KR101477591B1

KR101477591B1 - 광학 단층촬영 화상 촬상장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101477591B1
Application number: KR1020120023769A
Authority: KR
Inventors: 노부히토 스에히라; 토모유키 마키히라
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2014-12-30
Also published as: US20120229763A1; EP2497409A1; US9055891B2; KR20120103481A; JP2012187230A; CN102670170B; JP5901124B2; CN102670170A

Abstract

단층촬영 화상을 취득할 때에 적절하게 주사를 제어 가능한, 추미 기능을 갖는 광학 단층촬영 화상 촬상장치. 본 발명에 따른 광학 단층촬영 화상 촬상장치는, 피검안의 안저화상을 촬상하는 안저화상 촬상부와, 피검안의 단층촬영 화상을 촬상하는 단층촬영 화상 촬상부를 구비한다. 광학 단층촬영 화상 촬상장치의 제어 방법은, 안저화상에 있어서, 미리 취득한 복수의 특징영역과 일치하는 좌표의 값을 산출하는 단계; 그 복수의 좌표의 값의 사이에 있어서의 공간변화를 산출하는 단계; 및 그 산출 결과에 근거하여 상기 단층촬영 화상을 취득하기 위한 상기 단층촬영 화상 촬상부에 의한 측정광의 주사를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

광학 단층촬영 화상 촬상장치 및 그 제어 방법{OPTICAL TOMOGRAPHIC IMAGE PHOTOGRAPHING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREFOR}

본 발명은, 광학 단층촬영 화상 촬상장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

최근, 안저의 단층촬영 화상을 취득할 수 있는 광간섭 단층촬영(ＯＣＴ)장치가 주목을 받고 있다. 그 요인의 하나는, 안저의 단층촬영 구조가 비침습 및 고분해능으로 관찰할 수 있는 ＯＣＴ이다. 특히, 고속 및 고감도로 측정을 할 수 있는 ＳＤ-ＯＣＴ(sｐｅｃｔｒａｌ dｏｍａｉｎ)장치가 시장에 중심 위치를 차지한다. 이것들 ＳＤ-ＯＣＴ장치는, 안저카메라나 주사형 레이저 검안경(ＳＬＯ)이 구비되어서 더욱 고도로 된다.

한편, 조기진단 및 조기 치료에 의해 미소의 종양이나 그 밖의 이상을 검출하기 위해서, 단층촬영 화상의 고화질화가 요구되고 있다. 고화질화를 달성하기 위한 유닛으로서, 안구의 이동에 ＯＣＴ빔을 따르게 하는 장치(미심사된 일본 특허출원 공개[PCT 출원의 번역]번호 2004-512125)가 공개되어 있다. 상기 미심사된 일본 특허출원 공개[PCT 출원의 번역]번호 2004-512125에 개시된 발명에서는, ＯＣＴ장치에는, 안구의 이동을 검출하기 위한 장치가 구비되어 있다. 그 장치는 안저의 시신경 유두를 추미하고, 실시간으로 추미용(tracking) 스캐너를 제어하는 것으로, 원하는 장소의 단층촬영 화상의 취득이 용이해진다고 하고 있다.

그렇지만, 안구의 운동에는 여러가지 것이 있고, 아래와 같이 분류될 수 있다: 고속 및 직선 모양의 움직임인 미세 도약 안구운동(micro saccade); 다소 느린 움직임의 드리프트; 및 드리프트 하고 있을 때에 일어나는 진폭이 작은 고속 진동인 진전(tremor). 이 운동의 이동 속도와 빈도는 각 개인에 의존하지만, 미세 도약 안구운동은 수 mm/ｓｅｃ정도의 속도라고 말하여지고, 이는 100μm/ｓｅｃ정도의 속도를 갖는 드리프트와 비교하여 비교할 수가 없는 속도다. 미세 도약 안구운동의 주기는, 수초마다 1회 또는 2회정도다. 드리프트는 멈추지 않고 계속해서 움직이고 있다. 진전은, 100Hz정도의 주기를 갖기는 하나 진폭 5μm의 작은 움직임이다.

이 중, 안저화상을 사용해서 안구의 운동을 검출할 때, 미세 도약 안구운동은 안저화상을 촬상하는 시간내에 발생하는 경우도 있다. 이 현상이 발생했을 때의 안저화상을 바탕으로 스캐너를 움직이면, 예상치 못한 위치에 스캐너를 이동하게 된다. 그러므로, 안저화상에 의거하여 돌발적인 눈의 움직임을 검지하여, 그러한 상황이 안 되도록 할 필요가 있다.

본 발명의 목적은, 단층촬영 화상을 취득할 때에, 계측광을 피검체의 움직임을 따라가는 장치에서 계측광의 주사를 적절하게 행하는 데에 있다.

상기 목적을 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 촬상장치의 제어 방법은, 다른 시간에 피검안의 제1 및 제2 안저화상을 취득하는 촬상장치의 제어 방법으로서, 상기 제1 안저화상으로부터 복수의 특징화상을 추출하는 단계; 상기 제2 안저화상으로부터 상기 추출된 복수의 특징화상에 대응하는 복수의 특징화상을 탐색하는 단계; 상기 추출된 복수의 특징화상의 위치 관계와 상기 탐색된 복수의 특징화상의 위치 관계 사이에 공간변화가 있는 것인가 아닌가를 판단하는 단계; 및 상기 공간변화가 소정의 조건을 충족시킬 경우, 상기 제1 및 제2 안저화상에 의거하여 추미(tracking) 조작을 행하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 단층촬영 화상촬상장치는, 다른 시간에 피검안의 제1 및 제2 안저화상을 취득하는 안저화상부; 상기 제1 안저화상으로부터 복수의 특징화상을 추출하는 추출부; 상기 제2 안저화상으로부터 상기 추출된 복수의 특징화상에 대응하는 복수의 특징화상을 탐색하는 탐색부; 상기 추출된 복수의 특징화상의 위치 관계와, 상기 탐색된 복수의 특징화상의 위치 관계 사이에 공간변화가 있는 것인가 아닌가를 판단하는 판단부; 및 상기 공간변화가 소정의 조건을 충족시킬 경우, 상기 제1 및 제2 안저화상에 의거하여 추미(tracking) 조작을 행하는 주사 제어부를 구비한다.

본 발명에 의하면, 단층촬영 화상을 취득할 때에 적절한 주사의 제어가 이루어진다.

본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 아래의 예시적 실시예들의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 광학 단층촬영 화상 촬상장치의 광학계 구성의 개략도다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 신호 처리의 흐름도다.
도 3a, 3b, 3c는 각각 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 패턴매칭을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 신호 처리의 흐름도다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

제 1 실시예

이하, 본 발명의 제 1 실시예에 관하여 설명한다. 본 실시예에서의 촬상장치는, 내부 고시등을 갖고, 안저화상의 취득에 ＳＬＯ촬상부를 사용하고, ＳＬＯ촬상부를 사용하여 취득한 안저화상으로부터 안구의 이동량을 산출하고, 그 산출결과를 ＯＣＴ촬상부에 반영하여, 단층촬영 화상을 취득한다.

(ＯＣＴ촬상부의 구성)

도 1은, 본 실시예에 있어서의 촬상장치의 광학계 구성의 개략도다. 광원으로서, 저코히어런트(low-coherent) 광원(101)을 사용한다. 광원(101)으로서, 수퍼 루미네슨트 다이오드(ＳＬＤ) 광원이나, 자연 증폭 방출(ＡＳＥ) 광원을 사용할 수 있다. 저코히어런트 광으로는, 850ｎｍ 및 그 근방과, 1050ｎｍ 및 그 근방의 파장이 안저촬상에 사용된다. 본 실시예에서는, 중심파장 840ｎｍ, 파장반값폭 45ｎｍ의 ＳＬＤ광원을 사용한다.

저코히어런트 광원(101)으로부터 출사된 저코히어런트 광은, 파이버를 경유하여 파이버 커플러(102)에 들어가고, 계측광(ＯＣＴ빔)과 참조 광으로 나누어진다. 여기에서는 파이버를 사용한 간섭계 구성을 기재하고 있지만, 공간 광학계에서 빔 스플리터를 사용한 구성을 채용하여도 된다.

계측광은, 파이버(103)를 통하여, 파이버 콜리메이터(104)로부터 평행 광의 형태로 출사된다. 출사된 계측광은, ＯＣＴ스캐너(Y) 105, 릴레이 렌즈(106, 107)를 경유하고, 한층 더 ＯＣＴ스캐너(X) 108을 지나고, 다이크로익 빔 스플리터(109)를 투과해, 스캔 렌즈(110), 다이크로익 미러(111) 및 접안 렌즈(112)를 지나 피검안(121)을 조사한다. 여기에서, ＯＣＴ스캐너(X) 108 및 (Y) 105는, 갈바노 스캐너를 사용하고 있다. 피검안(121)에 있어서의 계측광은, 망막에서 산란 및 반사되어 귀환광으로서, 동일 광로를 추적하여 파이버 커플러(102)에 되돌아간다.

참조 광은, 파이버 커플러(102)로부터 파이버 콜리메이터(113)에 인도되어, 평행 광의 형태로 출사된다. 출사된 참조 광은, 분산 보정 유리(114)를 통과하고, 광로길이 가변 스테이지(115)상의 참조 미러(116)에 의해 반사된다. 참조 미러(116)에 의해 반사된 참조 광은, 동일한 광로를 추적하여, 파이버 커플러(102)에 되돌아간다.

파이버 커플러(102)에서, 되돌아온 귀환광 및 참조 광이 조합광이 되도록 조합되어, 파이버 콜리메이터(117)에 인도된다. 상기 조합광은, 분광기에 의해, 파장마다의 강도정보로 변환된 후 계측된다. 파이버 콜리메이터(117), 그레이팅(118), 렌즈(119), 및 라인 센서(120)는, 분광기를 구성한다. 라인 센서(120)에 의해 계측된 파장마다의 강도정보는, ＰＣ(125)에 전송되어, 피검안의 단층촬영 화상으로서 생성된다.

ＯＣＴ측정에 있어서는, 고시를 안정시키기 위해서, 고시등(150)을 사용한다. 고시등(150)으로서는, 발광 다이오드(ＬＥＤ)가 매트릭스 모양으로 배치된 것을 사용한다. ＬＥＤ의 점등 위치를, ＰＣ(125)의 제어에 의해 촬상하고 싶은 부위에 따라서 변경한다. ＬＥＤ로부터의 광은, 500ｎｍ의 파장을 갖는다. 고시등으로부터 출사된 빔은, 렌즈(151)와 다이크로익 미러(111)를 경유하여, 피검안(121)에 조사된다. 다이크로익 미러(111)는, 스캔 렌즈(110)와 접안 렌즈(112)의 사이에 위치하여, 단파장(500ｎｍ정도)의 광과 ＯＣＴ빔, ＳＬＯ빔(700ｎｍ이상)을 분리한다.

(ＳＬＯ촬상부의 구성)

이어서, 안저화상을 취득하는 ＳＬＯ촬상부의 광학계 구성에 관해서 설명한다. 레이저 광원(130)으로서, 반도체 레이저나 ＳＬＤ광원을 사용할 수 있다. 이 광원에 사용되는 파장은, 다이크로익 빔 스플리터(109)에 의해, ＯＣＴ용의 저코히어런트 광원(101)의 파장과 분리할 수 있으면 좋다. 일반적으로는, 안저화상의 화질로서 양호한, 700ｎｍ∼1000ｎｍ의 근적외의 파장 영역을 사용한다. 본 실시예에서는, 광을 분리 가능한 760ｎｍ의 파장을 갖는 반도체 레이저를 사용한다.

레이저 광원(130)으로부터 출사된 레이저빔(ＳＬＯ빔)은, 파이버(131)를 통과하고, 파이버 콜리메이터(132)로부터 평행 광의 형태로 출사되고, 링(ring) 미러(133) 및 렌즈(134)를 거쳐, ＳＬＯ스캐너(Y) 135에 인도된다. 그 레이저 빔은, 렌즈(136, 137)를 거쳐 ＳＬＯ스캐너(X) 138을 통과하고, 다이크로익 빔 스플리터(109)에서 반사되어, 타겟인 피검안(121)에 입사한다. 다이크로익 빔 스플리터(109)는, ＯＣＴ빔을 투과하고, ＳＬＯ빔을 반사하도록 구성된다. ＯＣＴ촬상부와 마찬가지로, ＳＬＯ촬상부의 스캐너로서 갈바노 스캐너를 사용하고 있다. 피검안(121)에 입사하는 ＳＬＯ빔은, 피검안(121)의 안저에 조사된다. 이 빔이, 피검안(121)의 안저에서 반사 혹은 산란되어, 동일 광로를 추적하여, 상기 링 미러(133)까지 되돌아간다. 상기 링 미러(133)는, 피검안(121)의 동공위치와 공역인 위치에 설치된다. 안저에 조사되어 있는 빔의 후방산란된 광 중, 동공주변부를 통과한 광이, 링 미러(133)에 의해 반사되어, 렌즈(139)에 의해 광검출소자(140) 위에 결상한다. 광검출소자(140)는, 예를 들면 어밸런쉬 포토다이오드(ＡＰＤ)다. 광검출소자(140)의 강도정보에 근거하여, 안저의 평면화상을 생성한다. 본 실시예에서는, 안저에 어떤 스폿 지름의 빔을 조사해 스캔하는 것으로 안저화상을 취득하기 위한 ＳＬＯ를 사용했지만, 라인 빔을 사용하는 라인 ＳＬＯ(ＬＳＬ) 구성을 채용하여도 된다.

ＰＣ(125)는, ＯＣＴ스캐너, 광로길이 가변 스테이지(115), 라인 센서(120), ＳＬＯ스캐너, 광검출소자(140) 및 고시등(150)을 제어하고 데이터를 취득할 뿐만 아니라, 신호 처리와 데이터의 불러오기나 보존을 실행한다.

(신호 처리)

도 2의 흐름도를 참조하여 신호 처리에 관하여 설명한다. 본 실시예에서는, ＳＬＯ촬상부와 ＯＣＴ촬상부가 같은 프레임 레이트일 경우에 대해 설명한다. ＳＬＯ촬상부와 ＯＣＴ촬상부는, 거의 같은 타이밍에서 촬상을 실행한다. ＳＬＯ촬상부로부터의 안저화상을 기초로, ＯＣＴ촬상부에 의한 단층촬영 화상의 촬상에서의 촬상위치를 제어한다.

단계S1에서는, 측정을 시작한다. 이 상태에서는, 촬상장치가 이미 기동되어 있어서, 피검안(121)이 측정 위치에 배치되어 있다. 아울러, ＯＣＴ촬상부로 촬상하는 모드가 선택되어 있다. 그 모드는 측정범위, 측정 위치, 및 반복 회수를 포함한다. 본 실시예에서는, 망막상의 같은 위치를 50회 촬상하는 모드를 예로 들어서 설명한다.

단계S2에서는, 안저화상과 단층촬영 화상의 촬상전 촬상장치의 조정을 행한다. 단층촬영 화상의 촬상전에 촬상장치와 피검안의 얼라인먼트를 실행하는 것이 필요하다. ＳＬＯ촬상부에 의해 취득한 안저화상을 보면서, 안저화상이 명료하게 보이도록 피검안(121)과 촬상장치(특히, 광학계)간의 거리 및 스캔 렌즈(110)의 위치에 대해 조정을 행한다. 다음에, 원하는 영역이 측정될 수 있게 고시등의 점등 위치를 이동시킨다. 한층 더, ＯＣＴ촬상부를 사용하여 단층촬영 화상의 촬상에 필요한 범위를 포함하도록 광로길이 가변 스테이지(115)의 조정을 행한다. 이 단계에서는, ＳＬＯ촬상부에 의해 취득한 안저화상으로부터 복수의 특징영역을 추출해서 템플릿으로서 보존한다. 여기에서는 4개의 영역을 추출하는 경우에 관하여 설명하지만, 그 영역의 수는 2개이상의 영역이 추출되면 한정되지 않는다. 후술하는 바와 같이, 안저화상을 4개의 상한(quadrant)으로 분할해서 패턴매칭을 행하는 경우에, 서로 대각선으로 대향하는 상한으로부터 특징영역을 추출하는 것이 바람직하다. 이 상태에서의 미세 도약 안구운동을 적합하게 검출하기 위해서는, 또 다른 상한으로부터 특징영역을 추출하여, 3개 이상의 특징영역을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 추출된 영역의 수가 많을수록 정확하게 미세 도약 안구운동등의 급격한 움직임을 정확하게 검출할 수 있는 가능성이 높아지지만, 계산 시간이 증가한다. 이상의 특징화상을 추출하는 단계는, 본 발명에 있어서 ＰＣ(125)의 추출부로서 기능하는 영역에서 실행된다.

여기에서, 특징영역의 추출에 대해서, 도 3a∼3c를 참조하여 설명한다. 안저화상은 종 600화소와 횡 800화소의 크기로 가정한다. 스캐너에 의한 주사는, 도 3a의 좌측위로부터 시작되고, 스캐너가 x축을 왕복할 때마다 y축을 1스텝 이동시키고, 우하까지 측정을 행한다. 소위 x축을 "패스트(fast) 스캔"이라고 하고, y축을 "슬로우 스캔"이라고 한다. 제1 안저화상인 도 3a의 안저화상(301)에는, 유두(302) 및 혈관(303)이 있다. 취득한 안저화상은, 중심을 원점으로서, x, y축에 의해 제1로부터 제4까지 4개의 상한으로 나누어져 있다. 또한, 특징영역은, 각각, 각 상한으로부터 1개의 특징영역 등의 상한으로부터 추출된다. 특징영역으로서는 혈관의 분기의 예를 들어 설명했지만, 당연히 유두등 어떠한 다른 특징이어도 된다. 상기 특징영역의 크기는, 예를 들면 50×50화소다. 제1 내지 제4의 상한은, 각각 304-307로 나타낸 영역이다. 특징영역을 템플릿으로서 보존하고, 단계S3으로 진행된다.

단계S3에서는, 촬상 스위치가 온(on)된 것인가 아닌가의 판단을 행한다. 촬상 스위치가 온이면, 단계S4로 진행되어, 단층촬영 화상을 촬상하기 시작한다. 그렇지 않으면, 단계S2의 촬상전에 촬상장치의 조정으로 되돌아가고, 촬상전의 조정과 템플릿의 추출을 행한다.

단계S4에서는, 안저화상과 단층촬영 화상을 취득한다. 우선, 안저화상은 ＳＬＯ촬상부에 의해 취득된다. ＳＬＯ스캐너(X) 138이 패스트 스캔을 제공하고, ＳＬＯ스캐너(Y) 135가 슬로우 스캔을 제공하며, ｘｙ평면의 2차원의 안저화상이 취득된다. 그 안저화상을, x방향으로 800화소, y방향으로 600화소로 한다.

한편, 단층촬영 화상은 ＯＣＴ촬상부에 의해 취득된다. ＯＣＴ스캐너(X) 108이 x축을 왕복하는 패스트 스캔을 제공하고, ＯＣＴ스캐너(Y) 105는 y축에서 일정한 값을 유지한다. 그 결과, ｘｚ평면의 2차원의 단층촬영 화상을 취득한다. 또한, 1회의 촬상에 의해 분광기로부터의 출력으로서 1000라인을 취득한다. 신호 처리에서는, 분광기의 출력은, 파장에 대하여 동일한 간격이므로, 파수에 대하여 동일한 간격으로 되도록 변환한다. 다음에, 푸리에 변환을 행한다. 필요한 부분을 잘라내어, ｘｚ평면의 단층촬영 화상(x방향으로 1000화소, z방향으로 500화소)이 취득된다.

단계S5에서는, 복수의 템플릿에 대해 패턴매칭을 행한다. 우선, 제2 안저화상으로서 취득한 안저화상과 각 상한의 템플릿간의 패턴매칭 처리를 행한다. 패턴매칭은, 일반적인 방법을 채용하므로, 그 상세 내용은 여기에서는 기술하지 않는다. 각 상한의 매칭하는 검출 영역의 좌표로서, 그 영역 의 중심좌표(ｘ_ｉ(t), ｙ_ｉ(t))를 출력하고, 여기서, i는 1 내지 4의 정수이고 각각 4개의 상한을 나타내고, t는 템플릿을 추출한 후의 시간이다. 이렇게, 템플릿과 매칭하는 검출 영역의 유무 또는 수를 패턴매칭에 의해 검출한다. 매칭하는 영역이 없는 경우에는, 에러를 출력한다. 이러한 처리에서는, 후술하는 바와 같이, 4개의 템플릿간의 거리나, 대각선 사이의 각도로부터 산출된 공간변화가, 소정의 조건을 충족시키는 것인가 아닌가(예를 들면, 소정값 이상인가 아닌가)를 판단하여 상기 매칭을 판단하는 것이 가능하다. 에러의 경우, 안저화상은, 템플릿 중 어느 하나와 매칭하지 않는 경우나, 1개의 템플릿과 매칭하지 않는 경우가 있다. 본 실시예에서는, 그 화상이 1개이상 매칭하지 않는 상태를 에러라고 한다. 본 발명에 있어서, 전술한 검출 영역을 검출하는 단계는, ＰＣ(125)에 있어서 전술한 특징화상에 대응하는 해당 검출 영역, 즉 탐색 영역을 탐색하는 단계를 실시하는 탐색부로서 기능하는 영역에 의해 실행된다.

또한, 에러의 발생을 표시하여, 검자가 피검자에게 경고 표시 등에 의해 움직이지 않게 할 수 있다. 또한, 에러의 발생은, 예를 들면 특징영역의 종방향 화소수와 횡방향 화소수 각각에 소정의 배율을 승산하여 얻어진 화소수, 또는 소정의 화소수를 각각에 가산해서 얻어진 화소수에 의해 구한 소정의 값에 대한 중심좌표의 쉬프트로부터 판단되는 것이 바람직하다.

단계S6에서는, 매칭 영역이 없는지 판단한다. 매칭 영역이 있는 경우 단계S7로 진행된다. 매칭 영역이 없는 경우, 단계S4로 되돌아간다. 매칭 영역이 있는 경우(도 3b), 제1 및 제2 안저화상에 의거하여 추미를 행한다. 또한, 매칭 영역이 없는 경우(도 3c), 제3 안저화상을 취득하고, 제1 및 제3 안저화상에 의거하여 추미 조작을 행한다. 즉, 매칭 영역이 없는 경우, 제2 안저화상을 추미에 사용하지 않는다. 또한, 매칭 영역이 없는 것은, 눈이 움직이기 때문에 안저화상에 템플릿과 일치하는 부분이 없는 경우, 템플릿으로서 추출한 특징영역을 촬상중에 미세 도약 안구운동이 발생하는 경우, 및 눈을 감는 경우에 일어난다. 에러가 발생한 화상에 있어서는, 동시에 취득된 단층촬영 화상도 마찬가지로 부적절한 화상일 가능성이 높으므로, 이 단층촬영 화상은 취득된 화상의 수에 포함되지 않는다. 바꾸어 말하면, 산출된 공간변화가 소정의 값이상인 경우에, 특징영역과의 일치를 검출하는데 사용된 검출 영역을 취득할 때의 안저화상과 동시에 취득한 단층촬영 화상은, 폐기된다. 구체적으로, 공간변화가 소정값이상인 안저화상은, 추미 조작에 사용되지 않고, 공간변화가 소정값미만인 안저화상을 사용해서 추미 조작을 행한다. 여기에서 서술하는 공간변화란, 취득된 안저화상 또는 단층촬영 화상을 포함하는 망막이 존재하는 공간내에서 상기 화상의 배치에서 이동 또는 왜곡에 의해 생긴 변화에 해당한다, 즉 특징화상의 각 위치 관계에서의 공간적 변화에 해당한다. 이상의 폐기는, 본 발명에 있어서 ＰＣ(125)에 있어서 폐기부로서 기능하는 영역에 의해 실행된다. 또한, 추출된 특징화상과, 탐색된 이미 추출된 특징화상간의 위치 관계에 의거해 공간변화의 유무가 판단되지만, 이 단계는 ＰＣ(125)에 있어서의 판단부로서 기능하는 영역에 의해 실행된다.

단계S7에서는, 매칭 좌표값간의 공간변화를 검출하고, 이하의 수식을 사용해서 이 변화의 크기를 산출한다. 공간변화는, 특징영역과 매칭 영역으로서 선택된 검출 영역간의 거리와 이 검출 영역들을 한 쌍으로서 연결하여 얻어진 선분의 교차에 의해 형성된 각도(선분이 이루는 각도)의 변화로서 검출된다. 우선, 상기 거리는, 각각의 상한에서 매칭 검출 영역간의 거리라고 가정한다. 예를 들면, i상한과 j상한의 매칭 좌표값간의 거리는, 다음의 수식 1로 표현할 수 있다.

(수식1)

템플릿을 4개 사용하는 경우에는, 템플릿으로 형성된 사각형의 대각선의 길이가 그 사각형의 변보다 길다. 한층 더, Y방향에서는 취득 시간이 다르다. 그 때문에, 여기에서는, 제1상한과 제3상한의 대각선의 ｒ₁₃(t)을 사용한다. 당연히, 제2상한과 제4상한의 대각선을 사용하여도 되고, 양쪽의 대각선을 사용해도 되고, 거리가 긴 쪽의 대각선을 사용해도 된다. 보통, 미세 도약 안구운동의 경우는 어느 한쪽을 사용하여 검출할 수 있다. 여기에서, 거리변화는 다음의 수식 2와 같이 표현한다.

(수식 2)

다음에, i상한과 j상한의 매칭 검출 영역을 연결하는 벡터를 다음의 수식 3과 같이 표현한다.

(수식 3)

제1상한과 제3상한, 제2상한과 제4상한에 있어서의 검출 영역을 연결하는 각각의 대각선이 이루는 각도 θ(308)은, 각각 수식 4로 나타낼 수 있다.

(수식 4)

따라서, 대각선이 이루는 각도θ의 변화는 다음의 수식 5로 나타낼 수 있다.

(수식 5)

단계S8에서는, 역치와 상기 검출된 변화를 비교한다. 역치와의 비교는, 거리와 각도 각각에 대해 실해되고, 다음의 수식 6-1, 6-2로 나타내어진다.

(수식 6-1)

(수식 6-2)

이상에서 설명한 바와 같이, 공간변화는, 복수의 검출 영역 중에서 선택된 검출 영역의 사이의 거리 또는, 선택된 검출 영역을 잇는 2개의 선분이 이루는 각도의 변화로서 산출된다. 또한, 이 경우, 복수의 특징영역이 4개 이상이며, 공간변화는 적어도 하나의 쌍의 검출 영역의 사이에서의 거리의 변화로서 산출되는 것이 바람직하다. 또는, 복수의 특징영역이 4개 이상이며, 공간변화는, 안저화상에 있어서 서로 대각으로 대향하는 검출 영역의 사이를 잇는 2개의 대각선이 이루는 각도의 변화로서 산출되는 것이 바람직하다.

여기에서, 드리프트(drift)로 눈이 움직이는 경우에 대해 도 3b를 참조하여 설명한다. 상기 매칭 검출 영역은 제1상한으로부터 제3상한까지 순차적으로 309 내지 312로 나타낸 것과 같아진다. 드리프트의 경우, 안저화상은, 전체적으로, 평행 이동 또는 회전 이동한다. 이 때문에, 매칭 검출 영역간의 거리 및 대각선이 이루는 각도에 변화는 일어나지 않는다. 이 경우에는, 단계S9로 진행된다. 한편, 도 3c와 같이 미세 도약 안구운동이 파선으로 나타낸 영역(313)에서 발생했을 경우를 설명한다. 혈관이 부자연스럽게 잡아 늘려지게 되어 있다. 이 상태에서, 상기 매칭 좌표값간의 거리 및 2개의 대각선이 이루는 각도(308)는, 초기의 값과 다르고, 수식 6-1, 6-2를 충족시키지 않는다. 비교된 값은, 예를 들면, 수식 1 및 수식 4에 있어서 t=0에서의 값의 수 퍼센트이어도 된다.

이 조건을 충족시키지 않으면, 눈은 이미 제１상한(304) 및 제2상한(305)의 매칭 검출 영역의 좌표와는 다른 위치로 이동하고 있다. 그 때문에, 이 안저화상을 사용해서 스캐너를 제어하는 경우에도 원하는 장소를 촬상할 수 있을 가능성이 적다. 단계S4로 되돌아가 안저화상을 다시 취득하고, 눈의 위치를 확인한다. 그렇지만, 제3상한(306)과 제4상한(307)을 사용해서 이동량을 산출하면, 원하는 영역을 취득할 수 있는 가능성은 있다. 구체적으로, 특징화상에 있어서의 공간변화가 소정의 조건, 즉 본 실시예에서는 역치 이하라는 조건을 충족시키는 경우에는, 상기 매칭 조작을 실행한 제1의 안저화상 및 제2의 안저화상에 근거하여 추미 조작이 실행된다. 그렇지 않은 경우에는, 본 실시예에서는, 또 다른 안저화상, 즉 제3 안저화상을 취득한 후에 그 화상을 사용하여 추미 조작을 실행한다.

단계S9에서는, ＯＣＴ스캐너의 주사 모드(주사 시작 위치, 주사 범위등)를 제어하여, 취득된 단층촬영 화상을 보정한다. ＯＣＴ스캐너는, 우선 ＯＣＴ스캐너의 이동량을 산출하여서 제어된다. 여기에서는, 상기 4개의 검출 영역의 중심에 대한 변화량이라고 가정한다. 템플릿과 매칭한 4개의 영역의 중심을 (ｘ_ｍ(t), ｙ_ｍ(t))이라고 하면, 아래의 수식 7과 같은 관계가 있다.

(수식 7)

따라서, 상기 추출 영역에 대한 검출 영역의 이동량은 다음의 수식 8로 표현된다.

(수식 8)

이동량을 산출한 후, ＯＣＴ스캐너를 제어한다. ＯＣＴ스캐너는, x방향 및 y방향으로 오프셋량을 변화시켜서 제어된다. 즉, 특징영역에 대한 검출 영역의 이동량을, 검출 영역의 중심의 이동으로서 공간변화를 산출할 수 있다.

단계S10에서는, 종료 조건을 만족시키고 있는지를 판단한다. 종료 조건은, 필요한 화상 매수(50매)를 촬상하도록 완료되었거나, 또는, 측정을 시작한 후 미리 설정한 소정시간(예를 들면, 2분)이 경과한 것이고, 이 경우에는 에러를 출력해서 처리를 종료한다. 종료 조건을 만족시키지 않은 경우에는, 단계S4로 되돌아가서 촬상을 행한다. 단계S4 내지 단계S10의 처리는, 예를 들면 1회 처리당 40ｍｓｅｃ정도 걸린다. 즉, 50매의 화상을 연속으로 촬영할 수 있으면 2초 걸리게 된다.

단계S11에서는, 처리를 종료한다. 측정이 종료한 후, 피검안을 검사 위치로부터 제거한 후, 후처리를 행한다. 후처리에서는, 취득한 단층촬영 화상의 확인이나, 겹치기 처리를 행한다. 혹은, 필요에 따라 단계S1로 되돌아가서, 다른 모드로 측정을 행한다.

이렇게, 안저화상을 대략 실시간으로 해석함으로써, 미세 도약 안구운동이 발생한 것인가 아닌가를 검출할 수 있다. 이것에 의해, 예상하지 못한 위치로 스캐너가 이동하는 것을 방지한다. 상술한 것처럼, 스캐너를 눈의 움직임에 추미시킴과 동시에, 쓸데없는 촬상을 하지 않아서, 원하는 화상의 필요한 매수만을 취득할 확률을 높인다.

이상에서 서술한, 안저화상에 있어서, 미리 취득한 복수의 특징영역과 각각 일치하는 복수의 검출 영역의 좌표값의 산출, 산출된 상기 복수의 좌표값의 사이에 있어서의 공간변화의 산출, 및 이 산출의 결과에 의거하여 단층촬영 화상 촬상부가 피검안의 단층촬영 화상을 촬상하기 위해서 행하는 측정 광의 주사의 제어, 즉 추미 조작은, 각각 전술한 ＰＣ(125)에 있어서의 좌표값 산출부, 공간변화 산출부, 및 주사 제어부로서 각각 기능하는 영역에 의해 실행된다.

제 2 실시예

여기서는, 제 1 실시예와의 차이만을 설명한다. 제 1 실시예와의 차이는, ＳＬＯ촬상부에 의한 안저화상과 ＯＣＴ촬상부에 의한 단층촬영 화상의 촬상이, 서로 무관하게 행해지고 있는 것이다. 촬상 프레임수가 그들간에 다른 경우, 이들 화상을 다른 타이밍에서 촬상하여서 낭비를 없앨 수 있다. 이 경우의 신호 처리에 대해서 도 4의 흐름도를 참조하여 설명한다. 안저화상과 단층촬영 화상의 흐름도에 있어서, 일부 공통의 처리를 사용하고 있지만, 양자의 시간적인 타이밍의 일치를 의미하는 것이 아니다.

(신호 처리)

단계S1에서는, 측정을 시작한다. 이 상태에서는 촬상장치가 이미 기동되어 있고, 피검안이 측정 위치에 배치되어 있다.

단계S2에서는, 안저화상 및 단층촬영 화상에 대해 촬상전 촬상장치의 조정을 행한다. 이 단계에서 4개의 템플릿을 추출한다.

단계S3에서는, 촬상 스위치가 온인가 아닌가를 판단한다. 촬상장치가 온인 경우에는, 안저화상의 촬상은 단계A1로 진행되고, 단층촬영 화상의 촬상은 단계B1로 진행된다.

우선, 안저화상의 촬상 루프를 설명한다. 안저화상의 촬상은 1프레임당 5ｍｓｅｃ 걸린다고 한다.

단계A1에서는, 안저화상을 촬상한다. 안저화상은 ＳＬＯ촬상부에 의해 취득한다. ＳＬＯ스캐너(X) 138이 패스트 스캔, ＳＬＯ스캐너(Y) 135가 슬로우 스캔이며, ｘｙ평면에 2차원 안저화상을 취득한다. 결과적으로, 상기 취득된 화상은, x방향으로 800화소, y방향으로 600화소를 갖는다.

단계A2에서는, 안저화상과 템플릿간의 매칭 평가를 행한다. 템플릿과 매칭하는 영역이 없으면, 에러를 출력한다.

단계A3에서는, 매칭 영역의 유무를 판단한다. 그 매칭 평가 결과, 매칭 영역이 없는 경우에는, 단계A6으로 진행된다. 그 때, ＯＣＴ스캐너를 제어하지 않는다. 그러므로, 이동량으로서 현재의 값을 그대로 출력한다. 매칭 영역이 있는 경우에는, 단계A4로 진행된다.

단계A4에서는, 공간변화를 검출한다. 매칭 검출 영역으로부터 수식 2, 수식 5에 따라 공간변화를 검출한다.

단계A5에서는, 상기 검출된 공간 변화를 역치와 비교한다. 그리고, 수식 6-1 및 6-2를 충족시키는 것인가 아닌가를 평가한다.

단계A6에서는, 이동량을 산출한다. 공간변화가 역치보다 작은 경우에는, 수식 8에 의거하여 이동량을 산출한다. 공간변화가 역치보다 큰 경우에는, 변경하지 않고 이동량으로서 현재의 값을 출력한다.

다음에, 단층촬영 화상의 촬상 루프를 설명한다. ＯＣＴ촬상부에 의한 촬상은 1프레임당 25ｍｓｅｃ 걸린다고 한다.

단계B1에서는, ＯＣＴ스캐너를 제어한다. ＯＣＴ스캐너는, 단계A6에서의 이동량의 산출 결과를 참조하여 제어된다. ＯＣＴ스캐너의 제어에서는, x방향과 y방향 모두 오프셋을 바꾼다. x방향으로 1000라인의 데이터를 취득하는 경우에는, 200라인마다 제어가 갱신된다.

단계B2에서는, ＯＣＴ스캐너를 이동시킨다(정확하게는 각도를 변경한다). ＯＣＴ스캐너의 이동은 x방향으로 1스텝이다.

단계B3에서는, 라인 데이터를 취득한다.

단계B4에서는, 단층촬영 화상을 성공적으로 취득하였는가 아닌가를 판단한다. 모든 라인의 데이터의 취득이 완료되면, 단계B10으로 진행된다. 이 때, 상기 취득된 단층촬영 화상은, x방향으로 1000화소, z방향으로 500화소이다. 취득이 종료하지 않으면, 단계B1로 되돌아간다.

단계S10에서는, 원하는 매수의 화상의 취득이 완료된 것인가 아닌가를 판단한다. 원하는 매수의 화상의 취득이 완료되지 않으면, 안저화상을 촬상하기 위해서 단계A1로 되돌아간다. 한편, 단층촬영 화상을 촬상하기 위해서는 단계B1로 되돌아간다. 각 화상의 촬상이 완료되는 경우 또는, 측정 시간이 규정시간을 초과하는 경우에는, 종료 처리를 행한다.

단계S11에서는, 처리를 종료한다.

상술한 것처럼 안저화상을 대략 실시간으로 해석함으로써, 예상치 못한 위치로 스캐너가 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, ＳＬＯ촬상부가ＯＣＴ촬상부에 의한 단층촬영 화상의 취득보다 충분히 빠른 안저화상을 취득하면 보다 미세한 스캐너 제어가 달성 가능하다.

기타 실시예

또한, 본 발명은, 이하의 처리를 실행하여서 실현된다. 구체적으로는, 상기 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어(프로그램)를, 네트워크 또는 각종 기억매체 중 임의의 것을 거쳐서 시스템 또는 장치에 공급하고 나서, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터(또는 ＣＰＵ나 ＭＰＵ등)가 그 프로그램을 판독해서 실행한다.

본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.

Claims

다른 시간에 피검안의 제1 및 제2 안저화상을 취득하는 촬상장치의 제어 방법으로서,
상기 제1 안저화상으로부터 복수의 특징화상을 추출하는 단계;
상기 제2 안저화상으로부터 상기 추출된 복수의 특징화상에 대응하는 복수의 특징화상을 탐색하는 단계;
상기 추출된 복수의 특징화상의 위치 관계와 상기 탐색된 복수의 특징화상의 위치 관계 사이에 공간변화가 있는 것인가 아닌가를 판단하는 단계; 및
상기 공간변화가 소정의 조건을 충족시킬 경우, 상기 제1 및 제2 안저화상에 의거하여 추미(tracking) 조작을 행하는 단계를 포함하는, 촬상장치의 제어 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 공간변화가 소정의 조건을 충족시키지 않는 경우, 상기 피검안의 제3 안저화상을 취득하는 단계; 및
상기 제1 및 제3 안저화상에 의거하여 추미 조작을 행하는 단계를 더 포함하는, 촬상장치의 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 추출 단계는, 상기 제1 안저화상에 있어서의 3군데 이상에서 상기 복수의 특징화상을 추출하는, 촬상장치의 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 탐색된 복수의 특징화상 중에서 선택된 특징화상의 사이의 거리 또는 상기 탐색된 복수의 특징화상의 사이를 연결하는 2개의 선분이 이루는 각도의 변화로서, 상기 공간변화를 산출하는 단계를 더 포함하는, 촬상장치의 제어 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 추출단계는, 상기 제1 안저화상에 있어서의 4군데 이상에서 상기 복수의 특징화상을 추출하고,
상기 공간변화는, 적어도 1쌍의 상기 탐색된 특징화상의 사이에서의 거리의 변화로서 산출되는, 촬상장치의 제어 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 특징화상이 4군데 이상이며, 상기 공간변화는, 상기 안저화상에 있어서 서로 대각선으로 대향하며 또 탐색된 상기 복수의 특징화상을 연결하는 2개의 대각선이 이루는 각도의 변화로서 산출되는, 촬상장치의 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 특징화상에 대한 상기 탐색된 상기 특징화상의 이동량을, 상기 탐색된 상기 특징화상의 중심의 이동으로서 상기 공간변화를 산출하는, 촬상장치의 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 피검안의 단층촬영 화상을 취득할 때 사용하기 위한 측정광을 사용하여 상기 피검안을 주사하기 위한 주사 모드를 제어하는 단계를 더 포함하는, 촬상장치의 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 공간변화가 소정의 값보다 클 경우에, 상기 특징화상과의 일치의 탐색에 의해 취득되는 상기 특징화상을 취득할 때의 상기 안저화상과 동시에 취득한 단층촬영 화상을 폐기하는, 촬상장치의 제어 방법.
다른 시간에 피검안의 제1 및 제2 안저화상을 취득하는 촬상장치의 제어 방법으로서,
상기 제1 안저화상으로부터 복수의 특징화상을 추출하는 단계;
상기 제2 안저화상으로부터 상기 추출된 복수의 특징화상에 대응하는 복수의 특징화상을 탐색하는 단계;
상기 추출된 복수의 특징화상의 위치 관계와 상기 탐색된 복수의 특징화상 중에서 선택된 특징화상의 사이의 거리에 의거하여 상기 탐색된 복수의 특징화상의 위치 관계 사이의 공간변화를 산출하는 단계를 포함하는, 촬상장치의 제어 방법.
다른 시간에 피검안의 제1 및 제2 안저화상을 취득하는 촬상장치의 제어 방법으로서,
상기 제1 안저화상으로부터 복수의 특징화상을 추출하는 단계;
상기 제2 안저화상으로부터 상기 추출된 복수의 특징화상에 대응하는 복수의 특징화상을 탐색하는 단계;
상기 추출된 복수의 특징화상의 위치 관계와 상기 탐색된 복수의 특징화상의 사이를 연결하는 2개의 선분이 이루는 각도에 의거하여 상기 탐색된 복수의 특징화상의 위치 관계 사이의 공간변화를 산출하는 단계를 포함하는, 촬상장치의 제어 방법.
청구항 1, 3 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 촬상장치의 제어 방법의 각 단계를 컴퓨터에게 실행시키는 프로그램을 기록하는 기록 매체.
다른 시간에 피검안의 제1 및 제2 안저화상을 취득하는 안저화상부;
상기 제1 안저화상으로부터 복수의 특징화상을 추출하는 추출부;
상기 제2 안저화상으로부터 상기 추출된 복수의 특징화상에 대응하는 복수의 특징화상을 탐색하는 탐색부;
상기 추출된 복수의 특징화상의 위치 관계와, 상기 탐색된 복수의 특징화상의 위치 관계 사이에 공간변화가 있는 것인가 아닌가를 판단하는 판단부; 및
상기 공간변화가 소정의 조건을 충족시킬 경우, 상기 제1 및 제2 안저화상에 의거하여 추미(tracking) 조작을 행하는 주사 제어부를 구비한, 촬상장치.
제 14 항에 있어서,
상기 공간변화가 소정의 조건을 충족시키지 않는 경우, 상기 안저화상부는 상기 피검안의 제3 안저화상을 취득하고,
상기 주사 제어부는, 상기 제1 및 제3 안저화상에 의거하여 추미 조작을 행하는, 촬상장치.
다른 시간에 피검안의 제1 및 제2 안저화상을 취득하는 안저화상부;
상기 제1 안저화상으로부터 복수의 특징화상을 추출하는 추출부;
상기 제2 안저화상으로부터 상기 추출된 복수의 특징화상에 대응하는 복수의 특징화상을 탐색하는 탐색부;
상기 추출된 복수의 특징화상의 위치 관계와 상기 탐색된 복수의 특징화상 중에서 선택된 특징화상의 사이의 거리에 의거하여 상기 탐색된 복수의 특징화상의 위치 관계 사이의 공간변화를 산출하는 산출부를 구비한, 촬상장치.
다른 시간에 피검안의 제1 및 제2 안저화상을 취득하는 안저화상부;
상기 제1 안저화상으로부터 복수의 특징화상을 추출하는 추출부;
상기 제2 안저화상으로부터 상기 추출된 복수의 특징화상에 대응하는 복수의 특징화상을 탐색하는 탐색부;
상기 추출된 복수의 특징화상의 위치 관계와 상기 탐색된 복수의 특징화상의 사이를 연결하는 2개의 선분이 이루는 각도에 의거하여 상기 탐색된 복수의 특징화상의 위치 관계 사이의 공간변화를 산출하는 산출부를 구비한, 촬상장치.