JP7722064B2 - 眼科撮影装置 - Google Patents
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Description
眼科撮影装置は、被検眼に照射された測定光と参照光との干渉を用いて前記被検眼の断層画像を取得するためのOCT光学系と、被検眼上で、走査ラインを前記走査ラインと交差する方向へ変位させる光スキャナを有し、複数の走査ラインに基づく正面画像を取得するための観察光学系と、前記OCT光学系を制御して前記断層画像を繰り返し取得するOCT撮影を実行するOCT制御手段と、前記観察光学系を制御することによって第1正面画像を取得すると共に、前記OCT撮影と並行して前記観察光学系を制御することによって前記第1正面画像に対して前記走査ラインを間引いた第2正面画像を繰り返し取得する、観察制御手段と、前記第1正面画像を、前記OCT撮影で取得される前記断層画像と対応する記録用の画像データに設定し、更に、前記繰り返し取得される前記第2正面画像を処理して前記OCT撮影の間に生じた位置ずれを検出する、正面画像処理手段と、を備え、前記観察制御手段は、前記OCT撮影の最適化処理を開始するための最適化信号に基づいて、前記最適化処理の少なくとも一部では前記第2正面画像を取得し、前記最適化処理の完了後には前記第1正面画像を取得する。
本開示に係る眼科撮影装置の実施形態を説明する。以下の<>にて分類された項目は、独立または関連して利用され得る。
OCT光学系は、被検眼に照射された測定光と参照光との干渉信号を処理し、被検眼の断層画像を取得するための光学系である。例えば、OCT光学系は、フーリエドメインOCT光学系を基本的構成としてもよい。フーリエドメインOCT光学系としては、スペクトルドメインOCT(SD-OCT)光学系であってもよいし、波長掃引式OCT(SS-OCT)光学系であってもよい。また、例えば、OCT光学系は、タイムドメインOCT(TD-OCT)を基本構成としてもよい。
OCT制御手段は、OCT光学系を制御して断層画像を繰り返し取得するOCT撮影を実行する。例えば、OCT制御手段は、被検眼上で測定光を走査させ、被検眼上の各々の走査位置において、干渉信号を取得してもよい。測定光は、種々の走査パターン(一例として、ライン、クロス、マルチ、マップ、ラジアル、サークル、等)に対応する走査ラインに沿って、X方向及びY方向のいずれかの方向に走査されるか、または、二次元的に走査されてもよい。また、例えば、OCT制御手段は、各々の走査位置における干渉信号に基づいて、断層画像を取得してもよい。
観察光学系は、被検眼上で、観察光を走査する走査ラインを、この走査ラインと交差する方向へ変位させる光スキャナ(例えば、ガルバノスキャナ212)を有し、複数の走査ラインに基づく正面画像を取得するための光学系である。例えば、光スキャナとしては、反射ミラー(例えば、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ、等)が用いられてもよい。また、光スキャナとしては、光の進行方向を変化させる音響光学素子が用いられてもよい。
観察制御手段は、観察光学系を制御することによって第1正面画像を取得すると共に、OCT撮影と並行して観察光学系を制御することによって第1正面画像に対して走査ラインを間引いた第2正面画像を繰り返し取得する。
正面画像処理手段は、第1正面画像を、OCT撮影で取得される断層画像と対応する記録用の画像データに設定する。ここで、一般的には、OCT撮影で取得される断層画像と対応する正面画像であって、繰り返しの正面画像における最初の画像(つまり、走査ラインの本数を間引いた最初の正面画像)が、記録用の画像データとして設定されることが多い。これは、OCT光学系における断層画像と、観察光学系における正面画像と、の相関をとりやすいためであるが、前述のように画質が低下し、適切な観察を行えない可能性が生じ得る。本実施形態において、第1正面画像は、第2正面画像と比較して走査ラインの本数が多いために画質がよく、このような第1正面画像を用いることで、被検眼を好適に観察することができる。
以下の説明においては、眼科撮影装置として、被検眼の眼底撮影を行う眼底撮影装置を例に挙げて説明を行う。もちろん、眼科撮影装置としては、眼底撮影装置に限定されず、被検眼の前眼部撮影を行う前眼部撮影装置等が挙げられる。
OCT光学系100は、被検眼Eの組織(例えば、眼底Ef)の断層画像を取得するための光干渉光学系であり、光断層干渉計(OCT:Optical Coherence Tomography)の構成を備える。具体的には、OCT光学系100は、測定光源102、カップラー(光分割器)104、測定光学系106、参照光学系110、および検出器(受光素子)120を主に備える。
観察光学系(正面像観察デバイス)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201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走査部210と、眼底と略共役位置に配置された共焦点開口208を介して眼底反射光を受光する第2の受光素子209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。
固視標投影ユニット300は、被検眼Eの視線方向を誘導するための光学系を有する。投影ユニット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。
制御部70は、CPU(プロセッサ)、RAM、ROM等を備える。制御部70のCPUは、眼科撮影装置10の制御を司る。RAMは、各種情報を一時的に記憶する。制御部70のROMには、眼科撮影装置10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。
以上のような構成を備える装置について、その制御動作を図3のフローチャート図を用いて説明する。本実施例では、被検眼の眼底Efの断層画像を取得する場合について説明する。
検者は、固視標投影ユニット300の固視標を注視するように被検者に指示する。図示無き前眼部観察用カメラで撮影される前眼部観察像が、表示部75に表示される。そこで、検者は、操作部74を操作して、前眼部の瞳孔中心に測定光軸が位置されるように、アライメントを開始させる。
以下、走査パターンとして、ラインスキャンパターンが設定された場合を例として説明する。なお、走査パターン25は、検者の操作に基づいて任意の形状に予め設定される。例えば、複数用意された走査パターンから選択される。
検者は、走査パターン25の位置を設定すると、操作部74を操作して、撮影条件の最適化を開始させる。制御部70は、操作部74からの操作信号に基づいて、最適化制御を開始する。例えば、最適化制御を行うことによって、検者が所望する組織(ここでは、眼底)が高感度・高解像度で観察できるようになる。例えば、最適化制御は、OCT光学系100については光路長調整、フォーカス調整、偏光状態の調整(ポラライザ調整)であり、SLO光学系についてはフォーカス調整である。
図5は、制御動作のタイムチャートである。図の長方形の横幅は、正面画像又は断層画像を取得するために要する時間の長さを表している。また、矢印αは、観察光学系200から制御部70に対する入力を表している。また、矢印βは、制御部70からOCT光学系100に対する入力を表している。
次いで、制御部70は、走査パターン25の設定に基づく走査位置における断層画像(Bスキャン画像)の取り込み動作を開始する(<S51:断層画像の取り込み>)。また、制御部70は、断層画像の取り込みと並行して、正面画像(正面画像g1,g2,…,g(n))を繰り返し取得し、眼の移動を監視する(<S52:眼の移動の監視>)。なお、例えば、レリーズ信号の入力に基づいて正面画像G1が取得された後、続いて正面画像g1の取り込み動作が行われることにより、記録画像と正面画像g1との間にはずれが生じにくい。
制御部70は、同一の走査位置での複数の断層画像を取得するため、眼底上の略同一位置での走査を、所定のフレームレート(例えば、100kHz)で繰り返す。詳細には、制御部70は、設定された走査位置に関して、光スキャナ108を用いて測定光を複数回走査する。そして、制御部70は、同一の走査位置における断層画像を複数フレーム(n枚(n≧2))生成する。
制御部70は、複数枚の断層画像を取得すると並行して、1枚の正面画像を繰り返し取得し、眼の移動を監視する。例えば、本実施例において、断層画像を取得するフレームレートは、正面画像を取得するフレームレートの4倍である。すなわち、4枚の断層画像が取得されるごとに、1枚の正面画像が得られ、これに基づいて眼の移動を監視する。
眼の移動を監視するにあたり、制御部70はガルバノスキャナ212を制御して、走査ラインの間隔を大きく変化させ、測定光の走査ラインを間引く(図2(b)参照)。例えば、制御部70は、レリーズ信号が入力される前と入力された後において、走査ラインの間隔を2倍にする。これによれば、正面画像を形成する走査ラインの数が半分に間引かれ、1枚の正面画像を取得するための所要時間が半分になる。また、正面画像のフレームレートが、フレームレートA1(例えば、12.5kHz)からフレームレートA2(例えば、25kHz)へと変更され、2倍速になる。例えば、フレームレートを上昇させることで、眼の移動があるか否かの判定、及び、走査位置を補正する頻度が上昇し、より好適な断層画像が取得できる。
制御部70は、フレームレートA2で正面画像を取得するごとに、眼の移動があるか否かを判定し、測定光の走査位置を補正する。まず、制御部70は、正面画像の位置ずれを検出するための基準画像を設定する。なお、基準画像としては、正面画像を取得するフレームレートがA2変更されてから1枚目に取得された正面画像g1が用いられる。もちろん、他の正面画像が基準画像として用いられてもよい。
次いで、制御部70は、複数枚取得された断層画像を合成し、1枚の合成画像を取得する。制御部70は、基準画像g1と並行して取得されたOCT画像を、OCTテンプレートとして設定する。また、制御部70は、OCTテンプレートに対して、断層画像を合成することにより加算平均データを得る。得られた加算平均データは、メモリ74に記憶される。なお、加算平均データは、加算平均画像自体であってもよいし、加算平均画像の基礎となる輝度情報(各画像の輝度を加算した輝度情報)であってもよい。なお、画像を合成する際、制御部70は、断層画像間の位置合わせを画像処理により行うことが好ましい(例えば、位置合わせ手法については、特開2010-110392号公報を参照されたい)。
本実施例においては、ガルバノスキャナの走査を制御することで、走査ラインを半分に間引く場合について説明したが、これに限定されない。例えば、走査ラインを間引くのは、全体の半分でなくてもよい。一例として、走査ラインの間隔を3倍にすると、走査ラインは1/3に間引ける。例えば、走査ラインの間隔が大きくなるほど、より多くの走査ラインを間引ける。この場合、正面画像を取得するフレームレートが上昇するため、より高頻度でトラッキングを行うことができる。
70 制御部
100 OCT光学系
200 観察光学系
210 走査部
212 ガルバノスキャナ
Claims (5)
- 被検眼に照射された測定光と参照光との干渉を用いて前記被検眼の断層画像を取得するためのOCT光学系と、
被検眼上で、走査ラインを前記走査ラインと交差する方向へ変位させる光スキャナを有し、複数の走査ラインに基づく正面画像を取得するための観察光学系と、
前記OCT光学系を制御して前記断層画像を繰り返し取得するOCT撮影を実行するOCT制御手段と、
前記観察光学系を制御することによって第1正面画像を取得すると共に、前記OCT撮影と並行して前記観察光学系を制御することによって前記第1正面画像に対して前記走査ラインを間引いた第2正面画像を繰り返し取得する、観察制御手段と、
前記第1正面画像を、前記OCT撮影で取得される前記断層画像と対応する記録用の画像データに設定し、更に、前記繰り返し取得される前記第2正面画像を処理して前記OCT撮影の間に生じた位置ずれを検出する、正面画像処理手段と、を備え、
前記観察制御手段は、前記第2正面画像の取得を開始するための撮影信号に基づいて、前記第1正面画像及び前記第2正面画像を取得することを特徴とする眼科撮影装置。 - 請求項1の眼科撮影装置において、
前記観察制御手段は、前記撮影信号に基づいて、前記撮影信号を受信する直前の前記正面画像を前記第1正面画像として取得すると共に、前記第1正面画像の取得から前記第2正面画像の取得へと切り換えることを特徴とする眼科撮影装置。 - 請求項1または2の眼科装置において、
前記観察制御手段は、前記OCT撮影の最適化処理を開始するための最適化信号に基づいて、前記最適化処理の少なくとも一部では前記第2正面画像を取得し、前記最適化処理の完了後には前記第1正面画像を取得することを特徴とする眼科撮影装置。 - 被検眼に照射された測定光と参照光との干渉を用いて前記被検眼の断層画像を取得するためのOCT光学系と、
被検眼上で、走査ラインを前記走査ラインと交差する方向へ変位させる光スキャナを有し、複数の走査ラインに基づく正面画像を取得するための観察光学系と、
前記OCT光学系を制御して前記断層画像を繰り返し取得するOCT撮影を実行するOCT制御手段と、
前記観察光学系を制御することによって第1正面画像を取得すると共に、前記OCT撮影と並行して前記観察光学系を制御することによって前記第1正面画像に対して前記走査ラインを間引いた第2正面画像を繰り返し取得する、観察制御手段と、
前記第1正面画像を、前記OCT撮影で取得される前記断層画像と対応する記録用の画像データに設定し、更に、前記繰り返し取得される前記第2正面画像を処理して前記OCT撮影の間に生じた位置ずれを検出する、正面画像処理手段と、を備え、
前記観察制御手段は、前記OCT撮影の最適化処理を開始するための最適化信号に基づいて、前記最適化処理の少なくとも一部では前記第2正面画像を取得し、前記最適化処理の完了後には前記第1正面画像を取得することを特徴とする眼科撮影装置。 - 請求項1~4のいずれかの眼科装置において、
前記OCT制御手段は、前記被検眼に対する前記測定光の同一の走査位置に関して、異なる時間に取得された少なくとも2つの前記干渉信号に基づくモーションコントラスト画像を取得することを特徴とする眼科撮影装置。
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