JP2013056274A

JP2013056274A - 眼科撮影装置

Info

Publication number: JP2013056274A
Application number: JP2012286545A
Authority: JP
Inventors: Tokio Ueno; 登輝夫上野
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: JP5319010B2

Abstract

【課題】被検眼眼底の断層画像と正面画像を取得できる新規な眼科撮影装置を提供する。
【解決手段】被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて非侵襲で得るためのＯＣＴ光学系と、被検眼眼底を可視光により照明するための可視照明光学系と、被検眼眼底を赤外光により照明するための赤外照明光学系と、を有する眼底照明光学系と、前記可視光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影するための可視撮影光学系と、前記赤外光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影するための赤外撮影光学系と、を有する眼底撮影光学系と、前記可視撮影光学系及び前記赤外撮影光学系が共用する第１光軸と、前記ＯＣＴ光学系の第２光軸と、を同軸にするためのダイクロイックミラーと、を備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、低コヒーレント光を用いて被検眼眼底の断層画像を取得する眼科撮影装置に関する。

被検眼眼底の断層画像を非侵襲で得ることができる眼科撮影装置として、低コヒーレント光を用いた光断層干渉計（Optical Coherence Tomography:OCT）が知られている。このような眼科撮影装置は、測定光を眼底に対して１次元走査させながら、光路長を変化させることにより、網膜断層画像を得ることができる。

また、特許文献１では、上記のような被検眼眼底の断層画像を取得するＯＣＴの光学系と、被検眼の眼底をカラー撮影するための眼底カメラの光学系と、を組み合わせた複合型の眼科撮影装置が提案されている。
特開平１０−３３４８４号公報

このようなＯＣＴ光学系と眼底カメラ光学系とを組み合せた複合型の撮影装置では、被検眼の正面眼底画像は眼底カメラ光学系を用いてカラーの画像を取得し、眼底の断面画像（断層画像）はＯＣＴ光学系を用いて取得することができる。

本発明は、上記従来技術を鑑み、被検眼眼底の断層画像と正面画像を取得できる新規な眼科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）
被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて非侵襲で得るためのＯＣＴ光学系と、
被検眼眼底を可視光により照明するための可視照明光学系と、被検眼眼底を赤外光により照明するための赤外照明光学系と、を有する眼底照明光学系と、
前記可視光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影するための可視撮影光学系と、前記赤外光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影するための赤外撮影光学系と、を有する眼底撮影光学系と、
前記可視撮影光学系及び前記赤外撮影光学系が共用する第１光軸と、前記ＯＣＴ光学系の第２光軸と、を同軸にするためのダイクロイックミラーと、
を備えることを特徴とする。
（２）
前記ＯＣＴ光学系によって取得された前記断層画像と、前記可視撮影光学系によって撮影された前記正面画像と、をディスプレイに表示する表示制御手段を備えることを特徴とする（１）の眼科撮影装置。
（３）
前記表示制御手段は、前記正面画像における前記断層画像の取得位置を前記正面画像上に合成表示することを特徴とする（２）の眼科撮影装置。
（４）
前記表示制御手段は、さらに、前記干渉光学系を用いて予め取得された３次元ＯＣＴ画像情報から被検眼眼底のＯＣＴ正面画像を得て、前記ＯＣＴ正面画像を前記ディスプレイに表示する（２）〜（３）のいずれかの眼科撮影装置。
（５）
前記可視撮影光学系の光軸と前記赤外撮影光学系の光軸とを同軸にして前記第１光軸を形成させるためのダイクロイックミラーを備えることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか眼科撮影装置。
（６）
前記可視照明光学系は、所定の波長に特定した可視光により被検眼眼底を照明するための可視照明光学系であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかの眼底撮影装置。
（７）
（１）の前記ダイクロイックミラーを前記可視撮影光学系及び前記赤外撮影光学系の光路から離脱させるための挿脱機構を備えることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかの眼底撮影装置。

本発明によれば、被検眼眼底の断層画像と正面画像を取得できる新規な眼科撮影装置を提供できる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の眼科撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。なお、本実施形態においては、被検眼の奥行き方向をＺ方向（光軸Ｌ１方向）、奥行き方向に垂直（被検者の顔面と同一平面）な平面上の水平方向成分をＸ方向、鉛直方向成分をＹ方向として説明する。

図１において、その光学系は、被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて非侵襲で得るための干渉光学系（以下、ＯＣＴ光学系とする）２００と、赤外光を用いて被検眼の眼底を照明し観察するための眼底ＳＬＯ画像を取得するスキャニングレーザオフサルモスコープ（ＳＬＯ）光学系３００と、被検眼の眼底をカラー撮影（例えば、無散瞳状態）するために照明光学系及び撮影光学系を用いてカラー眼底画像を得る眼底カメラ光学系１００に大別される。本実施形態において、ＯＣＴ光学系２００は、測定光を眼底上にて二次元的に走査する走査ユニットと、被検眼の深さ方向に対する干渉信号を得るために走査ユニットによる測定光の走査に同期させて前記参照光の光路長を変化させる光路長変化ユニットを有する。また、眼底カメラ光学系１００は、照明光学系１００ａ、撮影光学系１００ｂを含む。

照明光学系１００ａは、フラッシュランプ等の撮影光源１、コンデンサレンズ２、リング状の開口を有するリングスリット３、ミラー４、リレーレンズ５、中心部に黒点を有する黒点板６、リレーレンズ８、孔あきミラー９、対物レンズ１０を有する。リングスリット３は、被検眼Ｅの瞳孔と共役な位置に配置されており、瞳孔周辺部から眼底照明光を入射することにより被検眼眼底を照明する。また、黒点板６は対物レンズ１０からの反射光を除去する。

撮影光学系１００ｂは、対物レンズ１０、孔あきミラー９の開口近傍に位置する撮影絞り１２、光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ１３、結像レンズ１４、可視域に感度を有する撮影用の２次元撮像素子１６が配置されている。撮影絞り１２は対物レンズ１０に関して被検眼Ｅの瞳孔と略共役な位置に配置されている。

撮影用照明光源１を発した光束は、コンデンサレンズ２を介して、リングスリット３を照明する。リングスリット３を透過した光は、ミラー４、レンズ５、黒点板６、レンズ８を経て孔あきミラー９に達する。そして、孔あきミラー９で反射された光は、対物レンズ１０により被検眼Ｅの瞳孔付近で一旦収束した後、拡散して被検眼眼底を照明する。

撮影用照明光で照明された眼底からの反射光は、対物レンズ１０、孔あきミラー９の開口部、撮影絞り１２、フォーカシングレンズ１３、結像レンズ１４を経て、撮像素子１６に結像する。

２次元撮像素子１６から出力される撮像信号は、制御部７０へと入力される。そして、制御部７０は、撮像素子１６によって撮像された眼底画像をメモリ７２に記憶する。また、制御部７０は、表示モニタ７５に接続され、その表示画像を制御する。また、制御部７０には、測定開始スイッチ７４ａ、測定位置設定スイッチ７４ｂ、撮影開始スイッチ７４ｃ、オートコヒーレンススイッチ７４ｄ等が接続されている。

また、対物レンズ１０と孔あきミラー９の間には、眼底カメラ光学系１００の光軸Ｌ１とＯＣＴ光学系２００の光軸Ｌ２とを同軸にするダイクロイックミラー４０が跳ね上げ可能に配置されている。このダイクロイックミラー４０は、ＯＣＴ光学系２００に用いる断層取得用の測定光（本実施形態では、波長８１５ｎｍ〜８６５ｎｍ）を反射し、それ以外の光を透過する特性を有する。

以下に、ダイクロイックミラー４０の反射側に設けられたＯＣＴ光学系２００の構成について説明する。２７はＯＣＴ光学系２００の測定光及び参照光として用いられる低コヒーレントな光を発するＯＣＴ光源であり、例えばＳＬＤ光源等が用いられる。ＯＣＴ光源２７には、例えば、中心波長８４０ｎｍで５０ｎｍの帯域を持つ光源が用いられる。２６は光分割部材と光結合部材としての役割を兼用するファイバーカップラーである。ＯＣＴ光源２７から発せられた光は、導光路としての光ファイバ３８ａを介して、ファイバーカップラー２６によって参照光と測定光とに分割される。したがって、測定光は光ファイバ３８ｂを介して被検眼Ｅへと向かい、参照光は光ファイバ３８ｃを介して参照ミラーユニット３１へと向かう。

測定光を被検眼Ｅへ向けて出射する光路には、測定光を出射する光ファイバ３８ｂの端部３９ｂ、被検眼の屈折誤差に合わせて光軸方向に移動可能なリレーレンズ２４、ガルバノ駆動機構５１の駆動により眼底上でＸＹ方向に測定光を高速で走査させることが可能な一対のガルバノミラーからなる走査部２３と、リレーレンズ２２が配置されている。また、ダイクロイックミラー４０及び対物レンズ１０は、ＯＣＴ光学系２００からのＯＣＴ測定光を被検眼眼底へと導光する導光光学系としての役割を有する。なお、光ファイバ３８ｂの端部３９ｂは、被検眼眼底と共役となるように配置される。また、走査部２３のガルバノミラーの反射面は、被検眼瞳孔と共役な位置に配置される（本実施形態では、一対のガルバノミラーの中間位置と被検眼瞳孔とが共役関係になるように配置されている）。

光ファイバ３８ｂの端部３９ｂから出射した測定光は、リレーレンズ２４を介して、走査部２３のガルバノミラーに達し、一対のガルバノミラーの駆動により反射方向が変えられる。そして、ガルバノミラーで反射された測定光は、リレーレンズ２２を介して、ダイクロイックミラー４０で反射された後、対物レンズ１０を介して、被検眼眼底に集光される。

そして、眼底で反射した測定光は、対物レンズ１０を介して、ダイクロイックミラー４０で反射し、ＯＣＴ光学系２００に向かい、リレーレンズ２２、走査部２３のガルバノミラー、リレーレンズ２４を介して、光ファイバ３８ｂの端部３９ｂに入射する。端部３９ｂに入射した測定光は、光ファイバ３８ｂ、ファイバーカップラー２６、光ファイバ３８ｄを介して、ファイバーカップラー３４に達する。

一方、参照光を参照ミラーユニット３１に向けて出射する光路には、参照光を出射する光ファイバ３８ｃの端部３９ｃ、コリメータレンズ２９、参照ミラーユニット３１、集光レンズ３２、参照光が入射する光ファイバ３８ｅの端部３９ｅが配置されている。参照ミラーユニット３１は、参照光の光路長を変化させるべく、参照ミラー駆動機構５０により光軸方向に移動可能な構成となっている。なお、参照ミラーユニット３１は、ミラー３１ａとミラー３１ｂにより構成される。

光ファイバー３８ｃの端部３９ｃから出射した参照光は、コリメータレンズ２９で平行光束とされ、参照ミラーユニット３１を構成するミラー３１ａとミラー３１ｂで反射された後、集光レンズ３２により集光されて光ファイバ３８ｅの端部３９ｅに入射する。端部３９ｅに入射した参照光は、光ファイバ３８ｅを介して、ファイバーカップラー３４に達する。

ここで、測定光は眼底の各層で反射し、それぞれ時間的な遅れと、異なる強度を持つ反射測定光となって、ファイバカップラー３４にて参照光と合流する。この２つの光の光路長が等しくなったときに生じる干渉現象を利用して反射測定光の強度を受光素子３５により検出し、さらに参照ミラーユニット３１を光軸方向に移動（走査）させることにより、光軸方向（被検眼の深さ方向）の反射強度分布を得ることができる（なお、本実施形態においては、ある眼底上の一点で参照ミラーユニットの光路長を変化させて光軸方向の反射強度分布を得る方式をＡスキャンとする）。さらに、走査部２３により測定光を眼底上でＸ方向もしくはＹ方向に走査することにより、被検眼眼底のＸＺ面もしくはＹＺ面における断層画像を取得できる（なお、本実施形態においては、このように測定光を眼底に対して１次元走査し、参照ミラーユニットの光軸方向の移動による光路長を変化によって、網膜断層画像を得る方式をＢスキャンとする）。さらに、参照ミラーユニット３１を固定したまま、測定光をＸＹ方向に２次元的に走査することにより、２次元的に眼底画像（ＸＹ面）を得ることも可能である（なお、本実施形態においては、測定光を眼底に対して２次元的に走査させ、参照ミラーの光路とコヒーレンス長内で一致した場合に得られる干渉信号により２次元的にＯＣＴ画像を得る方式をＣスキャンとする）。さらに、これらを利用して、走査ユニットによる測定光の走査に同期して得られる干渉信号に基づいて３次元ＯＣＴ画像情報を取得できる。この場合、参照ミラーユニット３１を光軸方向に移動させつつ、走査部２３により測定光を眼底に対して２次元に走査することにより、眼底の３次元ＯＣＴ画像情報を取得できる。

なお、Ａスキャン信号を光軸方向手前から測定し、全く信号のない位置から、最初に強い信号を得ることができる位置が眼底表層（網膜表面）の情報となる。したがって、測定光を２軸で走査した際の眼底上の各測定位置（撮影位置）でのＡスキャン信号についてそれぞれ最初に強い信号の反射強度をつなぎ合わせていくことにより、眼底表層を２次元的に表現する眼底表層ＯＣＴ画像（en-face画像）を取得することができる。また、Ｂスキャンによって取得された断層画像は、Ａスキャン信号の１軸スキャンによって構築されるものであるため、眼底表層ＯＣＴ画像の一部の画像信号と、取得された断層画像の眼底表層部分の画像信号とが照合する位置を求めることにより、眼底表層ＯＣＴ画像上のどの位置の断層画像であるかを正確に検出することができる。

以下に、ＳＬＯ光学系３００について説明する。本実施形態では、ＳＬＯ光学系の光源としてＯＣＴ光源２７を兼用するとともに、リレーレンズ２４と光ファイバ３８ｂの端部３９ｂの間にハーフミラー６０を設け、ハーフミラー６０の反射方向に共焦点光学系を構成するための集光レンズ６１と、眼底に共役な共焦点開口６２と、ＳＬＯ用受光素子６３とが設けられている。ＳＬＯ光学系３００において、ハーフミラー６０〜被検眼Ｅまでの光路は、ＯＣＴ光学系２００と共用する。ガルバノミラーは、ＳＬＯ光学系に用いる光を眼底上でＸＹ方向に走査するために、ＯＣＴ光学系２００と兼用される。この場合、走査部２３により測定光をＸＹ方向に２次元的に走査することにより、眼底ＳＬＯ画像を取得することができる。

以上のような構成を備える装置において、その動作を説明する。まず、検者は、図示なき前眼部観察用カメラで撮影された画面で瞳孔中心に測定光軸がくるようにアライメントし、被検者に図示なき可動固視灯を注視させ、検者の所望する測定部位に誘導する。図２は、ＳＬＯ光学系３００によって取得された眼底観察画像が表示モニタ７５の画面上に表示されたものである。検者は、表示モニタ７５上のＳＬＯ画像に基づいて眼底にフォーカスを合わせ、次にオートコヒーレンススイッチ７４ｄを押されると、ＯＣＴ信号が検出されるまで自動で参照ミラーユニット３１が移動される。

次に、断層画像の取得のためのステップに移行する。本実施形態においては、ＢスキャンによりＸＺ面の断層画像を取得する場合について説明する。

まず、検者はリアルタイムで観察される表示モニタ７５上のＳＬＯ画像から検者の撮影したい断層画像の位置を設定する。検者は、測定位置設定スイッチ７４ｂを操作して、画面上のＳＬＯ画像上に電気的に表示されるＸ方向の測定位置（取得位置）を表すラインＬ１をＳＬＯ眼底画像に対して移動させていき、Ｘ方向における測定位置を設定する。なお、ラインＬ１がＸ方向となるように設定すれば、ＸＺ面の断層画像の撮影が行われ、ラインＬ１がＹ方向となるように設定すれば、ＹＺ面の断層画像の撮影が行われるようになっている。また、ラインＬ１を任意の形状（例えば、斜め方向や丸等）に設定できるようにしてもよい。

また、検者は、眼底上のＸＹ方向における測定位置の設定とともに、Ｚ方向における測定位置の設定を行う。Ｚ方向においては、Ｚ方向の測定光の走査幅（例えば、３ｍｍ）と、その走査ステップ数（Ｚ方向の測定枚数）を設定する。例えば、走査幅が３ｍｍであって、走査ステップ数が１０μｍのように設定されると、深さ３ｍｍで１０μｍステップの断層画像が得られる。なお、走査幅が大きく、走査ステップ数が細かいほど断層画像の撮影に時間を要する。

その後、検者により測定開始スイッチ７４ａの入力があると、制御部７０は、設定された測定位置に基づいてＢスキャンによるＸＺ面の断層画像の撮影動作を開始する。すなわち、制御部７０は、画面上のＳＬＯ画像上に設定されたラインＬ１の表示位置に基づいてこのラインＬ１の位置における眼底の断層画像が得られるように、走査部２３を駆動させて測定光を走査させる。なお、ラインＬ１の表示位置（モニタ上における座標位置）と走査部２３による測定光の走査位置との関係は、予め定まっているので、制御部７０は設定したラインＬ１の表示位置に対応する走査範囲に対して測定光が走査されるように、走査部２３の一対のガルバノミラーを適宜駆動制御する。また、制御部７０は、断層取得開始の際のＳＬＯ画像を画像メモリ７２に記憶しておく。

制御部７０は、ガルバノ駆動機構５１を駆動させて走査部２３のガルバノミラーの反射面を制御して測定光の照射位置をＸ方向に走査させるとともに、参照ミラー駆動機構５０を駆動させ、所定の走査ステップ数での画像が得られるよう参照ミラーユニット３１を光軸方向に移動させていく。

このようにして、受光素子３５では、参照光と眼底からの反射測定光との合成による干渉光が逐次検出され、制御部７０は、その光路長における測定光のＸ方向における反射強度分布を取得する。さらに、参照ミラーユニット３１が光軸方向に移動することにより、制御部７０は、ＸＺ方向の反射強度分布を取得する。このようにして、参照光の光路長が予め設定したＺ方向の測定光の走査幅に達したら測定を終了する。そして、制御部７０は、得られたＸＺ方向の反射強度分布に基づいて周知の画像処理によりＸＺ方向の断層画像を構築したのち、ＸＺ面の断層画像をモニタ７５に表示する。図３は、モニタ７５に表示された断層画像の例である。

所望する測定位置の断層画像がモニタ７５に表示されたら、眼底カメラ光学系１００によってカラー眼底画像を取得するステップに移行する。検者は、モニタ７５に表示されるＳＬＯ画像を見ながら、所望する状態で撮影できるように、アライメントとフォーカスの微調整を行う。そして、検者による撮影開始スイッチ７３ｃの入力があると、撮影が実行される。制御部７０は、撮影開始スイッチ７３ｃによる撮影開始のトリガ信号に基づいて、挿脱機構４５を駆動することにより、ダイクロイックミラー４０を光路から離脱させると共に、撮影光源１を発光する。

撮影光源１の発光により、眼底は可視光により照明され、眼底からの反射光は対物レンズ１０、孔あきミラー９の開口部、撮影絞り１２、フォーカシングレンズ１３、結像レンズ１４、ダイクロイックミラー１５を経て２次元撮像素子１６に結像する。そして、制御部７０は、２次元撮像素子１６で撮影された眼底画像（図４参照）を画像メモリ７２に記憶する。

カラー眼底画像の取得が完了したら、制御部７０は、断層取得開始の際に画像メモリ７２に記憶された眼底ＳＬＯ画像と、その後に取得されたカラー眼底画像とを画像処理により両者の特徴点を一致させるマッチング処理を行うことで、眼底ＳＬＯ画像とカラー眼底画像との位置関係を対応させる（図５参照）。そして、制御部７０は、マッチング処理の結果を利用して、眼底ＳＬＯ画像上の所定部位の位置座標に対して、カラー眼底画像上において同じ所定部位の位置座標とを対応付けておく。すなわち、ＳＬＯ画像上の所定の位置座標がカラー眼底画像上のどの位置に対応するものであるかを求めたものであって、これにより、例えば、ＳＬＯ画像上の所定の部位Ａがカラー眼底画像上でどの位置に対応するかが分かる。

このようにして眼底ＳＬＯ画像とカラー眼底画像との対応関係に関する情報が得られたら、制御部７０は、測定位置を設定した際の前述のラインＬ１の表示位置に基づいて、ＳＬＯ画像上における測定位置（断層画像を撮影した部位）を特定する。そして、制御部７０は、上記のように求められた対応関係に関する情報に基づいて、カラー眼底画像上における測定位置（断層画像を撮影した部位）を特定する。そして、制御部７０は、表示モニタ７５にカラー眼底画像を表示し、特定された測定位置情報に基づいてカラー眼底画像上に断層画像を取得した測定（取得）位置を示すラインＬ２を電気的に表示する（図６参照）。

このようにすれば、検者は、Ｂスキャンによって取得された所望の眼底断層画像に対応する眼底上の測定位置をカラー眼底画像上で確認することができる。よって、検者は、解像度及びコントラストに優れ眼底全体からの病変部の発見に適しているカラー眼底画像と断層画像との対応関係を正確に把握できるため、被検者に対して有用な診断を行うことが可能となる。

なお、画像処理によりマッチング処理を行う手法としては、上記のように画像全体の特徴点を抽出するようにしてもよいし、眼底画像における血管形状や視神経乳頭等の特徴点を抽出し、これらの特徴点を抽出してから両画像のマッチング処理を行うようにしてもよい。

以上の実施形態では、断層画像取得のためのライン設定を眼底ＳＬＯ画像から行うものとしているが、これに限るものではなく、赤外光を用いて被検眼の眼底を照明し観察するための観察光学系を用いて得られた観察画像を基に行うものであればよい。例えば、被検眼の眼底全体を赤外光により照明し、眼底からの反射光を二次元撮像素子により撮影することによって得られた赤外眼底画像や、ＯＣＴ光学系２００と観察光学系を兼用させることによって得られた眼底ＯＣＴ画像を眼底観察画像として用いるようにしてもよい。

以下に、前述のように求めることができる対応関係を利用して、カラー眼底画像上から検者の取得したい測定位置を設定する場合について説明する。この場合、断層像を取得する前段階で、カラー眼底画像を取得しておく。そして、制御部７０は、所望する眼底位置における断層画像を表示モニタ７５に表示させるために、表示モニタ７５にカラー眼底画像を表示すると共に、カラー眼底画像上に断層画像を取得する測定（取得）位置を設定するためのラインＬ３を電気的に表示する（図７参照）。

次に、検者は、取得されたカラー眼底画像から検者の取得したい断層像の位置を設定する。例えば、検者は、測定位置設定スイッチ７４ｂを操作して、画面上のカラー眼底画像上に表示されるＸ方向の測定（取得）位置を表すラインＬ３をカラー眼底画像に対して移動させていき、Ｘ方向における測定位置を設定する（図７参照）。このとき、制御部７０は、リアルタイムで眼底ＳＬＯ画像を取得するとともに、表示モニタ７５にＳＬＯ画像を動画で表示する。

ここで、検者により測定開始スイッチ７４ａの入力があると、制御部７０は、ＳＬＯ光学系３００により取得される眼底ＳＬＯ画像とカラー眼底画像との間の対応関係を求める。そして、制御部７０は、測定位置が設定された際のラインＬ３の表示位置と、求められた対応関係に関する情報に基づいて眼底ＳＬＯ画像上における測定位置を特定する。そして、制御部７０は、特定された測定位置に測定光が照射されるように走査部２３のガルバノミラーの駆動を開始する。これにより、カラー眼底画像上で設定された測定位置に基づいてＢスキャンによるＸＺ面の断層像の取得動作が行われる。断層画像の取得の際の動作については、前述の記載を参考にされたい。

上記のようにして測定が完了したら、モニタ７５に断層画像を表示する。このようにすれば、解像度及びコントラストに優れ眼底全体からの病変部の発見に適しているカラー眼底画像に基づいて、断層画像の取得位置を設定することができるため、被検者に対して有用な診断を行うことが可能となる。

以下に、第２の実施形態として、眼底カメラ光学系１００に赤外眼底観察用の光学系を設け、観察用の照明光を用いて撮影した赤外眼底画像上に直接ライン設定を行う例について説明する。図８は、第２の実施形態の眼科撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。なお、特段の説明がない限り、図１と同じ番号の付されたものについては、同様の構成であるものとする。図８において、眼底カメラ光学系１００には、眼底をカラー撮影するための照明光学系及び撮影光学系に加えて、眼底観察用の照明光学系と撮影光学系が配置されている。観察用照明光学系は、ハロゲンランプ等の光源１１、波長８１５ｎｍ〜８６５ｎｍまでの光をカットし、波長７００〜８１５ｎｍの光及び８６５ｎｍより長い波長のみを透過させる特性を有する赤外フィルタ１２、コンデンサレンズ１３、コンデンサレンズ２〜対物レンズ１０までの光学系を有する。観察用撮影光学系は、対物レンズ１０〜結像レンズ１４までをカラー撮影用撮影光学系と共用すると共に、赤外光及び可視光の一部を反射し、可視光の大部分を透過する特性を有するダイクロイックミラー１５を持ち、ダイクロイックミラー１５の反射方向の光路に、赤外域に感度を有する観察用の２次元撮像素子１７を有する。また、ダイクロイックミラー４０の撮像素子１６側には、挿脱機構４５の駆動により光路補正ガラス４１が跳ね上げ可能に配置されており、光路挿入時には、ダイクロイックミラー４０によってシフトされた光軸Ｌ１の位置を補正する役割を持つ。

光源１１を発した光束は、赤外フィルタ１２により赤外光束とされ、レンズ１３とコンデンサレンズ２を介して、リングスリット３を照明する。その後、撮影用照明光束と同様の光路を経て被検眼眼底を照明する。観察用照明光で照明された眼底からの反射光は、対物レンズ１０、ダイクロイックミラー４０、補正ガラス４１、孔あきミラー９の開口部、撮影絞り１２、フォーカシングレンズ１３、結像レンズ１４、ダイクロイックミラー１５を介して観察用の２次元撮像素子１７に結像する。撮像素子１７によって撮像された赤外
は、制御部７０を介して、前述のＳＬＯ画像同様に表示モニタ７５に表示される。なお、撮影用照明光源１によって照明された眼底からの反射光は、対物レンズ１０〜結像レンズ１４までは観察用照明光束と同様の光路を経て、ダイクロイックミラー１５を透過したのち、撮像素子１６に結像する。

また、第２実施形態において、ダイクロイックミラー４０は、ＯＣＴ測定光の大部分を反射し一部を透過する特性を持ち、観察用撮像素子１７にＯＣＴ測定光の一部が入射されるようになっている。これにより、検者は、表示モニタ７５に表示される赤外眼底画像から眼底上で走査される測定光のラインを目視で確認することができる。ここで、制御部７０は、例えば、測定光をＸ方向に走査させるためのガルバノミラーの反射面を動作させ、もう一方のガルバノミラーの反射面の角度を固定させておくことで、検者は、眼底上をＸ方向に走査する測定光を目視することができる。

ここで、検者は、表示モニタ７５上の赤外眼底画像に基づいて眼底にフォーカスを合わせ、次にオートコヒーレンススイッチ７４ｄを押されると、ＯＣＴ信号が検出されるまで自動で参照ミラーユニット３１が移動される。

次に、検者は、表示モニタ７５を見ながら、測定位置設定スイッチ７４ｂの操作によりＸ方向に走査される測定光を赤外眼底画像に対して上下に移動させていき測定位置を設定する。このとき、制御部７０は、測定（取得）位置設定スイッチ７４ｂからの操作信号に基づいて、測定光をＹ方向に走査させるためのガルバノミラーの反射面を動作させ、被検眼眼底上の測定光の走査位置を上下に移動させる。すなわち、測定位置の設定の際に眼底上を走査する測定光を目視させることで、上記第１実施形態におけるラインＬ１と同様の役割を持たせている。

そのあと、検者により測定開始スイッチ７４ａの入力があると、制御部７０は、開始スイッチ７４ａの入力時点での測定光の走査位置に基づいてＢスキャンによるＸＺ面の断層画像の取得動作を開始する。この場合、ＯＣＴ用測定光は、Ｘ方向に関しては既に走査を開始しているので、参照ミラーユニット３１を光軸方向に移動させることで光路長を変化させればよい。このとき、制御部７０は、断層取得開始の際の赤外眼底画像を画像メモリ７２に記憶しておく。このようにして、断層画像の取得が完了したら、前述のようにカラー眼底画像を取得する。

このようにして、断層画像の取得とカラー眼底画像の取得が完了したら、制御部７０は、断層取得開始の際に画像メモリ７２に記憶された赤外眼底画像と、その後に取得されたカラー眼底画像とを画像処理により両者の特徴点を一致させるマッチング処理を行うことで、赤外眼底画像とカラー眼底画像との位置関係を対応させる。そして、制御部７０は、マッチング処理の結果を利用して、眼底赤外画像上の所定部位の位置座標に対して、カラー眼底画像上において同じ所定部位の位置座標とを対応付けておく。

次に、制御部７０は、赤外眼底画像上を走査する測定光部分の画像信号を画像処理により抽出し（例えば、輝度レベルが一定の範囲内にある直線状の画像信号を眼底画像全体から抽出すればよい）、カラー眼底画像上の同位置に相当する座標位置にこれを合成する。そして、制御部７０は、表示モニタ７５に取得された断層画像とカラー眼底画像を表示し、カラー眼底画像上には上記のように赤外眼底画像から抽出されたＯＣＴ測定光部分の画像を合成表示する（図９参照）。このようにすれば、検者は、カラー眼底画像上に合成表示された測定光の位置に基づいて、取得した眼底断層画像に対応する測定位置を確認することができる。この場合、赤外眼底画像上を走査する測定光部分の画像信号の座標位置を特定し、特定された座標位置に基づいて断層画像を取得した測定（取得）位置を示すラインを電気的に表示させるようにしてもよい。

なお、以上の説明においては、参照ミラーユニット３１を光軸上に移動させて光路長を変化させることにより光干渉断層画像を取得する構成を持つＴＤ−ＯＣＴ（time domain OCT）を用いたが、これに限るものではなく、他の測定原理によって断層画像を取得するものであってもよい。例えば、フーリエ変換を利用したＳＤ−ＯＣＴ（spectral domain OCT）であってもよい。ＳＤ−ＯＣＴの構成について図１０を用いて簡単に説明する。以下に説明する部分の以外構成は、図１に示すＯＣＴ光学系２００の構成と同じものを用いることができるため、説明を省略する。この場合、制御部７０は、ＯＣＴ信号を検出するための位置合わせの際には参照ミラーユニット３１を光軸方向に移動させるが、断層画像取得時においては参照ミラーユニット３１を固定させた状態とする。そして、制御部７０は、ファイバーカップラー３４で得られた干渉信号をコリメータレンズ８０で平行光にし、回折格子８１により波長ごとの光束に分離し、集光レンズ８２で１次元受光素子８３に集光させる。これにより、１次元受光素子８３上でスペクトル干渉縞（パワースペクトル）が記録される。このパワースペクトルと相関関数との間にはフーリエ変換の関係が存在する。従って、１次元受光素子８３で計測されるスペクトル干渉縞をフーリエ変換することで、測定光と参照光の相互相関関数が得られ、これがＯＣＴ信号となる。これにより、被計測物体の深さ方向の形状が計測可能となる。

なお、以上の説明においては、眼底画像から所望する断層画像の位置を設定し、設定された位置に基づいてＯＣＴ光学系２００を動作させ断層像を撮影するような構成としたがこれに限りものではない。すなわち、予めＯＣＴ光学系２００により取得された３次元ＯＣＴ画像情報とカラー眼底画像とを対応づけるようにしてもよい。この場合、制御部７０は、設定された測定位置に対応する断層画像を３次元ＯＣＴ画像情報から取得する処理を行う。すなわち、本実施形態において、断層画像の取得とは、取得位置設定後の断層画像の撮影と、予め取得された３次元ＯＣＴ画像情報から所定の断層画像を取得することを意味するものとする。

ここで、眼底観察画像上で測定位置を設定することによって取得された断層画像の取得位置をカラー眼底画像上で確認するためには、例えば、制御部７０は、予め取得された３次元ＯＣＴ画像情報からＯＣＴ観察画像として用いる画像信号を取得し、取得された画像信号を検者が測定位置を設定するための測定位置設定ラインと共にＯＣＴ観察画像上に表示させる。これにより、検者は、ＯＣＴ観察画像から測定位置を設定することができる。そして、測定位置が設定されたら、制御部７０は、設定された測定位置に対応する断層画像を３次元ＯＣＴ画像から取得し、これを表示モニタ７５に表示する。また、制御部７０は、前述のＯＣＴ観察画像とカラー眼底画像との間で対応関係を求め、測定位置が設定された際のＯＣＴ観察画像上のラインの表示位置と、求められた対応関係に関する情報に基づいてカラー眼底画像上に断層画像の取得位置を示すラインを表示する。

また、カラー眼底画像上から検者の取得したい測定位置を設定するためには、例えば、制御部７０は、カラー眼底画像と３次元ＯＣＴ画像情報との間で対応関係を求め、測定位置が設定された際のカラー眼底画像上のラインＬ３の表示位置と、求められた対応関係に関する情報に基づいてＯＣＴ画像上における測定位置を特定する。そして、制御部７０は、３次元ＯＣＴ画像情報から前述のようにして特定された測定（取得）位置に相当する断層画像を取得し、これを表示モニタ７５に表示する。

なお、上記のようにカラー眼底画像との間の対応関係を求めるために３次元ＯＣＴ画像から取得されるＯＣＴ画像としては、例えば、網膜表層ＯＣＴ画像や、一定の深さ位置にてＣスキャンによって取得される２次元ＯＣＴ画像等が考えられる。また、ＸＹ方向の各測定位置において、深さの異なる干渉信号を合算させたものであってもよい。

また、所定の波長に特定した眼底照明光を用いてカラー眼底画像を撮影するような場合には、所定波長の使用によって撮影される眼底組織に相当する部分におけるＯＣＴ画像信号を３次元ＯＣＴ画像情報から取得するようにしてもよい。例えば、青色の照明光を用いて眼底撮影を行う場合、主に眼底の神経繊維層付近が撮影されるので、３次元ＯＣＴ画像情報から神経繊維層に相当する部分のＯＣＴ画像信号を取得し、これに基づいてカラー眼底画像との対応関係を求める。なお、赤色の照明光の場合には、主に眼底深部の組織が撮影されるので、３次元ＯＣＴ画像情報から眼底深部の組織に相当する部分のＯＣＴ画像信号を取得するようにすればよい。

本実施形態の眼科撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。ＳＬＯ光学系によって取得された眼底画像が表示モニタの画面上に表示されたものである。モニタに表示された断層画像の例である。カラー撮影用の２次元撮像素子で撮影された眼底画像の例である。眼底ＳＬＯ画像と、その後に取得されたカラー眼底画像とを画像処理により、異なる２つの画像の位置関係を対応させるようにマッチング処理を行う場合について説明する図である。表示モニタに表示されたカラー眼底画像上に測定位置を示すラインＬ２を電気的に表示した場合の図である。表示モニタに表示されたカラー眼底画像上に電気的に表示されるＸ方向の測定位置を表すラインＬ３を表示した場合の図である。第２の実施形態の眼科撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。表示モニタに表示されるカラー眼底画像上に赤外眼底画像から抽出されたＯＣＴ測定光部分の画像を合成表示したものである。ＳＤ−ＯＣＴの構成について説明する図である。

１１観察光源
１７二次元撮像素子
２３走査部
３１参照ミラーユニット
５０参照ミラー駆動機構
７０制御部
７４ｂ測定位置設定スイッチ
７５表示モニタ
１００眼底カメラ光学系
１００ａ照明光学系
１００ｂ撮影光学系
２００干渉光学系（ＯＣＴ光学系）
３００ＳＬＯ光学系

Claims

被検眼眼底の断層画像を光干渉の技術を用いて非侵襲で得るためのＯＣＴ光学系と、
被検眼眼底を可視光により照明するための可視照明光学系と、被検眼眼底を赤外光により照明するための赤外照明光学系と、を有する眼底照明光学系と、
前記可視光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影するための可視撮影光学系と、前記赤外光により照明された被検眼眼底の正面画像を撮影するための赤外撮影光学系と、を有する眼底撮影光学系と、
前記可視撮影光学系及び前記赤外撮影光学系が共用する第１光軸と、前記ＯＣＴ光学系の第２光軸と、を同軸にするためのダイクロイックミラーと、
を備えることを特徴とする眼科撮影装置。
前記ＯＣＴ光学系によって取得された前記断層画像と、前記可視撮影光学系によって撮影された前記正面画像と、をディスプレイに表示する表示制御手段を備えることを特徴とする請求項１の眼科撮影装置。
前記表示制御手段は、前記正面画像における前記断層画像の取得位置を前記正面画像上に合成表示することを特徴とする請求項２の眼科撮影装置。
前記表示制御手段は、さらに、前記干渉光学系を用いて予め取得された３次元ＯＣＴ画像情報から被検眼眼底のＯＣＴ正面画像を得て、前記ＯＣＴ正面画像を前記ディスプレイに表示する請求項２〜３のいずれかの眼科撮影装置。
前記可視撮影光学系の光軸と前記赤外撮影光学系の光軸とを同軸にして前記第１光軸を形成させるためのダイクロイックミラーを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか眼科撮影装置。
前記可視照明光学系は、所定の波長に特定した可視光により被検眼眼底を照明するための可視照明光学系であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの眼底撮影装置。
請求項１の前記ダイクロイックミラーを前記可視撮影光学系及び前記赤外撮影光学系の光路から離脱させるための挿脱機構を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの眼底撮影装置。