JP2021108838A - Oct装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の実施形態を説明する。以下の<>にて分類された項目は、独立または関連して利用されうる。例えば、ある実施形態において、複数の項目を適宜組み合わせることができる。また、例えば、ある実施形態に関して記載された項目を、他の実施形態に対して適用できる。
まず、第1実施形態について説明する。第1実施形態に係るOCT装置によれば、良好なOCTデータを互いに異なる掃引周波数で取得できる。
OCT光学系(図2参照)は、被検眼のOCTデータを撮影するために利用される。OCT光学系は、被検眼の組織に導かれる測定光と、参照光と、のスペクトル干渉信号を検出する。
変換部は、検出器から出力されるスペクトル干渉信号をサンプリングする。波長掃引に伴って、スペクトル干渉信号が、ビート信号として検出される。また、変換部は、検出器から出力されるスペクトル干渉信号を、アナログ信号からデジタル信号へと変換する。変換部は、サンプリング周波数を調整可能なデジタイザであってもよい。
画像処理器は、OCT光学系から出力されるスペクトル干渉信号を処理して被検眼のOCTデータを取得する。より詳細には、変換部によってデジタル信号に変換されたスペクトル干渉信号が、画像処理器によって演算処理される。これによって、被検眼のOCTデータが取得される。
OCTデータは、信号データであってもよいし、視覚化された画像データであってもよい。例えば、OCTデータは、被検眼の反射強度特性を示す断層画像データ、被検眼のOCTアンジオデータ(例えば、OCTモーションコントラストデータ)、被検眼のドップラー特性を示すドップラーOCTデータ、被検眼の偏光特性を示す偏光特性データ、等の少なくともいずれかであってもよい。
OCTデータには、フルレンジ化技術が適用されてもよい。OCTデータにおいて虚像を除去する種々の手法が、フルレンジ化技術と呼ばれる。本実施形態では、いずれかのフルレンジ化技術を適用してもよく、これによって、虚像が選択的に除去された更に広範囲のOCTデータが取得可能であってもよい。
演算制御部は、OCT装置における装置全体の動作を司るプロセッサである。演算制御部は、例えば、CPU、RAM、および、ROM等によって構成されてもよい。また、演算制御部によって、画像処理器が兼用されてもよい。
これに対し、第1実施形態の演算制御部は、補正処理を実行する。補正処理では、上記複数の条件の一部における掃引周波数に応じた変化が抑制されるように、OCT光学系の制御、および、画像処理器によるスペクトル干渉信号の演算処理のうち、少なくともいずれかが、掃引周波数に応じて補正される。
演算制御部は、補正処理において以下の手法の何れかを利用することにより、OCTデータにおける深さ方向の撮影範囲を、掃引周波数の変更前後で維持してもよい。例えば、以下の手法のいずれかによって、1回のAスキャンあたりのサンプリング数が、前記掃引周波数が第1周期であるときと第2周期であるときとの間で等しくなるように調整することによって、撮影範囲を維持してもよい。
演算制御部は、それぞれのサンプリングで得られたスペクトル干渉信号を波長空間へマッピングするためのマッピング情報を、掃引周波数に応じて変更してもよい。マッピング情報は、サンプリングタイミングと光源から出射される光の波長との対応関係(つまり、マッピングの条件)を示す。キャリブレーションとして、掃引周波数毎に、出射される光の波長の経時変化を測定し、測定結果に基づいて各掃引周波数に対するマッピング情報を求めてもよい。マッピング情報は、例えば、ルックアップテーブルであってもよい。このようなマッピング情報が掃引周波数に応じて変更されることによって、それぞれの掃引周波数において、スペクトル干渉信号に対する演算処理に基づいて、適切なOCTデータを取得できる。
掃引周波数が変更されると、掃引周波数に応じてデューティ比が変更される。その結果、スペクトル干渉信号の感度が低下してしまうと考えられる。これに対し、演算制御部は、波長掃引光源から出射される光の光量を、掃引周波数毎に変更してもよい。
波長掃引光源における掃引周波数は、検者からの操作入力に基づいて、選択されてもよい。この場合、OCT装置は、操作入力を受け付ける入力受付部を備えていてもよい。
次に、第2実施形態について説明する。
光路長差調整部は、測定光と参照光との光路長差を変更する。これにより、OCTデータが取得される深さ位置を調整する。例えば、測定光路と参照光路との少なくともいずれかの光路長が変更され、その結果として、光路長差が変更されてもよい。光路長差調整部は、測定光路と参照光路の少なくともいずれかに配置された光学部材を駆動部により移動させることによって光路長差を変更してもよい。また、光路長差調整部は、被検眼と装置との間の作動距離を調整することによって、光路長差を変更してもよい。
第2実施形態において、演算制御部は、調整処理と、キャプチャー処理(OCTデータのキャプチャー)と、を実行する。
調整処理について、詳細に説明する。第1実施形態において、調整処理では、OCTデータが取得される深さ位置が、少なくとも調整される。深さ位置は、光路長差を調整することで調整される。第2実施形態では、調整処理によって、OCTデータにおける所定区間(詳細は後述)に眼底の像(眼底の像と対応する信号)が含まれるように、深さ位置(および光路長差)が調整される。
例えば、深さ位置の初期位置であるときに、所定区間の中央が第2眼底位置に対してオフセットしている場合は、次の第1の手法で、深さ位置が変更されてもよい
すなわち、第1の手法では、前述の第1眼底位置が短眼軸長眼において想定される眼底位置である場合は奥側へ、第1眼底位置が長眼軸長眼において想定される眼底位置である場合は手前側へ、深さ位置が初期位置から変更される。
また、例えば、深さ位置の初期位置であるときに、第2眼底位置が所定区間の略中央に位置している場合は、次の第2の手法で、深さ位置が変更されてもよい。
キャプチャー処理によって、OCTデータがキャプチャーされる。例えば、被検眼の組織上であらかじめ定められたスキャンラインに沿って、測定光が走査され、複数のスキャンラインのそれぞれのOCTデータが撮影データとして取得される。撮影データは、メモリに記憶される。
上記のようにしてキャプチャーされたOCTデータにおいて、眼底の像は、撮影範囲全体のうち狭い範囲で描写される。従って、撮影範囲全体が、そのまま画面上に表示された場合、眼底の組織が観察し難いと考えられる。これに対し、本実施形態では、OCTデータを表示する際に、以下の<設定ステップ>および<表示制御ステップ>が、実行されてもよい。
設定ステップでは、OCTデータにおける一部の深さ領域に対し、抽出領域が設定される。
表示制御ステップでは、抽出領域に対応する抽出OCTデータが、OCTデータから抽出され、モニタ上において予め定められた表示領域に表示される。よって、本実施形態では、深達性の高いOCTデータが取得された場合であっても、OCTデータ全体ではなく、OCTデータから組織の像位置を含む深さ領域が抽出されて表示される。従って、予め定められた表示領域に対して、被検眼の組織の像がより拡大して表示される。その結果、抽出OCTデータを介して、被検眼の組織の状態が良好に把握されやすくなる。
また、表示制御ステップでは、抽出元となったOCTデータに対する抽出領域の位置関係を示す情報を、抽出OCTデータと共に、モニタ上に表示させてもよい。このような情報が表示されることで、例えば、抽出OCTデータに含まれる被検眼の組織の位置が把握されやすくなる。
変更ステップでは、OCTデータに対する抽出領域の深さ位置および範囲の少なくとも一方を変更するための操作入力が受け付けられる。また、操作入力に基づいて抽出領域の深さ位置および範囲の少なくとも一方が変更される。
取得ステップでは、予め定められた複数のスキャンラインのそれぞれに対する複数のOCTデータが取得されてもよい。複数のOCTデータを撮影するために、OCT光学系によって、複数のスキャンラインが連続的にスキャンされていてもよい。複数のスキャンラインは、ラスタースキャンによって互いに近接した位置(例えば、略1画素分ずつ離れた位置)に設定されてもよい。
OCT光学系を介して新たなOCTデータが撮影される都度、逐次、上記の順次表示によって、リアルタイムな抽出OCTデータが表示されてもよい。この場合、例えば、取得ステップでは、OCT光学系によって各々のスキャンラインが走査されることによってOCTデータが画像処理器によって生成される都度、そのOCTデータが新たなOCTデータとして随時取得される。また、新たなOCTデータに抽出領域が設定されて、抽出領域と対応する抽出OCTデータが、表示領域においてリアルタイムに表示される。
また、走査線の位置が互いに一致し、撮影日が互いに異なる、複数のOCTデータを用いた経過観察(フォローアップ)のために、次のような処理が行われてもよい。
抽出領域が設定されるOCTデータは、合成OCTデータのであってもよい。合成OCTデータは、深さ位置が互いに異なる複数のOCTデータを合成することによって生成される(例えば、本出願人による下記の特許文献3を参照)。合成OCTデータには、少なくとも前眼部と眼底のOCTデータが含まれていてもよい。また、更に、赤道部のOCTデータが含まれていてもよい。
より深達性の高いOCTデータでは、OCTデータのデータ容量が肥大化し得る。一方、深達性の高いOCTデータにおいて、被検眼の組織が占める深さ領域は、従前と変わらない場合が考えられる。そこで、本実施形態では、抽出領域が設定されることにより、抽出領域以外の領域のデータがOCTから削減(削除または圧縮)されてもよい。その結果、抽出領域のデータ(つまり、抽出OCTデータ)が元のOCTデータの代わりにメモリに保存されてもよい。
以下、実施例として、図1,2に示すOCTシステム(光コヒーレンストモグラフィーシステム)を説明する。
次に、図2を参照し、本実施例におけるOCT光学系100を説明する。OCT光学系100は、導光光学系150によって測定光を被検眼Eに導く。OCT光学系100は、参照光学系110に参照光を導く。OCT光学系100は、被検眼Eによって反射された測定光と参照光との干渉、によって取得される干渉信号光を検出器(受光素子)120に受光させる。なお、OCT光学系100は、図示無き筐体(装置本体)内に搭載され、ジョイスティック等の操作部材を介して周知のアライメント移動機構により眼Eに対して筐体を3次元的に移動させることによって被検眼に対するアライメントが行われてもよい。
導光光学系150は、測定光を眼Eに導くために設けられる。導光光学系150には、例えば、光ファイバー152、コリメータレンズ153、フォーカシングレンズ155、光スキャナ156、及び、対物レンズ系158(本実施例における対物光学系)が順次設けられてもよい。この場合、測定光は、光ファイバー152の出射端から出射され、コリメータレンズ153によって平行ビームとなる。その後、フォーカシングレンズ155を介して、光スキャナ156に向かう。フォーカシングレンズ155は、図示なき駆動部によって光軸に沿って変位可能であり、眼底での集光状態を調整するために利用される。光スキャナ156を通過した光は、対物レンズ系158を介して、眼Eに照射される。対物レンズ系158に関して光スキャナ156と共役な位置に、第1の旋回点P1が形成される。この旋回点P1に前眼部が位置することで、測定光はケラレずに眼底に到達する。また、光スキャナ156の動作に応じて測定光が眼底上で走査される。このとき、測定光は、眼底の組織によって散乱・反射される。
参照光学系110は、測定光の眼底反射光と合成される参照光を生成する。参照光学系110を経由した参照光は、カップラ148にて測定光路からの光と合波されて干渉する。参照光学系110は、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであってもよい。
制御部70は、検出器120によって検出されたスペクトル信号を処理(フーリエ解析)し、被検眼のOCTデータを得る。
なお、本実施例において、制御部70は、検出器120から出力されるスペクトルデータに対しソフトウェアによる分散補正処理を施してもよい。制御部70は、分散補正後のスペクトルデータに基づいてOCTデータを得る。このため、実像と虚像との間で画質において差異が生じる(図3参照)。
次に、フローチャートに基づいて、実施例に係るOCT装置の動作を説明する。
まず、撮影動作が設定される。例えば、被検眼における撮影部位、スキャンパターン、および、撮影種別等が、このとき設定されてもよい。撮影動作の設定を行うために、設定画面が表示されてもよい。
被検眼に対して装置のアライメントが行われる。例えば、事前に被検者に固視標を注視させたうえで、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、被検眼と測定光軸との位置関係が調整される。例えば、被検眼の瞳孔中心と測定光軸とが一致するように調整される。アライメントは、手動で調整されてもよいし、自動で調整されてもよい。アライメント調整が完了した位置では、観察光学系200による眼底の正面画像が観察画像として取得可能である。
次いで、撮影条件の最適化制御が行われる。最適化制御を行うことで、検者が所望する眼底部位が、OCT光学系100によって高感度・高解像度で観察できるようにする。なお、本実施例では、OCT光学系100における最適化の制御の一例として、光路長調整、フォーカス調整、および、偏光状態の調整(ポラライザ調整)が実行される。
まず、制御部70は、撮影条件の初期化処理を実行する。本実施例では、初期化処理において、少なくともOPLおよびフォーカス位置が初期化される。例えば、フォーカシングレンズ155の位置とミラー145aの位置とのそれぞれを、予め定められた初期位置(移動開始位置)へ移動させる。ミラー145aが初期位置へ移動されることによって、OCTデータが取得される深さ位置が、初期位置に設定される。
本実施例では、深さ位置が初期位置であるときに、OCTデータが取得される。取得したOCTデータに対して、眼底の像の検出処理が行われる。所定区間内で眼底の像が検出される場合(S5:Yes)、OPLを動かさずに、OPL調整は完了される。
一方、所定区間内で眼底の像が検出されなかった場合(S5:No)、OPLが予め定められた第2の値へ変更されるように、ミラー145aを移動させる(S6)。これにより、OCTデータが取得される深さ位置が、より奥側の第の2位置へシフトされる。図6(b)に示すように、本実施例において、深さ位置が第2の位置であるときは、OCTデータの所定区間に第3眼底位置Er3が少なくとも含まれる。本実施例では、一例として、角膜より奥側に32mmの位置が、第3眼底位置Er3として用いられる。
OPLが第2の値であるときにOCTデータが取得され、取得されたOCTデータに対して、眼底の像の検出処理が行われる。所定区間内に眼底の像が検出される場合に、OPL調整は完了される。ここで、ほとんどの被検眼の眼軸長値が、第1眼底位置Er1から第3眼底位置Er3までと対応する、角膜から16mm〜32mmの範囲に含まれる。それ故、この段階で(つまり、多くても1ステップ分だけOPLが変更されるまでに)、ほとんどの被検眼において、OPL調整が完了される。
本実施例において、制御部70は、ポラライザ147を駆動させて、測定光と参照光との間における偏光状態を調整する。測定光と参照光の間で偏光状態が合致する場合に、より強い干渉信号が得られるようになる。そこで、測定光と参照光の間で偏光状態が合致するように、ポラライザ147が、受光素子120から出力される出力信号に基づいて、駆動制御される。
本実施例では、最適化の完了後、検者によって図示無き撮影スイッチが押されると、OCT光学系200を介してOCT画像が撮影される。撮影されたOCT画像は、例えば、メモリ75に記憶される。このとき、あらかじめ定められた複数のスキャンパターンのうちいずれかで、OCTデータが撮影されてもよい。
次に、図8に示すフローチャートに沿って、実施例のOCTシステムで実行される眼科用画像処理方法を説明する。フローチャートの各処理は、眼科用画像処理プログラムに基づいて、制御部70によって実行されてもよい。本実施例では、フローチャートの各処理が実行されることによって、図9〜図11で示すような態様で、少なくとも抽出OCTデータが表示される。
本実施例では、事前に行われたS12の処理によって、OCTデータが取得されている。このとき、複数枚のスライスが取得されている場合は、図9〜図10に示す画面において最初に表示されるスライスが選択される。最初に表示されるスライスは、スキャンパターンごとに、予め定められていてもよい。
次に、表示対象として選択されたスライスにおける抽出領域が設定される(S53)。本実施例では、スライスに含まれる眼底の像が、画像処理によって検出されてもよく、眼底の像の検出位置を基準として、抽出領域が設定されてもよい。
抽出領域の設定後、抽出OCTデータの表示が開始される。一例として、図9〜図10で示すような態様で表示が行われる。
ビュワー画面が表示された状態で、制御部70は、各種の指示を、入力インターフェース75に対する操作入力に基づいて受け付け可能である(S55)。例えば、入力インターフェース75を介してポインタCを移動させ、各種ウィジェットを選択可能であってもよい。各種のウィジェットを介して、各種の操作入力が入力される。
本実施例では、ビュワー画面が表示された状態で、制御部70は、表示対象となるスライスを維持したままで抽出領域を変更するための変更指示を受け付けてもよい。抽出領域の変更指示は、上述の選択枠221(ウィジェットの一例)を介した操作入力に基づいて受け付けてもよい。抽出領域の変更指示を受け付け得た場合(S56:Yes)、指示に応じて抽出領域が更新(新たに設定)される(S57)。
本実施例では、ビュワー画面が表示された状態で、制御部70は、新たなスライスを表示対象として選択するための変更指示を受け付けてもよい。本実施例では、正面画像上において新たなスライスと対応するスキャンラインを選択する操作入力、および、送りボタン211〜214に対する操作入力、に基づいて、OCTデータの変更指示を受け付けてもよい。
また、例えば、本実施例では、ビュワー画面の表示を終了させるための指示を受け付けてもよい。当該指示を受け付けた場合(S62:Yes)、制御部70は、ビュワー画面の表示を終了させる。
以上、実施形態および実施例に基づいて本開示を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、種々の変形が許容される。
10 撮影ユニット
50 制御ユニット
70 制御部
80 モニタ
102 光源
100 OCT光学系
120 検出器
145 光路長差調整部
Claims (9)
- 被検眼の組織に導かれる測定光と参照光とのスペクトル干渉信号を検出するOCT光学系であって、深さ方向に関して広域なOCTデータを取得可能なOCT光学系と、
前記OCT光学系から出力される前記スペクトル干渉信号に基づいて前記被検眼についての前記広域なOCTデータを取得する画像処理器と、
前記OCTデータが取得される深さ位置を調整するために、測定光と参照光との光路長差を変更する光路長差調整部と、
前記深さ位置の調整を少なくとも行う調整処理と、前記OCTデータをキャプチャーするキャプチャー処理と、を実行する制御手段と、を備え、
前記制御手段によって、
前記調整処理における前記深さ位置の初期位置として、短眼軸長眼または長眼軸長眼において想定される眼底位置である第1眼底位置から、平均的な眼軸長眼において想定される眼底位置である第2眼底位置までが、前記OCTデータにおける所定区間に含まれるような位置が設定され、
前記深さ位置が前記初期位置であるときの前記所定区間内に眼底の像が位置する場合は、前記眼底の像の位置に関わらず前記キャプチャー処理が実行される、OCT装置。 - 前記調整処理では、前記深さ位置が前記初期位置である場合において、前記所定区間内に前記眼底の像が含まれていないときは、前記深さ位置が前記初期位置から変更される、請求項1記載のOCT装置。
- 前記短眼軸長眼において想定される眼底位置、および、前記長眼軸長眼において想定される眼底位置のうち、前記第1眼底位置とする一方に対する他方を、第3眼底位置と称し、
前記調整処理では、前記深さ位置が前記初期位置であるときの前記所定区間内に前記眼底の像が含まれていない場合は、前記深さ位置を、前記第3眼底位置が前記所定区間内に含まれるような第2の位置へ変更される、請求項2記載のOCT装置。 - 前記初期位置であるときと前記第2の位置であるときと、の間における前記所定区間の重複量は、前記所定区間の半分以下である、請求項3記載のOCT装置。
- 前記調整処理では、
前記初期位置において、前記第2眼底位置が前記所定区間の中央に配置され、
前記深さ位置が前記初期位置であるときの前記所定区間内に前記眼底の像が含まれていない場合は、前記初期位置に対して手前側の第3の位置および奥側の第4の位置に前記深さ位置を順次変更し、前記第3の位置および前記第4の位置のいずれで前記眼底の像が前記所定区間内に位置した段階で、前記眼底の像の位置に関わらず前記キャプチャー処理が実行される、請求項1又は2記載のOCT装置。 - 前記制御手段は、更に、
前記キャプチャー処理によって取得される前記OCTデータに対して、前記眼底の像位置を含む深さ領域を抽出領域として設定する設定処理と、
前記抽出領域に対応する抽出OCTデータを前記OCTデータから抽出し、モニタ上において予め定められた表示領域に表示させる表示制御処理と、を実行する、請求項1〜5のいずれかに記載のOCT装置。 - 前記測定光におけるフォーカス位置を調整するためのフォーカス調整部を備え、
前記制御手段は、前記調整処理において、前記第2眼底位置を前記フォーカス位置の初期値として設定する、請求項1〜6のいずれかに記載のOCT装置。 - 前記OCT光学系は、SS―OCT光学系である請求項1〜7のいずれかに記載のOCT装置。
- 前記OCTデータには虚像を除去するフルレンジ化技術が適用されている請求項1〜8のいずれかに記載のOCT装置。
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