実施形態に係る眼科装置の例示的な態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態に係る眼科装置は、被検眼のデータを光学的に(つまり、光を利用して、光学技術を利用して)取得するために用いられる。特に、実施形態に係る眼科装置は、被検眼の瞳孔を通じて眼内に光を入射することで被検眼のデータを取得することが可能である。
このような眼科装置は、例えば、撮影機能及び測定機能の少なくとも一方を含む。撮影機能を有する眼科装置の例として、光干渉断層計、眼底カメラ、走査型レーザー検眼鏡などがある。測定機能を有する眼科装置の例として、眼軸長測定装置、眼屈折検査装置、ウェーブフロントアナライザ、マイクロペリメータ、視野計などがある。
以下の例示では、スウェプトソースOCTと眼底カメラとを組み合わせた眼科撮影装置について説明するが、実施形態はこれに限定されない。OCTの種別はスウェプトソースOCTには限定されず、例えばスペクトラルドメインOCTであってもよい。
スウェプトソースOCTは、波長可変光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検物からの測定光の戻り光を参照光と重ね合わせて干渉光を生成し、この干渉光をバランスドフォトダイオード等の光検出器で検出し、波長の掃引及び測定光のスキャンに応じて収集された検出データにフーリエ変換等を施して画像を形成する手法である。
スペクトラルドメインOCTは、低コヒーレンス光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検物からの測定光の戻り光を参照光と重ね合わせて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル分布を分光器で検出し、検出されたスペクトル分布にフーリエ変換等を施して画像を形成する手法である。
このように、スウェプトソースOCTは時分割でスペクトル分布を取得するOCT手法であり、スペクトラルドメインOCTは空間分割でスペクトル分布を取得するOCT手法である。なお、実施形態に利用することが可能なOCT手法はこれらに限定されず、これらと異なる任意のOCT手法(例えば、タイムドメインOCT)を利用した実施形態を採用することも可能である。
本明細書においては、特に言及しない限り、「画像データ」と、それに基づく「画像」とを区別しない。また、特に言及しない限り、被検眼の部位又は組織と、それを表す画像とを区別しない。
〈構成〉
図1に示す例示的な眼科装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100、及び演算制御ユニット200を含む。眼底カメラユニット2には、被検眼Eの正面画像を取得するための光学系や機構と、OCTを実行するための光学系や機構とが設けられている。OCTユニット100には、OCTを実行するための光学系や機構が設けられている。演算制御ユニット200は、各種の処理(演算、制御等)を実行するように構成された1以上のプロセッサを含んでいる。更に、眼科装置1は、2つの方向から前眼部を撮影するための2つの前眼部カメラ300を備えている。
眼底カメラユニット2には、被検者の顔を支持するための顎受けと額当てが設けられている。顎受け及び額当ては、図4A及び図4Bに示す支持部440に相当する。ベース410には、光学系駆動部2A等の駆動系や、演算制御回路が格納されている。ベース410上に設けられた筐体420には、光学系が格納されている。筐体420の前面に突出して設けられたレンズ収容部430には、対物レンズ22が収容されている。
更に、眼科装置1は、OCTが適用される部位を切り替えるためのレンズユニットを備えている。具体的には、眼科装置1は、前眼部にOCTを適用するための前眼部OCT用アタッチメント400を備えている。前眼部OCT用アタッチメント400は、例えば、特開2015-160103号公報に開示された光学ユニットと同様に構成されていてよい。
図1に示すように、前眼部OCT用アタッチメント400は、対物レンズ22と被検眼Eとの間に配置可能である。前眼部OCT用アタッチメント400が光路に配置されているとき、眼科装置1は前眼部にOCTスキャンを適用することが可能である。他方、前眼部OCT用アタッチメント400が光路から退避されているとき、眼科装置1は後眼部にOCTスキャンを適用することが可能である。前眼部OCT用アタッチメント400の移動は、手動又は自動で行われる。
他の実施形態において、アタッチメントが光路に配置されているときには後眼部にOCTスキャンを適用可能であり、且つ、アタッチメントが光路から退避されているときに前眼部にOCTスキャンを適用可能であってよい。また、アタッチメントにより切り替えられる測定部位は後眼部及び前眼部に限定されず、眼の任意の部位であってよい。なお、OCTスキャンが適用される部位を切り替えるための構成はこのようなアタッチメントに限定されず、例えば、光路に沿って移動可能なレンズを備えた構成、又は、光路に対して挿脱可能なレンズを備えた構成を採用することも可能である。
この実施形態において「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。
〈眼底カメラユニット2〉
眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efを撮影するための光学系が設けられている。取得される眼底Efのデジタル画像(眼底像、眼底写真等と呼ばれる)は、一般に、観察画像、撮影画像等の正面画像である。観察画像は、近赤外光を用いた動画撮影により得られる。撮影画像は、可視領域のフラッシュ光を用いた静止画像である。
眼底カメラユニット2は、照明光学系10と撮影光学系30とを含む。照明光学系10は、被検眼Eに照明光を照射する。撮影光学系30は、被検眼Eに照射された照明光の戻り光を検出する。OCTユニット100からの測定光は、眼底カメラユニット2内の光路を通じて被検眼Eに導かれる。被検眼E(例えば、眼底Ef)に投射された測定光の戻り光は、眼底カメラユニット2内の同じ光路を通じてOCTユニット100に導かれる。
照明光学系10の観察光源11から出力された光(観察照明光)は、凹面鏡12により反射され、集光レンズ13を経由し、可視カットフィルタ14を透過して近赤外光となる。更に、観察照明光は、撮影光源15の近傍にて一旦集束し、ミラー16により反射され、リレーレンズ系17、リレーレンズ18、絞り19、及びリレーレンズ系20を経由して孔開きミラー21に導かれる。そして、観察照明光は、孔開きミラー21の周辺部(孔部の周囲の領域)にて反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて被検眼E(眼底Ef)を照明する。観察照明光の被検眼Eからの戻り光は、対物レンズ22により屈折され、ダイクロイックミラー46を透過し、孔開きミラー21の中心領域に形成された孔部を通過し、ダイクロイックミラー55を透過し、撮影合焦レンズ31を経由し、ミラー32により反射される。更に、この戻り光は、ハーフミラー33Aを透過し、ダイクロイックミラー33により反射され、結像レンズ34によりイメージセンサ35の受光面に結像される。イメージセンサ35は、所定のフレームレートで戻り光を検出する。なお、撮影光学系30のフォーカスは、眼底Ef又は前眼部に合致するように調整される。
撮影光源15から出力された光(撮影照明光)は、観察照明光と同様の経路を通って眼底Efに照射される。被検眼Eからの撮影照明光の戻り光は、観察照明光の戻り光と同じ経路を通ってダイクロイックミラー33まで導かれ、ダイクロイックミラー33を透過し、ミラー36により反射され、結像レンズ37によりイメージセンサ38の受光面に結像される。
液晶ディスプレイ(LCD)39は固視標(固視標画像)を表示する。LCD39から出力された光束は、その一部がハーフミラー33Aに反射され、ミラー32に反射され、撮影合焦レンズ31及びダイクロイックミラー55を経由し、孔開きミラー21の孔部を通過する。孔開きミラー21の孔部を通過した光束は、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに投射される。固視標は、典型的には、視線の誘導及び固定に利用される。被検眼Eの視線が誘導(及び固定)される方向、つまり被検眼Eの固視が促される方向は、固視位置と呼ばれる。
LCD39の画面上における固視標画像の表示位置を変更することで固視位置を変更することができる。固視位置の例として、黄斑を中心とする画像を取得するための固視位置や、視神経乳頭を中心とする画像を取得するための固視位置や、黄斑と視神経乳頭との間の位置(眼底中心)を中心とする画像を取得するための固視位置や、黄斑から大きく離れた部位(眼底周辺部)の画像を取得するための固視位置などがある。
このような典型的な固視位置の少なくとも1つを指定するためのグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)等を設けることができる。また、固視位置(固視標の表示位置)をマニュアルで移動するためのGUI等を設けることができる。また、固視位置を自動で設定する構成を適用することも可能である。
固視位置の変更が可能な固視標を被検眼Eに提示するための構成は、LCD等の表示デバイスには限定されない。例えば、複数の発光部(発光ダイオード等)がマトリクス状に配列されたデバイス(固視マトリクス)を、表示デバイスの代わりに採用することができる。この場合、複数の発光部を選択的に点灯させることにより、固視標による被検眼Eの固視位置を変更することができる。他の例として、移動可能な1以上の発光部を備えたデバイスによって、固視位置の変更が可能な固視標を生成することができる。
アライメント光学系50は、被検眼Eに対する光学系のアライメントに用いられるアライメント指標を生成する。発光ダイオード(LED)51から出力されたアライメント光は、絞り52、絞り53、及びリレーレンズ54を経由し、ダイクロイックミラー55により反射され、孔開きミラー21の孔部を通過し、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22を介して被検眼Eに投射される。アライメント光の被検眼Eからの戻り光は、観察照明光の戻り光と同じ経路を通ってイメージセンサ35に導かれる。その受光像(アライメント指標像)に基づいてマニュアルアライメントやオートアライメントを実行することができる。
なお、実施形態に適用可能なアライメント手法は、このようなアライメント指標を用いたものに限定されず、前眼部カメラ300を利用した手法(後述)や、斜方から角膜に光を投射して反対方向にて角膜反射光を検出するよう構成された光テコを利用した手法など、任意の公知の手法であってよい。
フォーカス光学系60は、被検眼Eに対するフォーカス調整に用いられるスプリット指標を生成する。撮影光学系30の光路(撮影光路)に沿った撮影合焦レンズ31の移動に連動して、フォーカス光学系60は照明光学系10の光路(照明光路)に沿って移動される。反射棒67は、照明光路に対して挿脱される。フォーカス調整を行う際には、反射棒67の反射面が照明光路に傾斜配置される。LED61から出力されたフォーカス光は、リレーレンズ62を通過し、スプリット指標板63により2つの光束に分離され、二孔絞り64を通過し、ミラー65により反射され、集光レンズ66により反射棒67の反射面に一旦結像されて反射される。更に、フォーカス光は、リレーレンズ20を経由し、孔開きミラー21に反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22を介して被検眼Eに投射される。フォーカス光の被検眼Eからの戻り光(眼底反射光等)は、アライメント光の戻り光と同じ経路を通ってイメージセンサ35に導かれる。その受光像(スプリット指標像)に基づいてマニュアルフォーカシングやオートフォーカシングを実行できる。
孔開きミラー21とダイクロイックミラー55との間の撮影光路に、視度補正レンズ70及び71を選択的に挿入することができる。視度補正レンズ70は、強度遠視を補正するためのプラスレンズ(凸レンズ)である。視度補正レンズ71は、強度近視を補正するためのマイナスレンズ(凹レンズ)である。
ダイクロイックミラー46は、眼底撮影用光路とOCT用光路(測定アーム)とを合成する。ダイクロイックミラー46は、OCTに用いられる波長帯の光を反射し、眼底撮影用の光を透過させる。測定アームには、OCTユニット100側から順に、コリメータレンズユニット40、リトロリフレクタ41、分散補償部材42、OCT合焦レンズ43、光スキャナ44、及びリレーレンズ45が設けられている。
リトロリフレクタ41は、これに入射する測定光LSの光路に沿って移動可能とされ、それにより測定アームの長さが変更される。測定アーム長の変更は、例えば、眼軸長に応じた光路長補正や、干渉状態の調整などに利用される。
分散補償部材42は、参照アームに配置された分散補償部材113(後述)とともに、測定光LSの分散特性と参照光LRの分散特性とを合わせるよう作用する。
OCT合焦レンズ43は、測定アームのフォーカス調整を行うために測定アームに沿って移動される。なお、撮影合焦レンズ31の移動、フォーカス光学系60の移動、及びOCT合焦レンズ43の移動を連係的に制御することができる。
光スキャナ44は、実質的に、被検眼Eの瞳孔と光学的に共役な位置に配置される。光スキャナ44は、測定アームにより導かれる測定光LSを偏向する。光スキャナ44は、例えば、2次元走査が可能なガルバノスキャナである。典型的には、光スキャナ44は、測定光を±x方向に偏向するための1次元スキャナ(x-スキャナ)と、測定光を±y方向に偏向するための1次元スキャナ(y-スキャナ)とを含む。この場合、例えば、これら1次元スキャナのいずれか一方が瞳孔と光学的に共役な位置に配置されるか、或いは、瞳孔と光学的に共役な位置がこれら1次元スキャナの間に配置される。
〈OCTユニット100〉
図2に示す例示的なOCTユニット100には、スウェプトソースOCTを実行するための光学系が設けられている。この光学系は干渉光学系を含む。この干渉光学系は、波長可変光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼Eに投射された測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、この干渉光を検出する。干渉光の検出により得られたデータ(検出信号)は、干渉光のスペクトルを表す信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
光源ユニット101は、例えば、出射光の波長を高速で変化させる近赤外波長可変レーザーを含む。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。更に、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。測定光LSの光路は測定アームなどと呼ばれ、参照光LRの光路は参照アームなどと呼ばれる。
ファイバカプラ105により生成された参照光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、リトロリフレクタ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、測定アームに配置された分散補償部材42とともに、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。リトロリフレクタ114は、これに入射する参照光LRの光路に沿って移動可能であり、それにより参照アームの長さが変更される。参照アーム長の変更は、例えば、眼軸長に応じた光路長補正や、干渉状態の調整などに利用される。
リトロリフレクタ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を通じてアッテネータ120に導かれてその光量が調整され、光ファイバ121を通じてファイバカプラ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を通じてコリメータレンズユニット40に導かれて平行光束に変換され、リトロリフレクタ41、分散補償部材42、OCT合焦レンズ43、光スキャナ44、及びリレーレンズ45を経由し、ダイクロイックミラー46により反射され、対物レンズ22により屈折されて被検眼Eに投射される。測定光LSは、被検眼Eの様々な深さ位置において散乱・反射される。測定光LSの被検眼Eからの戻り光は、測定アーム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とを重ね合わせて干渉光を生成する。ファイバカプラ122は、生成された干渉光を所定の分岐比(例えば1:1)で分岐することで一対の干渉光LCを生成する。一対の干渉光LCは、それぞれ光ファイバ123及び124を通じて検出器125に導かれる。
検出器125は、例えばバランスドフォトダイオードを含む。バランスドフォトダイオードは、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含み、これらにより得られた一対の検出信号の差分を出力する。検出器125は、この出力(差分信号等の検出信号)をデータ収集システム(DAQ)130に送る。
データ収集システム130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、波長可変光源により所定の波長範囲内で掃引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を分岐して2つの分岐光を生成し、これら分岐光の一方を光学的に遅延させ、これら分岐光を合成し、得られた合成光を検出し、その検出信号に基づいてクロックKCを生成する。データ収集システム130は、検出器125から入力される検出信号(差分信号)のサンプリングをクロックKCに基づいて実行する。データ収集システム130は、このサンプリングで得られたデータを演算制御ユニット200に送る。
本例では、測定アーム長を変更するための要素(例えば、リトロリフレクタ41)と、参照アーム長を変更するための要素(例えば、リトロリフレクタ114、又は参照ミラー)との双方が設けられているが、これら要素のうちの一方のみが設けられていてもよい。また、測定アーム長と参照アーム長との間の差(光路長差)を変更するための要素はこれらに限定されず、任意の要素(光学部材、機構など)を採用することが可能である。
〈演算制御ユニット200〉
演算制御ユニット200は、眼科装置1の各部を制御する。また、演算制御ユニット200は、各種の演算処理を実行する。例えば、演算制御ユニット200は、一連の波長走査毎に(Aライン毎に)、データ収集システム130により得られたサンプリングデータ群に基づくスペクトル分布にフーリエ変換等の信号処理を施すことによって、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って画像データを形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースOCTと同様である。
演算制御ユニット200は、例えば、プロセッサ、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、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む。ハードディスクドライブ等の記憶装置には各種のコンピュータプログラムが格納されている。演算制御ユニット200は、操作デバイス、入力デバイス、表示デバイスなどを含んでいてもよい。
〈ユーザーインターフェイス240〉
ユーザーインターフェイス240は表示部241と操作部242とを含む。表示部241は表示装置3を含む。操作部242は各種の操作デバイスや入力デバイスを含む。ユーザーインターフェイス240は、例えばタッチパネルのような表示機能と操作機能とが一体となったデバイスを含んでいてもよい。ユーザーインターフェイス240の少なくとも一部を含まない実施形態を構築することも可能である。例えば、表示デバイスは、眼科撮影装置に接続された外部装置であってよい。
〈前眼部カメラ300〉
前眼部カメラ300は、被検眼Eの前眼部を異なる2以上の方向から撮影する。前眼部カメラ300は、CCDイメージセンサ又はCMOSイメージセンサなどの撮像素子を含む。この実施形態では、眼底カメラユニット2の被検者側の面に2台の前眼部カメラ300が設けられている(図4Aに示す前眼部カメラ300A及び300Bを参照)。図1及び図4Aに示すように、前眼部カメラ300A及び300Bは、対物レンズ22を通過する光路から外れた位置に設けられている。以下、前眼部カメラ300A及び300Bの一方又は双方を符号300で示すことがある。
この実施形態では、2台の前眼部カメラ300A及び300Bが設けられているが、典型的には、前眼部カメラの個数は2以上の任意の個数であってよい。後述の演算処理を考慮すると、異なる2方向から前眼部を撮影可能な構成であれば十分である(しかし、これに限定されるものではない)。また、移動可能な1以上の前眼部カメラ300がもうけられていてもよい。
この実施形態では、照明光学系10及び撮影光学系30とは別個に前眼部カメラ300を設けているが、少なくとも撮影光学系30を用いて前眼部撮影を行うことができる。すなわち、2以上の前眼部カメラのうちの1つは、撮影光学系30を含んでいてよい。この実施形態に係る前眼部カメラ300は、異なる2(以上の)方向から前眼部を撮影可能であればよい。
前眼部を照明するための構成が設けられていてもよい。この前眼部照明手段には、例えば、1以上の光源が含まれる。典型的には、2以上の前眼部カメラのそれぞれの近傍に少なくとも1つの光源(例えば、赤外光源)を設けることができる。
2以上の前眼部カメラは、異なる2以上の方向から実質的に同時に前眼部を撮影することができる。「実質的に同時」とは、2以上の前眼部カメラによる撮影タイミングが同時である場合に加え、例えば、眼球運動を無視できる程度の撮影タイミングのズレが介在する場合も許容されることを示す。このような実質的同時撮影によって、被検眼Eが実質的に同じ位置及び向きにあるときの画像を2以上の前眼部カメラで取得することが可能になる。
2以上の前眼部カメラによる撮影は、動画撮影でも静止画撮影でもよい。動画撮影の場合、撮影開始タイミングを合わせるよう制御したり、フレームレートや各フレームの撮影タイミングを制御したりすることにより、上記のような実質的に同時の前眼部撮影を実現することができる。一方、静止画撮影の場合、撮影タイミングを合わせるよう制御することにより、これを実現することができる。
〈制御系〉
眼科装置1の制御系(処理系)の構成の例を図3A及び図3Bに示す。制御部210、画像形成部220、及びデータ処理部230は、例えば演算制御ユニット200に設けられる。
〈制御部210〉
制御部210は、プロセッサを含み、眼科装置1の各部を制御する。制御部210は、主制御部211と記憶部212とを含む。
〈主制御部211〉
主制御部211は、プロセッサを含み、眼科装置1の各要素(図1~図3Bに示された要素を含む)を制御する。主制御部211は、回路を含むハードウェアと、制御ソフトウェアとの協働により実現される。
撮影光路に配置された撮影合焦レンズ31と照明光路に配置されたフォーカス光学系60とは、主制御部211の制御の下に、図示しない撮影合焦駆動部によって移動される。測定アームに設けられたリトロリフレクタ41は、主制御部211の制御の下に、リトロリフレクタ(RR)駆動部41Aによって移動される。測定アームに配置されたOCT合焦レンズ43は、主制御部211の制御の下に、OCT合焦駆動部43Aによって移動される。測定アームに設けられた光スキャナ44は、主制御部211の制御の下に動作する。参照アームに配置されたリトロリフレクタ114は、主制御部211の制御の下に、リトロリフレクタ(RR)駆動部114Aによって移動される。ここに例示した機構のそれぞれは、典型的には、主制御部211の制御の下に動作するパルスモータ等のアクチュエータを含む。
移動機構150は、例えば、少なくとも眼底カメラユニット2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、±x方向(左右方向)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、±y方向(上下方向)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、±z方向(奥行き方向)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。これら移動機構のそれぞれは、主制御部211の制御の下に動作するパルスモータ等のアクチュエータを含む。
〈記憶部212〉
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、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情報や、左眼/右眼の識別情報や、電子カルテ情報などを含む。
記憶部212には、図示しない収差情報が予め記憶されている。収差情報には、各前眼部カメラ300について、それに搭載された光学系の影響により撮影画像に発生する歪曲収差に関する情報が記録されている。ここで、前眼部カメラ300に搭載された光学系には、例えばレンズ等の歪曲収差を発生させる光学素子が含まれている。収差情報は、これらの光学素子が撮影画像に与える歪みを定量化したパラメータと言える。
収差情報の生成方法の例を説明する。前眼部カメラ300の器差(歪曲収差の差異)を考慮して各前眼部カメラ300について次のような測定が行われる。作業者は、所定の基準点を準備する。基準点とは、歪曲収差の検出に用いられる撮影ターゲットである。作業者は、基準点と前眼部カメラ300との相対位置を変更しつつ複数回の撮影を行う。それにより、異なる方向から撮影された基準点の複数の撮影画像が得られる。作業者は、取得された複数の撮影画像をコンピュータで解析することにより、この前眼部カメラ300の収差情報を生成する。なお、この解析処理を行うコンピュータは、データ処理部230であってもよいし、それ以外の任意のコンピュータ(製品出荷前の検査用コンピュータ、メンテナンス用コンピュータ等)のであってもよい。
収差情報を生成するための解析処理には、例えば以下の工程が含まれる:
各撮影画像から基準点に相当する画像領域を抽出する抽出工程;
各撮影画像における基準点に相当する画像領域の分布状態(座標)を算出する分布状態算出工程;
得られた分布状態に基づいて歪曲収差を表すパラメータを算出する歪曲収差算出工程;
得られたパラメータに基づいて歪曲収差を補正するための係数を算出する補正係数算出工程。
なお、光学系が画像に与える歪曲収差に関連するパラメータとしては、主点距離、主点位置(縦方向、横方向)、レンズのディストーション(放射方向、接線方向)などがある。収差情報は、各前眼部カメラ300の識別情報と、これに対応する補正係数とを関連付けた情報(例えばテーブル情報)として構成される。このようにして生成された収差情報は、主制御部211によって記憶部212に格納される。このような収差情報の生成及びこれに基づく収差補正は、カメラのキャリブレーションなどと呼ばれる。
〈画像形成部220〉
画像形成部220は、データ収集システム130により収集されたデータに基づいてOCT画像データを形成する。画像形成部220は、プロセッサを含む。画像形成部220は、回路を含むハードウェアと、画像形成ソフトウェアとの協働により実現される。
画像形成部220は、データ収集システム130により収集されたデータに基づいて断面像データを形成する。この処理には、従来のスウェプトソースOCTと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、高速フーリエ変換(FFT)などの信号処理が含まれる。
画像形成部220により形成される画像データは、OCTスキャンが適用されたエリアに配列された複数のAライン(z方向に沿うスキャンライン)における反射強度プロファイルを画像化することによって形成された一群の画像データ(一群のAスキャン画像データ)を含むデータセットである。
画像形成部220により形成される画像データは、例えば、1以上のBスキャン画像データ、又は、複数のBスキャン画像データを単一の3次元座標系に埋め込んで形成されたスタックデータである。画像形成部220は、スタックデータにボクセル化処理を施してボリュームデータ(ボクセルデータ)を構築することも可能である。スタックデータ及びボリュームデータは、3次元座標系により表現された3次元画像データの典型的な例である。
画像形成部220は、3次元画像データを加工することができる。例えば、画像形成部220は、3次元画像データにレンダリングを適用して新たな画像データを構築することができる。レンダリングの手法としては、ボリュームレンダリング、最大値投影(MIP)、最小値投影(MinIP)、サーフェスレンダリング、多断面再構成(MPR)などがある。また、画像形成部220は、3次元画像データをz方向(Aライン方向、深さ方向)に投影してプロジェクションデータを構築することができる。また、画像形成部220は、3次元画像データの一部をz方向に投影してシャドウグラムを構築することができる。なお、シャドウグラムを構築するために投影される3次元画像データの一部は、例えば、セグメンテーションを利用して設定される。
〈データ処理部230〉
データ処理部230は、各種のデータ処理を実行する。例えば、データ処理部230は、OCT画像データに画像処理や解析処理を適用することや、観察画像データ又は撮影画像データに画像処理や解析処理を適用することが可能である。データ処理部230は、例えば、プロセッサ及び専用回路基板の少なくともいずれかを含む。
〈データ取得部250〉
以下、図3Bを参照する。データ取得部250は、被検眼Eのデータを光学的に取得するように構成される。特に、データ取得部250は、眼底Efに光を投射し、その戻り光に基づき被検眼Eのデータを取得することができる。データ取得部250は、被検眼EにOCTを適用して画像データを取得することができる。データ取得部250は、眼底カメラユニット2に設けられた測定アームを構成する要素群と、OCTユニット100に設けられた要素群と、画像形成部220とを含む。他の例において、データ取得部250は、眼底像を取得するための構成(照明光学系10、撮影光学系30など)を含んでいてもよい。
本例のデータ取得部250は、被検眼Eの前眼部の3次元領域にOCTスキャンを適用してOCTデータを収集するOCT部としても機能する。データ取得部250をOCT部として用いるときには、前眼部OCT用アタッチメント400が光路に挿入される。なお、データ取得部250が眼底Efに光を投射して被検眼Eのデータを取得するときには、前眼部OCT用アタッチメント400が光路から退避される。
このように、本例では、前眼部OCTと眼底OCTの双方を実行可能であるが、実施形態はこれに限定されない。例えば、実施形態に係る眼科装置は、眼底OCTの代わりに、又は、眼底OCTに加えて、眼底撮影(眼底カメラ、SLO)、眼軸長測定、眼屈折検査、眼球収差測定(ウェーブフロントアナライザ)、視野検査(マイクロペリメータ、視野計)を実行可能であってもよい。
また、本例では、眼底Efに光を投射して被検眼Eのデータを取得するための光学系(データ取得部250に含まれるデータ取得光学系)と、前眼部OCTのための光学系(前眼部OCT光学系)とが、共通のスキャン光学系を含む。この共通のスキャン光学系は、眼底カメラユニット2に設けられた測定アームを構成する要素群と、OCTユニット100に設けられた要素群とを含む。他の実施形態においては、このような構成を採用する必要はなく、例えば、データ取得光学系と前眼部OCT光学系とが別々に設けられていてよい。
〈アライメント系260〉
アライメント系260は、データ取得光学系のアライメントを行うための要素を含む。アライメント系260は、アライメント指標を被検眼Eに投射するためのアライメント光学系50を含んでいてよい(第1の構成)。また、アライメント系260は、2つの前眼部カメラ300と、これらにより実質的に同時に取得された2つの前眼部像から被検眼Eの3次元位置を求める位置情報取得部231(後述)とを含んでいてよい(第2の構成)。また、アライメント系260は、光テコを利用したアライメントを行うための、光投射系と、受光系と、受光系からの出力から被検眼Eの位置を求めるプロセッサとを含んでいてよい(第3の構成)。
この実施形態に係る眼科装置1は、これら第1~第3の構成をうちの第1の構成及び第2の構成の双方を備えているが、第1~第3の構成のうちのいずれか1つ、いずれか2つ又は3つが設けられていてもよい。或いは、アライメント系260は、第1~第3の構成以外の構成を含んでいてもよい。すなわち、アライメント系260により実施されるアライメントの手法は任意である。
〈制御部210の例〉
図3Bに例示された制御部210は、駆動制御部2101と、表示制御部2102とを含む。駆動制御部2101は移動機構150を制御する。表示制御部2102はユーザーインターフェイス240(表示部241)を制御する。駆動制御部2101と表示制御部2102は、図3Aに示す主制御部211に含まれる。
〈データ処理部230の例〉
図3Bに例示されたデータ処理部230は、位置情報取得部231と、判定部232と、混濁領域特定部233と、移動目標決定部234とを含む。
〈位置情報取得部231〉
位置情報取得部231は、2つの前眼部カメラ300が実質的に同時に被検眼Eの前眼部を撮影することにより取得された2つの前眼部像を解析して、被検眼Eの3次元位置を求めることができる。位置情報取得部231が実行する処理の例を以下に説明する。
まず、位置情報取得部231は、前眼部カメラ300により得られた撮影画像の歪みを、記憶部212に記憶されている収差情報に基づいて補正することができる。この補正は、例えば、歪曲収差を補正するための補正係数に基づく公知の画像処理技術によって実行可能である。なお、前眼部カメラ300の光学系が撮影画像に与える歪曲収差が十分に小さい場合などには、収差情報及びこれを用いた補正は不要であってもよい。
次に、位置情報取得部231は、撮影画像の画素値(例えば、輝度値)の分布に基づいて、被検眼Eの瞳孔に相当する画像領域(瞳孔領域)を特定することができる。一般に瞳孔は他の部位よりも低い輝度で表現されるので、低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定することが可能である。このとき、瞳孔の形状を考慮して瞳孔領域を特定するようにしてもよい。例えば、略円形かつ低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定することができる。
続いて、位置情報取得部231は、特定された瞳孔領域の中心位置を特定することができる。前述したように瞳孔は略円形であることを利用し、位置情報取得部231は、例えば、瞳孔領域の輪郭を特定する処理と、この輪郭の近似楕円(又は、近似円)を求める処理と、この近似楕円(又は、近似円)の中心位置を特定する処理とを含む。このようにして特定された近似楕円(又は、近似円)の中心位置が、被検眼Eの瞳孔中心として用いられる。瞳孔中心を求める処理の他の例として、位置情報取得部231は、瞳孔領域の重心を求めて瞳孔中心に設定することができる。
位置情報取得部231は、前眼部カメラ300の位置(及び撮影倍率)と、前段の処理で特定された2つの撮影画像中の瞳孔中心の位置とに基づいて、被検眼Eの瞳孔中心の3次元位置を求めることができる。
図5Aは、被検眼Eと前眼部カメラ300Aと前眼部カメラ300Bとの間の位置関係を示す上面図である。図5Bは、被検眼Eと前眼部カメラ300Aと前眼部カメラ300Bとの間の位置関係を示す側面図である。前眼部カメラ300Aと前眼部カメラ300Bとの間の距離(基線長)を「B」で表す。前眼部カメラ300A及び300Bの基線と、被検眼Eの瞳孔中心Pとの間の距離(撮影距離)を「H」で表す。前眼部カメラ300Aとその画面平面との間の距離(画面距離)を「f」で表す。
このような配置状態において、前眼部カメラ300A及び300Bによる撮影画像の分解能は次式で表される。ここで、Δpは画素分解能を表す。
xy方向の分解能(平面分解能):Δxy=H×Δp/f
z方向の分解能(奥行き分解能):Δz=H×H×Δp/(B×f)
位置情報取得部231は、例えば、前眼部カメラ300A及び300Bの位置(既知である)と、2つの撮影画像において瞳孔中心Pに相当する位置とに対し、図5A及び図5Bに示す配置関係を考慮した公知の三角法を適用することで、瞳孔中心Pの3次元位置を算出することができる。
なお、瞳孔中心以外の特徴点が適用される場合においても、位置情報取得部231は、上記と同様の処理を適用することにより、撮影画像の画素値の分布などに基づいて特徴点の3次元位置を求めることが可能である。
位置情報取得部231により取得された位置情報(例えば、瞳孔中心の3次元位置を示す情報)は、制御部210に送られる。駆動制御部2101は、この位置情報に基づくアライメント制御を移動機構150に適用する。このアライメント制御は、前述したオートアライメントの例である。
〈判定部232〉
前述したように、データ取得部250は、眼底Efに光を投射し、その戻り光に基づき被検眼Eのデータを取得する。判定部232は、データ取得部250により取得された当該データに基づいて、被検眼Eの前眼部に3次元OCTスキャンを適用するか否か判定する。典型的には、前述したオートアライメントが行われた後に、データ取得部250がデータを取得し、判定部232が判定を行う。
本例のデータ取得部250が取得するデータは、例えば、OCTデータである。OCTデータの例として、眼軸長測定又は画像化のためのAスキャン画像データがある。この場合、判定部232は、例えば、このAスキャン画像データの輝度が既定閾値を超えるか否か判定する。典型的には、Aスキャン画像データに含まれる画素群の輝度値の統計値(例えば、和、平均、最大値)が閾値を超えるか否か判定する。この統計値が閾値を超えない場合、測定光LS及び/又はその戻り光が被検眼E内の混濁箇所を通過したことが示唆される。この閾値処理では、例えば、デフォルト設定された閾値、又は、Aスキャン画像データなどに応じて設定された閾値が用いられる。
他の種別のデータをデータ取得部250が取得した場合においても、眼底Efに投射されるべき光及び/又はその戻り光が被検眼E内の混濁箇所を通過した場合には、取得されたデータの強度を示す情報(例えば、輝度)が低下する。判定部232は、データ取得部250は、データ取得部250により取得されたデータの強度に基づいて同様の判定を行うことができる。
〈混濁領域特定部233〉
混濁領域特定部233は、被検眼Eの前眼部に対する3次元OCTスキャンにより収集されたOCTデータを解析して前眼部の混濁領域を特定する。混濁領域は、被検眼Eの内部の混濁に相当する画像領域である。混濁領域は、白内障眼に見られるような中間透光体の混濁に相当する。
例えば、混濁領域特定部233は、前眼部の3次元OCT画像、又はそれに基づくプロジェクション画像(若しくはシャドウグラム)を解析する。混濁領域特定部233は、このようなOCT画像の画素値(例えば、輝度値)の分布を求め、この分布に基づいて混濁領域を特定することができる。前眼部のOCT画像には混濁箇所が影のように映し出される。混濁領域特定部233は、輝度に関する閾値処理をOCT画像に適用することで、輝度値が既定閾値以下である画素を特定する。これにより特定された画素群が混濁領域に設定される。この閾値処理では、例えば、デフォルト設定された閾値、又は、OCT画像などに応じて設定された閾値が用いられる。
〈移動目標決定部234〉
移動目標決定部234は、混濁領域特定部233により特定された混濁領域に基づいて、データ取得部250に含まれるデータ取得光学系の移動目標を決定する。決定された移動目標は、データ取得光学系のアライメントに利用される。
移動目標決定部234には、例えば、被検眼Eの前眼部を表現する画像と、混濁領域特定部233により特定された混濁領域(その位置・分布を示す情報)とが入力される。前眼部を表現する画像は、例えば、混濁領域特定部233による処理に供されたOCTデータ、このOCTデータを加工して得られた画像(例えば、プロジェクション画像、シャドウグラム)、眼底カメラユニット2により取得された前眼部像、前眼部カメラ300により取得された前眼部像、及び、2つの前眼部カメラ300により取得された2つの前眼部像を加工して得られた画像(例えば、正面画像)のいずれかであってよい。
前眼部を表現する画像が、混濁領域特定部233による処理に供されたOCTデータでも、このOCTデータの加工画像でもない場合、データ処理部230は、前眼部を表現する画像とこのOCTデータ(又は、その加工画像)との間のレジストレーションを行うことができる。レジストレーションは、例えば、特徴点を利用した画像マッチングであってよい。レジストレーションによれば、前眼部を表現する画像における混濁領域の位置(分布)を求めることができる。
なお、前眼部を表現する画像が、混濁領域特定部233による処理に供されたOCTデータ、又は、このOCTデータの加工画像である場合には、前眼部を表現する画像と混濁領域との間に自明な対応関係があるので、レジストレーションを適用する必要はない。
移動目標決定部234は、前眼部を表現する画像において混濁領域とは異なる位置を通過するように、データ取得光学系の移動目標を決定することができる。つまり、移動目標決定部234は、データ取得部250により投射される測定光LSが被検眼E内の混濁を避けて案内されるように、データ取得光学系の移動目標を決定することができる。
移動目標決定部234は、測定光LSのビーム径を考慮して、データ取得光学系の移動目標を決定することができる。例えば、移動目標決定部234は、測定光LSのビーム断面の全体が非混濁箇所を通過するように、データ取得光学系の移動目標を決定することができる。
画像に混入するスペックルノイズを低減するために、制御部210は、測定光LSの偏向方向を時間的に変化させるように光スキャナ44を制御することができる。この場合、移動目標決定部234は、測定光LSの通過位置の変化を考慮して、データ取得光学系の移動目標を決定することができる。例えば、移動目標決定部234は、被検眼E内の所定の深さ位置における測定光LSの通過位置の変化範囲が混濁領域と重複しないように、データ取得光学系の移動目標を決定することができる。なお、典型的には、被検眼Eの瞳孔に対して光学的に共役な位置に光スキャナ44が配置されるので、瞳孔から比較的遠い箇所(例えば、水晶体の後面)における測定光LSの通過位置の変化範囲が混濁領域と重複しないように、データ取得光学系の移動目標を決定することができる。なお、瞳孔と所定箇所との間の距離は、例えば、被検眼Eを測定して得られた値、又は、模型眼データから取得した値であってよい。
移動目標決定部234により決定される移動目標は、例えば、少なくともx座標とy座標とを含む情報である。決定された移動目標は制御部210に送られる。
データ取得光学系のアライメントを自動で補正する場合、駆動制御部2101は、移動目標決定部234により求められた移動目標に基づいて移動機構150を制御することができる。例えば、駆動制御部2101は、移動目標に含まれるx座標及びy座標に応じた位置にデータ取得光学系が移動されるように移動機構150を制御することができる。
データ取得光学系のアライメントを手動で補正する場合、表示制御部2102は、例えば、前述した前眼部を表現する画像を、表示部241に表示させることができる。表示制御部2102は、前眼部を表現する画像とともにアライメント指標像を表示させることができる。操作部242は、データ取得光学系のアライメント操作をユーザーが行うために用いられる。駆動制御部2101は、操作部242から入力される信号に基づいて移動機構150を制御することができる。それにより、ユーザーは、データ取得光学系を所望の位置に移動することが可能である。
アライメントを手動で補正する場合において、表示制御部2102は、移動目標決定部234により求められた移動目標に基づいて、アライメント操作のための情報(アライメント支援情報)を表示部241に表示させることができる。アライメント支援情報は、例えば、前眼部を表現する画像とともに表示される、移動目標に対応する位置を示す情報を含んでいてよい。或いは、アライメント支援情報は、例えば、データ取得光学系の現在位置から移動目標に対応する位置に向かう矢印画像のような、操作方向(移動方向)及び/又は操作量(移動量)を示す情報を含んでいてよい。このようなアライメント支援情報は、例えば、移動目標に含まれるx座標及びy座標に基づき生成される。
〈動作〉
この実施形態に係る眼科装置1の動作の例を説明する。以下、眼科装置1により実行可能なアライメント補正動作について説明する。
〈アライメントの自動補正〉
データ取得光学系のアライメントを自動で補正するための眼科装置1の動作の例を図6に示す。
(S1:アライメント開始)
まず、アライメント系260を用いたデータ取得光学系のアライメントが開始される。このアライメントは、マニュアルアライメントでもよいが、典型的にはオートアライメントである。
オートアライメントは、例えば、前眼部カメラ300、位置情報取得部231、及び駆動制御部2101などを利用して実行可能である(ステレオカメラ方式)。或いは、オートアライメントは、アライメント光学系50により生成されるアライメント指標を利用したアライメント、光テコを利用したアライメント、プルキンエ像を利用したアライメント、及び、他の手法のアライメントのいずれかであってもよい。
(S2:アライメント完了)
ステップS1のアライメントは、被検眼Eに対するデータ取得光学系のアライメントが所定の許容範囲内に入ることで完了となる。
例えば、この実施形態におけるステレオカメラ方式のオートアライメントによれば、被検眼Eの瞳孔中心に対してデータ取得光学系の光軸が略一致され(xy方向のアライメント)、かつ、被検眼Eとデータ取得光学系(例えば、対物レンズ22)との間の距離が所定のワーキングディスタンスに略一致される(z方向のアライメント)。
アライメントの完了を受けて、被検眼Eの動きに合わせてデータ取得光学系を移動させるための公知のトラッキングを開始してもよい。
(S3:眼底に向けて光を投射してデータを取得)
アライメントが完了したことを受けて、制御部210は、データ取得部250にデータを取得させる。本例のデータ取得部250は、被検眼Eの眼底Efに向けて測定光LSを投射し、その戻り光と参照光LRとを重ね合わせて生成された干渉光LCを検出し、データ収集システム130により収集されたデータからAスキャン画像データを形成する。
(S4、S5:データに基づき前眼部OCTを行うか判定)
判定部232は、ステップS3で取得されたデータに基づいて、被検眼Eの前眼部の3次元領域に対するOCTスキャンを適用するか否か判定する。前眼部OCTスキャンを行うと判定された場合(S5:Yes)、処理はステップS6に移行する。
前眼部OCTスキャンを行わないと判定された場合(S5:No)、ステップS3で取得されたデータが撮影結果又は測定結果として採用される。これにより、図6に例示した動作は完了となる。
(S6:前眼部に3次元OCTを適用)
ステップS5において前眼部OCTを行うと判定された場合(S5:Yes)、前眼部OCT用アタッチメント400が対物レンズ22と被検眼Eとの間に挿入される。制御部210は、被検眼Eの前眼部に3次元OCTを適用するようにデータ取得部250を制御する。
データ取得部250(画像形成部220)は、前眼部の3次元OCTにより得られた3次元OCT画像データから、前眼部を表現する画像(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。
前眼部OCTとは別に、眼底カメラユニット2、前眼部カメラ300などを用いて、前眼部を表現する画像を取得することも可能である。
(S7:正面画像中の混濁領域を特定)
混濁領域特定部233は、ステップS6で取得された3次元OCT画像データ(又は、これに基づく前眼部を表現する画像)を解析して、前眼部の混濁領域を特定する。
表示制御部2102は、特定された混濁領域を示す情報を、前眼部を表現する画像とともに、表示部241に表示させることができる。
(S8:データ取得光学系の移動目標を決定)
移動目標決定部234は、ステップS7で特定された混濁領域に基づいて、データ取得光学系の移動目標を決定する。
移動目標決定部234は、混濁領域とは異なる位置をデータ取得光学系の光軸(測定光LS)が通過するように移動目標を決定する。前述したように、移動目標の決定において、測定光LSのビーム径、及び/又は、スペックルノイズ低減のための測定光LSの偏向範囲を考慮してもよい。
表示制御部2102は、決定された移動目標を示す情報を、前眼部を表現する画像及び/又は混濁領域を示す情報とともに、表示部241に表示させることができる。
(S9:データ取得光学系を移動)
駆動制御部2101は、移動機構150を制御して、ステップS8で決定された移動目標が示す位置(x座標、y座標)にデータ取得光学系の光軸を移動させる。
(S10:眼底に向けて光を投射してデータを取得)
ステップS9のデータ取得光学系の移動が完了したら、制御部210は、データ取得部250にデータを取得させる。本例のデータ取得部250は、被検眼Eの眼底Efに向けて測定光LSを投射し、その戻り光と参照光LRとを重ね合わせて生成された干渉光LCを検出し、データ収集システム130により収集されたデータからOCT画像データを形成する。
例えば、OCT画像データはAスキャンOCT画像データであり、データ処理部230はこのAスキャンOCT画像データから角膜-網膜間距離を算出する。この角膜-網膜間距離は眼軸長の近似値として参照可能である。他の例において、OCT画像データはBスキャン画像データ又は3次元スキャン画像データである。
ステップS10で実行されるデータ取得はOCTに限定されず、例えば、眼底撮影(眼底カメラ、SLO)、眼屈折検査、眼球収差測定(ウェーブフロントアナライザ)、又は、視野検査(マイクロペリメータ、視野計)であってもよい。以上で、図6に例示した動作は完了となる。
〈アライメントの手動補正〉
データ取得光学系のアライメントを手動で補正するための眼科装置1の動作の例を図7に示す。
(S21~S28)
ステップS21~S28は、それぞれ、図6(自動補正)のステップS1~S8と同じ要領で実行される。
(S29:前眼部の画像を表示)
表示制御部2102は、被検眼Eの前眼部の画像を表示部241に表示させる。この画像は、例えば、前眼部を表現する画像、及び、リアルタイムで取得される観察画像の少なくとも一方を含んでよい。
また、表示制御部2102は、ステップS27で特定された混濁領域を示す情報を、前眼部の画像とともに、表示部241に表示させることができる。
(S30:アライメント支援情報を表示)
表示制御部2102は、ステップS28で決定された移動目標に基づくアライメント支援情報を、前眼部の画像(及び、混濁領域を示す情報)とともに、表示部241に表示させる。
(S31:ユーザーがアライメント操作を実施)
ユーザーは、表示部241に表示されている前眼部の画像及びアライメント支援情報(並びに、混濁領域を示す情報)を参照しつつ、操作部242を用いて、データ取得光学系のアライメントを補正する操作を行う。
(S32:眼底に向けて光を投射してデータを取得)
例えば、ユーザーが操作部242を用いてアライメント補正完了指示又はOCT開始指示を入力すると、制御部210は、ステップS10と同じ要領で、データ取得部250にデータを取得させる。或いは、アライメント補正の完了を眼科装置1が検知したことを受けて、制御部210は、ステップS10と同じ要領で、データ取得部250にデータを取得させる。これで、図7に例示した動作は完了となる。
〈変形例〉
上記の実施形態の変形例を説明する。
上記の実施形態におけるデータ処理部230は、被検眼Eの前眼部の3次元領域にOCTスキャンを適用して収集されたOCTデータを解析して前眼部の混濁領域を特定している。混濁領域は、データ取得部250により眼底Efに光を投射して行う撮影又は測定には不適当な領域である。これとは逆に、データ取得部250により眼底Efに光を投射して行う撮影又は測定に好適な領域を特定することができる。そのような実施形態を以下に説明する。
変形例に係る眼科装置の構成を図8に示す。図8に示す構成は、上記実施形態の図3Bに示す構成の代わりに適用可能である。図3Bに示す構成と図8に示す構成と間の差異は、図3Bのデータ処理部230が図8のデータ処理部230Aに置換されていることである。データ処理部230とデータ処理部230Aとの間の差異は、データ処理部230の混濁領域特定部233がデータ処理部230Aの対象領域特定部235に置換されていることである。変形例において、特に言及しない限り、上記実施形態と同様の要素を同じ符号で示す。また、上記実施形態の図面(例えば、図1、図2、図3Aなど)を参照することがある。
なお、混濁領域特定部233と対象領域特定部235の双方を含み、これらを選択的に使用可能な構成を採用することも可能である。
対象領域特定部235について説明する。対象領域特定部235は、被検眼Eの前眼部の3次元領域にOCTスキャンを適用して収集されたOCTデータを解析して、データ取得部250により眼底Efに光(例えば、測定光LS)を投射するための対象領域を特定するように構成されている。
対象領域特定部235は、例えば、混濁領域特定部233と同様に混濁領域を特定する処理と、特定された混濁領域に基づいて対象領域を特定する処理とを含む。後者の処理は、例えば、瞳孔領域と全体集合とし、且つ、混濁領域をその部分集合としたとき、この混濁領域の補集合を求める処理を含む。
他の例を説明する。対象領域特定部235は、前眼部の3次元OCT画像、又はそれに基づくプロジェクション画像(若しくはシャドウグラム)を解析する。対象領域特定部235は、このようなOCT画像の画素値(例えば、輝度値)の分布を求め、この分布に基づいて対象領域を特定することができる。例えば、対象領域特定部235は、輝度に関する閾値処理をOCT画像に適用することで、輝度値が既定閾値を超える画素を特定する。これにより特定された画素群が対象領域に設定される。この閾値処理では、例えば、デフォルト設定された閾値、又は、OCT画像などに応じて設定された閾値が用いられる。
移動目標決定部234は、対象領域特定部235により特定された対象領域に基づいてデータ取得光学系の移動目標を決定することができる。決定された移動目標は、データ取得光学系のアライメントに利用される。
移動目標決定部234には、例えば、被検眼Eの前眼部を表現する画像と、対象領域特定部235により特定された対象領域(その位置・分布を示す情報)とが入力される。前眼部を表現する画像の種別や、レジストレーションについては、上記の実施形態と同様である。
移動目標決定部234は、前眼部を表現する画像における対象領域を通過するように、データ取得光学系の移動目標を決定することができる。つまり、移動目標決定部234は、データ取得部250により投射される測定光LSが被検眼E内の混濁を避けて案内されるように、データ取得光学系の移動目標を決定することができる。このとき、測定光LSのビーム径や偏向範囲を考慮して移動目標を決定することが可能である。
移動目標決定部234により決定される移動目標は、例えば、少なくともx座標とy座標とを含む情報である。決定された移動目標は制御部210に送られる。
データ取得光学系のアライメントを自動で補正する場合、駆動制御部2101は、移動目標決定部234により求められた移動目標に基づいて移動機構150を制御することができる。例えば、駆動制御部2101は、移動目標に含まれるx座標及びy座標に応じた位置にデータ取得光学系が移動されるように移動機構150を制御することができる。
データ取得光学系のアライメントを手動で補正する場合、表示制御部2102は、例えば、前述した前眼部を表現する画像を、表示部241に表示させることができる。表示制御部2102は、前眼部を表現する画像とともにアライメント指標像を表示させることができる。表示制御部2102は、移動目標決定部234により求められた移動目標に基づくアライメント支援情報を表示させることも可能である。操作部242は、データ取得光学系のアライメント操作をユーザーが行うために用いられる。駆動制御部2101は、操作部242から入力される信号に基づいて移動機構150を制御することができる。それにより、ユーザーは、データ取得光学系を所望の位置に移動することが可能である。
〈他の実施形態〉
以上に例示した実施形態では、アライメントを行う場合について説明したが、前眼部のOCTデータから得られた混濁箇所の情報をアライメント以外の用途に適用することも可能である。例えば、前眼部の混濁箇所の情報を各種の表示に利用することが可能である。このような表示に関する例示的な実施形態を以下に説明する。
このような例示的な実施形態は、図1~図3Bに示す構成、又は、図1~図3A及び図8に示す構成を、少なくとも含んでいてよい。以下、前者の構成を含む場合を例として説明する。以下の例示的な実施形態では、特に言及しない限り、上記実施形態と同様の要素を同じ符号で示す。また、以下の例示的な実施形態は、上記実施形態の他の図面に示す構成を更に含んでいてもよい。
例示的な実施形態に係る眼科装置1は、上記実施形態と同様に、被検眼Eの前眼部の3次元領域にOCTスキャンを適用してOCTデータを収集し、このOCTデータを解析して前眼部の混濁領域を特定することが可能である。
表示制御部2102は、前眼部の混濁領域を表す画像を表示部241に表示させることができる。混濁領域を表す画像の態様は任意であってよい。例えば、混濁領域を表す画像は、混濁領域の外縁(輪郭)を表す画像を含んでいてよい。また、混濁領域を表す画像は、混濁領域の全体を表す画像を含んでいてよい。
表示制御部2102は、予め取得された被検眼Eの画像とともに、混濁領域を表す画像を表示させることが可能である。
被検眼Eの画像は、眼科装置1により取得された画像でもよいし、他の装置により取得された画像でもよい。他の装置により取得された被検眼Eの画像が適用される場合、例えば通信回線又は記録媒体を介して被検眼Eの画像が眼科装置1に入力される。
被検眼Eの画像は、被検眼Eの任意の部位を表す画像であってよく、例えば、眼底Efを表す画像、前眼部を表す画像、又は、前眼部から後眼部までの範囲を表す画像であってよい。
被検眼Eの画像は、任意のモダリティにより取得された画像であってよく、その例として、眼底カメラにより取得された画像(眼底写真)、SLOにより取得された画像(SLO画像)、OCTスキャンにより取得された画像(OCT画像)、前眼部カメラにより取得された画像などがある。
被検眼Eの画像は、被検眼Eを撮影して取得された画像でなくてもよい。例えば、シェーマ図のように、眼の部位を模式的に表現した絵を被検眼Eの画像として採用することが可能である。
被検眼Eの眼底Efの画像(又は、眼底のシェーマ図など)とともに混濁領域を表す画像を表示させる場合、データ処理部230は、この眼底画像と、前眼部の3次元領域に対するOCTスキャンで得られた3次元OCTデータ(又は、この3次元OCTデータから特定された混濁領域)との間のレジストレーションを行うことができる。
例えば、前眼部の特徴点と眼底の特徴点とを参照してレジストレーションを行うことが可能である。典型的には、角膜頂点(又は、瞳孔中心)の位置と中心窩の位置とが一致するように、眼底画像と前眼部3次元OCTデータとの間のレジストレーションを行うことが可能である。或いは、瞳孔領域の位置と黄斑領域の位置とに基づいてレジストレーションを行うことも可能である。
他の例として、前眼部を対象とするOCTスキャンにより得られた3次元OCTデータに眼底Efの組織が描出されている場合、この3次元OCTデータ中の眼底Efの画像を参照してレジストレーションを行うことが可能である。
更に他の例として、被検眼Eの前眼部から後眼部にわたる領域を表す広域画像(典型的にはOCT画像)が予め得られた場合、この広域画像を利用してレジストレーションを行うことが可能である。
混濁領域を表す画像を眼底Efの画像とともに表示する場合の例示的な表示態様を図9Aに示す。本例において、表示制御部2102は、眼底カメラユニット2(又は、他の眼底撮影装置)により取得された眼底画像500と、混濁領域画像510とを、表示部241に表示させる。より具体的には、表示制御部2102は、例えば上記したレジストレーションの結果に基づいて、混濁領域画像510を眼底画像500に重ねて表示させる。これにより、眼底Efと混濁箇所との位置関係を容易に把握することが可能になる。
図9Aに示す例では、混濁領域画像510の下に位置する眼底Efの部位を観察することができない。そこで、例えば図9Bに示すように、透明度(アルファ値)がゼロより大きい値に設定された混濁領域画像520を、眼底画像500に重ねて表示させることができる。ここで、操作部242を用いて不透明度の値を自由に変更可能であってよい。このような混濁領域画像520を眼底画像500に重ねて表示させることで、混濁領域画像520の下に位置する眼底Efの部位を観察することが可能になる。なお、混濁領域の画像としてその外縁を表す画像を表示させる場合などにおいても、同様の効果が得られる。
被検眼Eの前眼部の画像(又は、前眼部のシェーマ図など)とともに混濁領域画像を表示させる場合においても、眼底Efの画像の場合と同様の処理を適用することが可能である。
被検眼EのOCT画像とともに混濁領域画像を表示させる場合の典型的な例として、前眼部のOCT画像とともに混濁領域画像を表示させることができる。このOCT画像は、例えば、眼科装置1により前眼部の3次元領域に対してOCTスキャンを適用することで得られる。
前眼部のOCT画像とともに混濁領域画像を表示する場合の例示的な表示態様を図10Aに示す。本例において、表示制御部2102は、被検眼Eの前眼部のBスキャン画像(縦断面像)600と、混濁領域画像610とを、表示部241に表示させる。これにより、前眼部(特に水晶体)における混濁箇所(分布)を容易に把握することが可能になる。
3次元OCTデータをレンダリング(MPRなど)することで、所望の断面のBスキャン画像を構築し、このBスキャン画像とともに混濁領域画像を表示させることができる。また、横断面や斜め断面など任意の断面を表すMPR画像を構築し、このMPR画像とともに混濁領域画像を表示させることも可能である。また、ボリュームレンダリング等の任意のレンダリング法を適用して得られた画像とともに、混濁領域画像を表示させることも可能である。
図10Bは、前眼部のOCT画像とともに混濁領域画像を表示する場合の表示態様の他の例を示す。本例において、表示制御部2102は、被検眼Eの前眼部のOCT正面画像(プロジェクション画像等)700と、混濁領域画像710とを、表示部241に表示させる。これにより、前眼部における混濁箇所(分布)を容易に把握することが可能になる。なお、前眼部カメラ300等により取得された前眼部像とともに混濁領域画像を表示する場合においても、同様の表示態様を適用することが可能である。
このように前眼部の正面画像とともに混濁領域画像を表示する場合においても、眼底Efの画像を表示する場合と同様のレジストレーションを行うことが可能である。
上記変形例にて説明したように、データ取得部250により眼底Efに光を投射して行う撮影又は測定に好適な領域(対象領域)を特定する場合、混濁領域画像を表示させる場合と同じ要領で、この対象領域を表す画像(対象領域画像)を表示部241に表示させることができる。更に、表示制御部2102は、予め取得された被検眼Eの画像とともに対象領域画像を表示させることが可能である。混濁領域画像とともに表示される場合と同様に、対象領域画像とともに表示される被検眼Eの画像は任意の画像であってよい。
〈効果〉
いくつかの例示的な実施形態が奏する効果について説明する。
第1の例示的な実施形態に係る眼科装置(1)は、OCT部(データ取得部250など)と、データ処理部(230)とを含む。OCT部は、被検眼の前眼部の3次元領域に光コヒーレンストモグラフィ(OCT)スキャンを適用してOCTデータを収集する。データ処理部は、このOCTデータを解析して前眼部の混濁領域を特定する。
このような眼科装置(1)によれば、前眼部の3次元OCTスキャンにより得られたデータから、被検眼内の混濁状態を示す情報を求めることが可能である。したがって、従来の徹照法とは異なる新規な手法によって、被検眼内の混濁状態を把握することが可能になる。
第1の例示的な実施形態に係る眼科装置(1)は、データ処理部(230)により特定された混濁領域を表す画像を表示手段(表示部241)に表示させる表示制御部(2102)を更に含んでいてよい。また、表示制御部(2102)は、予め取得された被検眼の画像とともに混濁領域を表す画像を表示させることができる。この被検眼の画像は、眼底の画像であってよい。また、この被検眼の画像は、OCT画像であってもよい。このOCT画像は、OCT部により取得された前眼部の縦断面像を含んでいてもよいし、OCT部により取得された前眼部の正面画像を含んでいてもよい。
このような眼科装置(1)によれば、被検眼の前眼部における混濁箇所を容易に把握することが可能になる。
第1の例示的な実施形態に係る眼科装置(1)は、被検眼の眼底に光(測定光LS)を投射し、その戻り光に基づき被検眼のデータを取得するデータ取得部(250)を更に含んでいてよい。
このような眼科装置(1)によれば、眼底に光を投射して測定や撮影を行うことができるとともに、この測定や撮影の邪魔になる混濁箇所を特定することが可能である。
第1の例示的な実施形態において、データ取得部(250)は、眼底に光を投射してその戻り光を検出するデータ取得光学系を含んでいてよい。上記実施形態におけるデータ取得光学系は、眼底カメラユニット2に設けられた測定アームを構成する要素群と、OCTユニット100に設けられた要素群とを含む。更に、第1の例示的な実施形態に係る眼科装置(1)は、移動機構(150)と、表示制御部(2102)と、操作部(242)と、駆動制御部(2101)とを含んでいてよい。移動機構は、データ取得光学系を移動する。表示制御部は、データ処理部により特定された混濁領域を表す画像を表示手段(表示部241)に表示させる。操作部は、データ取得光学系のアライメント操作を行うために用いられる。駆動制御部は、操作部からの信号に基づいて移動機構を制御する。
このような眼科装置(1)によれば、新規な手法で取得された被検眼内の混濁状態を参照しつつマニュアルアライメントを行うことが可能である。
第1の例示的な実施形態において、データ取得部(250)は、眼底に光を投射してその戻り光を検出するデータ取得光学系を含んでいてよい。更に、第1の例示的な実施形態に係る眼科装置(1)は、移動機構(150)と、駆動制御部(2101)とを含んでいてよい。移動機構は、データ取得光学系を移動する。駆動制御部は、移動機構を制御する。加えて、データ処理部(230)は、混濁領域に基づいてデータ取得光学系の移動目標を決定する移動目標決定部(234)を含んでいてよい。駆動制御部は、この移動目標に基づいて移動機構を制御する。
このような眼科装置(1)によれば、新規な手法で取得された被検眼内の混濁状態に基づきオートアライメントを行うことが可能である。
第2の例示的な実施形態に係る眼科装置は、データ取得部(250)と、OCT部(データ取得部250など)と、データ処理部(230A)とを含む。データ取得部は、被検眼の眼底に光(測定光LS)を投射し、その戻り光に基づき被検眼のデータを取得する。OCT部は、被検眼の前眼部の3次元領域に光コヒーレンストモグラフィ(OCT)スキャンを適用してOCTデータを収集する。データ処理部は、このOCTデータを解析して、データ取得部により眼底に光を投射するための対象領域を特定する。
このような眼科装置によれば、前眼部の3次元OCTスキャンにより得られたデータから、データ取得部による撮影又は測定を適用するための対象領域を求めることが可能である。したがって、従来の徹照法とは異なる新規な手法によって、撮影又は測定に好適な領域を把握することが可能になる。
第2の例示的な実施形態において、データ取得部(250)は、眼底に光を投射してその戻り光を検出するデータ取得光学系を含んでいてよい。更に、第2の例示的な実施形態に係る眼科装置は、移動機構(150)と、表示制御部(2102)と、操作部(242)と、駆動制御部(2101)とを含んでいてよい。移動機構は、データ取得光学系を移動する。表示制御部は、データ処理部により特定された対象領域を表す画像を表示手段(表示部241)に表示させる。操作部は、データ取得光学系のアライメント操作を行うために用いられる。駆動制御部は、操作部からの信号に基づいて移動機構を制御する。
このような眼科装置によれば、新規な手法で取得された撮影又は測定に好適な領域を参照しつつマニュアルアライメントを行うことが可能である。
第2の例示的な実施形態において、データ取得部(250)は、眼底に光を投射してその戻り光を検出するデータ取得光学系を含んでいてよい。更に、第2の例示的な実施形態に係る眼科装置は、移動機構(150)と、駆動制御部(2101)とを含んでいてよい。移動機構は、データ取得光学系を移動する。駆動制御部は、移動機構を制御する。加えて、データ処理部(230)は、対象領域に基づいてデータ取得光学系の移動目標を決定する移動目標決定部(234)を含んでいてよい。駆動制御部は、この移動目標に基づいて移動機構を制御する。
このような眼科装置によれば、新規な手法で取得された撮影又は測定に好適な領域に基づきオートアライメントを行うことが可能である。
第2の例示的な実施形態に係る眼科装置は、データ処理部(230)により特定された対象領域を表す画像を表示手段(表示部241)に表示させる表示制御部(2102)を更に含んでいてよい。また、表示制御部(2102)は、予め取得された被検眼の画像とともに対象領域を表す画像を表示させることができる。この被検眼の画像は、眼底の画像であってよい。また、この被検眼の画像は、OCT画像であってもよい。このOCT画像は、OCT部により取得された前眼部の縦断面像を含んでいてもよいし、OCT部により取得された前眼部の正面画像を含んでいてもよい。
このような眼科装置によれば、データ取得部により眼底に光を投射するために好適な領域を容易に把握することが可能になる。
第1又は第2の例示的な実施形態において、データ取得部(250)は、眼底にOCTスキャンを適用して被検眼のデータを取得するように構成されていてよい。この場合、眼科装置は、例えば、OCTが適用される部位を切り替えるためのレンズユニット(前眼部OCT用アタッチメント400)を備える。なお、OCTが適用される部位を切り替えるために、例えば、光路に沿って移動可能なレンズを備えた構成、又は、光路に対して挿脱可能なレンズを備えた構成を採用することも可能である。
第1又は第2の例示的な実施形態において、データ取得部及びOCT部は、共通のスキャン光学系を含んでいてよい。上記実施形態において、共通のスキャン光学系は、眼底カメラユニット2に設けられた測定アームを構成する要素群と、OCTユニット100に設けられた要素群とを含む。
このような構成によれば、データ取得部及びOCT部の双方が光学的スキャンを実行可能な場合において、光学構成の簡素化を図ることができる。
第1又は第2の例示的な実施形態において、データ取得部は、眼底に光を投射してその戻り光を検出するデータ取得光学系を含んでいてよい。更に、第1又は第2の例示的な実施形態に係る眼科装置は、データ取得光学系のオートアライメントを行うためのアライメント系(260)を更に含む。オートアライメントの後、データ取得部は、眼底に向けて光を投射し、その戻り光に基づき被検眼のデータを取得する。データ処理部は、判定部(232)を含む。判定部は、オートアライメントの後にデータ取得部により取得された当該データに基づいて、OCT部によるOCTスキャンを実行するか否か判定する。
このような構成によれば、オートアライメントにより満足な結果が得られないときにのみ、前眼部に3次元OCTスキャンを適用して混濁領域又は対象領域を求めるように動作する。したがって、処理の効率化や検査の短時間化を図ることが可能である。
以上に説明した態様は、この発明の実施の例示に過ぎない。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ける任意の変形(省略、置換、付加等)を施すことが可能である。