JP2016194459A - Oct信号処理装置、およびoct信号処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光コヒーレンストモグラフィによって検出されたOCT信号に基づくOCTデータが走査方向に並べられた二次元OCTデータを、被検物の深さ方向に演算することによって得られた一次元OCTデータを取得するOCTデータ取得手段であって、前記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる複数の一次元OCTデータを被検物の同一位置に関して取得するOCTデータ取得手段と、前記OCTデータ取得手段によって取得された複数の一次元OCTデータを時系列に処理する信号処理手段と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図7
Description
光コヒーレンストモグラフィによって検出されたOCT信号に基づくOCTデータが走査方向に並べられた二次元OCTデータを、被検物の深さ方向に演算することによって得られた一次元OCTデータを取得するOCTデータ取得手段であって、前記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる複数の一次元OCTデータを被検物の同一位置に関して取得するOCTデータ取得手段と、
前記OCTデータ取得手段によって取得された複数の一次元OCTデータを時系列に処理する信号処理手段と、
を備えることを特徴とする。
(2)
光コヒーレンストモグラフィによって検出されたOCT信号に基づくOCTデータが走査方向に並べられた二次元OCTデータであって、記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる二次元OCTデータを被検物の同一位置に関して取得するOCTデータ取得手段と、
前記二次元OCTデータ時系列に並べた3次元画像データをボリュームデータとして生成する信号処理手段と、
を備えることを特徴とする。
(3)
OCT信号処理装置において実行されるOCT信号処理プログラムであって、
前記OCT信号処理装置のプロセッサによって実行されることで、
光コヒーレンストモグラフィによって検出されたOCT信号に基づくOCTデータが走査方向に並べられた二次元OCTデータを、被検物の深さ方向に演算することによって得られた一次元OCTデータを取得するOCTデータ取得手段であって、前記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる複数の一次元OCTデータを被検物の同一位置に関して取得するOCTデータ取得ステップと、
前記OCTデータ取得ステップによって取得された複数の一次元OCTデータを時系列に処理する信号処理ステップと、
を前記OCT信号処理装置に実行させることを特徴とする。
(4)
OCT信号処理装置において実行されるOCT信号処理プログラムであって、
前記OCT信号処理装置のプロセッサによって実行されることで、
光コヒーレンストモグラフィによって検出されたOCT信号に基づくOCTデータが走査方向に並べられた二次元OCTデータであって、記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる二次元OCTデータを被検物の同一位置に関して取得するOCTデータ取得ステップと、
前記二次元OCTデータ時系列に並べた3次元画像データをボリュームデータとして生成する信号処理ステップと、
を前記OCT信号処理装置に実行させることを特徴とする。
以下、本実施例のOCT信号処理装置1について図面を用いて説明する。図1に示すOCT信号処理装置1は、例えば、OCTデバイス10によって取得されたOCT信号を処理する。
以下、OCTデバイス10の概略を説明する。本実施例では、例えば、被検眼Eに測定光を照射し、その反射光と測定光とによって取得されたOCT信号を取得するOCTデバイス10を一例として説明する。例えば、OCTデバイス10は、OCT信号を取得することによって、被検眼Eの断層像を撮影する。OCTデバイス10は、例えば、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、を主に備える。
OCT光学系100は、いわゆる光断層干渉計(OCT:Optical coherence tomography)の光学系である。OCT光学系100は、測定光源102から出射された光をカップラー(光分割器)104によって測定光(試料光)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、被検眼Eによって反射された測定光と,参照光との合成による干渉光を検出器120に受光させる。
<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。
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。
以上のような構成を備えるOCT信号処理装置において、OCTデバイス10によって取得されたOCT信号を処理するときの制御動作を説明する。以下の説明では、OCTデバイス10によって被検眼Eを測定し、取得されたOCT信号を処理する場合について説明する。なお、OCTデバイス10によって被検眼Eを測定するものとするが、これに限らず、生体の他の部位であってもよいし、物質であってもよい。
まず、OCTデバイス10によってOCT信号が検出される。OCTデバイス10は、例えば、固視標投影ユニット300によって被検者に固視標を投影する。そして、図示無き前眼部観察用カメラで撮影される前眼部観察像に基づいて、被検眼Eの瞳孔中心に測定光軸がくるように図示無き駆動部を制御して自動でアライメントを行う。
以下、図2、図3に基づいてOCT信号の処理について説明する。制御部70は、上記のようにしてOCTデバイス10から取得されたOCT信号を、記憶部72に記憶する。そして制御部70は、記憶部72に記憶された複数のOCT信号を処理し、例えば、複素OCT信号を取得する。例えば、制御部70はOCT信号をフーリエ変換する。例えば、Nフレーム中n枚目の(x,z)の位置の信号をAn(x,z)で表すと、制御部70は、フーリエ変換によって複素OCT信号An(x,z)を得る。複素OCT信号An(x,z)は、実数成分と虚数成分とを含む。
次いで、例えば、制御部70は、上記のモーションコントラスト画像データのような二次元OCTデータ(例えば、二次元データ、二次元画像データなど)を深さ方向に演算して走査方向に一次元化する。例えば、制御部70は、二次元画像データを深さ方向に加算平均処理することによって、二次元画像データを一次元化して一次元OCTデータ(例えば、一次元データ、一次元画像データなど)にしてもよい。例えば、図4(a)に示すように、制御部70は、各Aスキャン位置における画像データの輝度プロファイルを深さ方向に加算平均処理し、各Aスキャンによって得られた輝度プロファイルを1つの輝度値に変換する。これによって、制御部70は、各Aスキャン位置に1つの輝度値を持つBスキャン方向の一次元画像データを取得できる。図4の例では、時間T1から時間T2に取得されたOCT信号から取得されたモーションコントラスト画像データを一次元化した様子が示される。このように、制御部70は、例えば各Aスキャン位置において演算を行うことによって、Bスキャン方向に一次元化された一次元データを取得できる。なお、深さ方向への処理は、すべてのAスキャン位置において深さ方向の演算を行う必要はなく、一部のAスキャン位置において深さ方向の演算を行ってもよい。これによって一部の領域においてBスキャン方向に一次元化された一次元データを取得してもよい。
例えば、制御部70は、Bスキャン方向に一次元化された一次元データを、Bスキャンを行った順に時間軸方向に並べる、すなわち時系列に並べることによって、二次元の時系列画像データを生成する。例えば、制御部70は、図4(b)に示すように、縦軸を時間軸、横軸をAスキャン位置として、Bスキャン方向に一次元化した一次元データを上から順に並べた一つの画像データを生成する。このようにして得られた画像データ(図4(c)参照)は、各Aスキャン位置に対する被検物の経時変化を容易に確認できる。さらにこの画像データは、横軸がAスキャン位置であるため、被検物に経時変化が生じたBスキャン方向の範囲を検出することにも利用可能である。
例えば、制御部70は、取得された二次元画像データの輝度値のエッジを検出することによって、経時変化が生じた範囲を取得してもよい。例えば、Bスキャン方向に一次元化された一次元データにおいて、隣り合う各Aスキャン位置の輝度値の変化を検出することで、各走査時間における被検物の変化が生じたAスキャン位置を取得する。そして、例えば、制御部70は、変化が生じた複数のAスキャン位置から、被検物に変化が生じた範囲W1を取得してもよい(図4参照)。例えば、血流によって生じるモーションコントラスト画像データに基づいて時系列画像データを生成した場合、拍動による血管の伸縮状態を検出できる。これによって、動脈硬化等の診断に利用可能な情報が得られる。
なお、制御部70は、上記のように取得された二次元の時系列画像データを出力してもよい。例えば、制御部70は、時系列画像データを表示部75に表示してもよい。これによって、検者は表示部に表示された時系列画像データを確認することによって各Aスキャン位置における被検物の経時変化を容易に確認することができる。もちろん、表示部75への表示に限らず、プリンタ等によって画像を印刷してもよい。なお、制御部70は、輝度の大きさによって色分けして表示してもよい。これによって、被検物に生じた変化の大きさが分かりやすくなる。
なお、以上の説明において、制御部70は、二次元画像の深さ方向の全領域における加算処理によって、二次元画像を一次元化するものとしたが、これに限らない。例えば、制御部70は、被検物の深さ方向の一部の領域において一次元化を行ってもよいし、分離された複数の領域ごとに一次元化を行い、領域ごとに二次元の時系列画像データを生成してもよい。
なお、以上の実施例において、二次元画像を深さ方向に関して加算平均処理したが、演算方法はこれに限らない。例えば、制御部70は、深さ方向に関して少なくとも一つの輝度値を抽出してもよい。より詳細には、制御部70は、深さ方向に関して、例えば輝度プロファイルの最大値,最小値,または最頻値等を検索し、該当する輝度値をそのAスキャン位置の代表輝度値として抽出し、そのAスキャン位置における輝度値として設定してもよい。最頻値を探索する場合は、例えば、制御部70は輝度値のヒストグラムを作成し、その分布を利用してもよい。制御部70は、各Aスキャン位置において輝度値を抽出し、それらをBスキャン方向に並べることによって、二次元画像を一次元化した一次元データを取得してもよい。
なお、制御部70は、画像データの位置合わせを行ってもよい。画像の位置合わせは、例えば、同じ位置の複数の画像を揃えて配置するプロセスである。画像の位置がずれる原因として、例えば、撮影中の被検眼Eの動き等が考えられる。画像の位置合わせ方法は、例えば、位相限定相関法、各種相関関数を用いる方法、フーリエ変換を利用する方法、特徴点のマッチングに基づく方法など様々な方法が用いられてもよい。例えば、制御部70は、複数のOCT信号から得られた複数の二次元画像の各々において、画像が何画素分ずれているかを取得してもよい。制御部70は、Bスキャン方向に一次元化したプロファイルを時系列に並べる際に、取得されたずれ量の分だけ画素をずらして時系列に並べてもよい。これによって、時間の異なる画像間のAスキャン位置が揃い、検者は、被検物の経時変化をより正確に確認できる。
なお、以上の実施例において、同一部位におけるOCT信号に基づく二次元画像データを一次元化してから時系列に並べて二次元の時系列画像データを取得したが、これに限らない。例えば、図5に示すように、OCT信号に基づく二次元画像データを一次元化せずに時系列に並べることによって三次元の時系列画像データ(ボリュームデータ)を取得し、メモリ72に保存してもよい。制御部70は、この三次元の時系列画像データに基づいて、被検物の経時変化を検出してもよい。上記のような三次元の時系列画像データは、二次元の場合と異なり、深さ方向の情報を持っているため、制御部70は、各深さ方向について被検物の経時変化を検出することができる。
なお、OCT信号処理装置1は、例えば、被検体に治療レーザ光を照射するレーザ照射デバイスと併用されてもよい。例えば、OCT信号処理装置1は、レーザ照射デバイスによってレーザ光が照射されるときの被検体の変化をOCTデバイス10によって撮影し、そのときのOCT信号を処理するために用いられてもよい。以下、被検体として、被検者の眼Eに治療レーザ光を照射し、網膜の一部を凝固させる光凝固デバイス400を一例としてOCT信号処理装置1とレーザ照射デバイスの併用について説明する。
まず、光凝固デバイス400について図6を用いて説明する。図6に示すように、例えば、光凝固デバイス400は、レーザ光源を有し、治療用レーザ光(例えば、532nmの波長)を発振する。光凝固デバイス400の光源から出射された光は駆動ミラー408、およびダイクロイックミラー30で反射され、測定光学系106の一部の光学部材を介して眼底Efに集光される。駆動ミラー408は、駆動機構450によって反射面の角度を変更でき、レーザ光源から発せられたレーザ光を眼Eに対して偏向させる。この場合、測定光学系106の少なくとも一部は、レーザ光を眼の治療部位に照射する照射光学系として用いられる。
以下、OCT信号処理装置を光凝固レーザ装置と併用する場合の制御動作について説明する。まず、制御部70は、例えば観察光学系200を制御し、被検眼Eの眼底像を取得する。次に、制御部70は、レーザの照射位置を取得する。例えば、制御部70は観察光学系200によって取得された被検眼Eの眼底像を表示部75に表示してもよい。検者は、表示部75に表示された被検眼Eの眼底像を確認し、操作部76を操作することによってレーザの照射位置を設定してもよい。
検者によって、操作部76の照射開始キーが操作されると、制御部70は、設定されたレーザ照射位置へのレーザ照射が可能となる。なお、制御部70は、被検眼Eにレーザの照射を行う前に、OCTデバイス10を制御し、被検眼Eによって反射された測定光と参照光とのOCT信号を取得する。このとき、例えば制御部70は、前述のように設定されたレーザの照射位置を測定光が横断するように光スキャン108を制御し、同じ走査位置においてBスキャンを繰り返し行う。このようにして、制御部70は、被検眼Eにレーザ照射を行う前のOCT信号を取得する。
70 制御部
72 メモリ
75 モニタ
76 操作部
100 OCT光学系
108 光スキャナ
200 正面観察光学系
300 固視標投影ユニット
400 光凝固デバイス
Claims (15)
- 光コヒーレンストモグラフィによって検出されたOCT信号に基づくOCTデータが走査方向に並べられた二次元OCTデータを、被検物の深さ方向に演算することによって得られた一次元OCTデータを取得するOCTデータ取得手段であって、前記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる複数の一次元OCTデータを被検物の同一位置に関して取得するOCTデータ取得手段と、
前記OCTデータ取得手段によって取得された複数の一次元OCTデータを時系列に処理する信号処理手段と、
を備えることを特徴とするOCT信号処理装置。 - 前記OCTデータは、同一位置に関して時間的に異なる複数のOCT信号に基づいて取得されるOCTモーションコントラストデータであり、
前記二次元OCTデータは、OCTモーションコントラストデータが走査方向に並べられた二次元OCTモーションコントラストデータであり、
前記OCTデータ取得手段は、二次元OCTモーションコントラストデータを、被検物の深さ方向に演算することによって得られた一次元OCTモーションコントラストデータを取得するOCTデータ取得手段であって、前記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる複数の一次元OCTモーションコントラストデータを取得することを特徴とする請求項1のOCT信号処理装置。 - 前記OCTデータは、単一のOCT信号に基づいて取得されるOCTデータであり、
前記二次元OCTデータは、単一のOCT信号に基づいて取得されるOCTデータが、走査方向に並べられた二次元OCTデータであり、
前記OCTデータ取得手段は、二次元OCTデータを、被検物の深さ方向に演算することによって得られた一次元OCTデータを取得するOCTデータ取得手段であって、前記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる複数の一次元OCTデータを取得することを特徴とする請求項1のOCT信号処理装置。 - 前記OCTデータ取得手段は、前記各OCTデータを深さ方向に関して加算処理し、加算処理によって得られたデータが走査方向に並んだ一次元OCTデータを取得することを特徴とする請求項1〜3のいずれかのOCT信号処理装置。
- 前記OCTデータ取得手段は、前記各OCTデータを深さ方向に関して抽出処理し、抽出処理によって得られたデータが走査方向に並んだ一次元OCTデータを取得することを特徴とする請求項1〜3のいずれかのOCT信号処理装置。
- 前記OCTデータ取得手段は、前記各OCTデータでの深さ方向に分離された領域に関して深さ方向に演算することによって得られた一次元OCTデータを取得することを特徴とする請求項1〜5のいずれかのOCT信号処理装置。
- 前記OCTデータ取得手段は、前記被検物にレーザ光を照射するレーザ照射手段によって前記被検物にレーザ光が照射された際の前記一次元OCTデータを取得することを特徴とする請求項請求項1〜6のいずれかのOCT信号処理装置。
- 前記信号処理手段は、前記OCTデータ取得手段によって取得された複数の一次元OCTデータを時系列に並べた画像データを生成することを特徴とする請求項1〜7のいずれかのOCT信号処理装置。
- 前記信号処理手段は、前記一次元OCTデータの経時変化を取得し、前記一次元OCTデータが経時変化する領域を前記走査方向において検出することを特徴とする請求項1〜8のいずれかのOCT信号処理装置。
- 前記信号処理手段は、前記一次元OCTデータの経時変化を取得し、前記一次元OCTデータの経時変化が収束するまでの時間を検出することを特徴とする請求項1〜9のいずれかのOCT信号処理装置。
- 前記二次元OCTデータ間のずれを検出するずれ検出手段と、をさらに備え、
前記信号処理手段は、前記ずれ検出手段によって検出されたずれに基づいて、前記複数の一次元OCTデータを時系列に処理する際に、前記一次元OCTデータ間のずれを補正することを特徴とする請求項1〜10のいずれかのOCT信号処理装置。 - 光コヒーレンストモグラフィによって検出されたOCT信号に基づくOCTデータが走査方向に並べられた二次元OCTデータであって、記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる二次元OCTデータを被検物の同一位置に関して取得するOCTデータ取得手段と、
前記二次元OCTデータ時系列に並べた3次元画像データをボリュームデータとして生成する信号処理手段と、
を備えることを特徴とするOCT信号処理装置。 - 請求項1又は12のOCT信号処理装置と、
患者眼に照射された測定光と、前記測定光に対応する参照光とによって得られるOCT信号を取得するOCT光学系と、
治療用レーザ光源から発せられたレーザ光を前記患者眼に照射する照射光学系と、を備えることを特徴とする眼科用レーザ手術装置。 - OCT信号処理装置において実行されるOCT信号処理プログラムであって、
前記OCT信号処理装置のプロセッサによって実行されることで、
光コヒーレンストモグラフィによって検出されたOCT信号に基づくOCTデータが走査方向に並べられた二次元OCTデータを、被検物の深さ方向に演算することによって得られた一次元OCTデータを取得するOCTデータ取得手段であって、前記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる複数の一次元OCTデータを被検物の同一位置に関して取得するOCTデータ取得ステップと、
前記OCTデータ取得ステップによって取得された複数の一次元OCTデータを時系列に処理する信号処理ステップと、
を前記OCT信号処理装置に実行させることを特徴とするOCT信号処理プログラム。 - OCT信号処理装置において実行されるOCT信号処理プログラムであって、
前記OCT信号処理装置のプロセッサによって実行されることで、
光コヒーレンストモグラフィによって検出されたOCT信号に基づくOCTデータが走査方向に並べられた二次元OCTデータであって、記光コヒーレンストモグラフィでの前記OCT信号の検出タイミングが異なる二次元OCTデータを被検物の同一位置に関して取得するOCTデータ取得ステップと、
前記二次元OCTデータ時系列に並べた3次元画像データをボリュームデータとして生成する信号処理ステップと、
を前記OCT信号処理装置に実行させることを特徴とするOCT信号処理プログラム。
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