JP5436030B2 - 眼科装置および制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば眼科医院や集団健診等で用いられ、被検眼を観察しながら画像記録を行う眼科撮影装置に関するものである。
眼科撮影装置として、被検眼の眼底撮影を行う眼底カメラが広く知られている。また眼底カメラにおいては、被検眼の観察を行い、検査目的に合わせた撮影を行うためのカラー撮影、FAG(可視蛍光撮影)やICG(近赤外蛍光撮影)等の複数の撮影モードを有する装置が知られている。
眼底カメラによる撮影においては、被検眼と眼底カメラとの作動距離を微妙に調整する必要が生ずるため、被検眼にアライメント指標を投影し、その指標像を用いてアライメント調整が行われている。特許文献1においては、このアライメント指標とフレアとを区別するために、被検眼に複数のアライメント指標を投影し、それらの指標を異なる明るさとしたり、異なる周期や位相で点滅させたりしている。
FAGやICG等の蛍光撮影は、眼底血管の血液の循環状態を調査することによって、眼底の病変部を発見することに利用されている。一般に、蛍光撮影においては、蛍光剤を静注後に蛍光剤が眼底血管に到達するまでの数秒〜数10秒間は蛍光眼底像を観察することはできない。そのため、被検眼と眼底カメラとの作動距離の調整は、アライメント指標を用いている。
また蛍光撮影においては、蛍光剤の静注後の動画を記録し、記録した動画によって読影を行う診断方法が有効な手段となっている。しかし、この診断方法には動画に記録されたアライメント指標が眼底像に重なり、所望の眼底部位を確認できないという不都合がある。
上述の課題を解決するため、特許文献2においては、静注後の蛍光剤が眼底血管に達するまでの所定時間のみアライメント指標を投影し、所定時間経過後にアライメント指標を消灯又は減光する眼科撮影装置が開示されている。
特開平9−131316号公報 特許第3386258号公報
しかし、特許文献2の眼科撮影装置においては、アライメント指標を用いた被検眼と眼底カメラとの作動距離の調整が満足にできないという不具合を有している。更に、蛍光眼底像の観察が可能となるタイミングが、アライメント指標投影時間とずれてしまうことにより、蛍光眼底像が観察可能となったときにアライメント指標が写り込んでしまう虞れもある。
本発明の目的は、動画画像を記録する際に、被検眼と眼底カメラとの作動距離をアライメント指標により正確に調整可能とし、動画画像の読影時には、アライメント指標に妨げられることがなく所望の眼底部位を確認可能な眼科撮影装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係る眼科装置は、被検眼の眼底に照明光を照射する照射手段と、被検眼に指標光束を投影する投影手段と、被検眼で反射した前記指標光束の指標像を眼底像と共に撮像する撮像手段と、前記撮像手段の出力を動画として再生する動画再生手段と、を有し、する眼科撮影装置において、前記投影手段は前記撮像手段による電荷の蓄積を示す信号に同期して間欠的に前記指標を投影し、前記動画再生手段は、前記指標光束が投影されていない画像のみを再生することを特徴とする。
本発明に係る眼科撮影装置によれば、撮像手段の蓄積開始信号に同期して間欠的にアライメント指標を投影することにより、被検眼との作動距離が調整可能であり、記録した動画画像を再生する際に全ての眼底部位を視認可能となる。
実施例1の眼科撮影装置の構成図である。 観察画像の説明図である。 タイミングチャート図である。 実施例2のタイミングチャート図である。 実施例3のタイミングチャート図である。
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は眼科撮影装置である眼底カメラの構成図を示している。観察用光源1から被検眼Eの前方に位置する対物レンズ2に至る光路O1上には、観察用光源1、コンデンサレンズ3、撮影用光源4、ミラー5が配列されている。また、ミラー5の反射方向には、リング状の開口を有する絞り6、光路に挿脱自在なFAGエキサイタフィルタ7、リレーレンズ8、孔あきミラー9が順次に配列され、眼底照明光学系が構成されている。
孔あきミラー9の背後の光路O2上には、合焦レンズ10、撮影レンズ11、光路に挿脱可能で蛍光のみを透過するFAGバリアフィルタ12、CCD等から成る撮像素子13が順次に配列され、眼底撮影光学系が構成されている。
また、孔あきミラー9の孔部の近傍の光路O2から左右方向にずれた位置には、指標光束を導くライトガイド14aの出射端が配置され、このライトガイド14aの入射端には、アライメント指標を点灯するためのLED光源15aが接続されている。ライトガイド14aの出射端の光路O2に対して対称な位置には、図示しないライトガイド14bの出射端が配置され、ライトガイド14bの入射端にはLED光源15aと同様の波長を有する図示しないLED光源15bが接続されている。LED光源15a、15bが発光する光は、FAGバリアフィルタ12を透過する波長とされ、これらによりアライメント用指標投影光学系が構成されている。
撮像素子13の出力は蓄積電荷読取部16、画像信号処理部17を介して、眼底カメラ全体を制御するシステム制御部18に接続されている。また、蓄積電荷読取部16は電荷の畜積タイミングを検出するために指標制御部19に接続されている。更に、画像信号処理部17には撮像された画像を表示する表示部20、操作スイッチ部21及び動画記録可能な画像記録部22が接続されている。LED光源15a、15bはアライメント指標Pa、Pbの点滅制御を行うために、指標制御部19を介してシステム制御部18に接続されている。
眼底観察時において、観察用光源1を出射した照明光は、コンデンサレンズ3、撮影用光源4を通過しミラー5で反射される。ミラー5で反射された反射光は、絞り6、FAGエキサイタフィルタ7、リレーレンズ8を通過し、孔あきミラー9の周辺部で反射され、対物レンズ2を介して、被検眼Eの眼底Erを照射する。眼底Erの反射光は、対物レンズ2、孔あきミラー9の孔部、合焦レンズ10、撮影レンズ11を通過し、撮像素子13の撮像面上に結像する。この観察時に、FAGバリアフィルタ12は眼底撮影光学系から離脱しているため、FAGエキサイタフィルタ7を透過した波長光による眼底Erの反射光が眼底像として観察される。
ライトガイド14a、14bの出射端から出射するLED光源15a、15bからの指標光束は、アライメント指標Pa、Pbとして対物レンズ2を介して被検眼Eに投影される。被検眼Eと眼底カメラとの作動距離が適正な場合には、被検眼Eの角膜面で反射された指標光束の反射像は平行光となり、照明光束の眼底反射光と同じ光路を経て撮像素子13の撮像面上に、それぞれ指標像を形成する。
蓄積電荷読取部16は撮像素子13の光電変換後の蓄積電荷を保持し、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信号を読み取り、画像信号処理部17に出力する。また、システム制御部18からの制御により、画像信号処理部17は観察モードの場合に、観察モード処理を行う。即ち、観察時には撮像素子13の蓄積電荷による眼底像に、画像信号処理部17により被検眼Eと眼底カメラとの作動距離の指針となるアライメントマークMを電子的に付加する処理を行い、観察画像を表示部20に出力する。
図2に示すように眼底観察時には、観察用光源1により照明された眼底像Er’、アライメントマークM、アライメント指標Pa、Pbによる角膜面でのアライメント指標像Pa’、Pb’が表示部20に表示される。操作者は図1に示す眼底カメラの光学部全体を移動可能なステージ部を操作することにより、指標像Pa’、Pb’がアライメントマークMに合致するようにして、被検眼Eと眼底カメラとの作動距離の調整をする。
操作者はこの際に、合焦レンズ10を操作し、眼底Erに投影した図示しないフォーカス指標の反射光を用いてフォーカス調整を行う。フォーカス指標光源を指標制御部19に接続することにより、アライメント用指標Pa、Pbと同様な点滅制御を行うように構成可能であるが、本実施例では、フォーカス指標の説明は省略する。
図3は実施例1のアライメント時の制御のタイミングチャート図を示している。同期信号Saは蓄積電荷読取部16における蓄積電荷のクリアを行うタイミングを示し、例えば30Hzの周期で繰り返されている。このように、蓄積電荷読取部16においては、蓄積電荷の読み取りと電荷のクリアを行っており、この同期信号Saは撮像素子13上で電荷を蓄積する期間を表す蓄積開始信号でもある。また、点滅信号Sbは指標制御部19により同期信号Saに同期して生成され、LED光源15a、15bの点滅制御を行う。点滅信号Sbがオンの時にLED光源15a、15bが点灯し、点滅信号Sbがオフの時にLED光源15a、15bが消灯することにより、間欠的な投影周期でアライメント指標Pa、Pbを被検眼Eに投影する。
観察画像A1〜A5は表示部20に表示されるフレームFR1〜FR5の観察画像を示しおり、フレームFR1〜FR5は同期信号Saの周期によって決定され、撮像素子13上で電荷を蓄積する期間と一致する。フレームFR1において点滅信号Sbをオンにして指標像Pa’、Pb’を表示し、フレームFR2で点滅信号Sbをオフにして指標像Pa’、Pb’を非表示としている。同様に、フレームFR3ではオン、フレームFR4ではオフ、フレームFR5ではオンを繰り返している。システム制御部18には、この点滅期間が記憶されており、後述する読影時に利用される。なお、アライメントマークMは全てのフレームFR1〜FR5において表示してもよいし、指標像Pa’、Pb’を表示するフレームFR1、FR3、FR5においてのみ表示してもよい。
このような制御により、観察時には観察画像A1、A3、A5のように指標像Pa’、Pb’が表示された観察画像と、観察画像A2、A4のように指標像Pa’、Pb’が表示されない観察画像とが表示部20に交互に表示される。従って、観察画像A1〜A5を連続的に見ると、アライメントマークM、指標像Pa’、Pb’と共に、眼底像Er’が観察されることになる。同期信号Saは30Hzの周期で繰り返されているため、操作者は表示部20に表示される指標像Pa’、Pb’をほぼ点灯した状態として視認することになる。
なお、被検眼Eと眼底カメラとの作動距離が適正でない場合には、指標像Pa’、Pb’が観察できないか、アライメントマークMとずれた位置で観察することになるが、この場合に操作者は被検眼Eと眼底カメラとの作動距離の調整を行う必要が生ずる。そこで図2に示すように、指標像Pa’、Pb’をアライメントマークMに一致するようにして、被検眼Eと眼底カメラとの作動距離の調整を行う。
操作者はアライメント及び説明を省略したフォーカス調整が完了すると、被検者に蛍光剤を静注すると同時に、操作スイッチ部21に設けられたタイマスイッチを操作する。この操作により、システム制御部18はFAGバリアフィルタ12を眼底撮影光学系に挿入すると共に、撮影用光源4を点灯し眼底Er’の撮像が行われる。なお、撮影用光源4から出射した光束は、ミラー5により反射された後に観察光と同様の経路を経て、撮像素子13の撮像面に入射する。
眼底撮影光学系にFAGバリアフィルタ12が挿入され、蛍光剤を静注後に蛍光剤が眼底血管に達するまでの数秒〜数10秒間は、蛍光眼底像が観察不可能となる。しかし、本実施例1においては、指標制御部19によりFAGバリアフィルタ12を通過する波長を有するLED光源15a、15bの点滅制御が継続的に行われ、指標像Pa’、Pb’及びアライメントマークMが観察可能となる。従って、蛍光剤を静注後に蛍光剤が眼底血管に達するまでの間においても、被検眼Eと眼底カメラとの作動距離の調整可能となる。
更に、蛍光剤を静注後に蛍光剤が眼底血管に達した後の眼底像Er’は、蛍光剤により造影された眼底血管像となって現われる。従って、アライメント時と同様に、眼底像Er’と指標像Pa’、Pb’及びアライメントマークMが観察可能となる。
一方、観察時、撮影時の撮像素子13の出力はシステム制御部18からの制御によって、画像記録部22に観察画像の記録が行われる。この記録時においては、指標像Pa’、Pb’が表示されている観察画像A1、A3、A5も含め、指標像Pa’、Pb’の投影状態と関連して記録を行う。なお、アライメントマークMは撮像素子13の出力データ中には含まれていないので記録されることはないが、指標像Pa’、Pb’と共に記録するようにしてもよい。
FAG撮影が終了すると、操作スイッチ部21に設けられたタイマスイッチを再び操作し撮影を終了する。この操作によって、システム制御部18はFAGバリアフィルタ12を眼底撮影光学系から離脱すると共に、画像記録部22への画像記録を終了する。FAG撮影の終了後の読影に際し、操作スイッチ部21に設けられた図示しない動画再生スイッチを操作すると、画像記録部22に記憶された指標像Pa’、Pb’の投影状態記録に基づいて再生モードとなる。
再生モードでの画像信号処理部17の処理は、画像記録部22から送信される観察画像A1、A2、・・・を、再生画像B1、B2、・・・として出力する処理を行う。図3に示す指標像Pa’、Pb’が表示されていない観察画像A2、A4は、対応するタイミングの再生画像B2、B4とする。指標像Pa’、Pb’が表示されている観察画像A1、A3、A5に対応する再生画像B1、B3、B5においては、指標像Pa’、Pb’が表示されていない再生画像・・・、B2、B4を再生画像として使用する。つまり、再生画像B1、B3、B5はそれぞれ直前の再生画像を用いて補完する。
このような制御を行うことにより、指標像Pa’、Pb’が表示されない再生画像を表示部20に表示することが可能となる。従って、読影の際に指標像Pa’、Pb’が眼底像Er’に重なって、所望の眼底部位を確認できないという不具合が生ずることはない。
また、FAGの読影の際に、観察中と同様のフレーム分解能が必要な場合には、再生モードでの画像信号処理部17の処理をキャンセルするような操作スイッチを、操作スイッチ部21に設けるような構成とすることもできる。このとき、アライメントマークMも表示すると、指標像Pa’、Pb’を確認して撮影中のアライメント状態を確かめることもできる。
なお、説明を省略したフォーカス指標の制御方法についても、アライメント指標と同様の制御が可能であることは云うまでもない。
実施例2における眼底カメラの構成は実施例1と同様であり、図4は本実施例2のタイミングチャート図を示している。本実施例2では、指標制御部19で同期信号Saに同期して、点滅信号Sbによる制御を行っている。その制御はフレームFR1の投影期間は点滅信号Sbをオフにし、フレームFR2の投影期間も点滅信号Sbをオフにし、同様にフレームFR3ではオン、フレームFR4ではオン、フレームFR5ではオフとしている。
上述した制御により、観察画像C3、C4のように指標像Pa’、Pb’が表示されたフレームを連続した観察画像と、観察画像C1、C2のように指標像Pa’、Pb’が表示されないフレームを連続した観察画像とが観察される。従って、観察画像C1〜C5を連続的に観察すると、表示部20には点滅する指標像Pa’、Pb’と共に眼底像Er’が観察されることになる。
実施例1では、操作者は表示部20に表示される指標像Pa’、Pb’を、ほぼ点灯した状態として確認することができるが、指標像Pa’、Pb’の表示、非表示のフレームが連続するので、本実施例2では点滅する指標像Pa’、Pb’として確認される。このような点滅周期とすることにより、操作者には有害光との区別が明確になる。
このように実施例2では、実施例1と同様に被検眼Eと眼底カメラとの作動距離が適正な場合には、眼底像Er’と共に指標像Pa’、Pb’を点滅状態で観察可能であり、眼底像Er’を観察しながら被検眼Eと眼底カメラとの作動距離の確認が可能となる。FAGの眼底観察と動画記録時の動作については、実施例1と同様である。
システム制御部18は画像記録部22に記録された観察画像を再生すると共に、画像信号処理部17を観察モードから再生モードに切換える。再生モードでの画像信号処理部17の処理では、指標像Pa’、Pb’が表示された観察画像C3、C4の代りに、このタイミングの再生画像D3、D4に、その前のフレームの指標像Pa’、Pb’が表示されていない再生画像D2を使用する。
このような制御を行うことにより、FAGの眼底観察、動画記録時に指標像Pa’、Pb’が点滅して表示されていた観察画像C1〜C5の代りに、表示されない再生画像D1〜D5を得ることができる。このようにすることにより、読影の際に指標像Pa’、Pb’の投影部位が眼底像Er’に重って所望の眼底部位を確認できないという不具合はない。
また、実施例1で説明した被検者に蛍光剤を静注する際のタイマスイッチの操作によって、指標像Pa’、Pb’の点滅方法を変更する方法も考えられる。例えば、タイマスイッチの操作前には、実施例1のように指標像Pa’、Pb’をほぼ点灯した状態として確認できる制御とし、タイマスイッチの操作後には、本実施例2に示すように、指標像Pa’、Pb’を点滅した状態として確認できる制御とする方法でもよい。このように、タイマスイッチ操作前後の指標像Pa’、Pb’の点滅方法の組み合わせには様々な方法が考えられる。
図5は実施例3におけるタイミングチャート図を示し、指標像Pa’、Pb’の点灯と消灯の比であるデューティ比を実施例2の2対2から1対3としている。なお、このデューティ比は任意に設定することもできる。
指標制御部19において、同期信号Saに同期して点滅信号Sbによる制御を行っている。フレームFR1の期間は点滅信号Sbをオフにし、フレームFR2の期間は点滅信号Sbをオンにし、フレームFR3〜FR5の3フレームではオフとしている。
上述の制御により、観察画像E1〜E5は観察画像E2の指標像Pa’、Pb’の表示された観察画像と、観察画像E1、E3〜E5の指標像Pa’、Pb’が表示されない観察画像とから成る。従って、観察画像E1〜E5を連続的に観察すると、表示部20には点滅する指標像Pa’、Pb’と共に眼底像Er’が観察されるが、指標像Pa’、Pb’の点灯周期は実施例2と異なる。
実施例2と同様に、被検眼Eと眼底カメラとの作動距離が適正な場合には、眼底像Er’と共に点滅する指標像Pa’、Pb’が観察可能であり、眼底像Er’を観察しながら被検眼Eと眼底カメラとの作動距離の確認が可能となる。
再生モードでの画像信号処理部17の処理では、指標像Pa’、Pb’が表示された観察画像E2の代りに、指標像Pa’、Pb’が表示されていない1フレーム前の再生画像F1を再生画像F2として補完する。
このような制御を行うことにより、FAGの眼底観察、動画記録時に点滅して表示されていた指標像Pa’、Pb’は再生時には表示されることはない。これにより、読影の際に指標像Pa’、Pb’が眼底像F1〜F5に重なり、所望の眼底部位を確認できないという不具合が生ずることはない。
16 蓄積電荷読取部
17 画像信号処理部
18 システム制御部
19 指標制御部
20 表示部
21 操作スイッチ部
22 画像記録部
A1〜A5、C1〜C5、E1〜E5 観察画像
B1〜B5、D1〜D5、F1〜F5 再生画像
M アライメントマーク
Pa’、Pb’ 指標像

Claims (10)

  1. 被検眼の眼底に照明光を照射する照射手段と、
    被検眼に指標光束を投影する投影手段と、
    被検眼で反射した前記指標光束の指標像を眼底像と共に撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段の出力を動画として再生する動画再生手段と、を有し、
    前記投影手段は前記撮像手段による電荷の蓄積を示す信号に同期して間欠的に前記指標を投影し、
    前記動画再生手段は、前記指標光束が投影されていない画像のみを再生することを特徴とする眼科装置。
  2. 前記投影手段による前記指標光束の投影期間を変更し得るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。
  3. 前記投影手段による前記指標光束の投影周期を変更し得るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。
  4. 前記投影手段による前記指標光束の投影状態を前記撮像手段の出力と関連して記録する投影状態記録手段を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の眼科装置。
  5. 記動画再生手段は前記投影状態記録手段に記録された投影状態に基づいて、前記指標光束が投影されていない画像のみを再生することを特徴とする請求項4に記載の眼科装置。
  6. 記動画再生手段は前記投影状態記録手段に記録された投影状態に基づいて、前記指標光束が投影された画像に対応するタイミングの画像は、前記指標光束が投影されていない直前の画像を用いて再生することを特徴とする請求項4に記載の眼科装置。
  7. 被検眼への指標光束の投影状態を制御することで前記指標光束による前記被検眼からの戻り光に基づく指標像が含まれた前記被検眼の画像および前記指標像が含まれない前記被検眼の画像を取得する取得手段と、
    前記取得手段によって取得された前記被検眼の画像のうち前記指標像が含まれない前記被検眼の画像に基づいて前記指標像が含まれない前記被検眼の動画を表示手段に表示させる表示制御手段と、
    を有することを特徴とする眼科装置。
  8. 前記取得手段は、前記被検眼への前記指標光束の投影を周期的に行うように制御することで前記指標光束による前記被検眼からの戻り光に基づく指標像が含まれた前記被検眼の画像および前記指標像が含まれない前記被検眼の画像を取得することを特徴とする請求項7記載の眼科装置。
  9. 被検眼の眼底に照明光を照射する照射手段と、
    被検眼に指標光束を投影する投影手段と、
    被検眼で反射した前記指標光束の指標像を眼底像と共に撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段の出力を動画として再生する動画再生手段と、を有する眼科装置の制御方法であって、
    前記投影手段によって前記撮像手段による電荷の蓄積を示す信号に同期して間欠的に前記指標を投影する投影工程と、
    前記動画再生手段によって前記指標光束が投影されていない画像のみを再生する再生工程と、を有することを特徴とする制御方法。
  10. 被検眼への指標光束の投影状態を制御することで前記指標光束による前記被検眼からの戻り光に基づく指標像が含まれた前記被検眼の画像および前記指標像が含まれない前記被検眼の画像を取得する取得工程と、
    前記取得工程において取得された前記被検眼の画像のうち前記指標像が含まれない前記被検眼の画像に基づいて前記指標像が含まれない前記被検眼の動画を表示手段に表示させる表示制御工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
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