JP6900651B2 - Oct装置、およびoct制御プログラム - Google Patents

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Description

本開示は、測定光と参照光との光干渉を利用して断層画像を取得するOCT装置、およびOCT制御プログラムに関する。
光源からの光を測定光と参照光に分割し、被検物に照射された測定光と参照光の干渉信号を取得し、取得された干渉信号を処理して被検物の断層画像を取得するOCT装置が知られている(特許文献1参照)。
特開2006−212153号公報
上記のようなOCT装置において、撮影中に被検体が動くと画像がずれることがある。このような場合、同じ部位の画像を複数回撮影し、これらの画像を合成することによって画像のずれを補正することがあった。しかしながら、複数回画像を撮影することによって撮影時間が長くなり、被検者の負担となっていた。
本開示は、上記の問題点に鑑み、被検体の動きによる画像のずれを効率よく補正するOCT装置、およびOCT制御プログラムを提供することを技術課題とする。
上記課題を解決するために、本開示は以下のような構成を備えることを特徴とする。
(1) 測定光と参照光との光干渉を利用して被検体の断層画像を得るOCT装置であって、前記被検体に対して前記測定光を走査させる走査手段と、前記走査手段を制御し、走査経路に沿って前記測定光を走査させる走査サイクルを同じ位置で複数回繰り返させるたびに、撮影範囲内で前記走査経路の位置を変更する制御手段と、を備え、前記制御手段は、変更前後の前記走査経路が2点以上で重なるように前記走査経路の位置を変更することを特徴とする。
(2) 測定光と参照光との光干渉を利用して被検体の断層画像を得るOCT装置において実行されるOCT制御プログラムであって、プロセッサによって実行されることで、前記被検体に対して前記測定光を走査させる走査手段を制御し、同じ走査経路に沿って前記測定光を複数回走査させる走査ステップと、前記走査ステップが繰り返されるたびに、変更前後で前記走査経路が2点以上で重なるように前記走査経路の位置を変更する走査位置変更ステップと、を前記OCT装置に実行させることを特徴とする。
OCT装置の内部構成を示す概略図である。 OCT装置の制御動作を示すフローチャートである。 リサージュスキャンの走査経路を示す図である。 重複点のAスキャンプロファイルを示す図である。 眼底上の撮影領域を示す図である。 スキャンパターンの変容例を示す図である。
<実施形態>
以下、本開示に係る実施形態について説明する。本実施形態は、測定光と参照光との干渉を利用して被検体の断層画像を得るOCT装置である。OCT装置(例えば、OCT装置1)は、例えば、走査部(例えば、走査部108)と制御部(例えば、制御部70)を主に備える。走査部は、例えば、被検物に対して測定光を走査させる。走査部として、例えば、ガルバノスキャナ等が用いられる。
制御部は、走査部を制御する。例えば、制御部は、走査サイクルを複数回繰り返させる度に、撮影範囲内で走査経路の位置を変更する。なお、走査サイクルとは、例えば、走査経路に沿って1回走査するサイクルである。また、走査経路とは、例えば、測定光を走査させるときの軌道である。例えば、制御部は、ある走査サイクルを所定回繰り返した後に、走査経路の位置を変更し、変更された走査経路において再び走査サイクルを所定回数繰り返す。なお、制御部は、走査経路の位置を変更する際に、変更前後の走査経路が少なくとも1点で重なるように走査経路の位置を変更する。例えば、制御部は、ある走査サイクルにおける走査経路と、他の走査サイクルにおける走査経路が少なくとも1点で重なるように走査経路の位置を変更する。また、例えば、制御部は、走査経路の位置を変更するたびに、変更前後の走査経路が少なくとも1点で重なるように走査経路の位置を変更する。これによって、異なる走査サイクルにおいて共通部位のOCTデータを取得できる。この共通部位のOCTデータは、走査サイクル毎のOCTデータを比較するときの比較対象として利用できる。
なお、重なっているとは、交差する場合であってもよいし、接している場合であってもよい。また、走査経路は実質的に重なっていると見なせればよく、例えば、1画素以内のずれ、または測定光のスポット径以内のずれであればほぼ重なっていると見なせる。
なお、OCT装置は、演算部(例えば、制御部70)を備えてもよい。例えば、演算部は、OCTデータに基づいてモーションコントラスを取得する。この場合、同じ位置(近傍位置でもよい)の走査経路に沿って測定光を走査させる走査サイクルが同じ(または近傍の)位置で複数回繰り返されることによって得られた時間的に異なる複数のOCTデータが用いられる。
例えば、演算部は、重複OCTデータを解析することによって被検体の動きを推定してもよい。重複OCTデータとは、例えば、走査経路が重複する重複部(共通部位)において重複して取得されたOCTデータである。例えば、演算部は、各走査サイクルにおいて取得された複数の重複OCTデータを比較することによって、被検体の動きを推定してもよい。この場合、演算部は、重複OCTデータの評価値を算出してもよい。評価値としては、例えば、類似度または相違度であってもよい。類似度としては、例えば、NCC(Normalized Cross-Correlation)、またはZNCC(Zero-mean Normalized Cross-Correlation)等が挙げられる。相違度としては、例えば、SSD (sum of squared difference) またはSAD (sum of absolute difference)などが挙げられる。
例えば、演算部は、重複OCTデータの評価値を算出し、各OCTデータの相関が取れない場合は被検体が動いたと判定し、相関が取れるようにOCTデータの位置合わせを行ってもよい。演算部は、このときのOCTデータの移動量に基づいて、被検眼の動いた量を算出してもよい。なお、解析する位置は、重複部に加えて、重複部付近の測定点であってもよい。また、走査経路同士がほぼ同じであれば、走査経路全体のOCTデータの相関を解析してもよい。
なお、演算部は、推定した被検体の動きに基づいてOCTデータを編集してもよい。例えば、演算部は、不適切なOCTデータを破棄してもよいし、一部のOCTデータの位置情報を修正してもよいし、OCTデータの測定値を修正し、再撮影によって得られたOCTデータとの置き換えを行ってもよい。このように、演算部は、OCTデータの編集によって良好なOCT画像を取得できる。
なお、制御部は、推定された被検体の動きに基づいて、走査経路の位置を補正してもよい。例えば、演算部によって算出された被検眼の動いた距離だけ、走査経路の位置をずらす。これによって、被検体が動いてしまった場合でも、次の走査経路の位置を被検体の所望の位置に追従させることができる。
なお、制御部は、ある走査サイクルにおける走査経路と、他の走査サイクルにおける走査経路が2点以上で重なるように走査部を制御してもよい。この場合、演算部は、各重複点においてそれぞれ取得されたOCTデータを比較し、それらのずれ量に基づいて、被検体の動きおよび回旋量などを解析してもよい。演算部は、これらの情報に基づいて、各走査サイクル間のOCTデータのずれを補正してもよい。
なお、制御部のプロセッサ(例えば、CPU71)は、記憶部等に記憶されたOCT制御プログラムを実行してもよい。OCT制御プログラムは、走査ステップと、走査位置変更ステップを含む。走査ステップは、走査部を制御し、同じ走査経路に沿って測定光を走査させるステップである。走査位置変更ステップは、走査ステップが繰り返される度に、変更前後で走査経路が少なくとも1点で重なるように走査経路の位置を変更するステップである。
また、OCT制御プログラムは、推定ステップと、補正ステップを含んでもよい。推定ステップは、例えば、走査経路が重なる重複部において重複して取得された重複OCTデータを解析することによって、被検体の動きを推定するステップである。補正ステップは、推定ステップにおいて推定された被検体の動きに基づいて、走査経路の位置を補正するステップである。
<実施例>
本実施例のOCT装置1について説明する。図1は、OCT装置1の内部構成を示す概略図である。図1に示すように、OCT装置1は、OCT光学系100、観察光学系200、固視標投影部300、制御部70などを備える。
<OCT光学系>
以下、OCT光学系100の概略を説明する。本実施例では、例えば、被検眼Eに測定光を照射し、その反射光と測定光とによって取得されたOCT信号を取得するOCT光学系100を一例として説明する。例えば、OCT光学系100は、OCT信号を取得することによって、被検眼Eの断層像を撮影する。
OCT光学系100は、いわゆる光断層干渉計(OCT:Optical coherence tomography)の光学系である。OCT光学系100は、測定光源102から出射された光をカップラー(光分割器)104によって測定光(試料光)と参照光に分割する。そして、OCT光学系100は、測定光学系106によって測定光を眼Eの眼底Efに導く。測定光学系106は、例えば、走査部(例えば、光スキャナ)108を備える。走査部108は、例えば、被検眼上の撮像位置を変更するため、被検眼上における測定光の走査位置を変更する。また、OCT光学系100は、参照光を参照光学系110に導く。その後、被検眼Eによって反射された測定光と,参照光との合成による干渉光を検出器120に受光させる。
検出器120は、測定光と参照光との干渉状態を検出する。フーリエドメインOCTの場合では、干渉光のスペクトル強度が検出器120によって検出され、スペクトル強度データに対するフーリエ変換によって所定範囲における深さプロファイル(Aスキャン信号)が取得される。例えば、Spectral-domain OCT(SD−OCT)、Swept-source OCT(SS−OCT)が挙げられる。また、Time-domain OCT(TD−OCT)であってもよい。
SD−OCTの場合、光源102として低コヒーレント光源(広帯域光源)が用いられ、検出器120には、干渉光を各周波数成分(各波長成分)に分光する分光光学系(スペクトロメータ)が設けられる。スペクトロメータは、例えば、回折格子とラインセンサからなる。
SS−OCTの場合、光源102として出射波長を時間的に高速で変化させる波長走査型光源(波長可変光源)が用いられ、検出器120として、例えば、単一の受光素子が設けられる。光源102は、例えば、光源、ファイバーリング共振器、及び波長選択フィルタによって構成される。そして、波長選択フィルタとして、例えば、回折格子とポリゴンミラーの組み合わせ、ファブリー・ペローエタロンを用いたものが挙げられる。
光源102から出射された光は、カップラー104によって測定光束と参照光束に分割される。そして、測定光束は、光ファイバーを通過した後、空気中へ出射される。その光束は、測定光学系106の光学部材を介して眼底Efに集光される。そして、眼底Efで反射された光は、同様の光路を経て光ファイバーに戻される。
走査部108は、眼底上でXY方向(横断方向)に測定光を走査させる。走査部108は、瞳孔と略共役な位置に配置される。例えば、走査部108は、2つのガルバノミラー51,52を有するガルバノスキャナであり、その反射角度が駆動機構50によって任意に調整される。
これによって、光源102から出射された光束はその反射(進行)方向が変化され、眼底上で任意の方向に走査される。なお、走査部108としては、光を偏向させる構成であればよい。例えば、反射ミラー(ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ)の他、光の進行(偏向)方向を変化させる音響光学素子(AOM)等が用いられる。
参照光学系110は、眼底Efでの測定光の反射によって取得される反射光と合成される参照光を生成する。参照光学系110は、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであっても良い。参照光学系110は、例えば、反射光学系(例えば、参照ミラー)によって形成され、カップラー104からの光を反射光学系により反射することにより再度カップラー104に戻し、検出器120に導く。他の例としては、参照光学系110は、透過光学系(例えば、光ファイバー)によって形成され、カップラー104からの光を戻さず透過させることにより検出器120へと導く。
参照光学系110は、参照光路中の光学部材を移動させることにより、測定光と参照光との光路長差を変更する構成を有する。例えば、参照ミラーが光軸方向に移動される。光路長差を変更するための構成は、測定光学系106の測定光路中に配置されてもよい。
<観察光学系>
観察光学系200は、眼底Efの正面画像を得るために設けられている。観察光学系200は、例えば、光源から発せられた測定光(例えば、赤外光)を眼底上で二次元的に走査させる光スキャナと、眼底と略共役位置に配置された共焦点開口を介して眼底反射光を受光する第2の受光素子と、を備え、いわゆる眼科用走査型レーザ検眼鏡(SLO)の装置構成を持つ。
なお、観察光学系200の構成としては、いわゆる眼底カメラタイプの構成であってもよい。また、OCT光学系100は、観察光学系200を兼用してもよい。すなわち、正面画像は、二次元的に得られた断層画像を形成するデータを用いて取得されるようにしてもよい(例えば、三次元断層画像の深さ方向への積算画像、XY各位置でのスペクトルデータの積算値等)。
<固視標投影部>
固視標投影部300は、眼Eの視線方向を誘導するための光学系を有する。投影部300は、眼Eに呈示する固視標を有し、複数の方向に眼Eを誘導できる。
例えば、固視標投影部300は、可視光を発する可視光源を有し、視標の呈示位置を二次元的に変更させる。これにより、視線方向が変更され、結果的に撮像部位が変更される。例えば、撮影光軸と同方向から固視標が呈示されると、眼底の中心部が撮像部位として設定される。また、撮影光軸に対して固視標が上方に呈示されると、眼底の上部が撮像部位として設定される。すなわち、撮影光軸に対する視標の位置に応じて撮影部位が変更される。
固視標投影部300としては、例えば、マトリクス状に配列されたLEDの点灯位置により固視位置を調整する構成、光スキャナを用いて光源からの光を走査させ、光源の点灯制御により固視位置を調整する構成等、種々の構成が考えられる。また、投影部300は、内部固視灯タイプであってもよいし、外部固視灯タイプであってもよい。
<制御部>
例えば、制御部70は、一般的なCPU(Central Processing Unit)71、ROM72、RAM73、等で実現される。制御部70のROM72には、OCT信号を処理するためのOCT信号処理プログラム、OCT信号処理装置1と接続されたデバイス(例えば、OCT光学系100など)の動作を制御するための各種プログラム、初期値等が記憶されている。RAM73は、各種情報を一時的に記憶する。なお、制御部70は、複数の制御部(つまり、複数のプロセッサ)によって構成されてもよい。
制御部70には、図1に示すように、例えば、記憶部(例えば、不揮発性メモリ)74、操作部76、および表示部75等が電気的に接続されている。記憶部74は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュROM、着脱可能なUSBメモリ等を記憶部74として使用することができる。
操作部76には、検者による各種操作指示が入力される。操作部76は、入力された操作指示に応じた信号をCPU71に出力する。操作部76には、例えば、マウス、ジョイスティック、キーボード、タッチパネル等の少なくともいずれかのユーザーインターフェイスを用いればよい。
表示部75は、装置本体に搭載されたディスプレイであってもよいし、本体に接続されたディスプレイであってもよい。パーソナルコンピュータ(以下、「PC」という。)のディスプレイを用いてもよい。複数のディスプレイが併用されてもよい。また、表示部75は、タッチパネルであってもよい。表示部75がタッチパネルである場合、表示部75が操作部76として機能する。表示部75は、例えば、OCT光学系100によって取得されたOCT信号を処理した画像データ等を表示する。
<制御動作>
以上のようなOCT装置1の制御動作を図2のフローチャートに基づいて説明する。被検眼Eを測定する場合について説明するが、生体の他の部位であってもよい。なお、図2に示すステップは必ずしも以下の説明の順で処理しなくてもよい。
(ステップS1:アライメント)
CPU71は、まず被検眼に対する光学系のアライメントを行う。例えば、CPU71は、固視標投影部300を制御して被検者に固視標を投影する。そして、CPU71は、図示無き前眼部撮影用カメラで撮影される前眼部観察像に基づいて、被検眼Eの瞳孔中心に測定光軸がくるように図示無き駆動部を制御して自動でアライメントを行う。
(ステップS2:測定)
アライメント完了すると、CPU71はOCT光学系100を制御し、測定を行う。なお、以下の説明において、測定光の光軸方向に測定光を走査させることを「Aスキャン」と呼び、測定光の光軸方向に交差する方向に測定光を走査させることを「Bスキャン」と呼ぶ。
図3(a)に示すように、本実施例において、CPU71はリサージュ曲線に沿って眼底Efに対するBスキャンを行う。リサージュ曲線とは、例えば、次式(1)によって表される曲線である。
Figure 0006900651

ここで、fはOCTのAラインレート、#AはBスキャン1サイクルあたりのAライン数、tはi番目のAスキャンの時間である。
例えば、CPU71は、式(1)のような時間的に位相差が変わるsin波またはcos波で走査部108のX軸とY軸を動作させることによって、リサージュ曲線に沿った走査(リサージュスキャンと呼ぶ)を行う。例えば、位相差が0またはπのとき、測定光は撮影領域の対角線上に走査され、位相差がπ/2のとき、測定光は円状に走査される。例えば、CPU71は、位相差を変化させることによって、図3(b)〜(f)のように、徐々に走査経路の形状を変化させてBスキャンを行う。リサージュスキャンを行うことによって、形状の異なる走査経路同士が重なり、測定点の重複が生じる(例えば、図3(c)の重複点P1〜P4)。これらの重複点において取得されたOCT信号は、後述するステップS3において利用される。
なお、CPU71は、Bスキャンのサイクルを複数回繰り返し、被検眼上の同一位置に関して時間的に異なる少なくとも2つのOCT信号を取得してもよい。これらのOCT信号を用いることによって、CPU71は、血流、物体の動き、または変化などを捉えたモーションコントラストを取得することができる。
例えば、CPU71は、時間間隔を空けて走査経路Q1を4回繰り返してBスキャンを行うことによって、時間的に異なる4つのOCT信号を取得する。このとき、Bスキャン間の相関が低ければ、被検眼が動いたとして、取得されたOCT信号を破棄または撮り直しを行ってもよい。例えば、図4に示すAスキャン信号のプロファイルにおいて、図4(a)と図4(b)のように、相関が取れれば、CPU71は被検眼が動かなかったものと判定する。一方、図4(a)と図4(c)のように、相関が取れなければ、CPU71は被検眼が動いたと判定し、OCT信号の放棄または撮り直しを行う。これによって、被検眼Eが動いた場合でも、良好な測定結果を残すことができる。
なお、相関を評価するための評価値としては、例えば、SSD(輝度値の差の2乗の合計)、SAD(輝度値の差の絶対値の合計)等の相違度などが算出されてもよい。この場合、相違度が小さいほど相関が取れている。また、評価値としては、正規化相互相関(NCC、ZNCCなど)等の類似度が算出されてもよい。この場合、類似度が1に近いほど相関が取れている。
CPU71は、走査経路Q1についてBスキャンを4回繰り返すと、次の走査経路Q2についても同様にBスキャンのサイクルを4回繰り返す。このように、CPU71は、リサージュ曲線の全て走査経路(Q1、Q2、・・・、Qn)についてBスキャンのサイクルを4回繰り返し、各走査経路において時間的に異なる4つのOCT信号を取得する。CPU71は、測定光を走査する間、検出器120によって検出されたOCT信号を取得する。各走査経路について取得されたOCTデータは記憶部74に記憶させる。
(ステップS3:動き補正)
CPU71は、測定中の被検眼の動きによって生じた各走査経路間のOCTデータのずれを補正する。例えば、CPU71は、他の走査経路と重複した測定点の評価値を求め、評価値が最も高くなるように各走査経路のOCTデータを補正する。なお、補正に用いるOCTデータは、4回のスキャンによって得られた4つのOCTデータのうちの1つであってもよいし、平均値等の4つOCTデータを統合したものであってもよい。
例えば、CPU71は、先にXY方向のずれを補正する。このとき、ボリュームデータのままではなく、ボリュームデータから生成した2次元データに基づいて位置合わせを行ってもよい。例えば、CPU71は、撮影領域において取得されたOCTデータについて、正面画像をそれぞれ生成する。ここで、正面画像とは、生体組織の少なくとも一部を測定光の光軸方向(例えば、z方向)から見たときの画像(いわゆる、En face画像)である。なお、OCTデータから正面画像を生成する方法としては、例えば、深さ方向の少なくとも一部の領域に関して取り出されたOCTデータの輝度値を用いて正面画像が生成されてもよい。この2次元の正面画像の位置を合わせることによって、ボリュームデータの位置合わせ情報を得てもよい。
例えば、CPU71は、走査経路Q1と走査経路Q2におけるOCTデータからそれぞれ生成された正面画像の位置合わせを行う。例えば、CPU71は、2つ正面画像を1画素ずつ位置ずれさせ、両画像が最も一致する(相関が最も高くなる)ように画像の位置合わせを行う。走査経路Q1と走査経路Q2は、点P1,点P2,点P3,点P4において重複するため、これらの点が一致するように各画像の位置が合せられる。続いてCPU71は、合成された走査経路Q1と走査経路Q2の正面画像に対して、走査経路Q3のOCTデータから生成された正面画像の位置合わせを上記と同様に行う。CPU71は、この位置合わせを各走査経路について繰り返し、OCTデータ全体のXY方向の位置合わせを行う。
CPU71は、XY方向のずれを補正すると、次にZ方向(光軸方向)のずれを補正する。例えば、CPU71は、各走査経路のボリュームデータにおいて同じXY座標のAスキャンプロファイルの評価値を求め、評価値が最も高くなるように各ボリュームデータのZ方向の位置合わせを行う。例えば、走査経路Q1と走査経路Q2の各ボリュームデータを位置合わせする場合、XY座標の同じ重複点(例えば、点P1,点P2、点P3,点P4)またはその付近におけるAスキャンプロファイルの評価値を算出し、その値が最も高くなるようにZ方向の位置合わせが行われる。CPU71は、この位置合わせを各走査経路のボリュームデータにおいて行うことで、OCTデータ全体のZ方向の位置合わせを行う。
(ステップS4:モーションコントラストの算出)
CPU71は、上記のように各走査経路間において位置合わせされた4つのボリュームデータに基づいてモーションコントラストを算出する。例えば、CPU71は、記憶部74に記憶された複数のOCT信号を処理し、複素OCT信号を取得する。例えば、CPU71はOCT信号をフーリエ変換する。例えば、N枚のOCT画像中n枚目の(x,z)の位置の信号をAn(x,z)で表すと、CPU71は、フーリエ変換によって複素OCT信号An(x,z)を得る。複素OCT信号An(x,z)は、実数成分と虚数成分とを含む。
CPU71は、取得された複素OCT信号を処理し、モーションコントラストを取得する。複素OCT信号を処理する方法としては、例えば、複素OCT信号の強度差を算出する方法、複素OCT信号の位相差を算出する方法、複素OCT信号のベクトル差分を算出する方法、複素OCT信号の位相差及びベクトル差分を掛け合わせる方法、信号の相関を用いる方法(コリレーションマッピング)、信号強度のDecorrelationを算出する方法、強度の最大値と最小値の比を用いる方法などが考えられる。本実施例では、位相差を算出する方法を例に説明する。
まず、CPU71は、同じ位置の少なくとも2つの異なる時間に取得された複素OCT信号A(x,z)に対して位相差を算出する。CPU71は、例えば、下記の式(2)を用いて、位相の変化を算出する。例えば、N回にわたって異なる時間Tの測定を行った場合、時間Tと時間T,時間Tと時間T,・・・,時間T(N−1)と時間Tの計(N−1)回の計算が行われ、(N−1)個のデータが算出される。もちろん、時間の組み合わせは上記に限らず、異なる時間であれば組み合わせを変更してもよい。なお、数式中のAnは時間Tに取得された信号を示し、*は複素共役を示している。
Figure 0006900651
以上のように、CPU71は複素OCT信号の位相差に関する深さ方向(Aスキャン方向)の位相差プロファイルを取得する。CPU71は、例えば、この位相差プロファイルの大きさに応じて輝度の大きさが決定された輝度プロファイルを取得し、これをBスキャン方向に並べたモーションコントラスト画像を取得する。
(ステップS5:合成)
なお、本実施例では、眼底上の複数の撮影領域においてOCTデータを取得し、それらを合成することによって広範囲のOCT画像を取得する。例えば、図5に示すように、CPU71は、眼底上の領域A1,領域A2,領域A3,領域A4において上記のようなリサージュスキャンを行い、それぞれの撮影領域においてOCTデータを取得する。CPU71は、各領域において取得されたOCTデータに基づいてモーションコントラストを算出し、それらを合成する。例えば、CPU71は、各領域A1,A2,A3,A4のオーバーラップした部分の相関に基づいて画像を合成する。
なお、画像の位置合わせ方法は、例えば、位相限定相関法、各種相関関数を用いる方法、フーリエ変換を利用する方法、特徴点のマッチングに基づく方法、アフィン変換、歪み補正を含む位置合わせ方法(例えば、非剛性レジストレーションなど)など種々の画像処理手法が用いられてもよい。
以上のように、各走査経路において少なくとも1つの点が重なるように測定光を走査し、重複して測定したOCTデータを解析することによって被検眼の動きによる走査位置のずれを補正することができる。例えば、同じ画像を複数回撮影して被検眼の動きを補正する場合に比べ、撮影時間が短く済む。
なお、本実施例では、撮影密度(μm/pixel)およびタイムインターバル(Bスキャンの時間間隔)をラスタースキャンと同程度(それぞれ17μm /pixel, 6ms)にするため、1.5mmの画角を重複させながら、4つの撮影領域で撮影し、それらを合成している。このように、リサージュスキャンによって得られた複数の画像を合成する場合、合成しない場合に比べて画像の中心付近のAスキャンの測定点を密にすることができる。
<変容例>
なお、上記のリサージュスキャンに限らず、測定点の少なくとも1つが重なるスキャンであればよい。例えば、図6(a)に示すように、サークルスキャンをずらしながら撮影する方法などが挙げられる。この場合、各スキャンにおいて、測定点が2点重なるようになる。また、図6(b)に示すように、走査経路はトロコイド状であってもよい。この場合も、各スキャンにおいて、測定点が2点重なるようになる。
また、走査経路は、図6(c)に示すように、アラビア数字の8型であってもよい。この場合、例えば、走査経路の中央の交点(数字の8の交点)を中心に走査経路を回転さながらスキャンしてもよい。これによって、撮影領域の中心部分の測定点が増え、リサージュスキャンに比べて画像の中心部分の解像度を上げることができる。また、このように1回の走査サイクル内で走査経路に交点を持たせることによって、1回の走査サイクルでの被検体の動きを推定できる。
また、走査経路は、撮影領域内の測定点を網羅できるのであれば、図6(d)のような任意の自由曲線であってもよい。この場合も曲線の走査経路をずらしながら撮影することによって、走査サイクル毎に測定点を重ねることができる。
なお、リサージュスキャンは位相差が時間とともに変化することでスキャンの軌跡が変化するが、パラメータが予め決まれば、すべてのサイクルの走査経路が定まる。例えば、図3の場合であれば256パターンの走査経路を走査するが、どの順番で走査しても必ず交点が存在するため、上記の動き補正が行える。したがって、走査経路の走査順は任意である。
また、上記の実施例ではOCT画像のみで被検眼の動きを推定していたが、IR画像(赤外画像)、SLO画像、眼底カメラ画像などの他の画像と組み合わせることによって被検眼の動きを推定してもよい。これによって、より正確に被検眼の動き補正を行うことができる。
なお、本実施例において、CPU71は、被検眼の動きを推定し、撮影後にOCTデータを補正したが、これに限らない。例えば、CPU71は、被検眼の動きを高速に推定することで、リアルタイムに走査位置を補正してもよい。これによって、眼底の観察画像(例えば、SLO画像)から被検眼の動きを推定しなくとも、OCT画像だけで被検眼の動きを追従しながら走査できる。この場合、連続した走査サイクルにおいて走査経路を重ねるとよい。これによって、直前の走査サイクルとのOCTデータのずれを検出でき、被検眼の動きを素早く追従できる。もちろん、間隔の空いた走査サイクル間で走査経路を重ねてもよい。
なお、本実施例のようにモーションコントラストを取得する場合、必ずしも同じ軌跡を走査する必要はなく、少しだけずらして撮影してもよい。この場合、CPU71は、近傍の走査位置で取得されたOCT信号を複数集めてモーションコントラストを算出してもよい。
なお、以上の説明において、各走査経路の走査サイクルを複数回繰り返して得られたOCTデータに基づいて、モーションコントラストを算出したが、通常の断層画像の撮影において走査経路を重ねるようにしてもよい。この場合もモーションコントラストと同様に、重複点のOCTデータを比較して得られた被検眼の動きに基づいて、OCTデータを補正してもよい。
なお、画像の位置合わせにおいて、各OCTデータの撮影領域A1,A2,A3,A4の位置情報が用いられてもよい。例えば、撮影領域の位置情報に基づいて、各画像の位置をある程度特定した状態で画像処理による位置合わせを行ってもよい。この場合、CPU71は、各OCTデータを取得した際の測定光の走査位置、および被検眼Eに呈示する固視標の固視位置等の情報に基づいて撮影領域の位置情報を求めてもよい。このように、各OCTデータの撮影領域の位置情報を用いることによって、画像の位置合わせの処理速度を速くできる。
なお、以上の説明において、モーションコントラストを算出する前のOCTボリュームデータに基づいて動き補正を行ったが、モーションコントラストデータに基づいて動き補正を行ってもよい。
また、動き補正済みのボリュームデータをリファレンスとしてラスタースキャンをし、それをリファレンスに対して位置合わせをしてもよい。
なお、リサージュスキャン等によって撮影を行う場合、画像の中央付近の測定点が粗になり、画像の端付近の測定点が密になることがある。このような場合、制御部は、例えば、画像の中央付近でガルバノスキャナを動かす速度を遅くする、または画像の中央付近でスキャンレートを上げる等によって、画像の中央付近の測定点を増やしてもよい。
なお、図5において、領域A1〜領域A4は一部が重なった領域であるが、重ならずに連続した領域であってもよい。この場合、各領域において取得されたOCTデータの連続性が尤もらしくなるように、OCTデータを合成してもよい。例えば、各OCTデータに写った特徴領域(例えば、血管部など)を検出し、各OCTデータ間で特徴領域の連続性が保たれるように、画像位置情報を取得してもよい。
70 制御部
71 CPU
72 ROM
73 RAM
74 メモリ
75 モニタ
76 操作部
100 OCT光学系
108 走査部
200 観察光学系
300 固視標投影部

Claims (6)

  1. 測定光と参照光との光干渉を利用して被検体の断層画像を得るOCT装置であって、
    前記被検体に対して前記測定光を走査させる走査手段と、
    前記走査手段を制御し、走査経路に沿って前記測定光を走査させる走査サイクルを同じ位置で複数回繰り返させるたびに、撮影範囲内で前記走査経路の位置を変更する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、変更前後の前記走査経路が2点以上で重なるように前記走査経路の位置を変更することを特徴とするOCT装置。
  2. 前記走査サイクルが同じ位置で複数回繰り返されることによって得られた時間的に異なる複数のOCTデータに基づいて、モーションコントラストを取得する演算手段をさらに備えることを特徴とする請求項1のOCT装置。
  3. 前記演算手段は、前記走査経路が重なる重複部において重複して取得された重複OCTデータを解析することによって、前記被検体の動きを推定することを特徴とする請求項2のOCT装置。
  4. 前記演算手段は、推定した前記被検体の動きに基づいてOCTデータを編集することを特徴とする請求項3のOCT装置。
  5. 前記制御手段は、推定された前記被検体の動きに基づいて、前記走査経路の位置を変更することを特徴とする請求項3のOCT装置。
  6. 測定光と参照光との光干渉を利用して被検体の断層画像を得るOCT装置において実行されるOCT制御プログラムであって、プロセッサによって実行されることで、
    前記被検体に対して前記測定光を走査させる走査手段を制御し、同じ走査経路に沿って前記測定光を複数回走査させる走査ステップと、
    前記走査ステップが繰り返されるたびに、変更前後で前記走査経路が2点以上で重なるように前記走査経路の位置を変更する走査位置変更ステップと、
    を前記OCT装置に実行させることを特徴とするOCT制御プログラム。
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