JP2012223264A - 光断層像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 所望する断層像を好適に観察できる。
【解決手段】 干渉光学系１００と、干渉光学系に配置された光学部材の少なくとも一部を光軸方向に移動させる駆動手段１１２と、測定光と参照光の光路長が一致する深さ位置より被検物表面が奥側に配置された状態で取得された被検物の断層画像を第１の観察画像としてモニタに出力する第１観察モードと、前記深さ位置より被検物裏面が前側に配置された状態で取得された被検物の断層画像を第２の観察画像としてモニタに出力する第２観察モードとを有し、取得された断層画像の画像情報及び正逆情報に基づいて、第１観察モードと第２観察モードとの間でモニタ上の表示状態を切換える制御手段７０と、を備える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、被検物の断層像を撮影する光断層像撮影装置に関する。

被検物の断層像を撮影する装置として、光断層干渉計（Optical Coherence Tomography：OCT）が知られている。

光断層干渉計において、受光素子によって取得されるスペクトル情報をフーリエ解析して被検物の断層画像を得るフーリエドメインＯＣＴが知られている（特許文献１参照）。フーリエドメインＯＣＴとしては、受光系に分光光学系を有するＳＤ−ＯＣＴ、投光系に可変波長光源を有するＳＳ−ＯＣＴが知られている。

ところで、フーリエドメインＯＣＴを原理とする干渉光学系により得られる断層像は、測定光と参照光との光路長が一致する深さ位置での感度（干渉感度）が最も高く、この深さ位置から離れるにしたがって感度が低下していく。このため、この深さ位置に近い部分については高感度・高解像度の画像が得られるが、当該深さ位置から離れた部分については画像の感度・解像度が低下してしまう。

特許文献１、特許文献２の装置は、測定光と参照光の光路長が一致する深さ位置より眼底が奥側に配置された状態で取得された断層画像（正像）と、測定光と参照光の光路長が一致する深さ位置より眼底が前側に配置された状態で取得された断層画像（逆像）と、をそれぞれモニタに出力するモード（網膜モード、脈絡膜モード）を持つ。

特開２０１０−２９６４８号公報 特開２００７−２１５７３３号公報

しかしながら、特許文献１、２の場合、何らかの要因によって装置と被検物との位置関係が変化した場合（例えば、被検眼が大きく動いた場合、検者が不意に装置を移動させてしまった場合、など）、当初の断層像とは異なる状態の断層像が表示される場合がありうる。例えば、網膜モードに設定された状態で眼が動いた場合、網膜モードに対応する表示にも関わらず、脈絡膜側の感度が高い断層像が表示されてしまう可能性がありうる。

本発明は、上記問題点を鑑み、所望する断層像を好適に観察できる光断層像撮影装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）
光源から出射された光束を測定光と参照光に分割し、測定光束を被検物に導き，参照光を参照光学系に導いた後、前記被検物から反射された測定光と参照光とが合成された光のスペクトル情報を検出器により検出する干渉光学系と、
測定光と参照光との光路長差を調整するために干渉光学系に配置された光学部材の少なくとも一部を光軸方向に移動させる駆動手段と、
測定光と参照光の光路長が一致する深さ位置より被検物表面が奥側に配置された状態で取得されたスペクトル情報をフーリエ解析することにより被検物の断層画像を取得し、該断層画像を第１の観察画像としてモニタに出力する第１観察モードと、前記深さ位置より被検物裏面が前側に配置された状態で取得されたスペクトル情報をフーリエ解析することにより被検物の断層画像を取得し、取得された断層画像を第２の観察画像としてモニタに出力する第２観察モードとを有し、取得された断層画像の画像情報及び正逆情報に基づいて、第１観察モードと第２観察モードとの間でモニタ上の表示状態を切換える制御手段と、
を備えることを特徴とする。
（２）
前記駆動手段を駆動させるために検者によって操作される操作部材を備える（１）の光断層像撮影装置。
（３）
前記制御手段は、前記表示状態を切換えるため、第１観察モードか第２観察モードかを検者が判別するための判別表示を切換える（１）〜（２）のいずれかの光断層像撮影装置。
（４）
前記制御手段は、前記第１観察モードと前記第２観察モードに関わらず、前記深さ位置より奥側に対応する第１画像領域と前記深さ位置より手前側に対応する第２画像領域のいずれか一方の画像情報をモニタに出力する制御手段であって、一方の断層画像の反転状態を前記正逆情報として取得し、前記判別表示を切換える（１）〜（３）のいずれかの光断層像撮影装置。
（５）
断層画像における分散を補正するための分散補正データを記憶するメモリを備え、
前記制御手段は、前記メモリから取得される分散補正データを用いてスペクトル情報を補正し、補正されたスペクトル情報をフーリエ解析して被検物の断層画像を取得する制御手段であって
取得された断層画像の画像情報において、前記深さ位置より奥側に対応する第１画像領域と前記深さ位置より手前側に対応する第２画像領域のうち、断層像の解像度が高い方の画像領域を，前記正逆情報に基づいてモニタに選択的に出力する（３）の光断層像撮影装置。
（６）
断層画像における実像に対する分散を補正するための第１の分散補正データと、断層画像における虚像に対する分散を補正するための第２の分散補正データと、を記憶するメモリを備え、
前記制御手段は、前記メモリから取得される分散補正データを用いてスペクトル情報を補正し、補正されたスペクトル情報をフーリエ解析して被検物の断層画像を取得すると共に、前記第１観察モードと前記第２観察モードに関わらず、前記深さ位置より奥側に対応する第１画像領域と前記深さ位置より手前側に対応する第２画像領域のいずれか一方の画像情報をモニタに出力する制御手段であって、
前記正逆情報に基づいて，メモリから取得する分散補正データを第１の分散補正データと第２の分散補正データとの間で選択的に切換えることにより、観察可能な断層像をモニタに出力する（３）の光断層像撮影装置。
（７）
前記干渉光学系は、光源から出射された光束を測定光と参照光に分割し、測定光を被検眼眼底に導き，参照光を参照光学系に導いた後、前記被検眼眼底から反射された測定光と参照光とが合成された光のスペクトル情報を検出器により検出する（１）〜（６）のいずれかの光断層像撮影装置。

本発明によれば、所望する断層像を好適に観察できる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る光断層像撮影装置の構成について説明する概略構成図である。以下の説明では、眼科撮影装置を例として説明する。なお、本実施形態においては、被検者眼（眼Ｅ）の軸方向をＺ方向、水平方向をＸ方向、鉛直方向をＹ方向として説明する。眼底の表面方向をＸＹ方向として考えても良い。

装置構成の概略を説明する。本装置は、眼Ｅの眼底Ｅｆの断層像を撮影するための光コヒーレンストモグラフィーデバイス（ＯＣＴデバイス）１０である。ＯＣＴデバイス１０は、干渉光学系（ＯＣＴ光学系）１００と、正面観察光学系２００と、固視標投影ユニット３００と、演算制御部（ＣＰＵ）７０と、を含む。

ＯＣＴ光学系１００は、眼底に測定光を照射する。ＯＣＴ光学系１００は、眼底から反射された測定光と，参照光との干渉状態を受光素子（検出器１２０）によって検出する。ＯＣＴ光学系１００は、眼底Ｅｆ上の撮像位置を変更するため、眼底Ｅｆ上における測定光の照射位置を変更する照射位置変更ユニット（例えば、光スキャナ１０８、固視標投影ユニット３００）を備える。制御部７０は、設定された撮像位置情報に基づいて照射位置変更ユニットの動作を制御し、検出器１２０からの受光信号に基づいて断層画像を取得する。

＜ＯＣＴ光学系＞
ＯＣＴ光学系１００は、いわゆる眼科用光断層干渉計の装置構成を持つ。ＯＣＴ光学系１００は、光源１０２から出射された光をカップラー（スプリッタ）１０４によって測定光と参照光に分割する。そして、ＯＣＴ光学系１００は、測定光学系１０６によって測定光を眼Ｅの眼底Ｅｆに導き，また、参照光を参照光学系１１０に導く。その後、眼底Ｅｆによって反射された測定光と，参照光との合成によって取得される干渉光を検出器（受光素子）１２０に受光させる。

検出器１２０は、測定光と参照光との干渉状態を検出する。フーリエドメインＯＣＴの場合では、干渉光のスペクトル強度が検出器１２０によって検出され、スペクトル強度データに対するフーリエ変換によって所定範囲における深さプロファイルが取得される。例えば、Spectral-domain OCT（ＳＤ−ＯＣＴ）、Swept-source OCT（ＳＳ−ＯＣＴ）が挙げられる。

ＳＤ−ＯＣＴの場合、光源１０２として低コヒーレント光源（広帯域光源）が用いられ、検出器１２０には、干渉光を各周波数成分（各波長成分）に分光する分光光学系（スペクトルメータ）が設けられる。スペクトルメータは、例えば、回折格子とラインセンサからなる。

ＳＳ−ＯＣＴの場合、光源１０２として出射波長を時間的に高速で変化させる波長走査型光源（波長可変光源）が用いられ、検出器１２０として、例えば、単一の受光素子が設けられる。光源１０２は、例えば、光源、ファイバーリング共振器、及び波長選択フィルタによって構成される。そして、波長選択フィルタとして、例えば、回折格子とポリゴンミラーの組み合わせ、ファブリー・ペローエタロンを用いたものが挙げられる。

光源１０２から出射された光は、カップラー１０４によって測定光と参照光に分割される。そして、測定光は、光ファイバーを通過した後、空気中へ出射される。その光束は、光スキャナ１０８、及び測定光学系１０６の他の光学部材を介して眼底Ｅｆに集光される。そして、眼底Ｅｆで反射された光は、同様の光路を経て光ファイバーに戻される。

光スキャナ１０８は、眼底上でＸＹ方向（横断方向）に測定光を走査させる。光スキャナ１０８は、瞳孔と略共役な位置に配置される。光スキャナ１０８は、例えば、２つのガルバノミラーであり、その反射角度が駆動機構５０によって任意に調整される。

これにより、光源１０２から出射された光束はその反射（進行）方向が変化され、眼底上で任意の方向に走査される。これにより、眼底Ｅｆ上における撮像位置が変更される。光スキャナ１０８としては、反射ミラー（ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ）の他、光の進行（偏向）方向を変化させる音響光学素子（ＡＯＭ）等が用いられる。

参照光学系１１０は、眼底Ｅｆでの測定光の反射によって取得される反射光と合成される参照光を生成する。参照光学系１１０は、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであっても良い。参照光学系１１０は、例えば、反射光学系（例えば、参照ミラー）によって形成され、カップラー１０４からの光を反射光学系により反射することにより再度カップラー１０４に戻し、検出器１２０に導く。他の例としては、参照光学系１１０は、透過光学系（例えば、光ファイバー）によって形成され、カップラー１０４からの光を戻さず透過させることにより検出器１２０へと導く。

本装置は、測定光と参照光との光路長差を調整するために干渉光学系１００に配置された光学部材の少なくとも一部を光軸方向に移動させる。例えば、参照光学系１１０は、参照光路中の光学部材（例えば、参照ミラー１１１）を移動させることにより、測定光と参照光との光路長差を調整する構成を有する。例えば、駆動機構１１２の駆動によって参照ミラー１１１が光軸方向に移動される。光路長差を変更するための構成は、測定光学系１０６の測定光路中に配置されてもよい。測定光路中に配置された光学部材（例えば、光ファイバーの端部）が光軸方向に移動される。なお、干渉光学系１００全体を内蔵する装置筐体を眼Ｅに対して移動させることにより、光路長差を調整する構成であってもよい。

図２はＯＣＴ光学系２００によって取得（形成）される断層画像の一例を示す図である。深さ位置Ｓは、断層画像Ｇにおいて参照光の光路長に対応する位置であり、測定光と参照光の光路長が一致する位置に相当する。断層画像Ｇは、深さ位置Ｓより奥側に対応する第１画像領域Ｇ１と、深さ位置Ｓより手前側に対応する第２画像領域と、から形成される。そして、第１画像領域Ｇ１と第２画像領域Ｇ２は、深さ位置Ｓに関して互いに対称な関係となる。

図２（ａ）は網膜側での感度が高い正像が取得されたときの断層画像の一例である。上記構成において、測定光と参照光との光路長が一致する位置より眼Ｅの網膜表面が奥側に形成されるように参照ミラー１１１が配置されると、脈絡膜Ｃｈ側部分よりも網膜表面Ｒｔ側の感度が高い眼底断層像（正像）が取得される。網膜の感度が高いのは、網膜の方が脈絡膜よりも光路長一致位置に近いからである。

この場合、第１画像領域と第２画像領域において形成される各断層像は、互いに向かい合った状態となる。この場合、第１画像領域Ｇ１において実像Ｒが取得され、第２画像領域Ｇ２において虚像Ｍ（ミラーイメージ）が取得される。

図２（ｂ）は脈絡膜側での感度が高い逆像が取得されたときの断層画像の一例である。一方、測定光と参照光との光路長が一致する位置より脈絡膜裏面が前側に形成されるように参照ミラー１１１が配置されると、網膜表面Ｒｔ側よりも脈絡膜Ｃｈ側の感度が高い眼底断層像（逆像）が取得される。脈絡膜の感度が高いのは、脈絡膜の方が網膜よりも光路長一致位置に近いからである。

この場合、第１画像領域Ｇ１と第２画像領域Ｇ２において形成される各断層像は、互いに反対方向を向いた状態となる。この場合、第２画像領域Ｇ２において実像Ｒが取得され、第１画像領域Ｇ１において虚像Ｍ（ミラーイメージ）が取得される。

ここで、実像が取得される画像領域と正像／逆像との関係について、第１画像領域Ｇ１に実像Ｒが取得されるとき、正像が取得される一方で、第２画像領域Ｇ２に実像Ｒが取得されるとき、逆像が取得される。いいかえれば、第２画像領域Ｇ２に虚像Ｍが取得されるとき、正像が取得される一方で、第１画像領域Ｇ１に虚像Ｍが取得されるとき、逆像が取得される。

制御部７０は、例えば、断層画像Ｇのうち、第１画像領域Ｇ１又は第２画像領域Ｇ２のいずれか一方の画像情報を抽出し、モニタ７５の画面上に表示する。例えば、制御部７０は、その画像領域を断層画像Ｇから切出してもよいし、その画像領域に対応する輝度情報から画像を改めて作成してもよい。

図３は、ソフトウェアによる分散補正処理を行った場合の断層画像の一例である。図３（ａ）は正像が取得されたときの例であり、図３（ｂ）は逆像が取得されたときの例である。本実施形態において、制御部７０は、検出器１２０から出力されるスペクトルデータに対しソフトウェアによる分散補正処理を施す。そして、分散補正後のスペクトルデータに基づいて深さプロファイルを得る。このため、実像と虚像との間で画質において差異が生じる。

制御部７０は、検出器１２０から出力される受光信号に基づいて光のスペクトル強度を取得し、波長λの関数として書き換える。次に、スペクトル強度Ｉ（λ）を波数ｋ（＝２π／λ）に関して等間隔な関数Ｉ（ｋ）に変換する。

測定光と参照光との分散（dispersion）ミスマッチによる影響は、干渉成分の位相をシフトさせ、各波長の合波信号のピークを下げ、信号に拡がりを持たせる（解像度が下がる）。そこで、分散補正では、波長毎にシフトした位相を戻してやることで、干渉信号の低下による解像度の低下を補正する。この場合、波数ｋの関数としての位相ずれ量φ（ｋ）を求めておき、Ｉ（ｋ）・ｅｘｐ-iφ(k)によってｋの値毎に位相のずれを戻す。ここで、分散補正すべき位相φ（ｋ）は、キャリブレーションによって予め求めることもできるし、取得された断層画像に対応する位相φ（ｋ）を求めるようにしてもよい。そして、メモリ７２には、分散補正用のパラメータ（例えば、位相φ（ｋ））が記憶される。 その後、制御部７０は、設定された分散補正データによって補正された分散補正後のスペクトル強度Ｉ（ｋ）をフーリエ変換することにより、眼の深さ方向における情報が得られる。

例えば、実像に対する分散の影響を補正するための分散補正値として第１の分散補正値（正像用）をメモリ７２から取得し、検出器１２０から出力されるスペクトルデータを第１の分散補正値を用いて補正し、補正されたスペクトル強度データをフーリエ変換して断層画像データを形成する。実像Ｒは、高感度・高解像度の画像にて取得され、虚像Ｍ（ミラーイメージ）は、分散補正値の違いにより低解像度のぼけた画像にて取得される。

これにより、第１の画像領域Ｇ１において実像が取得されたとき、その実像は、高感度・高解像度の画像にて取得され、その虚像（ミラーイメージ）は、第２画像領域Ｇ２において、分散補正値の違いにより低解像度のぼけた画像にて取得される（図３（ａ）参照）。一方、第２の画像領域Ｇ２において実像が取得されたとき、その虚像は、第１画像領域Ｇ１において、分散補正値の違いにより低解像度ぼけた画像にて取得される（図３（ｂ）参照）。

もちろん、これに限定されず、虚像Ｍに対するソフトウェア分散補正が行われても良い。この場合、虚像Ｍが、高感度・高解像度の画像にて取得され、実像Ｒが低解像度のぼけた画像にて取得される。

なお、上記のようにソフトウェアによって分散補正を行う手法の詳細については、米国特許第６９８０２９９号公報、特表２００８−５０１１１８号公報、等を参考にされたい。また、特開２０１０−２９６４８号公報を参考にされたい。

＜正面観察光学系＞
正面観察光学系２００は、眼底Ｅｆの正面画像を得るために設けられている。観察光学系２００は、例えば、光源から発せられた測定光（例えば、赤外光）を眼底上で二次元的に走査させる光スキャナと、眼底と略共役位置に配置された共焦点開口を介して眼底反射光を受光する第２の受光素子と、を備え、いわゆる眼科用走査型レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）の装置構成を持つ。

なお、観察光学系２００の構成としては、いわゆる眼底カメラタイプの構成であってもよい。また、ＯＣＴ光学系１００は、観察光学系２００を兼用してもよい。すなわち、正面画像は、二次元的に得られた断層画像を形成するデータを用いて取得されるようにしてもよい（例えば、３次元断層画像の深さ方向への積算画像、ＸＹ各位置でのスペクトルデータの積算値等）。

＜固視標投影ユニット＞
固視標投影ユニット３００は、眼Ｅの視線方向を誘導するための光学系を有する。投影ユニット３００は、眼Ｅに呈示する固視標を有し、複数の方向に眼Ｅを誘導できる。

例えば、固視標投影ユニット３００は、可視光を発する可視光源を有し、視標の呈示位置を二次元的に変更させる。これにより、視線方向が変更され、結果的に撮像部位が変更される。例えば、撮影光軸と同方向から固視標が呈示されると、眼底の中心部が撮像部位として設定される。また、撮影光軸に対して固視標が上方に呈示されると、眼底の上部が撮像部位として設定される。すなわち、撮影光軸に対する視標の位置に応じて撮影部位が変更される。

固視標投影ユニット３００としては、例えば、マトリクス状に配列されたＬＥＤの点灯位置により固視位置を調整する構成、光源からの光を光スキャナを用いて走査させ、光源の点灯制御により固視位置を調整する構成、等、種々の構成が考えられる。また、投影ユニット３００は、内部固視灯タイプであってもよいし、外部固視灯タイプであってもよい。

＜制御部＞
制御部７０は、各構成１００〜３００の各部材など、装置全体を制御する。また、制御部７０は、取得された画像を処理する画像処理部、取得された画像を解析する画像解析部、などを兼用する。制御部７０は、一般的なＣＰＵ（Central Processing Unit）等で実現される。

図４（ａ）は正面観察光学系２００によって得られる正面画像の例であり、図４（ｂ）はＯＣＴ光学系１００によって得られる断層画像の例である。例えば、制御部７０は、ＯＣＴ光学系１００の検出器１２０から出力される受光信号に基づいて画像処理により断層画像（ＯＣＴ画像）を取得すると共に、正面観察光学系２００の受光素子から出力される受光信号に基づいて正面画像を取得する。また、制御部７０は、固視標投影ユニット３００を制御して固視位置を変更する。

メモリ（記憶部）７２、モニタ７５、マウス（操作入力部）７６は、それぞれ制御部７０と電気的に接続されている。制御部７０は、モニタ７５の表示画面を制御する。取得された眼底像は、モニタ７５に静止画又は動画として出力される他、メモリ７２に記憶される。メモリ７２は、例えば、撮影された断層画像、正面画像、各断層画像の撮影位置情報等の撮影に係る各種情報を記録する。制御部７０は、マウス７６から出力される操作信号に基づいて、ＯＣＴ光学系１００、正面観察光学系２００、固視標投影ユニット３００の各部材を制御する。なお、上記ＯＣＴデバイス１０の詳しい構成については、例えば、特開２００８−２９４６７号公報を参考にされたい。

＜網膜モード／脈絡膜モード＞ 本装置は、検者が所望する部位が高感度・高解像度で観察できるように、観察部位に応じた観察モードを設定可能な構成を有している。図５（ａ）は、網膜モードでのモニタ７５の表示状態を示す例であり、図５（ｂ）は、脈絡膜モードでのモニタ７５の表示状態を示す図である。例えば、網膜部分を高感度にて表示する網膜モード（眼底の前面側を観察するための第１モード）と、脈絡膜側部分を高感度にて表示する脈絡膜モード（被検眼眼底の後面側を観察するための第２モード）と、との間で観察モードが切換可能な構成となっている。

概して、制御部７０は、取得された断層画像を第１の観察画像（正像）としてモニタに出力する第１モード（図５（ａ）参照）と、取得された断層画像を第２の観察画像（逆像）としてモニタに出力する第２モード（図５（ｂ）参照）と、を有し、取得された断層画像の画像情報及び正逆情報に基づいて、第１観察モードと第２観察モードとの間でモニタ７５上の表示状態を切換える。

例えば、制御部７０は、表示状態を切換えるため、第１モードか第２モードかを検者が判別するための判別表示を切換える（図５参照）。

概して、正逆情報は、取得された断層画像が正像か逆像かを示す情報であり、種々のパターンが考えられる。正逆情報としては、例えば、取得された断層画像の反転状態、解像度が高い断層像が取得された画像領域、解像度が低い断層像が取得された画像領域、などが用いられる。制御部７０は、検出器１２０から出力される受光信号（断層画像、深さプロファイル、など）に基づいて正逆情報を取得する。

＜動作説明＞
次に、本装置の動作の詳細な具体例について説明する。検者は、固視標を注視するように被験者に指示した後、眼底に対するアライメントを行う。そして、図４（ａ）に示すように、眼底正面像がモニタ７５上に表示されるようになると、予め設定される走査パターンに基づきＯＣＴ光学系１００によってＯＣＴ画像が取得され、モニタ７５上にＯＣＴ画像が表示される。

＜光路差調整＞ 制御部７０は、検出器１２０から出力される受光信号に基づいて駆動機構１１２の駆動を制御し、眼底断層像が取得されるように測定光と参照光との光路差を調整する。そして、参照ミラー１１１は、被検眼の眼軸長の違いに対応した所定の移動範囲内で移動される。なお、初期設定として網膜モードに設定され、制御部７０は、例えば、網膜側の感度が高い正像が取得されるように光路長を調整する。

制御部７０は、深さ方向の撮影範囲（例えば、２ｍｍ）に対応する所定のステップで、参照ミラー１１１を移動させる。そして、制御部７０は、各位置にて取得される画像に対し深さ方向の走査線を設定し、その走査線上における輝度分布を得る（図６参照）。

制御部７０は、各位置にて取得された画像を解析し、第１画像領域Ｇ１上に実像が形成された状態に対応する参照ミラー１１１の位置を探索する。例えば、制御部７０は、実像に対応する輝度分布（例えば、急激な輝度の立ち上がりが持った輝度分布）が第１画像領域Ｇ１に形成された画像を画像処理により特定する。

より具体的には、第１画像領域Ｇ１での複数の走査線の半分以上が，実像に対応する輝度分布を持つ場合、第１画像領域Ｇ１に実像有りと判定される。そして、制御部７０は、第１画像領域Ｇ１に実像が有るとして判定された画像に対応する参照ミラー１１１の位置を基準として、モニタ７５上の所定領域に実像Ｒが表示されるように参照ミラー１１１を移動させる。これにより、検者は、モニタ７５上で眼底断層像の正像を観察可能となる。なお、前述のような自動光路長調整の完了後において、制御部７０は、眼底断層像が所定領域に表示されるように参照ミラー１１１の位置調整を継続するようにしてもよい（光路差調整トラッキング）。

＜正像／逆像の表示切換＞ 図７は、正像／逆像の表示切換制御に関する一例を示すフローチャートである。概して、制御部７０は、第１画像領域Ｇ１と第２画像領域Ｇ２のうち、断層像の解像度が高い方の画像領域を，取得された断層画像の正逆情報に基づいてモニタ７５に選択的に出力する。

以下の説明では、制御部７０は、所定の画像領域に取得された断層画像の正逆の切り換わりを検出し、その切り換わりに応じてモニタ７５に出力する画像領域を切換える（図２、図３、図５参照）。

例えば、制御部７０は、取得された断層画像に関して実像が含まれている画像領域を判別することにより、断層画像の正逆情報を得る。そして、その正逆情報に基づいて，解像度が高い実像が含まれた画像領域を断層画像Ｇから抽出し、モニタ７５上に出力する。また、制御部７０は、正逆情報に基づいて、網膜モードでの表示と逆像モードでの表示とを切換える。すなわち、制御部７０は、解像度が高い方の画像領域をモニタ７５に出力すると共に、これに対応するモード表示を行う。

＜網膜モード＞ 初期段階では、観察モードは、正像を出力する網膜モードに設定され、第１画像領域Ｇ１の画像が抽出して表示されるように設定されている（第１の表示状態）。モニタ７５上に表示される正像に対応して、制御部７０は、表示画像が正像である旨を示すメッセージを表示する（図５（ａ）参照）。例えば、網膜側の感度が高いことを考慮して、「Retinal」の文字が正像と共に表示される。なお、メッセージを報知する手法としては、文字に限定されず、グラフィック表示（例えば、アイコン表示）、色表示、音声など種々の変容が考えられる。

これにより、検者は、正像であることを把握した上で、眼底断層像をモニタ７５上で観察できる。この場合、網膜側の画像が高い感度にて表示されるため、網膜領域における病変の特定等に有用である。

図７のフローチャートにおいて、制御部７０は、撮影が終了されるまで、断層画像Ｇを連続的に取得する。そして、随時取得される断層画像Ｇの正逆情報を得る。

第１の判定では、制御部７０は、第１画像領域Ｇ１に実像が取得されているか否かを判定する。例えば、制御部７０は、実像に対応する画像が第１画像領域Ｇ１に形成されているか否かを判定する。より具体的には、第１画像領域Ｇ１の中での、輝度の急激な立ち上がりの有無を判定する。また、第１画像領域Ｇ１における輝度レベル／コントラスト（例えば、輝度の最大値から背景画像を差し引いた値）が所定値以上か否かを判定してもよい。

第１の判定において、第１画像領域Ｇ１において実像が取得されていると判定された場合、制御部７０は、正像が取得されているとみなし、モニタ７５の表示状態を網膜モードの表示（図５（ａ）参照）から変更しない。

脈絡膜モードにて眼底断層を観察する場合、検者は、深さ位置Ｓより前側に脈絡膜Ｃｈが配置されるように測定光と参照光との間の光路長差を調整する。例えば、カーソルＣｕを用いて、表示バーＢａの上下、断層画像に対するドラッグ＆ドロップ等が行われる。制御部７０は、マウス７６からの操作信号に基づいて駆動機構１１２の駆動を制御し、参照ミラー１１１を移動させる。ここで、参照ミラー１１１が移動されると、断層画像Ｇ上において元の位置から実像Ｒが移動される。なお、光路長差を調整するため、検者は、図示無きジョイスティック等を操作し、ＯＣＴ光学系１００を内蔵する筐体を前方に移動させてもよい。

このようにして光路長差が調整されると、第１画像領域Ｇ１で実像が形成されなくなり、第２画像領域Ｇ２に実像が形成された状態に移行される。このとき、第１判定において、第１画像領域Ｇ１に実像が取得されていないと判定され、制御部７０は、第２画像領域Ｇ１に実像が取得されているか否かを判定するための第２の判定処理に移行する。

第２の判定では、制御部７０は、第２画像領域Ｇ２の中での、輝度の急激な立ち上がりの有無を判定する。また、第２画像領域Ｇ２における輝度レベル／コントラスト（例えば、輝度の最大値から背景画像を差し引いた値）が所定値以上か否かを判定してもよい。

＜脈絡膜モード＞ 第２の判定において、第２画像領域Ｇ２において実像が取得されていると判定された場合、制御部７０は、逆像が取得されているとみなし、モニタ７５の表示状態を脈絡膜モードの表示（図５（ｂ）参照）に切換える。

制御部７０は、第２画像領域Ｇ２の画像を抽出し、抽出された画像をモニタ７５上に出力する。モニタ７５上には、脈絡膜側の感度が高い逆像が表示される。

また、モニタ７５上に表示される逆像に対応して、制御部７０は、表示画像が逆像である旨を示すメッセージを表示する（図５（ｂ）参照）。例えば、脈絡膜側の感度が高いことを考慮して、「Choroidal」の文字が逆像と共に表示される。なお、メッセージを報知する手法としては、文字に限定されず、グラフィック表示（例えば、アイコン表示）、色表示、音声など種々の変容が考えられる。

これにより、検者は、逆像であることを把握した上で、眼底断層像をモニタ７５上で観察できる。この場合、脈絡膜側の画像が高い感度にて表示されるため、脈絡膜領域における病変の特定等に有用である。

図５（ｂ）に示すように、制御部７０は、正像と区別しやすくするため、第２画像領域Ｇ２の画像を正像の表示方向から反転させてもよい。例えば、制御部７０は、正像を表示する際、脈絡膜より網膜が上になるように断層像を表示し、逆像を表示する際、脈絡膜より網膜が下になるように断層像を表示する。

なお、脈絡膜モードから網膜モードに移行する場合、検者は、眼底Ｅｆより手前側に深さ位置Ｓが配置されるように測定光と参照光との間の光路長差を調整すればよい。

＜断層像の記憶＞ 以上のようにして、正像又は逆像が動画表示された状態において、検者が所望する走査位置／パターンが設定され、その後、所定のトリガ信号が自動又は手動で出力される。これをトリガとして，制御部７０は、設定された撮像条件（例えば、走査位置／パターン）に基づいて光スキャナ１０８を制御し、検出器１２０からの出力信号に基づいて，撮像条件に対応する断層像の静止画像を取得する。そして、取得した静止画像をメモリ７２に記憶する。なお、加算平均画像を得るため、同じ走査位置において複数の画像を取得しても良い。この場合、制御部７０は、取得された断層画像の画像情報に対応付けて、取得された断層画像の正逆情報をメモリ７２に記憶するのが好ましい。

制御部７０は、メモリ７２に記憶された断層画像を画像処理により解析し、解析結果をモニタ７５に出力する。例えば、制御部７０は、各眼底層の層厚分布を画像処理により計測する。その後、正常眼データベースに記憶された層厚分布と眼Ｅの層厚分布とが比較される。制御部７０は、層厚分布の測定結果をマッピング表示する。この場合、制御部７０は、メモリ７２に記憶された正逆情報を利用して、各種解析を実行できる。例えば、取得された断層画像が正像であれば、網膜解析を主とする正像に対する解析処理が実行され、取得された断層画像が逆像であれば、脈絡膜解析を主とする逆像に対する解析が実行される。

以上のように、断層画像の実虚を検出し、実像（又は虚像）の取得位置に基づいてモニタ７５に出力する画像領域を変更することにより、ＯＣＴ光学系１００に対して眼Ｅが動いた場合であっても、網膜モードでの観察と脈絡膜モードでの観察をスムーズに行うことができる。

また、断層画像の正逆情報を利用して、モニタ７５に出力される断層画像が正像か逆像かを判別するための判別情報を断層画像共に表示することにより、観察モードの誤認を回避できる。例えば、黄斑の断層像は、特徴的窪みが反転されることによって正像と逆像の区別が比較的容易であるが、黄斑以外の断層像は、特徴的な部分が少なく、仮に断層像が反転されても、正像か逆像か見分けが難しい場合がある。このような場合であっても、上記手法により、観察モードの把握を容易に行える。

＜実像と虚像が第１画像領域Ｇ１、第２画像領域Ｇ２に含まれる場合＞ 一方、第２の判定において、第２画像領域Ｇ２に実像が取得されていないと判定された場合、制御部７０は、再度、断層画像を取得し、取得された断層画像の実虚を判定する。

なお、制御部７０は、一方の画像領域（Ｇ１又はＧ２）において、実像と虚像の並存状態の有無を判別するようにしてもよい。並存状態は、測定光と参照光の光路長一致位置と眼底Ｅｆが重なる場合に生じる。この場合、実像と虚像が第１画像領域Ｇ１に含まれた状態となる。

例えば、制御部７０は、眼底断層像の像位置が深さ位置Ｓの近傍にある場合（例えば、第１画像領域Ｇ１の上端から１／４に相当する領域）にある場合、一方の画像領域において実像と虚像が並存している状態であると判定する。

制御部７０は、実像と虚像の並存状態であると判定された場合、前の表示状態を保持する。すなわち、制御部７０は、前の表示状態を更新せず、現状の観察モードに対応する表示状態を継続する。

例えば、前回の実虚判定結果によって前の表示が網膜モードに対応している場合、網膜モードに対応する表示状態（第１画像領域Ｇ１の表示／「Retinal」の表示、等）を保持する。また、前の表示が脈絡膜モードであれば、脈絡膜モードに対応する表示状態（第２画像領域Ｇ２の表示／「Choroidal」の表示、等）を保持する。

なお、断層画像Ｇにおいて、実像と虚像の両方がない場合（例えば、瞬き発生時）、制御部７０は、同様に、前の表示状態を更新せず、現状の観察モードに対応する表示状態を継続するようにしてもよい。例えば、制御部７０は、断層画像の輝度情報を利用して、断層像の有無を判定する。

以上のような処理を行うことにより、虚実の判定結果が「実像」「虚像」「実像＋虚像」「無し」の間で変化するような場合であっても、表示される断層画像及び観察モードの判別表示が頻繁に切り換わる現象を回避できる。

なお、上記処理に限定されず、制御部７０は、「実像＋虚像」となっている旨を検者に報知するようにしてもよい。例えば、制御部７０は、並存状態を考慮して、「Retinal＋Choroidal」の文字を断層画像と共に表示する。

＜変容例＞
なお、上記説明においては、取得された断層画像の正逆情報を用いてモニタ７５に出力する画像領域を切換えたが、これに限定されない。例えば、取得された断層画像の正逆情報に基づいて，メモリ７２から取得する分散補正データを第１の分散補正データと第２の分散補正データとの間で選択的に切換えることにより、観察可能な断層像をモニタに出力するようにしてよい。このとき、ソフトウェア分散補正処理によって補正される画像が実像と虚像とで切換えられる。

この場合、例えば、実像に対する分散を補正するための第１の分散補正データ（位相φ１（ｋ））と、虚像に対する分散を補正するための第２の分散補正データ（位相φ２（ｋ））がそれぞれ求められ、メモリ７２に記憶される。

例えば、初期設定において、制御部７０は、メモリ７２に記憶された第１の分散補正用パラメータを用いてスペクトルデータを補正する。これにより、第１画像領域Ｇ１中の実像Ｒがクリアな状態に取得され、第２画像領域Ｇ２中の虚像Ｍがぼけた状態で取得される（図８（ａ）参照）。そして、第１画像領域Ｇ１の実像Ｒがモニタ７５上に表示される。この時点では、第１画像領域Ｇ１において実像が取得されていると判定される。

その後、脈絡膜Ｃｈより奥側に深さ位置Ｓが配置されるように光路長が調整されると、制御部７０は、検出器１２０から出力信号に基づいて，第２画像領域Ｇ２に実像が取得されたことを検出する。そして、制御部７０は、メモリ７２に記憶された第２の分散補正用パラメータを用いてスペクトルデータを補正する。これにより、第１画像領域Ｇ１中の虚像Ｍがクリアな状態で取得され、第２画像領域Ｇ２中の実像Ｒがぼけた状態で取得される（図８（ｂ）参照）。そして、第１画像領域Ｇ１の虚像がモニタ７５上に表示される。

なお、脈絡膜モードから網膜モードに移行する場合、検者は、網膜Ｒｔより手前側に深さ位置Ｓが配置されるように測定光と参照光との間の光路長差を調整すればよい。このとき、制御部７０は、検出器１２０から出力信号に基づいて，第１画像領域Ｇ１に実像が取得されたことを検出する。そして、制御部７０は、第１の分散補正用パラメータを用いて実像の分散を補正する。

＜自動切換＞
なお、以上の説明においては、マウス７６での操作量に応じて光路長が調整されるものとしたが、これに限定されない。例えば、網膜モードと脈絡モードの間のモード切換スイッチが設けられる。

例えば、網膜モードから脈絡膜モードへの切換信号が入力されると、制御部７０は、逆像が取得される方向に参照ミラー１１１を移動させる。そして、制御部７０は、検出器１２０からの出力信号において第２画像領域Ｇ２にて実像が取得されたと判定されると、制御部７０は、参照ミラー１１１の移動を停止する。そして、脈絡モードに対応する表示状態に切換える。この場合、第２画像領域Ｇ２の所定領域に実像が取得されるように駆動機構１１２の駆動を制御してもよい。

例えば、脈絡膜モードから網膜モードへの切換信号が入力されると、制御部７０は、正像が取得される方向に参照ミラー１１１を移動させる。そして、検出器１２０からの出力信号において第１画像領域Ｇ１にて実像が取得されたと判定されると、制御部７０は、参照ミラー１１１の移動を停止する。そして、網膜モードに対応する表示状態に切換える。この場合、第１画像領域Ｇ１の所定領域に実像が取得されるように駆動機構１１２の駆動を制御してもよい。

なお、眼底断層像の正像／逆像の判定を行う場合、前述の手法に限るものではなく、一方の画像領域において正像が取得されたときの画像の輝度分布と逆像が取得されたときの画像の輝度分布と比較し、その比較結果を考慮して正像／逆像を判定するための判定条件を設定すればよい。例えば、一方の画像領域において、最大輝度値に対する半値幅が所定の許容幅を超えるか否かを判定条件として用いることが考えられる。

なお、断層画像における輝度を利用して断層像の正逆情報を取得したが、これに限定されない。制御部７０は、取得された断層画像の正逆情報として一方の断層画像の反転状態を取得し、モード判別表示を切換えるようにしてもよい。この場合、第１モードと第２モードに関わらず、第１画像領域Ｇ１と第２画像領域Ｇ２のいずれか一方の画像情報をモニタに出力する。

例えば、制御部７０は、第１画像領域Ｇ１にて取得された断層画像に関し、正像が取得されたときの断層像と逆像が取得されたときの断層像との間の形態の相違を利用して、反転状態を検出する。より具体的には、網膜色素上皮部分を画像処理（例えば、網膜色素上皮の輝度値に対応するような所定の閾値を超える輝度値のデータを抽出する）により抽出し、抽出された網膜色素上皮部分の曲線形状に基づいて反転状態を検出する。

また、眼底の各層での厚み／反射率が異なる。このため、眼底の各層情報を画像処理により検出し、正像と逆像での各層の配列の相違を利用して反転状態を検出してもよい。また、測定光と参照光とが一致する深さ位置に近い層の厚みを利用して反転状態を検出しても良い。なお、正像の場合、例えば、神経線維層の厚みが利用され、逆像の場合、脈絡膜の厚みが利用される。

また、以上の説明においては、眼底撮影装置を例にとって説明したが、これに限るものではなく、被検眼の所定部位を撮影する眼科撮影装置であれば、本発明の適用が可能である。例えば、被検眼前眼部の断層画像を撮影する前眼部撮影装置においても本発明の適用が可能である。

また、眼科撮影装置への適用に限るものではなく、眼以外の生体（例えば、皮膚、血管）、もしくは生体以外の試料、等の断層像を撮影する光断層像撮影装置においても、本発明の適用が可能である。この場合、被検物の表面側が高感度になっている断層像を正像、被検物の奥側が高感度になっている断層像を逆像として考えることができる。

本実施形態に係る光断層像撮影装置の構成について説明する概略構成図である。 ＯＣＴ光学系によって取得（形成）される断層画像の一例を示す図である。 ソフトウェアによる分散補正処理を行った場合の断層画像の一例である。 図４（ａ）は正面観察光学系２００によって得られる正面画像の例であり、図４（ｂ）はＯＣＴ光学系１００によって得られる断層画像の例である。 図５（ａ）は、網膜モードでのモニタ７５の表示状態を示す例であり、図５（ｂ）は、脈絡膜モードでのモニタ７５の表示状態を示す図である。 走査線を設定する際の一例を示す図である。 正像／逆像の表示切換制御に関する一例を示すフローチャートである。 ソフトウェア分散補正処理によって補正される画像を実像と虚像とで切換える際の一例を示す図である。

Ｅ 被検者眼
Ｅｆ 被検者眼眼底
７０ 制御部
７２ メモリ
７５ モニタ
７６ マウス
１００ 光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ光学系）
１０２ 光源
１０４ カップラー
１０８ 光スキャナ
１１０ 参照光学系
１１１ 参照ミラー
１１２ 駆動機構
１２０ 検出器
２００ 正面観察光学系
３００ 固視標投影ユニット
Ｇ 断層画像データ
Ｇ１ 第１画像領域
Ｇ２ 第２画像領域
Ｓ 測定光と参照光の光路長が一致する位置
Ｒｔ 網膜表面
Ｃｈ 脈絡膜

Claims (7)

1. 光源から出射された光束を測定光と参照光に分割し、測定光束を被検物に導き，参照光を参照光学系に導いた後、前記被検物から反射された測定光と参照光とが合成された光のスペクトル情報を検出器により検出する干渉光学系と、
   測定光と参照光との光路長差を調整するために干渉光学系に配置された光学部材の少なくとも一部を光軸方向に移動させる駆動手段と、
   測定光と参照光の光路長が一致する深さ位置より被検物表面が奥側に配置された状態で取得されたスペクトル情報をフーリエ解析することにより被検物の断層画像を取得し、該断層画像を第１の観察画像としてモニタに出力する第１観察モードと、前記深さ位置より被検物裏面が前側に配置された状態で取得されたスペクトル情報をフーリエ解析することにより被検物の断層画像を取得し、取得された断層画像を第２の観察画像としてモニタに出力する第２観察モードとを有し、取得された断層画像の画像情報及び正逆情報に基づいて、第１観察モードと第２観察モードとの間でモニタ上の表示状態を切換える制御手段と、
   を備えることを特徴とする光断層像撮影装置。
2. 前記駆動手段を駆動させるために検者によって操作される操作部材を備える請求項１の光断層像撮影装置。
3. 前記制御手段は、前記表示状態を切換えるため、第１観察モードか第２観察モードかを検者が判別するための判別表示を切換える請求項１〜２のいずれかの光断層像撮影装置。
4. 前記制御手段は、前記第１観察モードと前記第２観察モードに関わらず、前記深さ位置より奥側に対応する第１画像領域と前記深さ位置より手前側に対応する第２画像領域のいずれか一方の画像情報をモニタに出力する制御手段であって、一方の断層画像の反転状態を前記正逆情報として取得し、前記判別表示を切換える請求項１〜３のいずれかの光断層像撮影装置。
5. 断層画像における分散を補正するための分散補正データを記憶するメモリを備え、
   前記制御手段は、前記メモリから取得される分散補正データを用いてスペクトル情報を補正し、補正されたスペクトル情報をフーリエ解析して被検物の断層画像を取得する制御手段であって
   取得された断層画像の画像情報において、前記深さ位置より奥側に対応する第１画像領域と前記深さ位置より手前側に対応する第２画像領域のうち、断層像の解像度が高い方の画像領域を，前記正逆情報に基づいてモニタに選択的に出力する請求項３の光断層像撮影装置。
6. 断層画像における実像に対する分散を補正するための第１の分散補正データと、断層画像における虚像に対する分散を補正するための第２の分散補正データと、を記憶するメモリを備え、
   前記制御手段は、前記メモリから取得される分散補正データを用いてスペクトル情報を補正し、補正されたスペクトル情報をフーリエ解析して被検物の断層画像を取得すると共に、前記第１観察モードと前記第２観察モードに関わらず、前記深さ位置より奥側に対応する第１画像領域と前記深さ位置より手前側に対応する第２画像領域のいずれか一方の画像情報をモニタに出力する制御手段であって、
   前記正逆情報に基づいて，メモリから取得する分散補正データを第１の分散補正データと第２の分散補正データとの間で選択的に切換えることにより、観察可能な断層像をモニタに出力する請求項３の光断層像撮影装置。
7. 前記干渉光学系は、光源から出射された光束を測定光と参照光に分割し、測定光を被検眼眼底に導き，参照光を参照光学系に導いた後、前記被検眼眼底から反射された測定光と参照光とが合成された光のスペクトル情報を検出器により検出する請求項１〜６のいずれかの光断層像撮影装置。