この発明に係る眼科装置、及び眼科装置の制御方法の実施形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書において引用された文献の記載内容や任意の公知技術を、以下の実施形態に援用することが可能である。
実施形態に係る眼科装置は、反射面が凹面状に形成された凹面鏡と、所定の偏向角度範囲で測定光を偏向して凹面鏡の反射面に導く光スキャナーとを含み、反射面により反射された測定光を用いて被検眼に対して光コヒーレンストモグラフィを実行することが可能である。いくつかの実施形態では、眼科装置は、OCTを実行することによりAスキャン方向のデータセット群(第1データセット群)を取得し、光スキャナーによる測定光の偏向角度に応じて、被検眼が配置された被検眼位置(又はその近傍)における測定光の入射角度(の間隔)を補正するための補正データに基づいてデータセット群の少なくとも一部を補正することにより新たなデータセット群(第2データセット群)を生成する。いくつかの実施形態では、データセット群は、干渉光の検出データ(検出結果)に対してフーリエ変換等を施すことにより得られたAスキャン方向の反射強度プロファイルデータのデータセット群である。いくつかの実施形態では、データセット群は、反射強度プロファイルを画像化することにより得られたAスキャン画像データのデータセット群である。いくつかの実施形態では、データセット群は、干渉光の検出データのデータセット群である。
これにより、光スキャナーによる測定光の偏向角度の変化特性(偏向動作特性)及び凹面鏡の反射面の形状に起因した被検眼位置における測定光の入射角度の変化特性を考慮したAスキャン方向のデータセット群を取得することが可能になる。例えば、凹面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、均一に配置された走査位置におけるデータセット群を生成することが可能になる。また、例えば、被検眼位置における被検眼に対して略等しい入射角度の間隔で入射した測定光によるデータセット群を取得することが可能になる。また、例えば、凹面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、所望の部位だけ高密度で取得されたデータセット群を生成することが可能である。
以下、実施形態では、OCTを用いた計測又は撮影においてスウェプトソースタイプのOCTの手法を用いる場合について特に詳しく説明する。しかしながら、他のタイプ(例えば、スペクトラルドメインタイプ)のOCTを用いる眼科装置に対して、実施形態に係る構成を適用することも可能である。
以下では、光スキャナーがガルバノスキャナーを含み、所定の偏向角度範囲において線形動作を行い、別の偏向角度範囲において非線形動作を行う場合について説明する。しかしながら、光スキャナーが所定の偏向角度範囲の全範囲で線形動作を行う場合についても以下の実施形態を適用することが可能である。また、光スキャナーがガルバノスキャナー以外の偏向素子(例えば、レゾナントミラー、ポリゴンミラーなど)である場合についても以下の実施形態を適用することが可能である。
また、以下では、光スキャナーの動作特性として偏向角度対時間特性を例に説明するが、光スキャナーの他の動作特性についても以下の実施形態を適用することが可能である。
また、以下では、Aスキャン画像データのデータセット群を補正する場合について説明するが、反射強度プロファイルデータ等のデータセット群を補正する場合についても以下の実施形態を適用することが可能である。
この明細書では、OCTによって取得される画像をOCT画像と総称することがある。また、OCT画像を形成するための計測動作をOCT計測と呼ぶことがある。
いくつかの実施形態に係る眼科装置は、眼科撮影装置と、眼科測定装置と、眼科治療装置とのうちのいずれか1つ以上を含む。いくつかの実施形態の眼科装置に含まれる眼科撮影装置は、例えば、眼底カメラ、走査型レーザー検眼鏡、スリットランプ検眼鏡、手術用顕微鏡等のうちのいずれか1つ以上である。また、いくつかの実施形態の眼科装置に含まれる眼科測定装置は、例えば、眼屈折検査装置、眼圧計、スペキュラーマイクロスコープ、ウェーブフロントアナライザ、視野計、マイクロペリメータ等のうちのいずれか1つ以上である。また、いくつかの実施形態の眼科装置に含まれる眼科治療装置は、例えば、レーザー治療装置、手術装置、手術用顕微鏡等のうちのいずれか1つ以上である。
以下の実施形態に係る眼科装置は、OCT計測が可能なOCT装置を含む。以下では、被検眼の眼底に対するOCT計測が可能な眼科装置を例に説明するが、実施形態に係る眼科装置は、被検眼の前眼部に対してOCT計測が可能であってよい。いくつかの実施形態では、測定光の焦点位置を変更するレンズを移動することで、OCT計測の範囲や計測部位を変更する。いくつかの実施形態では、1以上のアタッチメント(対物レンズ、前置レンズ等)を加えることで、眼底に対するOCT計測と、前眼部に対するOCT計測と、眼底及び前眼部を含む全眼球に対するOCT計測とが可能な構成である。いくつかの実施形態では、眼底計測用の眼科装置において、コリメータレンズユニット(後述)又は光スキャナーと被検眼との間に前置レンズを配置することで平行光束にされた測定光を被検眼に入射させることで前眼部に対するOCT計測を行う。
<構成>
図1に、実施形態に係る眼科装置の構成例を示す。
実施形態に係る眼科装置1は、光学系10と、コリメータレンズユニット40と、OCTユニット100と、演算制御ユニット200と、表示装置300とを含む。いくつかの実施形態では、OCTユニット100は、コリメータレンズユニット40を含む。いくつかの実施形態では、光学系10は、コリメータレンズユニット40と、OCTユニット100とを含む。
光学系10は、楕円面鏡11と、光スキャナー20とを含む。楕円面鏡11の反射面は、楕円面である。楕円面鏡11は、凹面鏡の一例である。いくつかの実施形態では、光学系10は、楕円面鏡11に代えて、反射面が凹面状に形成された凹面鏡を含む。いくつかの実施形態では、凹面鏡の反射面は、自由曲面になるように形成される。
楕円面鏡11は、光学的に共役な2つの焦点(第1焦点、第2焦点)を有する。光スキャナー20(光スキャナー20の偏向面)は、楕円面鏡11の第1焦点若しくはその近傍、又は第1焦点と光学的に共役な位置(第1焦点の共役位置)若しくはその近傍に配置される。被検眼E(瞳孔)が配置される被検眼位置は、楕円面鏡11の第2焦点若しくはその近傍、又は第2焦点と光学的に共役な位置(第2焦点の共役位置)若しくはその近傍に配置される。
光スキャナー20は、被検眼Eの瞳孔と光学的に共役な位置又はその近傍に配置される。光スキャナー20は、コリメータレンズユニット40から出射した測定光(OCT用光路を通過する測定光)を所定の偏向角度範囲で偏向する。光スキャナー20は、測定光を1次元的又は2次元的に偏向することが可能である。
1次元的に偏向する場合、光スキャナー20は、所定の偏向方向に所定の偏向角度範囲で測定光を偏向するガルバノスキャナーを含む。2次元的に偏向する場合、光スキャナー20は、第1ガルバノスキャナーと、第2ガルバノスキャナーとを含む。第1ガルバノスキャナーは、測定光の光路(光軸)に直交する水平方向に撮影部位(眼底Ef又は前眼部)をスキャンするように測定光を偏向する。第2ガルバノスキャナーは、測定光の光路(光軸)に直交する垂直方向に撮影部位をスキャンするように、第1ガルバノスキャナーにより偏向された測定光を偏向する。光スキャナー20による測定光の走査態様としては、例えば、水平スキャン、垂直スキャン、十字スキャン、放射スキャン、円スキャン、同心円スキャン、螺旋スキャンなどがある。
コリメータレンズユニット40は、OCTユニット100に含まれる干渉光学系の光軸に配置されたコリメータレンズを含む。コリメータレンズは、OCTユニット100に接続され測定光を導光する光ファイバの端部から出射した測定光の光束を平行光束にする。当該光ファイバの端部は、例えば被検眼Eの眼底Efと光学的に共役な位置又はその近傍に配置される。
光学系10には、図1に示す構成に加え、被検眼E(眼底Ef又は前眼部)を正面から撮影するための光学系(観察光学系、撮影光学系等)やアライメント光学系が設けられてもよい。
また、光学系10は、検査に付随する機能を提供するための構成を備えていてよい。例えば、光学系10には、被検眼Eを固視させるための視標(固視標)を被検眼Eの眼底Efに投影するための固視光学系が設けられていてよい。更に、OCTユニット100に含まれる干渉光学系のフォーカシングを行うための構成などが設けられていてもよい。更に、光学系10は、被検眼Eの前眼部を照明するための光源(前眼部照明光源)を備えてもよい。
後述するように、OCTユニット100には、OCTを実行するための光学系(干渉光学系)や機構の一部が設けられている。
演算制御ユニット200は、眼科装置1の各部を制御する。演算制御ユニット200は、1以上のプロセッサを含み、あらかじめ記憶されたプログラムに対応した処理を実行することで、各種の演算や制御を実行する。
本明細書において「プロセッサ」は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス(例えば、SPLD(Simple Programmable Logic Device)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array))等の回路を意味する。プロセッサは、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。
表示装置300は、各種の情報を表示させる。表示装置300は、液晶ディスプレイ等の表示デバイスを含み、演算制御ユニット200からの制御を受け、上記の情報を表示する。表示装置300に表示される情報には、演算制御ユニット200による制御結果に対応した情報、演算制御ユニット200による演算結果に対応した情報(画像)、図示しない光学系により取得された情報(画像)などがある。
眼科装置1には、これらに加え、被検者の顔を支持するための部材(顎受け、額当て等)や、OCTの対象部位を切り替えるためのレンズユニット(例えば、前眼部OCT用アタッチメント)等の任意の要素やユニットが設けられてもよい。いくつかの実施形態では、レンズユニットが手動で被検眼Eと図示しない対物レンズとの間に挿脱されるように構成される。いくつかの実施形態では、後述の制御部210からの制御を受け、レンズユニットが被検眼Eと対物レンズとの間に自動で挿脱されるように構成される。
[OCTユニット100]
図2に、OCTユニット100の構成の一例を示す。OCTユニット100には、被検眼E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、波長掃引型(波長走査型)光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼Eからの測定光の戻り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、この干渉光を検出する干渉光学系である。干渉光学系による干渉光の検出結果(検出信号)は、干渉光のスペクトルを示す干渉信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
光源ユニット101は、一般的なスウェプトソースタイプの眼科装置と同様に、出射光の波長を掃引(走査)可能な波長掃引型(波長走査型)光源を含んで構成される。波長掃引型光源は、共振器を含むレーザー光源を含んで構成される。光源ユニット101は、人眼では視認できない近赤外の波長帯において、出力波長を時間的に変化させる。
光源ユニット101から出力された光L0は、光ファイバ102により偏波コントローラ103に導かれてその偏光状態が調整される。偏波コントローラ103は、例えばループ状にされた光ファイバ102に対して外部から応力を与えることで、光ファイバ102内を導かれる光L0の偏光状態を調整する。
偏波コントローラ103により偏光状態が調整された光L0は、光ファイバ104によりファイバカプラ105に導かれて測定光LSと参照光LRとに分割される。
参照光LRは、光ファイバ110によりコリメータ111に導かれて平行光束に変換され、光路長補正部材112及び分散補償部材113を経由し、光路長変更部114に導かれる。光路長補正部材112は、参照光LRの光路長と測定光LSの光路長とを合わせるよう作用する。分散補償部材113は、参照光LRと測定光LSとの間の分散特性を合わせるよう作用する。
光路長変更部114は、図2に示す矢印の方向に移動可能とされ、参照光LRの光路長を変更する。この移動により参照光LRの光路の長さが変更される。この光路長の変更は、被検眼Eの眼軸長に応じた光路長の補正や、干渉状態の調整などに利用される。光路長変更部114は、例えばコーナーキューブと、これを移動する移動機構とを含んで構成される。この場合、光路長変更部114のコーナーキューブは、コリメータ111により平行光束とされた参照光LRの進行方向を逆方向に折り返す。コーナーキューブに入射する参照光LRの光路と、コーナーキューブから出射する参照光LRの光路とは平行である。
光路長変更部114を経由した参照光LRは、分散補償部材113及び光路長補正部材112を経由し、コリメータ116によって平行光束から集束光束に変換され、光ファイバ117に入射する。光ファイバ117に入射した参照光LRは、偏波コントローラ118に導かれてその偏光状態が調整され、光ファイバ119によりアッテネータ120に導かれて光量が調整され、光ファイバ121によりファイバカプラ122に導かれる。
一方、ファイバカプラ105により生成された測定光LSは、光ファイバ127によりに導かれ、コリメータレンズユニット40により平行光束とされる。平行光束にされた測定光LSは、光スキャナー20により偏向され、楕円面鏡11の反射面に導かれる。測定光LSは、楕円面鏡11の反射面により反射され、被検眼位置における被検眼Eの瞳孔を通じて眼内に入射する。測定光LSは、被検眼Eの様々な深さ位置において散乱(反射を含む)される。このような後方散乱光を含む測定光LSの戻り光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ105に導かれ、光ファイバ128を経由してファイバカプラ122に到達する。
ファイバカプラ122は、光ファイバ128を介して入射された測定光LSと、光ファイバ121を介して入射された参照光LRとを合成して(干渉させて)干渉光を生成する。ファイバカプラ122は、所定の分岐比(例えば1:1)で、測定光LSと参照光LRとの干渉光を分岐することにより、一対の干渉光LCを生成する。ファイバカプラ122から出射した一対の干渉光LCは、それぞれ光ファイバ123、124により検出器125に導かれる。
検出器125は、例えば一対の干渉光LCをそれぞれ検出する一対のフォトディテクタを有し、これらによる検出結果の差分を出力するバランスドフォトダイオード(Balanced Photo Diode)である。検出器125は、その検出結果(干渉信号)をDAQ(Data Acquisition System)130に送る。DAQ130には、光源ユニット101からクロックKCが供給される。クロックKCは、光源ユニット101において、波長掃引型光源により所定の波長範囲内で掃引(走査)される各波長の出力タイミングに同期して生成される。光源ユニット101は、例えば、各出力波長の光L0を分岐することにより得られた2つの分岐光の一方を光学的に遅延させた後、これらの合成光を検出した結果に基づいてクロックKCを生成する。DAQ130は、クロックKCに基づき、検出器125の検出結果をサンプリングする。DAQ130は、サンプリングされた検出器125の検出結果を演算制御ユニット200に送る。演算制御ユニット200は、例えば一連の波長走査毎に(Aライン毎に)、検出器125により得られた検出結果に基づくスペクトル分布にフーリエ変換等を施すことにより、各Aラインにおける反射強度プロファイルを形成する。更に、演算制御ユニット200は、各Aラインの反射強度プロファイルを画像化することにより画像データを形成する。
[演算制御ユニット200]
演算制御ユニット200は、DAQ130から入力される検出信号を解析してOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースタイプのOCT装置と同様である。
また、演算制御ユニット200は、光スキャナー20、移動機構150、OCTユニット100、及び表示装置300の各部を制御する。
演算制御ユニット200は、OCTユニット100の制御として、光源ユニット101の動作制御、光路長変更部114の移動制御、アッテネータ120の動作制御、偏波コントローラ103、118の動作制御、検出器125の動作制御、DAQ130の動作制御などを行う。
演算制御ユニット200は、表示装置300の制御として、被検眼EのOCT画像、OCT計測の進行を検者又は被検者に促す情報などを表示装置300に表示させる。
演算制御ユニット200は、例えば、従来のコンピュータと同様に、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などを含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、眼科装置1を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。演算制御ユニット200は、各種の回路基板、例えばOCT画像を形成するための回路基板を備えていてもよい。また、演算制御ユニット200は、キーボードやマウス等の操作デバイス(入力デバイス)や、LCD等の表示デバイスを備えていてもよい。
〔制御系〕
演算制御ユニット200は、図3に示すように、制御部210と、データ処理部230とを含む。演算制御ユニット200の機能は、1以上のプロセッサにより実現される。いくつかの実施形態では、演算制御ユニット200の機能は、制御部210の機能を実現する制御プロセッサと、データ処理部230の機能を実現するデータ処理プロセッサとにより実現される。
(制御部)
制御部210は、各種の制御を実行する。制御部210は、主制御部211と記憶部212とを含む。
(主制御部)
主制御部211は、プロセッサを含み、眼科装置1の各部を制御する。例えば、主制御部211は、光スキャナー20、及び光学系全体(移動機構150)などを制御する。さらに、主制御部211は、OCTユニット100の光源ユニット101、光路長変更部114、アッテネータ120、偏波コントローラ103及び118、検出器125、DAQ130などを制御する。
また、主制御部211は、図示しない固視光学系を制御することにより、手動又は自動で設定された固視位置に固視を誘導するように被検眼Eに対して固視標を呈示することが可能である。
また、主制御部211は、図示しない合焦レンズを制御することにより、干渉光学系の光軸方向に合焦レンズを移動させ、測定光の合焦位置を変更することが可能である。例えば、合焦レンズを第1レンズ位置に移動させることにより、測定光LSの合焦位置を眼底Ef又はその近傍に配置することができる。例えば、合焦レンズを第2レンズ位置に移動させることにより、測定光の合焦位置を遠点位置に配置して測定光LSを平行光束にすることができる。測定光LSの合焦位置は、測定光LSのビームウェストの深さ位置(z位置)に相当する。
移動機構150は、例えば、光学系10の少なくとも一部(例えば、干渉光学系)を3次元的に移動する。典型的な例において、移動機構150は、少なくとも光学系10をx方向(左右方向)に移動するための機構と、y方向(上下方向)に移動するための機構と、z方向(奥行き方向、前後方向)に移動するための機構とを含む。x方向に移動するための機構は、例えば、x方向に移動可能なxステージと、xステージを移動するx移動機構とを含む。y方向に移動するための機構は、例えば、例えば、y方向に移動可能なyステージと、yステージを移動するy移動機構とを含む。z方向に移動するための機構は、例えば、z方向に移動可能なzステージと、zステージを移動するz移動機構とを含む。各移動機構は、パルスモータ等のアクチュエータを含み、主制御部211からの制御を受けて動作する。
移動機構150に対する制御は、アライメントやトラッキングにおいて用いられる。トラッキングとは、被検眼Eの眼球運動に合わせて装置光学系を移動させるものである。トラッキングを行う場合には、事前にアライメントとフォーカス調整が実行される。トラッキングは、装置光学系の位置を眼球運動に追従させることにより、アライメントとピントが合った好適な位置関係を維持する機能である。いくつかの実施形態では、参照光の光路長(よって、測定光の光路と参照光の光路との間の光路長差)を変更するために移動機構150の制御を行うように構成される。
マニュアルアライメントの場合、光学系に対する被検眼Eの変位がキャンセルされるようにユーザが後述のユーザインターフェイス240に対して操作することにより光学系と被検眼Eとを相対移動させる。例えば、主制御部211は、ユーザインターフェイス240に対する操作内容に対応した制御信号を移動機構150に出力することにより移動機構150を制御して光学系と被検眼Eとを相対移動させる。
オートアライメントの場合、光学系に対する被検眼Eの変位がキャンセルされるように主制御部211が移動機構150を制御することにより光学系と被検眼Eとを相対移動させる。例えば、図示しない撮影光学系により取得された被検眼Eの画像と光学系の基準位置との変位がキャンセルされるように移動機構150が制御される。いくつかの実施形態では、主制御部211は、光学系の光軸が被検眼Eの軸に略一致し、かつ、被検眼Eに対する光学系の距離が所定の作動距離になるように制御信号を移動機構150に出力することにより移動機構150を制御して光学系と被検眼Eとを相対移動させる。ここで、作動距離とは、図示しない対物レンズのワーキングディスタンスとも呼ばれる既定値であり、光学系を用いた測定時(撮影時)における被検眼Eと光学系との間の距離に相当する。
主制御部211は、OCTユニット100等を制御することによりOCT計測を制御する。主制御部211は、OCT計測を行う前に複数の予備的な動作を実行可能である。予備的な動作としては、アライメント、フォーカス調整、光路長差調整、偏波調整などがある。複数の予備的な動作は、所定の順序で実行される。いくつかの実施形態では、複数の予備的な動作は、上記の順序で実行される。
なお、予備的な動作の種別や順序はこれに限定されるものではなく、任意である。例えば、被検眼Eが小瞳孔眼であるか否か判定するための予備動作(小瞳孔判定)を予備的な動作に加えることができる。小瞳孔判定は、例えば、フォーカス粗調整と光路長差調整との間に実行される。いくつかの実施形態では、小瞳孔判定は、以下の一連の処理を含む:被検眼Eの正面画像(前眼部像)の取得する処理;瞳孔に相当する画像領域を特定する処理;特定された瞳孔領域のサイズ(径、周長など)を求める処理;求められたサイズに基づき小瞳孔眼か否か判定する処理(閾値処理);小瞳孔眼であると判定された場合に図示しない絞りを制御する処理。いくつかの実施形態では、瞳孔サイズを求めるために瞳孔領域を円近似または楕円近似する処理を更に含む。
フォーカス調整は、例えば、OCT計測の干渉感度に基づいて行われる。例えば、被検眼EのOCT計測により取得された干渉信号の干渉強度(干渉感度)をモニタすることにより、干渉強度が最大となるような合焦レンズの位置を求め、その位置に合焦レンズを移動させることにより、フォーカス調整を実行することができる。
光路長差調整においては、被検眼Eにおける所定の位置が深さ方向の計測範囲の基準位置になるように制御される。この制御は、光路長変更部114に対して行われる。それにより、測定光路と参照光路との間の光路長差が調整される。光路長差調整により基準位置を設定しておくことで、波長掃引速度の変更を行うだけで深さ方向の所望の計測範囲に対して精度よくOCT計測を行うことができるようになる。
偏波調整においては、測定光LSと参照光LRとの干渉効率を最適化するために参照光LRの偏光状態が調整される。
(記憶部)
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、例えば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、前眼部像の画像データ、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、補正データ212Aが記憶されている。補正データ212Aは、光スキャナー20による測定光LSの偏向角度(の間隔)に応じて被検眼位置における測定光の入射角度(の間隔)を補正するためのデータである。補正データ212Aは、光スキャナー20による測定光LSの偏向角度の変化特性(偏向動作特性)及び楕円面鏡11の反射面の形状に起因した被検眼位置における測定光の入射角度の変化特性に対応したデータである。いくつかの実施形態では、記憶部212は、光スキャナー20の偏向角度範囲及び偏向速度(走査周波数)の少なくとも1つが異なる複数のスキャン条件に対応した複数の補正データ212Aを記憶する。
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。
(データ処理部)
データ処理部230は、被検眼Eの撮影やOCT計測により取得されたデータを処理する。データ処理部230は、画像形成部231と、補正部232とを含む。いくつかの実施形態では、データ処理部230の機能は、1以上のプロセッサにより実現される。いくつかの実施形態では、データ処理部230の機能は、画像形成部231の機能を実現する画像形成プロセッサと、補正部232の機能を実現する補正処理プロセッサとにより実現される。
(画像形成部)
画像形成部231は、検出器125からの検出信号をDAQ130でサンプリングすることにより得られたサンプリングデータに基づいて、被検眼EのOCT画像(画像データ)を形成する。画像形成部231により形成されるOCT画像には、Aスキャン画像、Bスキャン画像(断層像)、Cスキャン画像などがある。この処理には、従来のスウェプトソースタイプのOCTと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、分散補償、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231は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。
画像形成部231は、例えば、前述の回路基板を含んで構成される。なお、この明細書では、「画像データ」と、それに基づく「画像」とを同一視することがある。
例えば、データ処理部230は、画像形成部231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。例えば、データ処理部230は、画像の輝度補正等の各種補正処理を実行する。また、データ処理部230は、図示しない撮影光学系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ことが可能である。
データ処理部230は、断層像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行して、眼底Efの3次元画像の画像データを形成する。なお、3次元画像の画像データとは、3次元座標系により画素の位置が定義された画像データを意味する。3次元画像の画像データとしては、3次元的に配列されたボクセルからなる画像データがある。この画像データは、ボリュームデータ或いはボクセルデータなどと呼ばれる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、データ処理部230は、このボリュームデータに対してレンダリング処理(ボリュームレンダリングやMIP(Maximum Intensity Projection:最大値投影)など)を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な3次元画像の画像データを形成する。表示部240A等の表示デバイスには、この擬似的な3次元画像が表示される。
また、3次元画像の画像データとして、複数の断層像のスタックデータを形成することも可能である。スタックデータは、複数のスキャンラインに沿って得られた複数の断層像を、スキャンラインの位置関係に基づいて3次元的に配列させることで得られる画像データである。すなわち、スタックデータは、元々個別の2次元座標系により定義されていた複数の断層像を、1つの3次元座標系により表現する(つまり1つの3次元空間に埋め込む)ことにより得られる画像データである。
データ処理部230は、取得された3次元データセット(ボリュームデータ、スタックデータ等)に各種のレンダリングを施すことで、任意断面におけるBモード画像(縦断面像、軸方向断面像)、任意断面におけるCモード画像(横断面像、水平断面像)、プロジェクション画像、シャドウグラムなどを形成することができる。Bモード画像やCモード画像のような任意断面の画像は、指定された断面上の画素(ピクセル、ボクセル)を3次元データセットから選択することにより形成される。プロジェクション画像は、3次元データセットを所定方向(z方向、深さ方向、軸方向)に投影することによって形成される。シャドウグラムは、3次元データセットの一部(たとえば特定層に相当する部分データ)を所定方向に投影することによって形成される。Cモード画像、プロジェクション画像、シャドウグラムのような、被検眼の正面側を視点とする画像を正面画像(en−face画像)と呼ぶ。
データ処理部230は、OCTにより時系列に収集されたデータ(例えば、Bスキャン画像データ)に基づいて、網膜血管や脈絡膜血管が強調されたBモード画像や正面画像(血管強調画像、アンギオグラム)を構築することができる。例えば、被検眼Eの略同一部位を反復的にスキャンすることにより、時系列のOCTデータを収集することができる。
いくつかの実施形態では、データ処理部230は、略同一部位に対するBスキャンにより得られた時系列のBスキャン画像を比較し、信号強度の変化部分の画素値を変化分に対応した画素値に変換することにより当該変化部分が強調された強調画像を構築する。更に、データ処理部230は、構築された複数の強調画像から所望の部位における所定の厚さ分の情報を抽出してen−face画像として構築することでOCTA像を形成する。
データ処理部230により生成された画像(例えば、3次元画像、Bモード画像、Cモード画像、プロジェクション画像、シャドウグラム、OCTA像)もまたOCT画像に含まれる。
更に、データ処理部230は、OCT計測により得られた干渉光の検出結果を解析してフォーカス調整制御における測定光LSのフォーカス状態を判定する。例えば、主制御部211は、合焦レンズを駆動する合焦駆動部を所定のアルゴリズムにしたがって制御しつつ、反復的なOCT計測を行う。データ処理部230は、OCT計測により繰り返し取得される干渉光LCの検出結果を解析することで、OCT画像の画質に関する所定の評価値を算出する。データ処理部230は、算出された評価値が閾値以下であるか否か判定する。いくつかの実施形態では、フォーカス調整は、算出される評価値が閾値以下になるまで継続される。すなわち、評価値が閾値以下であるとき測定光LSのフォーカス状態が適正であると判断され、フォーカス調整は、測定光LSのフォーカス状態が適正であると判断されるまで継続される。
いくつかの実施形態では、主制御部211は、上記のような反復的なOCT計測を行って干渉信号を取得しつつ、逐次に取得される干渉信号の強度(干渉強度、干渉感度)をモニタする。更に、このモニタ処理を行いながら、合焦レンズを移動させることにより、干渉強度が最大となるような合焦レンズの位置を探索する。このようなフォーカス調整によれば、干渉強度が最適化されるような位置に合焦レンズを導くことができる。
また、データ処理部230は、OCT計測により得られた干渉光の検出結果を解析して、測定光LS及び参照光LRの少なくとも一方の偏波状態を判定する。例えば、主制御部211は、偏波コントローラ103、118の少なくとも一方を所定のアルゴリズムにしたがって制御しつつ、反復的なOCT計測を行う。いくつかの実施形態では、主制御部211は、アッテネータ120を制御して、参照光LRの減衰量を変更する。データ処理部230は、OCT計測により繰り返し取得される干渉光LCの検出結果を解析することで、OCT画像の画質に関する所定の評価値を算出する。データ処理部230は、算出された評価値が閾値以下であるか否か判定する。この閾値はあらかじめ設定される。偏波調整は、算出される評価値が閾値以下になるまで継続される。すなわち、評価値が閾値以下であるとき測定光LSの偏波状態が適正であると判断され、偏波調整は、測定光LSの偏波状態が適正であると判断されるまで継続される。
いくつかの実施形態では、主制御部211は、偏波調整においても干渉強度をモニタすることが可能である。
更に、データ処理部230は、OCT計測により得られた干渉光の検出結果、又は当該検出結果に基づいて形成されたOCT画像に対して所定の解析処理を行う。所定の解析処理には、被検眼Eにおける所定の部位(組織、病変部)の特定;指定された部位間の距離(層間距離)、面積、角度、比率、密度の算出;指定された計算式による演算;所定の部位の形状の特定;これらの統計値の算出;計測値、統計値の分布の算出;これら解析処理結果に基づく画像処理などがある。所定の組織には、血管、視神経乳頭、中心窩、黄斑などがある。所定の病変部には、白斑、出血などがある。
(補正部)
補正部232は、画像形成部231により形成されたAスキャン方向のデータセット群を補正データ212Aに基づいて補正することにより、新たなAスキャン方向のデータセット群を生成する。いくつかの実施形態では、補正部232は、スキャン条件に対応して記憶部212に記憶された補正データに基づいてAスキャン方向のデータセット群の少なくとも一部を補正することが可能である。
図4に、実施形態の比較例に係る光スキャナーの測定光の偏向角度と被検眼位置における測定光の入射角度との関係を説明するための図を示す。
光スキャナーSCは、光源からの光LLを偏向して、楕円面鏡ELの反射面に導く。光スキャナーSCにより偏向された光LLは、楕円面鏡ELの反射面により反射され、被検眼Eに導かれる。図4に示すように、光LLを略等しい間隔の偏向角度で偏向した場合であっても、第1偏向角度で偏向された光L1の入射角度と第2偏向角度で偏向された光L2の入射角度との間隔と、第2偏向角度で偏向された光L2の入射角度と第3偏向角度で偏向された光L3の入射角度との間隔とが不均一となる。すなわち、光スキャナーによる偏向角度(の間隔)と被検眼位置における入射角度(の間隔)とは非線形な関係にある。
実施形態では、このような非線形な関係に基づく入射角度(の間隔)の歪みを補正することにより、走査位置の偏位に基づく計測精度の低下を防ぐことが可能である。
図5及び図6に、実施形態に係る補正部232の動作説明図を示す。図5は、補正部232による補正動作を説明するための図である。図5は、光スキャナー20の偏向角度対時間特性を模式的に表す。図5において、横軸はAスキャンの実行タイミング(データセットの取得タイミング)に対応する時間を表し、縦軸は被検眼位置における測定光の入射角度を表す。図6は、被検眼Eの眼底Efの断層像を模式的に表す。なお、図6において、断層像IMG0、IMG1におけるAスキャンの数は例示的なものであり、その数に限定されるものではない。
光スキャナー20は、例えば、測定光LSを反射するミラーを含み、ミラーを所定の偏向方向に対応する揺動方向に往復的に揺動することにより所定の偏向角度範囲で測定光LSを偏向する。例えば、入射角度範囲は、図5に示すように、入射開始角度rs(第1入射角度)と入射終了角度re(第2入射角度)との間の範囲である。すなわち、光スキャナー20により偏向された測定光LSの被検眼位置における入射角度範囲には、図5に示すように、データセットの取得タイミングの変化(時間変化)に対して入射角度の変化が略線形的に動作する線形動作範囲と、データセットの取得タイミングの変化に対して入射角度の変化が線形的に動作しない非線形動作範囲とが含まれる。非線形動作範囲は、入射開始角度rsと入射終了角度reとを含む。
図5に示す入射角度範囲で被検眼Eに入射した測定光LSにより得られたAスキャン方向のデータセット群から図6に示すような断層像IMG0が得られる。図6に示す断層像IMG0では、被検眼に入射する測定光に基づく各Aスキャンの間隔が不均一となる。従って、実用上、取得されたデータセット群を用いて形成された断層像には上記の非線形性に起因した歪みが生じる。
これに対して、補正部232は、図5に示すように、走査位置の偏在をキャンセルするようにデータセット群を補正する。すなわち、補正部232は、OCTにより得られたデータセット群が被検眼位置における入射角度範囲において略等間隔の入射角度で入射した測定光LSに基づいて取得されたデータセット群になるように、データセット群のうち入射角度の範囲の少なくとも一部の範囲に対応する1以上のデータセットを補正データに基づいて補正する。
補正部232により生成された新たなデータセット群から図6に示すような断層像IMG1が得られる。図6に示す断層像IMG1は、上記の非線形性にかかわらず、被検眼位置における入射角度の範囲において略等間隔の入射角度で入射した測定光LSにより取得されたデータセット群から形成される。従って、形成された断層像には上記の非線形性に起因した歪みが生じることなく、計測精度を向上させることが可能になる。
補正部232は、種々の方法でデータセット群を補正することが可能である。
(第1動作例)
図7に、実施形態の第1動作例に係る補正部232の構成例のブロック図を示す。
補正部232は、抽出部232Aを含む。抽出部232Aは、OCTを実行することにより得られたデータセット群の少なくとも一部から1以上のデータセットを抽出する。補正部232は、OCTを実行することにより得られたデータセット群の少なくとも一部を、抽出部232Aにより抽出された1以上のデータセットに置き換えることにより新たなデータセット群を生成する。
図8に、実施形態の第1動作例に係る補正部232の動作説明図を示す。図8において、図5と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
抽出部232Aは、被検眼位置における測定光LSの入射角度が等間隔になるように1以上のデータセットを抽出する。このとき、抽出部232Aは、非線形動作範囲において所望の入射角度に対応するデータセットに対して最も近いデータセットを抽出することが可能である。すなわち、抽出部232Aは、最近傍法により選択された1以上のデータセットを抽出することが可能である。
(第2動作例)
図9に、実施形態の第2動作例に係る補正部232の構成例のブロック図を示す。
補正部232は、補間部232Bを含む。補間部232Bは、OCTを実行することにより得られたデータセット群の少なくとも一部を補間して補間データセットを算出する。補正部232は、OCTを実行することにより得られたデータセット群の少なくとも一部を、補間部232Bにより算出された補間データセットに置き換えることにより新たなデータセット群を生成する。
図10に、実施形態の第2動作例に係る補正部232の動作説明図を示す。図10において、図5と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
補間部232Bは、被検眼位置における測定光LSの入射角度が等間隔になるように、OCTを実行することにより得られたデータセット群の少なくとも一部を補間して補間データセットを算出する。このとき、補間部232Bは、非線形動作範囲において所望の入射角度に対応するデータセットに隣接する両側のデータセットを線形補間することにより補間データセットを算出する。いくつかの実施形態では、補間部232Bは、非線形動作範囲において所望の入射角度に対応するデータセットを含む所定範囲内のデータセットを平均化することにより補間データセットを算出する。
(第3動作例)
図11に、実施形態の第3動作例に係る補正部232の構成例のブロック図を示す。
補正部232は、位置合わせ部232Cと、補間部232Dとを含む。位置合わせ部232Cは、OCTを実行することにより得られたデータセット群の少なくとも一部をAスキャン方向に位置合わせする。補間部232Dは、位置合わせ部232Cにより位置合わせが行われたデータセット群の少なくとも一部を補間して補間データセットを算出する。補正部232は、OCTを実行することにより得られたデータセット群の少なくとも一部を補間部232Dにより算出された補間データセットに置き換えることにより新たなデータセット群を生成する。
図12に、実施形態の第3動作例に係る補正部232の動作説明図を示す。図12は、実施形態に係る入射角度対時間特性のグラフを模式的に表す。図12において、図5と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。また、図12は、Aラインの反射強度プロファイルデータのデータセットの補間処理の動作を模式的に表すが、Aスキャン画像データのデータセットの補間処理の動作も同様である。
位置合わせ部232Cは、図12に示す入射角度対時間特性における非線形動作範囲において入射角度が等間隔になるように2つのデータセットを選択し、選択された2つのデータセットについて深さ方向の所定範囲を特定する。いくつかの実施形態では、位置合わせ部232Cは、セグメンターション処理により所定の層領域に相当する深さ方向の範囲を特定する。位置合わせ部232Cは、非線形動作範囲における2つのデータセットについて上記の深さ方向の範囲を特定し、入射角度が等間隔になるように補間データセットのz位置を特定する。位置合わせ部232Cは、非線形動作範囲における2つのデータセットを、特定されたz位置に位置合わせする。
補間部232Dは、位置合わせ部232Cにより位置合わせが行われた2つのデータセットについて、特定された深さ方向の範囲について補間して補間データセットを算出する。このとき、補間部232Dは、線形補間処理、平均化処理、又は加重平均処理により補間データセットを算出する。
(第4動作例)
図13に、実施形態の第4動作例に係る補正部232の構成例のブロック図を示す。
補正部232は、追加部232Eを含む。追加部232Eは、被検眼位置における測定光LSの入射角度が等間隔になるように新たなデータセットを生成する。いくつかの実施形態では、追加部232Eは、入射角度対時間特性における線形動作範囲の入射角度に対応するデータセットを追加する。いくつかの実施形態では、追加部232Eは、隣接するAラインのデータセットを複製する。すなわち、追加部232Eは、線形動作範囲の入射角度に対応するデータセットに基づいてデータセットを追加する。
図14に、実施形態の第4動作例に係る補正部232の動作説明図を示す。図14において、図5と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
追加部232Eは、被検眼位置における測定光LSの入射角度が等間隔になるように線形動作範囲における入射角度に対応するデータセットを追加する。いくつかの実施形態では、補正部232は、入射角度が等間隔になるように、非線形動作範囲における入射角度に対応するデータセットを間引く。
以上のように機能するデータ処理部230は、例えば、前述のプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記機能をマイクロプロセッサに実行させるコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。
(ユーザインターフェイス)
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300を含んで構成されてよい。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。例えば眼科装置1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、眼科装置1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。
なお、表示部240Aと操作部240Bは、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。例えばタッチパネルのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。その場合、操作部240Bは、このタッチパネルとコンピュータプログラムとを含んで構成される。操作部240Bに対する操作内容は、電気信号として制御部210に入力される。また、表示部240Aに表示されたグラフィカルユーザインターフェイス(GUI)と、操作部240Bとを用いて、操作や情報入力を行うようにしてもよい。
OCTユニット100に含まれる干渉光学系から楕円面鏡11に至る経路における光学系、又はこれら光学系と画像形成部231は、実施形態に係る「データ取得部」の一例である。
[動作]
実施形態に係る眼科装置1の動作について説明する。
第1動作例では、Aスキャン画像データのデータセット群が補正される。
図15に、実施形態に係る眼科装置1の第1動作例を示す。図15は、実施形態に係る眼科装置1の第1動作例のフローチャートを表す。記憶部212には、図15に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部211は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図15に示す処理を実行する。
(S1:アライメント)
主制御部211は、アライメントを実行する。
すなわち、主制御部211は、図示しないアライメント光学系を制御して、被検眼Eにアライメント指標を投影させる。このとき、被検眼Eには、固視標も投影される。主制御部211は、例えば図示しない撮影光学系を用いて取得された受光像に基づいて特定された光学系の移動量に基づいて移動機構150を制御し、被検眼Eに対して光学系を当該移動量だけ相対的に移動させる。主制御部211は、この処理を繰り返し実行させる。
(S2:調整用断層像を取得)
主制御部211は、例えば、所定位置にOCT計測用の固視標を表示させる。
続いて、主制御部211は、OCTユニット100を制御してOCT仮計測を実行させ、深さ方向の計測範囲の基準位置を調整するための調整用断層像を取得させる。具体的には、主制御部211は、光スキャナー20を制御することにより、光源ユニット101から出射された光L0に基づいて生成された測定光LSを偏向し、偏向された測定光LSで被検眼Eの所定部位(例えば眼底)をスキャンさせる。測定光LSのスキャンにより得られた干渉光の検出結果は、クロックKCに同期してサンプリングされた後、画像形成部231に送られる。画像形成部231は、得られた干渉信号から被検眼Eの断層像(OCT画像)を形成する。
(S3:深さ方向の基準位置を調整)
続いて、主制御部211は、深さ方向(z方向)の計測範囲の基準位置を調整する。
例えば、主制御部211は、ステップS2において得られた断層像における所定の部位(例えば、強膜)をデータ処理部230に特定させ、特定された所定の部位の位置に対して深さ方向に所定の距離だけ離れた位置を計測範囲の基準位置として設定する。また、測定光LSと参照光LRの光路長が略一致するようにあらかじめ決められた所定の位置が計測範囲の基準位置として設定されてもよい。
(S4:フォーカス調整、偏波調整)
次に、主制御部211は、フォーカス調整制御及び偏波調整制御を実行する。
例えば、主制御部211は、図示しない合焦駆動部を制御して合焦レンズを所定の距離だけ移動させた後、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。主制御部211は、上記のように、OCT計測により得られた干渉光の検出結果に基づいて測定光LSのフォーカス状態をデータ処理部230に判定させる。データ処理部230による判定結果に基づいて測定光LSのフォーカス状態が適正ではないと判断されたとき、主制御部211は、再び合焦駆動部の制御を行い、フォーカス状態が適正であると判断されるまで繰り返す。
また、例えば、主制御部211は、偏波コントローラ103、118の少なくとも一方を制御して光L0及び測定光LSの少なくとも一方の偏波状態を所定の量だけ変更した後、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させ、取得された干渉光の検出結果に基づくOCT画像を画像形成部231に形成させる。主制御部211は、上記のように、OCT計測により得られたOCT画像の画質をデータ処理部230に判定させる。データ処理部230による判定結果に基づいて測定光LSの偏波状態が適正ではないと判断されたとき、主制御部211は、再び偏波コントローラ103、118の制御を行い、偏波状態が適正であると判断されるまで繰り返す。
(S5:干渉信号を取得)
続いて、主制御部211は、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。当該OCT計測により取得された干渉光の検出結果は、DAQ130においてサンプリングされ、干渉信号として記憶部212等に保存される。
(S6:断層像を形成)
次に、主制御部211は、ステップS5において取得された干渉信号に基づいて被検眼EのAスキャン画像データのデータセット群を画像形成部231に形成させる。
(S7:断層像を補正)
主制御部211は、記憶部212に記憶された補正データ212Aに基づいて、ステップS6において形成されたAスキャン画像データのデータセット群の少なくとも一部を補正部232に補正させることにより新たなAスキャン画像データのデータセット群を生成させる。主制御部211は、新たに生成されたAスキャン画像データのデータセット群に基づいてBスキャン画像(図6の断層像IMG1)を表示部240Aに表示させることが可能である。
以上で、眼科装置1の動作は終了である(エンド)。
第2動作例では、反射強度プロファイルデータのデータセット群が補正される。
図16に、実施形態に係る眼科装置1の第2動作例を示す。図16は、実施形態に係る眼科装置1の第2動作例のフローチャートを表す。記憶部212には、図16に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部211は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図16に示す処理を実行する。
(S11:アライメント)
主制御部211は、ステップS1と同様に、アライメントを実行する。
(S12:調整用断層像を取得)
主制御部211は、ステップS2と同様に、OCTユニット100を制御してOCT仮計測を実行させ、深さ方向の計測範囲の基準位置を調整するための調整用断層像を取得させる。
(S13:深さ方向の基準位置を調整)
続いて、主制御部211は、ステップS3と同様に、深さ方向(z方向)の計測範囲の基準位置を調整する。
(S14:フォーカス調整、偏波調整)
次に、主制御部211は、ステップS4と同様に、フォーカス調整制御及び偏波調整制御を実行する。
(S15:干渉信号を取得)
続いて、主制御部211は、ステップS5と同様に、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。
(S16:データセット群を補正)
主制御部211は、記憶部212に記憶された補正データ212Aに基づいて、ステップS15において取得された反射強度プロファイルデータのデータセット群の少なくとも一部を補正部232に補正させることにより新たな反射強度プロファイルデータのデータセット群を生成させる。
(S17:断層像を形成)
次に、主制御部211は、ステップS16において生成された新たな反射強度プロファイルデーのデータセット群に基づいて被検眼EのAスキャン画像データのデータセット群を画像形成部231に形成させる。主制御部211は、画像形成部231により形成されたAスキャン画像データのデータセット群に基づいてBスキャン画像(図6の断層像IMG1)を表示部240Aに表示させることが可能である。
以上で、眼科装置1の動作は終了である(エンド)。
<変形例>
(第1変形例)
上記の実施形態において、光スキャナー20が第1ガルバノスキャナーと第2ガルバノスキャナーとを含む場合に、記憶部212は、ガルバノスキャナー毎に補正データを記憶してもよい。以下では、実施形態の第1変形例に係る眼科装置の構成について、実施形態に係る眼科装置1の構成との相違点を中心に説明する。
図17に、実施形態の第1変形例に係る眼科装置の構成例のブロック図を示す。図17において、図3と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
実施形態の第1変形例に係る眼科装置の構成が、図3に示す実施形態に係る眼科装置1の構成と異なる点は、記憶部212に記憶される補正データ212Aである。補正データ212Aは、第1補正データ2121と、第2補正データ2122とを含む。
第1補正データ2121は、第1ガルバノスキャナーによる測定光LSの偏向角度に応じて被検眼位置における測定光LSの入射角度(の間隔)を補正するための補正データである。第2補正データ2122は、第2ガルバノスキャナーによる測定光LSの偏向角度に応じて被検眼位置における測定光LSの入射角度(の間隔)を補正するための補正データである。第1補正データ2121は、補正データ212Aと同様に、第1光スキャナーによる測定光LSの偏向角度の変化特性(偏向動作特性)及び楕円面鏡11の反射面の形状に起因した被検眼位置における測定光の入射角度の変化特性に対応したデータである。第2補正データ2122は、補正データ212Aと同様に、第2光スキャナーによる測定光LSの偏向角度の変化特性(偏向動作特性)及び楕円面鏡11の反射面の形状に起因した被検眼位置における測定光の入射角度の変化特性に対応したデータである。補正部232は、第1補正データ2121に基づくデータセット群の少なくとも一部に対する補正処理、及び第2補正データ2122に基づくデータセット群の少なくとも一部に対する補正処理のいずれかを切り替えて実行可能である。
OCT計測では、種々の走査態様で計測部位が走査される。走査領域や走査パターンによって偏向角度範囲や偏向速度が異なるため、スキャン条件に応じて第1ガルバノスキャナー及び第2ガルバノスキャナーの一方が高速で動作し、他方が低速で動作するように制御される。第1変形例によれば、スキャン条件に応じて、第1ガルバノスキャナー及び第2ガルバノスキャナーのいずれか一方の偏向角度に対してデータセット群を補正することができる。
(第2変形例)
上記の実施形態又は第1変形例では、光学系10が、光スキャナー20と楕円面鏡11とを含む場合について説明したが、実施形態に係る眼科装置の構成はこれに限定されるものではない。実施形態に係る眼科装置において、光学系は、複数の楕円面鏡(凹面鏡)を含んでいてもよい。以下では、実施形態の第2変形例に係る眼科装置の構成について、実施形態に係る眼科装置1の構成との相違点を中心に説明する。
図18に、実施形態の第2変形例に係る眼科装置の構成例を示す。図18において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
実施形態の第2変形例に係る眼科装置1aの構成が、図1に示す実施形態に係る眼科装置1の構成と異なる点は、光学系10に代えて光学系10aが設けられている点である。光学系10aは、光スキャナー20A、20Bと、楕円面鏡11A、11Bとを含む。光スキャナー20Aは、例えば、測定光LSの光路(光軸)に直交する垂直方向に撮影部位をスキャンするように測定光LSを偏向する。光スキャナー20Bは、例えば、測定光LSの光路(光軸)に直交する垂直方向に撮影部位をスキャンするように、光スキャナー20Aにより偏向された測定光LSを偏向する。いくつかの実施形態では、光学系10aは、楕円面鏡11A、11Bの少なくとも一方に代えて、反射面が凹面状に形成された凹面鏡を含む。いくつかの実施形態では、凹面鏡の反射面は、自由曲面になるように形成される。
楕円面鏡11Aは、楕円面鏡11と同様に、光学的に共役な2つの焦点(第3焦点、第4焦点)を有する。楕円面鏡11Bは、楕円面鏡11と同様に、光学的に共役な2つの焦点(第5焦点、第6焦点)を有する。光スキャナー20A(光スキャナー20Aの偏向面)は、楕円面鏡11Aの第3焦点若しくはその近傍、又は第3焦点と光学的に共役な位置(第3焦点の共役位置)若しくはその近傍に配置される。光スキャナー20B(光スキャナー20Bの偏向面)は、楕円面鏡11Aの第4焦点若しくはその近傍、又は第4焦点と光学的に共役な位置(第4焦点の共役位置)若しくはその近傍に配置される。また、光スキャナー20B(光スキャナー20Bの偏向面)は、楕円面鏡11Bの第5焦点若しくはその近傍、又は第5焦点と光学的に共役な位置(第5焦点の共役位置)若しくはその近傍に配置される。被検眼E(瞳孔)が配置される被検眼位置は、楕円面鏡11Bの第6焦点若しくはその近傍、又は第6焦点と光学的に共役な位置(第6焦点の共役位置)若しくはその近傍に配置される。
第2変形例に係る補正データ212Aは、光スキャナー20Aによる測定光LSの偏向角度に応じて光スキャナー20Bに対する測定光LSの入射角度(の間隔)を補正するためのデータである。光スキャナー20Bと被検眼位置とは共役関係を有するため、第2変形例に係る補正データ212Aは、光スキャナー20Aによる測定光LSの偏向角度に応じて被検眼位置における測定光LSの入射角度を補正するためのデータである。
また、第2変形例に係る補正データ212Aは、光スキャナー20Bによる測定光LSの偏向角度に応じて被検眼位置における測定光LSの入射角度を補正するためのデータであってよい。
このような構成を有する眼科装置1aは、実施形態と同様に、図15又は図16に示すフローに従って被検眼EのOCT画像を形成することができる。
なお、上記の実施形態又はその変形例では、光スキャナー20は、ガルバノスキャナーにより構成される場合について説明したが、実施形態又はその変形例に係る構成はこれに限定されるものではない。例えば、光スキャナー20は、レゾナントミラー又はポリゴンミラー等により構成されていてもよい。
[効果]
実施形態に係る眼科装置、及びその制御方法について説明する。
いくつかの実施形態に係る眼科装置(1、1a)は、データ取得部(OCTユニット100に含まれる干渉光学系から楕円面鏡11、11A、11Bに至る経路における光学系、又はこれら光学系と画像形成部231)と、記憶部(212)と、補正部(232)とを含む。データ取得部は、凹面鏡(楕円面鏡11、11A、11B)と、光源からの光(測定光LS)を偏向して凹面鏡の反射面に導く光スキャナー(20、20A、20B)とを含み、反射面により反射された光を用いて被検眼位置又はその共役位置に配置された被検眼(E)に対して光コヒーレンストモグラフィを実行することによりAスキャン方向の第1データセット群を取得する。記憶部は、光スキャナーによる光の偏向角度に応じて被検眼位置における光の入射角度を補正するための補正データ(212A)を記憶する。補正部は、記憶部に記憶された補正データに基づいて第1データセット群の少なくとも一部を補正することにより第2データセット群を生成する。
このような構成によれば、光スキャナーによる測定光の偏向角度の変化特性(偏向動作特性)及び凹面鏡の反射面の形状に起因した被検眼位置における測定光の入射角度の変化特性を考慮したAスキャン方向のデータセット群を取得することが可能になる。例えば、凹面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、均一に配置された走査位置におけるデータセット群を生成することが可能になる。また、例えば、被検眼位置における被検眼に対して略等しい入射角度の間隔で入射した測定光によるデータセット群を取得することが可能になる。また、例えば、凹面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、所望の部位だけ高密度で取得されたデータセット群を生成することが可能である。その結果、凹面鏡を用いてより広角で高精度な計測が可能になる。
いくつかの実施形態では、凹面鏡は、楕円面鏡(11、11A、11B)であり、光スキャナーは、楕円面鏡の第1焦点(第3焦点、第5焦点)若しくはその近傍、又は第1焦点の共役位置若しくはその近傍に配置され、被検眼位置は、楕円面鏡の第2焦点(第4焦点、第6焦点)若しくはその近傍、又は第2焦点の共役位置若しくはその近傍に配置される。
このような構成によれば、楕円面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、均一に配置された走査位置におけるデータセット群を生成することが可能になる。また、例えば、被検眼位置における被検眼に対して略等しい入射角度の間隔で入射した測定光によるデータセット群を取得することが可能になる。また、例えば、楕円面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、所望の部位だけ高密度で取得されたデータセット群を生成することが可能である。その結果、楕円面鏡を用いてより広角で高精度な計測が可能になる。
いくつかの実施形態では、補正部は、第1データセット群が被検眼位置において略等間隔の入射角度で入射した測定光に基づいて取得されたデータセット群になるように、第1データセット群のうち入射角度の範囲の少なくとも一部の範囲に対応する1以上のデータセットを補正データに基づいて補正する。
このような構成によれば、凹面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、均一に配置された走査位置におけるデータセット群を生成することが可能になる。それにより、凹面鏡を用いてより広角で高精度な計測が可能になる。
いくつかの実施形態では、補正部は、第1データセット群の少なくとも一部から1以上のデータセットを抽出する抽出部(232A)を含み、第1データセット群の少なくとも一部を1以上のデータセットに置き換える。
このような構成によれば、データセット群に対する簡素な抽出処理で、偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、所望の走査位置におけるデータセット群を取得することができる。
いくつかの実施形態では、補正部は、第1データセット群の少なくとも一部を補間して補間データセットを算出する補間部(232B)を含み、第1データセット群の少なくとも一部を補間部により算出された補間データセットに置き換える。
このような構成によれば、データセット群に対する簡素な補間処理で、偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、所望の走査位置におけるデータセット群を取得することができる。
いくつかの実施形態では、補正部は、第1データセット群の少なくとも一部をAスキャン方向に位置合わせする位置合わせ部(232C)と、位置合わせ部により位置合わせが行われた第1データセット群の少なくとも一部を補間して補間データセットを算出する補間部(232D)と、を含み、第1データセット群の少なくとも一部を補間部により算出された補間データセットに置き換える。
このような構成によれば、データセット群に対する簡素な位置合わせ処理と補間処理で、偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、所望の走査位置におけるデータセット群を取得することができる。
いくつかの実施形態では、補正部は、第1データセット群に新たなデータセットを追加する。
このような構成によれば、データセット群に対する簡素な追加処理で、偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、所望の走査位置におけるデータセット群を取得することができる。
いくつかの実施形態では、新たなデータセットは、第1データセット群の少なくとも一部に基づいて生成される。
このような構成によれば、第1データセット群の少なくとも一部に基づいて新たなデータセットを求め、求められた新たなデータセットを追加するようにしたので、簡素な処理でデータセット群に対する追加処理を実行することができる。
いくつかの実施形態では、光スキャナーは、光を第1偏向方向に偏向する第1スキャナーと、第1スキャナーにより偏向された光を第2偏向方向に被検眼に向けて偏向する第2スキャナーと、を含み、補正部は、第1スキャナーによる光の偏向角度に応じて入射角度を補正するための第1補正データに基づく第1データセット群の少なくとも一部に対する補正処理、及び第2スキャナーによる光の偏向角度に応じて入射角度を補正するための第2補正データに基づく第1データセット群の少なくとも一部に対する補正処理のいずれかを切り替えて実行可能である。
このような構成によれば、スキャン条件に応じて第1スキャナー及び第2スキャナーのいずれか一方の偏向角度と被検眼位置における入射角度との非線形性に対してデータセット群を補正することができるため、種々の走査態様で実行されるOCT計測の精度を向上させることができる。
いくつかの実施形態では、記憶部は、光スキャナーの偏向角度範囲及び偏向速度の少なくとも1つが異なる複数のスキャン条件に対応した複数の補正データを記憶し、補正部は、スキャン条件に対応して記憶部に記憶された補正データに基づいて第1データセット群の少なくとも一部を補正する。
このような構成によれば、スキャン条件に対応した補正データに基づいて第1データセット群の少なくとも一部を補正することにより第2データセット群を生成することができるので、スキャン条件が異なる場合でも光スキャナーの偏向角度と被検眼位置における入射角度との非線形性を考慮したデータセット群を取得することが可能になる。
いくつかの実施形態は、補正部により生成された第2データセット群に基づいて被検眼の断層像を形成する画像形成部(231)を含む。
このような構成によれば、Aスキャン方向の反射強度プロファイルデータのデータセット群を、光スキャナーの偏向角度と被検眼位置における入射角度との非線形性に応じて補正することにより新たなデータセット群を生成することができる。
いくつかの実施形態は、凹面鏡(楕円面鏡11、11A、11B)と、光源からの光(測定光LS)を偏向して凹面鏡の反射面に導く光スキャナー(20、20A、20B)とを含む眼科装置(1、1a)の制御方法である。眼科装置の制御方法は、反射面により反射された光を用いて被検眼位置又はその共役位置に配置された被検眼(E)に対して光コヒーレンストモグラフィを実行することによりAスキャン方向の第1データセット群を取得するデータ取得ステップと、光スキャナーによる光の偏向角度に応じて被検眼位置における光の入射角度を補正するための補正データに基づいて第1データセット群の少なくとも一部を補正することにより第2データセット群を生成する補正ステップと、を含む。
このような方法によれば、光スキャナーによる測定光の偏向角度の変化特性(偏向動作特性)及び凹面鏡の反射面の形状に起因した被検眼位置における測定光の入射角度の変化特性を考慮したAスキャン方向のデータセット群を取得することが可能になる。例えば、凹面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、均一に配置された走査位置におけるデータセット群を生成することが可能になる。また、例えば、被検眼位置における被検眼に対して略等しい入射角度の間隔で入射した測定光によるデータセット群を取得することが可能になる。また、例えば、凹面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、所望の部位だけ高密度で取得されたデータセット群を生成することが可能である。その結果、凹面鏡を用いてより広角で高精度な計測が可能になる。
いくつかの実施形態では、凹面鏡は、楕円面鏡(11、11A、11B)であり、光スキャナーは、楕円面鏡の第1焦点(第3焦点、第5焦点)若しくはその近傍、又は第1焦点の共役位置若しくはその近傍に配置され、被検眼位置は、楕円面鏡の第2焦点(第4焦点、第6焦点)若しくはその近傍、又は第2焦点の共役位置若しくはその近傍に配置される。
このような方法によれば、楕円面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、均一に配置された走査位置におけるデータセット群を生成することが可能になる。また、例えば、被検眼位置における被検眼に対して略等しい入射角度の間隔で入射した測定光によるデータセット群を取得することが可能になる。また、例えば、楕円面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、所望の部位だけ高密度で取得されたデータセット群を生成することが可能である。その結果、楕円面鏡を用いてより広角で高精度な計測が可能になる。
いくつかの実施形態では、補正ステップは、第1データセット群が被検眼位置において略等間隔の入射角度で入射した光に基づいて取得されたデータセット群になるように、第1データセット群のうち入射角度の範囲の少なくとも一部の範囲に対応する1以上のデータセットを補正データに基づいて補正する。
このような方法によれば、凹面鏡の反射面からの反射によって偏在した走査位置において取得されたデータセット群から、均一に配置された走査位置におけるデータセット群を生成することが可能になる。それにより、凹面鏡を用いてより広角で高精度な計測が可能になる。
いくつかの実施形態では、光スキャナーは、光を第1偏向方向に偏向する第1スキャナーと、第1スキャナーにより偏向された前記光を第2偏向方向に被検眼に向けて偏向する第2スキャナーと、を含み、補正ステップは、第1スキャナーによる光の偏向角度に応じて入射角度を補正するための第1補正データに基づく第1データセット群の少なくとも一部に対する補正処理、及び第2スキャナーによる光の偏向角度に応じて入射角度を補正するための第2補正データに基づく第1データセット群の少なくとも一部に対する補正処理のいずれかを切り替えて実行可能である。
このような方法によれば、スキャン条件に応じて第1スキャナー及び第2スキャナーのいずれか一方の偏向角度と被検眼位置における入射角度との非線形性に対してデータセット群を補正することができるため、種々の走査態様で実行されるOCT計測の精度を向上させることができる。
いくつかの実施形態は、補正ステップにおいて生成された第2データセット群に基づいて被検眼の断層像を形成する画像形成ステップを含む。
このような方法によれば、Aスキャン方向の反射強度プロファイルデータのデータセット群を、光スキャナーの偏向角度と被検眼位置における入射角度との非線形性に応じて補正することにより新たなデータセット群を生成することができる。
<その他>
以上に示された実施形態又はその変形例は、この発明を実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加等を施すことが可能である。
上記の実施形態又はその変形例では、OCTを実行可能な眼科装置について説明したが、上記の実施形態又はその変形例に係る構成はこれに限定されるものではない。上記の実施形態又はその変形例は、楕円面鏡又は凹面鏡を用いた走査型レーザー検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope:以下、SLO)を含む眼科装置にも適用可能である。ここで、SLOは、光源からの光で被検眼(例えば、眼底)をスキャンし、その戻り光を受光デバイスで検出することにより画像を形成する。すなわち、眼科装置は、データ取得部と、記憶部と、補正部とを含む。データ取得部は、凹面鏡と、所定の偏向角度範囲で光源からの光を偏向して凹面鏡の反射面に導く光スキャナーとを含み、反射面により反射された光を被検眼位置又はその共役位置に配置された被検眼に照射し、その戻り光に基づいて被検眼の第1データセット群を取得する。記憶部は、光スキャナーによる前記光の偏向角度に応じて被検眼位置における光の入射角度を補正するための補正データを記憶する。補正部は、記憶部に記憶された補正データに基づいて第1データセット群の少なくとも一部を補正することにより第2データセット群を生成する。
いくつかの実施形態では、上記の眼科装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。このようなプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク(CD−ROM/DVD−RAM/DVD−ROM/MO等)、磁気記憶媒体(ハードディスク/フロッピー(登録商標)ディスク/ZIP等)などを用いることが可能である。また、インターネットやLAN等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。