JP6779792B2 - 網膜厚さ - Google Patents

Description

本発明は、網膜の厚さの測定に関する。

中心網膜における網膜厚さは、疾患をそれらの初期段階に検出し、治療の有効性を監視するために頻繁に使用される。一般に、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）システムを用いて得られるイメージおよびデータが、使用される。標準的なスペクトルＯＣＴシステムは典型的には、単一光源からの光を２つの部分に分け、その各々は、干渉計において異なる経路を通過する。参照経路と呼ばれる、片方の経路は、単に参照経路を進むビームに可変遅延を導入するだけである。物体経路と呼ばれる、もう一方の経路は、患者の目に進み、患者の目から散乱して戻る。患者の目から散乱されて戻る光は、参照経路からの光と混合されて、干渉信号を作成する。干渉信号は、分光計を用いて分析される。使用可能なＯＣＴ信号が作成されるためには、２つの経路は、長さが一致していなければならない。しかしながら、これは、患者の動きが問題となる傾向があることを意味する。標準的なＯＣＴシステムを使用して網膜厚さを決定するときに患者の動きを補償するために、複雑なイメージ処理を行わなければならない。

好ましくは患者による動きの欠如に依存しない、より簡単な手順を使用して網膜厚さを測定する方法を提供することが必要とされている。

本発明の一実施形態によると、網膜の厚さを決定するための方法が、提供される。網膜は、光ビームで照らされる。網膜によって反射されたビームが、受け取られ、反射ビーム内の自己相関信号が、網膜の厚さを決定するために使用される。

本発明の別の実施形態によると、患者における網膜および／または眼の疾患を診断する方法が、提供される。患者の網膜は、光ビームで照らされる。網膜によって反射されたビームが、受け取られ、反射ビーム内の自己相関信号が、網膜の厚さを決定するために使用される。網膜の決定された厚さが、しきい値よりも大きいならば、その時網膜および／または眼の疾患が存在すると結論を下される。

患者の網膜の厚さを決定するために反射ビームの自己相関信号を使用することによって、患者による動きは、補償される必要はない。様々な網膜疾患の診断はそれによって、より簡単で、より効果的である。

本発明の実施形態の特徴および利点は、添付された図を参照して好ましい実施形態の下記の詳細な説明からより明らかになるであろう。

本発明の一実施形態による、網膜の厚さが決定される方法の流れ図を示す図である。 本発明の一実施形態による、網膜の厚さがＯＣＴシステムを使用して決定される方法の流れ図を示す図である。

添付された図において、類似の特徴は、同様のラベルを持つことに留意する。

患者の網膜によって反射される光ビームの自己相関信号は、網膜の異なる層に反射し、互いに干渉する、ビームの異なる反射によって作成される。網膜内の主要な散乱体は、神経線維層（ＮＦＬ）および内節／外節（ＩＳ／ＯＳ）と網膜色素上皮（ＲＰＥ）との間の層である。混合は、すべての層間で起こるけれども、主要な信号は、これらの２つの領域に反射される光の間の干渉によって作成される。各構成要素からの反射は、同じビームにおいて同時に符号化されるので、患者による動きは、問題ではない。これは、イメージ処理を簡略化する。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による、網膜の厚さを決定する方法の流れ図が、示される。ステップ１０において、光ビームが、患者の網膜の方に伝送される。ステップ１２において、患者の網膜からの反射ビームが、分光計において受け取られる。患者の網膜からの反射ビームを受け取るステップ１２は、積分時間にわたって実行される。

ステップ１４において、分光計が、ステップ１２において受け取ったビームに高速フーリエ変換を適用し、受け取ったビームの周波数スペクトルを生成する。分光計によって生成された周波数スペクトルは、受け取ったビーム内の分散信号に起因して多重周波数を含有し、それは次に、網膜の深さ全体にわたる特徴による分散散乱に起因する。ステップ１６において、プロセッサが、周波数スペクトル内の最も強い信号を探し出す。上で説明されたように、最も強い周波数は、ＮＦＬから反射された信号と、ＩＳ／ＯＳとＲＰＥとの間の層から反射された信号との間の干渉のために生じる。いったんこの周波数が、決定されると、次いでステップ１８において、ＮＦＬと、ＩＳ／ＯＳとＲＰＥとの間の層との間の距離が、決定されてもよく、網膜の厚さが、推定されてもよい。

いくつかの異なるシステムのどれでも、図１を参照して上で述べられた方法を実行するために使用されてもよい。干渉は、同じビーム内の異なる反射の間であるので、干渉パターンは、別個のビームとの干渉を必要としない。一実施形態では、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）システムが、網膜の厚さを測定するために使用される。ＯＣＴシステムでは、自己相関信号は、干渉計に達する散乱物体ビーム内に存在する。自己相関信号は通常、ノイズと考えられ、ＯＣＴシステムは普通、基準ビームパワーの適切な選択によってＯＣＴ信号に対して自己相関信号を抑えるように設計される。これは、ＯＣＴ信号が、基準ビームパワーおよび物体ビームパワーの関数であり、一方自己相関信号が、物体ビームパワーだけの関数であるので、可能である。しかしながら、本発明のこの実施形態によると、物体ビーム内の自己相関信号の測定が、望まれる。

図２を参照すると、本発明の一実施形態による、ＯＣＴシステムを使用して網膜の厚さを決定する方法の流れ図が、示される。ステップ３０において、ＯＣＴ信号の可能性が、除外され、その結果ＯＣＴシステムの分光計に達する唯一の信号は、自己相関信号であることになる。ＯＣＴ信号は、最大または最小長さなどにある、極端な位置に参照経路を設定することによって最も容易に除外され、基準ビームと物体経路内の反射ビームとの間に干渉がないという結果をもたらす。しかしながら、基準アームパワーを減衰させるなどによる、ＯＣＴ信号を除外する他の方法が、使用されてもよい。

ステップ３２において、光ビームが、患者の網膜の方に伝送される。ステップ３４において、患者の網膜からの反射ビームが、分光計において受け取られる。普通は、このビームは、基準アーム内の信号と物体アーム内の信号との間の干渉から生じるということになり、後者は、患者の網膜から反射される。しかしながら、ＯＣＴ信号は、基準経路を極端な位置に延長するなどによって、ステップ３２において除外されているので、分光計によって受け取られる唯一のビームは、物体アーム内の反射ビームであり、自己相関信号は、単なるノイズ以上のように見える。

ステップ３６において、分光計が、ステップ３４において受け取ったビームに高速フーリエ変換を適用し、受け取ったビームの周波数スペクトルを生成する。分光計によって生成された周波数スペクトルは、受け取ったビーム内の分散信号に起因して多重周波数を含有し、それは次に、網膜の深さ全体にわたる特徴による分散散乱に起因する。ステップ３８において、プロセッサが、周波数スペクトル内の最も強い信号を探し出す。上で説明されたように、最も強い周波数は、ＮＦＬから反射された信号と、ＩＳ／ＯＳとＲＰＥとの間の層から反射された信号との間の干渉のために生じる。いったんこの周波数が、決定されると、次いでステップ４０において、ＮＦＬと、ＩＳ／ＯＳとＲＰＥとの間の層との間の距離が、決定されてもよく、網膜の厚さが、推定されてもよい。

別の実施形態では、走査型レーザ検眼鏡検査（ＳＬＯ）システムが、網膜の厚さを測定するために使用される。ＳＬＯシステムにおいて普通見られるアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）または光電子増倍管（ＰＭＴ）は、患者の網膜から反射されるビームの周波数スペクトルを作成するために、分光計と置き換えられる。別法として、ＡＰＤまたはＰＭＴは、ＳＬＯ機能がなお使用できるように、適所に保たれてもよいが、戻されたビームの一部は、反射ビームの周波数スペクトルを作成するために、分けられて、分光計に送られる。ＯＣＴシステムと異なり、分光計によって受け取られるビームに寄与する基準ビームはなく、そのような実施形態において使用される分光計は、ＯＣＴシステムにおいて使用されるそれよりも感度が高い必要がある。しかしながら、このより高い感度は、より長い積分時間およびはるかにより安価な電荷結合デバイス（ＣＣＤ）またはＯＣＴシステムにおいて使用される相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）アレイを用いて達成されてもよい。患者の網膜からの反射ビームを受け取るステップは、このより長い積分時間にわたって実行される。プロセッサは次いで、上述のように周波数スペクトルから網膜の厚さを決定する。

さらに別の実施形態では、固定点測定システムが、網膜の厚さを測定するために使用される。自己相関信号の明確な検出に必要とされる分光計の高感度要件は、固定点から戻される光を分析するために、低コストビデオＣＣＤなどの、分光計内の二次元カメラを使用して達成されてもよい。

上述の実施形態では、網膜の厚さは、分光計を使用して自己相関信号から導出される。別法として、通常の干渉分光法および可変経路不均衡が、網膜の厚さを直接測定するために使用されてもよい。さらに別の代替案として、波長可変レーザおよびフーリエ領域が、使用されてもよい。

網膜の厚さを決定するための上述の方法は、様々な網膜および眼の疾患のスクリーニングおよび診断のための方法において使用されてもよい。そのような疾患は、糖尿病性網膜症、糖尿病性黄斑浮腫、加齢性黄斑変性症（ＡＭＤ）、類嚢胞黄斑浮腫、中心性漿液性網膜症、網膜中心静脈閉塞症、網膜中心動脈閉塞症、および緑内障を含む。網膜厚さは、より進行性の段階における上記疾患に起因する網膜の特定の内層または外層の細胞の死滅に起因してそのような疾患において劇的に増加する。それに応じて、本発明の一実施形態では、網膜の厚さを決定するための上述の方法は、そのような疾患のスクリーニングおよび／または診断のための方法における予備段階である。

上述の方法の論理は、コンピュータプロセッサによる実行可能な形で非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に記憶される命令として記憶されてもよいが、本方法を実行するためにＯＣＴシステムが使用される実施形態では、ＯＣＴ信号の除外は、代わりに手動で実行されてもよい。プロセッサは、汎用プロセッサ、ネットワークプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、ＡＳＩＣ、または多数のそのようなデバイスによって実施されてもよい。

提示される実施形態は、例示的なだけであり、当業者は、上述の実施形態への変形が、本発明の趣旨から逸脱することなくなされてもよいことを認識するということになる。本発明の範囲は、もっぱら添付の特許請求の範囲によって規定される。

Claims (3)

1. 網膜の厚さを決定する方法であって、
   前記網膜を光ビームで照らすステップと、
   前記網膜からの反射光ビームを受け取るステップと、
   前記網膜の厚さを決定するために前記反射光ビーム内の自己相関信号を使用するステップと、
   を含み、
   前記自己相関信号は、互いに干渉する、神経線維層（ＮＦＬ）からの反射光ビームと、内節／外節（ＩＳ／ＯＳ）と網膜色素上皮（ＲＰＥ）との間の層からの反射光ビームと、によって生成され、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が周波数スペクトルを決定するために前記反射光ビームの光周波数に適用され、前記周波数スペクトル内の最も強い信号から、前記ＮＦＬと、前記ＩＳ／ＯＳと前記ＲＰＥとの間の層と、の間の距離を決定し、決定された、前記ＮＦＬと、前記ＩＳ／ＯＳと前記ＲＰＥとの間の層と、の間の距離から前記網膜の厚さを推定することを特徴とする方法。
2. 前記網膜を照らすために使用される前記光ビームは、走査型レーザ検眼鏡検査（ＳＬＯ）システムにおいて伝送されるビームである、請求項１に記載の方法。
3. 前記網膜を照らすために使用される前記光ビームは、固定点測定システムにおいて伝送されるビームである、請求項１に記載の方法。

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