JP7439552B2 - 水晶体撮影装置、水晶体撮影方法、及び水晶体撮影プログラム - Google Patents

Description

本発明は、水晶体撮影装置、水晶体撮影方法、及び水晶体撮影プログラムに関する。

水晶体の三次元画像を得ることが望まれている。

特開２００３－１１１７２８号公報

本開示の態様は、ライン光を照射する光源部と、前記光源部により照射された前記ライン光を、被検眼の瞳孔を通過させ、かつ、水晶体の厚み方向に直交する第１平面上に結像させる光学素子と、前記ライン光をスキャンするスキャナーと、前記水晶体により反射された前記ライン光を検出するセンサ部と、を含む。

眼科システムの構成を示すブロック図である。 水晶体撮影装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 光学系の構成を示す図である。 光学素子の例を示す斜視図である。 水晶体撮影装置の機能構成の例を示すブロック図である。 本実施形態に係る水晶体撮影装置の水晶体撮影処理ルーチンを示すフローチャートである。 光学系を移動させる毎に水晶体をスキャンする流れを示すイメージ図である。 検出信号から、３次元画像を生成する過程を表すイメージ図を示す。 表示部が生成する画面の一例を示す。 光学素子の他の例を示す斜視図である。 変形例１の光学系の構成を示す図である。 変形例２の光学系の構成を示す図である。 変形例３の光学系の構成を示す図である。 表示部が生成する画面の一例を示す。

以下、開示の技術の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一又は等価な構成要素及び部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

［本開示の実施形態］
図１を参照して、本開示の実施形態に係る眼科システム１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る眼科システム１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、眼科システム１００は、水晶体撮影装置１１０と、ＯＣＴ／ＳＬＯ装置１２０と、ネットワーク１３０と、サーバ１４０と、画像表示装置（以下、「画像ビューワ」という）１５０とを備えて構成される。

水晶体撮影装置１１０と、ＯＣＴ／ＳＬＯ装置１２０と、サーバ１４０と、画像ビューワ１５０とは、ネットワーク１３０を介して、相互に接続されている。

ＯＣＴ／ＳＬＯ装置１２０は、被検眼の前眼部や眼底の断層画像を撮影する装置である。ＯＣＴ／ＳＬＯ装置１２０は、撮影光学系、ＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ、以下ＳＬＯと称する）ユニット及びＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下ＯＣＴと称する）ユニットを含む。以下では、ＳＬＯユニットにより取得されたＳＬＯデータに基づいて作成された網膜の正面視画像をＳＬＯ画像と称し、ＯＣＴユニットにより取得されたＯＣＴデータに基づいて作成された角膜や水晶体等の前眼部、網膜や脈絡膜等の後眼部の断層画像や正面画像（ｅｎ－ｆａｃｅ画像）等をＯＣＴ画像と称する。

ネットワーク１３０は、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットや広域イーサ網等の任意のネットワークである。例えば、眼科システム１００が１つの病院に構築される場合には、ネットワーク１３０にＬＡＮを採用することができる。

サーバ１４０は、水晶体撮影装置１１０、及びＯＣＴ／ＳＬＯ装置１２０により撮影された各種画像を、ネットワーク１３０を介して受信し、格納する。また、サーバ１４０は、画像ビューワ１５０に、ネットワーク１３０を介して各種画像を送信する。

画像ビューワ１５０は、タッチパネルやディスプレイ等であり、通信機能を有する。

次に、図２～図４を参照して水晶体撮影装置１１０の構成を説明する。図２は、本実施形態に係る水晶体撮影装置１１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示すように、水晶体撮影装置１１０は、光学系１０と、制御ユニット１６と、駆動ユニット２０と、アライメントユニット３０とを含む。なお、水晶体撮影装置１１０が水平面に設置された場合の水平方向を「Ｘ方向」、水平面に対する垂直方向を「Ｙ方向」とし、被検眼２７の前眼部の瞳孔の中心と眼球の中心とを結ぶ方向を「Ｚ方向」とする。従って、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は互いに垂直である。

制御ユニット１６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（中央処理装置））１６Ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１６Ｂ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）１６Ｃ、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート１６Ｄ、入力／表示装置１６Ｅ、及び通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１６Ｆを有するコンピュータを備える。制御ユニット１６の各構成は、バスを介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ１６Ａは、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ１６Ａは、ＲＯＭ１６Ｃからプログラムを読み出し、ＲＡＭ１６Ｂを作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ１６Ａは、ＲＯＭ１６Ｃに記憶されているプログラムに従って、各構成の制御及び各種の演算処理を行う。本実施形態では、ＲＯＭ１６Ｃには、水晶体撮影処理を実行するための水晶体撮影プログラムが記憶されている。

ＲＡＭ１６Ｂは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ＲＯＭ１６Ｃは、各種プログラム及び各種データを記憶する。なお、制御ユニット１６は、更に、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置により構成されるストレージを備える構成としてもよい。この場合、ストレージには、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを記憶する。

入力／表示装置１６Ｅは、Ｉ／Ｏポート１６Ｄを介してＣＰＵ１６Ａに接続される。入力／表示装置１６Ｅは、被検眼２７の画像を表示したり、ユーザから各種指示を受け付けたりするグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を有する。ＧＵＩとしては、タッチパネルやディスプレイを採用することができる。また、制御ユニット１６は、Ｉ／Ｏポート１６Ｄに接続された画像処理装置１７を備えている。

制御ユニット１６は、通信インターフェース１６Ｆを介してネットワーク１３０に接続する。通信インターフェース１６Ｆは、他の機器と通信するためのインターフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。

画像処理装置１７は、光学系１０によって得られたデータに基づいて、被検眼２７の水晶体２８の３次元画像である水晶体３次元画像を生成する。画像処理装置１７が生成する画像については、後述の画像処理部１０４の説明において詳述する。

図２では、水晶体撮影装置１１０の制御ユニット１６が入力／表示装置１６Ｅを備えているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、水晶体撮影装置１１０の制御ユニット１６は入力／表示装置１６Ｅを備えず、水晶体撮影装置１１０とは物理的に独立した別個の入力／表示装置を備えるようにしてもよい。

光学系１０は、被検眼２７の水晶体２８のデータを得る。図３は、本実施形態に係る光学系１０の構成を示す図である。図３に示すように、光学系１０は、ライン光源１１Ａ、ハーフミラー１１Ｂ、ミラー１１Ｃ、レンズ１１Ｄ、固視標光源１２、光学素子１３、及びラインセンサ１４を含む。本実施形態に係る光学系１０の座標系は、図３に示すように、瞳孔面に垂直方向をＺ軸（光軸）、左右方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とする。

光学素子１３は、ライン光源１１Ａから照射されたライン光を、被検眼２７の瞳孔２９を通過させ、かつ、水晶体２８の厚み方向に直交する第１平面１８上に結像させる。光学素子１３は、ライン光を水晶体２８の直径より大きくなるように第１平面１８上に結像させる。水晶体２８の直径は、通常の成人の場合、９ｍｍ以上１１ｍｍ以下である。このため、光学素子１３は、ライン光を９ｍｍ以上１１ｍｍ以下の直線で第１平面上に結像させる。

図４は、本実施形態に係る光学素子１３としての円錐台の斜視図である。図４に示すように、光学素子１３は、第１面１３Ａと、第２面１３Ｂと、隅角ミラー部１３Ｃとを有する円錐台として構成される。第１面１３Ａは、被検眼２７側に位置し、第１直径を有する。第２面１３Ｂは、被検眼２７とは反対側に位置し、かつ、第１直径より大きい第２直径を有する。隅角ミラー部１３Ｃは、光学素子１３の内部に貼り付けられたミラーであり、光学素子１３に入射されたライン光を、ライン光を水晶体２８の直径より大きくなるように第１平面１８上に結像させるように反射する。

円錐台の頂角と第１直径と第２直径とに基づいて、光学素子１３が第１平面１８上に結像させる範囲が決定される。このため、上記水晶体２８の直径より大きく第１平面１８上に結像させるように光学素子１３を構成することにより、水晶体２８全域を撮影することができる。

また、水晶体２８の直径が、９ｍｍ以上１１ｍｍ以下の範囲とは異なる範囲である場合がある。例えば、大人・子供や、特殊な場合等では、水晶体２８の直径及び厚みが異なる場合がある。このため、水晶体２８の直径が上記範囲外であったり、上記範囲内であるが、範囲が狭かったりする場合がある。これに対応して、円錐台の頂角、第１直径、及び第２直径が異なる複数の光学素子１３を用意しておく。複数の光学素子１３から、入力された属性に応じた光学素子１３を選択するものとすれば、よりユーザ（眼科医又は視機能訓練士）が観察したい範囲で水晶体２８を撮影することができる。属性は、例えば、大人・子供、男性・女性、特殊な場合等が挙げられる。選択された光学素子１３を用いるには、人手で交換しても良いし、自動で交換する構成としてもよい。

ライン光源１１Ａは、線状の光線であるライン光を照射する。ライン光源１１Ａは、例えば、複数のＬＥＤチップを一列に並べて構成される。１本のライン光は、Ｘ軸又はＹ軸を走査可能な光である。以下、本実施形態では、１本のライン光によりＹ軸を走査可能なライン光を例に説明する。

ハーフミラー１１Ｂは、ライン光源１１Ａから射出されたライン光を、ミラー１１Ｃに反射するように構成される。また、ハーフミラー１１Ｂは、水晶体２８を測定したライン光が、光学素子１３、レンズ１１Ｄ、及びミラー１１Ｃを介して入射されると、ラインセンサ１４に反射するように構成される。

ミラー１１Ｃは、ライン光を用いて、光学素子１３の第２面をスキャンする。具体的には、ミラー１１Ｃは、レンズ１１Ｄを経由して、光学素子１３にライン光を反射する。ミラー１１Ｃは回転可能に構成される。ミラー１１Ｃは、制御ユニット１６により回転が制御される。ミラー１１Ｃは、回転することにより、射出されたライン光を、Ｘ軸方向にスキャンさせる。すなわち、ミラー１１Ｃが回転することにより、ライン光が水晶体２８に照射される位置を、Ｘ軸方向に変化させることができる。ミラー１１Ｃは、水晶体２８により反射されたライン光を、ハーフミラー１１Ｂを経由してラインセンサ１４へ入射させる。ミラー１１Ｃは、例えば、ガルバノミラーを用いることができる。

固視標光源１２は、被検者の視点を固定するための固視標となる光の光源である。固視標光源１２は、固視標が被検者に対して視認可能な状態で提示されるように構成される。例えば、固視標光源１２により固視標が発光されると、固視標を反射するミラー（図示しない）により、被検者に対して反射される。

ラインセンサ１４は、水晶体２８により反射されたライン光を検出するためのセンサである。ラインセンサ１４は、検知したライン光を検出信号に変換して出力する。ラインセンサ１４は、当該検出信号を、画像処理装置１７に出力する。

駆動ユニット２０は、光学系１０を、水晶体２８の厚み方向（図３のＺ方向）に所定量ずつ移動させる。具体的には、駆動ユニット２０は、光学系１０を、所定量移動可能に構成される。駆動ユニット２０はステージ機構であり、ベルトと、ベルト下部に配置した回転式モータとで構成され、光学系１０をベルト上部に配置し、回転式モータを回転させることにより、光学系１０を所定量移動させる。他の方法により光学系１０を所定量移動させる構成としてもよい。

駆動ユニット２０は、初期位置として、第１平面１８の位置が水晶体２８の厚み方向の最後面と硝子体との境界又は最前面と房水との境界となるように、光学系１０を移動させる。本実施形態では、初期位置として、第１平面１８の位置が水晶体２８の厚み方向の最後面と硝子体との境界となる場合を例に説明する。所定量は、水晶体２８の厚みに応じた適正量を定めておく。例えば、水晶体２８の厚みは、約４ｍｍであるため、所定量を１ｍｍや０．５ｍｍ等の値に設定しておく。初期位置が、第１平面１８の位置が水晶体２８の厚み方向の最後面と硝子体との境界となる場合、駆動ユニット２０は、第２平面の位置が水晶体２８の厚み方向の最前面と房水との境界となるまで、光学系１０を所定量移動させる。なお、駆動ユニット２０は、光学素子１３とミラー１１Ｃとを少なくとも所定量移動させる構成とすればよく、光学素子１３及びミラー１１Ｃ以外の光学系１０の構成は、移動させない構成としてもよい。

駆動ユニット２０により光学系１０が初期位置から移動されたことにより、第１平面１８と異なる平面であり、かつ、水晶体の厚み方向に直交する第２平面に光学素子１３はライン光を結像させる。第２平面は第１平面１８と平行な平面である。第１平面１８を初期位置とすると、第２平面は、駆動ユニット２０により移動する数Ｎ（Ｎは自然数）だけ存在することとなる。移動数Ｎは、例えば、厚み方向を所定量で割った数である。また、移動数Ｎは、撮影回数でもある。光学系１０は、所定量移動させる度に、厚み方向に直交する平面（第１平面１８又は第２平面）をスキャンする。このように、Ｎ回水晶体２８の厚み方向に直交する平面をスキャンすることにより、Ｎ枚の水晶体２８のスライス画像を取得することができる。これらＮ枚のスライス画像を用いて水晶体２８の３Ｄ画像を生成する。

アライメントユニット３０は、光学系１０が、被検眼２７の水晶体２８が撮影範囲として適正にスキャン可能にするために、位置合わせを行う。すなわち、アライメントユニット３０は、瞳孔２９の中心と、光軸とが一致するように（焦点位置とが直線となるように）、チンレストと額当てとの位置を調整し、ＸＹ平面の位置合わせを行う。そして、方向については、まず、角膜位置検出ライン光を角膜に照射して、センサにより反射光を検出する。次に、ライン光をＺ方向に微動し、反射光の強度（例えば、ラインセンサの中心１０ｐｘの積算）が最大の位置を基準点とする。基準点の位置からＰｍｍ（Ｐｍｍは、初期位置と上記基準点の距離）の位置に、光学系駆動ユニット２０により、光学系を被検眼２７の方向に前進させる。または、光学系のフォーカスレンズを調整することにより焦点位置をＰｍｍ被検眼２７の方向に前進させるようにしてもよい。

図５は、水晶体撮影装置１１０の機能構成の例を示すブロック図である。図５に示すように、水晶体撮影装置１１０は、機能構成として、入力部１０１、選択部１０２、制御部１０３、画像処理部１０４、及び駆動制御部１０５を有する。各機能構成は、ＣＰＵ１６ＡがＲＯＭ１６Ｃに記憶された水晶体撮影プログラムを読み出し、ＲＡＭ１６Ｂに展開して実行することにより実現される。

入力部１０１は、被検眼２７の属性の入力を受け付ける。具体的には、入力部１０１は、大人・子供、男性・女性、特殊な場合等の属性の入力を受け付ける。そして、入力部１０１は、受け付けた属性を、選択部１０２に出力する。

選択部１０２は、複数の光学素子１３から、入力された属性に応じた光学素子１３を選択する。具体的には、選択部１０２は、予め用意された円錐台の頂点が異なる複数の光学素子１３のうち、入力された属性に最も適合する光学素子１３を選択する。例えば、属性が大人かつ一般であれば、水晶体２８の直径が、９ｍｍ以上１１ｍｍ以下の範囲であると推定できるため、この範囲を含み、かつ、余分な範囲を撮影しないような光学素子１３を選択する。選択部１０２は、入力／表示装置１６Ｅを介して選択結果を表示する。そして、ユーザが光学素子１３の交換を行う。または、選択された光学素子１３に自動で交換するように水晶体撮影装置１１０を構成するようにしてもよい。

制御部１０３は、各機能部１０１～１０５と連携し、水晶体撮影装置１１０の各ユニットと光学系１０とを制御する。光学系１０の制御では、制御部１０３は、ライン光源１１Ａに対し、ライン光の照射開始及び照射停止を制御する。また、制御部１０３は、ミラー１１Ｃに対し、ミラー１１Ｃを回転させ、ライン光をＸ軸方向にスキャンする制御を行う。また、制御部１０３は、固視標光源１２に対し、固視標の発光及び発光中止を制御する。また、制御部１０３は、ラインセンサ１４に対し、検出開始及び検出終了の制御を行う。

画像処理部１０４は、画像処理装置１７による画像処理を実行する。

駆動制御部１０５は、駆動ユニット２０及びアライメントユニット３０を制御する。

図６を用いて、水晶体撮影処理の流れを説明する。図６は、水晶体撮影装置１１０による水晶体撮影処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ１６ＡがＲＯＭ１６Ｃ又はストレージから水晶体撮影プログラムを読み出して、ＲＡＭ１３に展開して実行することにより、スキャン処理ルーチンが行なわれる。なお、入力部１０１による入力、及び選択部１０２による選択により、光学素子１３は予め選択されたものとして説明する。

制御部１０３は、選択された光学素子１３が設置され、水晶体撮影処理が開始されると、ステップＳ１００において、制御部１０３は、固視標の発光を固視標光源１２に指示すると共に、駆動制御部１０５に固視標の発光指示を出力する。

ステップＳ１０１において、駆動制御部１０５は、アライメントユニット３０による位置合わせを行う。具体的には、駆動制御部１０５は、図示せぬ赤外光等による前眼部撮影により得られた被検眼２７の前眼部画像を用いて、光軸が瞳孔２９の中心となるようにアライメントユニット３０を駆動させ、被検眼２７と光学系１０との位置合わせを行う。そして、駆動制御部１０５は、被検眼２７が一定方向を向くように、固視標光源１２を発光させる。

ステップＳ１０２において、駆動制御部１０５は、光学系１０を初期位置に移動させるように、駆動ユニット２０のＺ方向の位置を制御する。このとき、駆動ユニット２０は、初期位置として、第１平面１８の位置が水晶体の厚み方向の最後面と硝子体との境界又は最前面と房水との境界となるように、光学系１０を移動させる。駆動制御部１０５は、光学系１０を初期位置に移動させると、光学系１０を初期位置に移動したことを示す信号を制御部１０３に出力する。

ステップＳ１０３において、制御部１０３は、駆動制御部１０５により駆動ユニット２０が光学系１０を初期位置に移動したことを示す信号を受け取ると、光学系１０のフォーカスを、水晶体２８の厚み方向に直交する平面に合わせる。フォーカスの調整は、フォーカス調整機構（図示しない）によって行う構成とすることができる。

ステップＳ１０４において、制御部１０３は、ライン光の照射開始をライン光源１１Ａに指示する。

ステップＳ１０５において、制御部１０３は、ミラー１１Ｃの回転によるＸ軸方向のスキャン、及びラインセンサ１４による検出を制御する。

具体的には、制御部１０３は、ミラー１１Ｃの回転によるＸ軸方向のスキャン、及びラインセンサ１４による検出開始を行う（図７（１））。

また、Ｘ軸方向のスキャンが終わると、制御部１０３は、駆動制御部１０５に、スキャン終了信号を出力する。

制御部１０３は、下記ステップＳ１０７により、駆動制御部１０５により駆動ユニット２０が光学系１０を所定量移動したこと（図７（２））を示す信号を受け取る度に、ライン光源１１Ａによるライン光の照射開始、ミラー１１Ｃの回転によるＸ軸方向のスキャン、及びラインセンサ１４による検出開始を行う（図７（３））。

ステップＳ１０６において、駆動制御部１０５は、制御部１０３から、スキャン終了信号を受け取ると、光学系１０を水晶体２８の厚み方向に所定量移動させるように、駆動ユニット２０を制御する。

ステップＳ１０７において、駆動制御部１０５は、水晶体の厚み方向の最前面と房水との境界を検出したか否かを判定する。

検出していない場合（上記ステップＳ１０７のＮＯ）、所定量移動したことを示す信号を制御部１０３に出力し、ステップＳ１０５に戻る。このとき、フォーカスが合っている面が、第２平面である。

一方、検出している場合（上記ステップＳ１０７のＹＥＳ）、駆動制御部１０５は、制御部１０３に、移動終了信号を出力し、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において、制御部１０３は、駆動制御部１０５により移動終了信号を受け取ると、ライン光源１１Ａによるライン光の照射停止、ミラー１１Ｃの回転によるＸ軸方向のスキャンの終了、固視標光源１２による固視標の発光中止、及びラインセンサ１４による検出終了を行う。そして、制御部１０３は、ラインセンサ１４による検出信号を、画像処理部１０４に出力する。

ステップＳ１０９において、画像処理部１０４は、光学系１０によって得られた検出信号に基づいて、被検眼２７の水晶体の３次元画像である水晶体３次元画像を生成する。

具体的には、画像処理部１０４は、光学系１０によって得られた検出信号（水晶体２８のＮ回の撮影により得られた検出信号）に基づいて、被検眼２７の水晶体２８の３次元画像である水晶体３次元画像を生成する。当該検出信号には、Ｎ回分の検出信号が含まれ、それぞれのスキャンの検出信号にはＸＹ平面における座標と、当該座標における散乱強度が含まれる。

画像処理部１０４は、水晶体２８の第１平面１８で反射されたライン光を検出して得られた第１検出信号（１回目（初回）の検出信号）から第１スキャン画像を生成する。また、画像処理部１０４は、水晶体２８の第２平面で反射されたライン光を検出して得られた第２検出信号（２回目からＮ回目までのそれぞれの検出信号）から第２スキャン画像を生成する。そして、第１スキャン画像と第２スキャン画像とに基づいて、水晶体三次元画像を生成する。以下では、第１検出信号と第２検出信号とを特に区別しない場合、単に検出信号と呼ぶ。

図８は、検出信号から、３次元画像を生成する過程を表すイメージ図を示す。図８に示すように、画像処理部１０４は、まず、光学系１０が初期値から移動する度にスキャンした検出信号をＸＹ平面の画像である複数のスライスデータにする（図８（ａ））。次に、画像処理部１０４は、各スライスデータから、水晶体２８に対応する検出信号以外の検出信号を削除する（図８（ｂ））。次に、画像処理部１０４は、各スライスデータを合成して、１つの３次元マップデータとする（図８（ｃ））。次に、画像処理部１０４は、３次元マップデータの各座標のエッジを各座標の散乱強度に基づいて検出し、透明部位と白濁部位との強度差を強調した３次元画像を生成する（図８（ｄ））。

ステップＳ１１０において、画像処理部１０４は、水晶体三次元画像を、撮影日、被検者の識別情報、水晶体以外の被検眼２７の情報等のユーザが診断に用いる情報と共に表示する画面を生成する。具体的には、画像処理部１０４は、水晶体三次元画像、撮影日、被検者の識別情報、及び水晶体以外の被検眼２７の情報等のユーザが診断に用いる情報（前眼部画像、眼球３次元画像、眼底画像や、眼軸長等の情報）と共に表示する画面２０００を生成する。そして、画面２０００に対応する画像信号が入力／表示装置１６Ｅに出力され、モニター等に表示される。

図９に、水晶体三次元画像が表示される画面２０００の一例を示す。図９に示す画面は、水晶体内部構造の観察を可能とする画面であり、識別情報部２０００Ａ、画像部２０００Ｂ、及び操作パネル部２０００Ｃで構成される。識別情報部２０００Ａには、被検者である患者のＩＤ、年齢等の患者の識別情報が表示される。画像部２０００Ｂには、当該水晶体三次元画像の撮影日（ＹＹＹＹ／ＭＭ／ＤＤ）と、画像処理部１０４により生成された水晶体三次元画像と、眼球モデルに水晶体三次元を重ねた被検眼ビューと、ユーザの診察時のコメントやメモをテキストとして表示する欄とが表示される。識別情報やテキスト等の各情報は、予め記憶され、又はユーザにより入力される。

なお、画面には水晶体三次元画像を解析して得られた水晶体の混濁体積、混濁体積比等の情報も表示してよい。検出信号により得られる散乱強度は、水晶体における白濁度合マップ作成、又は水晶体の体積算出に使用できる。水晶体体積は、測定時に検出した境界面を設定し、水晶体を微小立方体の集合と近似して、その積分を求めることにより算出できる。このような、白濁度合マップは、眼科医の診察において有益な情報である。例えば、白内障の初期から中期における進行度検査や、白内障抑制の目薬の効果の検討等に用いることができる。

操作パネル部２０００Ｃは、ユーザが操作するためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｃｅ）である。操作パネル部２０００Ｃは、水晶体三次元画像を二次元画像に変換する操作を行うためのボタンや、過去データを参照する操作を行うためのボタン、水晶体を解析するための画面を表示する操作を行うボタン等、種々の操作を行うためのボタン（メニュー画面を含む）を採用することができる。

ステップＳ１１１において、画像処理部１０４は、上記ステップＳ１１０により生成した画面２０００を、入力／表示装置１６Ｅに出力し、モニター等に表示する

以上説明したように、本開示の実施形態に係る水晶体撮影装置によれば、線状の光線であるライン光を照射する光源部と、光源部により照射されたライン光を、被検眼の瞳孔を通過させ、かつ、水晶体の厚み方向に直交する第１平面上に結像させる光学素子と、ライン光をスキャンするスキャナーと、水晶体により反射されたライン光を検出するセンサ部と、を含むため、簡単な構成で精度の高い水晶体の散乱光データを得ることができる。

また、上記の光学素子は、ライン光を水晶体の直径より大きくなるように第１平面上に結像させるため、水晶体の全域を含んで撮影することができる。このため、精度の高い水晶体の散乱光データを得ることができる。

また、センサ部の出力に基づいて、水晶体の三次元構造を示す水晶体三次元画像を生成するため、簡単な構成で精度の高い水晶体の画像を得ることができる。

また、上記の光学素子は、被検眼側に位置し第１直径を有する第１面と、被検眼とは反対側に位置し、かつ、第１直径より大きい第２直径を有する第２面とからなる円錐台であり、スキャナーは、円錐台の第２面をスキャンし、光学素子を厚み方向に移動させ、光学素子は、移動されたことにより、第１平面と異なる平面であり、かつ、水晶体の厚み方向に直交する第２平面にライン光を結像させる。このため、精度の高い水晶体の三次元画像を得ることができる。

また、被検眼の属性の入力を受け付け、円錐台のサイズが異なる複数の光学素子から、入力された属性に応じた光学素子を選択する。水晶体の直径や厚みが異なる被検眼についても、属性に応じた光学素子を選択することができるため、より精度の高い水晶体の三次元画像を得ることができる。

また、本開示によるライン光と光学素子の組み合わせにより水晶体全体の三次元画像を得ることができる。ＯＣＴ撮影ではＯＣＴの測定光が水晶体の一部にしか照射することができないが、本開示では水晶体全体を撮影することが可能となる。ＯＣＴでは水晶体の中心部の画像から推測により水晶体の端部の形状を得ることができるが、本開示では水晶体の全体の三次元画像を得ることができるので、推測ではなく実際の被検者の水晶体の形状の情報を得ることができる。よって、ＩＯＬ（眼内レンズ）を選定するにあたっての前眼部測定器として有用である。

なお、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上記の光学素子１３が円錐台である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、円錐台以外の形状を採用してもよい。図１０に、他の形状の例を示す。図１０に示すように、光学素子１３は、角錐の形状であっても、曲面の形状であっても、平面と曲面とが混在する形状であってもよい。図１０では、上記円錐台の場合（図４）と対応させるため、同一の符号を付している。このように、光学素子１３は、第１面１３Ａと、第２面１３Ｂと、隅角ミラー部１３Ｃとを有している構成であれば、これらの形状に限定されず、様々な形状を採用することができる。

［光学系の変形例］
ここで、光学系の変形例１～３について説明する。
（変形例１）
上記実施形態では、光学系１０は、ライン光源１１Ａを用いて構成される例を用いて説明した。変形例１では、面光源を用いる場合について説明する。なお、上記実施形態と同一の構成について、同一の符号を付して説明を省略する。

図１１に示すように、変形例１に係る光学系５０は、面光源５０Ａ、ハーフミラー１１Ｂ、ミラー５０Ｃ、スリット付きマスク５０Ｆ、レンズ１１Ｄ、固視標光源１２、光学素子１３、及びラインセンサ１４を含む。なお、簡便のため、ハーフミラー１１Ｂ及びラインセンサ１４については、図示を省略する。

面光源５０Ａは、面状の光線を射出する。面状の光線は、例えば、線状の光線であるライン光の束である。

ミラー５０Ｃは、面状の光線を用いて、光学素子１３の第１面及び第２面をスキャンする。具体的には、ミラー５０Ｃは、スリット付きマスク５０Ｆ及びレンズ１１Ｄを経由して、光学素子１３に面状の光線を反射する。上記実施形態では、ミラー１１Ｃは回転可能に構成されたが、ミラー５０Ｃは固定されており、回転しない。

スリット付きマスク５０Ｆは、中央に設けられた線状のスリットを設けたマスクである。スリット付きマスク５０Ｆは、制御ユニット１６により回転が制御される。スリット付きマスク５０Ｆは、面状に射出された光線を、スリットのみ通過させることにより、線状の光線をレンズ１１Ｄに通過させる。スリット付きマスク５０Ｆは、回転することにより、射出された面状の光線を線状の光線とし、Ｘ軸方向にスキャンさせる。

このとき、スリット付きマスクが回転することでスキャンを行うため、光学素子１３は、円錐台である場合に最も精度よく水晶体を撮影することができる。

変形例１では、ステップＳ１０５において、制御部１０３は、スリット付きマスク５０Ｆの回転によるＸ軸方向のスキャン、及びラインセンサ１４による検出を制御する。

具体的には、制御部１０３は、スリット付きマスク５０Ｆミラー１１Ｃの回転によるＸ軸方向のスキャン、及びラインセンサ１４による検出開始を行う（図１１（１））。

また、Ｘ軸方向のスキャンが終わると、制御部１０３は、駆動制御部１０５に、スキャン終了信号を出力する。

制御部１０３は、下記ステップＳ１０７により、駆動制御部１０５により駆動ユニット２０が光学系１０を所定量移動したこと（図７（２））を示す信号を受け取る度に、ライン光源１１Ａによる面状の光線の照射開始、スリット付きマスク５０Ｆの回転によるＸ軸方向のスキャン、及びラインセンサ１４による検出開始を行う。

ステップＳ１０６において、駆動制御部１０５は、制御部１０３から、スキャン終了信号を受け取ると、光学系５０を水晶体２８の厚み方向に所定量移動させるように、駆動ユニット２０を制御する。

（変形例２）
上記実施形態では、光学系１０は、ライン光源１１Ａから照射された１つのライン光を用いてスキャンする場合を例に説明した。変形例２では、ライン光源１１Ａから照射された２つのライン光を用いてスキャンする場合について説明する。なお、上記実施形態と同一の構成について、同一の符号を付して説明を省略する。

図１２に示すように、変形例２では、光学素子１３の隅角ミラー部１３Ｃを２箇所用いてスキャンを行う。ライン光源１１Ａは、対称な２つのライン光をミラー１１Ｃに、射出する。

光学素子１３は、光学素子１３内部の隅角ミラー部１３Ｃにより、対称な２つのライン光を用いて第１平面１８をスキャンする。光学素子１３が円錐台でない場合、隅角ミラー部１３Ｃは、光学素子１３内において対象に設ける。

このように、２つのライン光を用いる場合、１つのライン光を用いる場合よりもスキャン時間が短くなるため、精度よく、かつ、高速に水晶体を撮影することが可能となる。また、光学素子１３が円錐台でない場合にも適用することができる。

（変形例３）
上記変形例１では、光学系そのものを動かす場合について説明した。変形例３では、光学系そのものではなく、焦点位置を動かす場合について説明する。なお、上記実施形態及び変形例１と同一の構成について、同一の符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、変形例１に係る光学系５０は、面光源５０Ａ、ハーフミラー１１Ｂ、ミラー５０Ｃ、スリット付きマスク５０Ｆ、レンズ１１Ｄ、固視標光源１２、光学素子１３、ラインセンサ１４、及びズームレンズ調整部６０を含む。なお、簡便のため、ハーフミラー１１Ｂ及びラインセンサ１４については、図示を省略する。

ズームレンズ調整部６０は、レンズ１１Ｄを制御する。

変形例３では、ステップＳ１０６において、ズームレンズ調整部６０は、制御部１０３から、スキャン終了信号を受け取ると、レンズ１１Ｄを水晶体２８の厚み方向に所定量移動させる。これにより、焦点位置を移動させてスライス画像を得る。

変形例３によれば、光学系そのものを動作させる場合よりも、動力が小さくなるため、小コストに水晶体を撮影することができる。

また、上記実施形態では、通信を介して設定画面等を表示する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、水晶体撮影装置１１０と画像ビューワ１５０とを、１つの装置として構成してもよい。また、水晶体撮影装置１１０の機能を画像ビューワ１５０に構成してもよい。例えば、画像処理装置１７の機能を、画像ビューワ１５０に構成してもよい。

また、水晶体撮影装置１１０の画像処理装置１７を別の装置として実装してもよい。この場合、水晶体撮影装置１１０と画像処理装置１７とを、ネットワーク１３０を介して通信するように構成してもよい。この場合、水晶体三次元画像や画面の生成をオンライン処理として画像処理装置１７が行う構成とすることができる。

また、上記実施形態では、水晶体撮影装置１１０のモニターに画面２０００を表示する構成を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、通信を介して画面２０００を表示する構成とすることができる。この場合、水晶体撮影装置１１０は、生成した画面２０００を、画像ビューワ１５０に送信する。そして、画像ビューワ１５０は、ネットワーク１３０を介して水晶体撮影装置１１０から受信した画面の表示を行う。画像ビューワ１５０は、ユーザから操作の入力を受け付ける構成とすることができる。この場合、受け付けた操作を、ネットワーク１３０を介して水晶体撮影装置１１０に送信する。なお、画像ビューワ１５０に表示した後の、ユーザによる操作については説明を省略する。

また、上記実施形態では、水晶体撮影装置１１０において、水晶体三次元画像の生成及び画面２０００の生成を行う構成を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、水晶体三次元画像の生成と画面２０００の生成とを、それぞれ別の装置が行う構成としてもよいし、これらを水晶体撮影装置１１０以外の１つの装置が行う構成としてもよい。

例えば、水晶体撮影装置１１０が、検出信号をサーバ１４０に送信する。サーバ１４０は、検出信号を受信すると、水晶体三次元画像の生成を行う。次に、サーバ１４０は、画面２０００の生成を行う。そして、サーバ１４０は、生成した画面２０００を、水晶体撮影装置１１０に送信する。そして、水晶体撮影装置１１０は画面２０００の表示を行う。なお、サーバ１４０が、画面２０００を画像ビューワ１５０に送信し、画像ビューワ１５０が画面２０００を表示する構成としてもよい。

また、精度よく水晶体の散乱光データを得ることができることから、水晶体の白濁部位を精密に把握することができる。このため、散乱光データに基づいて、白濁部位を避けて眼底撮影をすることができる。

また、上記実施形態の手法により得られた水晶体三次元画像により、ＯＣＴ／ＳＬＯ装置１２０において、下記（１）～（３）の段階検査を可能とする。
（１）水晶体混濁を観察し、網膜へのレーザー投影が可能か／可能な入射角度を判断する。
（２）Ｆｕｎｄｕｓ／ＳＬＯ／ＯＣＴにより眼底／網膜断層像撮影を実施する。
（３）水晶体三次元画像又は水晶体のスライスデータに基づく画像と、ＯＣＴ／ＳＬＯ装置１２０により撮影した網膜とを同時に表示する。例えば、図１４に示すように、被検眼ビュー２１００Ｄにおいて、網膜画像に水晶体のスライスデータに基づく画像のうち代表的な画像を重ねて表示する。

なお、上記実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行したスキャンプログラムを、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、水晶体撮影プログラムを、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

すなわち、光源部に、線状の光線であるライン光を照射させ、光学素子に、前記光源部により照射された前記ライン光を、被検眼の瞳孔を通過させ、かつ、水晶体の厚み方向に直交する第１平面上に結像させ、スキャナーに、前記ライン光をスキャンさせ、センサ部に、前記水晶体により反射された前記ライン光を検出させる制御部を含む水晶体撮影装置としてもよい。

また、上記各実施形態では、スキャンプログラムがＲＯＭ１６Ｃ又はストレージに予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体に記憶された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

以上の実施形態に関し、更に以下の技術を開示する。
光源部に、線状の光線であるライン光を照射させ、
光学素子に、前記光源部により照射された前記ライン光を、被検眼の瞳孔を通過させ、かつ、水晶体の厚み方向に直交する第１平面上に結像させ、
スキャナーに、前記ライン光をスキャンさせ、
センサ部に、前記水晶体により反射された前記ライン光を検出させる
ことをコンピュータに実行させる水晶体撮影プログラムを記憶した非一時的記憶媒体を含むコンピュータープログラム製品。

本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術企画が参照により取り込まれることが具体的にかつ個々に記載された場合と同様に、本明細書中に参照により取り込まれる。

１０ 光学系
１１Ａ ライン光源
１１Ｂ ハーフミラー
１１Ｃ ミラー
１１Ｄ レンズ
１２ 固視標光源
１３ 光学素子
１３Ａ 第１面
１３Ｂ 第２面
１３Ｃ 隅角ミラー部
１４ ラインセンサ
１６ 制御ユニット
１６Ａ ＣＰＵ
１６Ｂ ＲＡＭ
１６Ｃ ＲＯＭ
１６Ｄ ポート
１６Ｅ 表示装置
１６Ｆ 通信インターフェース
１７ 画像処理装置
１８ 第１平面
２０ 光学系駆動ユニット
２７ 被検眼
２８ 水晶体
２９ 瞳孔
３０ アライメントユニット
５０ 光学系
５０Ａ 面光源
５０Ｃ ミラー
５０Ｆ マスク
６０ ズームレンズ調整部
１００ 眼科システム
１０１ 入力部
１０２ 選択部
１０３ 制御部
１０４ 画像処理部
１０５ 駆動制御部
１０６ 表示部
１０７ 通信部
１１０ 水晶体撮影装置
１２０ ＯＣＴ／ＳＬＯ装置１２０
１３０ ネットワーク
１４０ サーバ
１５０ 画像ビューワ
２０、２１ 画面
２０００Ａ、２１００Ａ 識別情報部
２０００Ｂ、２１００Ｂ 画像部
２０００Ｃ、２１００Ｃ 操作パネル部
２１００Ｄ 被検眼ビュー

Claims (13)

1. ライン光を照射する光源部と、
   前記光源部により照射された前記ライン光を、被検眼の瞳孔を通過させ、かつ、水晶体の厚み方向に直交する第１平面上に結像させる光学素子と、
   回転し、前記ライン光を反射して前記光学素子上をスキャンするスキャナーと、
   前記水晶体により反射された前記ライン光を検出するセンサ部と、
   を含む水晶体撮影装置。
2. 前記光学素子は、前記ライン光を前記水晶体の直径より大きくなるように前記第１平面上に結像させる
   請求項１記載の水晶体撮影装置。
3. 前記光学素子は、前記ライン光を９ｍｍ以上１１ｍｍ以下の直線で前記第１平面上に結像させる
   請求項１又は請求項２記載の水晶体撮影装置。
4. メモリと、
   前記メモリに接続された少なくとも１つのプロセッサと、
   を更に含み、
   前記プロセッサは、
   前記センサ部の出力に基づいて、前記水晶体の三次元構造を示す水晶体三次元画像を生成する
   請求項１～請求項３の何れか１項記載の水晶体撮影装置。
5. 前記光学素子は、前記被検眼側に位置し第１直径を有する第１面と、前記被検眼とは反対側に位置し、かつ、前記第１直径より大きい第２直径を有する第２面とからなる円錐台を含む
   請求項４記載の水晶体撮影装置。
6. 前記スキャナーは、前記円錐台の前記第２面をスキャンする
   請求項５記載の水晶体撮影装置。
7. 前記光学素子を前記厚み方向に移動させる移動部
   を更に含み、
   前記光学素子は、前記移動部により移動されたことにより、前記第１平面と異なる平面であり、かつ、前記水晶体の厚み方向に直交する第２平面に前記ライン光を結像させる
   請求項５又は請求項６記載の水晶体撮影装置。
8. 前記移動部は、前記光学素子と前記スキャナーとを少なくとも含む光学ユニットを移動させる
   請求項７記載の水晶体撮影装置。
9. 前記移動部は、前記厚み方向に、前記光学ユニットを所定量ずつ移動させる
   請求項８記載の水晶体撮影装置。
10. 前記プロセッサは、
    前記水晶体の前記第１平面で反射された前記ライン光を検出して得られた第１検出信号から第１スキャン画像を生成し、
    前記水晶体の前記第２平面で反射された前記ライン光を検出して得られた第２検出信号から第２スキャン画像を生成し、
    前記第１スキャン画像と前記第２スキャン画像とに基づいて、前記水晶体三次元画像を生成する
    請求項９記載の水晶体撮影装置。
11. 前記プロセッサは、
    前記被検眼の属性の入力を受け付け、
    前記円錐台の頂角が異なる複数の前記光学素子から、入力された前記属性に応じた前記光学素子を選択する
    請求項９又は請求項１０記載の水晶体撮影装置。
12. 光源部が、ライン光を照射し、
    光学素子が、前記光源部により照射された前記ライン光を、被検眼の瞳孔を通過させ、かつ、水晶体の厚み方向に直交する第１平面上に結像させ、
    スキャナーが、回転し、前記ライン光を反射して前記光学素子上をスキャンし、
    センサ部が、前記水晶体により反射された前記ライン光を検出する
    水晶体撮影方法。
13. メモリと、
    前記メモリに接続された少なくとも１つのプロセッサと、
    を含み、
    前記プロセッサは、
    光源部に、ライン光を照射させ、
    光学素子に、前記光源部により照射された前記ライン光を、被検眼の瞳孔を通過させ、かつ、水晶体の厚み方向に直交する第１平面上に結像させ、
    スキャナーに、回転させ、前記ライン光を反射させて前記光学素子上をスキャンさせ、
    センサ部に、前記水晶体により反射された前記ライン光を検出させる
    ことを含む処理をコンピュータに実行させるための水晶体撮影プログラム。