JP6900651B2

JP6900651B2 - Ｏｃｔ装置、およびｏｃｔ制御プログラム

Info

Publication number: JP6900651B2
Application number: JP2016211068A
Authority: JP
Inventors: 直樹竹野; 昌明羽根渕; 一並木; 暁片岡
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2021-07-07
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: JP2018068578A

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。

ここで、ｆ_Ａ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_ｉ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_１と時間Ｔ_２，時間Ｔ_２と時間Ｔ_３，・・・，時間Ｔ_{（Ｎ−１）}と時間Ｔ_Ｎ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_Ｎに取得された信号を示し、＊は複素共役を示している。

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
７１ＣＰＵ
７２ＲＯＭ
７３ＲＡＭ
７４メモリ
７５モニタ
７６操作部
１００ＯＣＴ光学系
１０８走査部
２００観察光学系
３００固視標投影部

Claims

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。
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。
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。
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。
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。
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。