JP6562644B2 - 眼科装置及びその制御方法、並びに、プログラム - Google Patents
眼科装置及びその制御方法、並びに、プログラムInfo
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本発明の眼科装置における他の態様は、被検眼の眼底を第1の照明光を用いて走査するとともに前記被検眼の収差を補正して前記眼底の第1のエリアを撮像する第1の撮像手段と、前記眼底を第2の照明光を用いて走査して前記第1のエリアを含む前記眼底の第2のエリアを撮像する第2の撮像手段と、前記第1の撮像手段による撮像により得られた画像を用いて前記第1のエリアの中の少なくとも1つの位置における第1の血流情報を算出するとともに、前記第2の撮像手段による撮像の際に得られた第2の血流情報の時間変動に基づいて拍動における前記第1の血流情報のタイミングを算出する算出手段と、を有し、前記第2の撮像手段は、前記眼底に入射する前記第2の照明光の光軸に対して受光の光軸が傾斜する位置に配置されたディテクターを有して構成されている。
また、本発明は、上述した眼科装置の制御方法、及び、当該制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。
図1は、本発明の実施形態に係る眼科装置100の概略構成の一例を示す図である。
眼科装置100は、図1に示すように、AO−SLO部110、及び、WF−SLO部120を有して構成されている。
まず、AO−SLO部110の全体について説明する。
光源101−1から出射した光は、光カプラー131によって参照光105と測定光106−1とに分割される。測定光106−1は、シングルモード光ファイバー130−4、空間光変調器159、XYスキャナ119−1、ダイクロイックミラー170−2等を介して、検査対象である被検眼Eに導かれる。また、固視灯156からの光束157は、被検眼Eの固視を促す役割を有する。
次に、光源101−1の周辺について説明する。
光源101−1は、例えば、代表的な低コヒーレント光源であるSLD(Super Luminescent Diode)で構成されている。光源101−1の光の波長は830nm程度、バンド幅は50nm程度である。本実施形態では、スペックルノイズの少ない平面画像(AO−SLO画像)を取得するために、低コヒーレント光源を用いている。また、光源101−1として、ここではSLDを用いるが、低コヒーレント光が出射できれば他の種類の光源でもよく、例えば、ASE(Amplified Spontaneous Emission)等を用いることもできる。
次に、参照光105の光路について説明する。
光カプラー131によって分割された参照光105は、光ファイバー130−2を介して、光量測定装置164に入射される。光量測定装置164は、参照光105の光量を測定し、測定光106−1の光量をモニターする用途に用いられる。
次に、測定光106−1の光路について説明する。
光カプラー131によって分割された測定光106−1は、シングルモード光ファイバー130−4を介して、レンズ135−4に導かれ、ビーム径4mm程度の平行光になるよう調整される。
一般的に、デューティ比とは、オンとオフとを周期的に切り替える場合において1周期の時間に対するオンの時間の割合である。本実施形態では、SLO部により2次元画像を取得するためにXスキャナ及びYスキャナの2つのスキャナを用いて走査を行うが、副走査において、例えば、1枚の2次元画像を取得するために、上から下への走査(オン)と当該走査の後に2次元画像を取得せずに下から上に素早く戻る動作(オフ)とが切り替わる。このとき、本実施形態におけるデューティ比は、上から下に走査して上まで戻る全走査(オン+オフ)の時間に対する上から下への走査(オン)の時間の割合を示す。なお、デューティ比が大きい程、全走査に対して2次元画像を取得しない時間が短いため、走査時間が同じ場合、毎秒のフレーム数が多くなる。
例えば図2に示すように、固視灯156の表示面には、任意の点灯位置に十字のパターン165が点滅して表示される。
次に、コンピュータ125の内部構成について説明する。
図3は、図1に示すコンピュータ125の内部構成の一例を示す図である。
コンピュータ125は、図3に示すように、CPU211、RAM212、ROM213、外部メモリ214、入力デバイス215、表示部216、通信インタフェース(通信I/F)217、及び、ADボード176を有して構成されている。また、図3に示す各構成は、バスを介して相互に通信可能に構成されている。
次に、AO−SLO部110の測定系の構成について説明する。
AO−SLO部110は、眼底Erからの戻り光108の光強度(光量)から構成される平面画像(AO−SLO画像)を取得することができる。眼底Erにおいて反射や散乱された光である戻り光108は、レンズ135−4〜135−10、空間光変調器159、光カプラー131等を介して、ディテクター138−1に入射され、その光の光強度(光量)に基づき電圧信号に変換される。
次に、平面画像(AO−SLO画像)の取得方法について説明する。
図4は、本発明の実施形態を示し、図1に示すAO−SLO部110における平面画像(AO−SLO画像)の取得方法を説明するための図である。ここで、図4において、図1に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。
次に、WF−SLO部120の全体について説明する。
WF−SLO部120は、補償光学系と参照光路を備えないことを除けば、基本的にAO−SLO部110と同様の構成となっている。そのため、ここでは、AO−SLO部110と重複する部分については、説明を省略する。
次に、光源101−2の周辺について説明する。
光源101−2は、例えば、光源101−1と同様にSLDで構成されている。光源101−2の光の波長は910nm程度、バンド幅は10nm程度である。本実施形態では、AO−SLO部110の光路とWF−SLO部120の光路とをダイクロイックミラー170を用いて分離するために、それぞれの光源の波長を異ならせている。
次に、測定光106−2の光路について説明する。
光源101−2から射出された測定光106−2は、レンズ135−2、XYスキャナ119−2、ダイクロイックミラー170−1等を介して、検査対象である被検眼Eに導かれる。
次に、広域の平面画像(WF−SLO画像)の取得方法について説明する。
WF−SLO部120は、コンピュータ125の制御に基づきXYスキャナ119−2を制御し、ディテクター138−2で戻り光108の光強度(光量)を取得することにより、眼底Erの広域の平面画像(WF−SLO画像)を取得することができる。ここで、眼底Erの広域の平面画像(光軸に垂直な面に係るWF−SLO画像)の取得方法については、上述したAO−SLO画像の取得方法と同様であるため、その説明は省略する。
ここで、AO−SLO部110を用いた平面画像(AO−SLO画像)の取得手順について説明する。
眼科装置100(コンピュータ125)は、まず、WF−SLO部120を用いて、測定光106−2を眼底Erへ合焦をさせて、WF−SLO画像の撮像を行う。そして、眼科装置100(コンピュータ125)は、合焦させた時の電動ステージ117の位置から、被検眼Eの視度を算出する。さらに、検者がWF−SLO画像においてAO−SLO画像を取得したい位置を指定すると、眼科装置100(コンピュータ125)は、先ほど取得した被検眼Eの視度に基づいて固視灯156の表示位置を算出して表示を行い、所望の位置のAO−SLO画像の取得を行う。
次に、眼科装置100による被検眼Eの眼底Erにおける血流測定の手順に係る制御方法について説明する。
図6−1のステップS105に進むと、コンピュータ125のCPU211は、WF−SLO画像のフレームごとに、各画素におけるディテクター138−2での受光信号のFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)処理を行う。このFFT処理の結果、周波数fに対するスペクトルS(f)すなわち光量との関係が求められる。そして、被検眼Eの眼底Erの血管があるところの画素からは、流れている血液中の赤血球からの散乱光(戻り光108)に基づくドップラー信号と血管壁からの散乱光とのビート信号が、周波数の低い部分に現われる。
図6−1のステップS109に進むと、コンピュータ125のCPU211は、走査開始から対象フレーム走査時までの平均的な時間に対するIの合計Isをプロット表示する。
図6−2のステップS112に進むと、コンピュータ125のCPU211は、指定されたAO−SLO画像とその前または後のAO−SLO画像を用いて、指定された血管上での場所における血流速度Vを、白血球を追跡する画像処理によって算出する。
図6−2のステップS114に進むと、コンピュータ125のCPU211は、以下の(2)式を用いて、対応する各時間のIの合計Isと血流速度Vとの比率Rを算出する。この際、算出された比率Rが複数個ある場合には、さらに、その平均値Raを算出する。なお、算出された比率Rが1個の場合には、その比率Rを平均値Raとする。また、対応する各時間は、走査開始から、血流速度Vの算出に用いた2枚のAO−SLO画像フレームの走査時の中間時点までの時間とすればよい。
かかる構成によれば、脈波計を必要とせずに、拍動における被検眼Eの眼底Erの血流情報のタイミングを把握することができる。これにより、安価で被検者の煩わしさを軽減しつつ、得られた血流情報に基づき正常・異常の判断を行うことが可能になる。
まず、各血管の血流の変動を求めた上でその変動の大きさ(例えば最大値と最小値の比)が閾値以上なら動脈、未満なら静脈と判断する。次いで、対象の毛細血管は、それらの判断された動脈或いは静脈まで毛細血管から連続する血管をたどって、動脈側の毛細血管なのか静脈側の毛細血管なのかを判断し、これに対応した血管の血流の変動を用いる。これにより、対象の毛細血管の血流速度の変動により近い血流の変動を参照することができる。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。
Claims (13)
- 被検眼の眼底を第1の照明光を用いて走査するとともに前記被検眼の収差を補正して前記眼底の第1のエリアを撮像する第1の撮像手段と、
前記眼底を第2の照明光を用いて走査して前記第1のエリアよりも広い前記眼底の第2のエリアを撮像する第2の撮像手段と、
前記第1の撮像手段による撮像により得られた画像を用いて前記第1のエリアの中の少なくとも1つの位置における第1の血流情報を算出するとともに、前記第2の撮像手段による撮像の際に得られた信号であって前記第2の照明光の前記眼底からの戻り光によるドップラー信号に基づいて第2の血流情報の時間変動を算出し、前記第2の血流情報の時間変動に基づいて拍動における前記第1の血流情報のタイミングを算出する算出手段と、
を有し、
前記第2の撮像手段は、前記眼底に入射する前記第2の照明光の光軸に対して受光の光軸が傾斜する位置に配置されたディテクターを有して構成されていることを特徴とする眼科装置。 - 前記第2のエリアは、前記第1のエリアを含むエリアであることを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。
- 前記算出手段は、さらに、前記第2の血流情報の時間変動における前記第1の血流情報のタイミングを含む1拍動の前記第1の血流情報の平均値を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の眼科装置。
- 前記算出手段は、さらに、前記第2の血流情報の時間変動における前記第1の血流情報のタイミングを含む1拍動の前記第1の血流情報の最大値または最小値を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の眼科装置。
- 前記第1の血流情報と前記第2の血流情報とは、同じ時間において取得されたものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の眼科装置。
- 被検眼の眼底を第1の照明光を用いて走査するとともに前記被検眼の収差を補正して前記眼底の第1のエリアを撮像する第1の撮像手段と、
前記眼底を第2の照明光を用いて走査して前記第1のエリアを含む前記眼底の第2のエリアを撮像する第2の撮像手段と、
前記第1の撮像手段による撮像により得られた画像を用いて前記第1のエリアの中の少なくとも1つの位置における第1の血流情報を算出するとともに、前記第2の撮像手段による撮像の際に得られた第2の血流情報の時間変動に基づいて拍動における前記第1の血流情報のタイミングを算出する算出手段と、
を有し、
前記第2の撮像手段は、前記眼底に入射する前記第2の照明光の光軸に対して受光の光軸が傾斜する位置に配置されたディテクターを有して構成されていることを特徴とする眼科装置。 - 被検眼の眼底を撮像する眼科装置の制御方法であって、
前記眼底を第1の照明光を用いて走査するとともに前記被検眼の収差を補正して前記眼底の第1のエリアを第1の撮像手段を用いて撮像する第1の撮像ステップと、
前記眼底を第2の照明光を用いて走査して前記第1のエリアよりも広い前記眼底の第2のエリアを第2の撮像手段を用いて撮像する第2の撮像ステップと、
前記第1の撮像ステップによる撮像により得られた画像を用いて前記第1のエリアの中の少なくとも1つの位置における第1の血流情報を算出するとともに、前記第2の撮像ステップによる撮像の際に得られた信号であって前記第2の照明光の前記眼底からの戻り光によるドップラー信号に基づいて第2の血流情報の時間変動を算出し、前記第2の血流情報の時間変動に基づいて拍動における前記第1の血流情報のタイミングを算出する算出ステップと、
を有し、
前記第2の撮像手段は、前記眼底に入射する前記第2の照明光の光軸に対して受光の光軸が傾斜する位置に配置されたディテクターを有して構成されていることを特徴とする眼科装置の制御方法。 - 前記第2のエリアは、前記第1のエリアを含むエリアであることを特徴とする請求項7に記載の眼科装置の制御方法。
- 前記算出ステップでは、さらに、前記第2の血流情報の時間変動における前記第1の血流情報のタイミングを含む1拍動の前記第1の血流情報の平均値を算出することを特徴とする請求項7または8に記載の眼科装置の制御方法。
- 前記算出ステップでは、さらに、前記第2の血流情報の時間変動における前記第1の血流情報のタイミングを含む1拍動の前記第1の血流情報の最大値または最小値を算出することを特徴とする請求項7または8に記載の眼科装置の制御方法。
- 前記第1の血流情報と前記第2の血流情報とは、同じ時間において取得されたものであることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の眼科装置の制御方法。
- 被検眼の眼底を撮像する眼科装置の制御方法であって、
前記眼底を第1の照明光を用いて走査するとともに前記被検眼の収差を補正して前記眼底の第1のエリアを第1の撮像手段を用いて撮像する第1の撮像ステップと、
前記眼底を第2の照明光を用いて走査して前記第1のエリアを含む前記眼底の第2のエリアを第2の撮像手段を用いて撮像する第2の撮像ステップと、
前記第1の撮像ステップによる撮像により得られた画像を用いて前記第1のエリアの中の少なくとも1つの位置における第1の血流情報を算出するとともに、前記第2の撮像ステップによる撮像の際に得られた第2の血流情報の時間変動に基づいて拍動における前記第1の血流情報のタイミングを算出する算出ステップと、
を有し、
前記第2の撮像手段は、前記眼底に入射する前記第2の照明光の光軸に対して受光の光軸が傾斜する位置に配置されたディテクターを有して構成されていることを特徴とする眼科装置の制御方法。 - 請求項7乃至12のいずれか1項に記載の眼科装置の制御方法における各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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