JP2009502220A - 眼底を観察し、記録作成しおよび/または診断するための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】眼科学の検査機器、マルチスペクトル逐次照明モジュール(1)、画像取得モジュール(4)、制御・安全モジュール(5)および評価ユニット(7)から成り、眼科学検査機器に結合される照明モジュール(1)は少なくとも2個の、強度および継続時間において個別に制御可能な個別光源(6.1)および(6.2)からなり、さまざまな波長の単色光が放射される。眼科学検査機器によって照明モジュール(1)から来る光が、検査すべき眼(3)へ画像取得モジュール(4)上で結像する。制御・安全モジュール(5)によって個別光源(6.1)および(6.2)の時間的な順序、継続時間および強度が制御され、光負荷が監視される。評価ユニット(7)が画像取得モジュール(4)により仲介される眼底の撮像を評価する。
【選択図】 図4
Description
2512427A1に記述されている。
3041178 C2)。この場合、血液内で反射するレーザ波のドプラ周波数偏倚を決定しながら、眼底内の血管の入口点において眼底面に垂直な血流速度の成分を測定する。この方法の問題点は、眼底面に関して垂直な速度成分しか測定できないことにある。これは、眼底内の血管が接線方向に走り、それゆえ眼底内の血管の入口点においてのみ垂直な速度成分が入って来る限り問題である。したがって、レーザ波が異なる2方向から眼の中へ入射し、両方の光束の周波数差から血流速度の接線成分も決定できるようにする。また、位置分解能のあるドプラ周波数偏倚の測定は技術的に費用のかかる方法である。
・ 網膜(Retina)
・ 視神経乳頭(Papille)
・ 脈管(ArteriaおよびVena
centralis retinae)
・ 黄斑(Makula Lutea)
・ 網膜周辺および鋸状縁(網膜と毛様体との間の移行部)
部分画像はTB1…TBnで記される。一連の画像の一連の第1画像に対する相互相関関数はK(TBn;TB1)で記される。すると相互相関関数は以下のようになる:
F[K(TBn;TB1)]=F[TBn]・F[TB1]*
K(TBn;TB1)=F−1[F[TBn]・F[TB1]*]
ここで Fはフーリエ変換の演算子、
F−1は逆変換の演算子、
*は複素共役、を意味する。
m2・ln(m)
このため、従来の技術に数えることができるけれども、ある一点で本質的に変更のある方法が使用される。この方法をここに簡単に記述する。
y1=A・(x1−x0)2+B
y2=A・(x2−x0)2+B
y3=A・(x3−x0)2+B
が解かれ、求められた押し動かしの値が整数部とサブピクセル残余とへ分解され、および求められた押し動かしの全成分が補償されるように、画像が押し動かされることによって、サブピクセル領域で求められ、ここでこの経過がy方向についてもう一度繰り返される。
x 行座標、および
y 列座標
y=A・(x−x0)2+B
および3個の決定すべきパラメータA,x0およびBを用いて近似される。量x0は求めるサブピクセル精度での両画像の押し動かしである。量Aはマスタ画像と個別画像との間の相互相関関数の幅についての尺度であり、したがって固定のマスタ画像のとき相対的な個別画像鮮明度についての尺度である。この計算はy方向について繰り返される。両パラメータAx,Ayの一つがある決まった適合する閾値を超えると、画像は不鮮明として選り分けられる。量Ax,Ayの算出は、x0を決定する際に付加的結果として生じるから、本質的には付加的計算時間は要さない。
2 眼底カメラ
3 眼
4 画像取得モジュール
5 制御・安全モジュール
6 光源
7 評価ユニット
8 偏光フィルタ
9 偏光フィルタ
10 複屈折補償板
11 ビームスプリッタ
12 対物レンズ
13 フィルタ車
14 フィルタ
Claims (66)
- 眼科学の検査機器、マルチスペクトル順次照明モジュール(1)、画像取得モジュール(4)、制御・安全モジュール(5)および評価ユニット(7)からなる眼底を観察、記録作成および/または診断するための装置であって、眼科学検査機器に結合された照明モジュール(1)が、少なくとも2基の強度および継続時間において、個々に調整可能な様々な波長の単色光が放出される個別光源(6.1,6.2)からなり、眼科学検査機器により、照明モジュール(1)から来る光が、検査すべき眼(3)を通じて画像取得モジュール(4)で結像し、同様に眼科学検査機器に結合された画像取得モジュール(4)が、照明モジュール(1)から放出される光の波長に同調し、その発光継続時間に同期するようになっており、制御・安全モジュール(5)により、照明モジュール(1)の個別光源(6.1,6.2)の時間的な順序、継続時間および強度が制御され、光負荷が監視され、および評価ユニット(7)により、制御・安全モジュール(5)が調整され、画像取得モジュール(4)から転送される眼底の撮像が算出され、補正され、改善され、組み合わされ、位置精度をもって重ね合わされる、眼底を観察、記録作成および/または診断するための装置。
- 照明モジュール(1)が、主として単色の放射を眼の媒質の透明な領域350−900nmおよび1000−1150nm内で放出し、個別光源(6.1, 6.2)が、40nm未満のスペクトル半値幅を有する、請求項1に記載の装置。
- マルチスペクトル順次照明モジュール(1)の少なくとも1基の個別光源(6.1, 6.2)が、空間的および時間的に非常にコヒーレントな光を放出する、請求項1あるいは2に記載の装置。
- 空間的および時間的に非常にコヒーレントな光を放出する照明モジュール(1)の個別光源(6.1, 6.2)が、主としてパルス運用されるレーザである、請求項1ないし3のうちの1項に記載の装置。
- 眼底を非常に高い放射強度で平面照射するため、変化する散乱フィルタまたは回転鏡がレーザ放射のコヒーレンスを減少させるために存在する、請求項1ないし4のうちの1項に記載の装置。
- 照明モジュール(1)が、眼底を平面・高エネルギー照射するために、少なくとも1基のパルス型に運用される気体放電光源の形の個別光源(6.1)を使用する、請求項1ないし5のうちの1項に記載の装置。
- 照明モジュール(1)について、オンオフ遅れが1ms未満である個別光源(6.1, 6.2)が使用される、請求項1ないし6のうちの1項に記載の装置。
- 個別光源が2次元で、または3次元でも配置されている、請求項1ないし7のうちの1項に記載の装置。
- 個別光源(6.1,
6.2)により作り出される光束が、眼科学検査装置への結合個所で開口および開口角において一致し、そこで結像を可能な限り一定の角スペクトルで作り出す、請求項1ないし8のうちの1項に記載の装置。 - 個別光源(6.1,
6.2)により作り出される光束を結合させるために、鏡、ダイクロイク鏡および/または格子が使用される、請求項1ないし9のうちの1項に記載の装置。 - 照明モジュール(1)と眼科学検査機器との間で、光導波管もしくは光導波管束、光混合スタブまたはマイクロレンズアレーが、個別光源6.1および6.2の光を伝達するために配置されている、請求項1ないし10のうちの1項に記載の装置。
- 制御・安全モジュール(5)により、各画像が必要とする対応する継続時間および強度を有する個別光源(6.1, 6.2)のみが制御される、請求項1ないし11のうちの1項に記載の装置。
- 制御・安全モジュール(5)により、個別光源(6.1, 6.2)が、それらにより呼び起こされる眼(3)の刺激の大きさの順序で、最も少ない刺激を呼び起こす個別光源(6.1, 6.2)で始まり制御される、請求項1ないし12のうちの1項に記載の装置。
- 制御・安全モジュール(5)により、個別光源(6.1, 6.2)の継続時間および強度が、複写すべき対象の色情報の配分に適合させられる、請求項1ないし13のうちの1項に記載の装置。
- 制御・安全モジュール(5)により、画像取得モジュール(4)が、照明モジュール(1)に同期して、各波長へ1枚の、または特に数枚の関連する画像も、最適なコントラストで実現するように制御される、請求項1ないし14のうちの1項に記載の装置。
- 画像取得モジュール(4)が感度の良い単色カメラを含み、単色カメラのイメージ変換チップがマイクロアレーチップを前置されている、請求項1ないし15のうちの1項に記載の装置。
- 評価ユニット(7)により、画像取得モジュール(4)から引き渡される画像が、コントラスト、画像鮮明度、色誤差、画素誤差、縁辺低下、歪み、位置偏倚等々に関して追処理される、請求項1ないし16のうちの1項に記載の装置。
- 評価ユニット(7)により、画像取得モジュール(4)から引き渡される数枚の単色画像から、眼底の平均された画像または色画像が求められる、請求項1ないし17のうちの1項に記載の装置。
- 評価ユニット(7)により、数枚の画像取得モジュール(4)から引き渡される個別画像から、各空間方向にn倍大きい分解能を有する画像が算出される、請求項1ないし18のうちの1項に記載の装置。
- 眼科学検査機器が、散瞳性または非散瞳性の原理に従い動作する眼底カメラ(2)である、請求項1ないし19のうちの1項に記載の装置。
- 血流の測定のために、偏光を用いてする眼底照明のために、マルチスペクトル順次照明モジュール(1)に、第1の偏光フィルタ、そして何回か分散した復極光を検出するために、画像取得モジュール(4)に、第2の偏光フィルタが前置された、請求項1ないし20のうちの1項に記載の装置。
- マルチスペクトル順次照明モジュール(1)の前に、もしくは画像取得モジュール(4)の前に配置された偏光フィルタが、直線偏光子または円偏光子として実施されている、請求項21に記載の装置。
- 角膜、接眼レンズ、網膜および/または眼科学検査機器の光学部品による複屈折を補償するために、少なくとも1基の複屈折補償子を有する、請求項21ないし22のうちの1項に記載の装置。
- 複屈折補償子として、特に位置依存の補償特性を有する可変の複屈折補償子が使用される、請求項21ないし23のうちの1に記載の装置。
- 眼底が、血液の酸素含有量を測定するために、マルチスペクトル順次照明モジュール(1)により2個の異なる波長を用いて照明され、画像取得モジュール(4)により撮像され、そして撮像が評価ユニット(7)へ転送される、請求項21ないし24のうちの1項に記載の装置。
- 血液の酸素含有量を測定するために、マルチスペクトル順次照明モジュール(1)または画像取得モジュール(4)に、少なくとも1基の色フィルタが前置されており、画像取得モジュール(4)により眼底の各撮像が、色フィルタ付きもしくは無しで撮像され、そして評価ユニット(7)へ転送される、請求項21ないし25のうちの1に記載の装置。
- 血液の酸素含有量を測定するために、マルチスペクトル順次照明モジュール(1)または画像取得モジュール(4)に、画像取得モジュール(4)により眼底の撮像が両方の色フィルタを用いて取得され、評価ユニット(7)へ転送されるよう、相前後して光路内へ持ち込まれる2基の色フィルタが前置されている、請求項21ないし25のうちの1項に記載の装置。
- 血液の酸素含有量の測定が、色フィルタ、特に波長約650nmおよび810nmで行われる、請求項26ないし27のうちの1項に記載の装置。
- 偏光フィルタ、複屈折補償子並びに色フィルタが、光路から旋回して出されることができるように形成されている、請求項26ないし28のうちの1項に記載の装置。
- 眼科学検査機器が、眼の移動を検出し補償するための装置を使用する、請求項1ないし29のうちの1項に記載の装置。
- 個別撮像の形で組み合わされて得られたデータ、ならびにソフトウェアを介して処理される個別撮像、ならびに少なくとも秒当たり10画像を有するライブシーケンスによる撮像が、評価ユニット(7)により現在的かつ永続的に保存される、請求項1なし30のうちの1項に記載の装置。
- 眼科学の検査機器の助けにより、マルチスペクトル順次照明モジュール(1)の光が、眼(3)を通じて画像取得モジュール(4)へ結像する、眼底を観察し、記録作成しおよび/または診断するための方法であって、強度および継続時間において個々に調整可能な眼科学検査機器に結合された少なくとも2基の個別光源(6.1, 6.2)から成る照明モジュール(1)が、さまざまな波長の単色光を放出し、この光は眼科学検査機器により、検査すべき眼(3)を通じて、同様に眼科学検査機器に結合された画像取得モジュール(4)で結像し、画像取得モジュール(4)は照明モジュールから放出される光の波長に同調し、その発光継続時間に同期する装置であって、制御・安全モジュール(5)により照明モジュール(1)の個別光源(6.1, 6.2)の時間的な順序、継続時間および強度が制御され、検査すべき眼(3)の光負荷が監視され、および評価ユニット(7)により制御・安全モジュール(5)が調整され、画像取得モジュール(4)から転送される眼底の撮像が算出され、補正され、改善され、組み合わされ、位置精度をもって重ね合わされる方法。
- 照明モジュール(1)により主として単色の放射が、眼の媒質の透明な領域350−900nmおよび1000−1150nm内で放出され、個別光源が、40nm未満のスペクトル半値幅を有する、請求項32に記載の方法。
- 照明モジュール(1)の個別光源(6.1, 6.2)が、1ms未満のオンオフ遅れを有する、請求項32または33に記載の方法。
- 個別光源(6.1,
6.2)が、光束を作り出し、この光束が眼科学検査装置への結合個所で開口および開口角に一致し、そこで特に円形または円環形の結像を可能な限り一定の角スペクトルで作り出す、請求項32ないし34のうちの1項に記載の方法。 - 制御・安全モジュール(5)が、眼底の各画像について必要とされる対応する継続時間および強度を有する個別光源(6.1, 6.2)のみを制御する、請求項32ないし35のうちの1項に記載の方法。
- 制御・安全モジュール(5)が、個別光源(6.1, 6.2)をそれらにより呼び起こされる眼(3)の刺激の大きさの順序で、最も少ない刺激を呼び起こす個別光源(6.1, 6.2)で始まり制御する、請求項32ないし36のうちの1項に記載の方法。
- 制御・安全モジュール(5)が、個別光源(6.1, 6.2)の継続時間および強度を、複写すべき対象の色情報の配分に適合させる、請求項32ないし37のうちの1項に記載の方法。
- 制御・安全モジュール(5)が、画像取得モジュール(4)をマルチスペクトル照明モジュール(1)に同期させて、各波長へ1枚の、または数枚の属する画像も、最適なコントラストで実現するように制御する、請求項32ないし38のうちの1項に記載の方法。
- 画像取得モジュール(4)が感度の良い単色カメラを含み、その単色カメラのイメージ変換チップにマイクロアレーチップを前置されている、請求項32ないし39のうちの1項に記載の方法。
- 評価ユニット(7)が、画像取得モジュール(4)から引き渡される画像を、コントラスト、画像鮮明度、色誤差、画素誤差、縁辺低下、歪み、位置偏倚等に関して追処理する、請求項32ないし40のうちの1項に記載の方法。
- 評価ユニット(7)が、画像取得モジュール(4)から引き渡される数枚の単色画像から、眼底の平均された画像または色画像を求める、請求項32ないし41のうちの1項に記載の方法。
- 画像取得モジュール(4)により、単色撮像の代わりに眼底を白色光を用いて照明し、3枚の単色撮像が、青、緑および赤の光を有する照明であり、そして評価ユニット(7)がこれらの3枚の撮像から全画像を得、ここでコントラストの決定が均衡させられ、ダイナミック分光が各部分撮像において最適に制御される、請求項32ないし42のうちの1項に記載の方法。
- 眼底がマルチスペクトル順次照明モジュール(1)により照明され、画像取得モジュール(4)により少なくとも2枚の直接続く撮像が異なる露光時間を用いて取得され、そして位置分解能のある組み合わせおよび評価のため評価ユニット(7)へ転送される、請求項32ないし43のうちの1項に記載の方法。
- 画像取得モジュール(4)により、第1の眼底撮像が正規の露光時間を用いて、および直接続く撮像が過露光で取得され、ここで評価ユニット(7)により過露光の結像から過放射の領域が切り出され、ダイナミック分光のある撮像を得るために、対応する正規露光撮像の領域によって置き換えられる、請求項32ないし44のうちの1項に記載の方法。
- 評価ユニット(7)により、画像取得モジュール(4)から引き渡された数枚の個別画像から、各方向にn倍大きい分解能を有する画像が算出される、請求項32ないし45のうちの1項に記載の方法。
- 評価ユニット(7)が、画像取得モジュール(4)から引き渡された画像の押し動かしを、相関アルゴリズムを適用することによって画像の切り出しから決定する、請求項32ないし46のうちの1項に記載の方法。
- 評価ユニット(7)が決まった値だけ押し動かした補正画像を重ね合わせ、色の、もしくは平均された単色画像を得る、請求項32ないし47のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 評価ユニット(7)が、画像取得モジュール(4)から引き渡された画像の押し動かしを、両画像の相互相関の最も明るい画素およびx方向でその次の両隣画素が決定され、方程式系
y1=A・(x1−x0)2+B
y2=A・(x2−x0)2+B
y3=A・(x3−x0)2+B
が解かれ、求められた押し動かしの値が整数部とサブピクセル残余とに分解され、そして求められた押し動かしの全成分が補償されることによって、サブピクセル領域で求め、以上の経過がy方向についてもう一度繰り返される、請求項32ないし48のうちの1項に記載の方法。 - 評価ユニット(7)が、数枚の画像を各空間方向でそのサブピクセルを押し動かし、大きさに従いn等分の間隔階級に分け、その後全画像を1間隔階級内で算術平均し、この間隔階級は、各n列およびn行が他の画像について自由のままであり、n倍大きい分解能に高められた画像をその後フーリエ変換し、補正画像の配分のフーリエ変換の複素量によって分け、得られた画像を逆フーリエ変換し、そのようなn倍分解能を有する画像を決定するように成り立つn2枚の下部画像をn倍大きい画像フィールド内へ画素ごとに互いへ組み込み書き入れ、ここで補正画像が分解能を高められた画像と同じ分解能を持ち、補正画像の全画素は値0を持ち、例外として、n−nピクセルの正方形が値1/n2を有する、請求項49に記載の方法。
- 評価ユニットが、画像取得モジュール(4)から引き渡され、それぞれ整数部だけxおよびy方向に押し動かされ取得された画像を、整数の画素指数を有する値が部分画像1、非整数を有するものが部分画像2を作り、各部分画像について0と置かれた計数変数が割り当てられているように、2倍の大きさの画像フィールド内へ画素ごとに書き入れ、ここで押し動かされのサブピクセル残余が参照画像へ0.25と0.75との間にある画像が部分画像1に加算されて、対応する計数変数が1だけ大きくされ、押し動かしのサブピクセル残余が参照画像へ0と0.25との間または0.75と1との間にある画像は部分画像2に加算されて、対応する計数変数が1だけ大きくされ、このプロシジャが全画像について、およびy方向について等価のものが繰り返され、および部分画像を属する計数変数によって除することによって、2倍分解能を有する画像が発生する、請求項50に記載の方法。
- 評価ユニット(7)が、画像取得モジュール(4)から引き渡された画像のインターレース誤差を平均された行および平均された列のフーリエ変換されたものが作られ、両関数において最も位置頻度の高い位置が求められ、両値が除せられ、商が明らかに1からずれている画像がインターレース誤差を含み、追処理されないことにより、検査する、請求項32ないし51のうちの1項に記載の方法。
- 評価ユニット(7)が、画像取得モジュール(4)から引き渡された不鮮明な画像を、画像の最も明るい画素およびその次のx方向の両隣が決定され、放物線によって方程式
y=A・(x−x0)2+B
に近似され、値Aが整数を超えれば選りのけられることによって、認識し、ここでこの過程がy方向についてもう一度繰り返される、請求項32ないし52のうちの1項に記載の方法。 - 眼底が、マルチスペクトル順次照明モジュール(1)により血流を測定するために、偏光を用いて照明され、画像取得モジュール(4)により眼底から反射し、数回散乱され、復極した光が少なくとも2枚の直接続く撮像の形で取得され、および位置分解能のある相関解析のため評価ユニット(7)へ転送される、請求項32ないし53のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 眼底が直線または円偏光を用いて照明される、請求項32ないし54のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 角膜、接眼レンズ、網膜および/または眼科学検査機器の光学部品による複屈折が、少なくとも1基の複屈折補償子によって補償される、請求項32ないし55のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 複屈折が、主として位置依存の補償特性を有する可変の複屈折補償子によって補償される、請求項32ないし56のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 血液の酸素含有量を測定するために、画像取得モジュール(4)により各眼底撮像が異なる2波長で撮像され、評価ユニット(7)へ転送される、請求項32ないし57のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 眼底を異なる2波長で撮像するために、照明モジュール(1)または画像取得モジュール(4)の前に配置され、撮像のため光路内に持ち込まれる少なくとも1枚の色フィルタが使用される、請求項32ないし58のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 眼底を異なる2波長で撮像するために、照明モジュール(1)または画像取得モジュール(4)の前に配置され、1枚ごとの撮像のために光路内に持ち込まれる2枚の色フィルタが使用される、請求項32ないし59のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 単数または複数の色フィルタが、眼底の撮像が主として約650nmおよび約810nmで実現することができるように形成されている、請求項32ないし60のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 眼底が、血流を測定するためにマルチスペクトル順次照明モジュール(1)により空間的および時間的に非常にコヒーレントな光を用いて照明され、画像取得モジュール(4)により少なくとも2枚の時間的高分解能の撮像の形で取得され、および位置分解能のある相関解析のため血流の区間および方向を決定するために評価ユニット(7)へ転送され、ここで血流の速度を決定するために少なくとも2枚の別の時間的高分解能の撮像が、空間的および時間的に非常にコヒーレントな眼底の照明で取得され、位置分解能のある相関解析のため評価ユニット(7)へ転送され、ここで撮像が異なる露光時間で取得でき、部分画像の自己相関関数の特性が血流速度を決定するために利用される、請求項32ないし61のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 画像取得モジュール(4)が、制御・安全モジュール(5)により主としてパルス運用される照明モジュール(1)に同期して制御される、請求項32ないし62のうち少なくとも1項に記載の方法。
- パルス運用される照明モジュール(1)が、時間的高分解能の二重撮像について空間的および時間的に非常にコヒーレントな照明で、第1の照明閃光が第1の露光時間の終わりに、および第2の照明閃光が第2の露光時間の初めに解放され、これを用いて画像取得モジュール(4)として市販のデジタルカメラが使用できるように、制御・安全モジュール(5)により制御される、請求項32ないし63のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 眼の移動が、検出され、画像取得モジュール(4)のセンサの回し撮影によって補償される、請求項32ないし64のうち少なくとも1項に記載の方法。
- 評価ユニット(7)が、得られたデータを、個別撮像、組み合わされてならびにソフトウェアを介して処理される個別撮像の形で、ならびに少なくとも秒当たり10画像を有するライブシーケンスによる撮像の形で、現代的にかつ永続的に保存する、請求項32ないし65のうち少なくとも1項に記載の方法。
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