JP2017176840A - 眼科撮影装置 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態に係る眼科撮影装置の外観の一例を図1および図2に示す。眼科撮影装置2は、高さの調節が可能な検眼テーブル1上に載置されている。検眼椅子3には被検者4が着座している。被検者4は、眼科撮影装置2の前面2Fに向かって配置される。眼科撮影装置2は、台座部5a、駆動機構部5b、左右一対の本体部5Lおよび5R、並びに顔受け部6を有する。本体部5Lおよび5Rは、それぞれ支柱5pおよび5qにより支持されている。
左右の本体部5Lおよび5Rに設けられた光学系について説明する。図3は、右の本体部5Rに設けられた光学系の例を示す上面図である。なお、左の本体部5Lの光学系は、右の本体部5Rの光学系と対称に構成されている。符号ERは被検者4の右眼(右被検眼)を示す。
撮影光学系10は、右被検眼ERの前眼部を撮影するために用いられる。撮影光学系10は、プリズムPと、前眼部照明光源11と、対物レンズ12と、リレーレンズ13および14と、結像レンズ15と、撮像素子16とを有する。
測定光学系30は、右被検眼ERの光学特性を光学的に測定する。この実施形態の測定光学系30は、右被検眼ERの屈折力測定を行う。測定光学系30は、測定光源31と、コリメートレンズ32と、リング透光板33と、リレーレンズ34と、リング状絞り35と、孔空きプリズム36と、ビームスプリッタ37および38と、対物レンズ12と、プリズムPと、反射ミラー39と、リレーレンズ40と、移動レンズ41と、反射ミラー42と、ビームスプリッタ43と、結像レンズ15と、撮像素子16とを有する。
視標投影光学系50は、各種の視標を右被検眼ERに呈示する。視標投影光学系50は、視標光源51と、視標板52と、リレーレンズ53および54と、反射ミラー55と、ビームスプリッタ38と、対物レンズ12と、プリズムPとを有する。視標板52は、たとえばターレット板や透過型液晶ディスプレイを含み、固視標や視力測定用視標などの様々な視標を光路に対して選択的に配置可能に構成されている。視標光源51から出力された光は、視標投影光学系50の上記構成要素を経由して、右被検眼ERの眼底に投射される。
干渉光学系60は、右被検眼ERの光コヒーレンストモグラフィ(OCT)計測に用いられる。干渉光学系60は、光源ユニット61と、光ファイバ62と、ファイバカプラ63と、光ファイバ64と、コリメートレンズ65と、ガルバノスキャナ66と、ビームスプリッタ67と、合焦レンズ68と、リレーレンズ69と、集光レンズ70と、プリズムPと、光ファイバ71と、コリメートレンズ72と、ビームスプリッタ73と、レンズ74と、第1の参照ミラー75と、レンズ76と、第2の参照ミラー77と、光ファイバ78と、検出部79とを有する。
固視光学系80は、右被検眼ERに固視標を呈示する。固視光学系80は、固視光源81と、ビームスプリッタ82と、コリメートレンズレンズ83と、合焦レンズ68と、リレーレンズ69と、プリズムPとを含む。固視光源81から出力された光は、ビームスプリッタ82により反射され、コリメートレンズ83により平行光束とされ、ビームスプリッタ67を透過し、合焦レンズ68、リレーレンズ69およびプリズムPを介して、右被検眼ERの眼底に投射される。
眼科撮影装置2の制御系の構成例を図4および図5に示す。
眼科撮影装置2の制御系は、制御部100を中心に構成される。制御部100は、たとえば、プロセッサ、記憶装置、通信インターフェイス等を含んで構成される。記憶装置には、制御用・演算用のコンピュータプログラムやデータが記憶されている。制御部100には、主制御部110と記憶部120が設けられている。
主制御部110は、眼科撮影装置2の各部を制御する。たとえば、主制御部110は、図3に示す前眼部照明光源11、撮像素子16、アライメント光源21、測定光源31、視標光源51、光源ユニット61、ガルバノスキャナ66、検出部79、固視光源81、撮像素子90などの動作を制御する。なお、図示は省略するが、主制御部110は、前述のアッテネータや偏波コントローラの制御を行う。
記憶部120は、各種のデータを記憶する。記憶部120に記憶されるデータとしては、たとえば、前眼部像の画像データ、OCT画像の画像データ、被検眼の測定データ、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。
検出部79は、OCT計測における干渉光を検出して信号を出力する。この信号は、画像形成部150に入力される。画像形成部150は、検出部79からの信号に基づいて、右被検眼ERの2次元断層像の画像データを形成する。この画像形成処理には、従来と同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などが含まれる。画像形成部150は、たとえば、ハードウェア回路や、画像形成用ソフトウェアを実行するプロセッサを含む。なお、この明細書において「画像データ」と「画像」とを同一視することがある。
データ処理部160は、各種のデータ処理を実行する。たとえば、データ処理部160は、OCT画像や前眼部像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。その例として、輝度補正や分散補正などがある。また、データ処理部160は、画像形成部150により形成された2次元断層像に基づいて3次元画像を形成する。データ処理部160は、データ処理用ソフトウェアを実行するプロセッサを含む。データ処理部160は「解析部」の一例である。
画像領域特定部161は、第1の断層像を解析し、所定組織に相当する画像領域を特定する。また、画像領域特定部161は、第2の断層像を解析し、所定組織に相当する画像領域を特定する。この処理を自動で行う場合、画像領域特定部161は、第1の断層像の画素値(輝度値)に基づいて所定組織の画像領域とそれ以外の画像領域とを判別する。この処理には、たとえば閾値処理やパターンマッチングなどが含まれる。
変化情報取得部162は、第1の断層像について特定された画像領域(第1の画像領域)と、第2の断層像について特定された画像領域(第2の画像領域)とを比較することにより、所定組織の形態の変化を示す変化情報を取得する。
光学特性情報取得部163は、測定光学系30により取得された被検眼の光学特性を解析する。測定光学系30は、第1の調節刺激が与えられている状態の被検眼を測定して第1の測定値を取得し、かつ、第2の調節刺激が与えられている状態の被検眼を測定して第2の測定値を取得する。これら測定は、OCT計測と並行してまたは異なるタイミングで行われる。光学特性情報取得部163は、取得された第1の測定値および第2の測定値に基づいて、調節刺激の変化に伴う被検眼の光学特性の変化を示す情報を取得する。この情報を光学特性情報と称する。
眼内距離算出部164は、OCT計測により得られた情報に基づいて、被検眼の任意の部位の間の距離を算出する。この距離を眼内距離と称する。眼内距離の算出方法は任意であるが、この実施形態では次の2つの方法を説明する。
眼科撮影装置2は、前眼部を撮影する機能を有する。この前眼部撮影は、撮影光学系10または撮像素子90を用いて行われる。この実施形態では、第1の調節刺激が与えられている状態の被検眼を撮影して第1の前眼部像を取得し、かつ、第2の調節刺激が与えられている状態の被検眼を撮影して第2の前眼部像を取得する。これら前眼部撮影は、OCT計測と並行してまたは異なるタイミングで行われる。前眼部変化情報取得部165は、第1の前眼部像と第2の前眼部像とを比較することにより、調節刺激の変化に伴う前眼部の所定組織の変化を示す情報を取得する。この情報を前眼部変化情報と称する。
ユーザインターフェイス180は、検者や被検者に情報を提供するために、そして検者や被検者が操作や情報入力を行うために使用される、マンマシンインターフェイスである。ユーザインターフェイス180には、表示部181と操作部182とが含まれる。
表示部181には、前述した表示部7、7Lおよび7R、並びに眼科撮影装置2の背面側に設けられた表示部などが含まれる。また、眼科撮影装置2にコンピュータが接続されている場合、表示部181は、このコンピュータのディスプレイを含んでいてもよい。表示部181は、主制御部110の制御を受けて情報を表示する。
操作部182は、眼科撮影装置2の操作や情報入力に用いられる。操作部182には、前述のレバー6hやボタン6g、眼科撮影装置2の背面側の操作部などが含まれる。また、眼科撮影装置2にコンピュータが接続されている場合、操作部182は、このコンピュータの操作デバイスや入力デバイスを含んでいてもよい。主制御部110は、操作部182からの信号を受けて制御を実行する。
眼科撮影装置2の動作について説明する。眼科撮影装置2の動作の一例を図6に示す。ここでは、右被検眼ERの検査を行う場合について説明する。
まず、右被検眼ERに対する光学系のアライメントを行う。具体的には、まず、主制御部110は、前眼部照明光源11およびアライメント光源21を点灯させるとともに、撮像素子16の動作を開始させる。それにより、アライメント視標像が投影された右被検眼ERの前眼部像が得られる。主制御部110は、この前眼部像を表示部181に表示させる。ユーザは、従来と同様の要領で、前眼部像に映り込んでいるアライメント視標像の位置を参照しつつ光学系の位置を調整することにより、右被検眼ERに対するアライメントを行う。なお、主制御部110がアライメント視標像の位置を解析して光学系の位置を調整することにより、アライメントを自動で行うことも可能である。
アライメントが完了したら、主制御部110は、右被検眼ER(および左被検眼)に第1の調節刺激を付与する。具体的には、主制御部110は、視標光源51を点灯させるとともに、視標駆動部50Aを制御して視標光源51および視標板52を第1の調節刺激に相当する位置に配置させる。なお、第1の調節刺激に相当する視標光源51等の位置は、あらかじめ設定されている。
右被検眼ER(および左被検眼)に第1の調節刺激が付与されている状態において、主制御部110は、OCT計測、光学特性測定および前眼部撮影を実行させる。なお、これら3つの動作は、少なくとも2つを並行して行ってもよいし、全てを異なるタイミングで行なってもよい。なお、この段階では、干渉光学系60の光路に集光レンズ70が配置されている。
OCT計測、光学特性測定および前眼部撮影が完了したら、主制御部110は、右被検眼ER(および左被検眼)に第2の調節刺激を付与する。具体的には、主制御部110は、視標駆動部50Aを制御することで、第1の調節刺激に相当する位置に配置されている視標光源51および視標板52を、第2の調節刺激に相当する位置に移動させる。なお、第2の調節刺激に相当する視標光源51等の位置は、あらかじめ設定されている。
右被検眼ER(および左被検眼)に第1の調節刺激が付与されている状態において、主制御部110は、OCT計測、光学特性測定および前眼部撮影を実行させる。この処理は、ステップ3と同様にして実行される。それにより、第2の調節刺激が与えられている状態における右被検眼ERの第2の断層像、第2の測定値および第2の前眼部像が得られる。これら情報は、記憶部120に記憶される。
ステップ5のOCT計測、光学特性測定および前眼部撮影が完了したら、主制御部110は、眼内距離測定用の位置に光学系を移動させる。具体的には、主制御部110は、干渉光学系60の光軸(第2の光軸O2)を右被検眼ERの軸に一致させるように、回転駆動機構130Bを制御する(図10を参照)。この光学系の回転移動は、右の本体部5Rを角度θだけ回転させるものである。また、主制御部110は、XYZ駆動機構130Aを制御して、右被検眼ERに対する干渉光学系60の距離を調整する。また、主制御部110は、挿脱駆動部70Aを制御して、干渉光学系60の光路から集光レンズ70を退避させる。
光学系の移動が完了したら、主制御部211は、参照駆動部70Bを制御することで、第1の参照ミラー75およびレンズ74を右被検眼ERの第1の部位(たとえば角膜E1の前面)に相当する位置に配置させ、かつ、参照駆動部70Cを制御することで、第2の参照ミラー77およびレンズ76を右被検眼ERの第2の部位(たとえば眼底の表面)に相当する位置に配置させる。この処理は、たとえば、反復的なOCT計測により得られるライブOCT画像を参照して実行される。このOCT計測においては、固視光源81によって右被検眼ERの固視がなされる。
データ処理部160は、調節刺激の変化に伴う右被検眼ERの所定組織(たとえば毛様体)の変化を示す変化情報を生成する。この動作例における変化情報は、第1の調節刺激が付与された状態における所定組織の形態と、第2の調節刺激が付与された状態における所定組織の形態との間の差異を示す。
データ処理部160は、調節刺激の変化に伴う右被検眼ERの光学特性の変化を示す光学特性情報を生成する。この動作例では、光学特性情報取得部163が、ステップ3で取得された眼屈折力の第1の測定値と、ステップ5で取得された第2の測定値とに基づいて、調節刺激の変化に伴う右被検眼ERの調節量の変化を示す光学特性情報を取得する。主制御部110は、取得された光学特性情報を記憶部120に記憶させる。
データ処理部160は、調節刺激の変化に伴う右被検眼ERの前眼部の所定組織の変化を示す前眼部変化情報を生成する。この動作例では、前眼部変化情報取得部165が、ステップ3で取得された第1の前眼部像と、ステップ5で取得された第2の前眼部像とに基づいて、右被検眼ERの瞳孔径の変化、虹彩パターンの変化、視線方向の変化などを示す前眼部変化情報を取得する。主制御部110は、取得された前眼部変化情報を記憶部120に記憶させる。
データ処理部160は、右被検眼ERの眼内距離を算出する。この動作例では、眼内距離算出部164が、ステップ7で角膜断層像および眼底断層像を取得したときの第1の参照ミラー75の位置および第2の参照ミラー77の位置に基づいて、右被検眼ERの眼軸長、つまり角膜の前面と眼底の表面との間の距離を算出する。主制御部110は、算出された眼内距離を記憶部120に記憶させる。
主制御部110は、ステップ8〜ステップ11で取得された情報を記憶部120から読み出して表示部181に表示させる。以上で、この動作例は終了である。
眼科撮影装置2の作用および効果について説明する。
5L、5R 本体部
10 撮影光学系
30 測定光学系
30A 測定駆動部
50 視標投影光学系
50A 視標駆動部
60 干渉光学系
61 光源ユニット
66 ガルバノスキャナ
70B、70C 参照駆動部
75 第1の参照ミラー
77 第2の参照ミラー
79 検出部
80 固視光学系
100 制御部
110 主制御部
120 記憶部
130A XYZ駆動機構
130B 回転駆動機構
130C 光軸偏向機構
150 画像形成部
160 データ処理部
161 画像領域特定部
162 変化情報取得部
163 光学特性情報取得部
164 眼内距離算出部
165 前眼部変化情報取得部
181 表示部
182 操作部
O1 第1の光軸
O2 第2の光軸
EL 左被検眼
ER 右被検眼
Claims (6)
- 被検眼による視標の視認距離を変更することにより被検眼に第1の調節刺激および第2の調節刺激を与える第1の光学系と、
光源からの光を信号光と参照光とに分割し、被検眼を経由した信号光と参照光との干渉光を検出する第2の光学系を含み、干渉光の検出結果に基づいて被検眼の断層像を形成する断層像形成部と、
前記第1の光学系により前記第1の調節刺激が与えられている状態の被検眼について前記断層像形成部により取得された第1の断層像と、前記第2の調節刺激が与えられている状態の被検眼について前記断層像形成部により取得された第2の断層像とを比較することにより、調節刺激の変化に伴う被検眼の所定組織の変化を示す変化情報を取得する解析部と
を有する眼科撮影装置。 - 前記解析部は、前記第1の光学系の光軸が被検眼の軸に実質的に一致され、かつ、前記第2の光学系の光軸が前記所定組織を通過する位置に配置されているときに前記断層像形成部により取得された前記第1の断層像と前記第2の断層像とを比較することにより前記変化情報を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科撮影装置。 - 前記第1の光学系の光軸の方向と前記第2の光学系の光軸の方向とを相対的に変更する光学系移動機構を有する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の眼科撮影装置。 - 前記所定組織は毛様体を含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。 - 前記所定組織は水晶体を含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。 - 前記所定組織はチン小帯を含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。
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