JPWO2020044712A1 - 眼科装置、及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔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。
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。
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。
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。
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。
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、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、前眼部像の画像データ、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。
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。
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。
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。
実施形態に係る眼科装置1の動作について説明する。
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。
続いて、主制御部211は、LCD39の所定位置にOCT計測用の固視標を表示させる。主制御部211は、眼底Efにおける光学系の光軸の位置に対応するLCD39の表示位置に固視標を表示させることが可能である。
主制御部211は、光スキャナ42に対して、第1スキャン領域SCAN1をスキャンするためのスキャン領域のサイズ、位置、及びスキャン態様を設定する。いくつかの実施形態では、主制御部211は、スキャン設定情報212Aに基づいてスキャン領域のサイズ等を設定する。
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、深さ方向の計測範囲の基準位置を調整するための調整用断層像を取得する。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。
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。例えば、主制御部211は、ステップS4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231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。また、測定光LSと参照光LRの光路長が略一致するようにあらかじめ決められた所定の位置が計測範囲の基準位置として設定されてもよい。
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。
続いて、主制御部211は、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。当該OCT計測により取得された干渉光の検出結果は、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。
主制御部211は、光スキャナ42に対して、第2スキャン領域SCAN2をスキャンするためのスキャン領域のサイズ、位置、及びスキャン態様を設定する。いくつかの実施形態では、主制御部211は、スキャン設定情報212Aに基づいてスキャン領域のサイズ等を設定する。
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、深さ方向の計測範囲の基準位置を調整するための調整用断層像を取得する。ステップS9では、ステップS4及びステップS7と同じ眼底Efの投影位置に固視光束が投影される。具体的には、主制御部211は、ステップS4と同様に、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。
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S9において得られた断層像における所定の部位を解析部231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。ステップS10では、第2スキャン領域SCAN2に対応した基準位置が設定される。
次に、主制御部211は、ステップS6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。
続いて、主制御部211は、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。当該OCT計測により取得された干渉光の検出結果は、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。ステップS12では、ステップS4及びステップS7と同じ眼底Efの投影位置に固視光束が投影される。
次に、主制御部211は、ステップS7において取得された干渉信号に基づいて被検眼EのOCT画像を画像形成部220に形成させる。同様に、主制御部211は、ステップS12において取得された干渉信号に基づいて被検眼EのOCT画像を画像形成部220に形成させる。更に、主制御部211は、形成されたOCT画像に対して所定の解析処理を解析部231に実行させる。
次に、主制御部211は、ステップS13において形成された2つのOCT画像における特徴領域を解析部231に特定させ、特定された特徴領域に基づいて2つのOCT画像を合成し、広角のOCT画像を生成する。
主制御部211は、ステップS1と同様に、アライメントを実行する。
続いて、主制御部211は、ステップS2と同様に、LCD39の所定位置に固視標を表示させる。
主制御部211は、ステップS3と同様に、光スキャナ42に対し、第1スキャン領域SCAN1をスキャンするためのスキャン領域のサイズ、位置、及びスキャン態様を設定する。
次に、主制御部211は、光源ユニット101の光源140に対し、第1スキャン領域用の波長掃引速度を設定する。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。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。
続いて、主制御部211は、ステップS4と同様に、OCTユニット100を制御してOCT仮計測を実行させ、深さ方向の計測範囲の基準位置を調整するための調整用断層像を取得する。
続いて、主制御部211は、ステップS5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。
次に、主制御部211は、ステップS6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。
続いて、主制御部211は、ステップS7と同様に、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。当該OCT計測により取得された干渉光の検出結果は、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。
主制御部211は、ステップS8と同様に、光スキャナ42に対して、第2スキャン領域SCAN2をスキャンするためのスキャン領域のサイズ、位置、及びスキャン態様を設定する。
次に、主制御部211は、光源ユニット101の光源140に対し、第2スキャン領域用の波長掃引速度を設定する。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。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。
続いて、主制御部211は、ステップS9と同様に、OCTユニット100を制御してOCT仮計測を実行させ、深さ方向の計測範囲の基準位置を調整するための調整用断層像を取得する。
続いて、主制御部211は、ステップS10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。
次に、主制御部211は、ステップS27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。
続いて、主制御部211は、ステップS28と同様に、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。ステップS34では、ステップS25及びステップS28と同じ眼底Efの投影位置に固視光束が投影される。
次に、主制御部211は、ステップS28において取得された干渉信号に基づいて被検眼EのOCT画像を画像形成部220に形成させる。同様に、主制御部211は、ステップS34において取得された干渉信号に基づいて被検眼EのOCT画像を画像形成部220に形成させる。更に、主制御部211は、形成されたOCT画像に対して所定の解析処理を解析部231に実行させる。
次に、主制御部211は、ステップS35において形成された2つのOCT画像における特徴領域を解析部231に特定させ、特定された特徴領域に基づいて2つのOCT画像を合成し、広角のOCT画像を生成する。
上記の実施形態では、眼科装置1がスウェプトソースOCTを実行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、実施形態に係る眼科装置は、スペクトラルドメインOCTを実行してもよい。以下、実施形態の変形例に係る眼科装置について、実施形態との相違点を中心に説明する。
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。
2 眼底カメラユニット
10 照明光学系
30 撮影光学系
31 撮影合焦レンズ
41 光路長変更部
42 光スキャナ
50 アライメント光学系
60 フォーカス光学系
100、100a OCTユニット
101、101a 光源ユニット
140 光源
200、200a 演算制御ユニット
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
220 画像形成部
230 データ処理部
231 解析部
232 画像合成部
240A 表示部
240B 操作部
E 被検眼
LS 測定光
LR 参照光
LC 干渉光
Claims (14)
- 被検眼の眼底に固視光束を投影する固視投影系と、
光スキャナを含み、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記光スキャナにより偏向された前記測定光を前記被検眼に照射し、前記被検眼からの戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、
前記眼底における固視光束の投影位置を固定した状態で、前記干渉光学系を制御することにより前記被検眼において互いに異なる第1スキャン領域及び第2スキャン領域に対してOCT計測を実行する制御部と、
を含む眼科装置。 - 前記測定光の光路と前記参照光の光路との光路長差を変更する光路長差変更部を含み、
前記制御部は、前記被検眼におけるスキャン領域の位置に応じて前記光路長差変更部を制御することにより前記光路長差を変更し、前記被検眼に対するOCT計測の深さ方向の計測範囲の基準位置を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科装置。 - 前記制御部は、前記第1スキャン領域のスキャン中心位置と第2スキャン領域のスキャン中心位置との間の距離が第1距離を超えたとき、前記光路長差を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記第1スキャン領域に対し、深さ範囲がz0ミリメートルであり、且つスキャン長がLミリメートルであるOCT計測を実行する場合に、
前記制御部は、前記第1スキャン領域の中心位置が前記被検眼の所定部位から所定距離以上離れた領域に配置され、且つLが(2.5×z0)より大きいとき、前記光路長差を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の眼科装置。 - 前記光源は、波長掃引速度を変更可能な波長掃引光源を含み、
所定のサンプリング周波数で前記干渉光の検出結果をサンプリングするサンプリング部を含み、
前記制御部は、前記被検眼におけるスキャン領域の位置に応じて前記波長掃引光源を制御することにより前記波長掃引速度を変更し、前記被検眼におけるOCT計測の深さ範囲を変更する
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記第1スキャン領域に対し、深さ範囲がz0ミリメートルでありスキャン長がLミリメートルであるOCT計測を実行し、前記第1スキャン領域のスキャン中心位置に対する前記第2スキャン領域のスキャン中心位置のスキャン方向の変位がdである場合に、
dがLより大きいとき、前記制御部は、前記被検眼におけるOCT計測の深さ範囲が(z0+0.4×(d−L))ミリメートル未満となるようにOCT計測を実行する
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 前記干渉光の検出結果に基づいて前記被検眼の画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により形成された、前記第1スキャン領域に対するOCT計測により得られた前記干渉光の検出結果に基づく第1画像と前記第2スキャン領域に対するOCT計測により得られた前記干渉光の検出結果に基づく第2画像とを合成する画像合成部と、
を含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の眼科装置。 - 被検眼の眼底に固視光束を投影する固視投影系と、
光スキャナを含み、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記光スキャナにより偏向された前記測定光を前記被検眼に照射し、前記被検眼からの戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、
を含む眼科装置の制御方法であって、
前記眼底に対して固視光束を投影した状態で、前記干渉光学系を制御することにより前記被検眼における第1スキャン領域に対してOCT計測を実行する第1計測ステップと、
前記第1計測ステップにおける固視位置を固定した状態で、前記干渉光学系を制御することにより前記被検眼における前記第1スキャン領域と異なる第2スキャン領域に対してOCT計測を実行する第2計測ステップと、
を含む眼科装置の制御方法。 - 前記被検眼におけるスキャン領域の位置に応じて前記測定光の光路と前記参照光の光路との光路長差を変更することにより、前記被検眼に対するOCT計測の深さ方向の計測範囲の基準位置を変更する光路長差変更ステップを含む
ことを特徴とする請求項8に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記光路長差変更ステップは、前記第1スキャン領域のスキャン中心位置と第2スキャン領域のスキャン中心位置との間の距離が第1距離を超えたとき、前記光路長差を変更する
ことを特徴とする請求項9に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記第1スキャン領域に対し、深さ範囲がz0ミリメートルであり、且つスキャン長がLミリメートルであるOCT計測を実行する場合に、
前記光路長差変更ステップは、前記第1スキャン領域の中心位置が前記被検眼の所定部位から所定距離以上離れた領域に配置され、且つLが(2.5×z0)より大きいとき、前記光路長差を変更する
ことを特徴とする請求項9に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記光源は、波長掃引速度を変更可能な波長掃引光源を含み、
前記眼科装置は、所定のサンプリング周波数で前記干渉光の検出結果をサンプリングするサンプリング部を含み、
前記被検眼におけるスキャン領域の位置に応じて前記波長掃引光源を制御することにより前記波長掃引速度を変更する光源制御ステップを含む
ことを特徴とする請求項8〜請求項11のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記第1スキャン領域に対し、深さ範囲がz0ミリメートルでありスキャン長がLミリメートルであるOCT計測を実行し、前記第1スキャン領域のスキャン中心位置に対する前記第2スキャン領域のスキャン中心位置のスキャン方向の変位がdである場合に、
前記第2計測ステップは、dがLより大きいとき、前記被検眼におけるOCT計測の深さ範囲が(z0+0.4×(d−L))ミリメートル未満となるようにOCT計測を実行する
ことを特徴とする請求項8〜請求項12のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。 - 前記干渉光の検出結果に基づいて前記被検眼の画像を形成する画像形成ステップと、
前記画像形成ステップにおいて形成された、前記第1スキャン領域に対するOCT計測により得られた前記干渉光の検出結果に基づく第1画像と前記第2スキャン領域に対するOCT計測により得られた前記干渉光の検出結果に基づく第2画像とを合成する画像合成ステップと、
を含む
ことを特徴とする請求項8〜請求項13のいずれか一項に記載の眼科装置の制御方法。
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