JP4933413B2 - 前眼部光干渉断層撮影装置及び前眼部光干渉断層撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は、光干渉断層法により、被検眼の前眼部の断層画像を撮影する前眼部光干渉断層撮影装置及び前眼部光干渉断層撮影方法に関する。

近年、眼科検査のために用いられる検査装置として、光干渉断層法（Optical Coherence Tomography：ＯＣＴ）により被検者の被検眼（眼球）の断層画像を撮影する光干渉断層撮影装置が供されてきている。

光干渉断層撮影装置においては、タイムドメイン方式と呼ばれる、ミラーを動かして参照光の光路長を機械的に変化させながら断層画像取得を行うタイムドメインＯＣＴと、フーリエドメイン方式と呼ばれる、分光器を用いてスペクトル情報を検出し断層画像取得を行うスペクトルドメインＯＣＴ、もしくは、波長走査光源を用いてスペクトル干渉信号を検出し断層画像取得を行う光周波数掃引ＯＣＴとがある。

一般にＯＣＴでは、測定光を被検眼に対して一次元走査することで二次元断層画像を取得し（Ｂ−スキャン）、さらに、二次元断層画像を、被検眼に対して位置をずらしながら繰り返し取得することで三次元画像を得る（Ｃ−スキャン）。

スキャンの方法として、図５（ａ）に示すようなラスタースキャンと称される方法がある。このラスタースキャンは、水平方向に延びる走査線に沿って一次元走査（Ｂ−スキャン）することを、垂直方向にずらせながら繰り返し（Ｃ−スキャン）、眼球の三次元画像を撮影するものである。これにより、図５（ｂ）に示すように、各走査線に沿う断層画像を得ることができる。

さらに、別の方法として、図６（ａ）に示すようなラジアルスキャンと称される方法もある。このラジアルスキャンは、放射方向に延びる走査線に沿って一次元走査（Ｂ−スキャン）することを、円周方向にずらせながら繰り返す（Ｃ−スキャン）ものである。これにより、図６（ｂ）に示すように、各走査線に沿う断層画像を得ることができる。

光干渉断層撮影装置を眼科装置に利用したものとして、特許文献１、特許文献２及び特許文献３には、三次元画像を撮影するための装置が開示されている。
特開２００７−１２７４２５号公報 特開２００６−２１２１５３号公報 特開２００７−１１７６２９号公報

上記した眼科検査のための光干渉断層撮影装置においては、被検眼の三次元画像を得るための撮影時間が、比較的長く（例えば前眼部直径１６ｍｍの撮影に６秒程度）かかり、その間、被検者は顔や眼球を動かさないようにしなければならず、その分被検者の負担が大きくなる問題がある。撮影中に、被計測物体（被検眼）が動いてしまうと、正確な三次元画像が得られなくなってしまう。特に、Ｃ−スキャン方向の画像については、固視微動の影響を受けやすいため、得られる断層画像の品質に劣る傾向にある。

この場合、上記した特許文献１及び特許文献２では、撮影中における被計測物体（被検眼）のずれを、撮影後の断層画像からソフトウエア的に補正する方法が開示されている。ところが、そのような補正方法では、瞬目や程度の大きな固視ずれにおいては、補正エラーや正確な補正ができず誤った画像を表示してしまう虞がある。要するに、高精度の三次元画像を得るためには、撮影時間をできるだけ短縮化することが要望されるのである。

また、光干渉断層撮影装置において前眼部を撮影する場合、ほぼ球面状をなす角膜（角膜表面及び前房との境界面）において、測定光が屈折するため、得られたそのままの断層画像には歪みが生じている。従って、この角膜屈折に対する画像の補正を行う必要がある。しかし、従来行われているＢ−スキャンでは、測定光が角膜の法線方向とは異なる方向から入射するため、１回のＢ−スキャンにより得られる断層画像は、その断層面内での屈折の影響だけでなく他の面内での屈折の影響も受けることになる。このため、Ｃ−スキャンを行って三次元（全体）の断層画像を取得した後に、角膜屈折に対する画像の補正を行わなければならい。この様な処理は、極めて複雑であるため、補正に時間がかかると共に、精度良く補正することは難しい。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、光干渉断層法により、被検眼の前眼部の断層画像を撮影するものにあって、撮影時間の短縮化、高解像度化を可能とすることができ、しかも角膜屈折に対する断層画像の補正を簡単に精度良く済ませることができる前眼部光干渉断層撮影装置及び前眼部光干渉断層撮影方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の前眼部光干渉断層撮影装置は、保持台に支持された装置本体に設けられ、光干渉断層法により走査線に沿って被検眼の前眼部の深さ方向の断層画像を取得する断層画像取得手段と、前記装置本体に設けられ、前記被検眼の正面画像を撮影する撮像手段と、この撮像手段により撮影された被検眼正面画像を表示する表示装置と、前記被検眼の角膜の頂点の位置を検出する角膜頂点位置検出手段と、前記断層画像取得手段による断層画像の取得にあたり、前記角膜頂点の位置を所定の画像取得位置に一致させるように前記装置本体を前記保持台に対して移動させるアライメント手段と、前記表示装置に表示された被検眼正面画像上の、前記断層画像を取得すべき領域又は位置を指定するための指定手段と、この指定手段により指定された領域又は位置に応じて、前記断層画像取得手段における走査線を、前記角膜頂点を通る直線上に設定する走査線設定手段と、前記断層画像取得手段により取得された前記走査線に沿う各断層画像に関して、角膜屈折に対する補正を当該１枚の断層画像のみに基づいて行う手段と、補正された断層画像データから前眼部の三次元画像を得る手段とを備えることを特徴とする（請求項１の発明）。

上記構成によれば、被検眼の前眼部の断層画像を撮影する際には、装置本体に設けられた撮像手段により撮影された被検眼の正面画像が表示装置に表示され、角膜頂点位置検出手段により、被検眼の角膜の頂点の位置が検出されると共に、アライメント手段により、被検眼の角膜頂点位置を所定の画像取得位置に一致させるように装置本体ひいては断層画像取得手段が移動されるようになる。そして、この状態で、断層画像取得手段により、被検眼の前眼部の深さ方向の断層画像が取得されるのであるが、その際、表示装置に示された被検眼正面画像上の断層画像を取得すべき領域又は位置が予め指定手段により指定されると、走査線設定手段により、指定された領域又は位置に応じて、断層画像取得手段における走査線が、前記角膜頂点を通る直線上に設定される。

ここで、角膜の形状は球面状と考えてよいので、角膜頂点を通る直線上においては測定光が角膜に対し垂直に入射されるようになる。このため、角膜頂点を通る直線上に位置される走査線に沿うＢ−スキャン方向の断層画像は、角膜屈折の影響をその断層画像の面内でのみ二次元的に受けるようになる。従って、角膜屈折に対する断層画像の補正を、他の断層画像の取得を待たずとも、当該１枚の断層画像のみに基づいて、比較的短時間で簡単に行うことができる。

また、断層画像取得手段により取得する断層画像を、予め必要な部分（領域又は位置）に絞って指定できるので、解像度を落とすことなく、断層画像取得（撮影）に要する時間をその分短縮化することが可能となる。この場合、例えば緑内障の診断であれば、異常が生じていると思われる隅角部分のみについて、撮影領域として指定して断層画像を取得すれば、目的とする断層画像を得るに十分である。撮影に要する時間が短くなることにより、被検者の負担が小さくなり、固視微動による影響も少なく済ませることができる。

このとき、前記断層画像取得手段による断層画像の取得中に、角膜頂点と装置本体との位置関係を一定に保つように、該装置本体を追従移動させるオートアイトラッキング手段を設ければ、より効果的となる（請求項２の発明）。これによれば、被検眼の角膜頂点と、装置本体ひいては断層画像取得手段との位置関係が一定に保たれた状態で断層画像の取得がおこなわれるので、被検眼のずれ動きがあっても、走査線が角膜頂点を通る直線上からずれることを未然に防止することができる。

本発明の前眼部光干渉断層撮影装置においては、前記指定手段を、前記表示装置の画面上に設けられたタッチパネルから構成することができる（請求項３の発明）。これにより、簡単で確実に、断層画像を取得すべき領域又は位置を指定することができる。前記指定手段を、前記表示装置に表示された被検眼正面画像上の、虹彩の周縁部のうちの少なくとも一部を含んだ領域を、前記断層画像を取得すべき領域として指定する構成とすることもできる（請求項７の発明）。

本発明の前眼部光干渉断層撮影方法は、保持台に支持された装置本体に設けられ、光干渉断層法により走査線に沿って被検眼の前眼部の深さ方向の断層画像を取得する断層画像取得手段と、前記装置本体に設けられ、前記被検眼の正面画像を撮影する撮像手段と、この撮像手段により撮影された被検眼正面画像を表示する表示装置と、前記被検眼の角膜の頂点の位置を検出する角膜頂点位置検出手段と、前記角膜頂点の位置を所定の画像取得位置に一致させるように前記装置本体を前記保持台に対して移動させるアライメント手段とを備えて構成される前眼部光干渉断層撮影装置における、前記被検眼の前眼部の断層画像を撮影する前眼部光干渉断層撮影方法において、前記撮像手段により撮影した被検眼正面画像を前記表示装置に表示させた状態で、前記断層画像を取得すべき領域又は位置をユーザが指定する指定工程と、この指定工程において指定された領域又は位置に応じて、前記断層画像取得手段における走査線を、前記角膜頂点を通る直線上に自動で設定する走査線設定工程と、この走査線設定工程において設定された走査線に基づいて、前記断層画像取得手段により断層画像を取得する断層画像取得工程と、この断層画像取得工程により取得された前記走査線に沿う各断層画像に関して角膜屈折に対する補正を当該１枚の断層画像のみに基づいて行う工程と、補正された断層画像データから前眼部の三次元画像を得る工程とを含むところに特徴を有する（請求項４の発明）。

これによれば、角膜屈折に対する断層画像の補正を、他の断層画像の取得を待たずとも、当該１枚の断層画像のみに基づいて、比較的短時間で簡単に行うことができ、これと共に、断層画像取得に要する時間を短縮化することが可能となる。

このとき、前記断層画像取得工程の実行時においては、オートアイトラッキング手段により、前記角膜頂点と前記装置本体との位置関係を一定に保つように、該装置本体を追従移動させるように構成すれば（請求項５の発明）、被検眼のずれ動きがあっても、走査線が角膜頂点を通る直線上からずれることを未然に防止することができ、より一層効果的となる。

また、上記指定工程が、前記表示装置の画面上に設けられたタッチパネルをユーザがタッチ操作することにより行われるようにすれば（請求項６の発明）、簡単で確実に、断層画像を取得すべき領域又は位置を指定することができる。前記指定工程を、前記表示装置に表示された被検眼正面画像上の、虹彩の周縁部のうちの少なくとも一部を含んだ領域が、前記断層画像を取得すべき領域として指定されるようにすることもできる（請求項８の発明）。

本発明の前眼部光干渉断層撮影装置及び前眼部光干渉断層撮影方法によれば、光干渉断層法により、被検眼の前眼部の断層画像を撮影するものにあって、解像度を落とすことなく、撮影時間の短縮化を可能とすることができ、しかも角膜屈折に対する断層画像の補正を簡単に精度良く済ませることができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の一実施例について、図１ないし図４を参照しながら説明する。図２は、本実施例に係る前眼部光干渉断層撮影装置１の電気的構成を概略的に示している。尚、この前眼部光干渉断層撮影装置１は、隅角計測、角膜曲率、角膜厚分布、前房深度の測定等の、被検者の眼球（被検眼Ｅ）の前眼部Ｅｃ（図１参照）の眼科検査のために用いられる装置であり、光干渉断層法（Optical Coherence Tomography：ＯＣＴ）により被検眼Ｅの前眼部Ｅｃの断層画像を撮影するものである。

ここで、図示はしないが、前眼部光干渉断層撮影装置１の装置本体は、保持台に対して、Ｘ方向（左右方向）及びＹ方向（上下方向）並びにＺ方向（前後方向）に移動可能に支持されている。装置本体の前面側（被検者側）には、顎受け部及び額当て部が、前記保持台に対して固定的に設けられている。被検者が、前記顎受け部に顎を載せると共に額当て部に額を当てることにより、被検者の眼（被検眼Ｅ）が、装置本体の前面に設けられた撮影用の（光の出入りが行われる）検査窓の正面に配置されるようになっている。

このとき、図２にのみ示すように、この前眼部光干渉断層撮影装置１には、前記装置本体を前記保持台に対して、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に夫々自在に移動させるための本体駆動部２が設けられている。詳しい説明は省略するが、この本体駆動部２は、Ｘ方向移動モータ、Ｙ方向移動モータ、Ｚ方向移動モータなどを備えた周知構成を備えており、制御装置３により制御されるようになっている。後述するように、この本体駆動部２及び制御装置３は、アライメント光学系４等と共にアライメント手段及びオートアイトラッキング手段を構成するようになっている。

前記装置本体には、図２に示すように、ＣＰＵ，メモリ等からなるマイクロコンピュータを含んで構成され全体の制御を行う制御装置３、前眼部Ｅｃの断層画像を取得する断層画像取得手段としてのＯＣＴシステム５、被検眼Ｅの正面画像を撮影する撮像手段を構成する前眼部撮像系６、アライメント光学系４が設けられている。このアライメント光学系４は、上記のようにアライメント手段及びオートアイトラッキング手段を構成すると共に、角膜頂点位置検出手段を構成する。これらＯＣＴシステム５、前眼部撮像系６、アライメント光学系４の詳細については後述する。

さらに、装置本体には、後面（検者）側に位置して、被検眼正面画像等を表示する表示装置としてのモニタ７や、検者（オペレータ）が各種操作を行うためのキー操作部８が設けられている。図示はしないが、前記キー操作部８には、測定開始スイッチ、測定領域指定スイッチ等が含まれている。また本実施例では、前記モニタ７の画面上には、指定手段として機能するタッチパネル９が設けられている。尚、前記制御装置３には、撮影した三次元画像の画像データ等を記憶する記憶部１０が接続されている。

図１は、上記した光学系、即ち、ＯＣＴシステム５、前眼部撮像系６、アライメント光学系４の構成を示している。以下、これらについて順に述べる。前記ＯＣＴシステム５は、光干渉断層法により前眼部Ｅｃの断層画像を得るものである。本実施例では時間的に波長を変化させて走査する波長走査光源１１を用いたフーリエドメイン（光周波数掃引）方式が採用されている。

即ち、波長走査光源１１から出力された光は、光ファイバ１２ａを通して第１のファイバーカプラ１３に入力され、この第１のファイバーカプラ１３において、例えば１：９９の比率で、参照光と測定光とに分波されて出力される。そのうち参照光は、光ファイバ１２ｂを通って第１のサーキュレータ１４の入力部に入力され、更にこの第１のサーキュレータ１４の入出力部から光ファイバ１２ｃを通ってその端部から出力され、複数個のコリメータレンズ１５を通って参照ミラー１６に入射される。

そして、参照ミラー１６にて反射された参照光が、再び、複数個のコリメータレンズ１５を通って光ファイバ１２ｃの端部から入力され、光ファイバ１２ｃを通って第１のサーキュレータ１４の入出力部から入力される。そして、第１のサーキュレータ１４の出力部から出力された参照光は、光ファイバ１２ｄを通って第２のファイバーカプラ１７の第１の入力部に入力される。

一方、前記第１のファイバーカプラ１３から出力された測定光は、光ファイバ１２ｅを通って第２のサーキュレータ１８の入力部に入力され、さらにこの第２のサーキュレータ１８の入出力部から光ファイバ１２ｆを通ってその端部から出力される。光ファイバ１２ｆの端部から出力された測定光は、コリメータレンズ１９を通ってガルバノスキャナ２０に入力される。ガルバノスキャナ２０は、測定光を走査させるためのもので、ガルバノドライバ２１により駆動されるようになっている。

前記ガルバノスキャナ２０から出力された測定光は、波長が長い側の光を反射させ短い側の光を透過させるホットミラー２２により９０度の角度で反射され、対物レンズ２３を通して前記検査窓から出射され、被検眼Ｅに入射される。被検眼Ｅに入射された測定光は、前眼部Ｅｃの各組織部分（角膜、前房、虹彩、水晶体等）にて反射し、その反射光が、検査窓から入射され、上記と逆に、対物レンズ２３、ホットミラー２２、ガルバノスキャナ２０、コリメータレンズ１９を順に通って、光ファイバ１２ｆの端部から入力される。そして、その反射光は、光ファイバ１２ｆを通って前記第２のサーキュレータ１８の入出力部から入力され、第２のサーキュレータ１８の出力部から出力され、光ファイバ１２ｇを通って前記第２のファイバーカプラ１７の第２の入力部に入力される。

この第２のファイバーカプラ１７において、前眼部Ｅｃからの反射光と、前記光ファイバ１２ｄを通って入力された参照光とが、例えば５０：５０の比率で合波され、その信号が光ファイバ１２ｈ、１２ｉを介して検出器２４に入力される。検出器２４においては、波長毎の干渉が計測され、計測された干渉信号が、前記制御装置３に設けられたＡＤボード２５に入力される。さらに、制御装置３に設けられた演算部２６において、干渉信号に対するフーリエ変換などの処理が行われ、もって走査線に沿う前眼部Ｅｃの断層画像が取得されるのである。

このとき、詳しくは後述するように、前記ガルバノスキャナ２０による測定光のスキャンパターン言い換えると走査線（Ｂ−スキャン）の方向は、制御装置３において設定されるようになっている。そして、制御装置３（演算部２６）からの指令信号に基づいてガルバノドライバ２１がガルバノスキャナ２０を制御するようになっている。尚、得られた前眼部Ｅｃの断層画像のデータは、必要な屈折補正が行われた後、前記記憶部１０に記憶される。また、図１に模式的に示しているように、その断層画像Ｔを前記モニタ７に表示させることができる。

次に、前記前眼部撮像系６は、照明光源２７，２７、前記対物レンズ２３、前記ホットミラー２２、コールドミラー２８、結像レンズ２９、ＣＣＤカメラ３０、光学制御部３１を備えて構成される。照明光源２７，２７は、被検眼Ｅの正面に可視光領域の照明光を照射するようになっており、被検眼Ｅからの反射光が、前記検査窓から前記対物レンズ２３、ホットミラー２２、コールドミラー２８、結像レンズ２９を通って、ＣＣＤカメラ３０に入力される。これにて、被検眼Ｅの正面画像Ｆが撮影され、撮影された画像データは、光学制御部３１によって画像処理が行われて、前記モニタ７に表示されるようになる。

そして、前記アライメント光学系４は、より詳細には、被検者が固視灯を見つめることにより眼球（被検眼Ｅ）を極力動かさないようにさせるための固視灯光学系、被検眼Ｅ（角膜頂点）のＸＹ方向の位置（本体に対する上下左右の位置ずれ）を検出するためのＸＹ方向位置検出系、被検眼Ｅ（角膜頂点）の前後方向（Ｚ方向）の位置を検出するためのＺ方向位置検出系を含んで構成されている。

そのうち固視灯光学系は、固視灯３２、コールドミラー３３、リレーレンズ３４、ハーフミラー３５、前記コールドミラー２８、前記ホットミラー２２、前記対物レンズ２３などから構成されている。これにて、固視灯３２から出力された光（例えば緑色の光）は、コールドミラー３３、リレーレンズ３４、ハーフミラー３５、コールドミラー２８、ホットミラー２２、レンズ２３を順に介して、検査窓から被検眼Ｅに向けて出力されるようになっている。

前記ＸＹ方向位置検出系は、ＸＹ位置検出光源３６、前記コールドミラー３３、前記リレーレンズ３４、前記ハーフミラー３５、前記コールドミラー２８、前記ホットミラー２２、前記対物レンズ２３、結像レンズ３７、位置センサ３８などを備えて構成されている。前記ＸＹ位置検出光源３６からは、位置検出用のアライメント光が出力され、コールドミラー３３、リレーレンズ３４、ハーフミラー３５、コールドミラー２８、ホットミラー２２、対物レンズ２３を介して、検査窓から被検眼Ｅの前眼部Ｅｃ（角膜）に向けて出射される。

このとき、被検眼Ｅの角膜表面が球面状をなすことにより、アライメント光は、被検眼Ｅの角膜頂点の内側で輝点像を形成するようにして角膜表面で反射され、その反射光が、検査窓から入射されるようになっている。角膜頂点からの反射光（輝点）は、対物レンズ２３、ホットミラー２２、コールドミラー２８、ハーフミラー３５、結像レンズ３７を介して位置センサ３８に入力される。位置センサ３８によってその輝点の位置が検出されることにより、角膜頂点の位置（Ｘ方向及びＹ方向の位置）が検出されるようになっている。尚、前記輝点は、ＣＣＤカメラ３０の撮影画像（モニタ７の表示画像）にも写り込むものとなる。

前記位置センサ３８の検出信号は、前記光学制御部３１ひいては制御装置３に入力される。この場合、位置センサ３８と前記前眼部撮像系６（ＣＣＤカメラ３０やモニタ７）との間でのアライメントが取られていると共に、角膜頂点の所定（正規）の画像取得位置（断層画像取得時に追従させるべき位置）が設定されている。角膜頂点の正規の画像取得位置としては、例えば、ＣＣＤカメラ３０の撮影画像の中心位置（前記モニタ７の画面中心位置）と一致する点とされている。前記制御装置３は、位置センサ３８の検出に基づいて、正規の位置に対する、検出された角膜頂点（輝点）のＸ方向及びＹ方向の位置ずれ量（この場合モニタ７の画面中心からの位置ずれ量）を求めるようになっている。

前記Ｚ方向位置検出系は、Ｚ方向位置検出光源３９、結像レンズ４０、ラインセンサ４１を備えて構成されている。Ｚ方向位置検出光源３９は、被検眼Ｅに対して斜め方向から検出用の光（スリット光又はスポット光）を照射し、角膜からの斜め方向の反射光が、結像レンズ４０を介してラインセンサ４１に入射されるようになっている。このとき、装置本体に対する被検眼Ｅの前後方向（Ｚ方向）の位置によって、ラインセンサ４１に入射される反射光の入射位置が異なるようになるので、被検眼Ｅの装置本体に対するＺ方向の位置（距離）が検出されるのである。

ラインセンサ４１の検出信号は、前記制御装置３に入力されるようになっている。このとき、制御装置３には、被検眼Ｅ（角膜）の装置本体に対する適切なＺ方向位置（距離）が予め設定されており、ラインセンサ４１の検出に基づいて、被検眼Ｅの適切な位置に対するＺ方向のずれ量を求めることができるのである。

そして、制御装置３は、前記ＸＹ方向位置検出系により検出された角膜頂点（輝点）のＸ方向及びＹ方向の位置ずれ量、並びに、前記Ｚ方向位置検出系により検出された被検眼ＥのＺ方向の位置ずれ量に基づいて、それらの位置ずれ量を全て０にするように、本体駆動部２を制御し、装置本体を保持台に対して移動させる。このとき、制御装置３は、断層画像取得を開始するにあたって、角膜頂点の位置を所定の画像取得位置に一致させるように前記装置本体を前記保持台に対して移動させるようになっていると共に、断層画像の取得処理中にも、角膜頂点と装置本体との位置関係を一定に保つように、該装置本体を追従移動させるようになっている。これにより、アライメント手段及びオートアイトラッキング手段が構成されているのである。

さて、後の作用説明（フローチャート説明）でも述べるように、前記制御装置３は、そのソフトウエア的構成（前眼部断層撮影プログラムの実行）により、ＯＣＴシステム５、前眼部撮像系６、アライメント光学系４、本体駆動部２などを制御し、前眼部Ｅｃの断層画像を取得する処理を実行するのである。その処理を実行するにあたって、制御装置３は、前眼部撮像系６により撮影された被検眼Ｅの正面画像Ｆをモニタ７に表示させた状態で、断層画像を取得すべき領域（又は位置）を、検者（ユーザ）に指定させるようになっている（指定工程）。

本実施例では、領域（又は位置）の指定は、検者が、モニタ７の画面上のタッチパネル９をタッチ操作することにより行うことができるようになっている。従って、タッチパネル９が指定手段として機能するようになっている。また、このとき、検者は、前眼部Ｅｃの全領域に対して断層画像を取得する全領域測定モードか、一部の領域について断層画像を取得する領域指定モードかのモードを選択することができるようになっている。

そして、制御装置３は、断層画像を取得する領域（又は位置）が指定されたときには、前記ＯＣＴシステム５によって指定された領域に対する測定光のスキャンが行われるように、ＯＣＴシステム５における走査線（スキャンパターン）を設定するのであるが、このとき、走査線の延びる方向（Ｂ−スキャン方向）を、前記被検眼Ｅの角膜頂点を通る直線上に設定するようになっている（設定工程）。従って、制御装置３が、走査線設定手段としても機能するのである。

さらに、制御装置３は、その設定後に、設定された走査線（スキャンパターン）に基づいてＯＣＴシステム５（ガルバノスキャナ２０）を制御して断層画像の取得を実行させるようになっている（断層画像取得工程）。尚、検者によって全領域に対する断層画像の取得が選択された際には、制御装置３は、スキャンパターンとしてラジアルスキャン（図６参照）を採用する、つまり、Ｂ−スキャン方向を放射方向とし、Ｃスキャン方向を円周方向として断層画像の取込みを行うようになっている。

次に、上記構成の前眼部光干渉断層撮影装置１の作用について、図３及び図４も参照して述べる。図３のフローチャートは、被検眼Ｅの前眼部Ｅｃの断層画像を撮影する際に制御装置３が実行する処理手順を示している。

ここで、被検者が顎受け部に顎を載せると共に額当て部に額を当て、被検眼Ｅを装置本体の検査窓の正面に配置させた状態で、前眼部Ｅｃの断層画像の取得の処理が開始（前眼部断層撮影プログラムが起動）されると、まず、ステップＳ１にて、前眼部撮像系６（ＣＣＤカメラ３０）により撮影された被検眼Ｅの現在の正面画像が、モニタ７に表示されると共に、その画面中心を水平方向に延びる走査線に沿ってスキャンした前眼部Ｅｃの現在の断層画像が併せてモニタ７に表示される（図２参照）。但し、この時点では、それら正面画像及び断層画像のデータがメモリに取込まれることはない。

次のステップＳ２では、前眼部Ｅｃの全領域に対して断層画像を取得する全領域測定モードか、前眼部Ｅｃの一部の領域について断層画像を取得する領域指定モードかの判断がなされる。ここでは、キー操作部８（或いはタッチパネル９上）の測定領域指定スイッチがオン操作されると（ステップＳ３）、領域指定モードと判断される（ステップＳ２にてＮＯ）。測定領域指定スイッチがオン操作されずに、測定開始スイッチがオン操作された場合に（ステップＳ１２）、全領域測定と判断される（ステップＳ２にてＹＥＳ）。従って、検者（オペレータ）は、前眼部Ｅｃの一部の領域について断層画像を取得したい場合には、測定領域指定スイッチをオン操作すればよく、前眼部Ｅｃの全領域に対して断層画像を取得したい場合には、そのまま測定開始スイッチをオン操作すればよい。

今、検者（オペレータ）が、例えば、緑内障診断のために、異常が生じていると思われる一部の隅角部分についてのみ、三次元画像を得たい場合等には、キー操作部８の測定領域指定スイッチをオン操作するようにする（ステップＳ３）。すると、次のステップＳ４にて、上記したアライメント光学系４等によるＸ，Ｙ，Ｚ方向のアライメントが開始され、角膜頂点認識用の輝点が正規の位置（ＣＣＤカメラ３０の撮影画像の中心位置）と一致したところで（ステップＳ５にてＹＥＳ）、アライメントが完了する。ステップＳ６では、アライメントが完了した時点での、前眼部撮像系６により撮影されている被検眼Ｅの正面画像、及び、水平方向に延びる走査線に沿ってスキャンした前眼部Ｅｃの断層画像のデータがメモリに取込まれる。

次のステップＳ７では、検者による、断層画像を取得すべきスキャン領域の入力（指定）操作が行われる。この操作は、モニタ７に被検眼Ｅの正面画像が表示された状態で、タッチパネル９をタッチ操作することにより行われる。図４には、スキャン領域Ａの具体例が示されている。この例では、スキャン領域Ａは、例えば、虹彩の周縁部のうち図で上部右寄り部位を含んだ円弧状（扇形）に広がる面として設定され、この場合、その内周のある１点（Ｐ１）、外周のある１点（Ｐ２）、円周方向の両側の辺の各１点（Ｐ３，Ｐ４）の合計４点を指定（タッチ）することにより、スキャン領域Ａの入力が行われる。

尚、このスキャン領域の指定の操作に関しては、上記以外にも、スキャン領域を四角形で囲むように枠を指定する、スキャン領域の４頂点を指定する、スキャン領域の中心の１点と大きさ（上下及び左右方向への広がり）を指定するなど、様々な方法を採用することが可能である。また、比較的広い領域を指定することに限らず、検者が特定の位置を指定し、その指定位置を中心とした比較的狭い範囲の断層画像を撮影するように構成することもできる。

このようにスキャン領域Ａの入力が行われると、ステップＳ８にて、上記スキャン領域Ａに対するスキャンパターンが演算により求められる。このスキャンパターンは、Ｂ−スキャン方向に関する各走査線及びＣ−スキャン方向に関する位置（範囲）が設定されるのであるが、このとき、各走査線が、角膜頂点を通る直線上に放射方向に延びるように設定される。図４の場合、矢印で示す各走査線が、角膜頂点Ｏを通る直線に沿うように設定されるのである。

スキャンパターンが求められると、ステップＳ９にて、ＯＣＴシステム５により、選択された領域の一つの走査線（例えばスキャン領域Ａの円周方向中央部）に沿う断層画像が取込まれ、モニタ７に表示される。これと共に、スキャンに要する所要時間、及び、ＸＹ方向の分解能が演算により求められ、併せてモニタ７に表示される。検者は、このモニタ７の表示を確認し、それでよいか、或いはスキャン領域Ａの指定をし直すかを判断し、キー操作により、ＯＫかＮＧかを入力する（ステップＳ１０）。

ＮＧの場合には（ステップＳ１０にてＮＯ）、ステップＳ７に戻り、検者は、キャン領域の指定からの処理をやり直すようにする。これに対し、ＯＫの場合には（ステップＳ１０にてＹＥＳ）、ステップＳ１１にて、上記被検眼Ｅの正面画像のデータ及びスキャンパターンのデータが保存される。

この後、検者が上記測定開始スイッチをオン操作すると（ステップＳ１２）、ステップＳ１３にて、アライメント光学系４等によるＸ，Ｙ，Ｚ方向のアライメントが開始され、角膜頂点認識用の輝点が正規の位置と一致したところで（ステップＳ１４にてＹＥＳ）、アライメントが完了する。続いて、ステップＳ１５に移行し、ＯＣＴシステム５により、上記設定されたスキャン領域に対する前眼部Ｅｃの断層画像の取得処理が実行される。この断層画像の取得処理中は、オートアイトラッキングが機能し、角膜頂点認識用の輝点が常に正規の位置（ＣＣＤカメラ３０の撮影画像の中心位置）に来るように、アライメント光学系４等により装置本体を追従移動させる。

ステップＳ１５における断層画像の取得処理は、スキャン領域が指定されている場合には、設定されたスキャンパターン（走査線）に従って行われる。また、前眼部Ｅｃの全領域を測定する場合（ステップＳ２にてＹＥＳであった場合）には、図６に示すラジアルスキャンの方式により、前眼部Ｅｃの断層画像が全領域に亘って取得される。このとき、被検眼Ｅのずれ動きがあっても、オートアイトラッキングにより装置本体と被検眼との位置関係が一定に保たれることによって、走査線が角膜頂点を通る直線上からずれることを未然に防止することができることは勿論である。ステップＳ１６では、取得（撮影）された各走査線に沿う断層画像のデータが、メモリに取込まれる。

次のステップＳ１７では、上記各断層画像のデータの屈折補正処理が行われる。この処理は、ほぼ球面状をなす角膜（角膜表面及び前房との境界面）において、測定光が屈折するため、得られたそのままの断層画像には歪みが生じており、その角膜屈折に対する画像データの補正を行うものである。補正処理が行われた画像データは、記憶部１０に記憶され、被検眼Ｅの正面画像、スキャンパターン、前眼部の三次元画像がモニタ７に表示され、処理が終了されるようになる。

ここで、例えばラスタースキャン（図５参照）のように、走査線（Ｂ−スキャン方向）がＸ方向（水平方向）に延びるものであると、走査線が角膜頂点を通るものでない限り、Ｂ−スキャン方向の断層画像には、Ｘ方向及びＹ方向の双方の屈折の影響を受けるので、Ｃ−スキャンを行って三次元画像を取得した後に、比較的面倒で時間がかかる補正を行なわなければならない事情がある。

ところが、角膜頂点を通る直線上においては測定光が角膜に対し垂直に入射されるようになるので、角膜頂点を通る直線上に位置される走査線に沿うＢ−スキャン方向の断層画像は、角膜屈折の影響をその断層画像の面内でのみ二次元的に受けるようになる。従って、本実施例のように、Ｂ−スキャン方向が角膜頂点を通る直線方向とされていることにより、上記ステップＳ１７における角膜屈折に対する断層画像の補正を、他の断層画像に関係なく当該１枚の断層画像のみに基づいて行えば済み、屈折補正の処理を比較的短時間で簡単に精度良く行うことができるのである。

このように本実施例の前眼部光干渉断層撮影装置１及び前眼部光干渉断層撮影方法によれば、ＯＣＴシステム５、前眼部撮像系６、アライメント光学系４を備え、被検眼Ｅの角膜頂点と装置本体ひいてはＯＣＴシステム５との位置関係を一定に保つことができるものにあって、モニタ７に表示された被検眼Ｅの正面画像上の断層画像を取得すべきスキャン領域を、検者が指定することができるようにすると共に、指定されたスキャン領域に応じて、ＯＣＴシステム５における走査線（Ｂ−スキャン方向）が、角膜頂点を通る直線上に設定されるように構成した。

これにより、ＯＣＴシステム５による撮影に要する時間を、解像度を落とすことなく短時間で済ませることができ、ひいては、被検者の負担が小さくなり、固視微動による影響も少なく済ませることができる。しかも、撮影されたＢ−スキャン方向の断層画像の、角膜屈折に対する断層画像の補正を、他の断層画像の取得を待たずとも、当該１枚の断層画像のみに基づいて、比較的短時間で簡単に行うことができる。また、特に本実施例では、モニタ７の表面上に設けられたタッチパネル９を検者がタッチ操作することにより、スキャン領域を指定することができるので、簡単で確実に指定することができる。更に、本実施例では、ＯＣＴシステム５として、フーリエドメイン方式により断層画像を取得するものを採用したので、撮影に要する時間をより一層短縮することができるといった利点を得ることができる。

尚、上記実施例では、ＯＣＴシステム５として、フーリエドメイン方式により断層画像を取得するものを採用したが、タイムドメイン方式のものを採用しても、同様に実施することができ、所期の目的を達成することができる。ＯＣＴシステム５においては、光ファイバを用いない構成とすることもできる。また、指定手段としても、タッチパネルに限定されるものではなく、例えばキーボードやジョイスティックなどを採用することもできる。その他、例えば光学系のハードウエア構成（ミラーやレンズの構成や配置）についても様々な変形が可能である。

上記実施例では、被検眼Ｅに対しアライメント光を出射し、角膜頂点からの反射光（輝点）を位置センサ３８に入力することにより角膜頂点の位置を検出している。この構成の他、前眼部正面画像や断層画像を用いて角膜頂点の位置を検出するように角膜頂点位置検出手段を構成してもよい。

上記実施例では、ステップＳ６で取得した被検眼Ｅの正面画像及び前眼部Ｅｃの断層画像（静止画としてモニタ７に表示）に対してステップＳ７〜Ｓ１１の操作が行われる間、オートアイトラッキング機能を解除している。これに替えて、オートアイトラッキングを常時機能させておいてもよい。この場合には、被検眼Ｅの正面画像及び前眼部Ｅｃの断層画像をモニタ７にリアルタイムに表示させてステップＳ７〜Ｓ１１の操作を行うことが可能となる。また、ステップＳ１３、Ｓ１４のアライメントを短時間で済ませることが可能となる。
その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

本発明の一実施例を示すもので、前眼部光干渉断層撮影装置の光学系の構成を示す図 前眼部光干渉断層撮影装置の電気的構成を概略的に示すブロック図 制御装置が実行する断層画像の撮影の処理手順を示すフローチャート 被検眼の正面画像とスキャン領域との関係の一例を示す図 ＯＣＴにおけるラスタースキャン方式を説明するための図 ＯＣＴにおけるラジアルスキャン方式を説明するための図

符号の説明

図面中、１は前眼部光干渉断層撮影装置、２は本体駆動部（アライメント手段，オートアイトラッキング手段）、３は制御装置（走査線設定手段）、４はアライメント光学系（角膜頂点位置検出手段，アライメント手段，オートアイトラッキング手段）、５はＯＣＴシステム（断層画像取得手段）、６は前眼部撮像系（撮像手段）、７はモニタ（表示装置）、９はタッチパネル（指定手段）、Ｅは被検眼、Ｅｃは前眼部を示す。

Claims (8)

1. 保持台に支持された装置本体に設けられ、光干渉断層法により走査線に沿って被検眼の前眼部の深さ方向の断層画像を取得する断層画像取得手段と、
   前記装置本体に設けられ、前記被検眼の正面画像を撮影する撮像手段と、
   この撮像手段により撮影された被検眼正面画像を表示する表示装置と、
   前記被検眼の角膜の頂点の位置を検出する角膜頂点位置検出手段と、
   前記断層画像取得手段による断層画像の取得にあたり、前記角膜頂点の位置を所定の画像取得位置に一致させるように前記装置本体を前記保持台に対して移動させるアライメント手段と、
   前記表示装置に表示された被検眼正面画像上の、前記断層画像を取得すべき領域又は位置を指定するための指定手段と、
   この指定手段により指定された領域又は位置に応じて、前記断層画像取得手段における走査線を、前記角膜頂点を通る直線上に設定する走査線設定手段と、
   前記断層画像取得手段により取得された前記走査線に沿う各断層画像に関して、角膜屈折に対する補正を当該１枚の断層画像のみに基づいて行う手段と、
   補正された断層画像データから前眼部の三次元画像を得る手段と
   を備えることを特徴とする前眼部光干渉断層撮影装置。
2. 前記断層画像取得手段による断層画像の取得中に、前記角膜頂点と前記装置本体との位置関係を一定に保つように、該装置本体を追従移動させるオートアイトラッキング手段を備えることを特徴とする請求項１記載の前眼部光干渉断層撮影装置。
3. 前記指定手段は、前記表示装置の画面上に設けられたタッチパネルから構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の前眼部光干渉断層撮影装置。
4. 保持台に支持された装置本体に設けられ、光干渉断層法により走査線に沿って被検眼の前眼部の深さ方向の断層画像を取得する断層画像取得手段と、前記装置本体に設けられ、前記被検眼の正面画像を撮影する撮像手段と、この撮像手段により撮影された被検眼正面画像を表示する表示装置と、前記被検眼の角膜の頂点の位置を検出する角膜頂点位置検出手段と、前記角膜頂点の位置を所定の画像取得位置に一致させるように前記装置本体を前記保持台に対して移動させるアライメント手段とを備えて構成される前眼部光干渉断層撮影装置における、前記被検眼の前眼部の断層画像を撮影する前眼部光干渉断層撮影方法において、
   前記撮像手段により撮影した被検眼正面画像を前記表示装置に表示させた状態で、前記断層画像を取得すべき領域又は位置をユーザが指定する指定工程と、
   この指定工程において指定された領域又は位置に応じて、前記断層画像取得手段における走査線を、前記角膜頂点を通る直線上に自動で設定する走査線設定工程と、
   この走査線設定工程において設定された走査線に基づいて、前記断層画像取得手段により断層画像を取得する断層画像取得工程と、
   この断層画像取得工程により取得された前記走査線に沿う各断層画像に関して、角膜屈折に対する補正を当該１枚の断層画像のみに基づいて行う工程と、
   補正された断層画像データから前眼部の三次元画像を得る工程と
   を含むことを特徴とする前眼部光干渉断層撮影方法。
5. 前記断層画像取得工程の実行時においては、オートアイトラッキング手段により、前記角膜頂点と前記装置本体との位置関係を一定に保つように、該装置本体が追従移動されることを特徴とする請求項４記載の前眼部光干渉断層撮影方法。
6. 前記指定工程は、前記表示装置の画面上に設けられたタッチパネルをユーザがタッチ操作することにより行われることを特徴とする請求項４又は５記載の前眼部光干渉断層撮影方法。
7. 前記指定手段は、前記表示装置に表示された被検眼正面画像上の、虹彩の周縁部のうちの少なくとも一部を含んだ領域を、前記断層画像を取得すべき領域として指定するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の前眼部光干渉断層撮影装置。
8. 前記指定工程では、前記表示装置に表示された被検眼正面画像上の、虹彩の周縁部のうちの少なくとも一部を含んだ領域が、前記断層画像を取得すべき領域として指定されることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の前眼部光干渉断層撮影方法。

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