JP7248467B2 - 眼科情報処理装置、眼科装置、眼科情報処理方法、及びプログラム - Google Patents
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図1~図4に、実施形態に係る眼科装置の構成例を示す。図1は、実施形態に係る眼科装置1の構成例を表す機能ブロック図である。図2は、図1のデータ処理部70の構成例を表す機能ブロック図である。図3は、図2の形状プロファイル生成部71の構成例を表す機能ブロック図である。図4は、図2の算出部73の構成例を表す機能ブロック図である。
屈折測定部20は、制御部80からの制御を受け、被検眼Eの屈折度数を他覚的に測定する。屈折測定部20は、他覚屈折測定を行うための1以上の光学部材が設けられた光学系を含む。屈折測定部20は、例えば、公知のレフラクトメータと同様の構成を有する。図示は省略するが、典型的なレフラクトメータは、特開2016-077774号公報に開示されているように、投影系と、受光系とを含む。
OCT部30は、制御部80からの制御を受け、被検眼EにOCTスキャンを適用してOCTデータ(スキャンデータ)を取得する。OCTデータは、干渉信号データでもよいし、干渉信号データにフーリエ変換を適用して得られた反射強度プロファイルデータでもよいし、反射強度プロファイルデータを画像化して得られた画像データでもよい。
アライメント光投射部40は、被検眼Eと測定部10(光学系)との位置合わせを行うためのアライメント光を被検眼Eに投射する。アライメント光投射部40は、アライメント光源と、コリメータレンズとを含む。アライメント光投射部40の光路は、ビームスプリッタBS2により屈折測定部20の光路に結合される。アライメント光源から出力された光は、コリメータレンズを経由し、ビームスプリッタBS2により反射され、屈折測定部20の光路を通じて被検眼Eに投射される。被検眼Eの角膜Ec(前眼部)による反射光は、屈折測定部20の光路を通じて、屈折測定部20の受光系に導かれる。
ビームスプリッタBS1は、屈折測定部20の光学系(投影系及び受光系)の光路に、OCT部30の光学系(干渉光学系など)の光路を同軸に結合する。例えば、ビームスプリッタBS1としてダイクロイックミラーが用いられる。
ビームスプリッタBS2は、屈折測定部20の光学系(投影系及び受光系)の光路に、アライメント光投射部40の光学系の光路を同軸に結合する。例えば、ビームスプリッタBS2としてハーフミラーが用いられる。
制御処理部50は、眼科装置1を動作させるための各種演算や各種制御を実行する。制御処理部50は、1以上のプロセッサと、1以上の記憶装置とを含む。記憶装置としては、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、ハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)などがある。記憶装置には各種のコンピュータプログラムが格納されており、それに基づきプロセッサが動作することによって本例に係る演算や制御が実現される。
画像形成部60は、被検眼Eに対してOCTを実行することにより得られたスキャンデータに基づいて、被検眼Eの画像(断層像等)を形成する。画像形成部60は、OCT部30の検出系による検出データに基づいてOCTデータ(典型的には画像データ)を構築する。画像形成部60は、従来のOCTデータ処理と同様に、フィルター処理、高速フーリエ変換(FFT)などを検出データに適用することにより、各Aライン(被検眼E内における測定光の経路)における反射強度プロファイルデータを構築する。更に、画像形成部60は、この反射強度プロファイルデータに画像化処理(画像表現)を適用することにより、各Aラインの画像データ(Aスキャンデータ)を構築する。いくつかの実施形態では、画像形成部60の機能はプロセッサにより実現される。
データ処理部70は、各種のデータ処理を実行する。データ処理部70は、スキャン系によるスキャンモードにしたがって複数のAスキャンデータを配列することによりBスキャンデータを構築することができる。データ処理部70は、スキャン系によるスキャンモードにしたがって複数のBスキャンデータを配列することによりスタックデータを構築することができる。データ処理部70は、スタックデータからボリュームデータ(ボクセルデータ)を構築することができる。データ処理部70は、スタックデータ又はボリュームデータをレンダリングすることができる。レンダリング手法としては、ボリュームレンダリング、多断面再構成(MPR)、サーフェスレンダリング、プロジェクションなどがある。
形状プロファイル生成部71は、画像形成部60により形成された断層像(又はOCT部30により得られたスキャンデータ)から眼底Efの形状を表す形状プロファイルを求める。形状プロファイル生成部71は、求められた複数の形状プロファイルを補間して1以上の補間形状プロファイルを生成する。補間形状プロファイルは、2以上の断層像間の領域の形状を表す。形状プロファイル及び補間形状プロファイルのそれぞれは、X方向、Y方向、及びZ方向の少なくとも1つの方向の眼底Efの形状の変化を表す1次元、2次元、又は3次元の形状データである。
層領域特定部71Aは、画像形成部60により形成された断層像を解析することによって眼底Efの所定の層領域を特定する。眼底Efの層領域としては、内境界膜、神経繊維層、神経節細胞層、内網状層、内顆粒層、外網状層、外顆粒層、外境界膜、視細胞層、網膜色素上皮層、脈絡膜、強膜、各層領域の界面などがある。
補間形状プロファイル生成部71Bは、層領域特定部71Aにより得られた複数の形状プロファイルから1以上の補間形状プロファイルを生成する。
特定部72は、層領域特定部71Aにより得られた複数の形状プロファイルと、補間形状プロファイル生成部71Bにより生成された1以上の補間形状プロファイルとから眼底Efの形状を特定する。
算出部73は、被検眼Eを他覚的に測定することにより得られた屈折度数を求め、求められた屈折度数と特定部72により特定された眼底Efの形状とに基づいて、被検眼の中心窩を含む領域の周辺領域の屈折度数を算出する。いくつかの実施形態では、算出部73は、求められた屈折度数と、特定部72により特定された眼底Efの形状に対応した被検眼の光学特性を表すパラメータとに基づいて、被検眼の中心窩を含む領域の周辺領域の屈折度数を算出する。算出部73は、特定部72により特定された眼底Efの形状に対応した被検眼の光学特性を表すパラメータに基づいて眼球モデルを構築し、構築された眼球モデルと求められた屈折度数とから、上記の周辺領域の屈折度数を算出することが可能である。
屈折度数算出部73Aは、屈折測定部20の受光系の撮像素子からの出力を処理して屈折度数を算出する。
眼球モデル構築部73Bは、眼球モデルを構築する。眼球モデル構築部73Bは、公知の模型眼等の眼球モデルに対して、別途に取得されたパラメータを適用することにより新たな眼球モデルを構築することが可能である。
周辺屈折度数算出部73Cは、眼底Efにおける中心窩を含む中心領域の外側の周辺領域の屈折度数を算出する。このとき、周辺屈折度数算出部73Cは、屈折測定部20により得られた中心領域の屈折度数と、特定された眼底Efの形状とに基づいて、周辺領域の屈折度数を算出する。周辺屈折度数算出部73Cは、眼球モデル構築部73Bにより構築された眼球モデルのパラメータを用いて周辺領域の屈折度数を算出することが可能である。
制御部80は、眼科装置1の各部を制御する。制御部80は、記憶部(不図示)を含み、各種の情報を保存することが可能である。記憶部に保存される情報には、眼科装置1の各部を制御するためのプログラム、被検者の情報、被検眼の情報、測定部10により得られた測定データ、データ処理部70による処理結果などがある。制御部80の機能は、プロセッサにより実現される。
移動機構90は、屈折測定部20、OCT部30、アライメント光投射部40、ビームスプリッタBS1、BS2等の光学系(装置光学系)が収納されたヘッド部を上左右方向及び前後方向に移動させるための機構である。移動機構90は、制御部80からの制御を受け、被検眼Eに対して測定部10を相対移動させることが可能である。例えば、移動機構90には、ヘッド部を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。制御部80は、アクチュエータに対して制御信号を送ることにより移動機構90に対する制御を行う。
実施形態に係る眼科装置1の動作について説明する。
まず、制御部80は、アライメントを実行する。
次に、制御部80は、図示しない固視投影系を制御して、眼底Efにおける屈折測定部20の光学系の測定光軸上に固視標を投影させる(中心固視)。その後、制御部80は、屈折測定部20の光学系の測定光軸上に固視標が投影された状態で、屈折測定部20を制御することにより他覚屈折測定を実行する。
続いて、制御部80は、屈折測定部20(OCT部30)の光学系の測定光軸上に固視標が投影された状態で、OCT部30を制御することによりOCT計測(OCTスキャン)を実行する。ステップS3では、例えば、図5に示すように、中心窩又はその近傍を中心とするラジアルスキャンが実行される。これにより、眼底Efの中心窩を含む中心領域の断層像が取得される。
次に、制御部80は、ステップS3において取得された断層像に対してセグメンテーション処理を施すことにより所定の層領域(例えば、網膜色素上皮層)を層領域特定部71Aに特定させる。それにより、所定の層領域の形状プロファイルが取得される。
続いて、制御部80は、ステップS4において取得された複数の形状プロファイルから1以上の補間形状プロファイルを補間形状プロファイル生成部71Bに生成させる。
制御部80は、ステップS4において得られた複数の形状プロファイルとステップS5において得られた1以上の補間形状プロファイルとから被検眼Eの眼底Efの形状を特定部72に特定させる。
続いて、制御部80は、ステップS2において得られた中心窩を含む中心領域の外側の周辺領域の屈折度数を周辺屈折度数算出部73Cに算出させる。そのため、制御部80は、眼球モデルを眼球モデル構築部73Bに構築させる。
実施形態に係る眼科装置の構成及び動作は、上記したものに限定されるものではない。
ステップS7において、眼球モデル構築部73Bは、Gullstrand模型眼等の眼球モデルのパラメータのうち、被検眼Eの実測データ(例えば、眼軸長、角膜形状、前房深度、水晶体曲率、水晶体厚の測定値)の少なくとも1つを置き換えて新たな眼球モデルを構築してもよい。いくつかの実施形態では、実測データは、外部の測定装置又は電子カルテシステムから取得される。いくつかの実施形態では、眼軸長、前房深度、水晶体曲率、及び水晶体厚は、OCT部30により得られたスキャンデータから求められる。
上記の実施形態において、眼底Efの中心領域の形状として、上記の形状プロファイル及び補間形状プロファイルから、水平方向(所定の基準方向)に対する眼底の所定の層領域(例えば、網膜色素上皮層、OS-RPE界面)のチルト角度が特定されてもよい。
測定光軸と眼球光軸(視軸)とが略一致しているとき、特定部72は、式(5)に示すように、断層像の傾斜角度g0を補正することなく眼底面のチルト角度g1として出力する。
測定光軸に対して眼球光軸がシフトしているとき、特定部72は、シフト量に基づいて断層像の傾斜角度g0を補正することにより眼底面のチルト角度g1を求める。
測定光軸に対して眼球光軸がチルトしているとき、特定部72は、チルト量に基づいて断層像の傾斜角度g0を補正することにより眼底面のチルト角度g1を求める。
測定光軸に対して眼球光軸がシフトし、且つチルトしているとき、特定部72は、シフト量及びチルト量に基づいてBスキャン画像の傾斜角度g0を補正することにより眼底面のチルト角度g1を求める。
実施形態に係る眼科情報処理装置、眼科装置、眼科情報処理方法、及びプログラムについて説明する。
光学系に対する被検眼のアライメントのずれ量の影響を低減し、被検眼の組織の形状を高い再現性で高精度に特定することができるようになる。
以上に示された実施形態は、この発明を実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加等を施すことが可能である。
10 測定部
20 屈折測定部
30 OCT部
40 アライメント光投射部
50 制御処理部
60 画像形成部
70 データ処理部
71 形状プロファイル生成部
72 特定部
73 算出部
80 制御部
90 移動機構
BS1、BS2 ビームスプリッタ
E 被検眼
Ec 角膜
Ef 眼底
Claims (11)
- 被検眼に対して光コヒーレンストモグラフィを用いて少なくとも1つのスキャン位置が異なる複数のBスキャンを実行することにより得られた前記被検眼における組織の形状に対応した複数の形状データを取得する取得部と、
前記複数の形状データを補間することにより1以上の補間形状データを生成する生成部と、
を含み、
前記生成部は、光コヒーレンストモグラフィを実行するための測定光の入射方向に交差する複数の平面のそれぞれにおける前記複数の形状データの位置を2次曲線近似することにより得られた複数の楕円面の輪郭又はその近傍の位置を結ぶように前記1以上の補間形状データを生成する、眼科情報処理装置。 - 前記スキャンにより得られたスキャンデータに基づいて前記組織を含む部位の断層像を形成する画像形成部と、
前記断層像における所定の層領域を特定する層領域特定部と、
を含み、
前記取得部は、前記所定の層領域の形状データを取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科情報処理装置。 - 前記複数の形状データと前記1以上の補間形状データとに基づいて前記組織の形状を特定する特定部を含む
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の眼科情報処理装置。 - 被検眼に対して光コヒーレンストモグラフィを用いて少なくとも1つのスキャン位置が異なる複数のBスキャンを実行することにより得られた前記被検眼における組織の形状に対応した複数の形状データを取得する取得部と、
前記複数の形状データを補間することにより1以上の補間形状データを生成する生成部と、
前記複数の形状データと前記1以上の補間形状データとに基づいて前記組織の形状を特定する特定部と、
前記被検眼を他覚的に測定することにより得られた屈折度数と、前記特定部により特定された前記組織の形状とに基づいて、前記被検眼の中心窩を含む領域の周辺領域の屈折度数を算出する算出部と、
を含み、
前記形状データは、眼底における所定の層領域の形状に対応した形状データである、眼科情報処理装置。 - 前記取得部は、前記被検眼の基準位置を中心とするラジアルスキャンを実行することにより得られた複数の形状データを取得する
ことを特徴とする請求項4に記載の眼科情報処理装置。 - 前記基準位置は、中心窩又はその近傍である
ことを特徴とする請求項5に記載の眼科情報処理装置。 - 光スキャナーを含み、前記被検眼に対して前記光スキャナーにより偏向された測定光を用いた光コヒーレンストモグラフィを実行することによりスキャンデータ又は前記形状データを取得するOCT部と、
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置と、
を含む眼科装置。 - 光スキャナーを含み、前記被検眼に対して前記光スキャナーにより偏向された測定光を用いた光コヒーレンストモグラフィを実行することによりスキャンデータ又は前記形状データを取得するOCT部と、
前記被検眼に光を投射し、その戻り光を検出する屈折測定部と、
前記屈折測定部により検出された前記戻り光の検出結果に基づいて、前記被検眼の屈折度数を算出する屈折度数算出部と、
請求項4~請求項6のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置と、
を含む眼科装置。 - 被検眼に対して光コヒーレンストモグラフィを用いて少なくとも1つのスキャン位置が異なる複数のBスキャンを実行することにより得られた前記被検眼における組織の形状に対応した複数の形状データを取得する取得ステップと、
前記複数の形状データを補間することにより1以上の補間形状データを生成する生成ステップと、
前記複数の形状データと前記1以上の補間形状データとに基づいて前記組織の形状を特定する特定ステップと、
前記被検眼を他覚的に測定することにより得られた屈折度数と、前記特定ステップにおいて特定された前記組織の形状とに基づいて、前記被検眼の中心窩を含む領域の周辺領域の屈折度数を算出する算出ステップと、
を含み、
前記形状データは、眼底における所定の層領域の形状に対応した形状データである、眼科情報処理方法。 - 前記スキャンにより得られたスキャンデータに基づいて前記組織を含む部位の断層像を形成する画像形成ステップと、
前記断層像における所定の層領域を特定する層領域特定ステップと、
を含み、
前記取得ステップは、前記所定の層領域の形状データを取得する
ことを特徴とする請求項9に記載の眼科情報処理方法。 - コンピュータに、請求項9~請求項10のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法の各ステップを実行させることを特徴とするプログラム。
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