JP2020530367A - 眼科装置 - Google Patents

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Abstract

網膜の撮像領域を撮像するように動作可能な第1の網膜画像取得モジュールと、網膜の照明領域を同時に照明するように動作可能な照明モジュールとを有し、撮像領域および照明領域が互いに所定の位置関係を有する眼科装置を制御する方法において、方法が、網膜の参照撮像領域を撮像することによって参照網膜画像を取得するように第1の網膜画像取得モジュールを制御すること(S10)と、参照網膜画像内で目標を指定すること(S20)と、第1の網膜画像取得モジュールを制御して、参照撮像領域内の初期撮像領域の現在の網膜画像を取得すること(S30)と、第1の網膜画像取得モジュールを制御して、目標および参照網膜画像の少なくとも一部を使用して網膜の撮像領域を初期撮像領域から目的撮像領域まで移動させ、目的撮像領域の網膜画像を取得すること(S40)と、照明モジュールを制御して、第1の網膜画像取得モジュールの撮像領域が目的撮像領域である間に、網膜の照明領域を照明すること(S50’)と、第1の網膜画像取得モジュールを制御して、照明モジュールが網膜の照明領域を照明している間に、1又は複数の網膜画像を取得すること(S60’)と、1又は複数の網膜画像に基づくマーカ網膜画像を参照網膜画像の少なくとも一部に基づく比較画像と比較して、比較画像内のマーカ網膜画像の位置を示すマーカを判定すること(S70)とを備える、方法が提供される。

Description

本発明は、一般に、眼科装置の分野に関し、より具体的には、眼の網膜を撮像するための撮像モジュールを有する眼科装置に関する。
被験者の眼の網膜の視覚検査中に抽出される情報量を増やすために、いくつかの既知の眼科装置は、2種類以上の異なる種類の網膜画像取得モジュールを組み合わせて、検査中に異なるモダリティの網膜画像を同時に取得し、これは、診断目的に役立つことができる補足情報を生み出すことができる。例えば、いくつかの既知の眼科装置は、走査型レーザ検眼鏡(SLO)機能と光干渉断層法(OCT)機能とを組み合わせて、網膜表面の2次元SLO画像と、網膜表面の同じ部分の下方の網膜の3次元画像を生成する断層画像とを取得する。これらの種類の眼科装置は、一般に、ユーザの要件に応じて、SLOおよびOCT撮像モードで個別にまたは組み合わせて動作することができる。
より一般的には、比較的短いスキャン時間の網膜画像取得モジュールと、網膜の領域を光ビームによって照明する(および所望により撮像もする)ための長いスキャン時間の照明モジュールとを有する眼科装置は、眼科医などが網膜画像取得モジュールを使用して網膜の参照画像を取得し、光ビームを使用してさらなる検査および/または治療のために関心領域を特定することを可能にする。そして、照明モジュールを使用して関心領域の処置(または場合によっては撮像)が実行されることができ、装置較正データが使用され、関心領域を画定する参照画像内のポイントを、照明モジュールを網膜の対応する領域に案内するための装置設定に変換する。
しかしながら、上述した既知の種類の眼科装置では、例えば、眼球運動および系統的誤差のために、網膜撮像モジュールおよび照明モジュールによって実行される走査間の位置関係を確実に確立することは困難である可能性があり、これは、治療の有効性または異なるモダリティにおいて取得された補足情報の有用性に悪影響を与える可能性がある(場合によっては)。
本発明者らは、網膜の撮像領域を撮像するように動作可能な第1の網膜画像取得モジュールと、網膜の照明領域を同時に照明するように動作可能な照明モジュールとを有し、撮像領域および照明領域が互いに所定の位置関係を有する眼科装置を制御する方法において、方法が、網膜の参照撮像領域を撮像することによって参照網膜画像を取得するように第1の網膜画像取得モジュールを制御することと、参照網膜画像内で目標を指定することと、第1の網膜画像取得モジュールを制御して、参照撮像領域内の初期撮像領域の現在の網膜画像を取得することと、第1の網膜画像取得モジュールを制御して、目標および参照網膜画像の少なくとも一部を使用して網膜の撮像領域を初期撮像領域から目的撮像領域まで移動させ、目的撮像領域の網膜画像を取得することと、照明モジュールを制御して、第1の網膜画像取得モジュールの撮像領域が目的撮像領域である間に、網膜の照明領域を照明することと、第1の網膜画像取得モジュールを制御して、照明モジュールが網膜の照明領域を照明している間に、1又は複数の網膜画像を取得することと、1又は複数の網膜画像に基づくマーカ網膜画像を参照網膜画像の少なくとも一部に基づく比較画像と比較して、比較画像内のマーカ網膜画像の位置を示すマーカを判定することとを備える、方法を考案した。
本発明者らは、さらに、プロセッサによって実行されると、プロセッサに上記の方法を実行させるコンピュータ可読記憶媒体および記憶コンピュータプログラム命令を搬送する信号を考案した。
本発明者らは、さらに、網膜の撮像領域を撮像するように動作可能な第1の網膜画像取得モジュールと、網膜の照明領域を同時に照明するように動作可能な照明モジュールとを有し、撮像領域および照明領域が互いに所定の位置関係を有する眼科装置を制御する制御部を考案した。制御部は、プロセッサと、プロセッサによって実行されるとプロセッサに上記の方法を実行させるコンピュータプログラム命令を記憶するメモリとを備える。
本発明者らは、さらに、眼の網膜の撮像領域の網膜画像を取得するように構成された網膜画像取得モジュールと、網膜の照明領域を同時に照明するように動作可能な照明モジュールとを備え、撮像領域および照明領域が互いに所定の位置関係を有する眼科装置を考案した。眼科装置は、さらに、網膜画像取得モジュールおよび照明モジュールを制御するように構成された上記の制御部を備える。
ここで、本発明の実施形態が、添付の図面を参照して、非限定的例としてのみ詳細に説明される。
図1Aは、本発明の実施形態にかかる眼科装置の構成要素を示すブロック図である。 図1Bは、本発明の実施形態にかかる眼科装置の構成要素を示すブロック図である。 図2は、組み合わされたSLO−OCTスキャナの例示的な形態の図1Bに示された眼科装置の実装を示すブロック図である。 図3は、各光源から放射された光を被験者の眼に導く実施形態の光学系の構成例を示す概略斜視図である。 図4は、実施形態にかかる眼科装置に含まれる制御部のハードウェア構成の例を示すブロック図である。 図5Aは、眼科装置を制御して眼の網膜を撮像するために制御部によって実行されるプロセスを示すフロー図である。 図5Bは、図5AのプロセスS40がどのように実行されるかを示すフロー図である。 図6は、眼科装置を制御して眼の網膜を照明するために制御部によって実行されるプロセスを示すフロー図である。 図7は、実施形態の第1の網膜画像取得モジュールによって取得された参照網膜画像の概略図である。 図8は、参照網膜画像内の位置に基づいて眼科装置のH検流計ミラーおよびV検流計ミラーの走査角を判定するために制御部によって使用されるルックアップテーブルの概略図である。 図9は、実施形態の第1の網膜画像取得モジュールによって取得され、参照網膜画像と位置合わせされた2つの網膜画像を示している。 図10Aは、実施形態の制御部が眼科装置を制御して、被験者の眼の初期走査において網膜の領域の第1の3D画像、および被験者の眼の繰り返し走査において領域の第2の3D画像を取得するプロセスを示すフロー図である。 図10Bは、実施形態の制御部が眼科装置を制御して、被験者の眼の初期走査において網膜の領域の第1の3D画像、および被験者の眼の繰り返し走査において領域の第2の3D画像を取得するプロセスを示すフロー図である。 図10Cは、実施形態の制御部が眼科装置を制御して、被験者の眼の初期走査において網膜の領域の第1の3D画像、および被験者の眼の繰り返し走査において領域の第2の3D画像を取得するプロセスを示すフロー図である。 図11は、実施形態の眼科装置の光学系の概略図である。 図12は、実施形態の第1の変形例の眼科装置の光学系の概略図である。 図13は、実施形態の第2の変形例の眼科装置の光学系の概略図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態が詳細に説明される。
図1Aは、被験者の眼の網膜の撮像領域(図1Aには図示せず)を撮像するように構成された第1の網膜画像取得モジュール1を備える眼科装置10−1の概略図である。眼科装置10−1はまた、網膜の照明領域を同時に(すなわち、第1の網膜画像取得モジュール1が網膜の撮像領域を撮像している間に)動作可能な照明モジュール2−1も含む。照明モジュール2−1は、例えば、その特性(波長および強度など)が網膜を治療するのに適している光ビームを放射するように構成されたレーザの形態をとることができる。しかしながら、照明モジュール2−1は、網膜の領域を照明するだけでなく、照明された領域から反射された光を受光して処理し、その領域の画像を取得するように構成されてもよい。したがって、照明モジュール2−1は、第1の網膜画像取得モジュール1とは異なり且つ第1の網膜画像取得モジュール1よりも長い網膜画像取得時間を有することができる第2の網膜画像取得モジュール(図1Bに示す眼科装置10−2の2−2に示す)を備えることができる。
第1および第2の網膜画像取得モジュール1および2−2は、図1Bの実施形態のように、複合撮像モードで動作して、共通の光路に沿って光を送受光し、網膜の略同じ領域を同時に撮像することができる。しかしながら、第1および第2の網膜画像取得モジュール1および2−2は、複合撮像モードで動作可能であり、互いに固定された位置関係を有するそれぞれの光路に沿って光を送受光し、互いに異なる網膜のそれぞれの領域を同時に撮像することができる。したがって、第2の網膜画像取得モジュール2−2は、複合撮像モードで動作可能であり、検査中の眼についての第1の網膜画像取得モジュール1の同時に撮像された撮像領域に対する所定の位置関係を有する網膜の撮像領域の網膜画像であって、第1の網膜画像取得モジュール1の同時に撮像された撮像領域とサイズが同じである必要はない網膜の撮像領域の網膜画像を取得することができる。換言すれば、第1および第2の網膜画像取得モジュール1および2−2によって同時に撮像される網膜上のそれぞれの撮像領域は、例えば、較正によって判定されることができる、一致しないが既知の方向に既知量だけ互いにオフセットされた中心(例えば、幾何学的中心)を有することができる。なお、本実施形態の眼科装置10−2は、2つの網膜画像取得モジュールを備えているが、眼科装置は、単一の網膜画像取得モジュールのみ、または互いに所定の位置関係を有する網膜のそれぞれの撮像領域を同時に撮像する複合撮像モードで動作可能な3つ以上の網膜画像取得モジュールを備えていてもよいことに留意すべきである。
眼科装置10−1および10−2は、それぞれ、以下に説明する方法で、図1Aに示される眼科装置10−1の場合、第1の画像取得モジュール1および照明モジュール2−1を制御し、図1Bに示される眼科装置10−2の場合、第1および第2の網膜画像取得モジュール1および2−2を制御するように構成された制御部3を有する。
眼科装置10−2は、本実施形態のように、図2に示すように、SLOユニット32、OCTユニット34、および共有光学系36を含む装置本体12を備える、複合SLOおよびOCTスキャナの例示的な形態をとることができる。眼科装置10−2はまた、制御部3を備える装置本体制御部13を有する。
したがって、眼科装置10−2は、SLOを使用して撮像する機能であるSLO撮像システム機能、およびOCTを使用して撮像する機能であるOCT撮像システム機能を含む。SLO撮像システムの機能は、装置本体制御部13、SLOユニット32、および共有光学系36によって実装される。OCT撮像システム機能は、装置本体制御部13、OCTユニット34、および共有光学系36によって実装される。図2に示すSLOユニット32、共有光学系36、およびSLO画像生成器18は、図1Aの第1の網膜画像取得モジュール1の例を共に提供し、OCTユニット34、共有光学系36、およびOCT画像生成器16は、第2の網膜画像取得モジュール2−2の例を共に提供する。したがって、本実施形態では、第1および第2の網膜撮像モジュール1および2−2は、いくつかの光学部品(すなわち、共有光学系36)を共有する。しかしながら、第1および第2の網膜撮像モジュール2−1および2−2は、代替的に、任意の光学部品を共有しない別個のユニットとして提供されてもよい。
眼科装置10−2は、SLO撮像システム機能を実行する動作モードであるSLOモード、OCT撮像システム機能を実行する動作モードであるOCTモード、およびSLO撮像システム機能およびOCT撮像システム機能の双方を同時に実行する前述の複合撮像モードで動作可能である。これらの動作モードは、ユーザの指示またはシーケンス制御にしたがって選択的に設定されることができる。
SLOユニット32は、本実施形態のように、放射セクション40、ビームスプリッタ42、ポリゴンミラー44、光検出器セクション46、およびモータ48を含み、これらは、被験者の眼38の網膜の2次元画像を生成するように構成される。
以下、例えば、眼科装置10−1または10−2が水平面に設置される場合、説明の便宜上、水平面に略垂直な方向(図示せず)を「Y方向」と表記する。例えば、水平面に略平行な方向であって、前眼部が眼科装置10−1〜10−2の接眼レンズ(図示せず)に面している状態に位置する被験者の眼38の深さ方向である方向は、眼科装置10−1または10−2が水平面に設置される場合、説明の便宜上、以下では「Z方向」と表記する。以下、説明の便宜上、Y方向およびZ方向の双方に略垂直な方向を「X方向」と表記する。
放射セクション40は、光源40Aとバンドパスフィルタ40Bとを含む。光源40Aは、SLOを用いた撮像用の光源であり、約400ナノメートルから約1100ナノメートルの範囲内の波長を有する光を放射することができる。光源40Aから放射された光は、特定の波長を有する光のみがビームスプリッタ42に放射されるように、バンドパスフィルタ40Bを通過する。
本実施形態では、放射セクション40から放射された光は、可視の赤および緑(RG)光と、スペクトルの近赤外領域の波長を有する光である近赤外光とに広く分裂される。
本実施形態では、光源40Aによって生成される光の波長を変化させ、光源40Aによって生成される光にバンドパスフィルタ40Bを適用することにより、放射セクション40からRG光および近赤外光が選択的に放射される。
説明の便宜上、以下、説明が両者を区別する必要がない場合、放射セクション40から放射される光として機能するRG光および近赤外光を単に「SLO光」と呼ぶ。
ビームスプリッタ42は、SLO光を透過させることにより、SLO光をポリゴンミラー44に導き、第1の網膜反射光を光検出器セクション46に導く。ここで、第1の網膜反射光は、SLO光から生じる網膜によって反射された光を意味する。網膜によって反射された光は、網膜によって反射され、次いで共有光学系36に入射した光を意味する。
ポリゴンミラー44は、ビームスプリッタ42からのSLO光を共有光学系36に送る。そして、図3に例として示すように、ポリゴンミラー44は、モータ48の駆動力を受けて矢印Aの方向に回転することにより、Y方向にSLO光を走査する。
光検出器セクション46は、光検出器46Aと光学フィルタ46Bとを含む。光学フィルタ46Bは、光検出器46Aの受光面46A1とビームスプリッタ42の反射面42Aとの間の位置に配置され、受光面46A1を覆っている。受光面46A1には、近赤外光からなる第1の網膜反射光とRG光からなる第1の網膜反射光とが選択的に入射される。
光検出器46Aは、光学フィルタ46Bを介して入射した第1の網膜反射光に基づく画像信号であるSLO画像信号を生成し、生成したSLO画像信号を出力する。
OCTユニット34は、網膜の断層画像を生成するために使用され、本実施形態のように、超発光ダイオード(SLD)50、光カプラ52、参照光光学系54、分光光度計56、ラインセンサ58、V検流計ミラー60、およびモータ62を含むことができる。
SLD50は、低コヒーレンス光を放射する。例えば、低コヒーレンス光は、放射セクション40から放射される近赤外光よりも長波長を有し且つ数十マイクロメートル程度の時間的コヒーレンス長を有する近赤外領域の光を包含する光を意味する。
SLD50から放射された低コヒーレンス光は、第1の光ファイバ(図示せず)を介して光カプラ52に供給され、参照光と信号光とに分裂される。参照光は、第2の光ファイバ(図示せず)を介して参照光光学系54に導かれ、信号光は、第3の光ファイバ(図示せず)を介してV検流計ミラー60に導かれる。
参照光光学系54は、眼38と光カプラ52との間の光路長に一致する光遅延線である。
参照ミラーは、参照光を反射することにより、同じ光路を介して参照光を光カプラ52に戻す。参照ミラーは、参照光の光軸の方向に移動可能な可動ミラーであり、参照光の光路の長さは、光軸上の参照ミラーの位置を移動することにより調整される。
V検流計ミラー60は、信号光を共有光学系36に送る。そして、図3に例として示すように、V検流計ミラー60は、モータ62の駆動力を受けて矢印Bの方向に回転振動することにより、信号光をY方向に走査する。
さらに、V検流計ミラー60は、第2の網膜反射光を第4の光ファイバを介して光カプラ52に導く。ここで、第2の網膜反射光とは、信号光から生じる網膜によって反射された光を意味する。
光カプラ52により導かれた第2の網膜反射光は、光カプラ52により参照光光学系から光カプラ52に導かれた参照光に重畳され、干渉が生じる。発生した干渉により得られた干渉光は、分光光度計56により分光され、分光された干渉光は、ラインセンサ58に導かれる。
ラインセンサ58は、入射干渉光に基づく画像信号であるOCT画像信号を生成し、生成したOCT画像信号を出力する。
共有光学系36は、本実施形態のように、ダイクロイックミラー64、楕円形の凹面反射面を有するスリットミラー66、H検流計ミラー68、楕円ミラー70、およびモータ72を含むことができる。
ダイクロイックミラー64は、SLOユニット32のポリゴンミラー44からのSLO光を透過させることによりSLO光をスリットミラー66へ導き、OCTユニット34のV検流計ミラー60からの信号光を反射させることにより信号光をスリットミラー66へ導く。
説明の便宜上、以下、説明で両者を区別する必要がない場合、信号光およびSLO光を「放射光」と表記する。
スリットミラー66は、入射放射光をH検流計ミラー68に向けて反射する。H検流計ミラー68は、スリットミラー66からの放射光を反射して、楕円ミラー70の鏡面70Aに送る。そして、図3の例に示すように、H検流計ミラー68は、モータ48からの駆動力を受けて矢印Cの方向に回転振動することにより、放射光をX方向に走査する。
楕円ミラー70は、鏡面70Aに入射した放射光を反射することにより、放射光を網膜に導く。網膜に導かれた放射光は、網膜によって反射される。そして、網膜反射光は、放射光と同じ光路に沿って、共有光学系36内のダイクロイックミラー64に導かれる。ダイクロイックミラーは、第1の網膜反射光をSLOユニット32に導き、第2の網膜反射光をOCTユニット34に導く。2つの楕円面によって構成される網膜撮像光学系の基本構成は、PCT出願PCT/GB94/02465号明細書(国際公開第95/13012号パンフレット)およびPCT出願PCT/GB2007/002208号明細書(国際公開第2008/009877号パンフレット)に記載されている構成と類似しており、それらの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
眼科装置10−2の動作中、制御部3は、眼38の網膜上の共通の撮像領域、例えばラスタパターンにわたって、スリットミラー66、H検流計ミラー68および楕円ミラー70を介して放射光が走査されるように、第1の網膜画像取得モジュール1(具体的には、図2の例では、モータ72に送信される駆動信号を介したH検流計ミラー68の回転、およびモータ48に送信される駆動信号を介したポリゴンミラー44の回転)、および第2の網膜画像取得モジュール2−2(具体的には、図2の例では、モータ72に送信される駆動信号を介したH検流計ミラー68の回転、およびモータ62に送信される駆動信号を介したV検流計ミラー60の回転)を制御する。網膜上の共通撮像領域の形状は限定されるものではなく、本実施形態のように、例えば、略矩形(例えば、略正方形)、または代替的に線であってもよい。しかしながら、上記のように、SLOユニット32からのSLO光およびOCTユニット34からの信号光は、網膜上の共通撮像領域にわたって走査される必要はなく、代わりに、異なるにもかかわらず互いに対して既知の位置オフセットを有するそれぞれの撮像領域にわたって走査されてもよい。例えば、他の実施形態では、SLO光の走査によって撮像される撮像領域は、信号光の走査によって撮像される撮像領域内、またはその逆であってもよく、いずれの場合にも撮像領域の中心は、互いに対して一致またはオフセットしている。
以下において、第1の網膜画像取得モジュール1からの領域光(その例ではSLO光)が走査される第1の網膜画像取得モジュール1(例えば、図2の例ではSLOユニット32、共有光学系36およびSLO画像生成器18を備える)によって撮像された眼38の網膜の領域は、「第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域」と呼ばれる。同様に、第2の網膜画像取得モジュール2−2からの領域光(その例では信号光)が走査される第2の網膜画像取得モジュール2−2(例えば、図2の例では、OCTユニット34、共有光学系36およびOCT画像生成器16を備える)によって撮像される眼38の網膜の領域は、「第2の網膜画像取得モジュール2−2の撮像領域」と呼ばれる。
以下により詳細に説明するように、共有光学系36の構成要素の配置により、第1の網膜画像取得モジュール1は、「参照網膜画像」として超広視野(UWF)網膜画像を取得することができ、これは、以下でより詳細に説明するように、網膜の所望の領域に向かって第1および第2の網膜画像取得モジュール1および2−2の撮像領域の動きを導くための「ナビゲーションマップ」とみなすことができる。より具体的には、制御部3は、網膜から反射されて光検出器46Aによって変換される光が、参照網膜画像として、眼38の中心Oにおいて測定される網膜の最大200度の走査を生成するように、スリットミラー66および楕円ミラー70を介したSLO光の光路を変化させるために、ポリゴンミラー44およびH検流計ミラー68の動きを制御するように構成される。このようにして、UWF網膜画像は、網膜の最大約80%をカバーすることができる。したがって、網膜の走査領域は、被験者の眼38の(幾何学的)中心Oの周りで最大200度の角度にわたる弧を有する。他の実施形態では、この角度は、例えば、最大120度、または最大80度とすることができる。
第1および第2の網膜画像取得モジュール1および2−2の撮像領域の位置に対する前述の変更中に、第1の網膜画像取得モジュール1は、その面積が参照網膜画像において撮像される参照撮像領域よりも小さい網膜領域の1又は複数の網膜画像を取得するように構成される。
装置本体制御部13は、装置本体12との間で各種情報を交換することにより、装置本体12の動作を制御する。さらに、装置本体制御部13は、光検出器46Aから取得したSLO画像信号に基づいて、網膜の表面の態様を示す2次元画像を生成する。装置本体制御部13はまた、ラインセンサ58からのOCT画像信号から生成された断層画像に基づいて、網膜の3次元(3D)画像を生成する。
本実施形態では、SLOユニット32を使用して取得される2次元画像は、RG光に基づく有彩色画像と近赤外光に基づく無彩色画像とに広く分裂される。さらにまた、OCTユニット34を使用して取得される断層画像は、無彩色画像である。SLOユニット32を使用して取得される2次元画像およびOCTユニット34を使用して取得される断層画像は、静止画像として表示されてもよく、ライブビュー画像として表示されてもよい。
装置本体制御部13は、制御部3、OCT画像生成器16、SLO画像生成器18、ユーザ入力インターフェース(I/F)20、少なくとも1つのユーザ入力装置22、表示制御部24、ディスプレイ26、通信I/F28、およびバスライン30を含む。
制御部3、OCT画像生成器16、SLO画像生成器18、ユーザ入力I/F20、表示制御部24、および通信I/F28は、バスライン30により互いに接続されている。したがって、制御部3は、OCT画像生成器16、SLO画像生成器18、ユーザ入力I/F20、表示制御部24、および通信I/F28と様々な情報項目を交換することができる。
制御部3は、通信I/F28を介して、モータ48、62および72に対応する各モータ駆動回路(図示せず)を制御することにより、モータ48、62および72の駆動を制御する。
さらにまた、制御部3は、通信I/F28を介して光源40Aに対応する光源駆動回路(図示せず)を制御することにより、光源40Aの点灯と消灯との切り替え、光源40Aによって生成される光量の調整、光の波長の変更などを行う。
さらにまた、制御部3は、通信I/F28を介してSLD50に対応するSLD駆動回路(図示せず)を制御することにより、SLD50によって生成されるSLD50の点灯と消灯との切り替え、光量の調整、光の波長の変更などを行う。
さらにまた、制御部3は、通信I/F28を介して、バンドパスフィルタ40Bの動作、光学フィルタ46Bの動作、参照光光学系54の参照ミラーの動作を制御する。
少なくとも1つのユーザ入力装置22は、本実施形態のように、キーボードおよびマウスを含むことができ、ユーザから様々な指示を受信するように動作可能である。ユーザ入力装置22は、追加的にまたは代替的に、タッチパネルなどを含むことができる。
ユーザ入力装置22は、ユーザ入力I/F20に接続されており、受信した指示の内容を示す指示内容信号をユーザ入力I/F20に出力するように構成されている。制御部3は、ユーザ入力I/F20から入力された指示内容信号入力にしたがって処理動作を実行するように構成されている。
ディスプレイ26は、例えば、LCDまたは有機エレクトロルミネセンスディスプレイ(OELD)とすることができる。ディスプレイ26は、表示制御部24に接続されている。制御部3の制御下で、表示制御部24は、ディスプレイ26を制御して、SLOユニット32を使用して取得した2次元画像と、OCTユニット34を使用して取得した断層画像に基づく網膜の3D表現とをディスプレイ26に表示する。制御部3の制御下で、表示制御部24はまた、ディスプレイ26を制御することにより、メニュー画面などの様々な画面を表示することもできる。
通信I/F28は、装置本体12の電気系統に接続されており、制御部3の制御下で動作して、制御部3と装置本体12との間の各種情報の交換を管理する。
SLO画像生成器18は、通信I/F28を介してSLOユニット32の光検出器46AからSLO画像信号を取得し、本実施形態のように、取得したSLO画像信号に基づいて2次元画像を生成するように処理動作を行うように構成された専用回路とすることができる。
SLO画像生成器18は、本実施形態のように、生成された2次元画像のフレームを、ライブ追跡SLOフィードにおいて通常は毎秒数十フレームのフレームレートで表示制御部24に出力するように構成されることができる。表示制御部24は、制御部3の指示にしたがって、SLO画像生成器18から入力された2次元画像をライブ画像としてディスプレイ26に表示することができる。さらに、表示制御部24は、制御部3の指示にしたがって、SLO画像生成器18から入力された2次元画像を静止画像としてディスプレイ26に表示することができる。
OCT画像生成器16は、通信I/F28を介してOCTユニット34のラインセンサ58からOCT画像信号を取得するように構成され、本実施形態のように、取得したOCT画像信号に基づいて断層画像を生成するための処理動作を行うように構成された専用回路とすることができる。
OCT画像生成器16は、本実施形態のように、当業者にとって既知の画像処理技術を使用して断層画像(毎秒数十フレームのレートで取得されることもできる)を組み合わせることにより網膜の3D画像を生成するように構成されることができる。断層画像は、網膜表面から異なる深さで網膜を通る「スライス」を表し、OCT画像生成器16によって組み合わされて、網膜の撮像部分の3D画像を生成する。表示制御部24は、制御部3からの指示にしたがって、OCT画像生成器16から入力された3D画像をディスプレイ26に表示することができる。
本実施形態では、OCT画像生成器16およびSLO画像生成器18は、CPU、ROM、およびRAMを含むコンピュータによってそれぞれ実装されるが、本明細書に開示された技術は、これに限定されるものではなく、OCT画像生成器16およびSLO画像生成器18の一方または双方は、代わりに、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)によって実装されてもよく、特定用途向け集積回路(ASIC)によって実装されてもよい。さらに、OCT画像生成器16およびSLO画像生成器18は、それぞれ、ハードウェア構成とソフトウェアとの組み合わせによって実装されてもよい。
図4は、プログラマブル信号処理ハードウェアにおける制御部3の例示的な実装を示している。図4に示す信号処理装置100は、バス30からデータを受信し、バスに制御信号を送信するための通信I/F110を備える。信号処理装置100は、さらに、眼科装置10−1または10−2の全体の動作を制御するプロセッサ(CPU)120、作業メモリ130(例えばランダムアクセスメモリ)、およびプロセッサ120によって実行されると、眼科装置10−1または10−2を制御するためにプロセッサ120に以下に説明する処理動作を実行させるコンピュータ可読命令を記憶する命令ストア140を備える。命令ストア140は、コンピュータ可読命令がプリロードされたROM(例えば、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)またはフラッシュメモリの形態)を備えてもよい。あるいは、命令ストア140は、RAMまたは同様のタイプのメモリを備えてもよく、コンピュータ可読命令は、CD−ROMなどのコンピュータ可読記憶媒体150などのコンピュータプログラム製品、または、コンピュータ可読命令を搬送するコンピュータ可読信号160からそれに入力されることができる。
本実施形態では、プロセッサ120、作業メモリ130、および命令ストア140を備える、図4に示されるハードウェアコンポーネントの組み合わせ170は、制御部3の機能を実装するように構成され、これは、ここで図5〜図9を参照して詳細に説明される。
本実施形態の制御部3が眼科装置10−2を制御して眼38の網膜を撮像する方法について、ここで図5Aおよび図5Bを参照して説明される。
まず図5Aを参照すると、プロセスS10では、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1を制御して、上述した参照網膜画像を取得することができる。第1に、患者は、眼科装置10−2の所定の位置に顎を載せるように求められる。被験者の眼38の視線を特定の方向に固定するための固視目標は、固視目標を表示するためのLCD(図示せず)に表示される。被験者の眼38の視線は、患者が固視目標を見ているため、特定の方向に固定される。そして、制御部3の制御下で、SLOユニット32の光源40AからRG光が放射され、SLOユニット32および共有光学系36の動作により、被験者の眼38のUWF網膜像が撮像される。UWF RG−SLO画像は、参照網膜画像の例としてSLO画像生成器18から取得される。あるいは、光源40Aからの近赤外光を使用して、UWF IR−SLO画像を参照網膜画像として取得してもよいことに留意されたい。
患者の視線方向は、以下に詳細に説明する後続の撮像プロセスの全ての間に固定され、眼科装置10−2は、患者が視線方向を変更することなくUWF参照網膜画像に示される網膜の異なる領域を撮像するように動作可能である。これらの撮像プロセス中、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1からのライブ追跡SLOフィードを監視して、固視の質を示す動き測定基準を測定し、必要に応じて、固視を改善するために被験者に表示される視覚的合図(例えば、固視目標の色の変更、固視目標の点滅、または固視目標のパターンの変更)のための信号を生成する。
制御部3の制御下で、表示制御部24は、図7に示すように、取得された参照網膜画像400(本明細書では「計画画像」とも呼ばれる)を表示するようにディスプレイ26を制御する。そして、ユーザは、ディスプレイ26上でUWF参照網膜画像400(以下、「UWF網膜画像400」と呼ばれる)を観察し、例えば、障害の兆候が疑われてOCTを実行することが望ましい関心領域を特定することができる。
プロセスS20では、制御部3は、UWF網膜画像400内の目標を指定する。目標は、複数の異なる方法のうちの1つにおいて、UWF網膜画像400のどこでも(網膜の周辺部分を含む)制御部3によって指定されてもよい。一例として、本実施形態では、ユーザは、入力装置22を使用して(例えば、マウスを動かすことにより)、表示されたUWF網膜画像400上に重ねられたカーソル402を動かす。ユーザは、例えばカーソル402がそのポイントにある間にマウスのボタンをクリックすることにより、表示されたUWF網膜画像400上の関心のあるポイントを任意の望ましい方法で指定することができる。制御部3は、例えば、ユーザ指定(例えば、マウスクリック)が発生したときのカーソル402のUWF網膜画像400内の位置に対応するUWF網膜画像400内の画素位置を記録することにより目標を指定する。したがって、目標を囲むUWF網膜画像400の領域は、OCT撮像のために選択される。
このように、本実施形態では、ユーザによる表示されたUWF網膜画像400上のポイントの選択に基づいて目標が指定されるが、代わりに、(例えば、例えばUWF網膜画像400内のボックスを定義するためのマウス上の「クリック、ドラッグおよびリリース」操作により)UWF網膜画像400における線または2次元領域のユーザによる指定に基づいて目標が指定されてもよい。例えば、UWF網膜画像400内の2次元領域がユーザによって選択される場合、制御部3は、2次元領域の重心(幾何学的中心)の座標(UWF網膜画像400の座標系における)として目標を指定してもよい。ユーザによって選択された2次元領域のサイズが使用され、網膜上の撮像領域のサイズを定義することができる。あるいは、目標は、例えば、参照網膜画像400内の1又は複数の関心領域(通常、障害に関連する特徴が位置する場所)を識別するためのパターンマッチングアルゴリズムを使用して、あるいは以下に説明するように受信または記憶された「マーカ」に基づいて、制御部3によって自動的に指定されてもよい。
プロセスS30では、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1を制御して、参照撮像領域内にある網膜の初期撮像領域の現在の網膜画像を取得する。この目的のために、本実施形態のように、制御部3は、命令ストア140に記憶されたルックアップテーブル(図8の404に示す)を使用することができ、これは、それらのポイントにおける画像情報が撮像プロセス(S10)中に取得されたときに設定されたH検流計ミラー(H−Galvo)68の角度θおよびV検流計ミラー(V−Galvo)60のφの対応する傾斜角とUWF網膜画像400における画素位置とを相関させる。そのようなルックアップテーブルが使用される場合、制御部3は、参照網膜画像内の目標に最も近い事前に記憶されたポイントに関連する走査角θおよびφをルックアップし、H−Galvo68およびV−Galvo60の駆動を制御し、それらの走査角を中心とする角度範囲にわたってSLO光を偏向することができ、走査の角度範囲は、網膜の撮像領域のサイズを定義する。このようにして、放射光は、指定された目標を中心とするものに対応する、意図された撮像領域に近い網膜上の撮像領域にわたって走査されることができる。初期撮像領域をより正確に設定するために、ルックアップテーブルの値を外挿することで走査角が判定されることができる。しかしながら、参照撮像領域内の初期撮像領域を撮像するための走査角のそのような初期設定は、省略することができ、走査角θおよびφは、代わりに、撮像される参照撮像領域内の初期撮像領域を可能にする任意の他の値に設定されることもできる。
そして、制御部3は、目標408およびUWF網膜画像400を「グローバルマップ」として使用して、第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域を初期撮像領域から網膜上の目的撮像領域まで移動させ、目的撮像領域の網膜画像を取得するために第1の網膜画像取得モジュール1を制御する。途中で、制御部3は、第1の網膜取得モジュール1によって取得された1又は複数の網膜画像を使用して、グローバルマップ上に画像の現在位置を「ランドマーク」し、目的撮像領域に到達するために必要となる可能性がある撮像領域の位置への任意のさらなる調整を判定することを可能にすることができる。したがって、制御部3は、ルックアップテーブル404に存在する種類の走査位置マッピングを必要とせずに、光学撮像システムの系統的変動による走査位置誤差および固視誤差の影響を受けることなく、段階的に撮像領域を関心のある目的撮像領域に移動させることができる。より具体的には、プロセスS40では、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1を制御して、以下のように、図5Bに示される一連のプロセスS42からS48を少なくとも1回実行することにより、第1の網膜画像取得モジュール1の目的撮像領域の網膜画像を取得することができる。
プロセスS42では、制御部3は、現在の網膜画像(図9の406に示す)をUWF網膜画像400と比較することにより、プロセスS30において取得した現在の網膜画像のUWF網膜画像400内の位置を判定する。制御部3は、本実施形態のように、現在の網膜画像406とUWF網膜画像400との間の相互相関を計算し、計算された相互相関に基づいて、UWF網膜画像400内の現在の網膜画像406の位置を判定することにより、現在の網膜画像406の網膜の特徴(例えば、血管系を含む)をUWF網膜画像400のどこかの同じ網膜の特徴と一致させようとすることができる。
プロセスS44では、制御部3は、UWF網膜画像400内の現在の網膜画像406の位置を、UWF網膜画像400内の目標(図9の408に示す)の位置と比較する。この比較の結果に基づいて、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1の現在の撮像領域を、UWF網膜画像400の目標408に対応する網膜上の目標に近付けるための調整を判定する。この調整は、例えば、目標408の位置と現在の網膜画像406の位置との間の図9に示されるXおよびY方向の差を計算することにより、判定されることができ、計算された差の符号に基づいて、H−Galvo68およびV−Galvo60の角度の調整を設定して、それぞれの角度を所定量だけ、計算された差の符号によって判定される方向に変更する。例えば、図9に示される目標408および現在の網膜画像406の位置では、調整は、+Δθおよび+Δφであり、ここでΔθおよびΔφは、H−Galvo68およびV−Galvo60の所定の角度調整であり、これらは同じである必要はないが、同じであってもよい。したがって、制御部3は、第1の網膜画像取得装置1の撮像領域を目標により近い方向に移動させるために、走査角を微調整するための調整を判定することができる。制御部3はまた、本実施形態では、表示制御部24を制御して、プロセスS50において判定された調整の指標をディスプレイ26に表示するための表示データを生成することもできる。
プロセスS46では、制御部3は、判定された調整を使用して第1の網膜画像取得モジュール1を制御し、その撮像領域をUWF網膜画像400内の他の撮像領域に設定し、それが現在の撮像領域となる。制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1を制御して、制御信号を生成してモータ48および72に送信し、他の撮像領域で終わることを目的とする共有光学系36を通る一連の光路に沿ってSLO光を投影するようにポリゴンミラー44およびH−Galvo 68を移動させることにより、撮像領域を他の撮像領域に設定する。
プロセスS48では、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1を制御して、目的撮像領域の網膜画像として、プロセスS46において設定された撮像領域の網膜画像406’を取得する。図9に示されるように、画像406’の位置は、初期撮像領域の画像406の位置よりも目標位置408に近い。
再び図5Aを参照すると、プロセスS50では、制御部3は、第2の網膜画像取得モジュール2−2を制御して、網膜画像を取得する一方で、第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域は、プロセスS46において設定された目的撮像領域である。一例として、本実施形態では、(約1から2秒の期間にわたって)現在の撮像領域の複数の断層画像を取得し、OCT画像生成器16によって断層画像を処理して3D画像を生成することにより、制御部3は、第2の網膜画像取得モジュール2−2を制御して、本実施形態のプロセスS46において設定された目的撮像領域と同じである第2の網膜画像取得モジュール2−2の現在の撮像領域の3D画像を取得する。
第2の網膜画像取得モジュール2−2による複数の断層画像の取得中、第1の網膜画像取得モジュール1は、プロセスS60においてライブ追跡モードで動作して、第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域がプロセスS46において判定されたものに設定されたままである間、網膜の1又は複数のさらなる画像を「後登録画像」として取得する。
プロセスS70では、制御部3は、1又は複数の網膜画像に基づいてマーカ網膜画像を生成し、また、UWF網膜画像400の少なくとも一部に基づいて比較画像を生成する。マーカ網膜画像は、本実施形態のように、第2の網膜画像取得モジュール2−2が複数の断層画像を取得している間に第1の網膜画像取得モジュール1によって取得された単一の後登録画像に対応することができ、または、例えば、後登録画像の2つ以上の平均の計算によりもしくは画質などの選択基準に応じた複数の後登録画像からの画像の選択により、第2の網膜画像取得モジュール2−2が断層画像を取得している間に第1の網膜画像取得モジュール1によって取得された2つ以上の後登録画像を処理することによって取得されることができる。比較画像は、本実施形態のように、UWF網膜画像400全体に対応してもよく、あるいはUWF網膜画像400の一部のみであってもよい(例えば、網膜走査が行われる可能性が最も高い網膜の領域をカバーする)。プロセスS70では、制御部3は、マーカ網膜画像を比較画像400と比較し、比較に基づいて、比較画像内のマーカ網膜画像の位置を示すマーカを生成する。制御部3は、例えば、マーカ網膜画像と比較画像との間の計算された相互相関に基づいてマーカを生成してもよい。
そして、制御部3は、(任意のプロセスS80において)比較画像に関連してマーカを記憶してもよい。マーカは、比較画像に関連するだけでなく、追加的にまたは代替的に、(i)第2の網膜画像取得モジュール2−2によって取得された(3D)網膜画像、(ii)第1の網膜画像取得モジュール1によって取得された1又は複数の後登録網膜画像の少なくとも1つ、(iii)マーカ網膜画像、(iv)参照網膜画像400、および(v)参照網膜画像400のクリップされた領域のうちの1又は複数に関連して記憶されてもよく、ここで、クリップされた領域は、参照網膜画像400内のマーカ網膜画像の判定された位置に配置され、後登録画像と同じサイズ(または好ましくはそれよりも大きい)とすることができる。
プロセスS42からS48のシーケンスは、初期撮像領域の網膜画像の取得と目的撮像領域の網膜画像の取得との間において一連の網膜画像が第1の網膜画像取得モジュール1によって取得されるように、眼科装置10−2の制御において制御部3によって繰り返されて眼38の網膜を撮像することができ、シーケンス内の各画像の撮像領域は、シーケンス内の先行する画像の撮像領域よりも目的撮像領域に近い。プロセスS42からS48の繰り返しをいつ停止するかを判定するために使用される条件の例は、図10A〜図10Cの以下の説明で提供される。なお、プロセスS42からS48は、所定の回数だけ実行されてもよいことに留意すべきである。
第2の網膜画像取得モジュール2−2による3D網膜画像の取得中、または第2の網膜画像取得モジュール2−2による後続の3D網膜画像の取得中、制御部3は、プロセスS60において取得したものと他の1又は複数の網膜画像に基づいて、第2のマーカ網膜画像を生成することができ、第2のマーカ網膜画像をUWF網膜画像400の少なくとも一部に基づく第2の比較画像と比較して、第2の比較画像内の第2のマーカ網膜画像の位置を示す第2のマーカを判定することができる。そして、制御部3は、UWF網膜画像400内の第1および第2のマーカ網膜画像の位置間の相対オフセットを判定し、判定した相対オフセットを記憶し、および/またはディスプレイ26に判定した相対オフセットを表示することができる。
制御部3が図1Aの眼科装置10−1を制御するプロセスは、主に図5Aおよび図5Bを参照して上述したとおりである。この実施形態において制御部3によって実行されるプロセスが図6に要約される。図6のプロセスS10からS40およびS70は、図5Aおよび図5Bを参照して上述したものと同じであり、したがって、それらの説明は繰り返さない。しかしながら、図6のプロセスS50’では、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域が目的撮像領域に設定されている間に、照明モジュール2−1を制御して網膜の照明領域を照明し、プロセスS60’では、制御部は、照明モジュール2−1が網膜の照明領域を照明している間に、第1の網膜画像取得モジュール1を制御して1又は複数の網膜画像を取得する。
制御部3が眼科装置10−2を制御して、第2の網膜画像取得モジュール2−2により、患者の眼の後続の繰り返し走査において、第2の網膜画像取得モジュール2−2によって取得された第1の網膜画像として網膜の領域の第1の3D画像、ならびに第2の網膜画像取得モジュール2−2によって取得された第2の網膜画像として網膜の領域の第2の3D画像を取得する方法が、ここで図10A〜図10Cを参照して説明される。この方法は、繰り返し走査を実行するために異なる光学スキャンヘッドが使用される場合であっても、網膜の実質的に同じ領域の3D画像が繰り返し走査において取得されることを可能にすることができる。
図10Aおよび図10BのプロセスS10からS80は、図5Aおよび図5BのプロセスS10からS80と同じであるため、ここでは説明を繰り返さない。具体的には、プロセスS48において取得された網膜画像のUWF網膜画像400内の位置が、UWF網膜画像400内の目標408の位置と所定の誤差範囲内に一致するかどうか、すなわち、プロセスS48において取得した網膜画像のUWF網膜画像400内の位置とUWF網膜画像400内の目標408の位置との間の距離が所定距離未満であるかどうかを制御部3が判定することにより、プロセスS42からS48のシーケンスを繰り返すかどうかを判定することができる(プロセスS49において)。プロセスS48において取得された網膜画像の位置が目標408の位置と所定の誤差範囲内で一致しない場合、方法は、プロセスS42にループバックし、そうでない場合、方法は、プロセスS50に進み、次いで、上述したように、プロセスS60からS80に進む(図10Bを参照)。しかしながら、第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域のそのような閉ループ調整は任意であり、プロセスS42からS48のシーケンスは、いくつかの実施形態では繰り返されないことに留意すべきである。
プロセスS42からS48のシーケンスが複数回実行される場合、制御部3は、本実施形態のように、プロセスS44の以前の実行の1又は複数において判定された1又は複数の調整に基づいてプロセスS44の2回目以降の実行において現在の撮像領域の位置の調整を判定することができる。したがって、制御部3は、1又は複数の以前の調整への応答に基づいて、現在の撮像領域の位置に対する調整の判定に基づくことができる。例えば、以前の調整の結果として第1の網膜画像取得モジュール1によって取得された網膜画像のUWF網膜画像400内の位置の変化(例えば+Δθおよび+Δφ)は、異なる調整量(例えば+3Δθおよび+5Δφ)がその後に使用され、以前に使用された調整量(+Δθおよび+Δφ)よりも目標408の近くにUWF網膜画像400内の網膜画像の位置を移動することができるように、UWF網膜画像400内の網膜画像の位置を移動する際の調整量とその効果との間の関係を確立するために使用されることができる。
図10Bを参照すると、プロセスS90では、制御部3は、網膜の第2の参照撮像領域を撮像することにより、第2の参照網膜画像の例としての第2のUWF網膜画像を取得するように第1の網膜画像取得モジュール1を制御する。このプロセスは、プロセスS10と類似しており、後の検診で患者に対して実行されることができる。
プロセスS100では、制御部3は、マーカ、比較画像、および第2のUWF網膜画像を使用して、第2のUWF網膜画像内の目標を指定する。制御部3は、比較画像を第2のUWF網膜画像と比較することにより、第2のUWF網膜画像内の目標を指定して、比較画像および第2の参照網膜画像内の網膜特徴の位置関係(換言すれば、2つのUWF網膜画像の対応する特徴間の並進および/または回転オフセット)を判定することができ、判定された位置関係およびマーカを使用して第2の参照網膜画像内に目標を設定する(例えば、第1のUWF網膜画像内の指定位置に対応する第2のUWF網膜画像内の位置を判定するために、判定されたオフセットをマーカによって示された位置に適用することにより)。このプロセスでは、制御部は、パターンマッチングプロセスを実行して、例えば比較画像と第2のUWF網膜画像との相互相関を計算し、結果の相互相関値のピークの位置から、2つの画像間の相対オフセットを判定することにより、比較画像の網膜特徴(例えば、血管の特徴)を第2のUWF網膜画像のどこかの同じ特徴と一致させようとすることができる。
プロセスS110では、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1を制御して、第2のUWF網膜画像内の初期撮像領域の現在の網膜画像を取得する。
そして、制御部3は、以下のように、図10Cに示すプロセスS120からS150を少なくとも1回実行することにより、第1の網膜画像取得モジュール1を制御して、第2の参照撮像領域内の目的撮像領域の網膜画像を取得する。
プロセスS120では、制御部3は、現在の眼網膜画像を第2のUWF網膜画像と比較することにより、第2のUWF網膜画像内の現在の網膜画像の位置を判定する。
プロセスS130では、制御部3は、第2のUWF網膜画像内の現在の網膜画像の位置を、第2のUWF網膜画像内の目標の位置と比較する。この比較の結果に基づいて、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1の現在の撮像領域を、第2のUWF網膜画像の目標に対応する網膜上の目標に近付けるための調整を判定する。
プロセスS140では、制御部3は、調整を使用して第1の網膜画像取得モジュール1を制御し、第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域を第2のUWF網膜画像内の他の撮像領域に設定し、それが現在の撮像領域になる。
プロセスS150では、制御部3は、第1の網膜画像取得モジュール1を制御して、プロセスS140において設定された現在の撮像領域の現在の網膜画像を取得する。
第2のUWF網膜画像内の目的撮像領域の網膜画像は、プロセスS150の最終実行において取得された網膜画像である。
プロセスS120からS150の詳細は、図10Aを参照して上述したプロセスS42からS48の詳細と実質的に同じである。
所望により、一連のプロセスS120からS150は、所定の回数、または図10Cの例のように、プロセスS150において取得された網膜画像の第2のUWF網膜画像内の位置が第2のUWF網膜画像内の目標の位置と第2の所定の誤差範囲内に一致するまで繰り返されることができ、これは、プロセスS49において使用される誤差範囲とは異なってもよい。一連のプロセスS120からS150が複数回実行される本実施形態のように、具体的にはプロセスS150において取得された網膜画像の位置が第2の所定の誤差範囲内で第2のUWF網膜画像内の目標の位置と一致するかどうかを制御部3が判定することにより、一連のプロセスS120からS150を繰り返すかどうかの判定がプロセスS160において行われる。プロセスS150において取得された網膜画像の位置が、第2の所定の誤差範囲内で第2のUWF網膜画像内の目標の位置と一致する場合、方法は、プロセスS170に進み、そうでない場合、方法は、プロセスS120にループバックする。上述したように、第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域のそのような閉ループ調整は任意であるため、いくつかの実施形態では、一連のプロセスS120からS150は繰り返されない。
プロセスS170では、制御部3は、第2の網膜画像取得モジュール2を制御して、第2の網膜画像取得モジュール2の撮像領域内の網膜の3D画像を第2の網膜画像として取得するとともに、第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域は、プロセスS140の最終実行において設定された撮像領域である。したがって、眼科装置10−2は、眼38の以前の検査で得られたものと実質的に同じ網膜の部分の第2の3D画像を取得する。前の検査からのマーカおよび比較画像の制御部3による使用、および第2の検査中に取得されたUWF網膜画像のために、眼科装置10−2は、−ルックアップテーブル404に記憶されている種類のマッピングに依存する必要なく−前の検査中に撮像された網膜の領域にナビゲートすることができ、したがって、この領域の第2の3D画像を取得することができる。
第2の網膜画像取得モジュール2−2による複数の断層画像の取得中、第1の網膜画像取得モジュール1は、プロセスS180においてライブ追跡モードで動作して、第1の網膜画像取得モジュール1の撮像領域がプロセスS140において判定されたものに設定されたままである間、網膜の1又は複数のさらなる画像を後登録画像として取得する。
プロセスS190では、制御部3は、プロセスS180において取得された1又は複数のさらなる網膜画像に基づいて第2のマーカ網膜画像を生成し、第2のUWF網膜画像の少なくとも一部に基づいて第2の比較画像も生成する。第2のマーカ網膜画像は、本実施形態のように、プロセスS170において第2の網膜画像取得モジュール2−2が複数の断層画像を取得している間に第1の網膜画像取得モジュール1によって取得された単一の後登録画像に対応することができ、または、例えば、後登録画像の2つ以上の平均の計算によりもしくは画質などの選択基準に応じた複数の後登録画像からの画像の選択により、第2の網膜画像取得モジュール2−2が断層画像を取得している間に第1の網膜画像取得モジュール1によって取得された2つ以上の後登録画像を処理することによって取得されることができる。第2の比較画像は、本実施形態のように、第2のUWF網膜画像全体に対応してもよく、あるいは第2のUWF網膜画像の一部のみであってもよい(例えば、網膜走査が最も可能性が高い網膜の領域をカバーする)。プロセスS190では、制御部3は、第2のマーカ網膜画像を第2の比較画像400と比較し、比較に基づいて、第2の比較画像内の第2のマーカ網膜画像の位置を示す第2のマーカを生成する。制御部3は、例えば、第2のマーカ網膜画像と第2の比較画像との間の相互相関のピークを見つけることにより、第2のマーカを生成してもよい。
そして、制御部3は、(プロセスS200において)第2の比較画像に関連して第2のマーカを記憶してもよい。第2のマーカは、第2の比較画像に関連するだけでなく、追加的にまたは代替的に、(i)第2の網膜画像取得モジュール2−2によって取得された第2の(3D)網膜画像、(ii)第1の網膜画像取得モジュール1によって取得された1又は複数のさらなる後登録網膜画像のうちの少なくとも1つ、(iii)第2のマーカ網膜画像、および(iv)第2のUWF網膜画像のクリップされた領域のうちの1又は複数に関連して記憶されてもよく、ここで、クリップされた領域は、第2のUWF網膜画像内の第2のマーカ網膜画像の判定された位置に配置され、後登録画像と同じサイズ(または好ましくはそれよりも大きい)とすることができる。
第2の網膜画像取得モジュール2−2による第2の3D網膜画像の取得中、または第2の網膜画像取得モジュール2−2によるさらなる3D網膜画像の取得中、制御部3は、プロセスS180において取得したものと他の1又は複数の網膜画像に基づいて、第3のマーカ網膜画像を生成することができ、第3のマーカ網膜画像を第2のUWF網膜画像の少なくとも一部に基づく第3の比較画像と比較して、第3の比較画像内の第3のマーカ網膜画像の位置を示す第3のマーカを判定することができる。そして、制御部3は、第2のUWF網膜画像内の第2および第3のマーカ網膜画像の位置間の相対オフセットを判定し、判定した相対オフセットを記憶し、および/またはディスプレイ26に判定した相対オフセットを表示することができる。
[変更および変形]
上述した実施形態に対して多くの変更および変形を行うことができる。
上述した実施形態では、ダイクロイックミラー64の光入射側に、Y方向に走査するポリゴンミラー44と、Y方向に走査するV検流計ミラー60とが配置されている。しかしながら、ダイクロイックミラー64は、スリットミラー66の焦点から光軸方向に離れた位置に配置されてもよく、Y方向に走査するポリゴンミラー44またはV検流計ミラー60は、スリットミラー66の焦点位置に配置されてもよい。そのような場合、ポリゴンミラー44またはV検流計ミラー60は、SLO画像取得およびOCT画像取得中に使用される共有走査光学系として機能する。
さらにまた、SLO用の光およびOCT用の光が通過する共有光軸が、ダイクロイックミラー64によって生成される例が説明されたが、ダイクロイックミラー64の代わりに、偏光ビームスプリッタなどのビームスプリッタまたはハーフミラーなどの光学部材が使用されてもよい。
上記実施形態では、ポリゴンミラー44およびV検流計ミラー60は、ダイクロイックミラー64の光入射側に配置され、SLOおよびOCTによって共有されるX方向走査用のH検流計ミラー68は、図2に示すように、ダイクロイックミラー64の光放射側に配置される。図10は、図1に示したSLOユニット32、OCTユニット34、および共有光学系36に対応する構成を示している。図11に示すように、装置本体は、ダイクロイックミラー1064、SLOエンジン1032A、およびOCTエンジン1034Aを含む。走査系1044は、ダイクロイックミラー1064とSLOエンジン1032Aとの間に配置されている。さらに、他の走査系1060は、ダイクロイックミラー1064とOCTエンジン1034Aとの間に配置されている。さらなる走査系1068は、ダイクロイックミラー1064と被験者の眼1038との間に配置されている。
なお、走査系1044は、ポリゴンミラー44に対応し、SLOエンジン1032Aは、図1のSLOユニット32からポリゴンミラー44を取り除くことによって得られた部分であることに留意されたい。走査系1060は、V検流計ミラー60に対応し、OCTエンジン1034Aは、図2のOCTユニット34からV検流計ミラー60を取り除くことによって得られた部分である。走査系1068は、H検流計ミラー68に対応する。
走査光学系に以下の変更を加えることができる。
図11は、実施形態の第1の変形例の眼科装置の光学系の概略図である。図12に示すように、ダイクロイックミラー1064の一方の光入射側(SLOエンジン1032A側)にSLO用の2次元走査光学系1104が配置され、ダイクロイックミラー1064の他の光入射側(OCTエンジン1034A側)にOCT用の2次元走査光学系1102が配置されている。
図12は、実施形態の第2の変形例の眼科装置の光学系の概略図である。図13に示すように、SLOおよびOCTによって使用される共有の2次元走査光学系1200は、ダイクロイックミラー1064の光放射側に配置される。
さらにまた、上述した全ての走査光学系において、X方向とY方向を入れ替えることにより同様の走査を行うことができる。
走査を中継する光学部材として楕円ミラーが使用される例について説明したが、放物面ミラーなどの他の凹面鏡が使用されてもよく、凹面鏡の代わりにレンズなどの光学部材が使用されてもよい。走査を中継する光学部材として、複数の焦点を含む光学部材が使用されてもよい。そのような場合、光学部材、走査光学系、および被験者の眼の位置関係は、以下の態様を採用することができる。
第1の態様では、被験者の眼は、1つの焦点位置f1に配置され、SLOおよびOCTによって使用される共有2次元走査光学系は、他の1つの焦点位置f2に配置される。
第2の態様では、被験者の眼は、1つの焦点位置f1に配置され、SLOによって使用される2次元走査光学系は、他の1つの焦点位置f2に配置され、OCTによって使用される2次元走査光学系は、さらに他の1つの焦点位置f3に配置される。
第3の態様では、被験者の眼は、1つの焦点位置f1に配置され、SLOおよびOCTの双方によって使用されて第1の方向に光を走査する共有1次元走査光学系は、他の1つの焦点位置f2に配置され、SLOによって使用される第1の方向(例えば、直交方向)と交差する第2の方向に光を走査する1次元走査光学系は、さらに他の1つの焦点位置f3に配置され、OCTによって使用される第2の方向に光を走査する1次元走査光学系は、他の1つの焦点位置f3と光学的に等価な位置に配置される。
なお、上記各態様において、被験者の眼および走査光学系は、焦点位置の代わりに、焦点位置と光学的に等価な位置に配置されてもよいことに留意されたい。
上述した例示的な実施形態では、ポリゴンミラー44の代わりに、微小電気化学システム(MEMS)ミラー、回転ミラー、プリズム、共振ミラーなどが使用されてもよい。
上述した例示的な実施形態では、V検流計ミラー60およびH検流計ミラー68の代わりに、MEMSミラー、回転ミラー、プリズム、多角形スキャナ、または共振ミラーが使用されてもよい。
上記の例示的な実施形態のそれぞれでは、スリットミラー66および楕円ミラー70によって一対の凹面ミラーが構成される例が説明されたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、スリットミラー66の代わりに、傾斜球面ミラー、非球面ミラー、一対のパラボラミラー、一対の放物面ミラー、レンズ系、またはこれらの適切な組み合わせを採用した光学系が使用されてもよい。
さらにまた、上記例示的な実施形態のそれぞれにおいて説明した固視目標光制御処理は、単なる例にすぎない。したがって、言うまでもなく、不要なステップが省略されたり、新たなステップが追加されたり、処理シーケンスが再配置されたりしてもよい。さらに、OCT撮像処理の各項目は、FPGA、ASICなどのハードウェア構成のみによって実装されてもよく、ソフトウェア構成とハードウェア構成とを使用するコンピュータの組み合わせによって実装されてもよい。
以上、図面を参照して本発明の例示的な実施形態について説明したが、例示的な実施形態の具体的な構成は、これらに限定されるものではなく、本発明の趣旨および範囲を逸脱しない範囲で設計などを包含するものである。
本明細書で言及される全ての出版物、特許出願および技術標準は、個々の出版物、特許出願、または技術標準が参照により組み込まれることが具体的且つ個別に示されるのと同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (22)

  1. 網膜の撮像領域を撮像するように動作可能な第1の網膜画像取得モジュール(1)と、前記網膜の照明領域を同時に照明するように動作可能な照明モジュール(2−1;2−2)とを有し、前記撮像領域および前記照明領域が互いに所定の位置関係を有する眼科装置(10−1;10−2)を制御する方法において、
    前記網膜の参照撮像領域を撮像することによって参照網膜画像(400)を取得するように前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御すること(S10)と、
    前記参照網膜画像(400)内で目標(408)を指定すること(S20)と、
    前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、前記参照撮像領域内の初期撮像領域の現在の網膜画像を取得すること(S30)と、
    前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、前記目標(408)、および前記参照網膜画像(400)の少なくとも一部を使用して前記網膜の撮像領域を前記初期撮像領域から目的撮像領域まで移動させ、前記目的撮像領域の網膜画像を取得すること(S40)と、
    前記照明モジュール(2−1;2−2)を制御して、前記第1の網膜画像取得モジュール(1)の前記撮像領域が前記目的撮像領域である間に、前記網膜の照明領域を照明すること(S50;S50’)と、
    前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、前記照明モジュール(2−1;2−2)が前記網膜の照明領域を照明している間に、1又は複数の網膜画像を取得すること(S60;S60’)と、
    前記1又は複数の網膜画像に基づくマーカ網膜画像を前記参照網膜画像(400)の少なくとも一部に基づく比較画像と比較して、前記比較画像内の前記マーカ網膜画像の位置を示すマーカを判定すること(S70)とを備える、方法。
  2. 前記照明モジュールが、前記網膜のそれぞれの撮像領域を撮像するように動作可能な第2の網膜画像取得モジュール(2−2)を備え、前記第1および第2の網膜画像取得モジュール(1、2−2)が、互いに所定の位置関係を有する前記網膜のそれぞれの撮像領域を同時に撮像するように動作可能であり、
    前記第2の網膜画像取得モジュール(2−2)が、前記第1の網膜画像取得モジュール(1)の撮像領域が前記目的撮像領域である間に網膜画像を取得するように制御され(S50)、
    前記第1の網膜画像取得モジュール(1)が、前記第2の網膜画像取得モジュール(2−2)が前記網膜画像を取得している間に、前記1又は複数の網膜画像を取得するように制御される(S60)、請求項1に記載の方法。
  3. さらに、
    前記比較画像、
    参照画像、
    前記1又は複数の網膜画像の少なくとも1つ、
    前記マーカ網膜画像、および、
    前記参照網膜画像のクリップされた領域
    のうちの少なくとも1つに関連して前記マーカを記憶すること(S80)を備え、前記クリップされた領域が、前記参照網膜画像内の前記マーカ網膜画像の判定された位置に配置される、請求項1または請求項2に記載の方法。
  4. さらに、
    前記第2の網膜画像取得モジュール(2−2)によって取得された前記網膜画像、
    前記比較画像、
    参照画像、
    前記1又は複数の網膜画像の少なくとも1つ、
    前記マーカ網膜画像、および、
    前記参照網膜画像のクリップされた領域
    のうちの少なくとも1つに関連して前記マーカを記憶することを備え、前記クリップされた領域が、前記参照網膜画像内の前記マーカ網膜画像の前記判定された位置に配置される、請求項2に記載の方法。
  5. 前記第1の網膜画像取得モジュール(1)が、
    (i)前記現在の網膜画像(406)を前記参照網膜画像(400)と比較することにより、前記参照網膜画像(400)内の前記現在の網膜画像(406)の位置を判定すること(S42)、
    (ii)前記参照網膜画像(400)内の前記現在の網膜画像(406)の位置を、前記参照網膜画像(400)内の前記目標(408)の位置と比較し、前記比較に基づいて、前記第1の網膜画像取得モジュール(1)の前記現在の撮像領域を、前記参照網膜画像(400)内の前記目標(408)に対応する前記網膜上の目標に近付ける調整を判定すること(S44)、
    (iii)前記調整を使用して前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御し、前記第1の網膜画像取得モジュール(1)の前記撮像領域を、前記現在の撮像領域になる前記参照網膜画像(400)内の他の撮像領域に設定すること(S46)、および、
    (iv)前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、プロセス(iii)において設定された前記現在の撮像領域の現在の網膜画像を取得すること(S48)、
    のプロセス(i)から(iv)を少なくとも1回実行することにより、その撮像領域を前記初期撮像領域から前記目的撮像領域まで移動するように制御され、
    前記目的撮像領域の前記網膜画像が、プロセス(iv)の最終実行において取得された網膜画像である、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の方法。
  6. プロセス(i)から(iv)のシーケンスが複数回実行され、前記現在の撮像領域(406)の位置に対する調整が、プロセス(ii)の以前の実行の1又は複数において判定された前記1又は複数の調整に基づいて、プロセス(ii)の2回目以降の実行において判定される、請求項5に記載の方法。
  7. さらに、プロセス(ii)の少なくとも1つの実行において判定された前記調整の指標をディスプレイ(26)に表示するための表示データを生成することを備える、請求項5または請求項6に記載の方法。
  8. プロセス(i)から(iv)のシーケンスが、所定の回数、またはプロセス(iv)において取得された前記網膜画像の前記参照網膜画像(400)内の位置が、前記参照網膜画像(400)内の前記目標(408)の位置と所定の誤差範囲内に一致するまで繰り返される、請求項5〜請求項7の何れか1項に記載の方法。
  9. さらに、
    前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、前記網膜の第2の参照撮像領域を撮像することによって第2の参照網膜画像を取得し(S90)、
    前記マーカ、前記比較画像および前記第2の参照網膜画像を使用して、前記第2の参照網膜画像内の目標を指定し(S100)、
    前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、前記第2の参照撮像領域内の初期撮像領域の現在の網膜画像を取得し(S110)、
    前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、前記第2の参照網膜画像内の前記目標および前記第2の参照網膜画像を使用して、その撮像領域を前記第2の参照撮像領域内の前記初期撮像領域から前記第2の参照撮像領域内の目的撮像領域まで移動させ、前記第2の参照撮像領域内の前記目的撮像領域の網膜画像を取得し(S120からS160)、
    前記第2の網膜画像取得モジュール(2−2)を制御して、前記第1の網膜画像取得モジュール(1)の前記撮像領域が前記目的撮像領域である間に、第2の網膜画像として、前記第2の網膜画像取得モジュール(2−2)の前記撮像領域内の画像を取得し(S170)、
    前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、前記第2の網膜画像取得モジュール(2−2)が前記第2の網膜画像を取得している間に、1又は複数のさらなる網膜画像を取得し(S180)、
    前記1又は複数のさらなる網膜画像に基づく第2のマーカ網膜画像を、前記第2の参照網膜画像の少なくとも一部に基づく第2の比較画像と比較し、前記第2の比較画像内の前記第2のマーカ網膜画像の位置を示す第2のマーカを判定する(S190)
    ことにより、繰り返し画像取得プロセス中に、前記第2の網膜画像取得モジュール(2−2)によって前記第2の網膜画像を取得するように前記眼科装置(10−2)を制御することを備える、請求項2〜請求項8の何れか1項に記載の方法。
  10. 前記第1の網膜画像取得モジュール(1)が、
    (a)前記現在の網膜画像を前記第2の参照網膜画像と比較することにより、前記第2の参照網膜画像内の前記現在の網膜画像の位置を判定し(S120)、
    (b)前記第2の参照網膜画像内の前記現在の網膜画像の位置を、前記第2の参照網膜画像内の前記目標の位置と比較し、前記比較に基づいて、前記第1の網膜画像取得モジュール(1)の前記現在の撮像領域を前記第2の参照網膜画像内の前記目標に対応する前記網膜上の目標に近付けるための調整を判定し(S130)、
    (c)前記調整を使用して前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、前記第1の網膜画像取得モジュール(1)の前記撮像領域を、前記現在の撮像領域となる前記第2の参照網膜画像内の他の撮像領域に設定し(S140)、
    (d)前記第1の網膜画像取得モジュール(1)を制御して、プロセス(c)において設定された前記現在の撮像領域の現在の網膜画像を取得する(S150)、
    プロセス(a)から(d)を少なくとも1回実行することにより、その撮像領域を前記第2の参照網膜画像内の前記初期撮像領域から前記第2の参照網膜画像内の前記目的撮像領域まで移動するよう制御され、
    前記第2の参照撮像領域内の前記目的撮像領域の前記網膜画像が、プロセス(d)の最終実行において取得された前記網膜画像であり、プロセス(a)から(d)のシーケンスが、所定の回数、または、プロセス(d)において取得された前記網膜画像の前記第2の参照網膜画像内の位置が、前記第2の参照網膜画像内の前記目標の位置と第2の所定の誤差範囲内に一致するまで繰り返される、請求項9に記載の方法。
  11. さらに、前記第2のマーカに関連して前記第2の比較画像を記憶すること(S200)を備える、請求項10に記載の方法。
  12. 第2の比較画像、
    前記第2の網膜画像取得モジュール(2−2)によって取得された前記第2の網膜画像、
    前記1又は複数のさらなる網膜画像の少なくとも1つ、
    前記第2のマーカ網膜画像、および、
    前記第2の参照網膜画像のクリップされた領域のうちの少なくとも1つに関連して前記第2のマーカを記憶すること(S200)を備え、前記クリップされた領域が、前記第2の参照網膜画像内の前記第2のマーカ網膜画像の判定された位置に配置される、請求項11に記載の方法。
  13. さらに、
    他の1又は複数の網膜画像に基づく第2のマーカ網膜画像を、前記参照網膜画像の少なくとも一部に基づく第2の比較画像と比較して、前記第2の比較画像内の前記第2のマーカ網膜画像の位置を示す第2のマーカを判定することと、
    前記参照網膜画像における前記第1および第2のマーカ網膜画像の位置間の相対オフセットを判定することと、
    前記判定された相対オフセットを記憶すること、および前記判定された相対オフセットをディスプレイ(26)に表示することのうちの少なくとも1つを実行することとを備える、請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の方法。
  14. さらに、
    他の1又は複数の網膜画像に基づく第3のマーカ網膜画像を、前記第2の参照網膜画像の少なくとも一部に基づく第3の比較画像と比較して、前記第3の比較画像内の前記第3のマーカ網膜画像の位置を示す第3のマーカを判定することと、
    前記第2の参照網膜画像における前記第2および第3のマーカ網膜画像の位置間の相対オフセットを判定することと、
    前記判定された相対オフセットを記憶すること、および前記判定された相対オフセットをディスプレイ(26)に表示することのうちの少なくとも1つを実行することとを備える、請求項9〜請求項12の何れか1項に記載の方法。
  15. 前記第1の網膜画像取得モジュール(1)が、網膜の走査を生成するように構成された走査検眼鏡(18、32、36)を備え、前記第2の網膜画像取得モジュール(2−2)が、前記網膜の断層画像を生成するように構成された光干渉断層撮像モジュール(16、34、36)を備える、請求項2〜請求項14の何れか1項に記載の方法。
  16. 前記走査検眼鏡が、眼の中心において測定された前記網膜の最大180度の走査まで、前記参照網膜画像として生成するように構成される、請求項15に記載の方法。
  17. 前記走査検眼鏡が、前記眼の中心において測定された前記網膜の最大120度の走査まで、前記参照網膜画像として生成するように構成される、請求項16に記載の方法。
  18. 前記走査検眼鏡が、前記眼の中心において測定された前記網膜の最大80度の走査まで、前記参照網膜画像として生成するように構成される、請求項17に記載の方法。
  19. プロセッサ(120)によって実行されると、前記プロセッサ(120)に請求項1〜請求項18の何れか1項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム命令を記憶するコンピュータ可読記憶媒体(150)。
  20. プロセッサ(120)によって実行されると、前記プロセッサ(120)に請求項1〜請求項18の何れか1項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム命令を搬送する信号(160)。
  21. 網膜の撮像領域を撮像するように動作可能な第1の網膜画像取得モジュール(1)および前記網膜の照明領域を同時に照明するように動作可能な照明モジュール(2−1;2−2)を有し、前記撮像領域および前記照明領域が互いに所定の位置関係を有する眼科装置(10−1;10−2)を制御するための制御部(3)において、プロセッサ(120)と、前記プロセッサ(120)によって実行されると前記プロセッサ(120)に請求項1〜請求項18の何れか1項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム命令を記憶するメモリ(140)とを備える、制御部(3)。
  22. 眼(38)の網膜の撮像領域の網膜画像を取得するように構成された網膜画像取得モジュール(1)と、
    前記網膜の照明領域を同時に照明するように動作可能であり、前記撮像領域および前記照明領域が互いに所定の位置関係を有する照明モジュール(2−1;2−2)と、
    前記網膜画像取得モジュール(1)および前記照明モジュール(2−1;2−2)を制御するように構成された請求項21に記載の制御部(3)とを備える、眼科装置(10−1;10−2)。
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