JP2012061349A - 断層像撮像装置及び断層像撮像方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 断層像撮像装置を用いて被検眼の測定したい個所に走査位置を合わせる場合、固視灯の点灯位置と、走査位置の設定を容易にする。
【解決手段】 被検眼の視線の向きを誘導する固視灯（３１１）と、
被検眼の眼底における所定の位置と固視灯（３１１）の投影位置とに応じて測定光の投影位置を制御する制御手段（１４０）と、
を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、眼部の断層像を撮影するために、被検眼の視点を固定するための固視灯点灯位置と、眼部の撮影位置などを設定する断層像撮像装置、断層像撮像方法、プログラム、記憶媒体に関する。

眼科用の光干渉断層計（ＯＣＴ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、網膜層内部の状態を３次元的に観察することが可能であり、疾病の診断をより的確に行うのに有用であることから多くの眼科医に利用されている。
この光干渉断層計を用いた撮影では、固視灯を点灯し、眼底の所定の位置を光干渉断層計の光学系の光軸付近に誘導することが行われている（特許文献１参照）。

特開２００７−２７５３７４号公報

しかしながら、特許文献１の開示技術には光干渉用の測定光の眼底での位置と所定の位置とをあわせる思想の開示はない。
そのため、固視灯で眼底の所望の位置を光干渉断層計の光軸付近に誘導する必要がある。したがって、固視灯の間隔が疎の場合には、眼底の所定の位置を光干渉断層計の光学系の光軸付近に誘導することが困難となる場合がある。

上記の課題を解決するための、本発明の一態様による断層像撮像装置は、以下の構成を備える。すなわち、被検眼の視線の向きを誘導する固視灯と、
前記被検眼の眼底における所定の位置と前記固視灯の投影位置とに応じて測定光の投影位置を制御する制御手段と、を備える。

本発明によれば、光干渉断層計を用いて撮影を行う際に、固視灯の点灯位置と、走査位置の設定を容易にすることが出来る。

第１実施形態に係る断層像撮像装置１０の機能構成を示す図である。 第１実施形態に係る断層像撮像装置１０の処理手順を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る断層像制御取得部１１０の機能構成を示す図である。 第１実施形態に係る固視灯点灯位置、撮影部位と走査位置の関係を説明する図である。 第１実施形態に係る固視灯投影角表の例を示す図である。 第２実施形態に係る断層像撮像装置１０の処理手順を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る断層像撮像装置１０の処理手順を示すフローチャートである。

（実施例１）
本実施形態における断層像撮像装置１０は、被測定物体の現状の眼底画像を操作者に提示する。そして、操作者が眼底画像上で指定した位置と断層像撮像装置１０の測定光の位置とに応じて固視灯の点灯位置を制御する。さらに、測定光が眼底である網膜上の位置を走査するように、走査位置を制御する。

図１は、断層像撮像装置１０の機能ブロック図である。同図に示す断層像撮像装置１０は、断層像取得部１１０、指示取得部１２０、記憶部１３０、制御部１４０及び表示部１５０を備えて構成される。

断層像取得部１１０は、測定光で被検眼の網膜（「眼底」と呼ぶ場合がある）を走査することで、網膜からの戻り光と参照光とを合波した合成光を検出して、網膜の断層像を取得する。

指示取得部１２０は、不図示の操作者からの撮影位置の指示を取得する。記憶部１３０は、被検眼の断層像や、断層像の撮影に用いられた撮像制御パラメータを保持する。

制御用のＣＰＵを有する制御部１４０は、固視灯設定部１４１と走査位置設定部１４２で構成され、固視灯点灯位置情報や、測定光の走査位置、走査速度などの断層像を撮像するためのパラメータを設定し、撮像制御を行う。

制御部１４０のＣＰＵ（コンピュータ）を制御するコンピュータプログラムを記憶するとともに図示しないワークメモリを有し、コンピュータプログラムに従い断層像撮像装置１０の撮像動作全体を制御する。このコンピュータプログラムは図示しない記憶媒体によりインストールすることができる。

表示部１５０は、被検眼の断層像や、眼底画像、撮像制御パラメータなどを表示する。

次に、図２のフローチャートを参照して、制御手段１４０が層像撮像装置１０を制御して実行する処理の流れを説明する。

ステップＳ２１０
ステップＳ２１０において、固視灯設定部１４１は初期の固視灯点灯位置を設定する。

この固視灯点灯位置の設定は予め定めている固視灯点灯位置とするが、操作者が指示した初期の固視灯点灯位置に設定しても良い。

さらに、ステップＳ２１０において、制御部１４０は、断層像撮像に必要なその他のパラメータ（スキャン速度、取得レートなど）を設定する。

初期の固視灯点灯位置情報や断層像撮像パラメータは、記憶部１３０へと転送し、保存
する。

ステップＳ２２０
ステップＳ２２０において、断層像取得部１１０は、ステップＳ２１０で設定された固視灯点灯位置で、眼底画像の取得をする。ここでは、３Ｄの広域断層像からの眼底画像の取得を説明する。

まず、断層像取得部１１０は、本実施形態ではフーリエドメイン方式のＯＣＴから構成される。

図３に、断層像取得部１１０の機能構成を示す。断層像取得部１１０は、制御部１４０から転送された固視灯の点灯位置情報に従って、固視灯駆動機構３１０は固視灯３１１の指定された位置を点灯する。

点灯された固視灯の光は、レンズ３１２、ハーフミラー３１３と対物レンズを経由して被検眼３１４の網膜へと投影される。さらに制御部１４０は転送された走査位置情報に従ってガルバノミラー駆動機構３０４を制御し、ガルバノミラー駆動機構３０４はガルバノミラー３０５を駆動する。

ガルバノミラー３０５は、図示はしないが主走査と副走査が可能な２つのミラーから構成されている。そして、低コヒーレンス光源３０１は測定光として低コヒーレンスの光ビームを発生する。この光ビームはハーフミラー３０２により、レンズ３０６を経由して被検眼３１４に向かう測定光と固定配置された参照ミラー３０３に向かう参照光とに分割される。

次に被検眼３１４及び参照ミラー３０３によりそれぞれ反射された測定光及び参照光を重畳して干渉光を生成する。この干渉光を画像再構成部３０７へと入力し、画像再構成部３０７は干渉光から網膜（「眼底」と呼ぶ場合もある）の断層像を再構成する。

再構成された断層像は、記憶部１３０や、制御部１４０へと転送する。図３（ａ）では、３１７は、レンズ３０６の光軸を示す。

そして、断層像取得部１１０によって、網膜を複数の副走査位置で、主走査をして、２Ｄ断層像を取得する。主走査と副走査も広画角で行うことで、広域３Ｄ断層像を取得する。さらに、広域３Ｄ断層像を用いて、各断層像を深度方向（Ｚ軸方向）に積算した投影像を作成し、眼底画像を取得する。

ステップＳ２２０で取得された眼底画像は、記憶部１３０と、表示部１５０へと転送される。

なお、眼底画像を取得するために断層像取得装置１１０にＳＬＯや、赤外カメラなどを備えることで、眼底の２Ｄ画像を撮像し、眼底画像を取得しても良い。

ステップＳ２３０
ステップＳ２３０において、表示部１５０は、ステップＳ２２０で取得された眼底画像を操作者に提示する。

ステップＳ２４０
ステップＳ２４０において、指示取得部１２０は、操作者からの撮影位置の指示を取得する。ここでは、操作者は、ステップＳ２３０で表示された眼底画像における所定の位置をマウスや、タッチスクリーンなどを用いて選択する。

ステップＳ２５０
ステップＳ２５０において、制御部１４０の固視灯設定部１４１は、ステップＳ２４０で取得された底画像上の所定の位置が、断層像取得部１１０の測定光が照射される撮影位置に来るように固視灯の点灯位置を再設定する。

本実施形態では眼底画像は断層像から取得されているので、眼底画像の各位置における測定光の投影角は断層像の撮影時点で得られる。

これについて、以下に説明する。

図３（ｂ）は、固視灯３１１の例を示す。固視灯３１１のパネル３１６は８ｘ１０のＬＥＤ（点光源）３１５のマトリックスで構成されている。

固視灯駆動機構３１０は固視灯設定部１４１が設定した固視灯点灯位置（ｘ，ｙ）のＬＥＤを点灯する。図３（ｂ）では、固視灯点灯位置（４，３）が点灯されている例を示す。

次に、固視灯点灯位置と測定光の撮影位置との関係について、図４を用いて説明する。図４（ａ）と（ｂ）は、被検眼を側面から見た図であり、図４（ｃ）に示すように被検眼３１４の眉毛は被検眼の上にある例である。

その垂直方向は、Ｙ方向と呼ぶ。以下、説明を簡略するため、Ｙ方向において固視灯点灯位置設定での説明を行うが、ＸＹ面での固視灯点灯位置設定の説明は同様に出来る。

ここで、断層像取得装置の主走査は、Ｘ方向に行い、副走査はＹ方向に行なう。

図４（ａ）において、説明を簡略化するために、３１１ｂは模試的にレンズ３１２、ハーフミラー３１３とレンズ３０６から出来る固視灯３１１の像であるとする。

測定光４００は、ガルバノミラー３０５とレンズ３０６を通って被検眼３１４へ向かう。さらに、被検眼３１４の角膜や水晶体４０１を通って網膜４０２（「眼底」と呼ぶ場合もある）へと投影される。

固視灯３１１ｂの点灯されているＬＥＤ４０３は、被検眼３１４の角膜や水晶体４０１を通って網膜４０２へと投影される。投影されるＬＥＤ４０３の光線を、固視灯投影光４０４と呼ぶ。固視灯は被検眼の向きを誘導するものである。被験者が、固視灯のＬＥＤ４０３を見るときに、その固視灯の投影位置は黄斑４０６に対応する。つまり、固視灯の網膜における投影位置に対応する個所に黄班がくるように視線を誘導する。

さらに、固視灯投影光４０４とレンズ３０６の光軸３１７からなる角度を、固視灯投影角４０５と呼ぶ。測定光４００と光軸３１７からなる角度を、測定光投影角４０８と呼ぶこととする。さらに、測定光４００と固視灯投影光４０４のなす角度を固視ずれ角４０７と呼ぶこととする。

ここで、固視灯点灯位置と固視灯投影角４０５の関係を予め取得し、固視灯投影角表にすることが出来る。

図５は、固視灯投影角表の一例である。この例では、固視灯投影角表を作成するためにあらかじめ実際の装置で固視灯投影角を測定したものである。または、断層像取得部１１０の構成（固視灯３１１のサイズ、固視灯３１１のＬＥＤ４０３の配置位置、レンズ３１２、ハーフミラー３１３、対物レンズ３０６、等）の設計値を用いて計算することもできる。

図４（ｂ）は、初期固視灯点灯位置４１３を用いて固視された被検眼３１４の網膜の断層像投影像４１２（眼底画像）を示す。図４（ｂ）が示すように、操作者が眼底画像４１２上で撮影位置４１０を指定すると、網膜の測定位置４０９と水晶体４０１を通る直線と断層像撮像部の光軸３１７との角度であるＲａＯｃａを角度４１１として式１で得る。固視灯設定部１４１は、眼底画像４１２と指定された位置４１０を用いて、ＲａＯｃａとしての角度４１１を得ることができる。

但し、眼底画像サイズは眼底画像４１２のサイズ、指定位置処理は眼底画像４１２の中心から指定された位置４１０までの距離、眼底画像画角は眼底画像を撮影したときの画角である。

例えば、眼底画像画角が３０°、眼底画像サイズは４８０画素、指定位置距離は１２０画素の場合は、角度４１１は７．５°となる。

さらに、固視灯投影角表から初期の固視灯点灯位置の投影角ＦｐａＬ１を取得する。

角度４１１と初期固視灯点灯位置から、撮影位置から黄斑の固視ずれ角であるＲｐａを角度４０７として以下の式２によって得る。ここで、ＦｐａＬ１は初期固視灯投影角４０５である。

Ｒｐａ＝ＲｐＯｃａ＋ＦｐａＬ１ （式２）
次に、固視灯設定部１４１は撮影位置４０９が断層像取得部１１０の光軸付近に来るように、固視灯投影角表から４０７に近い固視灯投影角を選ぶ。そして、その固視灯投影角の固視灯点灯位置を選択し、固視灯点灯位置再設定をする。

以上、固視灯における位置の設定の説明を行なったが、固視灯のｘ位置での設定も同様に行うことができる。

ステップＳ２６０
ステップＳ２６０において、制御部１４０の走査位置設定部１４２は、指示された部位の位置に測定光が走査するように走査位置を設定する。

ステップＳ２５０で再設定された固視灯投影角４０５と、撮影位置から黄斑の固視ずれ角４０７を用いて、以下の式３を用いて測定光投影角４０８が算出できる。

Ｂａ＝Ｆｐａ−Ｒｐａ （式３）
ただし、Ｂａは測定光投影角、Ｆｐａは固視灯投影角、Ｒｐａは黄斑からの固視ずれ角である。

走査位置設定部１４２は測定光投影角４０８がＢａとなるようにガルバノミラー３０５を制御する。このとき走査位置設定部１４２は固視灯の点灯位置の間隔より狭い範囲で走査位置を調整する。

そして、ステップＳ２５０で決定された固視灯点灯位置情報と、ステップＳ２６０で決定された走査位置（測定光投影角）を、断層像取得部１１０と記憶部１３０へと転送する。

以上で述べた構成によれば、断層像撮像装置を用いて被測定物体の眼底画像を取得し、取得された眼底画像上の撮影指示を取得することで、眼底画像上の指定位置に対応する網膜の位置を撮影するための固視灯点灯位置と走査位置の設定を容易に行なうことが出来る。

（実施例２）
第１の実施形態では、操作者は眼底画像上で撮影する位置を指定する必要があった。本実施形態では、操作者から撮影部位や位置の指示を取得し、指示された撮影位置撮が断層像取得部の光軸の付近に来るように固視灯の点灯位置と走査位置を制御する。

本実施形態に係る画像処理装置１０の構成は第１実施形態と同じなので、説明を省略する。

次に、図６のフローチャートを参照して、本実施形態の断層像撮像装置１０が実行する具体的な処理の手順を説明する。

ステップＳ６１０
ステップＳ６１０において、指示取得部１２０は、不図示の操作者が入力する、被検眼の網膜に対して、断層像の撮影位置の指示情報を取得する。本実施形態では、撮影位置として、黄斑に相対する位置を指定する。ここでは黄斑に相対する位置を例として説明するが、それに限らず、部位目や、黄斑と視神経乳頭部を基準とした座標系に対する座標位置等でも良い。この指示は、断層像撮像装置１０に備えられた不図示のキーボードやマウスを介して、操作者によって入力される。得られた指示は、制御部１４０へと送信される。

ステップＳ６２０
ステップＳ６２０において、制御部１４０の固視灯設定部１４１は、ステップＳ６１０で取得された指示の撮影位置が断層像取得部１１０の光軸付近に来るように固視灯の点灯位置を設定する。

ここでは、ステップＳ６１０で取得された指示の撮影位置は黄斑のＹ方向、１２°の位置であるとする。図４（ａ）を見ると分るように、網膜撮影位置４０９と水晶体４０１を通る直線と、黄斑と水晶体４０１を通る直線を構成する角度４０７（黄斑からの角距離）が１２°になる。そして、網膜撮影位置４０９が光軸３１７の近くに来るために、角度４０７に一番近い固視灯投影角４０５を持つ固視灯点灯位置を設定すればよい。

図５の固視灯投角表を見ると、固視灯点灯位置８と７が１２°に近い固視灯投影角を持つ。ここでは、固視灯点灯位置７とする。

以上では、固視灯のｙ位置の設定の説明を行なったが、固視灯のｘ位置での設定は同様に行なえる。

ステップＳ６３０
ステップＳ６３０において、制御部１４０の走査位置設定部１４２は、指示された部位の位置に測定光が走査するように走査位置を設定する。

ステップＳ６２０で設定された固視灯点灯位置を点灯することで、網膜の黄斑４０６の位置が決定される。

固視灯点灯位置情報Ｆｐａと、黄斑からの角距離Ｒｐａを用いて、ステップＳ２６０の式３を用いて測定光投影角４０８が算出できる。

本実施形態では、図５から分かるように網膜測定位置から黄斑の角距離Ｒｐａ＝１２°、Ｆｐａ＝１０°であるからＢａ＝２°である。

ここでは、Ｙ方向での測定光投影角の位置で断層像取得装置は測定光の主走行を行なうので、副走査の走査位置は測定光投影角と同じとする。

さらに、ステップＳ６２０で決定された固視灯点灯位置情報と、ステップＳ６３０で決定された走査位置（測定光投影角）を、断層像取得部１１０と記憶部１３０へと転送する。

以上で述べた構成によれば、断層像撮像装置を用いて被測定物体の網膜の特定の位置を指定することで固視灯の点灯位置と、走査位置の設定を容易にすることが出来る。

（実施例３）
それぞれの実施形態では、操作者は網膜（眼部）の撮影位置の指示をして、撮影位置の指示に基づいて固視灯点灯位置と走査位置の設定を行なった。本実施形態では、操作者が断層像撮影中に断層像の走査位置を連続的に変更しても、常に走査されている撮影位置が断層像取得部の光軸の付近に来るように対応する固視灯の点灯位置を制御し、さらに、光干渉断層計の測定光が網膜の撮影位置を走査するように、走査位置を制御する。

本実施形態に係る画像処理装置１０の構成は第１実施形態と同じなので、説明を省略する。

次に、図７のフローチャートを参照して、本実施形態の断層像撮像装置１０が実行する具体的な処理の手順を説明する。

ステップＳ７１０
ステップＳ７１０において、制御部１４０は初期の固視灯点灯位置と初期の走査位置を決定する。ここでは、第１の実施形態と同様に、操作者からの撮影位置に指示に基づいて固視灯点灯位置と走査位置を決定するので説明を省略する。または、予め決められているデフォルトの固視灯点灯位置と走査位置を決定してもよい。

ステップＳ７１０で設定された初期の固視灯点灯位置と走査位置は、断層像取得部１１０と、記憶部１３０へと転送する。

ステップＳ７２０
ステップＳ７２０において、指示取得部１２０は、操作者の走査位置の変更指示を取得する。この指示は、断層像撮像装置１０に備えられた不図示のマウスやジョイスティックなどの入力装置を介して、操作者によって入力される。得られた指示は、制御部１４０へと送信される。

ステップＳ７３０
ステップＳ７３０において、制御部１４０は、ステップＳ７２０で得られた操作者の走査位置変更指示に基づいて、固視灯点灯位置と走査位置の再調整の条件を満たしているかの判定をする。

まず、ステップＳ７２０の操作者の走査位置の変更に基づいて、変更後の走査位置を算出する。変更後の走査位置は仮走査位置と呼ぶ。図４（ａ）において、走査位置を変更することは、測定光投影角４０８を変更することになる。操作者の指示によって、測定光投影角４０８は大きくなったり、小さくなったりする。仮走査位置に対する測定光投影角４０８は、Ｂａ’とする。

固視灯点灯位置と走査位置の再調整の条件は、走査位置、または測定投影角Ｂａが変更したことによって、網膜の撮影位置をより断層像撮像部の光軸に近づくことが出来る固視灯点灯位置があるかどうか、である。

まず、走査位置の変更後の黄斑からの固視ずれ角４０７をＲｐａ’とし、以下の式４を用いて算出する。

Ｒｐａ’＝Ｆｐａ−Ｂａ’ （式４）
ただし、Ｆｐａは固視灯投影角である。

次に、固視灯投影角表からＲｐａ’に近い固視灯投影角を選んで、その固視灯投影角の固視灯点灯位置を選択する。選択された固視灯点灯位置と、記憶部１３０に保存されている固視灯点灯位置が異なっていれば、ステップＳ７３０の条件が満たしていて、処理はステップＳ７４０へと進む。逆に、選択された固視灯点灯位置と、記憶部１３０に保存されている固視灯点灯位置が同じであれば、処理はステップＳ７５０へと進む。

ステップＳ７４０
ステップＳ７４０において、制御部１４０は、走査位置変更後の固視灯位置情報と測定光投影角Ｂａ’を用いて、走査位置と固視灯点灯位置を再設定する。まず固視灯位置情報が変更することで、ステップＳ２６０の式３を用いて測定光投影角Ｂａを再度算出する。但し、式３のＲｐａはＲｐａ’とし、Ｆｐａは、ステップＳ７３０で決定された変更後の固視灯位置の投影角である。

ステップＳ７３０で決定された固視灯点灯位置情報とステップＳ７４０で決定された走査位置（測定光投影角）を、断層像取得部１１０と、記憶部１３０へと転送する。

ステップＳ７５０
ステップＳ７５０において、制御部１４０は、ステップＳ７２０の固視灯位置を変更しないで、操作者の指示に従って走査位置を設定し、断層像取得部１１０へと転送する。

ステップＳ７６０
ステップＳ７６０において、指示取得部１２０は操作者の新たな指示を取得たかの判定をする。新たな指示があれば、処理はステップＳ７２０へと戻る。操作者からの指示が終了していれば、本処理は終了する。

なお、ステップＳ７３０では、撮影位置が撮影装置の光軸に来るように条件を説明した。ただし、その他の条件、例えば変更後の固視灯点灯位置の変更距離や、または撮影位置と注目位置の間に光軸に来るように等の条件にしても良い。

以上で述べた構成によれば、操作者が連続的に走査位置を変更するだけで、固視灯点灯位置と走査位置の変更を容易に行なうことが出来る。

［その他の実施形態］
本発明は前述した形態に限定されることなく様々な形で実現することが可能である。すなわち、図１に示す断層像撮像装置はハードウェアもしくはハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより実現することができる。その場合、図１において断層像撮像装置１０以外の各部はハードウェアであれば特定の機能を実現する回路やＡＳＩＣ、ソフトウェアであればモジュールに対応する。また、すべてソフトウェアで実現する場合は汎用のＰＣ上で動作するモジュールとすることができる。

１０ 断層像撮像装置
１１０ 断層像取得部
１２０ 指示取得部
１３０ 記憶部
１４０ 制御部
１４１ 固視灯設定部
１５０ 走査位置設定部

Claims (8)

1. 被検眼の視線の向きを誘導する固視灯と、
   前記被検眼の眼底における所定の位置と前記固視灯の投影位置とに応じて測定光の投影位置を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする断層像撮像装置。
2. 測定光を発生する光源と、
   被検眼を前記測定光で走査する走査手段と、
   前記測定光を前記走査手段により走査することにより得られる戻り光と参照光との合成光を検出する検出手段と、
   前記被検眼の眼底における所定の位置を指定する指定手段と、
   前記被検眼の視線の向きを誘導する固視灯と、
   前記眼底の所定の位置と前記固視灯の眼底における投影位置とに応じて前記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断層像撮像装置。
3. 前記制御手段は、
   前記指定手段の指定に基づき、前記固視灯の点灯位置を設定する点灯位置設定手段と、
   前記点灯位置設定手段により設定された点灯位置を点灯した後に入力手段からの入力に基づいて、前記走査手段を調整することにより前記測定光の走査位置を設定する走査位置設定手段と、
   を備え、
   前記走査手段の調整が所定の条件を満たした場合、前記点灯位置設定手段により前記固視灯の点灯位置を再設定することを特徴とする請求項２に記載の断層像撮像装置。
4. 前記走査位置設定手段は、前記再設定された点灯位置に基づき、前記走査手段を再調整することを特徴とする請求項３に記載の断層像撮像装置。
5. 前記走査位置設定手段は、前記固視灯の点灯位置の間隔より狭い範囲で走査位置を調整することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の断層像撮像装置。
6. 被検眼の視線の向きを誘導する固視灯を点灯する工程と、
   前記被検眼の眼底における所定の位置と前記固視灯の投影位置とに応じて測定光の投影位置を制御する制御工程とを有することを特徴とする断層像撮像方法。
7. 請求項６に記載の断層像撮像方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
8. 請求項７に記載の断層像撮像方法のコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体。

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