JP5797290B2 - 撮像装置および制御方法 - Google Patents
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Description
被検査物において複数の測定光を走査する走査手段と、
前記被検査物における前記複数の測定光の走査領域のうち隣り合う走査領域の一部同士を前記被検査物の所定の部位で重複させるように、前記走査手段を制御する制御手段と、
前記複数の測定光を照射した前記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を合波した複数の光に基づいて、前記被検査物の断層画像を取得する取得手段と、を有する。
被検査物において測定光を走査する走査手段と、
前記被検査物の所定の部位を指定する指定手段と、
前記指定手段による指定に応じて前記走査手段の走査領域を示す表示形態を前記被検査物の画像に重ねて表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記走査手段の主走査方向の走査速度について、前記指定された部位における走査速度を前記指定された部位以外の部位における走査速度よりも遅くするように、前記走査手段を制御する制御手段と、
前記測定光を照射した前記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を合波した光に基づいて、前記被検査物の断層画像を取得する取得手段と、を有する。
被検査物において複数の測定光を走査する走査手段を有する撮像装置の制御方法であって、
前記被検査物における前記複数の測定光の走査領域のうち隣り合う走査領域の一部同士を前記被検査物の所定の部位で重複させるように、前記走査手段を制御する工程と、
前記複数の測定光を照射した前記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を合波した複数の光に基づいて、前記被検査物の断層画像を取得する工程と、を有する。
第一の実施形態に係る光干渉断層法を用いて被検査物の断層画像を撮像するための撮像装置は、以下の通りである。
図1(b)、(c)、(d)、(e)に、本実施形態の光干渉断層撮像装置における重要領域指定の様態を説明する模式図を示す。
重み付け情報は上述したように統合され、実際の制御パラメータの最適化が行われるが、本実施形態においては、横方向では緑内障、加齢黄斑変性、糖尿病網膜症、共に感度に重み付けをし、1画素あたり積分時間が制御パラメータとなる。一方、縦方向では緑内障重要部位では感度、横分解能ともに重み付けをし、領域の近い加齢黄斑変性重要部位と糖尿病網膜症重要部位では、加齢黄斑変性に横分解能重み付け、糖尿病網膜症に感度重み付けを行う。この最適化には例えば、加齢黄斑変性重要部位が網膜色素上皮層近傍であって、比較的信号レベルが高い部位である一方、視細胞層の欠損等を詳細に見るために横分解能を必要とするという情報、および、糖尿病網膜症重要部位が網膜内の比較的信号レベルの低い部位であるという情報が用いられている。これらの情報は適宜プリセットで重み付け制御パラメータ最適化計算部に保持されており、さらに、ユーザの入力等により追加することが可能である。
逆向きに進行した参照光は再びコリメートレンズ404を介してファイバ光結合器403に戻る。
干渉光受光系は、本実施形態においては分光器であり、従って本実施形態のOCTはSD−OCTを構成する。
走査線の粗密配置については、副走査を担う図3(a)に示されるYスキャナ406の制御で、従前の技術と同様に行われる。
すなわち、重要領域に対して走査線密度を増やし、それ以外で疎にするよう、副走査が行われる。副走査は主走査に比べて低速であり、従来の制御を少し工夫する程度で実現できる。
なお、図7(b)は、基本的に図2(a)と同一であるが、その方向は90度回転して表示されている。
図6(a)は合成走査振動を示す図であり、図6(b)は合成前のそれぞれの走査振動を示す図である。合成走査角度θは時間tの関数θ(t)として、合成走査角度θ(t)=a sin(ωt)+ 0.3a sin(3ωt)
で表される。
幅については1:0.3の比で構成されている。図6(a)に表されるように、所望の走査である図7(a)の制御が可能となることがわかる。
第二の実施形態における2周期共振型スキャナを構成した例について、図5(c)、(d)、(e)、(f)を用いて説明する。
図5(g)に、本発明の第二の実施形態の光干渉計測装置の走査光学系構成を説明する模式図を示す。
次に、第三実施形態について説明する。
2本の信号光は、眼の光学作用も含めて、それぞれ眼底の異なる位置に同時に集光され、さらに、Xスキャナ、Yスキャナの回転走査により眼底上を所定の間隔を隔てて、それぞれの走査範囲1405、1406を、同期して2次元的に走査する。
この2つの走査が上述した図2(c)と(d)の第一、第二の走査線群を構成する。
置高速精細駆動装置413の制御を行うことによってそれぞれ大域的に、調整・制御される。
ラインセンサ1408、1409は図3(b)では紙面垂直方向に画素が1次元的に配列されて成るものである。
1画素あたり積分時間Tpが増した領域では、光干渉信号が増えSN比が向上する。
なぜならば、通常のOCTの稼動領域は、ショット雑音や熱雑音に制限された領域であるため、SN比は積分時間に略比例するからである。
本発明においては、以上に述べた実施形態1から3に記載した具体的構成の詳細に限定されるものではない。
例えば、実施形態3の並列走査系においては、図2(e)と(f)に示すように、y方向を主走査として、3つの走査群(複数の測定光の走査領域)1701、1702、1703によりy方向に対して重要な2箇所(所定の部位)に重み付けを行い、その領域の感度を向上させることが可能である。その場合における走査線の様子を図2(e)に示す。ここで、重み付けは、複数の測定光の走査領域のうち隣り合う走査領域の一部同士を被検査物の所定の部位で重複させることである。
すなわち、光ディレイ位置高速精細駆動装置413と光ディレイ位置大域低速駆動装置414を異なる参照光ミラーとして別配置し、光サーキュレータ2001等の光結合器を用いて参照光路中にシリアル配置してもよい。
モータ2203の回転速度は主走査の繰り返しレートに同期するよう調整制御されており、従って、ゼロディレイ位置は主走査位置に合わせて周期的に変調される。
この場合、補正なしで断層画像を構成すると、ディレイ位置を画面内で直線となるように構成されるため、図6(h)のように、重み付け断層画像自体に不連続的な変位2302が加わる。
次に、一般的なFD−OCTについて説明する。
光源2501により射出した光が単一モード光ファイバ2502により導光され、ファイバ光結合器2503に入射する。ファイバ光結合器2503は所謂2x2タイプであり、ファイバ2502からの入射光を2つの出力ファイバに分岐する。一方の出力ファイバはマイケルソン干渉計の信号光路である人眼底撮像光学系に接続され、他方の出力ファイバは干渉計の参照光路に接続される。信号光路においては、ファイバ端より射出した光はコリメートレンズ2504によって平行光に変換され、空間を伝搬し、XYスキャナ2505に入射する。XYスキャナ2505は2次元的な反射角度制御を行う反射型の光走査装置であり、反射された信号光は走査レンズ2506と接眼レンズ2507により、導光されて、人眼2508に入射する。XYスキャナ、走査レンズ、接眼レンズにより構成された走査光学系により平行光である信号光は眼の光学作用を含めて、眼底観察対象部位2509に集光され、かつ、その位置は眼底上の光軸に略垂直な面上を2次元的に走査される。接眼レンズ2507により深さ方向のフォーカス位置が調整される。走査とフォーカスの制御は、XYスキャナ2505およびフォーカス駆動アクチュエータ2510が接続された制御・信号処理部2601によって、他の制御とあわせて統合的に行われる。眼底観察対象部位2509からの反射光、後方散乱光のうち略同一の光路を通って逆方向に進行する信号光は再びコリメートレンズ2504を介してファイバ光結合器2503に戻る。
102 重み付け情報統合処理部
103 重み付け制御パラメータ最適化計算部
104 横方向重み付け制御部
105 縦方向重み付け制御部
106 光干渉断層計測部
107 重み付け画像補正部
108 画像表示部
109 画像情報記憶部
Claims (21)
- 被検査物において複数の測定光を走査する走査手段と、
前記被検査物における前記複数の測定光の走査領域のうち隣り合う走査領域の一部同士を前記被検査物の所定の部位で重複させるように、前記走査手段を制御する制御手段と、前記複数の測定光を照射した前記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を合波した複数の光に基づいて、前記被検査物の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。 - 前記断層画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に有し、
前記被検査物は、被検眼の眼底であり、
前記表示制御手段が、前記被検眼の眼底画像を前記表示手段に表示させ、
前記所定の部位は、前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記眼底画像において前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位を前記所定の部位として指定する指定手段を更に有し、
前記制御手段は、前記隣り合う走査領域の一部同士を前記指定された部位で重複させ、前記表示制御手段が、前記指定手段による指定に応じて前記走査領域を示す表示形態を前記眼底画像に重ねて表示させることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 被検査物において複数の測定光を走査する走査手段と、
前記被検査物における前記複数の測定光の走査領域のうち隣り合う走査領域の一部同士を前記走査手段の主走査方向に重複させるように、前記走査手段を制御する制御手段と、前記複数の測定光を照射した前記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を合波した複数の光に基づいて、前記被検査物の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。 - 前記断層画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に有し、
前記被検査物は、被検眼の眼底であり、
前記表示制御手段が、前記被検眼の眼底画像を前記表示手段に表示させ、
前記制御手段は、前記眼底の所定の部位が前記重複した領域になるように、前記走査手段を制御することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記眼底画像において前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位を前記所定の部位として指定する指定手段を更に有し、
前記制御手段は、前記隣り合う走査領域の一部同士を前記指定された部位で重複させ、前記表示制御手段が、前記指定手段による指定に応じて前記走査領域を示す表示形態を前記眼底画像に重ねて表示させることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記取得手段が、前記走査領域に基づいて前記複数の光に対応する複数の断層画像をつなぎ合わせた画像を取得することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 被検査物において測定光を走査する走査手段と、
前記被検査物の所定の部位を指定する指定手段と、
前記指定手段による指定に応じて前記走査手段の走査領域を示す表示形態を前記被検査物の画像に重ねて表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記走査手段の主走査方向の走査速度について、前記指定された部位における走査速度を前記指定された部位以外の部位における走査速度よりも遅くするように、前記走査手段を制御する制御手段と、
前記測定光を照射した前記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を合波した光に基づいて、前記被検査物の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。 - 前記被検査物は、被検眼の眼底であり、
前記表示制御手段が、前記被検眼の眼底画像と前記取得された断層画像とを前記表示手段に表示させ、
前記所定の部位は、前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位であることを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 - 前記指定手段が、前記眼底画像において前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位を前記所定の部位として指定し、
前記表示制御手段が、前記指定手段による指定に応じて前記走査領域を示す表示形態を前記眼底画像に重ねて表示させることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。 - 前記測定光の光路長と前記参照光の光路長との差である光路長差を変更する光路長差変更手段を有し、
前記取得手段が、前記眼底の黄斑の断層画像と前記眼底の視神経乳頭の断層画像とを取得する際に前記光路長差が変更された場合、前記光路長差の変更に対応する深さ方向の位置ずれを補正して前記黄斑の断層画像と前記視神経乳頭の断層画像とをつなぎ合わせた画像を取得することを特徴とする請求項9または10に記載の撮像装置。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合波した光に基づいて、前記被検眼の眼底の断層画像を取得する撮像装置であって、
前記測定光の光路長と前記参照光の光路長との差である光路長差を変更する光路長差変更手段と、
前記眼底の黄斑の断層画像と前記眼底の視神経乳頭の断層画像とを取得する際に、前記光路長差が変更されるように、前記光路長差変更手段を制御する制御手段と、
前記光路長差の変更に対応する深さ方向の位置ずれを補正して前記黄斑の断層画像と前記視神経乳頭の断層画像とをつなぎ合わせた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。 - 前記取得手段が、前記測定光の光路における前記参照光の光路に対応する位置に基づいて鏡像を除去することを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 被検査物において複数の測定光を走査する走査手段を有する撮像装置の制御方法であって、
前記被検査物における前記複数の測定光の走査領域のうち隣り合う走査領域の一部同士を前記被検査物の所定の部位で重複させるように、前記走査手段を制御する工程と、
前記複数の測定光を照射した前記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を合波した複数の光に基づいて、前記被検査物の断層画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 - 被検査物において複数の測定光を走査する走査手段を有する撮像装置の制御方法であって、
前記被検査物における前記複数の測定光の走査領域のうち隣り合う走査領域の一部同士を前記走査手段の主走査方向に重複させるように、前記走査手段を制御する工程と、
前記複数の測定光を照射した前記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を合波した複数の光に基づいて、前記被検査物の断層画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 - 被検査物において測定光を走査する走査手段と、前記被検査物の所定の部位を指定する指定手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記指定手段による指定に応じて前記走査手段の走査領域を示す表示形態を前記被検査物の画像に重ねて表示手段に表示させる工程と、
前記走査手段の主走査方向の走査速度について、前記指定された部位における走査速度を前記指定された部位以外の部位における走査速度よりも遅くするように、前記走査手段を制御する工程と、
前記測定光を照射した前記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を合波した光に基づいて、前記被検査物の断層画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 - 前記被検査物は、被検眼の眼底であり、
前記表示させる工程では、前記被検眼の眼底画像と前記取得された断層画像とを前記表示手段に表示させ、
前記所定の部位は、前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位であることを特徴とする請求項16に記載の制御方法。 - 前記指定手段が、前記眼底画像において前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位を前記所定の部位として指定し、
前記表示させる工程では、前記指定手段による指定に応じて前記走査領域を示す表示形態を前記眼底画像に重ねて表示させることを特徴とする請求項17に記載の制御方法。 - 前記測定光の光路長と前記参照光の光路長との差を変更する工程と、
前記眼底の黄斑の断層画像と前記眼底の視神経乳頭の断層画像とを取得する際に前記光路長差を変更した場合、前記光路長差の変更に対応する深さ方向の位置ずれを補正して前記黄斑の断層画像と前記視神経乳頭の断層画像とをつなぎ合わせた画像を取得する工程と、
を更に有することを特徴とする請求項17または18に記載の制御方法。 - 測定光を照射した被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合波した光に基づいて、前記被検眼の眼底の断層画像を取得する撮像装置の制御方法であって、
前記眼底の黄斑の断層画像と前記眼底の視神経乳頭の断層画像とを取得する際に、前記測定光の光路長と前記参照光の光路長との差である光路長差を変更する工程と、
前記光路長差の変更に対応する深さ方向の位置ずれを補正して前記黄斑の断層画像と前記視神経乳頭の断層画像とをつなぎ合わせた画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする制御方法。 - 請求項14乃至20のいずれか1項に記載の制御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。
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