この発明に係る眼科装置、及び眼科装置の制御方法の実施形態の例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この明細書において引用された文献の記載内容や任意の公知技術を、以下の実施形態に援用することが可能である。
この明細書では、OCTによって取得される画像をOCT画像と総称することがある。また、OCT画像を形成するための計測動作をOCT計測と呼ぶことがある。
実施形態に係る眼科装置は、被検眼の略同一部位に対してOCT計測を繰り返し実行することにより複数のOCT計測結果を取得し、取得された複数のOCT計測結果からモーションコントラストデータを生成することが可能である。
また、実施形態に係る眼科装置は、OCT計測における計測速度(Aスキャン速度)を変更可能である。眼科装置は、第1計測速度でOCT計測を繰り返し実行することで生成されたモーションコントラストデータに基づいて被検眼における再計測部位を特定し、特定された再計測部位に対して第2計測速度でOCT計測を繰り返し実行することで新たなモーションコントラストデータを生成することが可能である。それにより、第1計測速度のOCT計測では検出できなかった強度変化等を第2計測速度のOCT計測で検出することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置は、眼科撮影装置と、眼科測定装置と、眼科治療装置とのうちのいずれか1つ以上を含む。いくつかの実施形態の眼科装置に含まれる眼科撮影装置は、例えば、眼底カメラ、走査型レーザ検眼鏡、スリットランプ検眼鏡、手術用顕微鏡等のうちのいずれか1つ以上である。また、いくつかの実施形態の眼科装置に含まれる眼科測定装置は、例えば、眼屈折検査装置、眼圧計、スペキュラーマイクロスコープ、ウェーブフロントアナライザ、視野計、マイクロペリメータ等のうちのいずれか1つ以上である。また、いくつかの実施形態の眼科装置に含まれる眼科治療装置は、例えば、レーザ治療装置、手術装置、手術用顕微鏡等のうちのいずれか1つ以上である。
以下の実施形態に係る眼科装置は、OCT計測が可能なOCT装置と眼底カメラとを含む。また、以下の実施形態に係る構成を、単体のOCT装置に組み込むことも可能である。以下では、スウェプトソースOCTが適用されるOCT装置を含む眼科装置について説明するが、OCTのタイプはこれに限定されず、他のタイプのOCT(スペクトラルドメインOCT、タイムドメインOCT、アンファスOCT等)が適用されてもよい。
また、以下では、主に、眼底に対してOCT計測が可能な眼科装置について説明する。しかしながら、前眼部に対してOCT計測が可能な眼科装置に対して以下の実施形態を適用することが可能である。いくつかの実施形態では、測定光の焦点位置を変更するレンズを移動することで、OCT計測の範囲や計測部位を変更する。いくつかの実施形態では、1以上のアタッチメント(対物レンズ、前置レンズ等)を加えることで、眼底に対するOCT計測と、前眼部に対するOCT計測と、眼底及び前眼部を含む全眼球に対するOCT計測とが可能な構成を有する。いくつかの実施形態では、眼底計測用の眼科装置において、対物レンズと被検眼との間に前置レンズを配置することで平行光束にされた測定光を被検眼に入射させることで前眼部に対するOCT計測を行う。
<構成>
〔光学系〕
図1に示すように、眼科装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100及び演算制御ユニット200を含む。眼底カメラユニット2には、被検眼Eの正面画像を取得するための光学系や機構が設けられている。OCTユニット100には、OCTを実行するための光学系や機構の一部が設けられている。OCTを実行するための光学系や機構の他の一部は、眼底カメラユニット2に設けられている。演算制御ユニット200は、各種の演算や制御を実行する1以上のプロセッサを含む。これらに加え、被検者の顔を支持するための部材(顎受け、額当て等)や、OCTの対象部位を切り替えるためのレンズユニット(例えば、前眼部OCT用アタッチメント)等の任意の要素やユニットが眼科装置1に設けられてもよい。いくつかの実施形態では、レンズユニットが手動で被検眼Eと後述の対物レンズ22との間に挿脱されるように構成される。いくつかの実施形態では、後述の制御部210からの制御を受け、レンズユニットが被検眼Eと後述の対物レンズ22との間に自動で挿脱されるように構成される。
本明細書において「プロセッサ」は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス(例えば、SPLD(Simple Programmable Logic Device)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array))等の回路を意味する。プロセッサは、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。
[眼底カメラユニット]
眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efを撮影するための光学系が設けられている。取得される眼底Efの画像(眼底像、眼底写真等と呼ばれる)は、観察画像、撮影画像等の正面画像である。観察画像は、近赤外光を用いた動画撮影により得られる。撮影画像は、フラッシュ光を用いた静止画像である。更に、眼底カメラユニット2は、被検眼Eの前眼部Eaを撮影して正面画像(前眼部像)を取得することができる。
眼底カメラユニット2は、照明光学系10と撮影光学系30とを含む。照明光学系10は被検眼Eに照明光を照射する。撮影光学系30は、被検眼Eからの照明光の戻り光を検出する。OCTユニット100からの測定光は、眼底カメラユニット2内の光路を通じて被検眼Eに導かれ、その戻り光は、同じ光路を通じてOCTユニット100に導かれる。
照明光学系10の観察光源11から出力された光(観察照明光)は、曲面状の反射面を有する反射ミラー12により反射され、集光レンズ13を経由し、可視カットフィルタ14を透過して近赤外光となる。更に、観察照明光は、撮影光源15の近傍にて一旦集束し、ミラー16により反射され、リレーレンズ17、18、絞り19及びリレーレンズ20を経由する。そして、観察照明光は、孔開きミラー21の周辺部(孔部の周囲の領域)にて反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて被検眼E(眼底Ef又は前眼部Ea)を照明する。被検眼Eからの観察照明光の戻り光は、対物レンズ22により屈折され、ダイクロイックミラー46を透過し、孔開きミラー21の中心領域に形成された孔部を通過し、ダイクロイックミラー55を透過する。ダイクロイックミラー55を透過した戻り光は、撮影合焦レンズ31を経由し、ミラー32により反射される。更に、この戻り光は、ハーフミラー33Aを透過し、ダイクロイックミラー33により反射され、集光レンズ34によりイメージセンサ35の受光面に結像される。イメージセンサ35は、所定のフレームレートで戻り光を検出する。なお、撮影光学系30のフォーカスは、眼底Ef又は前眼部Eaに合致するように調整される。
撮影光源15から出力された光(撮影照明光)は、観察照明光と同様の経路を通って眼底Efに照射される。被検眼Eからの撮影照明光の戻り光は、観察照明光の戻り光と同じ経路を通ってダイクロイックミラー33まで導かれ、ダイクロイックミラー33を透過し、ミラー36により反射され、集光レンズ37によりイメージセンサ38の受光面に結像される。
LCD(Liquid Crystal Display)39は固視標や視力測定用視標を表示する。LCD39から出力された光束は、その一部がハーフミラー33Aにて反射され、ミラー32に反射され、撮影合焦レンズ31及びダイクロイックミラー55を経由し、孔開きミラー21の孔部を通過する。孔開きミラー21の孔部を通過した光束は、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに投射される。
LCD39の画面上における固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Eの固視位置を変更できる。固視位置の例として、黄斑を中心とする画像を取得するための固視位置や、視神経乳頭を中心とする画像を取得するための固視位置や、黄斑と視神経乳頭との間の眼底中心を中心とする画像を取得するための固視位置や、黄斑から大きく離れた部位(眼底周辺部)の画像を取得するための固視位置などがある。いくつかの実施形態に係る眼科装置1は、このような固視位置の少なくとも1つを指定するためのGUI(Graphical User Interface)等を含む。いくつかの実施形態に係る眼科装置1は、固視位置(固視標の表示位置)をマニュアルで移動するためのGUI等を含む。
移動可能な固視標を被検眼Eに提示するための構成はLCD等の表示装置には限定されない。例えば、光源アレイ(発光ダイオード(LED)アレイ等)における複数の光源を選択的に点灯させることにより、移動可能な固視標を生成することができる。また、移動可能な1以上の光源により、移動可能な固視標を生成することができる。
また、眼科装置1には、1以上の外部固視光源が設けられてもよい。1以上の外部固視光源の1つは、被検眼Eの僚眼に固視光を投射することが可能である。僚眼における固視光の投射位置は、変更可能である。僚眼に対する固視光の投射位置を変更することにより、被検眼Eの固視位置を変更することができる。外部固視光源による固視位置は、LCD39を用いた被検眼Eの固視位置と同様であってよい。例えば、複数の外部固視光源を選択的に点灯させることにより、移動可能な固視標を生成することができる。また、移動可能な1以上の外部固視光源により、移動可能な固視標を生成することができる。
アライメント光学系50は、被検眼Eに対する光学系のアライメントに用いられるアライメント指標を生成する。LED51から出力されたアライメント光は、絞り52及び53並びにリレーレンズ54を経由し、ダイクロイックミラー55により反射され、孔開きミラー21の孔部を通過する。孔開きミラー21の孔部を通過した光は、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により被検眼Eに投射される。アライメント光の角膜反射光は、観察照明光の戻り光と同じ経路を通ってイメージセンサ35に導かれる。その受光像(アライメント指標像)に基づいてマニュアルアライメントやオートアライメントを実行できる。
フォーカス光学系60は、被検眼Eに対するフォーカス調整に用いられるスプリット指標を生成する。フォーカス光学系60は、撮影光学系30の光路(撮影光路)に沿った撮影合焦レンズ31の移動に連動して、照明光学系10の光路(照明光路)に沿って移動される。反射棒67は、照明光路に対して挿脱可能である。フォーカス調整を行う際には、反射棒67の反射面が照明光路に傾斜配置される。LED61から出力されたフォーカス光は、リレーレンズ62を通過し、スプリット指標板63により2つの光束に分離され、二孔絞り64を通過し、ミラー65により反射され、集光レンズ66により反射棒67の反射面に一旦結像されて反射される。更に、フォーカス光は、リレーレンズ20を経由し、孔開きミラー21に反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに投射される。フォーカス光の眼底反射光は、アライメント光の角膜反射光と同じ経路を通ってイメージセンサ35に導かれる。その受光像(スプリット指標像)に基づいてマニュアルフォーカスやオートフォーカスを実行できる。
ダイクロイックミラー46は、眼底撮影用光路とOCT用光路とを合成する。ダイクロイックミラー46は、OCTに用いられる波長帯の光を反射し、眼底撮影用の光を透過させる。OCT用光路(測定光の光路)には、OCTユニット100側からダイクロイックミラー46側に向かって順に、コリメータレンズユニット40、光路長変更部41、光スキャナ42、OCT合焦レンズ43、ミラー44、及びリレーレンズ45が設けられている。
光路長変更部41は、図1に示す矢印の方向に移動可能とされ、OCT用光路の長さを変更する。この光路長の変更は、眼軸長に応じた光路長補正や、干渉状態の調整などに利用される。光路長変更部41は、コーナーキューブと、これを移動する機構とを含む。
光スキャナ42は、被検眼Eの瞳孔と光学的に共役な位置に配置される。光スキャナ42は、OCT用光路を通過する測定光LSを偏向する。光スキャナ42は、測定光LSを1次元的又は2次元的に偏向する。光スキャナ42は、例えば、第1ガルバノミラーと、第2ガルバノミラーとを含む。第1ガルバノミラーは、OCTユニット100に含まれる干渉光学系の光軸に直交する水平方向に撮影部位(眼底Ef又は前眼部)をスキャンするように測定光LSを偏向する。第2ガルバノミラーは、OCTユニット100に含まれる干渉光学系の光軸に直交する垂直方向に撮影部位をスキャンするように、第1ガルバノミラーにより偏向された測定光LSを偏向する。このような光スキャナ42による測定光LSの走査態様としては、例えば、水平スキャン、垂直スキャン、十字スキャン、放射スキャン、円スキャン、同心円スキャン、螺旋スキャンなどがある。
OCT合焦レンズ43は、OCT用の光学系のフォーカス調整を行うために、測定光LSの光路に沿って移動される。OCT合焦レンズ43は、被検眼Eの眼底Ef又はその近傍に測定光LSの焦点位置を配置するための第1レンズ位置と、被検眼Eに照射される測定光LSを平行光束にするための第2レンズ位置とを含む移動範囲で移動可能である。撮影合焦レンズ31の移動、フォーカス光学系60の移動、及びOCT合焦レンズ43の移動を連係的に制御することができる。
[OCTユニット]
図2及び図3に例示するように、OCTユニット100には、スウェプトソースOCTを実行するための光学系が設けられている。この光学系は、干渉光学系を含む。この干渉光学系は、波長掃引光源(波長可変光源)からの光を測定光と参照光とに分割する機能と、被検眼Eからの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを重ね合わせて干渉光を生成する機能と、この干渉光を検出する機能とを備える。干渉光学系により得られた干渉光の検出結果(検出信号)は、干渉光のスペクトルを示す信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
図3に例示するように、光源ユニット101は、変更可能な波長掃引速度で所定の波長範囲を掃引することにより得られた波長掃引光である光L0と、波長掃引光から生成されたクロックKCを出力する。このような光源ユニット101は、光源140と、光分岐器141、142と、複数のマッハ・ツェンダー干渉計(Mach-Zehnder Interferometer:MZI)143と、光選択出力器144とを含む。光源ユニット101内の光学素子は、互いに光ファイバを介して光学的に接続される。
光源140は、変更可能な波長掃引速度で所定の波長範囲を掃引することにより出射光の中心波長が高速に変化する波長掃引光を出力する波長掃引光源である。光源140は、例えば、近赤外波長可変レーザを含む。
光分岐器141は、光源140から出射された波長掃引光を光L0と、クロック生成用の光とに分岐する。光分岐器141により分岐された光L0は、後述のように、光ファイバ102により偏波コントローラ103に導かれる。光分岐器141により分岐されたクロック生成用の光は、光ファイバにより光分岐器142に導かれる。光分岐器142は、クロック生成用の光を複数の分岐光(例えば、計測モード数分の分岐光)に分岐する。光分岐器142により分岐された複数の分岐光は、それぞれ光ファイバにより複数のMZI143のいずれかに導かれる。
MZI143は、光分岐器142により分岐された分岐光を更に2つに分岐させ、互いに異なる光路を経由した2つの光路を合成することにより、互いにの光路の光路長差に対応した合成光を出力する。複数のMZI143は、波長掃引速度に対応して光路長差が互いに異なるように構成されている。光選択出力器144は、波長掃引速度に基づいて、複数のMZI143からの合成光を選択的にクロックKCとして出力する。
いくつかの実施形態では、複数のMZI143は、変更可能な計測速度数分(波長掃引速度数分)だけ設けられる。いくつかの実施形態では、複数のMZI143は、計測速度を変更することにより切り替えられる計測範囲数分だけ設けられる。この実施形態では、第1計測速度及び第2計測速度に対応した2つのMZI143が設けられる。
計測速度に応じて複数のMZI143において互いに光路長差が異なるように構成し、光選択出力器144により波長掃引速度に応じて選択的に合成光を出力するように構成することで、波長掃引速度の変化分がキャンセルされた合成光を出力することができる。それにより、光選択出力器144から出力されるクロックKCは、一定の周波数(周期)のクロックとして出力される。なお、クロックKCを一定の周波数を有するクロックとして出力できる限り、MZI143の数は任意である。
図2に示すように、光源ユニット101から出力された光L0は、光ファイバ102により偏波コントローラ103に導かれてその偏光状態が調整される。偏光状態が調整された光L0は、光ファイバ104によりファイバカプラ105に導かれて測定光LSと参照光LRとに分割される。
参照光LRは、光ファイバ110によりコリメータ111に導かれて平行光束に変換され、光路長補正部材112及び分散補償部材113を経由し、コーナーキューブ114に導かれる。光路長補正部材112は、参照光LRの光路長と測定光LSの光路長とを合わせるよう作用する。分散補償部材113は、参照光LRと測定光LSとの間の分散特性を合わせるよう作用する。コーナーキューブ114は、参照光LRの入射方向に移動可能であり、それにより参照光LRの光路長が変更される。
コーナーキューブ114を経由した参照光LRは、分散補償部材113及び光路長補正部材112を経由し、コリメータ116によって平行光束から集束光束に変換され、光ファイバ117に入射する。光ファイバ117に入射した参照光LRは、偏波コントローラ118に導かれてその偏光状態が調整され、光ファイバ119によりアッテネータ120に導かれて光量が調整され、光ファイバ121によりファイバカプラ122に導かれる。
一方、ファイバカプラ105により生成された測定光LSは、光ファイバ127により導かれてコリメータレンズユニット40により平行光束に変換され、光路長変更部41、光スキャナ42、OCT合焦レンズ43、ミラー44及びリレーレンズ45を経由する。リレーレンズ45を経由した測定光LSは、ダイクロイックミラー46により反射され、対物レンズ22により屈折されて被検眼Eに入射する。測定光LSは、被検眼Eの様々な深さ位置において散乱・反射される。被検眼Eからの測定光LSの戻り光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ105に導かれ、光ファイバ128を経由してファイバカプラ122に到達する。
ファイバカプラ122は、光ファイバ128を介して入射された測定光LSと、光ファイバ121を介して入射された参照光LRとを合成して(干渉させて)干渉光を生成する。ファイバカプラ122は、所定の分岐比(例えば1:1)で干渉光を分岐することにより、一対の干渉光LCを生成する。一対の干渉光LCは、それぞれ光ファイバ123及び124を通じて検出器125に導かれる。
検出器125は、例えばバランスドフォトダイオードである。バランスドフォトダイオードは、一対の干渉光LCをそれぞれ検出する一対のフォトディテクタを含み、これらフォトディテクタにより得られた一対の検出結果の差分を出力する。検出器125は、この出力(検出信号)をDAQ(Data Acquisition System)130に送る。
DAQ130には、光源ユニット101からクロックKCが供給される。クロックKCは、上記のように、光源ユニット101において、波長掃引速度が変更された場合でも略一定の周波数を有するクロックである。DAQ130は、検出器125から入力される検出信号に対し、クロックKCに同期してA/D変換を行い、A/D変換結果を干渉信号としてサンプリングする。DAQ130は、サンプリングにより得られた干渉信号を演算制御ユニット200に送る。
本例では、測定光LSの光路(測定光路、測定アーム)の長さを変更するための光路長変更部41と、参照光LRの光路(参照光路、参照アーム)の長さを変更するためのコーナーキューブ114の双方が設けられている。しかしながら、光路長変更部41とコーナーキューブ114のいずれか一方のみが設けられもよい。また、これら以外の光学部材を用いて、測定光路長と参照光路長との差を変更することも可能である。
[演算制御ユニット]
演算制御ユニット200は、DAQ130から入力される検出信号を解析して眼底EfのOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースタイプのOCT装置と同様である。
また、演算制御ユニット200は、眼底カメラユニット2、表示装置3、及びOCTユニット100の各部を制御する。
眼底カメラユニット2の制御として、演算制御ユニット200は、観察光源11、撮影光源15、及びLED51、61の動作制御、LCD39の動作制御、撮影合焦レンズ31の移動制御、OCT合焦レンズ43の移動制御、反射棒67の移動制御、フォーカス光学系60の移動制御、光路長変更部41の移動制御、光スキャナ42の動作制御などを行う。
OCTユニット100の制御として、演算制御ユニット200は、光源ユニット101の動作制御、偏波コントローラ103、118の動作制御、アッテネータ120の動作制御、検出器125の動作制御、DAQ130の動作制御などを行う。
演算制御ユニット200は、例えば、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイスなどを含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、眼科装置1を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。演算制御ユニット200は、各種の回路基板、例えばOCT画像を形成するための回路基板を備えていてもよい。また、演算制御ユニット200は、キーボードやマウス等の操作デバイス(入力デバイス)や、LCD等の表示デバイスを備えていてもよい。
眼底カメラユニット2、表示装置3、OCTユニット100、及び演算制御ユニット200は、一体的に(つまり単一の筺体内に)構成されていてもよいし、2つ以上の筐体に別れて構成されていてもよい。
〔制御系〕
図4及び図5に、眼科装置1の制御系の構成例を示す。図4及び図5において、眼科装置1に含まれる構成要素の一部が省略されている。図5は、図4のデータ処理部230の構成例のブロック図を表す。制御部210、画像形成部220及びデータ処理部230は、例えば、演算制御ユニット200に設けられる。
(制御部)
制御部210は、各種の制御を実行する。制御部210は、主制御部211と記憶部212とを含む。
(主制御部)
主制御部211は、プロセッサを含み、眼科装置1の各部を制御する。例えば、主制御部211は、眼底カメラユニット2の光路長変更部41、光スキャナ42、撮影合焦レンズ31(合焦駆動部31A)、及びフォーカス光学系60、OCT合焦レンズ43(合焦駆動部43A)、イメージセンサ35、38、LCD39、光学系全体(移動機構150)などを制御する。さらに、主制御部211は、OCTユニット100の光源ユニット101、コーナーキューブ114(参照駆動部114A)、アッテネータ120、偏波コントローラ103、118、検出器125、DAQ130などを制御する。更に、主制御部211は、画像形成部220及びデータ処理部230を制御する。
例えば、主制御部211は、手動又は自動で設定された固視位置に対応するLCD39の画面上の位置に固視標を表示する。また、主制御部211は、LCD39に表示されている固視標の表示位置を(連続的に又は段階的に)変更することができる。それにより、固視標を移動することができる(つまり、固視位置を変更することができる)。固視標の表示位置や移動態様は、マニュアルで又は自動的に設定される。マニュアルでの設定は、例えばGUIを用いて行われる。自動的な設定は、例えば、データ処理部230により行われる。
合焦駆動部31Aは、撮影光学系30の光軸方向に撮影合焦レンズ31を移動させるとともに、照明光学系10の光軸方向にフォーカス光学系60を移動させる。それにより、撮影光学系30の合焦位置が変更される。合焦駆動部31Aは、撮影合焦レンズ31を移動させる機構と、フォーカス光学系60を移動させる機構とを個別に有していてよい。合焦駆動部31Aは、フォーカス調整を行うときなどに制御される。
光スキャナ42の制御には、第1ガルバノミラーによる走査位置、走査範囲又は走査速度の制御、第2ガルバノミラーによる走査位置、走査範囲又は走査速度の制御などがある。主制御部211は、OCT計測の計測速度に応じて光スキャナ42(第1ガルバノミラー及び第2ガルバノミラーの少なくとも一方)を制御することが可能である。いくつかの実施形態では、後述する記憶部212には、走査位置、走査範囲、走査速度、又は走査態様を表す走査情報が予め記憶され、主制御部211は、記憶部212に記憶された走査情報に基づいて被検眼Eの所望の部位を走査することが可能である。
また、主制御部211は、後述する操作部240Bを用いてユーザにより指定された部位を走査するように光スキャナ42を制御することが可能である。また、主制御部211は、データ処理部230により特定された部位を走査するように光スキャナ42を制御することが可能である。
合焦駆動部43Aは、測定光路の光軸方向にOCT合焦レンズ43を移動させる。それにより、測定光LSの合焦位置が変更される。例えば、OCT合焦レンズ43を第1レンズ位置に移動させることにより、測定光LSの合焦位置を眼底Ef又はその近傍に配置することができる。例えば、OCT合焦レンズ43を第2レンズ位置に移動させることにより、測定光LSの合焦位置を遠点位置に配置して測定光LSを平行光束にすることができる。測定光LSの合焦位置は、測定光LSのビームウェストの深さ位置(z位置)に相当する。
移動機構150は、例えば、少なくとも眼底カメラユニット2(光学系)を3次元的に移動する。典型的な例において、移動機構150は、少なくとも眼底カメラユニット2をx方向(左右方向)に移動するための機構と、y方向(上下方向)に移動するための機構と、z方向(奥行き方向、前後方向)に移動するための機構とを含む。x方向に移動するための機構は、例えば、x方向に移動可能なxステージと、xステージを移動するx移動機構とを含む。y方向に移動するための機構は、例えば、例えば、y方向に移動可能なyステージと、yステージを移動するy移動機構とを含む。z方向に移動するための機構は、例えば、z方向に移動可能なzステージと、zステージを移動するz移動機構とを含む。各移動機構は、パルスモータ等のアクチュエータを含み、主制御部211からの制御を受けて動作する。
移動機構150に対する制御は、アライメントやトラッキングにおいて用いられる。トラッキングとは、被検眼Eの眼球運動に合わせて装置光学系を移動させるものである。トラッキングを行う場合には、事前にアライメントとフォーカス調整が実行される。トラッキングは、装置光学系の位置を眼球運動に追従させることにより、アライメントとピントが合った好適な位置関係を維持する機能である。いくつかの実施形態では、参照光の光路長(よって、測定光の光路と参照光の光路との間の光路長差)を変更するために移動機構150の制御を行うように構成される。
マニュアルアライメントの場合、光学系に対する被検眼Eの変位がキャンセルされるようにユーザが後述のユーザインターフェイス240に対して操作することにより光学系と被検眼Eとを相対移動させる。例えば、主制御部211は、ユーザインターフェイス240に対する操作内容に対応した制御信号を移動機構150に出力することにより移動機構150を制御して光学系と被検眼Eとを相対移動させる。
オートアライメントの場合、光学系に対する被検眼Eの変位がキャンセルされるように主制御部211が移動機構150を制御することにより光学系と被検眼Eとを相対移動させる。いくつかの実施形態では、主制御部211は、光学系の光軸が被検眼Eの軸に略一致し、かつ、被検眼Eに対する光学系の距離が所定の作動距離になるように制御信号を移動機構150に出力することにより移動機構150を制御して光学系と被検眼Eとを相対移動させる。ここで、作動距離とは、対物レンズ22のワーキングディスタンスとも呼ばれる既定値であり、光学系を用いた測定時(撮影時)における被検眼Eと光学系との間の距離に相当する。
更に、主制御部211は、光源ユニット101における光源140に対して、波長掃引速度の変更制御を行うことが可能である。この場合、主制御部211は、波長掃引速度に応じて光スキャナ42の走査速度を変更することが可能である。
主制御部211は、眼底カメラユニット2等を制御することにより眼底撮影及び前眼部撮影を制御する。また、主制御部211は、眼底カメラユニット2及びOCTユニット100等を制御することによりOCT計測を制御する。主制御部211は、OCT計測を行う前に複数の予備的な動作を実行可能である。予備的な動作としては、アライメント、フォーカス粗調整、偏光調整、フォーカス微調整などがある。複数の予備的な動作は、所定の順序で実行される。いくつかの実施形態では、複数の予備的な動作は、上記の順序で実行される。
なお、予備的な動作の種別や順序はこれに限定されるものではなく、任意である。例えば、被検眼Eが小瞳孔眼であるか否か判定するための予備動作(小瞳孔判定)を予備的な動作に加えることができる。小瞳孔判定は、例えば、フォーカス粗調整と光路長差調整との間に実行される。いくつかの実施形態では、小瞳孔判定は、以下の一連の処理を含む:被検眼Eの正面画像(前眼部像)の取得する処理;瞳孔に相当する画像領域を特定する処理;特定された瞳孔領域のサイズ(径、周長など)を求める処理;求められたサイズに基づき小瞳孔眼か否か判定する処理(閾値処理);小瞳孔眼であると判定された場合に絞り19を制御する処理。いくつかの実施形態では、瞳孔サイズを求めるために瞳孔領域を円近似または楕円近似する処理を更に含む。
フォーカス粗調整は、スプリット指標を用いたフォーカス調整である。なお、あらかじめ取得された眼屈折力と撮影合焦レンズ31の位置とを関連付けた情報と、被検眼Eの屈折力の測定値とに基づいて撮影合焦レンズ31の位置を決定することにより、フォーカス粗調整を行うこともできる。
フォーカス微調整は、OCT計測の干渉感度に基づいて行われる。例えば、被検眼EのOCT計測により取得された干渉信号の干渉強度(干渉感度)をモニタすることにより、干渉強度が最大となるようなOCT合焦レンズ43の位置を求め、その位置にOCT合焦レンズ43を移動させることにより、フォーカス微調整を実行することができる。
光路長差調整においては、被検眼Eにおける所定の位置が深さ方向の計測範囲の基準位置になるように制御される。この制御は、光路長変更部41及び参照駆動部114Aの少なくとも一方に対して行われる。それにより、測定光路と参照光路との間の光路長差が調整される。深さ方向の計測範囲の基準位置としては、眼底スキャンを行う場合の被検眼Eの強膜に対して第1距離だけ後方(対物レンズ22から遠くなる方向)の位置(強膜後方位置)、前眼部スキャンを行う場合の被検眼Eの角膜に対して第2距離だけ前方(対物レンズ22に近くなる方向)の位置などがある。光路長差調整により基準位置を設定しておくことで、波長掃引速度の変更を行うだけで深さ方向の所望の計測範囲に対して精度よくOCT計測を行うことができるようになる。
偏光調整においては、測定光LSと参照光LRとの干渉効率を最適化するために参照光LRの偏光状態が調整される。
主制御部211は、表示制御部として、互いに計測速度が異なる複数のOCT計測により取得された複数のOCT計測結果に基づいて生成された複数の画像(OCT画像)を表示部240Aの同一画面に表示させることが可能である。この場合、主制御部211は、生成された複数の画像の位置合わせを行い、位置合わせが行われた複数の画像の少なくとも一部を重畳表示させることが可能である。また、主制御部211は、互いに異なる計測速度のOCT計測で取得された複数の画像を、計測速度に応じて識別可能に表示部240Aに表示させることが可能である。それにより、どの部位(領域、位置)がどの計測速度で計測されたかを認識することができるようになる。
(記憶部)
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、例えば、前述の走査情報、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部212には、眼科装置1を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。
(画像形成部)
画像形成部220は、検出器125からの検出信号をDAQ130でサンプリングすることにより得られたサンプリングデータに基づいて、被検眼EのOCT画像を形成する。画像形成部220により形成されるOCT画像には、Aスキャン画像、Bスキャン画像(断層像)、Cスキャン画像などがある。この処理には、従来のスウェプトソースタイプのOCTと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、分散補償、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。他のタイプのOCT装置の場合、画像形成部220は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。
画像形成部220は、例えば、前述の回路基板を含んで構成される。なお、この明細書では、「画像データ」と、それに基づく「画像」とを同一視することがある。
(データ処理部)
データ処理部230は、被検眼Eの撮影やOCT計測により取得されたデータを処理する。例えば、データ処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。例えば、データ処理部230は、画像の輝度補正等の各種補正処理を実行する。また、データ処理部230は、眼底カメラユニット2により得られた画像(眼底像、前眼部像等)に対して各種の画像処理や解析処理を施す。
データ処理部230は、断層像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行して、眼底Efの3次元画像の画像データを形成する。なお、3次元画像の画像データとは、3次元座標系により画素の位置が定義された画像データを意味する。3次元画像の画像データとしては、3次元的に配列されたボクセルからなる画像データがある。この画像データは、ボリュームデータ或いはボクセルデータなどと呼ばれる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、データ処理部230は、このボリュームデータに対してレンダリング処理(ボリュームレンダリングやMIP(Maximum Intensity Projection:最大値投影)など)を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な3次元画像の画像データを形成する。表示部240A等の表示デバイスには、この擬似的な3次元画像が表示される。
また、3次元画像の画像データとして、複数の断層像のスタックデータを形成することも可能である。スタックデータは、複数のスキャンラインに沿って得られた複数の断層像を、スキャンラインの位置関係に基づいて3次元的に配列させることで得られる画像データである。すなわち、スタックデータは、元々個別の2次元座標系により定義されていた複数の断層像を、1つの3次元座標系により表現する(つまり1つの3次元空間に埋め込む)ことにより得られる画像データである。
データ処理部230は、取得された3次元データセット(ボリュームデータ、スタックデータ等)に各種のレンダリングを施すことで、任意断面におけるBモード画像(縦断面像、軸方向断面像)、任意断面におけるCモード画像(横断面像、水平断面像)、プロジェクション画像、シャドウグラムなどを形成することができる。Bモード画像やCモード画像のような任意断面の画像は、指定された断面上の画素(ピクセル、ボクセル)を3次元データセットから選択することにより形成される。プロジェクション画像は、3次元データセットを所定方向(z方向、深さ方向、軸方向)に投影することによって形成される。シャドウグラムは、3次元データセットの一部(たとえば特定層に相当する部分データ)を所定方向に投影することによって形成される。Cモード画像、プロジェクション画像、シャドウグラムのような、被検眼の正面側を視点とする画像を正面画像(en-face画像)と呼ぶ。
データ処理部230は、OCTにより時系列に収集されたデータ(例えば、Bスキャン画像データ)に基づいて、網膜血管や脈絡膜血管が強調されたBモード画像や正面画像(血管強調画像、アンギオグラム、OCTA像)を構築することができる。例えば、被検眼Eの略同一部位を反復的にスキャンすることにより、時系列のOCTデータを収集することができる。
いくつかの実施形態では、データ処理部230は、略同一部位に対するBスキャンにより得られた時系列のBスキャン画像を比較し、信号強度及び位相の少なくとも1つの変化部分の画素値を変化分に対応した画素値に変換することにより当該変化部分が強調された強調画像を構築する。更に、データ処理部230は、構築された複数の強調画像から所望の部位における所定の厚さ分の情報を抽出してen-face画像として構築することでOCTA像を形成する。
図5に示すように、データ処理部230は、判定部231と、モーションコントラスト生成部232と、OCTA像形成部233と、解析部234とを含む。
判定部231は、OCT計測により得られた干渉光の検出結果を解析してフォーカス微調整制御における測定光LSのフォーカス状態を判定する。例えば、主制御部211は、合焦駆動部43Aを所定のアルゴリズムにしたがって制御しつつ、反復的なOCT計測を行う。判定部231は、OCT計測により繰り返し取得される干渉光LCの検出結果を解析することで、OCT画像の画質に関する所定の評価値を算出する。判定部231は、算出された評価値が閾値以下であるか否か判定する。いくつかの実施形態では、フォーカス微調整は、算出される評価値が閾値以下になるまで継続される。すなわち、評価値が閾値以下であるとき測定光LSのフォーカス状態が適正であると判断され、フォーカス微調整は、測定光LSのフォーカス状態が適正であると判断されるまで継続される。
いくつかの実施形態では、主制御部211は、上記のような反復的なOCT計測を行って干渉信号を取得しつつ、逐次に取得される干渉信号の強度(干渉強度、干渉感度)をモニタする。更に、このモニタ処理を行いながら、OCT合焦レンズ43を移動させることにより、干渉強度が最大となるようなOCT合焦レンズ43の位置を探索する。このようなフォーカス微調整によれば、干渉強度が最適化されるような位置にOCT合焦レンズ43を導くことができる。
また、判定部231は、OCT計測により得られた干渉光の検出結果を解析して、測定光LS及び参照光LRの少なくとも一方の偏波状態を判定する。例えば、主制御部211は、偏波コントローラ103、118の少なくとも一方を所定のアルゴリズムにしたがって制御しつつ、反復的なOCT計測を行う。いくつかの実施形態では、主制御部211は、アッテネータ120を制御して、参照光LRの減衰量を変更する。判定部231は、OCT計測により繰り返し取得される干渉光LCの検出結果を解析することで、OCT画像の画質に関する所定の評価値を算出する。判定部231は、算出された評価値が閾値以下であるか否か判定する。この閾値はあらかじめ設定される。偏波調整は、算出される評価値が閾値以下になるまで継続される。すなわち、評価値が閾値以下であるとき測定光LSの偏波状態が適正であると判断され、偏波調整は、測定光LSの偏波状態が適正であると判断されるまで継続される。
いくつかの実施形態では、主制御部211は、偏波調整においても干渉強度をモニタすることが可能である。
モーションコントラスト生成部232は、被検眼Eの同一部位に対してOCT計測を繰り返し実行することにより得られた複数のOCT計測結果に基づいてモーションコントラストデータを生成する。モーションコントラストデータは、計測部位における複数のOCT計測結果間の時間的な変化を表すデータである。モーションコントラストデータには、例えば、計測部位における血流等の時間的な変化が表される。
モーションコントラスト生成部232は、複数のOCT計測結果における振幅情報又は位相情報の変化に基づいてモーションコントラストデータを生成することが可能である。いくつかの実施形態では、モーションコントラスト生成部232は、複数のOCT計測結果における振幅情報及び位相情報の双方の変化に基づいてモーションコントラストデータを生成する。モーションコントラスト生成部232は、例えば非特許文献1(“Methods and algorithms for optical coherence tomography-based angiography:a review and comprison”, Anqi Zhang et al.)に開示されている手法を用いて、複数のOCT計測結果における振幅情報、位相情報、又は振幅情報及び位相情報の双方の変化に基づいてモーションコントラストデータを生成することが可能である。
例えば、複数のOCT計測結果における振幅情報の変化に基づいてモーションコントラストデータを生成する場合、主制御部211は、各OCT計測により得られたOCT計測結果から断層像を画像形成部220に形成させる。次に、主制御部211は、モーションコントラスト生成部232を制御することにより、画像形成部220により形成された複数の断層像間の位置合わせを行い、位置合わせが行われた複数の断層像間におけるモーションコントラストを特定することにより3次元のモーションコントラストデータを生成させる。
モーションコントラスト生成部232は、第1データ生成部232Aと、第2データ生成部232Bとを含む。
第1データ生成部232Aは、被検眼Eにおける所定の計測部位(第1計測部位)に対して第1計測速度でOCT計測を繰り返し実行することにより得られた複数のOCT計測結果に基づいて第1コントラストデータを生成する。所定の計測部位は、あらかじめ設定された部位、又は操作部240Bを用いてユーザにより事前に指定された部位である。例えば、第1データ生成部232Aは、画像形成部220により複数のOCT結果に基づいて形成された複数の断層像間の位置合わせを行い、位置合わせが行われた複数の断層像間におけるモーションコントラストを特定することにより第1のモーションコントラストデータを生成する。
第2データ生成部232Bは、第1モーションコントラストデータに基づいて指定された被検眼Eにおける再計測部位(第2計測部位)に対して第2計測速度でOCT計測を繰り返し実行することにより得られた複数のOCT計測結果に基づいて第2コントラストデータを生成する。再計測部位は、第1モーションコントラストデータに基づいて、再計測すべき部位として指定された部位である。いくつかの実施形態では、再計測部位は、第1モーションコントラストデータに基づいて形成された画像(例えば、後述のOCTA像)を表示部240Aに表示させ、表示された画像を参照しつつ医師等のユーザが操作部240Bを用いて指定した部位である。いくつかの実施形態では、再計測部位は、解析部234により第1モーションコントラストデータを解析することにより特定された部位である。例えば、第2データ生成部232Bは、第1データ生成部232Aと同様に、画像形成部220により複数のOCT結果に基づいて形成された複数の断層像間の位置合わせを行い、位置合わせが行われた複数の断層像間におけるモーションコントラストを特定することにより第2のモーションコントラストデータを生成する。
いくつかの実施形態では、第2計測速度は、第1計測速度より低速である。なお、図3の構成では、波長掃引速度を低速に変更しても深さ方向の計測範囲が広くなるため、第1計測速度のOCT計測で得られた断層像又はOCTA像と、第2計測速度のOCT計測で得られた断層像又はOCTA像との位置合わせや合成に支障がない。
いくつかの実施形態では、再計測部位(第2計測部位)は、第1モーションコントラストデータを取得するために実行されたOCT計測部位(第1計測部位)の一部である。
OCTA像形成部233は、モーションコントラスト生成部232により生成されたモーションコントラストデータに基づいてOCTA像を形成する。OCTA像形成部233は、モーションコントラストデータのうち所定の深度範囲のモーションコントラストデータを所望の2次元平面に投影することでOCTA像を形成する。OCTA像形成部233は、例えば、主制御部211により指定された深度範囲のモーションコントラストデータを所定の2次元平面に投影することでOCTA像を形成する。深度範囲として、網膜浅層の血管を含む範囲、網膜深層の血管を含む範囲、網膜浅層と網膜深層との間の層の血管を含む範囲、網膜全体の血管を含む範囲などがある。例えば、眼底Efにおけるモーションコントラストデータから、血流が生じた位置を表す血管画像を形成することが可能である。
解析部234は、OCT計測により得られた干渉光の検出結果、又は当該検出結果に基づいて形成されたOCT画像に対して所定の解析処理を行う。所定の解析処理には、被検眼Eにおける所定の部位(組織、病変部)の特定;指定された部位間の距離(層間距離)、面積、角度、比率、密度の算出;指定された計算式による演算;所定の部位の形状の特定;これらの統計値の算出;計測値、統計値の分布の算出;これら解析処理結果に基づく画像処理などがある。所定の組織には、血管、視神経乳頭、中心窩、黄斑などがある。所定の病変部には、白斑、出血などがある。
また、解析部234は、モーションコントラスト生成部232により生成されたモーションコントラストデータに基づいて、再計測すべき部位(位置、領域)を特定することが可能である。主制御部211は、解析部234により特定された部位を再計測部位(第2計測部位)として指定し、指定された再計測部位に対してOCTの再計測を実行させる。
いくつかの実施形態では、解析部234は、モーションコントラストデータに基づいて形成された画像を解析することにより再計測すべき部位を特定する。例えば、解析部234は、OCTA像形成部233によりモーションコントラストデータに基づいて形成されたOCTA像を解析することにより再計測すべき部位を特定する。具体的には、解析部234は、形成されたOCTA像において空間周波数が所定の閾値以下の領域に相当する部位を再計測すべき部位として特定する。
いくつかの実施形態では、解析部234は、モーションコントラストデータに基づいて形成された強度画像と位相画像とに基づいて再計測すべき部位を特定する。この場合、OCTA像形成部233は、第1モーションコントラストデータの振幅情報に基づいて強度画像を形成すると共に、第1モーションコントラストデータの位相情報に基づいて位相画像を形成する。解析部234は、強度画像と位相画像との位置合わせを行い、位置合わせが行われた両画像を比較することにより再計測すべき部位を特定する。例えば、解析部234は、強度画像に描出されているが位相画像に描出されていない領域に相当する部位、強度画像に描出されていないが位相画像に描出されている領域に相当する部位、又は強度画像及び位相画像の双方に描出されていない領域に相当する部位を再計測すべき部位として特定する。
いくつかの実施形態では、解析部234は、被検眼Eの正面画像を解析することにより再計測すべき部位を特定する。正面画像には、眼底カメラユニット2により取得された眼底像、Cモード画像(Cスキャン画像)、プロジェクション画像、シャドウグラム、フルオレセイン蛍光画像、インドシアニングリーン蛍光画像、自発蛍光画像などがある。いくつかの実施形態では、フルオレセイン蛍光画像、インドシアニングリーン蛍光画像、又は自発蛍光画像は、他の装置により別途に取得された画像である。
以上のように機能するデータ処理部230は、例えば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記機能をマイクロプロセッサに実行させるコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。
(ユーザインターフェイス)
ユーザインターフェイス240には、表示部240Aと操作部240Bとが含まれる。表示部240Aは、前述した演算制御ユニット200の表示デバイスや表示装置3を含んで構成される。操作部240Bは、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。操作部240Bには、眼科装置1の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。例えば眼底カメラユニット2が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部240Bは、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部240Aは、眼底カメラユニット2の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
なお、表示部240Aと操作部240Bは、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。例えばタッチパネルのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。その場合、操作部240Bは、このタッチパネルとコンピュータプログラムとを含んで構成される。操作部240Bに対する操作内容は、電気信号として制御部210に入力される。また、表示部240Aに表示されたグラフィカルユーザインターフェイス(GUI)と、操作部240Bとを用いて、操作や情報入力を行うようにしてもよい。
OCTユニット100に含まれる光学系と制御部210とは、実施形態に係る「OCT計測部」の一例である。制御部210(主制御部211)は、実施形態に係る「部位指定部」の一例である。制御部210(主制御部211)は、実施形態に係る「表示制御部」の一例である。
[動作]
実施形態に係る眼科装置1の動作について説明する。
(第1動作例)
第1動作例では、被検眼Eの眼底Efの所定の部位(第1計測部位)に対して第1計測速度でOCT計測を実行することにより得られた第1モーションコントラストデータに基づいてユーザにより操作部240Bを用いて再計測部位(第2計測部位)が指定される。再計測部位に対して第2計測速度でOCT計測を実行することにより第2モーションコントラストデータが生成される。
図6に、実施形態に係る眼科装置1の第1動作例のフローチャートを示す。記憶部212には、図6に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部211は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図6に示す処理を実行する。
(S1:波長掃引速度を第1計測速度に設定)
主制御部211は、光源ユニット101の光源140に対し波長掃引速度を第1計測速度に設定する。それにより、光源140は、設定された波長掃引速度で所定の波長範囲掃引を開始することが可能である。
(S2:アライメント)
主制御部211は、アライメントを実行する。すなわち、主制御部211は、アライメント光学系50を制御して、被検眼Eにアライメント指標を投影させる。このとき、被検眼Eには、LCD39による固視標も投影される。主制御部211は、例えばイメージセンサ35により取得された受光像に基づいて特定された光学系の移動量に基づいて移動機構150を制御し、被検眼Eに対して光学系を当該移動量だけ相対的に移動させる。主制御部211は、この処理を繰り返し実行させる。
いくつかの実施形態では、ステップS2におけるアライメント完了前に、上記のアライメント粗調整及びアライメント微調整が行われる。
(S3:調整用断層像を取得)
続いて、主制御部211は、OCTユニット100を制御してOCT仮計測を実行させ、深さ方向の基準位置を調整するための調整用断層像を取得させる。具体的には、主制御部211は、光スキャナ42を制御することにより、光源ユニット101から出射された光L0に基づいて生成された測定光LSを偏向し、偏向された測定光LSで被検眼Eの所定部位(例えば眼底)をスキャンさせる。測定光LSのスキャンにより得られた干渉光の検出結果は、クロックKCに同期してサンプリングされた後、画像形成部220に送られる。画像形成部220は、得られた干渉信号から被検眼Eの断層像(OCT画像)を形成する。
(S4:深さ方向の基準位置を調整)
続いて、主制御部211は、深さ方向(z方向)の計測範囲の基準位置を調整する。具体的には、主制御部211は、ステップS3において得られた断層像における所定の部位(例えば、強膜)を解析部234に特定させ、特定された所定の部位の位置に対して深さ方向に所定の距離だけ離れた位置を計測範囲の基準位置として設定する。
(S5:フォーカス調整、偏波調整)
次に、主制御部211は、フォーカス調整制御及び偏波調整制御を実行する。
例えば、主制御部211は、合焦駆動部43Aを制御してOCT合焦レンズ43を所定の距離だけ移動させた後、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。主制御部211は、上記のように、OCT計測により得られた干渉光の検出結果に基づいて測定光LSのフォーカス状態を判定部231に判定させる。判定部231による判定結果に基づいて測定光LSのフォーカス状態が適正ではないと判断されたとき、主制御部211は、再び合焦駆動部43Aの制御を行い、フォーカス状態が適正であると判断されるまで繰り返す。
また、例えば、主制御部211は、偏波コントローラ103、118の少なくとも一方を制御して光L0及び測定光LSの少なくとも一方の偏波状態を所定の量だけ変更した後、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させ、取得された干渉光の検出結果に基づくOCT画像を画像形成部220に形成させる。主制御部211は、上記のように、OCT計測により得られたOCT画像の画質を判定部231に判定させる。判定部231による判定結果に基づいて測定光LSの偏波状態が適正ではないと判断されたとき、主制御部211は、再び偏波コントローラ103、118の制御を行い、偏波状態が適正であると判断されるまで繰り返す。
(S6:干渉信号を取得)
続いて、主制御部211は、OCTユニット100を制御して、あらかじめ設定された被検眼Eの眼底Efにおける所定の部位に対してOCT計測を繰り返し実行させる。各OCT計測により取得された干渉光の検出結果は、その都度、DAQ130においてサンプリングされ、干渉信号として記憶部212等に保存される。
(S7:OCTA像を形成)
主制御部211は、ステップS6において取得された干渉信号に基づいて断層像を画像形成部220に形成させる。主制御部211は、所定の部位に対してOCT計測が実行される毎に断層像を画像形成部220に形成させる。それにより、所定の部位に対して第1計測速度で繰り返し実行される複数のOCT計測に対応して複数の断層像が形成される。
続いて、主制御部211は、第1データ生成部232Aを制御することにより、得られた複数の断層像間の位置合わせを行い、位置合わせが行われた複数の断層像間におけるモーションコントラストを特定することにより第1のモーションコントラストデータを生成させる。更に、主制御部211は、OCTA像形成部233を制御することにより、あらかじめ設定された深度範囲の第1モーションコントラストデータを所定の2次元平面に投影することでOCTA像を形成させる。
(S8:表示)
主制御部211は、ステップS7において形成されたOCTA像を表示部240Aに表示させる。
(S9:再計測部位を指定)
次に、主制御部211は、操作部240Bを用いてユーザによる再計測部位の指定を受け付ける。ユーザは、表示部240Aに表示されたOCTA像に対して再計測部位を指定することができる。例えば、主制御部211は、解析部234を制御することにより、OCTA像における各画素の座標位置から操作部240Bを用いて指定された再計測部位の位置を特定させ、特定された位置から眼底Efにおける走査位置を特定することが可能である。
(S10:波長掃引速度を第2計測速度に設定)
主制御部211は、ステップS1と同様に、光源ユニット101の光源140に対し波長掃引速度を第2計測速度に設定する。第2計測速度は、第1計測速度より低速である。それにより、光源140は、設定された波長掃引速度で所定の波長範囲掃引を開始することができる。光源ユニット101の光選択出力器144は設定された波長掃引速度に対応したMZI143からの合成光を選択出力するため、クロックKCの周波数は変化しない。
(S11:アライメント)
主制御部211は、ステップS2と同様にアライメントを実行する。
(S12:調整用断層像を取得)
続いて、主制御部211は、ステップS3と同様に、OCTユニット100を制御してOCT仮計測を実行させ、深さ方向の基準位置を調整するための調整用断層像を取得させる。
(S13:深さ方向の基準位置を調整)
続いて、主制御部211は、ステップS4と同様に、深さ方向(z方向)の計測範囲の基準位置を調整する。
(S14:フォーカス調整、偏波調整)
次に、主制御部211は、ステップS5と同様に、フォーカス調整制御及び偏波調整制御を実行する。
(S15:干渉信号を取得)
続いて、主制御部211は、ステップS6と同様に、OCTユニット100を制御して、ステップS9において指定された再計測部位に対してOCT計測を繰り返し実行させる。各OCT計測により取得された干渉光の検出結果は、その都度、DAQ130においてサンプリングされ、干渉信号として記憶部212等に保存される。
(S16:OCTA像を形成)
主制御部211は、ステップS7と同様に、ステップS15において取得された干渉信号に基づいて断層像を画像形成部220に形成させる。主制御部211は、再計測部位に対してOCT計測が実行される毎に断層像を画像形成部220に形成させる。それにより、再計測部位に対して第2計測速度で繰り返し実行される複数のOCT計測に対応して複数の断層像が形成される。
続いて、主制御部211は、第2データ生成部232Bを制御することにより、得られた複数の断層像間の位置合わせを行い、位置合わせが行われた複数の断層像間におけるモーションコントラストを特定することにより第2のモーションコントラストデータを生成させる。更に、主制御部211は、OCTA像形成部233を制御することにより、あらかじめ設定された深度範囲の第2モーションコントラストデータを所定の2次元平面に投影することでOCTA像を形成させる。
(S17:表示)
主制御部211は、ステップS16において形成されたOCTA像を表示部240Aに表示させる。主制御部211は、ステップS8において表示されたOCTA像に重畳するように、ステップS16において形成されたOCTA像を表示させることが可能である。
図7に、ステップS16において表示されるOCTA像を模式的に示す。図7は、ステップS7において形成されたOCTA像IMG1に、ステップS16において形成されたOCTA像IMG2を重畳表示した場合を模式的に表したものである。
例えば、主制御部211は、ステップS8において表示されたOCTA像IMG1において、ステップS9において指定された再計測部位に対応する位置を特定し、特定された位置にステップS16において形成されたOCTA像IMG2を表示させる。
以上で、眼科装置1の動作は終了である(エンド)。
(第2動作例)
第2動作例では、被検眼Eの眼底Efの所定の部位に対して第1計測速度でOCT計測を実行することにより得られた第1モーションコントラストデータに基づいて解析部234により再計測部位が指定される。再計測部位に対して第2計測速度でOCT計測を実行することにより第2モーションコントラストデータが生成される。
図8に、実施形態に係る眼科装置1の第2動作例のフローチャートを示す。記憶部212には、図8に示す処理を実現するためのコンピュータプログラムが記憶されている。主制御部211は、このコンピュータプログラムに従って動作することにより、図8に示す処理を実行する。
(S21:波長掃引速度を第1計測速度に設定)
主制御部211は、ステップS1と同様に、光源ユニット101の光源140に対し波長掃引速度を第1計測速度に設定する。
(S22:アライメント)
主制御部211は、ステップS2と同様に、アライメントを実行する。
(S23:調整用断層像を取得)
続いて、主制御部211は、ステップS3と同様に、OCTユニット100を制御してOCT仮計測を実行させ、深さ方向の基準位置を調整するための調整用断層像を取得させる。
(S24:深さ方向の基準位置を調整)
続いて、主制御部211は、ステップS4と同様に、深さ方向(z方向)の計測範囲の基準位置を調整する。
(S25:フォーカス調整、偏波調整)
次に、主制御部211は、ステップS5と同様に、フォーカス調整制御及び偏波調整制御を実行する。
(S26:干渉信号を取得)
続いて、主制御部211は、ステップS6と同様に、OCTユニット100を制御して、あらかじめ設定された被検眼Eの眼底Efにおける所定の部位に対してOCT計測を繰り返し実行させる。
(S27:OCTA像を形成)
主制御部211は、ステップS7と同様に、ステップS26において取得された干渉信号に基づいて断層像を画像形成部220に形成させる。それにより、所定の部位に対して第1計測速度で繰り返し実行される複数のOCT計測に対応して複数の断層像が形成される。
続いて、主制御部211は、第1データ生成部232Aを制御することにより、得られた複数の断層像間の位置合わせを行い、位置合わせが行われた複数の断層像間におけるモーションコントラストを特定することにより第1のモーションコントラストデータを生成する。更に、主制御部211は、OCTA像形成部233を制御することにより、あらかじめ設定された深度範囲の第1モーションコントラストデータを所定の2次元平面に投影することでOCTA像を形成させる。
(S28:解析)
主制御部211は、ステップS27において形成されたOCTA像を解析することにより再計測すべき部位を解析部234に特定させる。解析部234は、上記のように信号処理又は画像処理によって再計測すべき部位を特定する。いくつかの実施形態では、主制御部211は、ステップS27において生成されたモーションコントラストデータを解析することにより再計測すべき部位を解析部234に特定させる。
(S29:再計測部位を指定)
次に、主制御部211は、ステップS27において形成されたOCTA像における各画素の座標位置から解析部234により特定された再計測部位の位置を特定し、特定された位置から眼底Efにおける走査位置を特定する。
(S30:波長掃引速度を第2計測速度に設定)
主制御部211は、ステップS10と同様に、光源ユニット101の光源140に対し波長掃引速度を第2計測速度に設定する。第2計測速度は、第1計測速度より低速である。
(S31:アライメント)
主制御部211は、ステップS11と同様にアライメントを実行する。
(S32:調整用断層像を取得)
続いて、主制御部211は、ステップS12と同様に、OCTユニット100を制御してOCT仮計測を実行させ、深さ方向の基準位置を調整するための調整用断層像を取得させる。
(S33:深さ方向の基準位置を調整)
続いて、主制御部211は、ステップS13と同様に、深さ方向(z方向)の計測範囲の基準位置を調整する。
(S34:フォーカス調整、偏波調整)
次に、主制御部211は、ステップS14と同様に、フォーカス調整制御及び偏波調整制御を実行する。
(S35:干渉信号を取得)
続いて、主制御部211は、ステップS15と同様に、OCTユニット100を制御して、ステップS29において指定された再計測部位に対してOCT計測を繰り返し実行させる。各OCT計測により取得された干渉光の検出結果は、その都度、DAQ130においてサンプリングされ、干渉信号として記憶部212等に保存される。
(S36:OCTA像を形成)
主制御部211は、ステップS16と同様に、ステップS35において取得された干渉信号に基づいて断層像を画像形成部220に形成させる。主制御部211は、再計測部位に対してOCT計測が実行される毎に断層像を画像形成部220に形成させる。それにより、再計測部位に対して第2計測速度で繰り返し実行される複数のOCT計測に対応して複数の断層像が形成される。
続いて、主制御部211は、第2データ生成部232Bを制御することにより、得られた複数の断層像間の位置合わせを行い、位置合わせが行われた複数の断層像間におけるモーションコントラストを特定することにより第2のモーションコントラストデータを生成させる。更に、主制御部211は、OCTA像形成部233を制御することにより、あらかじめ設定された深度範囲の第2モーションコントラストデータを所定の2次元平面に投影することでOCTA像を形成させる。
(S37:表示)
主制御部211は、ステップS17と同様に、ステップS36において形成されたOCTA像を表示部240Aに表示させる。主制御部211は、図7に示すように、ステップS27において形成されたOCTA像に重畳するように、ステップS36において形成されたOCTA像を表示させることが可能である。
以上で、眼科装置1の動作は終了である(エンド)。
なお、上記の実施形態では、スウェプトソースタイプのOCTにおいて波長掃引光源の波長掃引速度を変更することにより計測速度を変更する場合について説明したが、実施形態に係る構成はこれに限定されるものではない。
例えば、上記の実施形態を、スペクトラルドメインタイプのOCTに適用することが可能である。この場合、OCTユニット100は、広帯域光源と、干渉光学系と、分光器とを有する。広帯域光源は、広帯域光を出力する。広帯域光源としては、例えば、スーパールミネッセントダイオード(SLD)が用いられる。干渉光学系は、広帯域光源から出力された光を測定光と参照光とに分割し、測定光を被検眼E照射し、被検眼Eからの測定光の戻り光と参照光との干渉光を分光器により検出する。分光器は、干渉光学系により生成された干渉光をスペクトル分解し、そのスペクトル分布を検出してアナログ信号を生成する。分光器は、干渉光をスペクトル分解する光学素子(たとえば回折格子)と、スペクトル分解された干渉光を検出する光電変換素子(たとえばラインセンサー)とを含む。分光器の露光時間、及び分光器の検出結果のデータ転送速度の少なくとも一方を変更することにより、計測速度(Aスキャン速度)を変更することが可能である。
[効果]
実施形態に係る眼科装置、及びその制御方法について説明する。
いくつかの実施形態に係る眼科装置(1)は、OCT計測部(OCTユニット100に含まれる光学系と制御部210)と、第1データ生成部(232A)と、部位指定部(制御部210、主制御部211)と、第2データ生成部(232B)と、を含む。OCT計測部は、変更可能な計測速度で被検眼(E)の同一部位に対してOCT計測を繰り返し実行する。第1データ生成部は、被検眼の第1計測部位に対してOCT計測部により第1計測速度でOCT計測を繰り返すことにより得られた複数の計測結果に基づいて第1モーションコントラストデータを生成する。部位指定部は、第1モーションコントラストデータに基づいて被検眼の第2計測部位を指定するために用いられる。第2データ生成部は、部位指定部により指定された第2計測部位に対してOCT計測部により第2計測速度でOCT計測を繰り返すことにより得られた複数の計測結果に基づいて第2モーションコントラストデータを生成する。
このような構成によれば、被検眼の第1計測部位に対して第1計測速度でOCT計測を実行して第1モーションコントラストデータを取得し、取得された第1モーションコントラストデータに基づいて指定された第2計測部位を指定し、指定された第2計測部位に対して第2計測速度でOCT計測を実行して第2モーションコントラストデータを取得することができる。それにより、第1モーションコントラストデータでは検出できない血管等の部位を第2モーションコントラストデータにより検出することができるようになる。その結果、計測速度を向上した場合でもOCTAの検出感度の低下を防止することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置は、操作部(240B)を含み、部位指定部は、操作部を用いて指定された部位を第2計測部位として指定する。
このような構成によれば、操作部を用いて第2計測部位を指定するようにしたので、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置は、被検眼の正面画像を解析することにより再計測すべき部位を特定する解析部(234)を含み、部位指定部は、解析部により特定された部位を第2計測部位として指定する。
このような構成によれば、解析部により被検眼の正面画像を解析して第2計測部位を特定するようにしたので、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置は、第1モーションコントラストデータを解析することにより再計測すべき部位を特定する解析部(234)を含み、部位指定部は、解析部により特定された部位を第2計測部位として指定する。
このような構成によれば、解析部により第1モーションコントラストデータに基づいて第2計測部位を特定するようにしたので、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置は、第1モーションコントラストデータに基づいて第1OCTA像を形成するOCTA像形成部(233)を含み、解析部は、第1OCTA像において空間周波数が所定の閾値以下の領域に相当する部位を再計測すべき部位として特定する。
このような構成によれば、第1モーションコントラストデータに基づいて形成されたOCTA像において、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置では、OCTA像形成部は、第1モーションコントラストデータの振幅情報に基づいて強度画像を形成すると共に、第1モーションコントラストデータの位相情報に基づいて位相画像を形成し、解析部は、強度画像及び位相画像に基づいて再計測すべき部位を特定する。
このような構成によれば、第1モーションコントラストデータに強度画像及び位相画像を形成し、これらに基づいて再計測すべき部位を第2計測部位として指定するようにしたので、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置は、第1モーションコントラストデータに基づいて第1OCTA像を形成し、第2モーションコントラストデータに基づいて第2OCTA像を形成するOCTA像形成部(233)と、第1OCTA像と第2OCTA像とを表示手段の同一画面に表示させる表示制御部(制御部210、主制御部211)と、を含む。
このような構成によれば、計測速度が異なる第1OCTA像及び第2OCTA像を表示手段の同一画面に表示させるようにしたので、計測速度の差異に起因した注目領域の形態の差異等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置では、OCT計測部は、波長掃引速度が変更可能な波長掃引光源(光源140)からの光(L0)を測定光(LS)と参照光(LR)とに分割し、被検眼に測定光を照射し、被検眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光(LC)を検出する干渉光学系を含み、波長掃引速度を変更することによりOCT計測の計測速度を変更する制御部(210、主制御部211)を含む。
このような構成によれば、スウェプトソースタイプのOCTAにおいて波長掃引光源の波長掃引速度を変更するようにしたので、計測速度を向上した場合でもOCTAの検出感度の低下を容易に防止することができるようになる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置では、第2計測部位は、第1計測部位の一部の部位である。
このような構成によれば、第1計測部位中の注目領域を計測するようにしたので、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置では、第2計測速度は、第1計測速度より低速である。
このような構成によれば、より低速な計測速度で注目領域を計測するようにしたので、計測速度を向上した場合でもOCTAの検出感度の低下を容易に防止することができるようになる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置(1)の制御方法は、第1計測ステップと、第1データ生成ステップと、部位指定ステップと、第2計測ステップと、第2データ生成ステップと、を含む。第1計測ステップは、被検眼(E)の第1計測部位に対して第1計測速度でOCT計測を繰り返し実行する。第1データ生成ステップは、第1計測ステップにおいて取得された複数の計測結果に基づいて第1モーションコントラストデータを生成する。部位指定ステップは、第1データ生成ステップにおいて生成された第1モーションコントラストデータに基づいて被検眼の第2計測部位を指定するために実行される。第2計測ステップは、部位指定ステップにおいて指定された第2計測部位に対して第2計測速度でOCT計測を繰り返し実行する。第2データ生成ステップは、第2計測ステップにおいて取得された複数の計測結果に基づいて第2モーションコントラストデータを生成する。
このような制御によれば、被検眼の第1計測部位に対して第1計測速度でOCT計測を実行して第1モーションコントラストデータを取得し、取得された第1モーションコントラストデータに基づいて指定された第2計測部位を指定し、指定された第2計測部位に対して第2計測速度でOCT計測を実行して第2モーションコントラストデータを取得することができる。それにより、第1モーションコントラストデータでは検出できない血管等の部位を第2モーションコントラストデータにより検出することができるようになる。その結果、計測速度を向上した場合でもOCTAの検出感度の低下を防止することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置の制御方法では、部位指定ステップは、操作部(240B)を用いて指定された部位を第2計測部位として指定する。
このような制御によれば、操作部を用いて第2計測部位を指定するようにしたので、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置の制御方法は、被検眼の正面画像を解析することにより再計測すべき部位を特定する解析ステップを含み、部位指定ステップは、解析ステップにおいて特定された部位を第2計測部位として指定する。
このような制御によれば、解析ステップにおいて被検眼の正面画像を解析して第2計測部位を特定するようにしたので、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置の制御方法は、第1モーションコントラストデータを解析することにより再計測すべき部位を特定する解析ステップを含み、部位指定ステップは、解析ステップにおいて特定された部位を第2計測部位として指定する。
このような制御によれば、解析ステップにおいて第1モーションコントラストデータに基づいて第2計測部位を特定するようにしたので、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置の制御方法は、第1モーションコントラストデータに基づいて第1OCTA像を形成するOCTA像形成ステップを含み、解析ステップは、第1OCTA像において空間周波数が所定の閾値以下の領域に相当する部位を再計測すべき部位として特定する。
このような制御によれば、第1モーションコントラストデータに基づいて形成されたOCTA像において、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置の制御方法では、OCTA像形成ステップは、第1モーションコントラストデータの振幅情報に基づいて強度画像を形成すると共に、第1モーションコントラストデータの位相情報に基づいて位相画像を形成し、解析ステップは、強度画像及び位相画像に基づいて再計測すべき部位を特定する。
このような制御によれば、第1モーションコントラストデータに強度画像及び位相画像を形成し、これらに基づいて再計測すべき部位を第2計測部位として指定するようにしたので、第1計測速度で検出できなかった注目領域を第2計測速度で再度OCT計測を行って当該注目領域の形態等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置の制御方法は、第1モーションコントラストデータに基づいて第1OCTA像を形成し、第2モーションコントラストデータに基づいて第2OCTA像を形成するOCTA像形成ステップと、第1OCTA像と第2OCTA像とを表示手段(表示部240A)の同一画面に表示させる表示制御ステップと、を含む。
このような制御によれば、計測速度が異なる第1OCTA像及び第2OCTA像を表示手段の同一画面に表示させるようにしたので、計測速度の差異に起因した注目領域の形態の差異等を確認することが可能になる。
いくつかの実施形態に係る眼科装置の制御方法では、第1計測ステップ及び第2計測ステップは、波長掃引速度が変更可能な波長掃引光源(光源140)からの光(L0)を測定光(LS)と参照光(LR)とに分割し、被検眼に測定光を照射し、被検眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光(LC)を検出し、第2計測ステップは、波長掃引速度を変更することによりOCT計測の計測速度を変更する。
このような制御によれば、スウェプトソースタイプのOCTAにおいて波長掃引光源の波長掃引速度を変更するようにしたので、計測速度を向上した場合でもOCTAの検出感度の低下を容易に防止することができるようになる。
上記の実施形態では、クロックKCを用いて波数空間における干渉光の検出結果を時間空間における干渉光の検出結果に変換する場合(すなわち、kクロックを用いたk較正法)について説明したが、実施形態に係る眼科装置1の構成はこれに限定されるものではない。例えば、k較正用のMZIの干渉信号を、OCT計測により得られた干渉信号と同時に取得し、データ処理部230により公知のk較正処理を施すことにより波数空間の干渉信号を時間空間の干渉信号に変換してもよい。
上記の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、例えば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク(CD-ROM/DVD-RAM/DVD-ROM/MO等)、磁気記憶媒体(ハードディスク/フロッピー(登録商標)ディスク/ZIP等)などを用いることが可能である。
また、インターネットやLAN等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。