JP5340947B2 - 網膜画像を取得する方法およびその装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載された特徴による、網膜診断のための方法に関する。本発明はさらに、その方法を実行するための装置に関する。

網膜を検査するためのこのような方法は、米国特許公開第２００４／０３６８３８号明細書から知られており、網膜のデータおよび平面画像は、スキャナを含む第１のシステム構成要素によって生成される。さらに、第２のデータ項目および第２の深度スライス画像（これらの位置は上記平面画像内で認知され、および／または平面画像から事前に特定される）は、ＯＣＴ干渉計によって網膜から生成される。スキャナは１つだけ設けられ、のこぎり波発生器によって制御される。平面画像および深度スライス画像の両方のビームは、合焦ユニットを通り、共通スキャナに達する。深度スライス画像の生成および操作と独立した平面画像の生成および操作は、追加の方策がなければ不可能である。

さらに、ＯＣＴ検眼鏡および血管造影装置を含む総合システムは、発表記事「Ｙａｎｎｕｚｚｉ Ｌ．Ａ．ら：「Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ ｆｕｎｄｕｓ ｉｍａｇｉｎｇ：ｔｏｄａｙ ａｎｄ ｂｅｙｏｎｄ」，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ，Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ Ｐｕｂｌ．，Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ．，Ｖｏｌ．１３７，Ｎｏ．３，２００４年３月（２００４−０３）、５１１−５２４頁、ＸＰ００４７５５５９６ ＩＳＳＮ：０００２−９３９４」から知られており、網膜の表面画像および深度スライス画像の並行および相関表示を可能にする。この文献では、平面画像を用いて深度スライス画像の向きを事前に特定する事に関する、または深度スライス画像を安定化する事に関する情報を提供していない。

さらに、このような方法は、欧州特許第１４８７３２２号明細書から知られており、この方法は、眼内の網膜のキャビティを検査し、キャビティの壁厚を決定するためのものである。レーザ走査を用いてキャビティの外径と内径とを決定し、次に、このようにして得られたデータからキャビティの壁厚が決定される。キャビティの外径は、反射画像のデータから決定され、内径は、血柱が動いた直径に基づいてレーザドップラー画像のデータから決定される。網膜の総合的な検査および診断は、さらに検査を実施しなければ不可能である。レーザ走査技術は、網膜の反射画像、血管造影画像、および自己蛍光画像を生成するために用いられる。特定の波長を有するレーザ光が、２次元領域において網膜を逐一走査し、その結果が連続したライブ画像または参照画像（１秒間に１０から５０の画像が典型的である）となる。特に蛍光眼底観察法（ＦＡ）およびインドシアニングリーン蛍光眼底血管造影（ＩＣＧＡ）の形式の血管造影が重要な診断法であり、基本的には、網膜表面の２次元画像と、必要な場合には、網膜のより深い層の画像が、逐一照射および走査することによって生成される。さらに、このような平面画像は、例えば、ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラまたは眼底カメラといった適切な画像センサによる面照明および画像取得を用いて生成することができる。さらに、網膜診断には、スペクトル領域の光干渉断層法（ＯＣＴ）が用いられる。これは、眼底に深く入り込むＡ走査から線形に結合された、網膜の表面に実質的に垂直な２次元スライス画像（いわゆるＢ走査）を提供する。上記の平面画像と深度スライス画像とを生成するには、２つの異なる装置が必要であり、これは結果的に、大幅に複雑になる。種々の知られている方法の観点から、眼の網膜の検査および診断は、検査者および患者にとっても、真に必要とされることであるが、それに加えて、これは時間を要し、時には様々な装置を用いて連続的に検査を実行する必要がある。

欧州特許第１４８７３２２号明細書

このことから進んで、本発明の基本的な目的は、眼の網膜の総合的な検査および診断を簡単に実行できる方法を提案することである。問題を生じることなく、および機能的に安全に上記方法を実行でき、低度の複雑性で高信頼の結果を提供できなければならず、また検査者にとって診断をより容易にしなければならない。上記方法を実行するための装置は、簡単および／または機能的に安全な構造を有し、操作が複雑でなく、最適および／または総合的な網膜診断を可能にしなければならない。

この目的は、請求項１に記載された特徴に従う方法によって達成される。この目的は、装置に関する請求項の特徴に従う装置によって達成される。

本発明で提示する方法およびそれを実行するために提示する装置により、網膜の深度スライス画像と組み合わせた平面画像の生成に基づいて、網膜を総合的に検査することが可能になる。平面画像と深度スライス画像は、例えば、モニターまたはディスプレイといった１つまたは複数の表示装置によって、並行してまたは連続してまたは同時に表示される。好ましい方式では、検査者は、平面画像における深度スライス画像について任意の所望の位置および／または向きを選択および／または特定し、その画像に表された対象の領域、特に目視可能な病変を考慮することができる。この方法および装置は、好ましい方式で、総合的に網膜を診断するために用いられる。

平面画像は、好ましくは、網膜表面および／または少なくともそれと平行に近い網膜の平面の少なくとも一部の２次元画像である。平面画像は、好ましくは、血管造影を用いて生成されるが、本発明の構成では、任意の所望の波長の反射画像または、自己蛍光画像または、面照明を用いて、もしくは、ＣＣＤセンサなどのカメラによって取得された画像が、代わりに用いられ、表示されてもよい。網膜の深度スライス画像は、好ましくは、光干渉断層法（ＯＣＴ）を用いて生成されるが、本発明の構成では、超音波など他の方法が用いられてもよい。

本発明の装置は、２つの独立したシステム構成要素の集積および結合によって特徴付けられ、この構成要素によって、平面画像を生成し、深度スライス画像を生成することができる。このように、一方のシステム構成要素は、好ましくは、反射画像と血管造影画像を記録するためのそれぞれのレーザ源を有するレーザ走査システムと、集光レーザ光が網膜の２次元領域を順次走査する２つの振動ミラーと、各点で反射または放射された光の量を測定する検出器とを含む。他方のシステム構成要素は、好ましくは、例えばスーパルミネセントダイオードといった広帯域光源を有するスペクトル領域のＯＣＴシステムと、網膜を走査するための２つの追加の走査ミラーと、スペクトロメータとを含む。しかし、他のＯＣＴ技術がまた用いられてもよい。２つのシステム構成要素のビーム経路は、検査される眼と走査ミラーとの間に配置された位置において、具体的には、特に光学ユニットおよび／または光分割および画像ユニットを用いて、相互に一致する。本発明の装置を用いることにより、事前に特定可能な、好ましくは短い時間間隔で、平面画像のうちの１つを同時および／または並行して記録し、および／または平面画像のうちの１つを連続して記録できる。この記録はまた、ＯＣＴ走査すなわちＯＣＴライブ画像とも称される深度スライス画像のうちの１つとともに、ライブ参照画像と称される。参照画像は、好ましくは、血管造影画像または反射画像または自己蛍光画像のいずれかである。深度スライス画像、特にＯＣＴライブ画像が生成される網膜の位置と、深度スライス画像の向きは、例えば、参照画像でマウスをクリックすることによって、ユーザによって自由に選択および事前に特定することができる。

さらに、本発明の方法および／または装置によれば、参照画像内で目視可能な構造体の結果として生じる運動を用いて、患者の眼球運動が測定される。深度スライス画像、特にＯＣＴライブ画像は、参照画像によって測定された眼球運動がＯＣＴシステム構成要素の光学ユニット（例えば、走査ミラー）にフィードバックされるように安定化され、ＯＣＴライブ画像が取得される網膜内の位置が眼球運動を追跡し、したがって安定画像が同じ位置で常に記録および生成されるようになる。さらに、上記で説明したように安定化された複数の連続ＯＣＴライブ画像を平均することにより、信号対雑音比を大きくし、これによりＯＣＴライブ画像の画質を向上させることができる。さらに、平均された画像は、好ましくは、通常の深度スライス画像の代わりに、特に、ＯＣＴライブ画像の代わりに、例えばスライディング平均として表示される。

本発明の好ましい一実施形態によれば、安定化の間に、相互に平行に移動するが、互いにわずかにずれている複数の深度スライス画像および／またはＯＣＴ画像が自動的に記録される。これらの画像はそれぞれ、同じ位置で、複数の連続した画像の時間的平均となることができ、このように平均された画像の量が合わさって、３次元深度スライス画像および／または３次元ＯＣＴ画像を形成する。

１つの特定の改良によれば、参照画像の正確な位置と向き、および検査中に記録された深度スライス画像および／またはＯＣＴ画像の参照画像自体が、特に適切なメモリに記憶される。さらに、このように記憶された情報を用いて、後続の検査または追跡検査の間に、ＯＣＴシステムの構成要素のうちの偏向ユニットおよび／または走査ユニット、特に走査ミラーを自動的に調節することにより、追跡検査からの深度スライス画像および／またはＯＣＴ画像が、以前の検査と正確に同じ位置で記録されるようにされる。したがって、好ましい形式で、上記画像を網膜内の変化と直接比較することができる。

本発明の方法を用いると、および同様に本発明の装置を用いると、網膜の少なくとも１つの領域に関する第１のデータ項目と第１の２次元および平面画像が生成され、さらに、第２のデータ項目と２次元深度スライス画像が網膜から生成される。網膜表面に対する深度スライス画像の位置および向きは事前に特定されている。対象の位置または領域、特に、２次元画像または平面画像において目視可能な病変領域（その位置で深度スライス画像が生成される）、さらにその向きは、したがって、平面画像または参照画像を用いて選択および事前に特定される。さらに第１の平面画像と深度スライス画像が、並行して、または同時に、または事前に特定可能なもしくは事前に特定された時間的に、好ましくは短い間隔であっても、表示されることが極めて重要である。深度スライス画像は、走査または偏向ユニットにフィードバックされることによって安定化され、その結果、深度スライス画像が得られる網膜の位置または領域が眼球運動を追跡および追従する。さらに、好ましい方式においては、特に安定化された複数の連続した深度スライス画像が平均され、平均深度スライス画像はさらに、特に、スライディング平均として表示されることが好ましい。さらに、安定化の間に、大部分が相互に平行に移動し、事前に特定された小さい間隔でずれている複数の深度スライス画像が自動的に記録または生成される。好ましくは、３次元画像が、複数の連続した、好ましくは安定化されたスライス画像から生成される。さらに、好ましくは安定化された深度スライス画像の、および／または３次元深度スライス画像の位置および／または向きと、さらに好ましくは、関連する平面もしくは参照画像もまた記憶される。

本発明の方法およびその方法を実行するために提示した装置は、網膜の平面画像を生成することと、第２のデータ項目と２次元深度スライス画像を網膜から生成することとの結合であり、第２のデータ項目の位置は、網膜の２次元の平面画像内で認知され、および／または記録される。１つまたは複数の深度スライス画像の位置および向きは、平面画像を用いて、制御および有効に管理され、および事前に特定され、したがって、１つまたは複数の深度スライス画像の位置および向きが事前に特定され、および以前に記録された２次元画像または平面画像を用いて有効に制御される。さらに、１つまたは複数の深度スライス画像の位置および向きは、第１の記録された平面画像を用いて事前に特定され、平面画像を更新することによって有効に制御されることが好ましい。好ましくは、更新された平面画像の動きは、第１の記録された平面画像に関して決定され、１つまたは複数の深度スライス画像の記録または生成の位置が、網膜の事前に特定された部位または位置において管理される。第１の平面画像または更新された平面画像と深度スライス画像が、１つまたは複数の表示装置によって、並行して、および／または同時に、または事前に特定可能な時間的間隔で表示されることが特に重要である。深度スライス画像は、平面スライス画像が得られる網膜の位置が眼球運動に追従するようにフィードバックすることによって安定化される。さらに、これは、複数の連続の安定化された深度スライス画像が平均され、および／または平均平面スライス画像が、特に、スライディング平均として表示される場合に有用であることが立証されている。好ましい形式においては、安定化の間に、相互に平行に、または、任意の所望のおよび／または事前に特定可能なパターンに従って移動し、事前に特定可能な小さな間隔でずれている複数の深度スライス画像が、自動的に記録される。好ましい形式においては、３次元深度スライス画像が、これらの深度スライス画像および／または複数の連続した深度スライス画像から生成される。

さらに、参照画像における深度スライス画像の位置と参照画像自体が記憶され、深度スライス画像が、以前の検査と正確に同じ位置および／または同じ向きで、追跡検査で記録または生成され、また詳細な検査のために記憶される。

２次元の平面画像は、１つまたは複数の選択された波長範囲の反射または再放射された光を用いて有効に生成されるか、または、平面画像を記録するために、網膜が、選択された波長範囲または複数の選択された波長範囲の光で照射される。さらに、２次元平面画像を記録または生成するために、照射は、網膜のうち事前に特定された領域を走査する点を用いて実行することができ、または、照射は、網膜のうち事前に特定された領域の上に導かれた線を用いて実行することもできる。検出は、点検出器によって、またはラインカメラによって、または平面カメラによって実行できる。有利には、ＯＣＴスライス画像は、フーリエ領域ＯＣＴ方法または時間領域ＯＣＴ方法を用いて記録される。好ましくは、２次元平面画像は血管造影画像である。本発明の１つの特定の実施形態においては、網膜の第１の血管造影画像と第２の２次元平面画像（例えば、反射画像）が、並行して、または極めて短い時間間隔で並行して記録される。深度スライス画像の記録は、網膜の第２の２次元平面画像を更新することによって制御および管理される。追跡検査がある場合は、この第２の平面画像は、深度スライス画像を制御、管理および安定化するために、第１の平面画像の代わりに用いることができる。本発明によれば、ＯＣＴスライス画像と組み合わせて血管造影画像として平面画像を生成し、およびそれらを同時に表示することが特に重要である。

本発明を特定の例示的な実施形態を用いて以下により詳細に説明する。ただし、これは限定と解釈されるべきではない。

回路図である。 表示要素内で相互に隣接して表示された画像である。特に、左側は血管造影画像としての平面画像であり、右側はＯＣＴライブＢ走査画像としての深度スライス画像である。

図１によれば、概略的に示した眼２の網膜を総合的に検査するために、装置は、網膜の第１の２次元画像または平面画像を得るための画像取得ユニット４を含む。画像取得ユニット４は、照射ユニットと測定ユニットとを含む。矢印６、７、８で示すように、照射ユニットは、特に線上または平面上の点で、網膜を照射する。光は、スキャナ制御ユニット１０と光学ユニット１２を通って網膜に達する。知られている方式においては、スキャナ制御ユニット１０は、走査ミラー等を含み、画像取得ユニット４と同様に、制御処理ユニット１４によって制御される。網膜の深度スライス画像を生成するために、スキャナ１６が設けられている。網膜によって反射および／または再放射された光は、矢印８、７、６に従って画像取得ユニット４内に進む。画像取得ユニット４の測定ユニットは、網膜内の一点から全体に反射された光および／または再放射された光の強度、または選択された波長範囲で反射および／または再放射された光の強度である。測定ユニットは、点検出器またはラインカメラまたは平面カメラのいずれかとして具体化される。

ＯＣＴ画像を記録するためのＯＣＴ走査ビームは、網膜の領域を点状または線状に走査し、深さプロフィル（いわゆるＯＣＴのＡ走査）が各点で記録される。矢印１８、１９、２０で示すように、光は、スキャナ１６からＯＣＴスキャナ制御器２０と光学ユニット１２とを通って網膜へ進み、そして戻る。ＯＣＴスキャナ１６およびＯＣＴスキャナ制御器２１はまた、制御処理ユニット１４によって制御される。スキャナ制御ユニット１０およびＯＣＴスキャナ制御器２１による制御に基づいて、ＯＣＴ記録とユニット４の座標を認識し、したがって相互に整合させることができる。特に、ＯＣＴ走査ビームは、対象の固定位置および／または領域に対して制御することができる。好ましい形式においては、ＯＣＴ走査ビームは、特に、画像取得ユニット４による個々の記録間の期間において、任意の動きに追従することができる。

画像取得ユニット４とスキャナ１０は、第１のシステム構成要素２２を形成し、ＯＣＴスキャナ１６はＯＣＴスキャナ制御器２１と共に、第２のシステム構成要素２４を形成する。これら構成要素のビーム経路は１つの位置で、および／または光学ユニット１２によって結合される。光学ユニット１２は、２つのシステム構成要素２２、２４および／またはそれらのビーム経路に対して、共通部分の画像ユニットである。図に示すように、光学ユニット１２は、本発明では、一方では、平面画像を得るために眼２とスキャナ制御ユニット１０との間に、他方では、深度スライス画像を得るために眼２とスキャナ制御器２１、特にＯＣＴスキャナ制御器との間のビーム経路に配置されている。操作および評価のための別のユニット２６が制御処理ユニット１４に取り付けられ、この別のユニット２６もまた有利には、データベースおよび／またはメモリおよび／またはＣＰＵ、または他のコンピュータモジュールを含む。最後に、表示ユニット２８が制御処理ユニット１４に取り付けられている。この表示ユニット２８によって、平面画像、特に血管造影画像と、ＯＣＴライブＢ走査画像が表示される。

図２は、画像表示ユニットによって表示された２つの画像、具体的には、左側の血管造影画像３０と右側のＯＣＴライブＢ走査画像３２とを示している。深度スライス画像またはＯＣＴライブＢ走査画像が記録される位置が、線３４によって血管造影画像３０上に印を付けられている。線３４は、領域３６を貫いて配置され、右側のＯＣＴライブＢ走査画像３２内には、検査者が見て評価することを容易にするために、対象の領域３６のさらに重要な詳細が検査者に表示される。ユーザすなわち検査者は、自らの経験や要求に応じて問題なく、平面画像３０内、したがって、網膜に対する線３４の位置およびその向きを特定することができる。別の線３５（この線は破線である）が、別の位置および向きの一例として付け加えられ、対応して変化した深度スライス画像、すなわち、ＯＣＴライブＢ走査画像をそれに対して表示することができる。

２ 眼
４ 画像取得ユニット
６、７、８、１８、１９、２０ 矢印
１０ スキャナ
１２ 共有の光学ユニット
１４ 制御処理ユニット
１６ スキャナ制御ユニット
２１ ＯＣＴスキャナ制御器
２２ 第１のシステム構成要素
２４ 第２のシステム構成要素
２６ 追加ユニット
２８ 画像表示ユニット
３０ 平面画像／血管造影画像
３２ 深度スライス画像／ＯＣＴライブＢ走査画像
３４、３５ 線
３６ 対象の領域

Claims (15)

1. 網膜画像を取得する方法であって、
   網膜の平面画像（３０）が、第１のスキャナ（１０）を含む第１のシステム構成要素（２２）によって生成され、さらに深度スライス画像（３２）が網膜から生成されるものにおいて、
   前記深度スライス画像（３２）が、第２のスキャナ（１６）およびスキャナ制御器（２０）を含む第２のシステム構成要素（２４）によって生成され、
   前記深度スライス画像（３２）の位置（３６）および向き（３４、３５）が、前記平面画像（３０）上でユーザの選択に応じて設定されまたは事前に特定され、さらに制御され、
   前記平面画像（３０）によって測定された眼球運動を、前記第２のシステム構成要素（２４）の前記第２のスキャナ（１６）にフィードバックすることによって、前記深度スライス画像（３２）が安定化され、深度スライス画像が得られる網膜の位置が眼球運動に追従し、
   １つまたは複数の深度スライス画像（３２）の位置および向きが、平面画像（３０）を用いて設定されまたは事前に特定されるとともに、平面画像を更新することによって制御され、さらに更新された平面画像の動きが、深度スライス画像の位置および向きが設定されまたは事前に特定された際に用いられた平面画像に対して決定される、方法。
2. １つまたは複数の深度スライス画像（３２）の位置および向きが、前記平面画像（３０）または複数の以前に記録された平面画像のうちの１つを用いて、制御または管理または事前に特定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記平面画像（３０）または更新された平面画像のいずれか一方と、前記深度スライス画像（３２）が、１つまたは複数の表示ユニット（２８）によって、事前に特定可能な短い時間間隔で表示されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 複数の連続の安定化された深度スライス画像について平均が見出されることと、および平均深度スライス画像が、移動平均として表示されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 安定化の間に、相互に平行に移動するか、または、所望のおよび／または事前に特定されたパターンに従って移動し、事前に特定された間隔で相互にずれている複数の深度スライス画像が自動的に記録されること、または、３次元深度スライス画像が、複数の連続した深度スライス画像から生成されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記深度スライス画像（３２）および平面画像（３０）の位置が記憶されること、および追跡検査から別の深度スライス画像が、以前の検査と正確に同じ位置および同じ向きで記録されること、および別の深度スライス画像の位置が記憶されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. １つまたは複数の選択された波長領域の再放射された光を用いて、前記平面画像（３０）が生成されること、および／または前記平面画像（３０）を記録または生成するために、網膜が、選択された波長範囲または複数の選択された波長範囲の光で照射されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記平面画像（３０）を記録するための照射が、網膜のある領域を走査する点で提供され、または照射が、網膜のある領域を横切って導かれる線で提供されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 検出が、点検出器によって、またはラインカメラによって、または平面カメラによって実行されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記深度スライス画像（３２）が、フーリエ領域ＯＣＴ法に従って、または時間領域ＯＣＴ法に従って記録されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記平面画像（３０）が血管造影画像であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 第１の血管造影画像と第２の２次元平面画像が、同時に記録されること、および深度スライス画像の記録が、第２の平面画像を更新することによって制御および管理されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 平面血管造影画像の結合と、ＯＣＴ深度スライス画像である深度スライス画像（３２）の同時生成および表示とを特徴とする、特に請求項１１または１２に記載の方法。
14. 網膜を検査する装置であって、網膜の平面画像が生成され、平面画像を得るための画像取得ユニット（４）とスキャナ制御ユニット（１０）とを含む第１のシステム構成要素（２２）を含み、深度スライス画像もまた生成される、装置であって、
    深度スライス画像を生成するために、スキャナ（１６）とスキャナ制御器（２０）とを含む第２のシステム構成要素（２４）が設けられることと、
    前記２つのシステム構成要素（２２、２４）のビーム経路が共通光学ユニット（１２）で結合され、結合されたビームが検査される眼に向けられ、そこから前記共通光学ユニット（１２）へ戻され、それによって、前記第１のシステム構成要素（２２）と前記第２のシステム構成要素（２４）に対応して分割され、前記装置が更に、
    前記深度スライス画像（３２）の位置（３６）および向き（３４、３５）を、前記平面画像（３０）上で選択および事前に特定する手段と、
    前記平面画像（３０）によって測定された眼球運動を、前記第２のシステム構成要素（２４）の前記スキャナ（１６）にフィードバックすることによって、前記深度スライス画像（３２）を安定化し、深度スライス画像が得られる網膜の位置を眼球運動に追従させる手段を有し、
    １つまたは複数の深度スライス画像（３２）の位置および向きが、平面画像（３０）を用いて設定されまたは事前に特定され、平面画像を更新することによって制御され、さらに更新された平面画像の動きが、深度スライス画像の位置および向きが設定されまたは事前に特定された際に用いられた平面画像に対して決定される、装置。
15. 前記２つのシステム構成要素（２２、２４）に対する共通制御処理ユニット（１４）を特徴とし、および、操作および評価するために、別のユニット（２６）と、さらに前記平面画像（３０）用と前記深度スライス画像（３２）用の表示ユニット（２８）が、前記共通制御処理ユニット（１４）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。

Images