JP5036785B2 - 光断層画像生成方法及び光断層画像生成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記課題に対処するためになされたものであり、さらなる画質の向上を図ることを目的とする。また、仮に被検査物が動いた場合であっても、その影響を抑え画質の向上を図ることを目的とする。
また、本発明の光断層画像生成方法は、被検査物の少なくとも1つの2次元の断層画像を生成する光断層画像生成方法であって、強度信号を取得する工程、フーリエ変換を行なう工程、2次元の断層画像を得る工程、及び2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査速度に基づいて得られる所定時間に取得した複数の強度信号を重みつけ平均する工程を含むことを特徴とする。
また、本発明の光断層画像生成方法は、被検査物の少なくとも1つの2次元の断層画像を生成する光断層画像生成方法であって、強度信号を取得する工程、フーリエ変換を行なう工程、2次元の断層画像を得る工程、及び2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査速度に基づいて得られる所定時間に取得した複数の強度信号を平均する工程を含み、前記平均する工程では、前記フーリエ変換を行った後に、前記所定時間に取得した複数の強度信号の位相を、前記平均した強度信号が略最大になるように調整することを特徴とする。
また、本発明の光断層画像生成方法は、測定光を照射した被検査物からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光とによる合波光の強度信号に基づいて、前記被検査物の少なくとも1つの2次元の断層画像を生成する光断層画像生成方法であって、2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査時間のうちの所定時間に取得した複数のラインの強度信号を複素数と実数とのうち少なくとも一方の状態で平均して、新たなラインの画像を作成する工程と、前記新たなラインの画像に基づいて前記走査時間における1つの2次元の断層画像を生成する工程と、を含むことを特徴とする。
また、本発明の光断層画像生成装置は、測定光を照射した被検査物からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光とによる合波光の強度信号に基づいて、前記被検査物の少なくとも2次元の断層画像を生成する光断層画像生成装置であって、前記被検査物で前記測定光を走査する手段と、2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査時間のうちの所定時間に取得した複数のラインの強度信号を重みつけ平均して、新たなラインの画像を作成する手段と、を有することを特徴とする。
次に、本発明の実施例1について説明する。本実施例においては、マイケルソン干渉計を用いた撮像装置によって断層画像を生成するが、本発明において用いることのできる撮像装置はこれに限定されることはない。また、本実施例の信号処理は、信号を取得した後に複数の信号の合成を行うことを特徴とする。
実施例1に係る光干渉断層撮像装置(以下、OCT装置とも言う)について図2を用いて説明する。図2は、本実施例のマイケルソン型の光学系(マイケルソン干渉計)を用いる撮像装置を説明するための模式図である。
光源201から出射した光はファイバー202、レンズ203−1を介し、ビームスプリッタ204によって測定光214と参照光213とに分割される。測定光214は、XYスキャナ208、対物レンズ205−1、205−2を介して、被検査物である眼217に入射する。そして、眼に入射した測定光は、角膜216を通り、さらに網膜218まで到達する。
図1を用いて、図2に示したOCT装置で実行される信号処理を説明する。工程A1からA7のうち、工程A2とA3の間に合成工程M1がある場合である。
工程A1で測定を開始する。この状態は、OCT装置が起動されていて、被検眼が配置されている。さらに測定に必要な調整が術者によって行われ、測定が開始された状態である。
工程A4でフーリエ変換をする。ここでは、波数に対して等間隔の強度データを、各列ごとに離散フーリエ変換を行う。その結果1024×512の複素数の2次元配列を得る。ただし、フーリエ変換の性質により各列のうちm行目と(1024−m)行目は強度が同じになる。したがって、0−511行を抜き出し、512×512の複素数の2次元配列を得る。
工程A6で断層画像を得る。ここでは、512×512のうちで更に範囲を調整する。この範囲とは、例えば縦と横の長さ比を調整する。そのためには、画素を補間などによって増やしたり、減らしたりする。さらに、コントラストの調整を行う。コントラストの調整とは、一般的に画像処理で使うようなγ値の補正である。その結果、医者が判断するに適した画像にする。そして得られた断層画像を、コンピュータ212の表示画面に表示する。
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例においては、マッハツェンダ干渉計を用いた撮像装置によって断層画像を生成するが、本発明において用いることができる撮像装置はこれに限定されることはない。また、本実施例の信号処理は、フーリエ変換後に信号合成を行うことを特徴とする。
実施例2に係る光干渉断層撮像装置について図4を用いて説明する。図4は、本実施例のマッハツェンダ型の光学系を用いる撮像装置を説明するための模式図である。ここでは、実施例1との差異について説明する。
測定光は、サーキュレーター402−2のポート1に入り、ポート2から出て、レンズ403−2に到達する。さらに、XYスキャナ208、対物レンズ205−1、205−2、眼217の角膜216を介して網膜218に到達する。網膜で散乱および反射された戻り光215は、対物レンズ205−1、205−2、XYスキャナ208、レンズ403−2を戻って、サーキュレーター402−2のポート2に入り、ポート3を出て、ファイバーカプラ401−2に到達する。
図5を用いて、図4に示したOCT装置で実行される信号処理を説明する。図5(a)は、工程A1からA7のうち、工程A4とA5の間に合成工程M2がある場合である。図5(b)は、工程A5とA6の間に合成工程M3がある場合である。
これらの違いについて説明する。まず、工程M2の場合は、工程A4で得た複素数データを合成して、複素数データを工程A5に渡す。合成は、加算平均や重み付け平均を複素数データで行う。一方、工程M3の場合は、工程A5で計算された実数データを合成して、実数データを工程A6に渡す。合成は、加算平均や重み付け平均を実数データで行う。
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例の信号処理では、フーリエ変換後に、位相調整を行い、その後信号の合成を行う。
図6を用いて、本実施例の信号処理を説明する。工程A4とA5の間に、位相調整と合成の工程がある場合である。ここでは、実施例2との差について述べる。
工程P1で、複素数データに対して位相調整を行う。ここでは隣接する3本の配列の位相を調節する。まずデータを極座標に変換する。極座標では、振幅成分と位相成分を得ることができる。3本の一番目が3j列(jは0〜511の整数)として、それに対して、3j+1列の1次元配列の位相を調整する。(または3jと3j+1の合成結果に対して3j+2列の調整する。)まず、3j+1列の配列の位相成分を変化させた配列を新たに作る。変化は例えば0から350度まで10度刻みとすると、36通りの1次元配列ができる。
工程P3で、合成が終了したかを判断する。すなわち、3j列から3j+2列の3本の合成を行い、新たに3jの列を作る。これが全てのjについて終了しているかどうかである。終了している場合には工程A6に進む。終了していない場合は工程P1に戻る。
本実施例のように隣り合うラインのデータを用いて高画質の画像を得ることができる。
202 光ファイバー
203 レンズ
204 ビームスプリッタ
205 対物レンズ
206 フォーカス調整機構
207 分散補償ガラス
208 XYスキャナ
209 参照ミラー
210 ミラー調整機構
211 分光器
212 コンピュータ
213 参照光
214 測定光
215 戻り光
216 角膜
217 眼
218 網膜
301、302、303 測定間隔
304 移動距離
401 フォトカプラ(ファイバーカプラ)
402 サーキュレーター
403 レンズ
Claims (19)
- 被検査物の少なくとも1つの2次元の断層画像を生成する光断層画像生成方法であって、強度信号を取得する工程、フーリエ変換を行なう工程、2次元の断層画像を得る工程、及び2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査速度に基づいて得られる所定時間に取得した複数の強度信号を複素数と実数とのうち少なくとも一方の状態で平均する工程を含むことを特徴とする光断層画像生成方法。
- 前記所定時間は、前記走査速度と強度信号の取得に用いる測定光の横分解能から計算されることを特徴とする請求項1に記載の光断層画像生成方法。
- 前記平均する工程では、前記所定時間に取得した複数の強度信号を重みつけ平均することを特徴とする請求項1又は2に記載の光断層画像生成方法。
- 被検査物の少なくとも1つの2次元の断層画像を生成する光断層画像生成方法であって、強度信号を取得する工程、フーリエ変換を行なう工程、2次元の断層画像を得る工程、及び2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査速度に基づいて得られる所定時間に取得した複数の強度信号を重みつけ平均する工程を含むことを特徴とする光断層画像生成方法。
- 前記平均する工程では、前記フーリエ変換を行った後に、前記所定時間に取得した複数の強度信号の位相を、前記平均した強度信号が略最大になるように調整することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光断層画像生成方法。
- 被検査物の少なくとも1つの2次元の断層画像を生成する光断層画像生成方法であって、強度信号を取得する工程、フーリエ変換を行なう工程、2次元の断層画像を得る工程、及び2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査速度に基づいて得られる所定時間に取得した複数の強度信号を平均する工程を含み、
前記平均する工程では、前記フーリエ変換を行った後に、前記所定時間に取得した複数の強度信号の位相を、前記平均した強度信号が略最大になるように調整することを特徴とする光断層画像生成方法。 - 前記平均する工程では、前記フーリエ変換を行った後に、前記2次元の断層画像を1つ取得する際の前記測定光の走査時間のうちの所定時間に取得した複数のラインの強度信号を複素数の状態で平均して、新たなラインの画像を作成することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光断層画像生成方法。
- 測定光を照射した被検査物からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光とによる合波光の強度信号に基づいて、前記被検査物の少なくとも1つの2次元の断層画像を生成する光断層画像生成方法であって、
2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査時間のうちの所定時間に取得した複数のラインの強度信号を複素数と実数とのうち少なくとも一方の状態で平均して、新たなラインの画像を作成する工程と、
前記新たなラインの画像に基づいて前記走査時間における1つの2次元の断層画像を生成する工程と、
を含むことを特徴とする光断層画像生成方法。 - 前記複数のラインの強度信号をフーリエ変換する工程を含み、
前記新たなラインの画像を作成する工程では、前記フーリエ変換された複数のラインの強度信号を複素数の状態で平均することを特徴とする請求項8に記載の光断層画像生成方法。 - 前記2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査を前記所定時間の間隔で断続的に行うことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光断層画像生成方法。
- 前記平均して得た2次元の断層画像の縦と横の長さ比を調整する工程と、
前記調整して得た2次元の断層画像を表示手段に表示させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光断層画像生成方法。 - 測定光を照射した被検査物からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光とによる合波光の強度信号に基づいて、前記被検査物の少なくとも1つの2次元の断層画像を生成する光断層画像生成装置であって、
前記被検査物で前記測定光を走査する手段と、
2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査時間のうちの所定時間に取得した複数のラインの強度信号を複素数と実数とのうち少なくとも一方の状態で平均して、新たなラインの画像を作成する手段と、
を有することを特徴とする光断層画像生成装置。 - 前記所定時間は、前記走査速度と前記測定光の横分解能から計算されることを特徴とする請求項12に記載の光断層画像生成装置。
- 前記平均する手段が、前記所定時間に取得した複数の強度信号を重みつけ平均することを特徴とする請求項12又は13に記載の光断層画像生成装置。
- 測定光を照射した被検査物からの戻り光と、前記測定光に対応する参照光とによる合波光の強度信号に基づいて、前記被検査物の少なくとも2次元の断層画像を生成する光断層画像生成装置であって、
前記被検査物で前記測定光を走査する手段と、
2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査時間のうちの所定時間に取得した複数のラインの強度信号を重みつけ平均して、新たなラインの画像を作成する手段と、
を有することを特徴とする光断層画像生成装置。 - 前記複数のラインの強度信号をフーリエ変換する手段と、
前記新たなラインの画像に基づいて前記走査時間における1つの2次元の断層画像を生成する手段と、を有し、
前記新たなラインの画像を作成する手段は、前記フーリエ変換された複数のラインの強度信号を複素数の状態で平均することを特徴とする請求項12乃至15のいずれか1項に記載の光断層画像生成装置。 - 前記走査する手段が、前記2次元の断層画像を1つ取得する際の測定光の走査を前記所定時間の間隔で断続的に行うことを特徴とする請求項12乃至16のいずれか1項に記載の光断層画像生成装置。
- 前記平均して得た2次元の断層画像の縦と横の長さ比を調整する手段と、
前記調整して得た2次元の断層画像を表示手段に表示させる手段と、
を有することを特徴とする請求項12乃至17のいずれか1項に記載の光断層画像生成装置。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の光断層画像生成方法の各工程をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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