JP4646028B2

JP4646028B2 - 眼底撮影装置

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Publication number: JP4646028B2
Application number: JP2005060051A
Authority: JP
Inventors: 純一秋田; 直幸近藤; 章裕藤城; 勝保水野
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-03-04
Also published as: JP2006239196A; US20060197912A1; EP1698273A1; US7198367B2; DE602006004232D1; EP1698273B1

Description

本発明は、眼底を撮影して眼底観察・検査を行うための眼底撮影装置及び眼底撮影方法に関する。

従来、ＦＡＧ（fluorescent angiography）やＩＣＧ（indocyanin green）等の蛍光眼底検査が行える眼底撮影装置が知られている。このような眼底撮影装置は、ＦＡＧ用の可視蛍光撮影用励起照明光とＩＣＧ用の赤外蛍光撮影用励起照明光を選択的に被検眼眼底に照射し、眼底にて生じる可視蛍光、赤外蛍光を各々受光して被検眼の蛍光撮影を行うものである（特許文献１参照）。
特開平９−１０１８０号公報

しかしながら、ＦＡＧやＩＣＧ等の蛍光眼底検査は、蛍光剤を静注した後、蛍光剤が眼底に循環し、蛍光像が現れるまで時間がかかる。前述したような従来装置では、ＦＡＧ撮影（可視蛍光撮影）やＩＣＧ撮影（赤外蛍光撮影）は個々に行うため、２回の検査を実施することとなり、蛍光眼底検査に時間がかかっていた。
上記従来技術の問題点に鑑み、ＦＡＧ、ＩＣＧ等の蛍光眼底検査を効率よく行うことのできる眼科撮影装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）第１の波長のレーザ光と第２の波長のレーザ光を出射するレーザ光出射手段と、該レーザ光出射手段により出射した第１及び第２の波長のレーザ光を眼底にて２次元的に走査するためのレーザ光走査手段と、その反射光を受光することにより被検眼眼底を撮影しモニタに表示する眼底撮影装置において、眼底にて反射する前記第１及び第２の波長のレーザ光，並びに前記第２のレーザ光の照射により眼底にて生じる第２の蛍光を遮断するとともに，前記第１のレーザ光の照射により眼底にて生じる第１の蛍光を透過する第１フィルタと、眼底にて反射する前記第１及び第２の波長のレーザ光，並びに前記第１のレーザ光の照射により眼底にて生じる第１の蛍光を遮断するとともに，前記第２のレーザ光の照射により眼底にて生じる第２の蛍光を透過する第２フィルタと、が形成された回転板と、前記レーザ光走査手段による２次元走査と同期させて前記回転板を回転させることにより前記第１フィルタ及び第２フィルタを前記撮影光学系の光路中に連続的に切り換え配置するフィルタ切換手段と、前記第１フィルタまたは第２フィルタを透過する前記蛍光を共通の受光素子にて受光する撮影光学系と、前記受光素子にて受光される前記第１の蛍光の受光信号及び第２の蛍光の受光信号を基に各々の眼底像を交互に得る眼底像取得手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼底撮影装置において、前記フィルタ切換手段に設けられる第１フィルタと第２フィルタとの間には、前記第１の波長及び第２の波長のレーザ光による眼底反射光を前記受光素子にて受光するための開口部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも２種類の蛍光眼底像の取得を同時進行にて行うことができるため、短時間に効率よく蛍光眼底検査を行うことができる。

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本実施の形態の眼底撮影装置の光学系を示した図である。
１はレーザ光を出射するレーザ光出射部であり、図２に示すように、赤外域の波長のレーザ光を発する第１レーザ光源１ａと可視域の波長のレーザ光を発する第２レーザ光源１ｂ、ミラー１００、ダイクロイックミラー１０１とを有する。なお、本実施形態では第１レーザ光源１ａは波長７８０ｎｍ付近のレーザ光を発し、第２レーザ光源１ｂは波長４８０ｎｍ付近のレーザ光を発するものとしている。第１レーザ光源１ａを出射した赤外域のレーザ光は、ダイクロイックミラー１０１を透過し、レーザ光出射部１を出て光軸Ｌ１上を進む。第２レーザ光源１ｂを出射した可視域のレーザ光は、ミラー１００にて折り曲げられた後、ダイクロイックミラー１０１にて反射して第１レーザ光源から出射したレーザ光と同軸とされ、光軸Ｌ１上を進む。

２は中央に開口部を有する穴開きミラー、３はレンズである。４及び５はミラーであり、図１に示す矢印方向に移動可能とされ、光路長を変化させることによりフォーカス合せ（視度補正）を行うことができる。６、８及び１０は凹面ミラーである。７はレーザ光を被検眼眼底にて水平方向に偏向させ走査するための走査手段となるポリゴンミラー、９はポリゴンミラー７による走査方向に対して直角方向にレーザ光を偏向させ走査するための走査手段となるガルバノミラーである。

レーザ光出射部１から出射したレーザ光は、穴開きミラー２の開口部を通り、レンズ３介した後、ミラー４、ミラー５、凹面ミラー６にて反射し、ポリゴンミラー７に向かう。ポリゴンミラー７にて反射された光束は、凹面ミラー８、ガルバノミラー９、凹面ミラー１０にて反射した後、被検眼眼底にて集光し、眼底を２次元的に（図示するＸＹ軸方向に）走査する。これらの光学部材によって照射光学系を形成する。

１１はレンズであり、１２は光軸上にピンホールを有したピンホール板である。なお、本実施形態ではピンホール板１２に形成する細孔の径を固定としているが、これに限るものではなく、眼底像のコントラストと輝度を可変できるように細孔の径を可変とするようにしてもよい。レンズ１１は被検眼眼底の観察点とピンホール板とを共役な位置に置く。１３は集光レンズ、１４は可視域及び赤外域に感度を持つ受光素子である。なお、本実施形態の受光素子１４には、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を用いている。２０は所定の波長を選択的に透過させるためのフィルタが設けられた回転板である。回転板２０は、光軸Ｌ２に対して直交する平面に置かれるとともに、その一部が光軸Ｌ２にかかるように配置される。なお、回転板２０は光軸Ｌ２に直交するように配置するのではなく、正反射光を抑制するために若干角度を設けるようにして配置することもできる。
また、回転板２０は、その中心に回転軸２１ａが設けられ、回転軸２１ａに接合する駆動手段の駆動によって回転される。なお、本実施形態では駆動手段としてパルスモータ２１を用いている。

被検眼眼底に走査されたレーザ光の反射光は、前述した照射光学系を逆に辿り、穴開きミラー２にて反射し、下方に折り曲げられる。なお、被検眼の瞳位置と穴開きミラー２の開口部とは、レンズ３により共役となっている。穴開きミラー２にて反射した反射光は、レンズ１１、回転板２０を経てピンホール板１２のピンホールに焦点を結ぶ。ピンホールにて焦点を結んだ反射光は、レンズ１３を経て受光素子１４に受光される。これらの光学部材により撮影光学系を形成する。なお、前述した回転板２０は、照射光学系に掛からない撮影光学系の光路（穴開きミラー２から受光素子１４間）であれば、どこに配置されていてもよい。
また、図１に示す２３は、回転板２０の位置検出（回転角度検出）を行うためのセンサであり、回転板２０の所定位置に設けられた遮蔽板２２がセンサ２３を遮蔽することにより、回転板２０の基準位置を検出することができる。回転板２０の回転角度は、この基準位置に基づいて調節される。

図３は回転板２０の構成を示した図である。
回転板２０には、図４（ａ）に示すような分光透過特性を有し、ＩＣＧ撮影用に用いられる第１フィルタ２４と、図４（ｂ）に示すような分光透過特性を有し、ＦＡＧ撮影用に用いられる第２フィルタ２５とが、回転板２０に取り付けられている。図３に示すように、第１フィルタ２４及び第２フィルタ２５は、２辺が円弧状で、その両端が直線の辺で結ばれる略扇形の形状を有しており、回転板２０の中心に対して対称に取り付けられている。なお、両フィルタは、回転板２０の回転によって光軸Ｌ２上にかかる位置（点線位置）に取り付けられている。

図４（ａ）に示すような分光透過特性を有する第１フィルタ２４は、第１レーザ光源１ａから出射される赤外域のレーザ光と第２レーザ光源１ｂから出射される可視域のレーザ光、及び第２レーザ光源１ｂから出射されるレーザ光を励起光として眼底に発生する蛍光を遮断する。また、第１レーザ光源１ａから出射されるレーザ光を励起光として眼底に発生する蛍光を透過する。一方、図４（ｂ）に示すような分光透過特性を有する第２フィルタ２５は、第１レーザ光源１ａから出射される赤外域のレーザ光と第２レーザ光源１ｂから出射される可視域のレーザ光、及び第１レーザ光源１ａから出射されるレーザ光を励起光として眼底に発生する蛍光を遮断する。また、第２レーザ光源１ｂから出射されるレーザ光を励起光として眼底に発生する蛍光を透過する。

また、図３に示すように、第１フィルタ２４及び第２フィルタ２５の間には、開口部２６が設けられている（本実施形態では２個設けるものとしている）。なお、開口部２６は被検眼と装置との位置あわせ時や通常の眼底観察の際に光軸Ｌ２上に置かれ、被検眼眼底からの反射光を全て通し、受光素子１４に導く役目を果たす。なお、回転板２０に設けられるフィルタ２４，２５、開口部２６は、回転板２０の基準位置に対して所定の位置関係となるように設けられている。

図５は本実施形態における眼底撮影装置の制御系を示したブロック図である。３０は装置全体の制御を行う制御部である。制御部３０にはレーザ光源１ａ，１ｂ、ポリゴンミラー７、ガルバノミラー９、受光素子１４、パルスモータ２１、センサ２３、ミラー４，５を駆動させるための駆動手段３１、コントロール部３２、受光素子１６にて受光した信号を基に被検眼眼底の画像を形成するための画像処理部３３等が接続される。３４はモニタであり、画像処理部３３にて形成した眼底画像が表示される。３５は種々の情報を記憶しておくための記憶部である。コントロール部３２には、視度補正のために被検眼の屈折力を入力するための入力部、蛍光撮影を開始するための撮影スイッチ、回転板２０を回転させて光軸Ｌ２上に所望するフィルタまたは開口部を位置させるための切り換えスイッチ等、装置を操作するための各種スイッチが用意されている。

以上のような構成を有する眼底撮影装置において、その動作について説明する。ここではＦＡＧ撮影とＩＣＧ撮影を同時に行う方法について説明する。
装置の電源を投入すると、制御部３０は初期設定として、パルスモータ２１を駆動させて回転板２０を回転させ、図３に示した開口部２６が光軸Ｌ２に位置するように回転板２０の回転角度を調節する。また、第１レーザ光源１ａから赤外光を出射させ、これを観察用の照明光とする。

検者は予め被検眼の屈折力を眼屈折力測定装置等にて測定しておき、得られた被検眼の屈折力値をコントロール部３２を用いて入力する。制御部３０は入力された屈折力データを記憶部３５に記憶させるとともに、駆動手段３１を用いてミラー４，５を駆動させて視度補正を行う。視度補正が行われた状態にて、検者は図示なきジョイスティック等を用いて装置を駆動させて、被検眼の眼底にレーザ光が照射され、所望する画像がモニタ３４に表示されるように、アライメントを行う。なお、被検者にはアライメント後、或いはそれ以前に予めＦＡＧ用の蛍光剤とＩＣＧ用の蛍光剤とを静注しておく。

第１レーザ光源１ａから出射した赤外のレーザ光は、穴開きミラー２の開口部を通過した後、レンズ３を透過し、ミラー４，５、凹面ミラー６にて反射してポリゴンミラー７に向かう。ポリゴンミラー７は一定の速度で回転しており、レーザー光はポリゴンミラー７にて反射され、水平方向に走査される。ポリゴンミラー７にて走査されたレーザ光は、凹面ミラー８にて反射した後、ガルバノミラー９の駆動により、さらに垂直方向（上から下）に走査される。ガルバノミラー９にて反射したレーザ光は、凹面ミラー１０にて反射し、被検眼眼底に集光するとともに眼底上を２次元的に走査する。

眼底に集光したレーザ光の反射光は、凹面ミラー１０から穴開きミラー２までを逆に辿り、穴開きミラー２にて下方に折り曲げられる。穴開きミラー２にて下方に折り曲げられた反射光束は、レンズ１１を経た後、回転板２０に設けられた開口部２６を通り、ピンホール板１２のピンホールに集光する。ピンホールにて集光した反射光は、レンズ１３を介して受光素子１４にて受光される。

画像処理部３３は、ポリゴンミラー７及びガルバノミラー９による走査範囲における眼底からの反射光によって得られる受光素子１４からの受光信号を画像データとして逐次並べ、モニタ３４の表示領域における最上部から横方向に一列に表示していく。なお、ポリゴンミラー７の反射面の１面分の回転移動によって、モニタ３４における横一列分の画像が得られることとなる。また、ガルバノミラー９は一定速度にてレーザ光を上から下に向けて走査するように駆動しているため、モニタ３４に表示する画像データは、実際には多少傾いた横一列分の画像となる。

ポリゴンミラー７がさらに回転し、レーザ光が次の反射面にて反射すると、制御部３０は、次の反射面における走査範囲内のレーザ光の反射光の受光信号を新たな一列分の画像データの信号として画像処理部３３に送る。画像処理部３３はポリゴンミラー７の新たな反射面を用いて取得した一列分の画像データを、先に表示した一列分の画像データの一段下の行に並べて表示する。画像処理部３３は、このような処理を順次行うことにより、２次元的に走査した被検眼眼底の撮影範囲を一枚の画像（１フレーム分の画像）としてモニタ３４に表示する。また、制御部３０は、モニタ３４の表示領域全体に画像が表示されるだけの検出信号が得られると、ガルバノミラー９を走査開始時の反射角度まで戻し、再び同じようにレーザ光を上から下に向かって走査するように駆動制御する。

このような制御により、モニタ３４には赤外光にて撮影した眼底像が表示されることとなる。検者はこの像を見て撮影部位、アライメントやピントの状態を確認する。被検眼と装置とが適正な位置関係となっていれば、検者はコントロール部３２に設けられた撮影スイッチを押す。なお、上述では赤外のレーザ光（第１レーザ光源のレーザ光）を観察光として用いているが、可視光のレーザ光（第２レーザ光源のレーザ光）を観察光として用いることもできる。

撮影スイッチが押されると、制御部３０は第１レーザ光源１ａから赤外のレーザ光を出射するとともに、第２レーザ光源１ｂから可視のレーザ光を出射させ、被検眼眼底に両レーザ光を同時に照射する。また、制御部３０は所望する眼底像が得られるように、ポリゴンミラー７、ガルバノミラー９、回転板２０を各々同期させて駆動させる。以下に各部材の同期について説明する。

ＦＡＧ撮影及びＩＣＧ撮影は、予め設定したフレームレート及び解像度に基づいて行われる。なお、フレームレート及び解像度は固定でもよいし、コントロール部３２の図示なき設定スイッチを用いて設定してもよい。制御部３０は、設定されているフレームレート及び解像度が得られるような回転速度にてポリゴンミラー７を回転させる。また、このポリゴンミラー７の回転速度に合わせて設定されたフレームレート及び解像度が得られるようにガルバノミラー９を駆動させる。前述したように、ガルバノミラー９の一方向の動作（本実施形態では上から下への動作）にてモニタ３４に表示する眼底像の１フレーム分の画像が得られることとなる。さらに制御部３０は、図６に示すように、画像取得中のガルバノミラー９の一方向の動作中（上から下への動作中）においては、回転板２０における第１フィルタ２４または第２フィルタ２５のどちらかが光軸Ｌ２上に位置するとともに、ガルバノミラー９による一走査が終了し、走査開始時の反射角度まで戻され画像を取得しない間（下から上への動作中）は、第１フィルタ２４と第２フィルタ２５との間（開口部２６）に光軸Ｌ２が位置するように回転板２０を回転させる。

回転板２０の回転角度は、センサ２３の検出信号とパルスモータ２１のパルス信号により検出することができ、制御部３０は、ポリゴンミラー７及びガルバノミラー９の駆動に対して前述した関係が維持できるように回転板２０の回転を駆動制御する。このように画像取得しない間のガルバノミラー９の駆動に対応させて、蛍光撮影に用いない回転板２０上の開口部２が撮影光学系の光路を通過するようにしているため、効率の良い画像取得ができる。

被検者にＦＡＧ用及びＩＣＧ用の蛍光剤を静注後、被検眼に蛍光剤が循環してくると、眼底に照射しているレーザ光により励起された蛍光像が出現することとなる。回転板２０の回転中、第１フィルタ２４が光軸Ｌ２上に位置しているときには、第１レーザ光源１ａを出射した赤外のレーザ光により眼底にて発生した蛍光のみが受光素子１４に受光され、第２フィルタ２５が光軸Ｌ２上に位置しているときには、第２レーザ光源１ｂを出射した可視のレーザ光により眼底にて発生した蛍光のみが受光素子１４に受光されるため、各々の蛍光像が時分割にて継続的に得られることとなる。

画像処理部３３は、第１フィルタ２４が光軸Ｌ２上に位置しているときに制御部３０を介して受光素子１４から送信される受光信号をＩＣＧ用の画像データとし、これにより得られた蛍光画像をモニタ３４に表示する。また、第２フィルタ２５が光軸Ｌ２上に位置しているときに制御部３０を介して受光素子１４から送信される受光信号をＦＡＧ用の画像データとし、これにより得られた蛍光画像をモニタ３４に表示する。なお、本実施形態では、モニタ３４にＩＣＧ及びＦＡＧの蛍光画像を並べて表示するため、表示画面には、各蛍光画像がどちらの蛍光像が一見して判るように、ＩＣＧまたはＦＡＧにて撮影したことが判る情報を各々に表示させておくことが好ましい。なお、コントロール部３２の図示なきスイッチにより、ＩＣＧまたはＦＡＧの蛍光画像を単独でモニタ３４に表示させることも可能である。

回転板２０の回転中は、第１フィルタ２４及び第２フィルタ２５が撮影光学系の光路に連続的に切換え配置されることとなる。その結果、ＩＣＧの蛍光像及びＦＡＧの蛍光像を実質的に同時（１フレーム毎交互に）に得ることができ、モニタ３４にてＩＣＧ及びＦＡＧの蛍光像の経時的な変化を動画として簡単に観察することができる。また、このよう方法により得られたＩＣＧ及びＦＡＧの動画データは、各々ＩＣＧ用，ＦＡＧ用の情報が付与された状態で記憶部３５に保存される。

このように、照明光（励起光）にレーザ光を用いて２次元的に走査する構成としたことにより、可視光による蛍光観察が眩しさを抑えた状態で行うことができるとともに、ＩＣＧ及びＦＡＧの蛍光像を同時に取得できるため、検査に掛かる時間を短縮することができる。また、ＩＣＧ及びＦＡＧの蛍光を同じ受光素子で受光させる光学系としているため、光学部品、基板部品等を少なくすることができ、装置を小型化させることができる。

以上の実施形態では、ＩＣＧ及びＦＡＧの蛍光撮影を行うものとしているが、これに限るものではなく、他の蛍光観察やフィルタを通した観察においても適用できる。このような場合には、回転板に設けるフィルタの種類を２種類だけでなく、必要に応じて増やせばよい。
また、本実施形態では、フィルタの切り換えを回転板の回転によって行うものとしているが、これに限るものではなく、少なくとも２種類のフィルタを撮影光学系の光路に連続的に切り換えることができるとともに、この切り換えに同期して異なる種類の動画データを取得できる機構であればよい。例えば、図７に示すように、ソレノイドを用いて２枚のＩＣＧ用フィルタ４０ａ，ＦＡＧ用フィルタ４０ｂを撮影光学系の光路に切り換えて挿脱できるようにすることもできる。また、図８に示すように、一枚の平板５０にＩＣＧ用フィルタ５１ａ，ＦＡＧ用ファイル５１ｂを取り付けておき、モータ５２により平板５０を回転させることにより、フィルタ５１ａ，５１ｂを光軸Ｌ２上に切り換え配置する構成とすることもできる。

本実施形態における眼底撮影装置の光学系を示した図である。レーザ光出射部の構成を示した図である。回転板の構成を示した図である。フィルタの分光透過特性を示した図である。本実施形態における制御系を示したブロック図である。ガルバノミラーと回転板の駆動関係を示した模式図である。本発明における第２の実施形態を示した図である。本発明における第３の実施形態を示した図である。

符号の説明

１レーザ光出射部
１ａ第１レーザ光源
１ｂ第２レーザ光源
２穴開きミラー
７ポリゴンミラー
９ガルバノミラー
１４受光素子
２０回転板
２１パルスモータ
２４第１フィルタ
２５第２フィルタ
３０制御部
３３画像処理部
３４モニタ

Claims

第１の波長のレーザ光と第２の波長のレーザ光を出射するレーザ光出射手段と、該レーザ光出射手段により出射した第１及び第２の波長のレーザ光を眼底にて２次元的に走査するためのレーザ光走査手段と、その反射光を受光することにより被検眼眼底を撮影しモニタに表示する眼底撮影装置において、
眼底にて反射する前記第１及び第２の波長のレーザ光，並びに前記第２のレーザ光の照射により眼底にて生じる第２の蛍光を遮断するとともに，前記第１のレーザ光の照射により眼底にて生じる第１の蛍光を透過する第１フィルタと、眼底にて反射する前記第１及び第２の波長のレーザ光，並びに前記第１のレーザ光の照射により眼底にて生じる第１の蛍光を遮断するとともに，前記第２のレーザ光の照射により眼底にて生じる第２の蛍光を透過する第２フィルタと、が形成された回転板と、前記レーザ光走査手段による２次元走査と同期させて前記回転板を回転させることにより前記第１フィルタ及び第２フィルタを前記撮影光学系の光路中に連続的に切り換え配置するフィルタ切換手段と、前記第１フィルタまたは第２フィルタを透過する前記蛍光を共通の受光素子にて受光する撮影光学系と、前記受光素子にて受光される前記第１の蛍光の受光信号及び第２の蛍光の受光信号を基に各々の眼底像を交互に得る眼底像取得手段と、を備えることを特徴とする眼底撮影装置。
請求項１の眼底撮影装置において、前記フィルタ切換手段に設けられる第１フィルタと第２フィルタとの間には、前記第１の波長及び第２の波長のレーザ光による眼底反射光を前記受光素子にて受光するための開口部が設けられていることを特徴とする眼底撮影装置。