KR101477084B1 - 안과장치, 안과 시스템, 처리장치 및 혈류 속도 산출방법 - Google Patents

Abstract

안과장치는, 주사부에 의해 주사된 측정광을 사용하여 피검안을 조사하도록 구성된 조사부와, 조사부에 의해 조사된 측정광의 피검안으로부터 귀환된 귀환광에 근거하여 피검안의 화상을 취득하도록 구성된 취득부와, 취득부에 의해 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 제1 화상과는 다른 시간에 취득부에 의해 얻어진 제2 화상에 있어서의 혈구의 위치 사이의 변위 및 제1 화상에 있어서의 혈구의 상이 얻어지는 시간과 제2 화상에 있어서의 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이에 근거하여 피검안의 혈류 속도를 산출하도록 구성된 산출부를 구비한다.

Description

안과장치, 안과 시스템, 처리장치 및 혈류 속도 산출방법{OPHTHALMIC APPARATUS, OPHTHALMIC SYSTEM, PROCESSING APPARATUS, AND BLOOD FLOW VELOCITY CALCULATION METHOD}

본 발명은, 혈류 속도 산출장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 안과 진료에 사용되는 안과장치, 안과 시스템, 처리장치 및 혈류 속도 산출방법에 관한 것이다.

공초점 레이저 현미경의 원리를 이용한 안과장치인 주사형 레이저 검안경(SLO: Scanning Laser Ophthalmoscope)은, 측정광으로서 레이저를 사용하여 안저에 대해 래스터 스캔을 행하고, 측정광의 귀환광의 강도로부터 고분해능의 평면 화상을 고속으로 얻는 장치이다.

이하, 이와 같은 평면 화상을 촬상하는 장치를 SLO 장치로 기재한다.

최근, SLO 장치에 있어서, 측정광의 빔 직경을 증가시킴으로써, 횡 분해능을 향상시킨 망막의 평면 화상을 취득하는 것이 가능하게 되었다. 그러나, 측정광의 빔 직경의 대직경화에 따라, 망막의 평면 화상의 취득에 있어서, 피검안의 수차에 의해 신호대 잡음(SN)비 및 분해능의 저하가 문제가 되고 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 피검안의 수차를 파면 센서를 사용하여 실시간으로 측정하고, 피검안에서 발생하는 측정광이나 그것의 귀환광의 수차를 파면 보정 디바이스를 사용하여 보정하는 보상 광학계를 갖는 보상 광학 SLO 장치가 개발되어 있다. 이에 따라, 고횡분해능을 갖는 평면 화상을 취득할 수 있다.

또한, 보상 광학 SLO 장치를 사용해서 고횡분해능을 갖는 망막의 평면 화상을 연속해서 취득하고, 모세혈관에 있어서의 혈구의 이동 거리로부터 혈류 속도를 산출하는 기술이, "Joy A. Martin, Austin Roorda, Direct and Noninvasive Assessment of Parafoveal Capillary Leukocyte Velocity. Ophthalmology, 2005; 112:2219"에 개시되어 있다. 이 문헌에는, 1매째의 평면 화상을 취득하고나서 2매째의 평면 화상을 취득할 때까지의 기간(1매의 평면 화상을 취득하는데 필요한 기간)을 사용함으로써 상기 혈류 속도를 산출하는 기술이 개시되어 있다.

전술한 것과 같이, SLO 장치는, 망막의 평면 화상을 취득하기 위해, 측정광을 망막에 대해 주사부를 사용하여 래스터 스캔을 행하는 장치이다. 따라서, 취득한 평면 화상 내의 각 위치마다 촬상의 타이밍이 다르다.

이 때문에, 1매째의 평면 화상을 취득하고나서 2매째의 평면 화상을 취득할 때까지의 기간(1매의 평면 화상을 취득하데 필요한 기간)은, 주사부가 1매째의 평면 화상에 있어서 혈구의 위치(제1 위치)를 취득하고나서 주사부가 2매째의 평면 화상에 있어서 혈구의 위치(제2 위치)를 취득할 때까지의 기간과는 다르다. 따라서, 상기 문헌에 개시된 기술은, 정확하게 혈류 속도를 산출할 수 없다.

본 발명의 일면에 따르면, 안과장치는, 주사부에 의해 주사된 측정광을 사용하여 피검안을 조사하도록 구성된 조사부와, 상기 조사부에 의해 조사된 상기 측정광의 상기 피검안으로부터 귀환된 귀환광에 근거하여 상기 피검안의 화상을 취득하도록 구성된 취득부와, 상기 취득부에 의해 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 상기 제1 화상과는 다른 시간에 상기 취득부에 의해 얻어진 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 위치 사이의 변위 및 상기 제1 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간과 상기 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이에 근거하여 상기 피검안의 혈류 속도를 산출하도록 구성된 산출부를 구비한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 안과 시스템은, 주사부에 의해 주사된 측정광을 사용하여 피검안을 조사하도록 구성된 조사부와, 상기 조사부에 의해 조사된 상기 측정광의 상기 피검안으로부터 귀환된 귀환광에 근거하여 상기 피검안의 화상을 취득하도록 구성된 취득부와, 상기 취득부에 의해 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 상기 제1 화상과는 다른 시간에 상기 취득부에 의해 얻어진 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 위치 사이의 변위 및 상기 제1 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간과 상기 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이에 근거하여 상기 피검안의 혈류 속도를 산출하도록 구성된 산출부를 구비한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 정보처리장치는, 주사부에 의해 주사된 측정광으로 피검안을 조사하도록 구성된 조사부에 의해 조사된 상기 측정광의 상기 피검안으로부터의 귀환광에 근거하여, 상기 피검안의 화상을 취득하도록 구성된 취득부에 의해 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 상기 제1 화상과는 다른 시간에 상기 취득부에 의해 얻어진 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 위치 사이의 변위를 산출하도록 구성된 변위 산출부와, 상기 제1 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간과 상기 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이를 산출하도록 구성된 시간 산출부와, 상기 변위 산출부에 의해 산출된 상기 변위와 상기 시간 산출부에 의해 산출된 상기 차이에 근거하여 상기 피검안의 혈류 속도를 산출하도록 구성된 산출부를 구비한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 혈류 속도 산출방법은, 주사부에 의해 주사된 측정광으로 피검안을 조사하는 단계와, 상기 조사된 상기 측정광의 상기 피검안으로부터의 귀환광에 근거하여 상기 피검안의 화상을 취득하는 단계와, 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 상기 제1 화상과는 다른 시간에 얻어진 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 위치 사이의 변위 및 상기 제1 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간과 상기 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이에 근거하여 상기 피검안의 혈류 속도를 산출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 상기한 국면에 따르면, 1매의 평면 화상을 취득하는데 필요한 시간 뿐만 아니라, 주사부가 제2 화상 내에 있어서의 제1 위치에 해당하는 위치로부터 제2 위치까지의 거리를 주사하는데 필요한 주사 기간(주사부의 주사 속도와 주사 간격)도 사용할 수 있다. 이에 따라, 주사부가 1매째의 평면 화상에 있어서의 혈구의 위치(제1 위치)를 취득하고나서 2매째의 평면 화상에 있어서의 혈구의 위치(제2 위치)를 취득할 때까지의 기간을 사용할 수 있으므로, 정확하게 혈류 속도를 산출할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징 및 국면은 첨부된 도면을 참조하여 주어지는 이하의 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

명세서에 포함되고 명세서의 일부를 구성하는 다음의 첨부도면은, 본 발명의 예시적인 실시예, 특징 및 국면을 예시하며, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 SLO 장치의 전체의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예 1에 따른 SLO 장치에 있어서의 화상 취득방법을 나타낸 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예 1에 따른 SLO 장치에 있어서 혈류 속도의 산출방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 복합 장치의 전체의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예 2에 따른 복합 장치에 있어서의 화상 취득방법을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예, 특징 및 국면을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 혈류 속도 산출장치(안과장치 또는 안과 시스템)는, 주사부(예를 들면, XY 스캐너(119))에 의해 주사된 측정광으로 피검안을 조사하는 조사부(조명 광학계라고도 부른다)를 갖는다. 더구나, 이 혈류 속도 산출장치는, 조사부에 의해 조사된 측정광의 피검안으로부터의 귀환광에 근거하여 피검안의 화상(예를 들면, 평면 화상)을 취득하는 취득부(예를 들면, 퍼스널컴퓨터(PC)(125))를 갖는다.

또한, 이 혈류 속도 산출장치는, 취득부에 의해 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 제1 화상과는 다른 시간에 취득부에 의해 얻어진 제2 화상에 있어서의 혈구의 위치 사이의 변위 및 제1 화상에 있어서의 혈구의 상이 얻어지는 시간과 제2 화상에 있어서의 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이에 근거하여 피검안의 혈류 속도를 산출하는 산출부(예를 들면, PC(125))를 갖는다.

혈류 속도 산출장치에 포함된 산출부는, 변위와, 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치로부터 제2 화상에 있어서의 혈구의 위치까지의 주사부가 측정광을 주사하는데 필요한 시간에 근거하여 피검안의 혈류 속도를 산출하는 것으로 해도 된다.

더구나, 혈류 속도 산출장치는 취득부에 의해 취득된 피검안의 화상을 표시하는 표시부(예를 들면, PC(125)의 디스플레이)를 갖는 것으로 해도 된다. 또한, 혈류 속도 산출장치는, 제1 화상 및 제2 화상에 포함되는 혈구가 강조되어 표시부에 표시되도록 제1 화상 및 제2 화상에 대해 화상처리를 행하는 화상처리부(예를 들면, PC(125))를 갖는 것으로 해도 된다. 더구나, 혈류 속도 산출장치는 표시부에 표시된 제1 화상 및 제2 화상에 포함되는 혈구를 선택하는 선택부(예를 들면, PC(125)의 마우스)를 갖는 것으로 해도 된다.

또한, 혈류 속도 산출장치에 포함된 산출부는, 선택부에 의해 선택된, 제1 화상 및 제2 화상에 포함되는 혈구의 변위 및 차이에 근거하여 피검안의 혈류 속도를 산출하는 것으로 해도 된다. 혈류 속도 산출장치는, 제1 화상 및 제2 화상을 사용해서 시공간 화상을 작성하는 화상 작성부(예를 들면, PC(125))를 갖는 것으로 해도 된다.

또한, 혈류 속도 산출장치는, 피검안에서 발생하는 수차를 측정하는 수차 측정부(예를 들면, 파면 센서(155))와, 수차 측정부와 공역의 위치에 배치되는 동시에, 측정광 혹은 귀환광의 적어도 어느 한개를 변조하는 공간 광 변조부(예를 들면, 공간 광 변조기 159-1∼2)를 갖는 것으로 해도 된다. 더구나, 혈류 속도 산출장치는, 수차를 보정하기 위해, 수차 측정부에 의한 측정 결과에 근거하여 공간 광 변조부에 있어서의 변조량을 제어하는 제어부(예를 들면, 공간 광 변조기 드라이버(184))를 갖는 것으로 해도 된다.

또한, 혈류 속도 산출장치는, 광원으로부터의 빛을 측정광과 참조광으로 분할하는 분할부(예를 들면, 광 커플러(131))와, 피검안에 조사된 측정광으로부터 발생된 귀환광을 참조 광로를 경유한 참조광과 간섭시키는 간섭부(예를 들면, 광 커플러(131))를 구비하는 것으로 해도 된다. 더구나, 혈류 속도 산출장치는, 간섭에 의한 간섭 신호의 강도를 검출하는 검출부(예를 들면, 라인 센서(139))와, 검출부에 의해 검출된 강도에 근거하여 피검안의 단층 화상을 취득하는 단층 화상 취득부(예를 들면, PC(125))를 갖는 것으로 해도 된다.

또한, 혈류 속도 산출장치는, 측정광의 피검안으로부터 귀환광을 검출하고, 검출한 빛을 전기신호로 변환하는 변환부(예를 들면, 디텍터(138))와, 광원과 피검안을 연결하는 광로 상에 귀환광을 변환부로 이끄는 도광부(예를 들면, 가동식 빔 스플리터(161))를 갖는 것으로 해도 된다.

더구나, 혈류 속도 산출장치에 포함된 취득부는 변환부에 의해 얻어지는 전기신호의 강도에 근거하여 피검안의 화상을 취득하는 것으로 해도 된다.

본 발명에 따른 정보처리장치는, 주사부에 의해 주사된 측정광으로 피검안을 조사하는 조사부에 의해 조사된 측정광의 피검안으로부터의 귀환광에 근거하여, 피검안의 화상을 취득하는 취득부에 의해 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 제1 화상과는 다른 시간에 취득부에 의해 얻어진 제2 화상에 있어서의 혈구의 위치 사이의 변위를 산출하는 변위 산출부(예를 들면, PC(125))를 갖는다. 더구나, 상기 정보처리장치는, 제1 화상에 있어서의 혈구의 상이 얻어지는 시간과 제2 화상에 있어서의 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이를 산출하는 시간 산출부(예를 들면, PC(125))를 갖는다.

또한, 상기 정보처리장치는, 변위 산출부에 의해 산출된 변위와 시간 산출부에 의해 산출된 차이에 근거하여 피검안의 혈류 속도를 산출하는 산출부(예를 들면, PC(125))를 갖는다.

본 발명에 따른 혈류 속도 산출방법은, 주사부에 의해 주사된 측정광으로 피검안을 조사하는 조사조작과, 조사조작에서 조사된 측정광의 피검안으로부터의 귀환광에 근거하여 피검안의 화상을 취득하는 취득조작을 갖는다. 더구나, 이 방법은, 취득조작에서 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와, 제1 화상과는 다른 시간에 취득조작에서 얻어진 제2 화상에 있어서의 혈구의 위치 사이의 변위 및 제1 화상에 있어서의 혈구의 상이 얻어지는 시간과 제2 화상에 있어서의 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이에 근거하여 피검안의 혈류 속도를 산출하는 산출조작을 갖는다.

이와 같은 구성을 사용하면, 1매의 평면 화상을 취득하데 필요한 시간 뿐만 아니라, 주사부가 제2 화상 내에 있어서의 제1 위치에 해당하는 위치로부터 제2 위치까지의 거리를 주사하는데 필요한 주사 기간(주사부의 주사 속도와 주사 간격)을 이용할 수 있다. 이에 따라, 주사부가 1매째의 평면 화상에 있어서의 혈구의 위치(제1 위치)를 취득하고나서 2매째의 평면 화상에 있어서의 혈구의 위치(제2 위치)를 취득할 때까지의 기간을 이용할 수 있으므로, 정확하게 혈류 속도를 산출할 수 있다.

실시예 1에 있어서는, 광 화상 촬상장치로서, 본 발명에 따른 SLO 장치에 대해 설명한다. 특히, 보상 광학계를 구비하고, 망막의 고횡분해능의 평면 화상(SLO 상)의 촬상을 행하고, 취득된 평면 화상을 사용해서 혈류 속도를 산출하는 SLO 장치에 대해 설명한다.

본 실시예에서는, SLO 장치가 피검안의 광학수차를 공간 광 변조기를 사용해서 보정하도록 구성되어, 피검안의 시도(diopter)나 광학수차에 상관없이 양호한 평면 화상이 얻어질 수 있다.

SLO 장치가 고횡분해능의 평면 화상을 촬상하기 위해 보상 광학계를 구비하고 있지만, 혈관 혹은 혈구를 촬상할 수 있으면, SLO 장치가 보상 광학계를 구비하지 않고 있어도 된다.

<전체 구성>

도 1을 사용하여, 우선, 본 실시예에 따른 SLO 장치(109)의 개략 구성에 대해, 구체적으로 설명한다. 광원(101)으로부터 출사한 빛은 광 커플러(131)에 의해 참조광(105)과 측정광(106)으로 분할된다. 측정광(106)은, 싱글 모드 파이버 130-4, 공간 광 변조기 159-1 및 159-2, XY 스캐너(119), 구면 미러 160-1 내지 160-9 등을 통과한 후 관찰 대상인 피검안(107)으로 이끌어진다.

측정광(106)은 피검안(107)에 의해 반사 혹은 산란되어 귀환광(108)으로 되고, 디텍터(138)에 입사된다. 디텍터(138)는 귀환광(108)의 광강도를 전압신호로 변환하고, 그 전압신호를 사용하여 피검안(107)의 평면 화상이 구성된다. 취득된 평면 화상을 사용하여 혈류 속도가 산출된다.

본 실시예에서는, 광학계의 전체를 주로 구면 미러를 사용한 반사 광학계를 사용하여 구성하고 있지만, 구면 미러 대신에 렌즈를 사용한 굴절 광학계에 의해 광학계 전체를 구성해도 된다.

본 실시예에서는 반사형의 공간 광 변조기를 사용했지만, 투과형의 공간 광 변조기를 사용해도 된다.

<광원>

다음에, 광원(101)의 주변에 대해 설명한다. 광원(101)은 대표적인 저 코히어런트 광원인 수퍼 루미네센트 다이오드(super luminescent diode: SLD)이다. 광원(101)은 830nm의 파장과 50nm의 밴드폭을 갖는다. 본 실시예에서는, 스펙클 노이즈가 적은 평면 화상을 취득하기 위해 저 코히어런트 광원을 사용한다. 광원으로서 SLD를 사용하지만, 저 코히어런트 광을 출사할 수 있으면, 증폭 자발 발광(amplified spontaneous emission: ASE) 등도 사용해도 된다.

또한, 눈을 측정하는 것을 감안하면, 광원의 파장으로서는 근적외광이 적합하다. 더구나, 파장은 얻어지는 평면 화상의 횡방향의 분해능에 영향을 미치기 때문에, 가능한한 단파장을 채용할 수 있으며, 본 실시예에서는 파장이 830nm이다. 관찰 대상의 측정 부위에 따라서는 다른 파장을 채용해도 된다.

광원(101)으로부터 출사된 빛은, 싱글 모드 파이버 130-1과 광 커플러(131)를 통과한 후 참조광(105)과 측정광(106)으로 96:4의 비율로 분할된다. 편광 콘트롤러(153)는 광원(101)과 광 머플러(131) 사이에 배치된다.

<참조 광로>

다음에, 참조광(105)의 광로에 대해 설명한다. 광 커플러(131)에 의해 분할된 참조광(105)은 광 파이버 130-2를 거쳐 광량 측정장치(164)에 입사된다. 광량 측정장치(164)는 참조광(105)의 광량을 측정하여, 측정광(106)의 광량을 모니터하는 목적으로 사용된다.

<측정 광로>

다음에, 측정광(106)의 광로에 대해 설명한다. 광 커플러(131)에 의해 분할된 측정광(106)은 싱글 모드 파이버 130-4를 거쳐 렌즈 135-4에 이끌어져, 빔 직경 4mm를 갖는 평행광이 되도록 조정된다.

측정광(106)은 빔 스플리터(158)를 통과하고, 구면 미러 160-1 및 160-2에 의해 반사된 후 제1 공간 광 변조기(159-1)에 입사된다. 제1 공간 광 변조기(159-1)는 P 편광(지면에 평행)의 위상을 변조하는 방향으로 배치되어 있다.

다음에, 측정광(106)은, 제1 공간 광 변조기(159-1)에서 변조되고 구면 미러 160-3 및 160-4에 의해 반사된 후 제2 공간 광 변조기(159-2)에 입사된다. 제2 공간 광 변조기(159-2)은 S 편광(지면에 수직)의 위상을 변조하는 방향으로 배치되어 있다. 공간 광 변조기 159-1 및 159-2는 일반적으로 액정의 배향성을 이용해서 변조를 행하기 때문에, 공간 광 변조기 159-1 및 159-2는 특정한 방향의 편광 성분만을 변조한다.

따라서, 전술한 것과 같이, 측정광(106)의 P 편광의 성분과 S 편광의 성분의 변조를 연속해서 행함으로써, 측정광(106)의 모든 편광의 성분을 변조하는 것이 가능하다.

상기한 것과 같이, 공간 광 변조기 159-1과 159-2의 액정의 배향 방향이 서로 수직하도록 이들 공간 광 변조기들을 배치하는 것이 바람직하지만, 배향 방향은 수직에 한정되지 않고, 서로의 배향방향이 달라도 된다.

공간 광 변조기 159-1 및 159-2는 PC(125)로부터 드라이버부(181) 내부의 공간 광 변조기 드라이버(184)에 의해 제어된다.

다음에, 측정광(106)은, 제2 공간 광 변조기(159-2)에 의해 변조되고, 구면 미러 160-5 및 160-6에 의해 반사된 후 XY 스캐너(119)의 미러에 입사한다. 간략을 기하기 위해, XY 스캐너(119)는 1개의 미러를 포함하는 것으로서 기재하였지만, XY 스캐너(119)는 실제로는 X 스캐너와 Y 스캐너의 2매의 미러가 근접해서 배치되어, 망막(127) 위를 광축에 수직한 방향으로 래스터 스캔하는 것이다. 측정광(106)의 중심은 XY 스캐너(119)의 미러의 회전 중심과 일치하도록 조정되어 있다.

X 스캐너는 측정광(106)을 지면에 평행한 방향으로 주사하는 스캐너이며, 본 실시예에서는, 공진형 스캐너를 사용하고 있다. X 스캐너의 구동 주파수는 약 7.9kHz이다. 또한, Y 스캐너는 측정광(106)을 지면에 수직한 방향으로 주사하는 스캐너이며, 본 실시예에서는, 갈바노 스캐너를 사용하고 있다. Y 스캐너는 톱파의 구동 파형, 주파수 64Hz 및 듀티비는 16%를 갖는 신호를 사용한다. Y 스캐너의 구동 주파수는, SLO 장치(109)의 촬상의 프레임 레이트를 결정하기 때문에, 혈류 속도를 산출함에 있어서 중요한 파라미터이다. 측정하고 싶은 혈류 속도에 따라, 다른 구동 주파수를 사용해도 된다.

XY 스캐너(119)는 PC(125)로부터 드라이버부(181) 내부의 광 스캐너 드라이버(182)에 의해 제어된다. 구면 미러 160-7 내지 160-9는 망막(127)을 주사하기 위한 광학계이며, 측정광(106)을 사용하여 각막(126)의 부근 주위로 망막(127)을 스캔하는 역할을 행한다.

측정광(106)은 빔 직경 4mm를 갖지만, 보다 고분해능의 단층 화상을 취득하기 위해, 빔 직경은 보다 대직경화해도 된다.

전동 스테이지(117)는, 화살표로 도시하고 있는 방향으로 이동하여, 그것에 부착된 구면 미러 160-8의 위치를 조정하도록 구성된다. 전동 스테이지(117)는 PC(125)로부터 드라이버부(181) 내부의 전동 스테이지 드라이버(183)에 의해 제어된다.

구면 미러 160-8의 위치를 조정함으로써, 피검안(107)의 망막(127)의 소정의 층에 측정광(106)의 초점을 맞추어, 피검안(107)을 관찰하는 것이 가능해진다.

본 실시예에 따른 SLO 장치(109)는, 피검안(107)이 굴절 이상을 갖고 있는 경우에도 대응할 수 있다. 측정광(106)이 피검안(107)에 입사하면, 측정광(106)이 망막(127)으로부터의 반사나 산란에 의해 귀환광(108)으로 되고, 귀환광(108)이 다시 광 커플러(131)에 이끌려, 싱글 모드 파이버 130-3을 거쳐, 디텍터(138)에 도달한다. 디텍터(138)로서는, 예를 들면, 고속, 고감도의 광센서인 애벌란쉬 포토 다이오드(avalanche photo diode: APD)나 광전자증배관(photomultiplier tube: PMT)이 사용된다.

귀환광(108)의 S 편광과 P 편광이, 각각 제2 공간 광 변조기(159-2)와 제1 공간 광 변조기(159-1)에 의해 다시 변조된다.

빔 스플리터(158)에 의해 분할되는 귀환광(108)의 일부는 파면 센서(155)에 입사하고, 피검안(107)에서 발생하는 귀환광(108)의 수차가 측정된다.

본 실시예에서는, SLO 장치(109가 1개의 파면 센서(155)를 사용하고 있지만, 2개의 파면 센서를 사용하여, 편광마다 수차를 측정해도 된다.

파면 센서(155)는 PC(125)에 전기적으로 접속되어 있다. 구면 미러 160-1 내지 160-9가 각막(126), XY 스캐너(119), 파면 센서(155)와 공간 광 변조기 159-1 및 159-2와 광학적으로 공역이 되도록, 구면 미러가 배치되어 있다.

따라서, 파면 센서(155)는 피검안(107)의 수차를 측정하는 것이 가능하다. 또한, 공간 광 변조기 159-1 및 159-2는 피검안(107)의 수차를 보정하는 것이 가능하다.

더구나, 파면 센서의 측정 결과에서 얻어진 수차에 근거하여 공간 광 변조기 159-1 및 159-2를 실시간으로 제어함으로써, 피검안(107)에서 발생하는 수차를 보정할 수 있다. 이에 따라, 보다 고횡분해능을 갖는 평면 화상을 취득할 수 있다.

본 실시예에서는, 구면 미러 160-8을 사용하지만, 피검안(107)의 수차(굴절 이상)에 따라서는, 구면 미러 160-8 대신에 실린드리컬 미러를 사용해도 된다.

새로운 렌즈를 측정광(106)의 광로에 추가해도 된다. 본 실시예에서는, 측정광(106)을 사용하여 파면 센서(155)에 의해 수차의 측정을 행하고 있지만, 수차의 측정을 위해 다른 광원을 사용해도 된다. 또한, 수차의 측정을 위해 다른 광로를 구성해도 된다.

예를 들면, 구면 미러 160-9와 각막(126) 사이의 공간으로부터 빔 스플리터를 사용하여 수차의 측정을 위한 빛을 입사해도 된다.

<측정계>

다음에, 측정계의 구성에 대해 설명한다. SLO 장치(109)는, 망막(127)으로부터의 귀환광(108)의 강도에 근거하여 구성되는 평면 화상(SLO 상)을 취득할 수 있다.

망막(127)에 의해 반사나 산란된 빛인 귀환광(108)은, 구면 미러 160-1 내지 160-9, 공간 광 변조기 159-1 및 159-2와, 광 커플러(131)를 통과한 후 디텍터(138)에 입사되어, 디텍터(138)에 의해 빛의 강도가 전압으로 변환된다.

디텍터(138)에 의해 얻어진 전압신호는, PC(125) 내부의 아날로그-디지털(AD) 보드(176)에 의해 디지털 값으로 변환되고, PC(125)에서 XY 스캐너(119)의 동작 및 구동 주파수와 동기하여 디지털 데이터가 처리되어, 평면 화상이 형성된다. AD 보드(176)의 취득 속도는 15MHz이다. 빔 스플리터(158)에 의해 분할되는 귀환광(108)의 일부는 파면 센서(155)에 입사되어, 귀환광(108)의 수차가 측정된다.

파면 센서(155)는 샤크-하트만(Shack-Hartmann)방식의 파면 센서이다. 얻어진 수차는 제르니케 다항식으로 표현되고, 이것은 피검안(107)의 수차를 나타내고 있다.

제르니케 다항식은, 틸트(기울기)의 항, 디포커스(defocus)의 항, 비점수차의 항, 코마의 항, 트리포일(trefoil)의 항을 포함한다.

<SLO 상의 취득방법>

다음에, 평면 화상(SLO 상)의 취득방법에 대해 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명한다. SLO 장치(109)는, XY 스캐너(119)를 제어하여 디텍터(138)를 사용하여 귀환광(108)의 강도를 취득함으로써, 망막(127)의 평면 화상을 취득할 수 있다. 본 실시예에서는, 망막(127)의 평면 화상(광축에 수직한 면)의 취득방법에 대해 설명한다.

도 2a는 피검안(107)의 모식도로서, SLO 장치(109)에 의해 피검안(107)이 관찰되고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 2a에 나타낸 것과 같이. 측정광(106)이 각막(126)을 통해 망막(127)에 입사하면, 다양한 위치에 있어서의 반사나 산란에 의해 측정광(106)이 귀환광(108)으로 되고, 귀환광(108)이 디텍터(138)에 도달한다.

더구나, 도 2b에 나타낸 것과 같이, XY 스캐너(119)는 X 방향으로 이동하며, 귀환광(108)의 강도를 검지하여, 각 X축의 위치마다의 정보를 얻을 수 있다.

더구나, 도 2c에 나타낸 것과 같이, XY 스캐너(119)가 X축과 Y축 모두로 이동하여, 망막(127)이 존재하는 어떤 촬상 범위(192)에 대해 측정광(106)이 궤적 193을 따라 래스터 스캔된다. 이와 같은 상태에서, 귀환광(108)의 강도를 검지하여, 귀환광(108)의 강도의 2차원 분포가 얻어질 수 있으며, 이것은 평면 화상(177)(도 2d 참조)이다.

측정광(106)은 우측 점 S로부터 좌측 하부의 점 E를 향해 스캔되고, 스캔하는 동안, 귀환광(108)의 강도가 평면 화상(177)을 구성하는데 사용된다. 점 E로부터 점 S에의 궤적(193)은 평면 화상(177)의 촬상을 준비하기 위한 측정광(106)의 이동이다. 스캔에 걸리는 시간은, 도면 중의 궤적(193)에 대해, 점 S에서 점 E까지가 84%, 점 E에서 점 S까지가 16%이며, 이 비율은 상기한 Y 스캐너의 구동 파형의 듀티비에 근거하고 있다. 도 2c에서는, 간략을 기하기 위해, 궤적(193)의 X 방향의 스캔 회수가 실제 회수보다 작다.

평면 화상(177)의 크기는 700×350㎛이고, 취득에 필요로 하는 시간은 약 15.6ms이다. 이 시간은 Y 스캐너의 구동 주파수에 근거하고 있다.

평면 화상(177) 중에는, 귀환광(108)의 강도가 비교적 큰 시세포군(179)이 밝게 보이는 한편, 강도가 비교적 작은 혈관(178)이 어둡게 보인다. 또한, 혈관(178)에 혈구(미도시)가 밝게 보인다. 평면 화상(177)을 시간적으로 연속해서 취득하면, 혈구가 혈관(178) 내부를 이동하는 모양을 보이게 할 수 있다.

연속해서 취득한 평면 화상(177)으로부터 혈구가 보이고 있는 혈관(178)을 추출하고, 추출된 평면 화상(177)을 촬상 순서로 중첩함으로써 시공간 화상을 작성해도 된다. 이에 따르면, 혈구의 이동과 혈류 속도를 용이하게 파악할 수 있다.

<혈류 속도의 산출방법>

다음에, 취득한 평면 화상으로부터 혈류 속도를 산출하는 방법에 대해 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다. SLO 장치(109)는, XY 스캐너(119)를 사용하여, 망막(127)이 존재하는 촬상 범위를 연속해서 래스터스캔함으로써, 평면 화상을 연속해서 취득할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 상기 설명한 방법에 의해 시간적으로 연속해서 취득한 평면 화상 191-1 및 191-2를 나타낸 것이다. 이 평면 화상 191-1 및 191-2가 PC(125)의 디스플레이에 병렬 표시된다. 도 3a 및 도 3b에 나타낸 것과 같이, 평면 화상 191-1 및 191-2는 혈관(178), 시세포군(179) 및 혈구(194)를 포함한다. 이 평면 화상 191-1 및 191-2를 참조하여, 혈구(194)의 이동 속도, 즉 혈류 속도를 산출하는 방법을 설명한다.

혈류 속도를 산출하는 방법은 이하의 (1) 내지 (5)의 조작을 포함한다. 다음의 조작은 PC(125) 등의 컴퓨터 등을 사용하여 자동적으로 행하도록 구성해도 된다.

(1) 평면 화상 191-1 및 191-2의 각각에 대해, 혈구(194)가 강조해서 표시되도록, 화상처리를 행한다. 예를 들면, 시세포군(179)을 시간적으로 부동으로 파악함으로써, 평면 화상 191-1과 191-2의 차이를 산출하여, 혈구(194)를 강조 표시한다. 또한, 평면 화상 191-1 및 191-2에 대해, 고시미동(固視微動: involuntary eye movement during visual fixation)에 기인하는 왜곡을 보정해도 된다.

(2) 평면 화상 191-1 및 191-2의 각각에서 혈구(194)의 위치를 파악한다. 화상의 우측 상부를 원점 O(0,0)로 취하면, 평면 화상 191-1 및 191-2에 있어서의 혈구(194)의 위치(단위: ㎛)는 각각 A1(70, 440) 및 A2(50, 430)가 된다. 혈구(194)의 위치의 파악은 컴퓨터 등을 사용해서 자동적으로 행해도 되고, 조작자인 경험자가 혈구(194)를 PC(125)의 마우스를 사용해서 선택해도 된다.

(3) 조작 (2)에서 파악한 혈구(194)의 위치를 사용해서 그것의 이동 거리를 산출한다. 이동 거리 L(단위: ㎛)은 위치 A1과 A2의 차이인 L(20, 10)이 된다.

(4) 래스터 스캔의 방향을 고려하여, 조작 (3)에서 산출한 이동 거리 L을 이동하는데 필요한 시간인 이동 기간 T를 산출한다. 래스터 스캔의 방향을 고려하면, 평면 화상(177)의 크기는 700×350㎛(본 실시예에서는, 400×200화소로 한다), Y 스캐너의 주파수와 듀티비는 각각 64Hz 및 16%이기 때문에, 이동 기간 T는 0.0149초(=(1/64)×(1-0.84×20/350))가 된다. X 스캐너는 Y 스캐너보다 충분히 고속으로 동작하고 있기 때문에, X 방향의 이동 기간은 고려하지 않았다.

(5) 혈구(194)의 이동 속도 V(단위: mm/s)는, V=L/T로 표시되기 때문에, V=(1.342, 0.671)가 되고, 혈류 속도는 1.50mm/s가 된다.

이상과 같이, 연속해서 촬상된 평면 화상으로부터 혈구가 혈관 내부를 이동하는 모양을 묘사하고, 이 혈구의 위치로부터 혈구가 촬상된 시간차를 산출하고, 그 시간차에 근거하여 이 혈구의 이동 속도를 산출함으로써, 보다 정확한 혈류 속도를 산출하는 것이 가능해진다.

촬상된 평면 화상에 대해 적절한 화상처리를 실시하여, 혈구를 강조해서 표시함으로써, 보다 정확한 혈류 속도를 산출하는 것이 가능해진다. 또한, 혈류 속도를 산출할 수 있는 확률을 증가시킬 수 있다.

평면 화상으로부터 혈구를 수동으로 선택함으로써, 예를 들면, SN비가 낮은 평면 화상에서도 혈류 속도를 산출할 수 있는 확률을 증가시키는 것이 가능해진다.

또한, 평면 화상으로부터 혈구를 자동으로 선택함으로써, 보다 간편하게 혈류 속도를 산출하는 것이 가능해진다.

또한, 연속해서 촬상된 평면 화상을 사용하여 시공간 화상을 작성하여 표시함으로써, 혈구가 이동하는 모양과 혈류 속도를 용이하게 파악하는 것이 가능해진다.

본 실시예의 혈류 속도 산출장치는, 측정광 혹은 귀환광의 적어도 어느 한개를 변조하는 것이 가능한 공간 광 변조부와, 피검안에서 발생하는 수차를 측정하는 수차 측정부와, 수차를 보정하기 위해, 수차 측정부에 의한 측정 결과에 근거하여, 공간 광 변조부에 있어서의 변조량을 제어하는 제어부를 구비한다. 더구나, 공간 광 변조부는, 수차 측정부에 대해 광학적으로 공역의 위치에서 변조를 행하도록 구성된다. 이와 같은 구성에 따르면, 혈류 속도 산출장치가 고횡분해능의 평면 화상을 취득할 수 있어, 보다 미세한 혈관의 혈류 속도를 산출하는 것이 가능해진다.

더구나, 혈구가 촬상된 시간차에 근거하여, 본 실시예에 따른 혈류 속도 산출장치는, 혈구의 이동 속도를 산출한다. 따라서, 혈구가 예를 들면 평면 화상의 Y 방향으로 별로 이동하지 않고 있는 경우에, 본 발명에 따라 얻어지는 혈류 속도와 종래기술을 사용하여 얻어지는 혈류 속도의 차이는 현저하다. 이것은, 종래기술에 있어서는, 혈구가 별로 이동하지 않고 있을 때에도, 1매의 평면 화상을 취득하는 기간 동안에 혈구의 이동 거리를 제산하기 때문이다. 예를 들면, 혈구가 예를 들면 평면 화상의 Y 방향으로 별로 이동하지 않고 있는 경우에 본 발명이 종래기술에 비해 현저한 효과를 제공한다.

실시예 2에 있어서는, 광 화상 촬상w아치의 일례로서, 본 발명에 따른 SLO 장치와 광 단층 촬영장치(OCT 장치)의 복합장치에 대해 설명한다. 특히, 보상 광학계를 구비하고, 망막의 고횡분해능의 평면 화상(SLO 상)과 단층 화상(OCT 상)의 양쪽의 촬상을 행하고, 취득된 평면 및 단층 화상을 사용하여 혈류 속도를 산출하는 복합장치에 대해 설명한다.

본 실시예에서는, SLO 장치는 피검안의 광학수차를 공간 광 변조기를 사용해서 보정해서 평면 화상을 취득하도록 구성되고, 푸리에 도메인 방식의 OCT 장치는 단층 화상을 취득하도록 구성되어, 피검안의 시도와 광학수차에 상관없이 양호한 평면 화상 및 단층 화상이 얻어지도록 되어 있다.

<전체 구성>

도 4를 참조하여, 우선, 본 실시예에 따른 복합장치(100)의 개략 구성에 대해 구체적으로 설명한다. 도 4에는, 도 1의 실시예 1과 동일한 구성에는 동일한 부호가 붙여져 있으므로, 공통되는 부분의 설명은 생략한다.

광원(101)으로부터 출사한 빛은 광 커플러(131)에 의해 참조광(105)과 측정광(106)으로 분할된다. 측정광(106)은, 싱글 모드 파이버 130-4, 공간 광 변조기(159), XY 스캐너(119), X 스캐너(121), 구면 미러 160-1 내지 160-9 등을 통과한 후, 관찰 대상인 피검안(107)으로 이끌어진다.

측정광(106)은 피검안(107)에 의해 반사 혹은 산란된 귀환광(108)으로 되고, 디텍터(138) 혹은 라인 센서(139)에 입사된다. 디텍터(138)는 귀환광(108)의 광강도를 전압신호로 변환하고, 그 전압신호를 사용하여 피검안(107)의 평면 화상이 구성된다. 취득된 평면 화상을 사용하여, 혈류 속도가 산출된다.

라인 센서(139)는 참조광(105)과 귀환광(108)을 수광하고, 피검안(107)의 단층 화상이 구성된다. 복수의 취득된 단층 화상을 사용하여, 혈관의 3차원적인 주행이 그려진다.

본 실시예에서는, 파면수차를 보정하는 디바이스로서 공간 광 변조기를 사용했지만, 파면수차를 보정할 수 있으면, 가변 형상 미러를 사용해도 된다.

<광원>

광원(101)은 실시예 1에서와 같으므로, 설명을 생략한다. 저 코히어런트 광원인 SLD는 단층 화상의 촬상에도 적합하다.

<참조 광로>

다음에, 참조광(105)의 광로에 대해 설명한다. 광 커플러(131)에 의해 분할된 참조광(105)은 싱글 모드 파이버 130-2를 통과한 후 렌즈 135-1로 이끌어져, 빔 직경 4mm를 갖는 평행광이 되도록 조정된다.

다음에, 참조광(105)은 미러 157-1 내지 157-4에 의해, 참조 미러인 미러 114로 이끌어진다. 참조광(105)의 광로 길이는 측정광(106)의 광로 길이와 대략 동일하게 조정되어 있기 때문에, 참조광(105)을 측정광(106)과 간섭하게 할 수 있다.

다음에, 참조광(105)은 미러 114에 의해 반사되고, 다시 광 커플러(131)로 이끌어진다. 이와 같은 경우에, 피검안(107)에 측정광(106)이 왕복했을 때의 분산을, 참조광(105)에 대해 보상하는 분산 보상용 글래스(115)를 참조광(105)이 통과한다.

본 실시예에서는, 일본인의 평균적인 안구의 직경의 대표적인 값을 L1=23mm로 설정하였다. 전동 스테이지 117-1은 도면에서 화살표로 도시하고 있는 방향으로 이동하여, 참조광(105)의 광로 길이를 조정 및 제어할 수 있도록 구성된다. 전동 스테이지 117-1은 PC(125)로부터 드라이버부(181) 내부의 전동 스테이지 드라이버(183)에 의해 제어된다.

<측정 광로>

다음에, 측정광(106)의 광로에 대해 설명한다. 광 커플러(131)에 의해 분할된 측정광(106)은 싱글 모드 파이버 130-4를 거쳐 렌즈 135-4로 이끌어져, 빔 직경 4mm를 갖는 평행광이 되도록 조정된다. 편광 콘트롤러 153-1 또는 153-2는, 측정광(106)의 편광 상태를 조정하도록 구성된다. 본 실시예에서는, 측정광(106)의 편광 상태는 지면에 평행한 방향의 직선 편광이 되도록 조정되어 있다.

측정광(106)은, 빔 스플리터(158) 및 가동식 빔 스플리터(161)(분기부로도 부른다)를 통과하여, 구면 미러 160-1 및 160-2를 거쳐, 공간 광 변조기(159)에 입사하고, 측정광(106)이 공간 광 변조기(159)에 의해 변조된다. 공간 광 변조기(159)는 액정의 배향성을 이용해서 변조를 행하는 변조기이다. 공간 광 변조기(159)는 지면에 평행한 방향의 직선 편광(P 편광)의 위상을 변조하는 방향으로 배치되어, 측정광(106)의 편광의 방향과 동일하다.

측정광(106)은 편광판(173)을 더 통과하고, 구면 미러 160-3 및 160-4를 거쳐, X 스캐너(121)의 미러에 입사한다. 편광판(173)은 귀환광(108) 중에서 지면에 평행한 방향의 직선 편광 만을 공간 광 변조기(159)로 이끄는 역할을 한다. X 스캐너(121)는 측정광(106)을 지면에 평행한 방향으로 주사하는 X 스캐너이며, 본 실시예에서는, 공진형 스캐너를 사용하고 있다. X 스캐너(121)의 구동 주파수는 약 7.9kHz이다.

측정광(106)은 구면 미러 160-5 및 160-6을 거쳐 XY 스캐너(119)의 미러에 입사한다. XY 스캐너(119)는 간략을 기하기 위해 1개의 미러를 구비하는 것으로서 설명하였지만, 실제로는, XY 스캐너(119)는 X 스캐너 및 Y 스캐너의 2매의 미러가 근접해서 배치되는 것이다. 측정광(106)의 중심은 XY 스캐너(119)의 미러의 회전 중심과 일치하도록 조정되어 있다. XY 스캐너(119)의 구동 주파수는 ±500Hz의 범위에서 가변할 수 있다.

구면 미러 160-7 내지 160-9는 망막(127)을 주사하기 위한 광학계로서, 측정광(106)으로 각막(126)의 부근 주위에서 망막(127)을 스캔하는 역할을 행한다.

측정광(106)은 빔 직경 4mm를 갖지만, 보다 고분해능의 단층 화상을 취득하기 위해, 빔 직경은 증가해도 된다. 전동 스테이지 117-2는 도면에서 화살표로 도시하고 있는 방향으로 이동하여, 그것에 부착된 구면 미러 160-8의 위치를 조정 및 제어하도록 구성된다. 전동 스테이지 117-2는, 전동 스테이지 117-1과 마찬가지로, 전동 스테이지 드라이버(183)에 의해 제어된다.

구면 미러 160-8의 위치를 조정함으로써, 피검안(107)의 망막(127)의 소정의 층에 측정광(106)의 초점을 맞추어, 피검안(107)을 관찰하는 것이 가능해진다. 초기 상태에서는, 측정광(106)이 평행광으로서 각막(126)에 입사할 수 있도록, 구면 미러 160-8의 위치가 조정되어 있다.

본 실시예에 따른 복합장치(100)는, 피검안(107)이 굴절 이상을 갖고 있는 경우에도 대응할 수 있다. 측정광(106)이 피검안(107)에 입사하면, 측정광9106)이 망막(127)으로부터의 반사나 산란에 의해 귀환광(108)으로 되고, 귀환광(108)이 다시 광 커플러(131)에 의해 이끌려 라인 센서(139)에 도달한다.

귀환광(108)의 일부는 가동식 빔 스플리터(161)에서 반사되어, 렌즈 135-5를 거쳐 디텍터(138)로 이끌어진다. 핀홀을 갖는 차광판 172는 귀환광(108) 중에서 망막(127)에 초점이 맞추어져 있지 않은 불필요한 빛을 차단하는 역할을 한다. 또한, 차광판(172)은 렌즈 135-5의 초점맞춤위치에 공역이 되도록 배치된다. 차광판(172)의 핀홀의 직경은 예를 들면 50㎛이다. 디텍터(138)로서는, 예를 들면, 고속, 고감도의 광센서인 애벌란쉬 포토 다이오드가 사용된다.

빔 스플리터(158)에 의해 분할된 귀환광(108)의 일부는 파면 센서(155)에 입사한다. 파면 센서(155)는 샤크-하트만 방식의 파면 센서이다.

구면 미러 160-1 내지 160-9가 XY 스캐너(119), X 스캐너(121), 각막(126), 파면 센서(155) 및 공간 광 변조기(159)에 대해 광학적으로 공역이 되도록, 구면 미러들이 배치되어 있다. 따라서, 파면 센서(155)는 피검안(107)의 수차를 측정할 수 있다. 또한, 공간 광 변조기(159)는 피검안(107)의 수차를 보정할 수 있다. 더구나, 얻어진 수차에 근거하여 공간 광 변조기(159)를 실시간으로 제어함으로써, 피검안(107)에서 발생하는 수차를 보정하여, 보다 고횡분해능의 단층 화상의 취득하는 것이 가능하다.

<측정계의 구성>

다음에, 측정계의 구성에 대해 설명한다. 복합장치(100)는, 단층 화상(OCT 상) 및 평면 화상(SLO 상)을 취득할 수 있다.

우선, 단층 화상의 측정계에 대해 설명한다. 귀환광(108)은 광 커플러(131)에 의해 합성된다. 합성된 빛 142는, 싱글 모드 파이버 130-3 및 렌즈 135-2를 거쳐 투과형 그레이팅(141)으로 이끌어진 후, 파장마다 분산되어, 렌즈 135-3을 거쳐 라인 센서(139)에 입사된다.

라인 센서(139)는 위치(파장)마다 광강도를 전압신호로 변환한다. 이 전압신호는 프레임 그래버(140)에 의해 디지털 값으로 변환되어, PC(125)에서 피검안(107)의 단층 화상이 형성된다.

라인 센서(139)는 1024화소를 갖고, 합성된 빛 142의 파장마다(1024 분할을 갖는다)의 강도를 얻을 수 있다.

다음에, 평면 화상의 측정계에 대해 설명한다. 귀환광(108)의 일부는 가동식 빔 스플리터(161)에 의해 반사된다. 반사된 빛은 차광판(172)에 의해 불필요한 빛이 차단된 후 디텍터(138)에 도달하여, 빛의 강도가 전기신호로 변환된다.

얻어진 전기신호의 데이터가 PC(125)에 의해 X 스캐너(121)와 XY 스캐너(119)의 주사 신호와 동기하여 처리가 행해져, 평면 화상이 형성된다.

빔 스플리터(158)에 의해 분할된 귀환광(108)의 일부는 파면 센서(155)에 입사되어, 귀환광(108)의 수차가 측정된다. 파면 센서(155)에 의해 얻어진 화상신호는 PC(125)에 공급되어, 수차가 산출된다. 얻어진 수차는 제르니케 다항식으로 표현되고, 이것은 피검안(107)의 수차를 나타내고 있다.

제르니케 다항식은, 틸트(기울기)의 항, 디포커스의 항, 비점수차의 항, 코마의 항 및 트리포일의 항을 포함한다.

<OCT 상의 취득방법>

다음에, 복합장치(100)를 사용한 단층 화상(OCT 상)의 취득방법에 대해 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한다. 복합장치(100)는, XY 스캐너(119)를 제어하고 X 스캐너(121)를 고정 미러로서 사용하여 라인 센서(139)로 간섭무늬를 취득함으로써, 망막(127)의 단층 화상을 취득할 수 있다. 귀환광(108)이 디텍터(138)로 이끌어지지 않도록 가동식 빔 스플리터(161)를 제어한다. X 스캐너(121) 및 XY 스캐너(119)는 PC(125)로부터 드라이버부(181) 내부의 광 스캐너 드라이버(182)에 의해 제어된다(도 4 참조). 본 실시예에서는, 망막(127)의 단층 화상(광축에 평행한 면)의 취득방법에 대해 설명한다.

도 5a는 피검안(107)의 모식도이며, 복합장치(100)에 의해 피검안(107)에 관찰되고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 5a에 나타낸 것과 같이. 측정광(106)이 각막(126)을 통해 망막(127)에 입사하면, 다양한 위치에 있어서의 반사나 산란에 의해 측정광(106)이 귀환광(108)으로 되고, 귀환광(108)은 각각의 위치에서의 시간 지연을 갖고 라인 센서(139)에 도달한다.

광원(101)은 밴드폭이 넓고 코히어런스 길이가 짧기 때문에, 라인 센서(139)는, 참조 광로의 광로 길이가 측정 광로의 광로 길이가 대략 같은 경우에, 간섭무늬를 검출할 수 있다.

전술한 것과 같이, 라인 센서(139)에 의해 취득된 간섭무늬는 파장축 상의 스펙트럼 영역의 간섭무늬이다.

다음에, 파장축 상의 정보인 간섭무늬를, 라인 센서(139)와 투과형 그레이팅(141)의 특성을 고려하여, 광 주파수 축 상의 간섭무늬로 변환한다. 더구나, 얻어진 광 주파수 축의 간섭무늬에 대해 역푸리 변환을 행함으로써, 깊이 방향의 정보를 얻는 것이 가능하다.

도 5b에 나타낸 것과 같이, XY 스캐너(119)를 구동하면서 간섭무늬를 검지하면, 각 X축의 위치마다 간섭무늬가 얻어질 수 있다. 구체적으로는, 각 X축의 위치마다 깊이 방향의 정보를 얻을 수 있다. 결과적으로, XZ면에서의 귀환광(108)의 강도의 2차원 분포가 얻어질 수 있으며, 이것이 단층 화상(132)이다(도 5c 참조).

상기 설명한 것과 같이, 단층 화상(132)은, 상기 귀환광(108)의 강도를 어레이 모양으로 배치한 것이며, 그레이스케일을 적용하여 이 강도가 표시된다. X 방향의 단층 화상(132)의 길이는 700㎛이며, 이것은 이하에서 설명하는 SLO 상과 동일하다.

본 실시예에서는, 얻어진 단층 화상의 경계만을 강조해서 표시하고 있다. 단층 화상은, 망막 색소 상피층(146), 시신경 섬유층(147) 및 혈관(178)을 포함한다. Y축 상의 각 위치마다 복수의 단층 화상을 취득하면, 혈관의 3차원적인 주행을 그려낼 수 있다.

<SLO 상의 취득방법>

다음에, 복합장치(100)를 사용한 평면 화상(SLO 상)의 취득방법에 대해 설명한다. 복합장치(100)는, XY 스캐너(119)를 Y축 방향으로만 제어 및 동작하고 X 스캐너(121)를 제어 및 동작하는 동시에, XY 스캐너(119)의 X축 방향을 고정하고 디텍터(138)로 귀환광(108)의 강도를 취득함으로써, 망막(127)의 평면 화상을 취득할 수 있다. X 스캐너(121)와 XY 스캐너(119)는, PC(125)로부터 드라이버부(181) 내부의 광 스캐너 드라이버(182)에 의해 제어된다(도 4 참조).

또한, 복합장치(100)는, 파면 센서(155)에 의해 측정한 피검안(107)의 수차를 사용해서 공간 광 변조기(159)를 제어함으로써, 피검안(107)에서 생기는 수차를 보정하면서 평면 화상을 취득할 수 있다. 또한, 복합장치(100)는 공간 광 변조기(159)를 실시간으로 제어하면서 평면 화상을 취득할 수 있다. 구체적인 평면 화상의 취득방법은 실시예 1과 같기 때문에, 설명을 생략한다.

<혈류 속도의 산출방법>

취득한 평면 화상으로부터 혈류 속도를 산출하는 방법은 실시예 1에서와 같기 때문에 설명을 생략한다. 상기 취득한 평면 화상에 보이는 혈관은 3차원적으로 주행하는 혈관이 XY 평면에 투영된 것으로 생각된다. 따라서, 측정된 혈류 속도는 XY 평면에 있어서의 속도가 된다. 상기 설명한 것과 같이, 본 실시예에 따른 복합장치는, 복수의 단층 화상을 사용하여 혈관의 3차원적인 주행을 파악하고, 측정된 XY 평면에 있어서의 혈류 속도를 사용하여 XYZ 공간에 있어서의 속도를 산출할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 광 화상 촬상장치는, 광원으로부터의 빛을 측정광과 참조광으로 분할하는 분할부와, 피검안에 조사된 측정광의 귀환광을, 참조 광로를 통과한 참조광과 간섭시키는 간섭부와, 간섭에서 발생하는 간섭 신호의 강도를 검출하는 검출부를 구비한다. 광 화상 촬상장치는, 피검안의 단층 화상을 촬상하는 기능을 갖고, 광학계의 대부분은 단층 화상 촬상의 목적과 평면 화상 촬상의 목적을 공유한다. 따라서, 광 화상 촬상장치는, 간단한 구성으로 평면 화상과 단층 화상을 촬상할 수 있으며, 혈관의 3차원적인 주행을 파악할 수 있다. 또한, 광 화상 촬상장치는, XYZ 공간에서의 혈류의 속도를 산출할 수 있다.

본 발명은, 이하의 처리를 실행함으로써도 실현할 수 있다. 구체적으로는, 전술한 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어(프로그램)를 네트워크 또는 각종 기억매체를 거쳐 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터(또는 중앙처리장치(CPU)나 마이크로 프로세싱장치(MPU))가 프로그램을 판독해서 실행한다.

예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.

Claims (14)

1. 주사부에 의해 주사된 측정광을 피검안에 조사하는 조사부와,
   상기 조사부에 의해 조사된 상기 측정광의 상기 피검안으로부터 귀환된 귀환광에 근거하여 상기 피검안의 화상을 취득하는 취득부와,
   상기 취득부에 의해 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 상기 제1 화상과는 다른 시간에 상기 취득부에 의해 얻어진 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 위치 사이의 변위 및 상기 제1 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 상기 주사부에 의해 상기 측정광으로 주사된 시간과 상기 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 상기 주사부에 의해 상기 측정광으로 주사된 시간의 차이에 근거하여, 상기 피검안의 혈류 속도를 산출하는 산출부와,
   상기 피검안에서 발생하는 수차를 측정하는 수차 측정부와,
   상기 수차 측정부와 공역의 위치에 배치되고, 상기 측정광 및 상기 귀환광의 적어도 어느 한 개를 변조하는 공간 광 변조부와,
   상기 수차를 보정하기 위해, 상기 수차 측정부의 측정 결과에 근거하여. 상기 공간 광 변조부에 있어서의 변조량을 제어하는 제어부,
   를 구비한 것을 특징으로 하는 안과장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 산출부는,
   상기 취득부에 의해 얻어진 상기 화상에 있어서의 상기 혈구의 위치에 근거하여, 상기 혈구가 상기 주사부에 의해 상기 측정광으로 주사된 시간을 산출하는 안과장치.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 취득부에 의해 취득된 상기 피검안의 화상을 표시하도록 구성된 표시부를 더 구비한 안과장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1 화상 및 상기 제2 화상에 포함되는 상기 혈구가 상기 표시부에 강조되어 표시되도록 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상에 대해 화상처리를 행하도록 구성된 화상처리부를 더 구비한 안과장치.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 표시부에 표시된 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상에 포함되는 상기 혈구를 선택하는 구성된 선택부를 더 구비하고,
   상기 산출부는, 상기 선택부에 의해 선택된, 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상에 포함되는 상기 혈구의 상기 변위 및 상기 차이에 근거하여 상기 피검안의 혈류 속도를 산출하는 안과장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 화상 및 상기 제2 화상을 사용해서 시공간 화상을 작성하도록 구성된 화상 작성부를 더 구비한 안과장치.
   
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   광원으로부터의 빛을 상기 측정광과 참조광으로 분할하도록 구성된 분할부와,
   상기 피검안에 조사된 상기 측정광으로부터 생긴 귀환광을 참조 광로를 통과한 상기 참조광과 간섭시키도록 구성된 간섭부와,
   상기 간섭에서 생긴 간섭 신호의 강도를 검출하도록 구성된 검출부와,
   상기 검출부에 의해 검출된 상기 강도에 근거하여 상기 피검안의 단층 화상을 취득하도록 구성된 단층 화상 취득부를 더 구비한 안과장치.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 측정광의 상기 피검안으로부터의 상기 귀환광을 검출하고, 검출한 빛을 전기신호로 변환하도록 구성된 변환부와,
   상기 광원과 상기 피검안을 연결하는 광로 상에서 상기 귀환광을 상기 변환부로 이끌도록 구성된 도광부를 더 구비하고,
   상기 취득부는 상기 변환부에 의해 얻어진 상기 전기신호의 강도에 근거하여 상기 피검안의 화상을 취득하는 안과장치.
   
10. 주사부에 의해 주사된 측정광을 사용하여 피검안을 조사하는 조사부와,
    상기 조사부에 의해 조사된 상기 측정광의 상기 피검안으로부터 귀환된 귀환광에 근거하여 상기 피검안의 화상을 취득하는 취득부와,
    상기 취득부에 의해 얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 상기 제1 화상과는 다른 시간에 상기 취득부에 의해 얻어진 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 위치 사이의 변위 및 상기 제1 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간과 상기 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이에 근거하여 상기 피검안의 혈류 속도를 산출하는 산출부와,
    상기 피검안에서 발생하는 수차를 측정하는 수차 측정부와,
    상기 수차 측정부와 공역의 위치에 배치되고, 상기 측정광 및 상기 귀환광의 적어도 어느 한 개를 변조하는 공간 광 변조부와,
    상기 수차를 보정하기 위해, 상기 수차 측정부의 측정 결과에 근거하여. 상기 공간 광 변조부에 있어서의 변조량을 제어하는 제어부,
    를 구비한 것을 특징으로 하는 안과 시스템.
    
11. 삭제
12. 주사부에 의해 주사된 측정광으로 피검안을 조사하는 단계와,
    상기 조사된 상기 측정광의 상기 피검안으로부터의 귀환광에 근거하여 상기 피검안의 화상을 취득하는 단계와,
    얻어진 제1 화상에 있어서의 혈구의 위치와 상기 제1 화상과는 다른 시간에 얻어진 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 위치 사이의 변위 및 상기 제1 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간과 상기 제2 화상에 있어서의 상기 혈구의 상이 얻어지는 시간의 차이에 근거하여, 상기 피검안의 혈류 속도를 산출하는 단계와,
    상기 피검안에서 발생하는 수차를 측정하는 단계,
    수차 측정부와 공역의 위치에 배치되고, 상기 측정광 및 상기 귀환광의 적어도 어느 한 개를 변조하는 단계와,
    상기 수차를 보정하기 위해, 수차 측정부에 의한 측정 결과에 근거하여, 공간 광 변조부에 있어서의 변조량을 제어하는 단계,
    를 포함하는 혈류 속도 산출방법.
    
13. 제 1항에 있어서, 상기 차이는,
    상기 피검안의 하나의 화상을 취득하도록 상기 주사부에 의한 주사 시간에 근거하여 얻는 것을 특징으로 하는 안과장치.
    
14. 제 1항에 있어서, 상기 차이는,
    상기 피검안의 하나의 화상을 취득하도록 상기 주사부에 의한 주사 시간 및 상기 주사부에 의한 상기 변위 량의 주사 시간에 근거하여 얻는 것을 특징으로 하는 안과장치.

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