JP2016047094A - 眼科装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、眼科装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100および演算制御ユニット200を含んで構成される。眼底カメラユニット2は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。OCTユニット100には、眼底のOCT画像を取得するための光学系が設けられている。演算制御ユニット200は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。
図1に示す眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efの表面形態を表す2次元画像(眼底像)を取得するための光学系が設けられている。眼底像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、たとえば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。なお、被検眼Eの前眼部Eaに光学系のピントが合っている場合、眼底カメラユニット2は前眼部Eaの観察画像を取得することができる。撮影画像は、たとえば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、または近赤外光若しくは可視光を照明光として用いたモノクロの静止画像であってもよい。眼底カメラユニット2は、これら以外の画像、たとえばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
図2を参照しつつOCTユニット100の構成の一例を説明する。OCTユニット100には、眼底EfのOCT画像を取得するための光学系が設けられている。この光学系は、従来のスペクトラルドメインタイプのOCT装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、眼底Efを経由した信号光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル成分を検出するように構成されている。この検出結果(検出信号)は演算制御ユニット200に送られる。
演算制御ユニット200の構成について説明する。演算制御ユニット200は、CCDイメージセンサ115から入力される検出信号を解析して眼底EfのOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスペクトラルドメインタイプのOCT装置と同様である。
眼科装置1の制御系の構成について図3を参照しつつ説明する。
眼科装置1の制御系は、制御部210を中心に構成される。制御部210は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部210には、主制御部211と、記憶部212と、光学系位置取得部213とが設けられている。
主制御部211は前述した各種の動作制御を行う。なお、合焦レンズ31の移動制御は、図示しない合焦駆動部を制御して合焦レンズ31を光軸方向に移動させるものである。それにより、撮影光学系30の合焦位置が変更される。また、主制御部211は、光学系駆動部2Aを制御して、眼底カメラユニット2に設けられた光学系を3次元的に移動させることができる。
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、たとえば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部212には、眼科装置1を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。
光学系位置取得部213は、眼科装置1に搭載された検査用光学系の現在位置を取得する。検査用光学系とは、被検眼Eを光学的に検査するために用いられる光学系である。この実施形態の眼科装置1(眼底カメラとOCT装置の複合機)における検査用光学系は、被検眼の画像を得るための光学系であり、撮影光学系30を含むものである。
画像形成部220は、CCDイメージセンサ115からの検出信号に基づいて、眼底Efの断層像の画像データを形成する。この処理には、従来のスペクトラルドメインタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。他のタイプのOCT装置の場合、画像形成部220は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。
画像処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理を実行する。また、画像処理部230は、眼底カメラユニット2により得られた画像(眼底像、前眼部像等)に対して各種の画像処理や解析処理を施す。
画像処理部230には解析部231が設けられている。解析部231は、前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に得られた2つの撮影画像を解析することで、被検眼Eの3次元位置を求める。この処理を実行するための構成の一例として、解析部231には、画像補正部2311と、特徴点特定部2312と、3次元位置算出部2313とが設けられている。
画像補正部2311は、前眼部カメラ300により得られた各撮影画像の歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報に基づいて補正する。この処理は、たとえば、歪曲収差を補正するための補正係数に基づく公知の画像処理技術によって実行される。なお、前眼部カメラ300の光学系が撮影画像に与える歪曲収差が十分に小さい場合などには、上記収差情報および画像補正部2311を設けなくてもよい。
特徴点特定部2312は、(画像補正部2311により歪曲収差が補正された)各撮影画像を解析することで、前眼部Eaの所定の特徴点に相当する当該撮影画像中の位置(特徴点の位置と呼ぶ)を特定する。所定の特徴点としては、たとえば被検眼Eの瞳孔中心または角膜頂点が適用される。以下、瞳孔中心を特定する処理の具体例を説明する。
3次元位置算出部2313は、2以上の前眼部カメラ300の位置と、特徴点特定部2312により特定された2以上の撮影画像中の特徴点の位置とに基づいて、被検眼Eの特徴点の3次元位置を算出する。この処理について図5Aおよび図5Bを参照しつつ説明する。
z方向の分解能(奥行き分解能):Δz=H×H×Δp/(B×f)
3次元位置算出部2313は、2つの前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置(既知である)と、2つの撮影画像において特徴点Pに相当する位置とに対して、図5Aおよび図5Bに示す配置関係を考慮した公知の三角法を適用することにより、特徴点Pの3次元位置、つまり被検眼Eの3次元位置を算出する。
ユーザインターフェイス240には、表示部240Aと操作部240Bとが含まれる。表示部240Aは、前述した演算制御ユニット200の表示デバイスや表示装置3を含んで構成される。操作部240Bは、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。操作部240Bには、眼科装置1の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。たとえば眼底カメラユニット2が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部240Bは、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部240Aは、眼底カメラユニット2の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
眼科装置1の動作について説明する。図6に示すフローチャートは、眼科装置1の動作の一例を表す。
まず、ユーザは、ユーザインターフェイス240を用いて被検者の患者情報を入力する。患者情報としては、患者ID、患者氏名などがある。
次に、ユーザは、ユーザインターフェイス240を用いて、被検者に対して実施される検査の種別を選択入力する。検査種別の項目としては、検査部位(眼底中心部、眼底周辺部、視神経乳頭、黄斑など)、被検眼(左眼、右眼、両眼)、画像撮影パターン(眼底像のみ、OCT画像のみ、双方)、OCTスキャンパターン(ラインスキャン、十字スキャン、ラジアルスキャン、円スキャン、3次元スキャン等)などがある。この動作例では、検査部位として、眼底Efの周辺部が選択されたものとする。
検査種別の選択が完了したら手動アライメントの開始指示がなされる。この開始指示は、ステップS2に示す検査種別の選択を受けて制御部210が自動で行うものであってもよいし、操作部240Bを用いてユーザが手動で行うものであってもよい。
手動アライメントの開始指示がなされると、制御部210は前眼部カメラ300Aおよび300Bによる前眼部Eaの撮影をそれぞれ開始させる。この撮影は、前眼部Eaを撮影対象とする動画撮影である。各前眼部カメラ300Aおよび300Bは所定のフレームレートで動画撮影を行う。ここで、前眼部カメラ300Aおよび300Bによる撮影タイミングが制御部210によって同期されていてもよい。各前眼部カメラ300Aおよび300Bは、取得されたフレームをリアルタイムで順次に制御部210に送る。制御部210は、双方の前眼部カメラ300Aおよび300Bにより得られたフレームを、撮影タイミングに応じて対応付ける。つまり、制御部210は、双方の前眼部カメラ300Aおよび300Bにより実質的に同時に取得されたフレーム同士を対応付ける。この対応付けは、たとえば、上記の同期制御に基づいて、または、前眼部カメラ300Aおよび300Bからのフレームの入力タイミングに基づいて実行される。制御部210は、対応付けられた一対のフレームを解析部231に送る。
画像補正部2311は、制御部210から送られた各フレームの歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報に基づいて補正する。この補正処理は前述の要領で実行される。歪みが補正された一対のフレームは、特徴点特定部2312に送られる。
3次元位置算出部2313は、前眼部カメラ300Aおよび300Bの位置と、特徴点特定部2312により一対のフレームについて特定された特徴点の位置とに基づいて、被検眼Eの特徴点(瞳孔中心)の3次元位置を算出する。この処理は前述の要領で実行される。
制御部210は、ステップS6で算出された特徴点(瞳孔中心)の3次元位置に基づいて、被検眼Eに対する検査用光学系の位置ずれ情報を取得する。この処理は、たとえば次のようにして実行される。まず、制御部210は、検査用光学系の現在位置を取得する。この現在位置は、たとえば、眼底カメラユニット2を移動させる光学系駆動部2Aに対する制御履歴から取得される。また、眼底カメラユニット2の位置を検出する位置センサを設け、この位置センサによる検出結果から現在位置を取得することもできる。なお、ステップS6で取得される被検眼Eの3次元位置(座標)を定義する座標系と、検査用光学系の現在位置(座標)を定義する座標系は共通であるとする。或いは、双方の座標系の間の座標変換は既知であるとする。
制御部210は、ステップS8で取得された位置ずれ情報に基づいて、表示部240Aの画面上の所定位置に擬似アライメント指標像およびアライメント基準位置マークを観察画像に重ねて合成表示させる。疑似アライメント指標像およびアライメント基準位置マークの表示例を以下に説明する。
図7Aおよび図7Bを参照しつつ第1の表示例を説明する。図7A及び図7Bは、アライメント調整に使用される表示画面の一例を示したものである。この表示画面は表示部240Aに表示される画面に相当する。また、図示を省略したが、図7Aおよび図7Bに示した表示画面には、眼底カメラユニット2による観察画像(被検眼Eの眼底像)が表示される。
図8Aおよび図8Bを参照しつつ第2の表示例について説明する。図8Aおよび図8Bは、被検眼Eに対する検査用光学系のz方向の位置ずれ(アライメントずれ)がそれぞれ前方向、後方向にずれている場合の表示画面の一例を示したものである。なお、本明細書では、被検者側に向かう方向を前方向とし、その逆方向を後方向とする。
第1の変形例は、2つの擬似アライメント指標像310A、310Bの形状を互いに異ならせたものである。たとえば、図9に示すように、2つの擬似アライメント指標像310A、310Bのうち、第1の擬似アライメント指標像310Aを四角マークで表示し、第2の擬似アライメント指標像310Bを丸マークで表示する。
第2の変形例は、2つの擬似アライメント指標像310A、310Bの大きさを互いに異ならせたものである。たとえば、図10に示すように、2つの擬似アライメント指標像310A、310Bのうち、第1の擬似アライメント指標像310Aを大きく表示し、第2の擬似アライメント指標像310Bを小さく表示する。
第3の変形例は、2つの擬似アライメント指標像310A、310Bの点滅パターンを互いに異ならせたものである。たとえば、図11に示すように、2つの擬似アライメント指標像310A、310Bのうち、第1のアライメント指標を常時表示(実線で表示)とし、第2の擬似アライメント指標像310Bを点滅表示(破線で表示)とする。
図12Aおよび図12Bを参照しつつ第3の表示例について説明する。
ユーザは、表示されている観察画像を観察しながら擬似アライメント指標像を確認しつつ、操作部240Bを用いた所定の操作を行うことで、検査用光学系を移動させる。
ステップS9における手動アライメントの処理の終了を受けて、制御部210は、ステップS2で指定された検査を開始させる。
被検眼Eの検査の終了を受けて、この動作例は終了となる。
以上のような眼科装置1の作用および効果について説明する。
以上に説明した構成は、本発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、本発明の要旨の範囲内における任意の変形(省略、置換、付加等)を適宜に施すことが可能である。
2 眼底カメラユニット
2A 光学系駆動部
10 照明光学系
30 撮影光学系
31 合焦レンズ
41 光路長変更部
42 ガルバノスキャナ
60 フォーカス光学系
100 OCTユニット
101 光源ユニット
105 光減衰器
106 偏波調整器
115 CCDイメージセンサ
200 演算制御ユニット
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
213 光学系位置取得部
220 画像形成部
230 画像処理部
231 解析部
2311 画像補正部
2312 特徴点特定部
2313 3次元位置算出部
240A 表示部
240B 操作部
300、300A、300B 前眼部カメラ
309 アライメント基準位置マーク
310、310A、310B 疑似アライメント指標像
410 ベース
420 筐体
430 レンズ収容部
440 支持部
E 被検眼
Ea 前眼部
Ef 眼底
LS 信号光
LR 参照光
LC 干渉光
Claims (6)
- 被検眼の眼底を撮影する撮影光学系を含む検査用光学系と、
前記撮影光学系により取得された前記被検眼の眼底像を表示する表示部と、
前記被検眼の3次元位置を取得する被検眼位置取得部と、
前記3次元位置に基づき前記被検眼に対する前記検査用光学系の位置ずれ情報を取得し、前記位置ずれ情報に応じて前記表示部に予め設定されているアライメントの基準位置に対する位置が変化する2つのアライメント指標像を前記表示部の画面上に擬似的に表示する制御部と、
を備える眼科装置。 - 前記制御部は、前記被検眼に対して前記検査用光学系が適正位置である場合に前記2つのアライメント指標像を前記アライメントの基準位置に表示する請求項1に記載の眼科装置。
- 前記位置ずれ情報は、前記検査用光学系の光軸方向における位置ずれ量および位置ずれ方向を含み、
前記制御部は、前記位置ずれ量に応じて前記2つのアライメント指標像の間隔を変化させ、かつ前記位置ずれ方向に応じて前記2つのアライメント指標像の表示態様を変化させる請求項1または2に記載の眼科装置。 - 前記制御部は、前記位置ずれ方向に応じて前記2つのアライメント指標像の色、形状、大きさ、点滅パターン、模様、明るさ、濃度、透明度のうち少なくとも1つの表示態様を変化させる請求項3に記載の眼科装置。
- 前記被検眼を固視させるための固視光学系を更に備え、
前記制御部は、前記固視光学系による前記被検眼の固視位置の変化に関係なく常に一定の基準位置にアライメント基準位置マークを表示する請求項1〜4のいずれか1項に記載の眼科装置。 - 前記被検眼位置取得部は、
前記被検眼の前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影する2以上の撮影部と、
前記2以上の撮影部により取得された撮影画像を解析することにより、前記被検眼の3次元位置を求める解析部と、
を備える請求項1〜5のいずれか1項に記載の眼科装置。
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