JP5627260B2

JP5627260B2 - 撮像装置および撮像方法

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Description

本発明は、光干渉断層法を用いて被検査物を撮像するための撮像装置および撮像方法であって、特に測定用の測定光の照射方法に関する。

近年、低コヒーレンス光による干渉を利用した光干渉断層法（ＯＣＴ：ＯｐｔｉｃａｌＣｏｈｅｒｅｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を用いて被検査物を撮像するための撮像装置（以下、ＯＣＴ装置とも呼ぶ。）が、医療分野、特に眼科領域で用いられている。ＯＣＴ装置は、光の性質を利用するため、光の波長のオーダーであるマイクロメートル程度の高分解能で断層画像を取得することができる。

ここで、眼底などの被検眼を測定する場合、測定中に被験者の動きや瞬き、あるいはランダムに微動（固視微動）することがある。このため、ＯＣＴ装置で取得した被検眼の断層画像が歪んでしまうという課題がある。

この課題を解決するために、被検査物における同一位置の断層画像を複数回取得し、それらの断層画像を互いに位置合わせをした後、平均化して１枚の断層画像を取得することが、非特許文献１に開示されている。これにより、ＳＮ比の良い高画質の断層画像を取得することができる。

このとき、断層画像を複数回取得している間に、最初に取得した断層画像と、最後に取得した断層画像との位置ずれが大きくなってしまう可能性がある。これは、上記位置合わせを困難にし、結果として、上記平均化をしても画質の向上が得られない可能性がある。このことから、被検眼を撮像する場合、断層画像の高画質化の観点からも高速に撮像することが好ましいと言える。

ここで、瞳の３次元構造を取得するために、複数点の光を瞳に照射するＯＣＴが、特許文献１に開示されている。

特表２００８−５０８０６８号公報

ＴｈｏｍａｓＭ．Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎｅｔａｌ、"Ｅｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏｉｎｏｐｈｔｈａｌｍｉｃｏｐｔｉｃａｌｃｏｈｅｒｅｎｃｅｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｂｙｉｍａｇｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ−ｍｅｔｈｏｄａｎｄｃｌｉｎｉｃａｌｅｘａｍｐｌｅｓ"、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＯｐｔｉｃｓ、１２（４）、０４１２０８、Ｊｕｌｙ／Ａｕｇｕｓｔ２００７

複数の光を被検眼に照射するＯＣＴ装置では、単一の光を照射するＯＣＴ装置に比べて、被検眼を高速に撮像することが可能である。

このとき、複数の光を被検眼に照射するＯＣＴ装置において、被検眼などの被検査物における撮像領域によって、撮像の高速性を優先あるいは撮像の高画質性を優先できるように構成されることが望ましい。

本発明に係る撮像装置は、
複数の測定光を照射した被検査物からの複数の戻り光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づいて、前記被検査物の光干渉断層画像を取得する撮像装置であって、
前記被検査物に対して前記複数の測定光を走査する走査手段と、
前記走査手段の走査方向における前記複数の測定光の照射位置の配置を変更する変更手段と、を有する。

また、別の本発明に係る撮像装置は、
複数の測定光を被検査物に照射する照射手段と、
前記照射手段により前記被検査物に照射される前記複数の測定光の照射位置の位置関係を変更する変更手段と、
前記変更手段により変更された前記位置関係で前記複数の測定光を走査する走査手段と、
前記走査された複数の測定光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づく前記被検査物の光干渉断層画像を取得する取得手段と、
前記光干渉断層画像を取得する走査領域よりも広い走査領域で取得された前記被検査物の広域画像を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に基づいて、前記変更手段を制御する制御手段と、を有する。

また、別の本発明に係る撮像装置は、
複数の測定光を被検査物に照射する照射手段と、
前記照射手段により前記被検査物に照射される前記複数の測定光の照射位置を略主走査方向に並べて該複数の測定光を走査する走査手段と、
前記複数の測定光の前記略主走査方向の走査速度を変更する変更手段と、
前記走査された複数の測定光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づく前記被検査物の光干渉断層画像を取得する取得手段と、を有する。

また、本発明に係る撮像方法は、
複数の測定光を照射した被検査物からの複数の戻り光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づいて、前記被検査物の光干渉断層画像を取得する撮像方法であって、
前記被検査物に対して前記複数の測定光を走査する走査手段の走査方向における前記複数の測定光の照射位置の配置を変更する工程を含む。
また、別の本発明に係る撮像方法は、
複数の測定光を照射した被検査物からの複数の戻り光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づく前記被検査物の光干渉断層画像を取得する工程と、
前記光干渉断層画像を取得する走査領域よりも広い走査領域で取得された前記被検査物の広域画像を解析する工程と、
前記解析する工程における解析結果を用いて前記被検査物に照射される前記複数の測定光の照射位置の位置関係を変更する工程と、を含む。
また、別の本発明に係る撮像方法は、
被検査物に照射される複数の測定光の照射位置を略主走査方向に並べて該複数の測定光を走査する走査手段の走査速度であって、前記複数の測定光の前記略主走査方向の走査速度を変更する工程と、
前記走査された複数の測定光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づく前記被検査物の光干渉断層画像を取得する工程と、を含む。

本発明に係るＯＣＴ装置は、被検眼などの被検査物に照射される複数の測定光の照射位置の位置関係を変更できる。これにより、特に、被検査物における撮像領域によって、撮像の高速性を優先あるいは撮像の高画質性を優先できるように構成することができる。

本発明の第１の実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。本発明の第１の実施形態における測定光の配列を説明する図である。本発明の第１の実施形態における断層画像の取得領域を説明する図である。本発明の第１の実施形態における水平配列の断層画像の取得を説明する図である。本発明の第１の実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。本発明の第１の実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。本発明の第２の実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。本発明の各実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。本発明の各実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。本発明の第６の実施形態における撮像装置の構成を説明する図である。

本実施形態に係る撮像装置について、以下図面を用いて詳細に説明する。

なお、本発明に係る撮像装置（あるいは複数の測定光を被検査物に照射して該被検査物の光干渉断層画像を撮るための撮像装置とも呼ぶ。）は、被検眼などの被検査物（特に、被検眼の眼底表面などの所定の同一層。）に照射される複数の測定光の照射位置の位置関係を変更することを特徴としている。これにより、被検眼における撮像領域によって、撮像の高速性を優先あるいは撮像の高画質性を優先できるように構成することができる。

ここで、本発明に係る撮像装置（ＯＣＴ装置１００）は、上記位置関係を変更する変更手段（変更部４）と、上記変更された上記位置関係で複数の測定光を走査する走査手段（走査部７）と、複数の測定光に基づく被検査物の光干渉断層画像を取得する取得手段（取得部１）と、を有している。

このとき、変更手段が、複数の照射位置の間隔を変更する手段であることが好ましい。これは、複数の照射位置の密度を簡単に変更できることを意味している。これにより、走査手段の走査領域に照射される単位時間あたりの回数（照射回数）を増加あるいは減少することができる。例えば、診断に有用な注目領域（黄斑や視神経乳頭など。）に対して、上記回数を増加する（例えば上記照射位置を上記走査手段の略主走査方向に並べる。）ように上記位置関係を変更することで、該注目領域の高画質な断層画像を撮像することができる。なお、取得した断層画像を解析部により解析した結果、ＳＮ比の良くない撮像領域に対して、上記回数を増加させても良い。

また、変更手段が、複数の照射位置における走査手段の副走査方向の幅を変更することが好ましい。これは、例えば、変更手段が、複数の照射位置の配列を、走査手段の主走査方向から副走査方向に変更する、あるいは副走査方向から主走査方向に変更することにより実現できる。

また、被検眼に複数の測定光を照射しているので、同一箇所から撮像したそれぞれの断層画像を平均化すれば、高画質な断層画像を取得することができる。単一の測定光を照射するＯＣＴ装置の場合、高画質な断層画像を取得するには、複数回の撮像や、１本あたりの光量を大きくした撮像をする必要があるため、被験者に対して負担となってしまう。

［第１の実施形態］
本実施形態の撮像装置は、眼底（網膜）を測定対象として構成されている。特に、緑内障診断に有効な断層画像を得るため、１回目の断層画像を取得した結果に基づいて注目領域を決定する。そして、その領域に対してより高画質な断層画像を取得するために、複数の測定光を眼底に照射して得る複数の照射位置の位置関係（複数の照射位置の配列）を変更する。

まず、本実施形態に係るＯＣＴ装置について、ブロック図である図１（ａ）と、構成を説明するための模式図である図１（ｂ）を用いて説明する。ここでは、眼球ＥＢの網膜部分ＲＴに対して複数の測定光を走査して断層画像を取得する。

本実施形態における取得部１は、干渉光を分光して検出した信号をフーリエ変換して断層画像を生成する。これは、ＦＤ−ＯＣＴ（フーリエドメイン方式のＯＣＴ）の一つであるＳＤ−ＯＣＴ（スペクトラルドメイン方式のＯＣＴとも呼ぶ。）である。ただし、本発明に係るＯＣＴ装置はこの方式に限らず、ＳＳ−ＯＣＴやＴＤ―ＯＣＴを適用することもできる。

なお、図１（ｂ）において、紙面に垂直な方向をＸ軸とし、Ｘ軸と直交する上記眼底の深さ方向をＺ軸、Ｚ軸と同一平面で直交する方向をＹ軸とする。そして、Ｘ軸方向の測定光の走査を主走査、Ｙ軸方向の走査を副走査と称する。

本実施形態の撮像装置は、複数の測定光の被検査物への照射による複数の戻り光のそれぞれと、参照光とを干渉させた合波光を用いて、被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴによる撮像装置として構成されている。

具体的には、図１（ｂ）に示されるように、低コヒーレンス光源であるＳＬＤ１０１から発せられた光はビームスプリッタ１０２において３本の光束に分割され、ファイバカプラ１０３に入射する。

ファイバカプラ１０３は入射した光束を測定光束Ｂｍと参照光束Ｂｒに分離し、測定光束Ｂｍは光ファイバにより走査光学系１０４に、参照光束Ｂｒは参照光コリメータ１０８に出力される。

走査光学系１０４（走査部７とも呼ぶ。）は入力した測定光束Ｂｍをガルバノミラー１０６に集光して測定光の走査を行う。

図２は走査光学系１０４における測定光の上記照射位置の配列を示したものであり、図２（ａ）は測定光Ｂｍを構成する３つの測定光ｐ１、ｐ２およびｐ３を主走査方向に対して略垂直（副走査方向）に入射する場合を示している。また、図２（ｃ）は水平に入力する場合を示している。また、図２（ｂ）および図２（ｄ）は網膜ＲＴ上での各測定光の主走査方向に対する配列を図示したものであり、図２（ｂ）では測定光ｐ１、ｐ２およびｐ３が主走査方向に対して垂直に配列され、図２（ｄ）では水平に配列される。このとき、変更部４が、上記複数の照射位置の配列を、走査部７の主走査方向から副走査方向に変更する、あるいは副走査方向から主走査方向に変更する。

ここで、ガルバノミラー１０６は２軸に駆動が可能であり、スキャナ制御部１０５は網膜ＲＴ上で測定光を主走査および副走査方向に走査するようミラーを駆動制御する。
走査された測定光束Ｂｍは対物光学系１０７を介して被測定物である網膜ＲＴに到達し、ここで反射して再び対物光学系１０７、走査光学系１０４を通ってファイバカプラ１０３に到達する。

一方、ファイバカプラ１０３から出力された参照光束Ｂｒは光ファイバにより参照光コリメータ１０８を介して参照ミラー１０９で反射し、再びファイバカプラ１０３に到達し、ここで測定光束Ｂｍと干渉して干渉光が生成され、信号検出部１１０に入力される。
すなわち、各光束を構成する３つの測定光は各々干渉して３つの干渉光が信号検出部１１０に入力されることとなる。
信号検出部１１０は各干渉光を検出し、電気的な３つの干渉信号として信号処理部１１１に出力する。
信号処理部１１１は各干渉信号をフーリエ変換等の信号処理によって網膜ＲＴのＺ方向に沿った反射率に対応する３つの信号（以降Ａスキャンと称する）を生成出力する。
図４は、図２（ｃ）に示す水平配列における３つのＡスキャンＡＳ１、ＡＳ２およびＡＳ３を網膜ＲＴと共に図示したものである。

以上説明したように、本実施形態に係る撮像装置は、網膜ＲＴにおける複数の照射位置の位置関係（配列）を変更する変更部４を有する。
これにより、高解像度による撮像が必要な領域に対しては入射配列を変更して、高い画質の撮像をするように構成されている。
すなわち、以下に詳細に説明するように、高解像度による撮像が必要な領域に対しては図２（ｄ）に示される水平配列に変更し、それ以外の領域では図２（ｂ）に示される垂直配列により走査し、断層画像を撮像するように構成されている。

つぎに、上記した網膜ＲＴに対して入射配列を変更して撮像する、本実施形態に係る撮像装置の全体的な動作について、図５（ａ）に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、第１の断層画像を取得する第１の取得工程であるＳ１００のステップにおいて、図２（ａ）に示す垂直配列で測定光を走査し、取得部１で断層画像を取得する。

ここで、図３（ａ）と図３（ｃ）におけるＷ１およびＤ１は、眼底における測定領域Ｒ１に対応する断層画像のＸ方向およびＹ方向のサンプル数である。このサンプル数は本実施形態に係る撮像装置のオペレータにより設定されている。さらに、測定領域Ｒ１は、眼底の視神経乳頭ＯＰおよび黄斑ＭＦを含む広い範囲（広域領域とも呼ぶ。）が設定されている。なお、測定領域Ｒ１の画像を広域画像とも呼ぶ。

上記Ｓ１００のステップにおいては、図３（ｃ）に示すように垂直配列で測定光を走査し、各測定光によるＡスキャンをＸ軸方向にＷ１本並べてＸＺ面に対応する断層画像とする。
この断層画像をＢスキャンと呼ぶこととすると、１回の主走査で３つのＢスキャンを得られることとなり、１本の測定光を用いる場合と比較すると約３倍の速度で、測定領域Ｒ１（広域領域）の断層画像を取得することができる。

以下の説明では、このＳ１００のステップで得られた断層画像を広域断層画像と称する。
取得部１は以上のようにして得られた広域断層画像を解析部３および表示部５に出力し、表示部５は不図示のメモリに広域断層画像を記憶する。

次に、Ｓ２００のステップにおいて、つぎのように広域断層画像を解析して測定領域を決定する。

解析部３は、上記のように取得された広域断層画像を解析し、診断に重要な領域をさらに特定してその位置を制御部２に出力する。
すなわち、上記のように先行して取得された広域断層画像を解析し、後続して取得される診断において重要な断層画像の撮像範囲を決定する。

本実施形態では前述したように緑内障の診断に必要な領域として、図３（ａ）に示すように、視神経乳頭ＯＰと黄斑ＭＦの間を中心とした領域Ｒ２を決定する。これは、緑内障の診断においてはこの部分の網膜層の状態を詳細に観察する必要があるからである。

解析部３は図６（ａ）に示すように、広域断層画像の測定領域Ｒ１を解析して視神経乳頭部ＯＰと黄斑ＭＦの中心に対応するＣＭＦおよびＣＯＰを検出し、この２つの点を含みかつその周囲に所定の幅を隔てた境界を持つ測定領域Ｒ２を決定する。
ＣＭＦおよびＣＯＰの検出方法については後述する。
解析部３は測定領域Ｒ２の左上隅の座標（ｘ０、ｙ０）と領域のＸおよびＹ方向の画素数Ｗ２、Ｄ２を、制御部２に出力する。

また、Ｓ３００のステップにおいて、以下ように複数の測定光を被検査物に照射して得る複数の照射位置の位置関係（複数の照射位置の配列）を変更する。まず、解析部３から制御部２に対して、測定領域Ｒ２の位置および画素数に関する信号が入力される。

次に、制御部２から変更部４に対して、３つの上記照射位置を、図２（ａ）に示す垂直配列から、図２（ｃ）に示す水平配列に変更するコマンド（信号）が出力される。

そして、変更部４は、図２（ｃ）に示す水平配列になるように、測定光Ｂｍを導光する３本の光ファイバを９０度回転する。

本実施形態において変更部４は、例えばモータ、ソレノイド等のアクチュエータを用いることができ、不図示の駆動機構を操作することで光ファイバの回転を行う。詳述すると、変更部４は、複数の測定光が複数のファイバ端（射出端）から被検査物に射出され、この複数のファイバ端を回転する機構となる。この回転は、複数の測定光の射出方向を軸にした回転である。

次に、第２の断層画像を取得する第２の取得工程であるＳ４００のステップにおいて、つぎのように断層画像を取得する。
制御部２は、先に解析部３から入力した測定領域Ｒ２の位置および画素数を取得部１に出力し、取得部１は当該領域に対する測定を行う。

図４は測定光を水平配列にした時のＡスキャンの取得について説明したものである。
図４（ａ）に示すように各々の測定光により得られるＡスキャンをＡＳ１、ＡＳ２およびＡＳ３とすると信号検出部１１０は、図４（ｂ）に示すタイミングで干渉光の検出を行う。すなわち、本実施形態において各測定光の間隔はΔｘで等間隔とし、さらに等速度で主走査方向に移動すると、その軌跡は図４（ｂ）に示すようになる。
ここで信号検出部１１０が時間的にΔｔの間隔で干渉信号をサンプリングすると、各測定光の干渉信号は同図の黒丸で示すタイミングで取得されることとなる。さらに、信号処理部１１１は検出された干渉信号を処理し、生成した３つのＡスキャンＡＳ１、ＡＳ２およびＡＳ３を生成して不図示のメモリに一次記憶する。同様にサンプリングを行うと１回の主走査で、次の（式１）に示される３つのＡスキャン群が得られる。
ＡＳ１＝｛ＡＳ１（０）、ＡＳ１（１）、ＡＳ１（２）、．．．｝
ＡＳ２＝｛ＡＳ２（０）、ＡＳ２（１）、ＡＳ２（２）、．．．｝
ＡＳ３＝｛ＡＳ３（０）、ＡＳ３（１）、ＡＳ３（２）、．．．｝
（式１）

次に、信号処理部１１１はＸ軸上で同一の位置に対応する３つのＡスキャンを平均して１つのＡスキャンとする。

すなわち、Ｘ方向の位置ｘにおけるＡスキャンＡＳ（ｘ）は次の（式２）で計算される。ＡＳ（ｘ）＝（ＡＳ３（ｘ−２）＋ＡＳ２（ｘ−１）＋ＡＳ１（ｘ））／３（式２）

このようにして、新たにＡスキャンを生成し、断層画像を構成して表示部５に出力する。
ただし、最初と最後の２つのＡスキャンについて数が不足するため、１本もしくは２本のＡスキャンを用いることとする。

なお、以下の説明では、このＳ４００のステップで生成される断層画像を、注目断層画像と称する。
このように３本のＡスキャンを平均化しているためランダムノイズが抑制され、注目断層画像はステップＳ１００で取得された広域断層画像に対してＳＮ比または分解能が向上してより詳細な観察に適した断層画像となる。
さらに、本ステップにおいて干渉信号のサンプリング間隔をステップＳ１００に対して短く取ればより解像度の高い断層画像を得ることもできる。

次に、表示工程であるＳ５００のステップにおいて、つぎのように断層画像を表示する。表示部５は、取得部１から入力した２つの断層画像を並べて表示する。

図６（ｅ）は、表示の形態を図示したものである。
同図において表示部５は液晶モニタＭであり、広域断層画像Ｔ１および注目断層画像Ｔ２を並べて表示することで、広い範囲の網膜状態を観察しつつ、より診断上重要となる領域についても詳細な断層画像を観察することができる。

つぎに、上記したステップＳ２００における解析部３の動作の詳細について、更に図５（ｂ）のフローチャートを参照して説明する。
まず、Ｓ２０１のステップにおいて、つぎのようにＢスキャンを選択する。
解析部３は、入力した広域断層画像から１枚のＢスキャンを解析の対象として選択する。
これは、例えば図３（ｂ）に示す断層画像においてＹ座標の小さい順に選択するようにすればよい。

次に、Ｓ２０２のステップにおいて、解析部３は上記選択したＢスキャンから内境界膜を検出する。
内境界膜は、網膜層において硝子体に接する層であり、図６（ｂ）においてＩＬＭで示される部分である。
まず、解析部３はＢスキャンに対してローパスフィルタを適用し、次に処理後のＢスキャンを構成する各Ａスキャンに対し、隣接する画素間の差分が閾値Ｔ１以上で、かつその座標がＺ方向で最も小さい画素の位置を求める。

すなわち、図６（ｂ）におけるＡスキャンＡＳの画素値のプロファイルが図６（ｃ）に示すものであるとき、解析部３はＺ方向で隣接する画素値の差分がＴ１を超える最も小さい座標であるｚ０を検出する。

ここで、閾値Ｔ１は予め複数の断層画像から内境界膜を検出するのに適切な値を選択し、解析部３内の不図示のメモリに記憶されている。
上記した処理はＢスキャンを構成する全てのＡスキャンに対して行われる。

広域断層画像のＸ方向画素数はＷ１であるため、結果として各Ｂスキャンに対して、次の（式３）で示されるＷ１個のＺ方向座標値ＰＩＬＭが得られる。
ＰＩＬＭ＝｛ｚ０、ｚ１、ｚ２、．．．、ｚｗ１−１｝（式３）

次に、Ｓ２０３のステップにおいて、解析部３は上記ＰＩＬＭから黄斑および視神経乳頭が現在対象としているＢスキャン内に存在するかどうかを検出する。具体的には、図６（ｄ）に示すようにＰＩＬＭから黄斑および視神経乳頭に対応する２つのＺ方向座標値のピーク（ｘｆ、ｚｆ）と（ｘｐ、ｚｐ）を検出する。ここで、２つのピークが検出されなかった場合、解析部３の処理はステップＳ２０５に移動し、検出された場合はステップＳ２０４に移動する。

次に、Ｓ２０４のステップにおいて、つぎのように内境界位置を記憶する。
解析部３は、ステップＳ２０３で検出した２つのピーク座標（ｘｆ、ｚｆ）と（ｘｐ、ｚｐ）を、それらを検出したＢスキャンのＹ方向座標値と共に解析部３内の不図示のメモリに記憶する。

次に、Ｓ２０５のステップにおいて、つぎのように最後のＢスキャンを行う。
解析部３は、現在対象としているＢスキャンが広域断層画像の最後のＢスキャンかどうかを判断する。
そうであれば、ステップＳ２０６に、そうでなければステップＳ２０１に処理を移動する。

上記Ｓ２０６のステップにおいて、つぎのように黄斑、視神経乳頭の中心座標を決定する。
解析部３は、ステップＳ２０４で記憶したピーク値から黄斑および視神経乳頭の中心位置を検出する。
具体的には、例えば記憶された黄斑に対応するピーク値に対応するデータが（ｘｆ＿ｍａｘ、ｚｆ＿ｍａｘ）とすると、黄斑のＸ方向座標値をｘｆ＿ｍａｘ、Ｙ方向座標値は当該ピーク値を検出したＢスキャンのＹ方向座標値とする。
すなわち、黄斑の中心ＣＭＦの座標はＢスキャンのＹ方向座標値をｙｆとすると、（ｘｆ＿ｍａｘ、ｙｆ）となる。
視神経乳頭に対しても同様な処理が行われ、中心ＣＯＰの位置が求められる。

次に、解析部３はＣＭＦおよびＣＯＰに対して一定のオフセットを加算した範囲として測定領域Ｒ２を決定する。
このオフセット値は、撮像装置の装置パラメータとして通常の被検査物（被写体）を撮像する際に必要な値として、当該撮像装置に記憶しておけばよい。
または、撮像に先立ち不図示のユーザインタフェースにより装置のオペレータが入力するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態による撮像装置では、複数の測定光を垂直配列として広範囲を高速に断層画像を取得することができる。そして、その断層画像を解析して求めた注目領域を対象に、測定光を高ＳＮ比または高分解能が実現可能な水平配列に変更して測定を行うことで、測定時間の増加を抑制しつつ高画質の断層画像を得ることが可能となる。

したがって、撮像範囲の一部の領域において高画質の断層画像を撮像する場合、高画質化するために設定された条件で、当該部分だけを比較的密に時間をかけて撮像することができる。これにより、全体の測定時間を長くすることなく、注目領域を効率的に撮像することができる。

なお、本実施形態において測定光は３本を前提として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２以上の任意の数の測定光を用いることができる。また、本実施形態では広域断層画像と注目断層画像は各々１回撮像したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、注目断層画像を複数回撮像し、測定範囲を徐々に狭めながらより細かくＡスキャンを取得するようにしてもよい。

さらに、本実施形態では対象を眼底網膜とし、特に緑内障診断に有効な断層画像を得るようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。

眼底網膜を対象とした他の疾患診断は勿論、他の診療科や医療以外の分野に用いられるＯＣＴによる測定に対しても、測定を全体的に高速化し、重要な部分については、より高画質の断層画像を取得可能な撮像装置を実現することができる。

ここで、別の実施形態として、上述の実施形態に係る撮像方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムとして、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体（例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ブルーレイディスクなど）に格納しても良い。また、別の実施形態として、上述の撮像方法をコンピュータに実行させるためのプログラムでも良い。

［第２の実施形態］
上記第１実施形態においては、広域断層画像と注目断層画像を図６（ｅ）に示すように並べて表示するように構成されていたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。

以下に、広域断層画像と注目断層画像を合成して表示する形態について説明する。
図７（ａ）は、本実施形態における撮像装置の構成を図示したものである。
図７（ａ）において、画像合成部６が追加されている以外は図１（ａ）に示す第１の実施形態での構成図と同じであるので重複する部分の説明は省略する。
本実施例では、ステップＳ５００における表示部５と画像合成部６の動作を中心に、図７（ｂ）に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、Ｓ５０１のステップにおいて、つぎのように断層画像を取得する。
画像合成部６は、取得部１から広域断層画像および注目断層画像の双方を入力する。
また、注目断層画像の広域断層画像を基準とした場合のオフセット座標値（ｘ０、ｙ０）を取得部１から入力する。

図７（ｃ）はオフセット座標値が表す広域断層画像の測定領域Ｒ１と注目断層画像の測定領域Ｒ２の関係を図示したものである。
このオフセット座標値（ｘ０、ｙ０）は取得部１が、図５（ａ）に示すフローチャートＳ２００において解析部３が測定領域Ｒ２を決定した際に計算することができ、取得部１に記憶されている。

次に、Ｓ５０２のステップにおいて、画像合成部６は上記入力した広域断層画像と注目断層画像を１つの断層画像に合成する。なお、以降の説明ではこの合成した断層画像を合成断層画像と称する。
断層画像の合成は、図７（ｃ）に示すように、広域断層画像においてオフセット座標値（ｘ０、ｙ０）が表す位置の画素を注目断層画像の画素で置換することによって行われ、生成された合成断層画像は表示部５に出力される。

次に、Ｓ５０３のステップにおいて、つぎのように上記の合成した断層画像を表示する。表示部５は、入力した合成断層画像をモニタＭに表示する。
図７（ｄ）はこの時の表示形態の例であり、合成断層画像内の１つのＢスキャンが表示されている。
図７（ｄ）においてＴ１’は合成断層画像であり、それに該当する領域が破線で示すように注目断層画像Ｔ２のデータで置換されている。

このように、最初は測定光を垂直配列で高速取得した断層画像の一部を、水平配列による断層画像に置き換えることで、広い測定領域をカバーする一方で、必要な部分についてはより高画質な断層画像を表示することが可能となる。

なお、上述した表示形態では合成断層画像Ｔ１’のＢスキャン像を２次元の画像として表示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、合成断層画像Ｔ１’をボリュームレンダリングにより３次元表示してもよい。

さらに、図７（ｄ）に示す表示形態において、注目断層画像の境界が視認できるように境界線を断層画像に重ね合わせて表示してもよい。
例えば、図７（ｄ）に示すように境界部分を破線で表示することで、観察者がどの部分が注目断層画像によるものかを容易に認識することができる。

［第３の実施形態］
上述の実施形態においては、２つの断層画像を取得する際に測定光を垂直配列から水平配列に変更するように構成されていたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
以下に、測定光の配列を水平配列のみとし、測定光間の距離を実質的に変更する第３の実施形態について説明する。
本実施形態において、撮像装置の構成および基本的な動作のフローは図１（ａ）および図５（ａ）と同一であるため重複する部分の説明は省略する。
本実施形態では、特徴的な部分であるステップＳ３００およびステップＳ４００の内容について、以下に詳細に説明する。
まず、Ｓ３００のステップにおいて、つぎのように測定光間の間隔を変更する。

第１の実施形態と同様に、制御部２は解析部３より測定領域Ｒ２の位置および画素数を入力すると、変更部４に対して３つの測定光の間隔を変更するコマンドを出力する。

変更部４は、これに応答して被測定物である眼底網膜上における３つの測定光の間隔がステップＳ１００に対して相対的に狭くなるよう配列を変更する。

具体的には、網膜上で図８（ａ）に示す測定光間隔ｄの値が相対的に小さくなるように配列を変更する。

これは機械的に３つのファイバ間の距離を変更してもよいが、本実施形態では実際の測定光の間隔を物理的に変更するのではなく、測定光の主走査速度を制御することで行う。
また、Ｓ４００のステップにおいて、以下のように注目断層画像を取得する。

まず、変更部４は、上記した主走査の速度を変更する信号を、取得部１におけるスキャナ制御部１０５に出力する。次に、走査部１０４は、スキャナ制御部１０５により主走査の速度を変更するように制御される。そして、取得部１は、高画質の注目断層画像を取得する。
図８（ｂ）は本実施形態における測定光の走査を現した図である。
図８（ｂ）において、波線はステップＳ１００で広域断層画像を取得する際の各測定光の軌跡を表しており、一方実線はステップＳ４００での注目断層画像を取得する軌跡を表している。
図８（ｂ）に示すように広域断層画像を取得する際は、１サンプリング周期で各測定光は２Δｘだけ移動する一方、注目断層画像を取得する時はΔｘ移動する。

したがって、網膜上では実質的に測定光同士の間隔が２倍となり、広域断層画像のＸ方向サンプル数は１／２になるが、半分の時間で断層画像の取得が可能となる。

なお、本実施形態では広域断層画像の画素数がＸ方向に関して１／２となるため、第２の実施形態で示したように、断層画像を合成する前に広域断層画像を当該方向に対してアップサンプリングし、内挿補間を行う。
内挿補間に関しては最近傍補間、スプライン補間等の公知の技術を用いればよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、測定光の配列を機械的に変更することなく、簡易な構成で本発明による撮像装置を実現することができる。

さらに、広域断層画像を取得するときにおいても水平配列を用いているため、３本のＡスキャンを平均化することでＳＮ比または分解能を向上させることができる。

［第４の実施形態］
上記した各実施形態において、解析部３は広域断層画像を解析することで注目断層画像の測定領域を決定されるように構成されていたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。

以下に、過去の同一の被検査物（被写体）に関する撮像情報に基づいて注目断層画像の測定領域を決定する方法について説明する。

本実施の形態による撮像装置の構成は図１（ａ）と同様であるが、解析部３が同一の被検査物（被写体）に関する過去の撮像情報を入力する機能を有している点が異なる。具体的には、この撮像情報は過去の撮像において注目すべき領域とされた部分に対応する。

すなわち、上記したように撮像装置が眼科撮像装置である場合は、撮像情報として同一の患者の過去の診断情報が解析部３により読み込まれる。

ここで、この診断情報には過去の検査で診断された病変部位に関する情報である。
具体的には、例えば図６において求めた注目断層画像の測定領域Ｒ２は、過去の診断情報として保存されており、解析部３は図１（ｃ）における診断情報取得部３０３を介してこれを読み込むことができる。

図９（ａ）は、本実施形態における撮像装置の動作を表すフローチャートである。
図９（ａ）において、上記した各実施形態のフローチャートと処理が同一の部分については同じ符号を付しており、異なる部分はステップＳ６００およびＳ７００が追加されている点である。
したがって、同一の部分については説明は省略し、以下では追加された部分を中心に説明する。
Ｓ６００のステップにおいては、つぎのように過去の診断情報があるかどうかを確認する。

その際、Ｓ１００のステップにおいて広域断層画像の取得の終了後、解析部３は同一の被検査物（被写体）に関する診断情報が存在するかどうかを確認する。

これは被検査物（被写体）である患者毎に固有のＩＤ番号を用い、同一のＩＤ番号を有する断層画像が存在するかどうかを検索すればよい。

この診断情報は、図１（ａ）に示す撮像装置の不図示の記憶装置に保存されているとし、さらに撮像に先立って現在の測定対象となる患者のＩＤ番号は、不図示のユーザインタフェースにより解析部３に読み込まれているものとする。ここで過去の診断情報がある場合はＳ７００のステップに、そうでない場合はスＳ２００のステップに処理が移動する。

また、上記Ｓ７００のステップにおいては、つぎのように過去の診断情報から測定領域を決定する。

解析部３は、前述したように過去の診断情報として記憶された測定領域Ｒ２を新たな測定の領域として決定する。

なお、以上の説明においては過去の診断情報として注目断層画像の測定領域Ｒ２が保存されているとしたが、これに限定されるものではなく、過去の診断で病変部分として保存された領域であってもよい。

このように構成することで、特に診断上注目すべき領域に対して測定光配列を変更し、より高画質な断層画像を取得することができる。

［第５の実施形態］
上記した各実施形態のものは、広域断層画像もしくは過去の診断情報から注目断層画像の測定領域を決定し、測定光の配列を変更して注目断層画像の取得を行うように構成されていたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。

以下に、本実施形態の解析部は、断層画像内に被写体の非正常構造を含むか否かを解析する。また、本実施形態に係る制御部は、該非正常構造の有無に応じて断層画像を再度取得するかどうかを決定可能に構成している。

図９（ｂ）は、本実施形態における撮像装置の動作を表すフローである。図９（ｂ）において、これまでと同一の動作を行う部分については説明を省略し、以下に本実施形態に特有の部分について説明を行う。

Ｓ８００のステップにおいては、つぎのように広域断層画像を解析する。その際、解析部３は広域断層画像を解析し、正常とは異なる構造物が含まれていないかどうかを検出する。例えば、図８（ｃ）に示すように眼底に白斑Ｌが存在する場合、眼底における他の領域よりも画素値が大きくなる。これは、白斑における反射率が、眼底における他の領域よりも高くなるためである。これにより、解析部３は、Ｂスキャンを構成する各Ａスキャンを解析して画素値が正常な層構造を大きく超える部分の有無を調べることで、白斑Ｌの有無を判定することができる。なお、白斑とは、網膜における神経線維の一部の腫れ（軟性白斑）、網膜における血管の血液成分の固まり（硬性白斑）のことである。

具体的には、まず、所定の閾値ＴＬを超えている画素の有無を調べる。次に、所定の閾値ＴＬを超える画素が、連続しているかどうかを調べる。そして、連続している数をカウントする。さらに、該カウントされた数が、所定の数以上の場合、白斑などの非正常構造が存在すると判定する。
このＳ８００のステップで非正常構造があると判定された場合、処理はＳ３００のステップに進み、そうでない場合はＳ９００のステップに進む。

Ｓ９００のステップにおいては、つぎのように断層画像を表示、保存する。
このＳ９００のステップは、基本的にはＳ５００のステップと同様であるが、Ｓ８００のステップで非正常構造がないと判定された場合に、広域断層画像のみが表示される点が異なる。

さらに、表示された断層画像は不図示の記憶装置、例えばハードディスク、ＭＯ等の記憶媒体にファイルとして保存される。

図８（ｄ）は保存されたファイルのフォーマットを示したものである。このファイルは患者を特定可能なＩＤ番号や撮像日時等の情報と、ステップＳ８００の解析結果および断層画像データから構成される。

ここで、解析の結果非正常構造がないと判断された場合、断層画像データの部分には広域断層画像のみが含まれるが、非正常構造があると判断された場合は、広域断層画像および注目断層画像のデータが含まれる。

以上説明したように本実施の形態によれば、広域断層画像を解析し非正常構造が存在する場合のみ測定光配列を変更し、注目断層画像を取得することができる。

したがって、健診のように撮像対象が殆ど正常で全ての場合に注目断層画像を取得する必要がないような場合であっても、効率的な撮像を行うことが可能となる。

［第６の実施形態］
上記した第１の実施形態において、変更部４は、光ファイバの回転により測定光の配列を垂直配列から水平配列に変更したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。以下に、機械的な光ファイバの回転を行うことなく広域断層画像と注目断層画像を取得する形態について説明する。

なお、本実施形態では図５のフローチャートのステップＳ３００において測定光の配列を変更する方法が異なるためこの部分を中心に説明し、他の部分の詳細な説明は省略する。

図１０は本実施形態における走査光学系１０４の測定光の配列を示したものであり、計５本のファイバが設けられ、その中から３本を選択して測定光を照射することが可能となっている。このため、本実施形態においては図１（ｂ）に示すビームスプリッタ１０２がＳＬＤ１０１の出力を５つに分割するものとする。さらに、ビームスプリッタ１０２とファイバカプラ１０３の間に不図示のシャッタ機構が設けられており、被検眼に入射する測定光の配列を切り替えられるようになっている。

このように構成に基づき、本発明による撮影装置は、広域断層画像を取得するステップＳ１００において、図１０（ａ）に示すようにｐ４およびｐ５をシャッタで遮断して垂直配列の測定光束を形成する。ステップＳ２００において広域断層画像を解析して注目断層画像の測定領域を決定後、ステップＳ３００で配列を変更する際は図１０（ｂ）に示すようにｐ１およびｐ３を遮断し、ｐ４およびｐ５を開放するようにすれば、同図に示すように水平配列の測定光束を形成することができる。以降の処理については第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。

また、第３の実施形態で説明したように、水平方向に配列した測定光の間隔を変更する際は、例えば図１０（ｅ）または（ｆ）のように水平方向に配列した測定光の間隔が変わるようにシャッタを制御すればよい。すなわち、広域断層画像を取得する際は同図（ｅ）、注目断層画像を取得する際は同図（ｆ）のように選択することにより、測定光束を形成することができる。

以上説明したように、本発明においては光ファイバを回転させることなく複数の測定光の照射パターンを変更することによっても、同様の効果を得ることができる。なお、本発明において、照射する測定光の数は図１０に示すものに限定されないことは言うまでもない。

［その他の実施形態］
本発明は前述した形態に限定されることなく様々な形で実現することが可能である。
すなわち、図１（ａ）に示す撮像装置はハードウェアもしくはハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより実現することができる。

その場合、図１（ａ）において取得部１以外の各部はハードウェアであれば特定の機能を実現する回路やＡＳＩＣ、ソフトウェアであればモジュールに対応する。

また、すべてソフトウェアで実現する場合は汎用のＰＣ上で動作するモジュールとすることができる。

また、第５の実施形態においては断層画像の記憶装置を撮像装置内にあるように説明したが、当該記憶装置をネットワークを介して接続された画像サーバとして構成することも可能である。

さらに、取得部１が他の部分とネットワークを介して接続され、他の部分は汎用ＰＣで動作するソフトウェアとして実現することもできる。

１取得部
２制御部
３解析部
４変更部
５表示部
６画像合成部

Claims

複数の測定光を照射した被検査物からの複数の戻り光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づいて、前記被検査物の光干渉断層画像を取得する撮像装置であって、
前記被検査物に対して前記複数の測定光を走査する走査手段と、
前記走査手段の走査方向における前記複数の測定光の照射位置の配置を変更する変更手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
前記被検査物が、被検眼であり、
前記変更手段が、前記被検眼の眼底表面における前記複数の照射位置の間隔を変更することにより前記配置を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記変更手段が、前記走査手段の副走査方向における前記複数の照射位置の幅を変更することにより前記配置を変更することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の撮像装置。
前記変更手段が、前記複数の照射位置の配列を、前記走査手段の主走査方向から副走査方向に変更する、あるいは該副走査方向から該主走査方向に変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記複数の測定光を前記被検査物に射出する複数のファイバ端を含み、
前記変更手段が、前記複数のファイバ端を前記複数の測定光の射出方向を軸にして回転することにより前記配置を変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記複数の測定光を前記被検査物に射出する複数のファイバ端を含み、
前記変更手段が、前記複数のファイバ端の一部を選択することにより前記配置を変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記変更手段が、前記光干渉断層画像を取得する走査領域よりも広い走査領域で取得された前記被検査物の広域画像を取得した際よりも前記複数の測定光の照射位置の間隔を狭くすることにより前記配置を変更し、
前記広い走査領域に含まれる前記被検査物の注目領域における前記光干渉断層画像が、前記狭くされた間隔で前記複数の測定光を走査することにより、取得されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記光干渉断層画像を取得する走査領域よりも広い走査領域で取得された前記被検査物の広域画像を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に基づいて、前記変更手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
複数の測定光を被検査物に照射する照射手段と、
前記照射手段により前記被検査物に照射される前記複数の測定光の照射位置の位置関係を変更する変更手段と、
前記変更手段により変更された前記位置関係で前記複数の測定光を走査する走査手段と、
前記走査された複数の測定光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づく前記被検査物の光干渉断層画像を取得する取得手段と、
前記光干渉断層画像を取得する走査領域よりも広い走査領域で取得された前記被検査物の広域画像を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に基づいて、前記変更手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
前記解析手段が、前記広域画像から前記被検査物の注目領域を決定し、
前記変更手段が、前記広域画像を取得した際よりも前記複数の照射位置の間隔を狭くするように前記位置関係を変更し、
前記取得手段が、前記変更手段により変更された前記位置関係で前記注目領域の前記光干渉断層画像を取得することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
複数の測定光を被検査物に照射する照射手段と、
前記照射手段により前記被検査物に照射される前記複数の測定光の照射位置を略主走査方向に並べて該複数の測定光を走査する走査手段と、
前記複数の測定光の前記略主走査方向の走査速度を変更する変更手段と、
前記走査された複数の測定光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づく前記被検査物の光干渉断層画像を取得する取得手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
複数の測定光を照射した被検査物からの複数の戻り光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づいて、前記被検査物の光干渉断層画像を取得する撮像方法であって、
前記被検査物に対して前記複数の測定光を走査する走査手段の走査方向における前記複数の測定光の照射位置の配置を変更する工程を含むことを特徴とする撮像方法。
前記被検査物が、被検眼であり、
前記変更する工程において、前記被検眼の眼底表面における前記複数の照射位置の間隔を変更することにより前記配置を変更することを特徴とする請求項１２に記載の撮像方法。
前記変更する工程において、前記走査手段の副走査方向における前記複数の照射位置の幅を変更することを特徴とする請求項１２あるいは１３に記載の撮像方法。
前記変更する工程において、前記光干渉断層画像を取得する走査領域よりも広い走査領域で取得された前記被検査物の広域画像を取得した際よりも前記複数の測定光の照射位置の間隔を狭くすることにより前記配置を変更し、
前記広い走査領域に含まれる前記被検査物の注目領域における前記光干渉断層画像が、前記狭くされた間隔で前記複数の測定光を走査することにより、取得されることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の撮像方法。
前記光干渉断層画像を取得する走査領域よりも広い走査領域で取得された前記被検査物の広域画像を解析する工程を含み、
前記変更する工程において、前記解析する工程における解析結果に基づいて、前記配置を変更することを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の撮像方法。
複数の測定光を照射した被検査物からの複数の戻り光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づく前記被検査物の光干渉断層画像を取得する工程と、
前記光干渉断層画像を取得する走査領域よりも広い走査領域で取得された前記被検査物の広域画像を解析する工程と、
前記解析する工程における解析結果を用いて前記被検査物に照射される前記複数の測定光の照射位置の位置関係を変更する工程と、
を含むことを特徴とする撮像方法。
前記広域画像から前記被検査物の注目領域を決定する工程を含み、
前記変更する工程において、前記広域画像を取得した際よりも前記複数の照射位置の間隔を狭くするように前記位置関係を変更し、
前記取得する工程において、前記変更された前記位置関係で前記注目領域の前記光干渉断層画像を取得することを特徴とする請求項１７に記載の撮像方法。
被検査物に照射される複数の測定光の照射位置を略主走査方向に並べて該複数の測定光を走査する走査手段の走査速度であって、前記複数の測定光の前記略主走査方向の走査速度を変更する工程と、
前記走査された複数の測定光と前記複数の測定光に対応する複数の参照光とに基づく前記被検査物の光干渉断層画像を取得する工程と、
を含むことを特徴とする撮像方法。
請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の撮像方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。