JP4510537B2 - 眼科撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は被検眼を撮影する眼科撮影装置に関するものである。

従来から、ＣＣＤに代表される撮像素子で被検眼像を撮像して映像信号に変換し、被検眼の位置合わせ、観察、撮影を行う眼科撮影装置が提案されている（特許文献１，２参照）。

このような装置では、ＣＣＤからの出力信号を電気的に増幅し、被検眼像が常に最適な映像信号になるように制御している。

これらの装置では、照明光源の光量、撮像素子からの画像信号の増幅率の制御範囲は、固定であり、装置の最大値まで設定可能となっている。

また、複数の画像記録手段を有し、画像記録手段毎に照明光量の上限値を制限する制限手段を設けた眼科撮影装置が提案されている（特許文献３参照）。
特開平９−２６２２１１号公報 特開平１０−２３４６７１号公報 特開平４−３５２９３４号公報

しかしながら、上述のような眼科撮影装置では、１つの画像記録手段で撮影する場合に、時間をパラメータとして照明光量の上限値を制限することに記述がない。

蛍光撮影を行う際、蛍光初期、特に眼底血管に蛍光剤が循環し終わるまでは、眼底の明るさの変化が著しいため、撮影用光源を用いて眼底画像を記録しようとすると、撮影光量の決定は難しい。そこで、観察用の照明光だけで眼底画像を記録する方が望ましいが、この方法で診断に必要なＳ／Ｎが確保された眼底画像を得るためには、観察光量はより明るく、撮像素子からの映像信号の増幅率は、できだけ低く設定する必要がある。

蛍光後期、眼底血管に蛍光剤が循環し終わり、眼底血管から蛍光が消失していく過程においては、眼底の明るさの変化があまり無いため、撮影用光源を用いて眼底画像を記録する際の撮影光量の決定は比較的容易である。そこで、眼底血管から蛍光が消失し、眼底が暗くなる後期には、撮影光を併用すれば、撮像素子からの映像信号の増幅率をあまり高く設定しなくてもＳ／Ｎの良い眼底像を得ることができる。一方、眼底の位置合わせのためには、観察光量はより明るく、撮像素子からの映像信号の増幅率は、できだけ高く設定する必要がある。

上記撮影方法を行なった場合、観察用の照明光は、初期・後期を通じて常に装置の最大光量が必要であり、観察光源の寿命が短くなるという欠点があった。

さらに観察光を最大にして観察し続けた場合、被検眼へ入射する観察光量も増えるため、被検者の負担が重くなるという欠点があった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり被検眼の蛍光の循環情報に基づき撮影制御することができる眼科撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の眼科撮影装置は、被検眼からの反射光を撮像する撮像手段と、前記被検眼の蛍光の循環を検知する検知手段と、前記撮像手段からの映像信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の増幅率を制御する増幅率制御手段と、前記増幅率制御手段は、前記検知手段の出力に応じて、増幅率の制御範囲を決定することを特徴とする。

また、被検眼からの反射光を撮像する撮像手段を有する眼科撮影装置において、被検眼を照明する照明光源と、前記照明光源の光量を制御する光源制御手段と、前記被検眼の蛍光の循環を検知する検知手段と、光源制御手段は、前記検知手段の出力に応じて照明光源の光量の制御範囲を決定することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、被検眼の蛍光の循環情報に基づき撮影制御することができる眼科撮影装置を提供できる。

（実施例１）
本発明を図１〜図９に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は第１の実施例における眼底カメラの構成図を示し、観察用光源１から対物レンズ２に至る光路上には、コンデンサレンズ３、撮影用光源４、ミラー５、リング状の開口を有する絞り１１、挿脱自在に配置された赤外蛍光エキサイターフィルタ１２、リレーレンズ６、孔あきミラー７が順次に配列され、眼底照明光学系を構成する。孔あきミラー７の透過方向の光路上には、合焦レンズ８、撮影レンズ９、挿脱自在に配置された励起光を遮断し、蛍光のみを透過する赤外蛍光バリアフィルタ１３、撮像素子１０が配列され、眼底撮影光学系を構成している。

撮像素子１０の出力は、蓄積電荷読取部１４、増幅部１５、画像信号処理部１７、システム制御部２０が順次に接続されている。

増幅部１５は、増幅率制御部１６に接続され、増幅率制御部１６で設定された増幅率で映像信号を増幅する。

画像信号処理部１７には表示部１８が接続され、被検眼眼底の観察、撮影画像が表示される。システム制御部２０には、画像信号処理部１７、画像記録手段１９、撮影スイッチ２１、撮影用光源制御部２２、観察用光源制御部２３、タイマーの計時を開始、終了するタイマースイッチ２４、観察用光源１の光量の増減および増幅部１５の増幅率の増減を行うための観察光量変更つまみ２５が接続されている。

観察用光源１を出射した光束は、コンデンサレンズ３、撮影用光源４を通り、ミラー５で反射される。ミラー５での反射光は、リング状の開口を有する絞り１１、赤外蛍光エキサイターフィルタ１２、リレーレンズ６を通り、孔あきミラー７の周辺で反射し、対物レンズ２、被検眼Ｅの瞳Ｅｐを通り眼底Ｅｒを照明する。照明された眼底像は、被検眼Ｅの瞳Ｅｐ、対物レンズ２、孔あきミラー７の孔の中を通り、合焦レンズ８、撮影レンズ９、赤外蛍光バリアフィルタ１３を通過し、撮像素子１０上に結像する。

撮像素子１０では光電変換後の蓄積電荷を保持し、蓄積電荷読取部１４は蓄積電荷の読み取り及び保持された電荷のクリアを連続的に行いながら、読み取った信号を増幅部１５を介して画像信号処理部１７に出力する。画像信号処理部１７は表示部１８に出力可能な処理を行い、そのときの観察画像が表示部１８に映出される。

観察、撮影時のシステム制御部２０の動作を図２に示すフローチャートを用いて説明する。

操作者は、表示部１８の映像を見ながらアライメントを行う。この時、ステップＳ１では観察用光源１の光量制御範囲の上限値が最大値の７０％になるように観察用光源制御部２３を設定する。観察用光源制御部２３は、観察用光源１の光量を最大値の０％から７０％の範囲で制御する。さらに、ステップＳ２で増幅部１５の増幅率制御範囲の上限値が最大値になるように増幅率制御部１６を設定する。増幅率制御部１６は、増幅部１５の増幅率を最大値の０％から１００％の範囲で制御する。

ステップＳ３では、観察条件変更つまみ処理を行う。観察条件変更つまみ処理の詳細は後述する。

アライメントが合ったところで、被検者に対して静注を開始すると同時に、操作者は、タイマースイッチ２４を押す。システム制御部２０は、ステップＳ４でタイマースイッチ２４の入力により計時開始を検知すると、ステップＳ５でタイマーの計時を開始する。

ステップＳ６でタイマーの計時開始からの経過時間が所定時間を越えたかどうかを判断する。本実施例では、９０秒が経過したかどうかを判断し、経過していない場合には、ステップＳ７で観察用光源１の光量制御範囲の上限値が最大値になるように観察用光源制御部２３を設定する。観察用光源制御部２３は、図３に示す（ａ）の矢印の範囲の如く、観察用光源１の光量を最大値の０％から１００％の範囲で制御する。さらに、ステップＳ８で増幅部１５の増幅率制御範囲の上限値が最大値の７０％になるように増幅率制御部１６を設定する。増幅率制御部１６は、図３に示す（ｂ）の矢印の範囲の如く、増幅部１５の増幅率を最大値の０％から７０％の範囲で制御する。

システム制御部２０は、ステップＳ４でタイマースイッチ２４からの入力がないと判断した場合には、ステップＳ３に戻り、観察条件変更つまみ処理を行いながらタイマースイッチ２４からの入力再度監視する。

操作者が、撮影スイッチ２１を押すと、システム制御部２０は、撮影スイッチ２１からの入力をステップＳ９で検知し、ステップＳ１０で撮影用光源４を点灯せずに画像信号処理部１７より画像を取得し、画像記録手段１９に保存する。ここで、画像記録部１９は、ハードディスク、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、半導体メモリ等の記録媒体を指す。

操作者が、観察条件変更つまみ２５を回すとシステム制御部２０は、ステップＳ１１で観察条件変更つまみ処理を行う。

観察条件変更つまみ処理では、観察条件変更つまみ２５が変更されたことをステップＳ２０で検知すると、ステップＳ２１で観察条件変更つまみ２５の変化量を観察用光源制御部２３に通知する。観察用光源制御部２３は設定された範囲で観察用光源１の光量を制御する。さらに、ステップＳ２２では観察条件変更つまみ２５の変化量を増幅率制御部１６に通知し、増幅率制御部１６は、設定された範囲で増幅部１５の増幅率を制御する。

ステップＳ６でタイマーの計時開始からの経過時間が所定時間である９０秒を経過したと判断した場合には、ステップＳ１４で観察用光源１の光量制御範囲の上限値が最大値の７０％になるように観察用光源制御部２３を設定する。観察用光源制御部２３は、図３に示す（ｃ）の矢印の範囲の如く、最大値の０％から７０％の範囲で観察用光源１の光量を制御する。さらに、ステップＳ１５では、増幅部１５の増幅率制御範囲の上限値が最大値になるように増幅率制御部１６を設定する。増幅率制御部１６は、図３に示す（ｄ）の矢印の範囲の如く、増幅部１５の増幅率を最大値の０％から１００％の範囲で制御する。

ここで操作者が、撮影スイッチ２１押すと、システム制御部２０は、撮影スイッチ２１からの入力をステップＳ１６で検知し、ステップＳ１７で増幅部１５の増幅率は撮影光源を使用した撮影用の値に設定される。

ステップＳ１８でシステム制御部２０は図４に示すように、垂直同期信号に同期して撮影用光源制御部２２に発光開始指令を出力し、撮影用光源制御部２２は、撮影用光源４を発光する。

撮影用光源４を出射した光束は被検眼Ｅの眼底像を撮像素子１０に導き、撮像素子１０は光電変換後の電荷の蓄積、保持を行う。蓄積電荷読取部１４では蓄積電荷の読み取りが行なわれ、読み取られた映像信号は増幅部１５において増幅され、画像信号処理部１７を介して不図示のＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換され、システム制御部２０に入力される。そして、変換されたデジタル映像信号は画像記録手段１９に記録される。

一連の撮影が終了すると、操作者は、タイマースイッチ２４を押す。システム制御部２０は、ステップＳ１２でタイマースイッチの入力を検知すると、ステップＳ１３でタイマーの計時を終了し、ステップＳ１に戻る。これをもって、一人の患者の撮影が終了する。

（実施例２）
第二の実施例における、観察、撮影時のシステム制御部２０の動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。

図２に示す第一の実施例に対して、ステップＳ６の代わりにステップＳ３０、ステップＳ３１が追加されている。

システム制御部２０は、ステップＳ３０で被検眼眼底の明るさの変化を算出する。この算出方法について、図６に示すフローチャートを用いて詳しく述べる。

被検眼Ｅの眼底像は撮像素子１０に撮像され、光電変換後の電荷の蓄積、保持が行なわれる。蓄積電荷読取部１４では蓄積電荷の読み取りが行なわれ、読み取られた映像信号は増幅部１５において増幅され、画像信号処理部１７を介して不図示のＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換され、１フレーム毎にシステム制御部２０に画像信号として入力される。

ステップＳ４０でシステム制御部２０に画像信号が入力されたと判断した場合、ステップＳ４１で取得した画像信号が飽和していないかどうかを確認する。飽和していない場合には、ステップＳ４２へ進み１フレーム毎の画像信号の平均値が求められ、さらにステップＳ４３では観察用光源１の光量、増幅部１５の増幅率で正規化された値Ｄを算出する。このＤの値の時間変化は図７の（ａ）になる。

さらにシステム制御部２０は、取り込んだフレームと１つ前のフレームのＤ値の差を求める。これを時間軸でプロットしたものを図７（ｂ）に示す。この曲線が０に近づく程、被検眼眼底の明るさの変化が少ないため、システム制御部２０は、図５に示すフローチャートのステップＳ３１で図７（ｂ）に示す曲線が範囲Ａ以内になった場合には、眼底血管に蛍光が循環し終わったと判断し、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４以降の動作は第一の実施例と同様である。ステップＳ３１で図７（ｂ）に示す曲線が範囲Ａ以内でない場合には、眼底血管に蛍光が循環している最中だと判断し、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７以降の動作は第一の実施例と同様である。

この時、システム制御部２０は、入力された画像信号のレベルを監視しながら、観察用光源制御部２３の制御範囲内で観察用光源１の光量を、増幅率制御部１６の制御範囲内で増幅部１５の増幅率を画像信号が飽和しないように自動制御している。図６のフローチャートにおけるステップＳ４１で、取得した画像信号が飽和していると判断した場合には、ステップＳ４５へ進み、観察用光源１の光量を変更するよう観察用光源制御部２３に指示を行う。さらにステップＳ４６へ進み、増幅部１５の増幅率を変更するよう増幅率制御部１６に指示を行う。

観察用光源１の光量、増幅部１５の増幅率の変更方法は、１フレーム毎の画像信号の平均値を観察用光源１の光量、増幅部１５の増幅率で正規化した値Ｄの１つ前のフレームとの差が、図７に示す範囲Ａ以内の場合を図９、図７に示す範囲Ａ以内にない場合を図８に示す。

まず観察用光源１の光量を上限値に達するまでは変化させて、観察用光源１の光量が上限値に達した後は、増幅部１５の増幅率を上限値まで変化させるように制御を行っている。

以上説明したように本発明に係る眼底検査装置は、
蛍光撮影開始から一定時間が経過するまでは、照明用光源の光量の上限値を最大とし、撮像素子から出力される映像信号の増幅率の上限値を下げるため、被検眼からの蛍光の変化が激しい初期でもストロボを使用せずに、適正光量で、Ｓ／Ｎが良好な眼底像を撮影することが可能である。また、一定時間経過後は照明用光源の光量の上限値を下げて、その分を撮像素子から出力される映像信号の増幅率で補完するため照明光源の寿命を伸ばし、被検者への負担を軽減すことが可能となる。

第一の実施例の構成図である。 第一の実施例におけるシステム制御部２０の動作を示すフローチャートである。 観察用光源制御部２３、増幅率制御部１６の制御範囲を示す図である。 第一の実施例における撮影用光源を発光させた場合の撮影時のタイムチャートである。 第二の実施例におけるシステム制御部２０の動作を示すフローチャートである。 第二の実施例における被検眼眼底の明るさの変化をシステム制御部２０が算出するフローチャートである。 被検眼眼底の明るさ、および明るさの差の時間変化を示す図である。 第二の実施例における蛍光初期の観察用光源１の光量、増幅部１５の増幅率の制御方法を示す図である。 第二の実施例における蛍光後期の観察用光源１の光量、増幅部１５の増幅率の制御方法を示す図である。

符号の説明

１ 観察用光源
２ 対物レンズ
３ コンデンサレンズ
４ 撮影用光源
５ ミラー
６ リレーレンズ
７ 孔あきミラー
８ 合焦レンズ
９ 撮影レンズ
１０ 撮像素子
１１ リング状の開口を有する絞り
１２ 赤外蛍光エキサイターフィルタ
１３ 赤外蛍光バリアフィルタ
１４ 蓄積電荷読取部
１５ 増幅部
１６ 増幅率制御部
１７ 画像信号処理部
１８ 表示部
１９ 画像記録手段
２０ システム制御部
２１ 撮影スイッチ
２２ 撮影用光源制御部
２３ 観察用光源制御部
２４ タイマースイッチ
２５ 観察条件変更つまみ
Ｅ 被検眼
Ｅｐ 瞳孔
Ｅｒ 被検眼眼底

Claims (6)

1. 被検眼からの反射光を撮像する撮像手段と、
   前記被検眼の蛍光の循環を検知する検知手段と、
   前記撮像手段からの映像信号を増幅する増幅手段と、
   前記増幅手段の増幅率を制御する増幅率制御手段と、
   前記増幅率制御手段は、前記検知手段の出力に応じて、増幅率の制御範囲を決定することを特徴とする眼科撮影装置。
2. 前記検知手段は、被検者への蛍光の静注を開始したときからの経過時間を計時するタイマーであり、
   前記増幅率制御手段は、前記タイマーの計時開始からの経過時間が所定時間を越えていない場合には、前記増幅手段の増幅率の制御範囲の上限値を最大値より低い値に設定することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
3. 前記検知手段は、前記増幅手段からの映像信号の時間変化を検知し、
   前記増幅率制御手段は、前記増幅手段からの映像信号の時間変化が予め定められた値より大きい場合には、前記増幅手段の増幅率の制御範囲の上限値を最大値より低い値に設定することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
4. 被検眼からの反射光を撮像する撮像手段を有する眼科撮影装置において、
   被検眼を照明する照明光源と、
   前記照明光源の光量を制御する光源制御手段と、
   前記被検眼の蛍光の循環を検知する検知手段と、
   光源制御手段は、前記検知手段の出力に応じて照明光源の光量の制御範囲を決定することを特徴とする眼科撮影装置。
5. 前記検知手段は、被検者への蛍光の静注を開始したときからの経過時間を計時するタイマーであり、
   前記光源制御手段は、前記タイマーの計時開始からの経過時間が所定時間を越えた場合には、前記照明光源の光量の制御範囲の上限値を最大値より低い値に設定することを特徴とする請求項４に記載の眼科撮影装置。
6. 前記検知手段は、前記増幅手段からの映像信号の時間変化を検知し、
   前記光源制御手段は、前記増幅手段からの映像信号の時間変化が予め定められた値の範囲内の場合には、前記照明光源の光量の制御範囲の上限値を最大値より低い値に設定することを特徴とする請求項４に記載の眼科撮影装置。

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