考虑角膜中的曲率半径分布,对入射至角膜中的多个位置的测定光进行光线追踪而确定行进方向,基于通过该测定光收集的数据确定行进方向上与被检眼的眼内部位对应的位置,因此能够反映角膜的形状来确定眼内部位的形状。由此,当判断为眼内部位的形状存在异常时,能够判断是在角膜中存在问题还是真正在视网膜中存在问题。
在几个实施方式的眼科信息处理装置中,部位确定部基于表示眼睛的光学特性的标准值数据(模型眼数据212A)、被检眼的眼屈光力和被检眼的眼轴长,确定眼内部位的形状。
根据这种结构,能够将确定的眼内部位的区域基于拍摄倍率换算为实际空间距离,从而确定眼内部位的大致实际大小的形状,因此除能够高精度地判断眼内部位的形状的异常与否外,还能够详细观察眼内部位的形状。
在几个实施方式的眼科信息处理装置中,眼球模型生成部基于收集的数据,求出包括表示被检眼的一部分或整体尺寸的尺寸参数、表示被检眼的部位的形状的形状参数以及表示被检眼的部位的光学功能的光学参数中的至少一个的参数,基于参数、标准值数据、眼屈光力、眼轴长和曲率半径分布,生成眼球模型。
根据这种结构,使用公知的模型眼数据,能够生成与被检眼的眼球光学特性匹配的眼球模型,因此能够更高精度地确定眼内部位的位置等。
在几个实施方式的眼科信息处理装置中,眼内部位为视网膜。
根据这种结构,能够反映角膜的形状来确定视网膜的形状。由此,当判断为视网膜的形状存在异常时,能够判断是在角膜中存在问题还是真正在视网膜中存在问题。
几个实施方式的眼科信息处理方法基于通过对被检眼E执行光学相干断层扫描收集的数据,确定被检眼的眼内部位的形状。眼科信息处理方法包括眼球模型生成步骤和部位确定步骤。眼球模型生成步骤使用被检眼的角膜Cr中的曲率半径分布,生成眼球模型。部位确定步骤通过基于使测定光偏振的光扫描仪88的扫描角度和眼球模型对入射至角膜中的多个入射位置中各个的测定光进行光线追踪,确定测定光的行进方向,基于通过该测定光收集的数据,确定行进方向上与眼内部位对应的位置。
根据这种方法,由于考虑角膜中的曲率半径分布,对入射至角膜中的多个位置的测定光进行光线追踪而确定行进方向,基于通过该测定光收集的数据确定行进方向上与被检眼的眼内部位对应的位置,因此能够反映角膜的形状来确定眼内部位的形状。由此,当判断为眼内部位的形状存在异常时,能够判断是在角膜中存在问题还是真正在视网膜中存在问题。
在几个实施方式的眼科信息处理方法中,部位确定步骤基于表示眼睛的光学特性的标准值数据(模型眼数据212A)、被检眼的眼屈光力和被检眼的眼轴长,确定眼内部位的形状。
根据这种方法,使用公知的模型眼数据,能够生成与被检眼的眼球光学特性匹配的眼球模型,因此能够更高精度地确定眼内部位的位置等。
<其它例子>
以上示出的实施方式仅为用于实施本发明的一例。想要实施本发明的人在本发明的主旨的范围内可以实施任意的变形、省略、追加等。
在几个实施方式中,提供用于在计算机中执行上述眼科信息处理方法的程序。这种程序可以存储于通过计算机可读取的任意的存储介质。作为该存储介质,例如可以使用半导体存储器、光盘、磁光盘(CD-ROM、DVD-RAM、DVD-ROM、MO等)、磁存储介质(硬盘、软盘(注册商标)、ZIP等)等。另外,可以通过互联网和LAN等网络来收发该程序。
Claims (8)
1.一种眼科装置,包括:
光学相干断层扫描计量部,具备光扫描仪,并将来自光源的光分割为参照光和测定光,将所述测定光通过所述光扫描仪偏振而向被检眼投射,检测所述测定光的来自所述被检眼的返回光和所述参照光之间的干涉光,从而收集被检眼的数据;
角膜形状测定部,对所述被检眼的角膜投射测定图案,检测投射的测定图案的返回光,基于检测到的所述返回光的像求出所述角膜中的曲率半径分布;
眼球模型生成部,使用所述角膜中的曲率半径分布,生成眼球模型;
部位确定部,基于所述光扫描仪的扫描角度和所述眼球模型,对向所述角膜中的多个入射位置中各个位置入射的测定光进行光线追踪,从而确定所述测定光的行进方向,基于通过所述测定光收集的数据来确定所述行进方向上与所述被检眼的眼内部位对应的位置;
眼屈光力测定部,对所述被检眼投射光,检测投射的光的返回光,基于检测到的返回光的像,求出所述被检眼的眼屈光力;以及
眼内距离算出部,基于通过所述光学相干断层扫描计量部收集的所述数据,求出所述被检眼的眼轴长,
所述部位确定部基于表示眼睛的光学特性的标准值数据、所述眼屈光力和所述眼轴长生成尺寸信息,并将所确定的位置间的距离基于所述尺寸信息转换为相当于实际尺寸的距离,从而确定所述眼内部位的大致实际尺寸的形状。
2.根据权利要求1所述的眼科装置,其特征在于,
所述角膜形状测定部对所述角膜投射同心圆状的多个环状光束。
3.根据权利要求1所述的眼科装置,其特征在于,
所述眼球模型生成部基于通过所述光学相干断层扫描计量部收集的所述被检眼的数据,求出包含表示所述被检眼的一部分或整体尺寸的尺寸参数、表示所述被检眼的部位的形状的形状参数和表示所述被检眼的部位的光学功能的光学参数中的至少一个的参数,基于所述参数、所述标准值数据、所述眼屈光力、所述眼轴长和所述曲率半径分布,生成眼球模型。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的眼科装置,其特征在于,
所述眼内部位为视网膜。
5.一种眼科信息处理装置,基于通过对被检眼执行光学相干断层扫描收集的数据,至少确定所述被检眼的眼内部位的位置,其中,
所述眼科信息处理装置包括:
眼球模型生成部,使用所述被检眼的角膜中的曲率半径分布,生成眼球模型;以及
部位确定部,基于使测定光偏振的光扫描仪的扫描角度和所述眼球模型,对向所述角膜中的多个入射位置中各个位置入射的所述测定光进行光线追踪,从而确定所述测定光的行进方向,基于通过所述测定光收集的数据来确定所述行进方向上与所述眼内部位对应的位置,
所述部位确定部基于表示眼睛的光学特性的标准值数据、所述被检眼的眼屈光力和所述被检眼的眼轴长生成尺寸信息,并将所确定的位置间的距离基于所述尺寸信息转换为相当于实际尺寸的距离,从而确定所述眼内部位的大致实际尺寸的形状。
6.根据权利要求5所述的眼科信息处理装置,其特征在于,
所述眼球模型生成部基于收集的所述数据,求出包含表示所述被检眼的一部分或整体尺寸的尺寸参数、表示所述被检眼的部位的形状的形状参数和表示所述被检眼的部位的光学功能的光学参数中的至少一个的参数,基于所述参数、所述标准值数据、所述眼屈光力、所述眼轴长和所述曲率半径分布,生成眼球模型。
7.根据权利要求5或6所述的眼科信息处理装置,其特征在于,
所述眼内部位为视网膜。
8.一种眼科信息处理方法,基于通过对被检眼执行光学相干断层扫描收集的数据,至少确定所述被检眼的眼内部位的形状,其中,
所述眼科信息处理方法包括:
眼球模型生成步骤,使用所述被检眼的角膜中的曲率半径分布,生成眼球模型;以及
部位确定步骤,基于使测定光偏振的光扫描仪的扫描角度和所述眼球模型,对向所述角膜中的多个入射位置中各个位置入射的所述测定光进行光线追踪,从而确定所述测定光的行进方向,基于通过所述测定光收集的数据来确定所述行进方向上与所述眼内部位对应的位置,
所述部位确定步骤基于表示眼睛的光学特性的标准值数据、所述被检眼的眼屈光力和所述被检眼的眼轴长生成尺寸信息,并将所确定的位置间的距离基于所述尺寸信息转换为相当于实际尺寸的距离,从而确定所述眼内部位的大致实际尺寸的形状。
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