JP7104516B2

JP7104516B2 - 断層画像撮影装置

Info

Publication number: JP7104516B2
Application number: JP2017565573A
Authority: JP
Inventors: 雅和遠藤; 昌明羽根渕; 康寛古内; 佳史村田; 一並木
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2022-07-21
Anticipated expiration: 2037-02-01
Also published as: WO2017135278A1; JPWO2017135278A1

Description

本開示は、被検眼の断層画像を撮影するための断層画像撮影装置に関する。

従来において、被検体の光干渉断層像を取得する光干渉断層計（ＯＣＴ：Optical coherence tomography）が知られている。ＯＣＴを用いた断層画像像撮影装置は、光源から出射された光を測定光と参照光に分割し、分割した測定光を被検体の組織に照射する。そして、断層画像撮影装置は、組織によって反射された測定光を参照光と合成し、合成した光の干渉信号から、組織の深さ方向の情報を取得する。断層画像撮影装置は、取得した深さ方向の情報を用いて断層画像を生成する（特許文献１参照）。

特開２０１２－２２３４３５号公報

ところで、断層画像撮影装置において被検者の眼を正面方向から撮影した場合、虹彩によって測定光が遮られ、毛様体、チン小帯等の撮影が困難であった。これによって、検者は、被検眼の構造を十分に把握することができなかった。

本開示は、従来技術の問題点の少なくとも一つを鑑み、被検眼の構造を好適に取得できる断層画像撮影装置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）被検眼の断層画像を撮影する断層画像撮影装置であって、
前記被検眼に照射された測定光の反射光と、前記測定光に対応する参照光と、の干渉状態を検出することによって前記被検眼の前眼部断層画像を撮影する干渉光学系を有し、前記被検眼の前眼部断層画像を２以上の異なる方向から撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって２以上の異なる方向から撮影された複数の前眼部断層画像であって、前記撮影手段によって正面方向から撮影された第１の部位に関する前眼部断面画像と前記撮影手段によって斜めから撮影された第２の部位（前記第１の部位とは異なる）に関する前眼部断面画像とを含む前記複数の前眼部断面画像と、前記撮影手段によって撮影された眼底断層画像とを、各画像の位置関係に基づいて合成することによって１方向からの撮影が困難な複数の部位の位置関係を取得する演算手段と、を備えることを特徴とする。

本実施例の断層画像撮影装置の光学系を示す光学図である。本実施例の制御系を示すブロック図である。本実施例の制御を示すフローチャートである。本実施例の撮影方向の切り換えについて説明するための図である。本実施例の撮影方向の切り換えについて説明するための図である。本実施例の撮影方向の切り換えについて説明するための図である。本実施例の断層画像撮影装置によって撮影された断層画像の例を示す図である。本実施例の断層画像撮影装置によって撮影された断層画像の例を示す図である。本実施例の断層画像撮影装置によって撮影された断層画像の例を示す図である。本実施例の断層画像撮影装置によって合成された断層画像の例を示す図である。本実施例の断層画像撮影装置によって撮影方向を切り換える方法の変容例について説明する図である。本実施例の断層画像撮影装置によって撮影方向を切り換える方法の変容例について説明する図である。本実施例の固視光学系について説明する図である。

本開示に係る実施形態を図面に基づいて簡単に説明する。本実施形態の断層画像撮影装置（例えば、断層画像撮影装置１）は、例えば、撮影部（例えば、測定光学系１００）と、演算部（例えば、制御部７０）を主に備える。撮影部は、例えば、２以上の異なる方向から被検眼を撮影する。演算部は、撮影部によって撮影された複数の前眼部断層画像を合成する。例えば、複数の前眼部断層画像は、撮影部によって、２以上の異なる方向から撮影された画像である。演算部は、各画像の位置関係に基づいて、複数の前眼部断層画像を合成する。

演算部は、例えば、合成画像に基づいて、被検眼の構造情報を取得してもよい。合成画像は、２以上の異なる方向から撮影された複数の前眼部断層画像を合成した画像である。構造情報は、例えば、被検眼の少なくとも１つの部位の位置または形状等の情報であってもよい。これによって、１方向からでは撮影が困難な部位に関する構造情報を取得しやすい。

演算部は、構造情報から求めた被検眼の角膜頂点の位置と、毛様体の位置と、に基づいて眼内レンズが挿入される位置（例えば、術後予測前房深度）を算出してもよい。例えば、演算部は、合成画像において、角膜頂点を通る角膜表面の法線と、毛様体突起部を含む平面との交点の位置に基づいて、術後予測前房深度を算出してもよい。例えば、演算部は、合成画像において、角膜頂点を通り、正面断層画像における測定光軸方向（深さ方向）の直線と、左右の毛様体突起部を結ぶ線との交点の位置に基づいて、術後予測前房深度を算出してもよい。演算部は、合成画像に基づいて種々の方法で被検眼の構造を求めてもよい。

演算部は、合成画像に基づいて、毛様溝間距離を測定してもよい。演算部は、測定された毛様体間距離に基づいて、後房型有水晶体眼内レンズ（ICL）のサイズを決定してもよい。合成画像が取得されることで、本装置は的確な眼内レンズのサイズを選定することができる。

なお、撮影部は、被検眼を２以上の異なる方向から撮影する場合、被検眼の正面方向と、被検眼の斜め方向から撮影してもよい。正面方向は、例えば、被検眼の固視方向であってもよい。斜め方向は、例えば、正面方向に対して傾斜した方向であってもよい。例えば、撮影部は、被検眼を、正面方向に対して２５°～３０°傾斜した方向から撮影してもよい。なお、斜め方向は、例えば、正面方向に対して左右の少なくともいずれかに傾斜した方向であってもよい。

なお、演算部は、前眼部断層画像に対してノイズ低減処理を行ってもよい。例えば、演算部は、同じ方向から撮影された複数枚の前眼部断層画像の信号強度の統計量を解析することで、前眼部断層画像のノイズ低減を行ってもよい。この場合、例えば、撮影部は、各撮影方向において複数枚の前眼部断層画像を撮影してもよい。

なお、演算部は、境界の形状と撮影物の屈折率を考慮して屈折補正することで、合成画像を補正してもよい。例えば、演算部は、予め設定された角膜、強膜、水晶体、毛様体、チン小帯、硝子体等の屈折率に基づいて画像を補正してもよい。これによって、断層画像の歪みが低減され、より好適な被検眼の構造情報を取得できる。各部位の屈折率は、予め測定などで求められた値が用いられてもよい。

なお、本装置は、固視誘導部（例えば、第１固視光学系１５０、第２固視光学系１０など）を備えてもよい。固視誘導部は、例えば、被検眼の固視を誘導する。この場合、撮影部は、固視誘導部によって被検眼の固視が誘導されることによって、２以上の異なる方向から前眼部断層画像を撮影してもよい。例えば、固視誘導部は、複数の固視光源（例えば、光源１５１、光源１１、光源１２など）の点灯を切り換えることによって固視方向を誘導してもよいし、固視光源を移動させることで固視方向を誘導してもよい。

固視誘導部は、呈示距離可変部（例えば、呈示距離可変部１３，１４など）を備えてもよい。呈示距離可変部は、例えば、固視標の呈示距離を変化させる。この場合、演算部は、固視標の呈示距離の変化によって生じた被検眼の形態の変化を検出してもよい。例えば、演算部は、呈示距離可変部によって固視標の呈示距離が変化される前後に撮影部によって撮影された２以上の前眼部断層画像に基づいて、被検眼の形態の変化を検出してもよい。

なお、本装置は、前眼部観察部（例えば、観察系１４０など）をさらに備えてもよい。前眼部観察部は、例えば、被検眼の前眼部観察画像を撮影する。この場合、撮影部は、前眼部観察画像から検出された被検眼の特徴部位を基準にトラッキングすることで前眼部断層画像を撮影してもよい。

なお、撮影部は、第１干渉光学系（例えば、ＯＣＴ系１１０など）を備えてもよい。第１干渉光学系は、例えば、被検眼に照射された測定光の反射光と、測定光に対応する参照光と、の干渉状態を検出することによって被検眼の前眼部断層画像を撮影する。また、撮影部は、第２干渉光学系（例えば、ＯＣＴ系２１０，ＯＣＴ系３１０など）を備えてもよい。第２干渉光学系は、例えば、第１干渉光学系とは異なる方向から被検眼の前眼部断層画像を撮影する。

なお、本装置は、撮影部を制御する制御部（例えば、制御部７０）をさらに備えてもよい。制御部は、被検眼に対する撮影部の撮影方向を変更する場合、測定光の波長帯域を変更してもよい。なお、制御部は、被検眼に対する撮影部の撮影方向を変更する場合、測定光の偏光状態を変更してもよい。これによって、被検眼の部位に応じて適切な撮影を行える。なお、制御部は、被検眼に対する撮影部の撮影方向を切り換える場合、撮影部と被検眼との作動距離、および撮影部の集光位置の少なくとも一つを変更してもよい。

なお、撮影部は、シャインプルーフカメラを備えてもよい。この場合、撮影部は、シャインプルーフカメラによって被検眼の断層画像を撮影してもよい。また、撮影部は、超音波カメラを備えてもよい。この場合、撮影部は、超音波カメラによって被検眼の断層画像を撮影してもよい。

＜実施例＞
以下、本実施例の断層画像撮影装置について図面を用いて説明する。図１に示す断層画像撮影装置１は、例えば、測定光学系１００と、第２固視光学系１０を主に備える。測定光学系１００は、例えば、被検眼Ｅを測定するための光学系を備える。第２固視光学系１０は、例えば、被検眼Ｅを固視させる。

＜測定光学系＞
測定光学系１００は、例えば、ＯＣＴ系１１０、走査系１２０、導光系１３０、観察系１４０、第１固視光学系１５０等を備える。ＯＣＴ系１１０は、例えば、被検眼Ｅに測定光を照射し、その反射光と参照光との干渉信号を検出する。ＯＣＴ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系１１０は、例えば、光源１１１、カップラー（光分割器）１１２、参照系１１３、検出系１１５等を備える。光源１１１は、例えば、低コヒーレント光を出射する。カップラー１１２は、光源１１１から出射された光を測定光と参照光に分割する。参照系１１３は、例えば、参照ミラー等を備える。例えば、参照系１１３は、カップラー１１２によって分割された参照光を反射し、再びカップラー１１２へと入射させる。参照系１１３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。検出系１１５は、例えば、測定光と参照光との干渉状態を検出する。例えば、検出系１１５によって検出された干渉信号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。

なお、ＯＣＴ系１１０として、例えば、Spectral-domain OCT（ＳＤ－ＯＣＴ）、Swept-source OCT（ＳＳ－ＯＣＴ）、Time-domain OCT（ＴＤ－ＯＣＴ）等が用いられてもよい。

＜走査系＞
走査系１２０は、ＯＣＴ系１１０からの測定光を走査させる。走査系１２０は、例えば、ガルバノミラー１２１、ガルバノミラー１２２、駆動部１２３、駆動部１２４等を備える。例えば、ガルバノミラー１２１は、駆動部１２３の駆動によって測定光をＸ方向に走査する。例えば、ガルバノミラー１２２は、駆動部１２４の駆動によって測定光をＹ方向に走査する。したがって、例えば、走査系１２０は、ＯＣＴ系１００からの測定光を２次元的に走査する。

＜導光系＞
導光系１３０は、走査系１２０によって走査された測定光を被検眼Ｅに向けて導光する。導光系１３０は、例えば、対物レンズ１３１等を備える。

＜観察系＞
観察系１４０は、例えば、測定光軸Ｌ１の方向から被検眼Ｅを観察する。例えば、観察系１４０は、測定光学系１００の測定光軸Ｌ１に配置され、測定光軸Ｌ１の方向から被検眼Ｅを撮影する。観察系１４０は、例えば、受光素子等を備えてもよい。観察系１４０は、例えば、走査型レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）の装置構成であってもよいし（例えば、特開２０１５－６６２４２号公報参照）、いわゆる眼底カメラタイプの構成であってもよい（特開２０１１－１０９４４参照）。なお、観察系１４０としては、ＯＣＴ系１１０が兼用してもよく、検出系１１５からの検出信号に基づいて正面画像が取得されてもよい。

＜第１固視光学系＞
第１固視光学系１５０は、例えば、被検眼Ｅを測定光軸Ｌ１の方向に固視させる。例えば、第１固視光学系１５０は、可視光を発する固視光源１５１等を備える。

なお、測定光学系１００は、ダイクロイックミラー１０１、ダイクロイックミラー１０２等を備えてもよい。ダイクロイックミラー１０１は、例えば、測定光学系１００の測定光軸Ｌ１と走査系１２０の光軸Ｌ２とを同軸とする。ダイクロイックミラー１０２は、例えば、測定光学系１００の測定光軸Ｌ１と第１固視光学系１５０の光軸Ｌ３を同軸とする。

＜第２固視光学系＞
第２固視光学系１０は、例えば、被検眼Ｅを斜め方向に固視させる。例えば、第２固視光学系１０は、測定光学系１００の測定光軸Ｌ１に対してθだけ斜め方向に被検眼Ｅを固視させる。第２固視光学系１０は、例えば、可視光を照射する光源１１と光源１２を備える。光源１１，光源１２は、例えば、装置１の筐体外部に固定される。

光源１１は、例えば、被検眼Ｅを左方向に向けた状態で固視させる。例えば、光源１１から出射された固視光束の出射方向は、測定光学系１００の測定光軸Ｌ１に対して右方向にθだけ傾いている。したがって、被検眼Ｅが光源１１を固視した場合、被検眼Ｅの固視方向は、測定光軸Ｌ１に対して左方向にθだけ傾く。

光源１２は、例えば、被検眼Ｅを右方向に向けた状態で固視させる。例えば、光源１２から出射された固視光束の出射方向は、測定光学系１００の測定光軸Ｌ１に対して右方向にθだけ傾いている。したがって、被検眼Ｅが光源１２を固視した場合、被検眼Ｅの固視方向は、測定光軸Ｌ１に対して右方向にθだけ傾く。

なお、固視方向を傾斜させるときの角度は、例えば、被検眼の毛様体が測定光軸Ｌ１上に位置する角度に設定されてもよい。例えば、第２固視光学系は、θが２５°～３０°の範囲になるように光源１１、光源１２を備えてもよい。これによって、断層画像撮影装置１は、断層画像の撮影領域の中央部に毛様体を配置させることができる。この角度は、人の眼軸長が２６ｍｍ前後、毛様溝間距離が１４ｍｍ前後であり、眼球回旋点が眼軸長の半分の距離に位置すると仮定したときに、毛様溝が測定光軸Ｌ１上に位置するための角度である。もちろん、光源１１と光源１２とで固視方向の傾斜角度を変化させてもよい。

＜制御系＞
次いで、図２に基づいて、断層画像撮影装置１の制御系について説明する。断層画像撮影装置１は、例えば、制御部７０を備える。制御部７０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、等で実現される。ＲＯＭ７２には、例えば、ＯＣＴ信号の取得動作を制御するためのプログラム、断層画像を処理するためのプログラム、初期値等が記憶される。ＲＡＭ７３は、例えば、各種情報を一時的に記憶する。

制御部７０には、図２に示すように、例えば、記憶部（例えば、不揮発性メモリ）７４、表示部７５、および操作部７６、測定光学系１００、及び第２固視光学系等が電気的に接続されている。記憶部７４は、例えば、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。

表示部７５は、装置１の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。例えば、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。表示部７５は、例えば、測定光学系１１０によって取得された断層画像、各種操作画面等が表示される。

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。

＜制御動作＞
以上のような構成を備える断層画像撮影装置１において、断層画像を取得し、解析を行うときの動作を図３に基づいて説明する。以下の例において、断層画像撮影装置１は、測定光学系１００によって複数の方向から被検眼Ｅを撮影し、取得された断層画像を合成する。

＜ステップＳ１：正面撮影＞
例えば、制御部７０は、第１固視光学系１５０を制御して被検者に測定光軸Ｌ１の方向から固視光束を投影する。図４Ａに示すように、被検眼が第１固視光学系１５０の固視光源１５１を固視することによって、被検眼は測定光軸Ｌ１に視線を合わせた状態になる。この場合、測定光学系１００の撮影領域Ａ１の中央部には、例えば、被検眼Ｅの角膜頂点または水晶体等が配置される。

制御部７０は、例えば、図示無き前眼部観察用カメラで撮影される前眼部画像に基づいて、被検眼Ｅの瞳孔中心に測定光軸Ｌ１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。

アライメント完了すると、制御部７０は、測定光学系１００を制御して被検眼Ｅの測定を行う。例えば、制御部７０は、被検眼Ｅの断層画像を撮影する。例えば、制御部７０は、走査系１２０の駆動を制御し、被検眼Ｅに対して測定光を走査させる。制御部７０は、検出系１１５によって検出された測定光と参照光とに基づく干渉信号を取得する。

制御部７０は、例えば、図５Ａに示すように、被検眼Ｅを正面方向（例えば、被検眼の固視方向）から撮影した正面断層画像９１を撮影する。制御部７０は、例えば、撮影した正面断層画像９１を記憶部７４等に記憶させる。

なお、被検眼を正面方向から撮影した場合、毛様体またはチン小帯の手前に位置する角膜または強膜において、その法線が測定光軸Ｌ１に対して大きく傾斜する。このため、毛様体またはチン小帯を被検眼の正面から撮影しようとすると、角膜または強膜での反射光が測定光軸Ｌ１とは異なる方向に反射してしまい、上手く反射光を検出できない場合が多い（図５Ａ参照）。このような場合、毛様体またはチン小帯等の位置または構造を十分に取得することができない。このため、制御部７０は、以降のステップＳ２およびステップＳ３において、毛様体またはチン小帯の撮影に適した条件で撮影を行う。

＜ステップＳ２：第１斜め撮影＞
正面方向からの撮影を完了すると、制御部７０は、正面方向とは異なる方向から被検眼Ｅを撮影する。このため、制御部７０は、例えば、第２固視光学系１０を制御し、被検眼Ｅの固視方向を切り換える。例えば、図４Ｂに示すように、制御部７０は、第１固視光学系１５０の固視光源１５１を消灯させ、第２固視光学系１０の光源１１を点灯させる。光源１１が点灯され、被検者が光源１１による固視標を固視すると、被検眼Ｅの固視方向は、光源１１からの視標光束の光軸Ｌ４の方向と一致する。したがって、被検眼Ｅの固視方向は、測定光軸Ｌ１に対して左にθ傾く。この場合、測定光学系１００の撮影領域Ａ１には、被検眼Ｅの右側の毛様体が入る。制御部７０は、被検眼Ｅに光源１１を固視させた状態で、適宜前眼部画像でのアライメントを行い、測定光学系１００による撮影を行う。制御部７０は、例えば、図５Ｂに示すように被検眼Ｅを斜め右方向から撮影された右断層画像９２を取得する。制御部７０は、例えば、撮影した右断層画像９２を記憶部７４等に記憶させる。

＜ステップＳ３：第２斜め撮影＞
制御部７０は、例えば、再び第２固視光学系１０を制御し、被検眼Ｅの固視方向を切り換える。例えば、図４Ｃに示すように、制御部７０は、光源１２を点灯させる。光源１２が点灯され、被検者が光源１２による固視標を固視すると、被検眼Ｅの固視方向は、光源１２からの視標光束の光軸Ｌ５の方向と一致する。したがって、被検眼Ｅの固視方向は、測定光軸Ｌ１に対して右にθ傾く。この場合、測定光学系１００の撮影領域Ａ１には、被検眼Ｅの左側の毛様体が入る。制御部７０は、被検眼Ｅに光源１２を固視させた状態で、測定光学系１００による撮影を行う。制御部７０は、例えば、図５Ｃに示すように被検眼Ｅを斜め左方向から撮影された左断層画像９３を取得する。制御部７０は、例えば、撮影した左断層画像９３を記憶部７４等に記憶させる。

例えば、上記のステップＳ２、ステップＳ３のように、測定光軸Ｌ１に対して被検者の固視方向を傾斜させることによって、測定光が被検眼Ｅの角膜または強膜に対して略垂直に入射して毛様体に向かうため、毛様体またはチン小帯が好適に撮影される。

＜ステップＳ４：画像合成＞
以上のように、複数の方向の断層画像が取得されると、制御部７０は、複数の方向から撮影された断層画像を合成する。制御部７０は、例えば、被検眼を撮影したときのトラッキング情報を用いて各画像を合成する際の位置合わせをしてもよい。

トラッキング情報とは、例えば、被検眼Ｅを撮影するときの前眼部画像から得られる情報である。例えば、トラッキング情報は、例えば、アライメント適正位置からの被検眼Ｅのずれ情報であってもよい。例えば、制御部７０は、正面断層画像９１を撮影したときのトラッキング情報と、右断層画像９２または左断層画像９３を撮影したときのトラッキング情報に基づいて、各画像を撮影したときの眼の位置をそれぞれ求めてもよい。そして、各画像の眼の位置が一致するように画像の合成位置を決定してもよい。このとき、例えば、制御部７０は、被検眼Ｅの固視方向を考慮して左右の断層画像を回転させてもよい。制御部７０は、例えば、合成した断層画像（合成断層画像９０）を記憶部７４等に記憶させる。

＜ステップＳ５：画像解析＞
制御部７０は、図６に示すように、合成断層画像９０を解析してもよい。例えば、制御部７０は、合成断層画像９０を解析することによって、ＥＬＰ（術後予測前房深度）を予測してもよい。

例えば、制御部７０は、右断層画像９２，左断層画像９３からそれぞれ毛様体突出部ＴＲ，ＴＬを検出し、毛様体突出部ＴＲと毛様体突出部ＴＬを結んだ直線Ｌ６と、正面断層画像９１の角膜頂点Ｃａを通る垂線Ｖ１と、の交点ｉの位置を求める。そして、制御部７０は、角膜頂点Ｃａと交点ｉとの距離に基づいてＥＬＰを予測してもよい。

なお、制御部７０は、合成断層画像９０に基づいて、毛様溝間距離（STS: Sulcus to sulcus）を測定してもよい。制御部７０は、測定した毛様溝間距離に基づいて、後房型有水晶体眼内レンズ（ＩＣＬ）のサイズを決定してもよい。ＩＣＬは、近視または乱視等を矯正するために、虹彩と水晶体の間に移植されるレンズである。

以上のように、本実施例の断層画像撮影装置１は、複数の方向から撮影した被検眼Ｅの断層画像を合成することによって、１方向からの撮影が困難な部位の位置関係を取得できる。つまり、本実施例の断層画像撮影装置１は、ある方向から撮影された画像に写る部位と、他の方向から撮影された画像に写る部位との位置関係を取得できる。

例えば、断層画像撮影装置１は、正面方向からの撮影が困難な毛様体またはチン小帯を斜め方向から撮影し、斜めから撮影した断層画像と正面から撮影した断層画像とを合成することで、角膜形状または眼球全体に対する毛様体・チン小帯の位置を特定することができる。これによって、被検眼Ｅに挿入する眼内レンズを選択するための情報を好適に取得できる。

なお、以上の説明では、断層画像撮影装置１は、第２固視光学系１０を備え、被検者の固視方向を切り換えることによって、被検眼Ｅを複数の方向から撮影したが、これに限らない。例えば、測定光学系１００の測定光軸Ｌ１の方向を切り換えることによって、被検眼Ｅを複数の方向から撮影してもよい。

例えば、図７に示すように、測定光学系１００は、複数の断層画像撮影系を備えてもよい。例えば、断層画像撮影装置１は、ＯＣＴ系１１０、ＯＣＴ系２１０、ＯＣＴ系３１０を備えてもよい。ＯＣＴ系１１０は、例えば、走査系１２０、導光系１３０を介して光軸Ｌ１の方向から被検眼Ｅを撮影する。ＯＣＴ系２１０は、例えば、走査系２２０、導光系２３０を介して光軸Ｌ４の方向から被検眼Ｅを撮影する。ＯＣＴ系３１０は、例えば、走査系３２０、導光系３３０を介して光軸Ｌ５の方向から被検眼Ｅを撮影する。このように、断層画像撮影装置１は、測定光軸の方向が異なる複数の断層画像撮影系を備えることによって、被検眼Ｅを複数の方向から撮影してもよい。

複数の断層画像撮影系を備え、複数の方向から被検眼Ｅを同時に撮影する場合、各画像の撮影時における被検眼Ｅの位置が一致するため、各画像の合成を容易に行える。例えば、制御部７０は、装置の設計から求まる各ＯＣＴ系の撮影領域の位置関係に基づいて画像を合成すればよい。

なお、複数のＯＣＴ系を備える場合、正面方向から撮影するＯＣＴ系と斜め方向から撮影するＯＣＴ系の光源の波長帯域を変えてもよい。例えば、正面方向から撮影するＯＣＴ系は１３００ｎｍ前後の中心波長を有する光源を用い、斜め方向から撮影するＯＣＴ系は、１７００ｎｍ前後の中心波長を有する光源を用いてもよい。これによって、撮影する部位に適した光線での撮影が行える。

なお、断層画像撮影装置１は、例えば、測定光学系１００を移動させることによって、測定光軸Ｌ１の方向を切り換えてもよい。例えば、図８に示すように、断層画像撮影装置１は、駆動部５０を備えてもよい。駆動部５０は、例えば、測定光学系１００を駆動させる。例えば、制御部７０は、駆動部５０の駆動を制御し、測定光学系１００の光軸Ｌ１が被検者の固視方向に対してθ回転するように測定光学系１００を旋回させてもよい。これによって、断層画像撮影装置１は、複数の方向から被検眼Ｅを撮影してもよい。この場合、第２固視光学系１０として、測定光学系１００の移動とは関係なく被検眼Ｅを一定方向に固視させる外部固視光源１３などを備えてもよい。外部固視光源１３は、例えば、断層画像撮影装置１の基台（不図示）、または、被検者の顔を固定するために基台に設けられる顔支持部（不図示）に保持されてもよい。

なお、測定光軸Ｌ１の方向を変更する場合、測定光が瞼で遮られることを防ぐため、断層画像撮影装置１は、水平面上で測定光軸Ｌ１の方向を変更してもよい。

なお、断層画像撮影装置１は、正面方向からの撮影と斜め方向からの撮影とで、ＯＣＴ系１１０の偏光状態を切り換えてもよい。この場合、例えば、断層画像撮影装置１は、偏光系１１６を備えてもよい。偏光系１１６は、例えば、ＯＣＴ系１１０の測定光をＰ波とＳ波に分光する光学素子を備えてもよい。

例えば、制御部７０は、被検眼Ｅを斜めから撮影する場合、偏光系によって測定光をＰ波とＳ波に分光し、分光したＰ波を被検眼に照射するようにしてもよい。Ｐ波はＳ波に比べ、斜め方向から物体に入射するときの反射率が低い。従って、測定光にＰ波を用いることによって、測定光が角膜または強膜で反射することを抑えられ、毛様体またはチン小帯などに届く測定光の光量を確保することができる。

なお、制御部７０は、正面方向からの撮影におけるトラッキング情報を利用して斜め方向の撮影を行ってもよい。例えば、制御部７０は、正面方向での撮影位置と同じ位置に被検眼Ｅが位置したときに斜め方向からの撮影を行ってもよい。この場合、制御部７０は、測定光学系１００の撮影領域と第２固視光学系１０との関係から予め定まる合成位置で各断層画像を合成してもよい。

なお、制御部７０は、同じ方向からの撮影位置を徐々にずらしながら複数枚の断層画像を撮影してもよい。例えば、制御部７０は、斜め方向から撮影する際に、測定光の走査位置を少しずつ移動させながら複数回の撮影を行う。これよって、撮影位置が少しずつずれた画像が撮影される。この場合、制御部７０は、トラッキング情報を用いて最も合成位置に近いものを選んで合成してもよい。

なお、本実施例のように各方向からの撮影を行うタイミングが異なる場合、断層画像撮影装置１は、被検眼Ｅの特徴部位を目標としてトラッキングを行うことで安定的に断層画像を撮影してもよい。例えば、制御部７０は、観察系１４０によって撮影された被検眼の前眼部画像から被検眼の特徴部位（例えば、虹彩の模様、強膜の血管など）を特定し、その位置が前眼部画像の同じ位置に撮影されるように断層画像撮影装置１を移動させ、トラッキングを行うようにしてもよい。

なお、制御部７０は、エッジ検出によって画像の合成位置を決定してもよい。例えば、制御部７０は、各画像のエッジを検出し、角膜、強膜、虹彩等のエッジ形状が一致するようにマッチング処理を行い、各画像を合成してもよい。また、例えば、制御部７０は、正面断層画像のエッジから近似される楕円に対して、斜め方向から撮影した断層画像のエッジが重なるように合成位置を決定してもよい。もちろん、虹彩のエッジが一致するようにしてもよい。なお、エッジ検出は、隣接する画素の輝度値の変化等を利用してもよい。

なお、制御部７０は、各画像の相関関係を用いて画像の合成位置を決定してもよい。例えば、位相限定相関法を用いて画像の位置合わせを行ってもよい。

なお、制御部７０は、上記の実施例において説明したトラッキング情報に基づく位置合わせと、エッジ検出，位相限定相関法等の位置合わせ方法を併用してもよい。

なお、制御部７０は、各画像の位置合わせにおいて、被検眼Ｅの固視方向と測定光軸Ｌ１の傾きを考慮して、予め画像を回転させてもよい。例えば、上記の実施例の場合、被検者が正しく固視している場合は、正面断層画像９１に対して、右断層画像９２は左回りにθ、左断層画像は右回りにθだけ回転している。したがって、例えば、制御部７０は、右断層画像９２を右回りにθ回転させ、左断層画像９３を左回りにθ回転させてもよい。

なお、画像を合成する際に、毛様体突起部など写りづらい部位を可視化するために、各画像に対してノイズ低減処理を行ってもよい。例えば、制御部７０は、複数枚の画像を撮影し、それらの画像情報を統計処理することによってノイズを低減してもよい。

統計処理としては、例えば、加算処理、ＭＡＰ（Maximum a posteriori）処理等が挙げられる。ＭＡＰ処理は、例えば、ＯＣＴ系によって検出される干渉信号の強度がライス分布に従うことを利用して、ノイズ低減を行う処理である。

各断層画像に対してノイズ処理を行うことによって、ノイズに埋もれやすい毛様体の画像が鮮明になり、より画像合成処理を行い易くなる。

なお、制御部７０は、境界の形状と撮影部位の屈折率に基づいて屈折補正することで、各断層画像を補正してもよい。例えば、制御部７０は、予め設定された角膜、強膜、水晶体、毛様体、チン小帯、硝子体等の屈折率に基づいて画像を補正してもよい。これによって、制御部７０は、断層画像の歪みを低減してもよい。

なお、制御部７０は、撮影方向の切り換えに応じて断層画像撮影装置１の作動距離、測定光学系１００の集光位置等を制御してもよい。この場合、例えば、制御部７０は、撮影方向の切り換えに応じて測定光学系１００を移動させる駆動部５０を制御してもよいし、導光系１３０の光学素子を移動、挿脱してもよい。

なお、第２固視光学系は、例えば、呈示距離可変部を備えてもよい。図９に示すように、例えば、第２固視光学系１０は、呈示距離可変部１３，１４を備えてもよい。呈示距離可変部１３は、例えば、光源１１による固視標の呈示距離を調整してもよい。呈示距離可変部１４は、例えば、光源１２による固視標の呈示距離を調整してもよい。呈示距離可変部１３は、例えば、光源１１を光軸Ｌ４の方向に移動させることによって、固視標の呈示距離を調整してもよい。呈示距離可変部１４は、例えば、光源１２を光軸Ｌ５の方向に移動させることによって、固視標の呈示距離を調整してもよい。この場合、制御部７０は、呈示距離可変部１３，１４を制御し、固視標の呈示距離を調整してもよい。

なお、制御部７０は、測定光学系１００によって被検眼の撮影を行っているときに固視標の呈示距離を調整してもよい。これによって、制御部７０は、被検眼の視力調節（Accommodation）による毛様体の変化を撮影することができる。例えば、制御部７０は、呈示距離可変部１３，１４を制御し、光源１１，１２の呈示距離を大きくした場合と小さくした場合とで被検眼の断層画像をそれぞれ撮影する。そして、制御部７０は、各呈示距離においてそれぞれ撮影された断層画像の変化から毛様体またはチン小帯等の変化を検出してもよい。例えば、制御部７０は、各断層画像の強度差分を取ることによって毛様体またはチン小帯等の変化を検出してもよい。制御部７０は、毛様体またはチン小帯等の変化の検出結果に基づいて、毛様体またはチン小帯等の位置情報を取得してもよい。制御部７０は、例えば、毛様体が収縮または弛緩したときの毛様体の位置情報を取得してもよい。なお、制御部７０は、測定光学系１００での撮影中に呈示距離可変部１３，１４によって固視標の呈示距離を変更してもよいし、呈示距離を変更する前と後で測定光光学系１００での撮影を行ってもよい。なお、固視標の呈示距離を変化させて撮影した画像についても前述のようなノイズ低減を行ってもよい。

また、制御部７０は、例えば、ＯＣＴ系１１０によって取得されたＯＣＴ信号をフーリエ変換した複素ＯＣＴ信号を処理してモーションコントラストを取得してもよい。モーションコントラストは、例えば、被検物の動きを示す情報である。制御部７０は、モーションコントラストを取得することによって、固視灯の呈示距離が変化したときの毛様体の動きを検出してもよい。モーションコントラストを得るための複素ＯＣＴ信号の処理方法としては、例えば、複素ＯＣＴ信号の強度差を算出する方法、複素ＯＣＴ信号の強度の分散を算出する方法、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、ＯＣＴ信号の相関（または非相関）を用いる方法（コリレーションマッピング、デコリレーションマッピング）を用いる方法、これによって得られたモーションコントラストデータを組み合わせる方法などが考えられる。

もちろん、呈示距離可変部は、例えば、固視光源（例えば、光源１１，１２）と被検眼Ｅとの間に配置される光学素子を備え、その光学素子を移動させることによって、固視標の呈示距離を調整する構成であってもよい。

なお、断層画像撮影装置１は、被検眼の眼底断層画像を撮影してもよい。この場合、制御部７０は、被検眼の前眼部断層画像と眼底断層画像とを位置合わせしてもよい。例えば、制御部７０は、被検眼の正面方向と斜め方向から撮影した前眼部断層画像の合成断層画像と、眼底断層画像とを位置合わせし、これらを合成してもよい。また、前眼部断層画像と眼底断層画像との位置合わせ情報に基づいて、被検眼Ｅの眼の構造情報を取得してもよい。なお、前眼部断層画像と眼底断層画像は、同時に撮影してもよいし、別々に撮影してもよい。

なお、以上の実施例において、測定光学系１１０を備えたが、これに限らず、シャインプルーフカメラ、超音波カメラ等を備え、被検眼の断層画像を撮影する構成であってもよい。

なお、上記の実施例において、第２固視光学系１０は、装置本体に固定されていてもよいし、装置本体に備えられたアーム等によって移動可能に保持されていてもよい。

なお、上記の実施例において、第２固視光学系１０は、被検眼の固視方向を左右に傾斜させる構成であったが、これに限らない。例えば、第２固視光学系１０は、被検眼Ｅを上下方向に傾斜させる位置に光源が配置されてもよい。また、測定光学系によって被検眼を斜め方向から撮影する場合も、上下方向に傾斜した状態で撮影を行う構成であってもよい。

なお、上記の実施例において、制御部７０は、複数の方向から撮影された断層画像を合成して得られた合成断層画像に基づいて術後予測前房深度を求めたが、これに限らない。例えば、制御部７０は、斜め方向から撮影した１つの断層画像に基づいて、術後予測前房深度を求めてもよい。この場合、例えば、制御部７０は、１つの断層画像に写った毛様体の一部と角膜頂点の位置に基づいて、術後予測前房深度を求めてもよい。また、例えば、制御部７０は、断層画像に写った毛様体の一部とトラッキング情報に基づいて、術後前房深度を求めてもよい。

１断層画像撮影装置
１０第２固視光学系
７０制御部
１００測定光学系
１１０ＯＣＴ系
１２０走査系
１３０導光系
１４０観察系
１５０第１固視光学系

Claims

被検眼の断層画像を撮影する断層画像撮影装置であって、
前記被検眼に照射された測定光の反射光と、前記測定光に対応する参照光と、の干渉状態を検出することによって前記被検眼の前眼部断層画像を撮影する干渉光学系を有し、前記被検眼の前眼部断層画像を２以上の異なる方向から撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって２以上の異なる方向から撮影された複数の前眼部断層画像であって、前記撮影手段によって正面方向から撮影された第１の部位に関する前眼部断面画像と前記撮影手段によって斜めから撮影された第２の部位（前記第１の部位とは異なる）に関する前眼部断面画像とを含む前記複数の前眼部断面画像と、前記撮影手段によって撮影された眼底断層画像とを、各画像の位置関係に基づいて合成することによって１方向からの撮影が困難な複数の部位の位置関係を取得する演算手段と、を備えることを特徴とする断層画像撮影装置。
前記演算手段は、前記複数の前眼部断層画像を合成して得られた合成画像に基づいて、前記被検眼の構造情報を取得し、前記構造情報から求めた前記被検眼の角膜頂点を通る角膜表面の法線と、毛様体突起部を含む平面との交点の位置に基づいて、眼内レンズが挿入される術後予測前房深度を算出することを特徴とする請求項１の断層画像撮影装置。
前記演算手段は、前記複数の前眼部断層画像を合成して得られた合成画像に基づいて、毛様溝間距離を測定し、測定された前記毛様溝間距離に基づいて、後房型有水晶体眼内レンズのサイズを決定することを特徴とする請求項１の断層画像撮影装置。
前記撮影手段は、前記被検眼を、正面方向と、前記正面方向に対して２５°～３０°傾斜した方向から撮影することを特徴とする請求項１～３のいずれかの断層画像撮影装置。