JP2010000191A - 光画像計測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光画像計測装置1は、低コヒーレンス光L0を信号光LSと参照光LRとに分割し、参照光LRの光路を光路長の異なる二つの光路に分割することで参照光LRを二つの参照光LRa、LRbに分割する。更に、光画像計測装置1は、これら二つの光路をそれぞれ経由した参照光LRa、LRbと被検眼Eを経由した信号光LSとを干渉させて、被検眼Eの二つの深度位置(眼底Ef、角膜Ec)のそれぞれにおける形態を反映した干渉光LCを生成し、この干渉光LCを検出して検出信号を生成する。そして、光画像計測装置1は、この検出信号に基づいて眼底断層画像と角膜断層画像を形成し、これら断層画像を解析して被検眼Eの角膜網膜間距離を求める。
【選択図】図5
Description
光画像計測装置1は、図1に示すように、眼底カメラユニット1A、OCTユニット150及び演算制御装置200を含んで構成される。眼底カメラユニット1Aは、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。眼底カメラは、眼底を撮影して2次元画像を取得する装置である。また、眼底カメラは、眼底血管の形態の撮影に利用される。OCTユニット150は、被検眼のOCT画像を取得するための光学系を格納している。演算制御装置200は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。
眼底カメラユニット1Aは、眼底表面の形態を表す2次元画像を形成するための光学系を有する。ここで、眼底表面の2次元画像には、眼底表面を撮影したカラー画像やモノクロ画像、更には蛍光画像(フルオレセイン蛍光画像、インドシアニングリーン蛍光画像等)などが含まれる。
OCTユニット150の構成について図4を参照しつつ説明する。OCTユニット150は、従来のフーリエドメインタイプの光画像計測装置と同様の光学系を備えている。すなわち、OCTユニット150は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、被検眼を経由した信号光と参照物体を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成する光学系と、この干渉光を検出する検出手段とを備えている。干渉光の検出結果(検出信号)は演算制御装置200に送られる。
演算制御装置200の構成について説明する。演算制御装置200は、CCD184から入力される検出信号を解析して被検眼EのOCT画像を形成する。OCT画像の形成対象部位としては、眼底Ef、角膜Ec、水晶体などがある。OCT画像を形成するための演算処理は、従来のフーリエドメインタイプの光画像計測装置と同様である。
光画像計測装置1の制御系の構成について図5を参照しつつ説明する。
光画像計測装置1の制御系は、演算制御装置200の制御部210を中心に構成される。制御部210は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。
画像形成部220は、撮像装置10、12からの映像信号を受けて眼底画像Ef′の画像データを形成する。
画像形成部220には干渉成分抽出部221が設けられている。干渉成分抽出部221は、深度位置(z方向の位置)が異なる被検眼Eの複数の部位を同時に計測するときに動作する。
画像処理部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。たとえば、画像処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理などを実行する。
画像処理部230には解析処理部231が設けられている。解析処理部231は、被検眼Eの複数部位の同時計測により取得された複数の断層画像を解析することにより、被検眼Eの所定の物理量を求める。また、解析処理部231は、求められた被検眼Eの物理量に基づいて、信号光LSの走査態様を特定する。
眼内距離演算部232は、被検眼Eの複数の断層画像のうちの一の断層画像中の位置と他の断層画像中の位置との間の距離を求める。特に、この実施形態では、眼内距離演算部232は、眼底Efの断層画像(眼底断層画像)と角膜Ecの断層画像(角膜断層画像)を解析して、被検眼Eの角膜網膜間距離を求める。以下、眼内距離演算部232が実行する処理の例を説明する。
倍率演算部233は、眼内距離演算部232により求められた角膜網膜間距離に基づいて、被検眼Eの眼球光学系の倍率を求める。倍率演算部233は、この発明の「倍率演算手段」の一例である。以下、倍率演算部233が実行する処理の例を説明する。
走査態様特定部234は、求められた倍率と上記眼球モデルとに基づいて、被検眼Eの網膜の所定位置に信号光LSを照射させるような、走査ユニット141による信号光LSの走査態様を特定する。走査態様特定部234は、この発明の「特定手段」の一例である。
角膜曲率演算部235は、被検眼Eの角膜曲率半径(又は角膜曲率)を求める。なお、角膜曲率半径と角膜曲率は、それぞれ他方の逆数であるので、一方が求まれば他方も求まる。角膜曲率演算部235は、この発明の「角膜曲率半径演算手段」の一例である。以下、角膜曲率演算部235が実行する処理の例を説明する。
表示部240は、ディスプレイを含んで構成される。操作部250は、キーボードやマウス等の入力デバイスや操作デバイスを含んで構成される。又、操作部250には、光画像計測装置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。
ここで、信号光LSの走査及びOCT画像について説明しておく。
光画像計測装置1の動作について説明する。図6に示すフローチャートは、光画像計測装置1の動作の一例を表す。なお、眼球光学情報212aは既に記憶部212に記憶されているものとする。また、前述の事前計測における模型眼の角膜曲率半径の値と、角膜表面の画像の基準位置とは、既に記憶部212に記憶されているものとする。
主制御部211は、ステップ29で特定された走査態様に基づいて信号光を走査させつつ、本計測を実行させる(S30)。画像形成部220は、本計測で得られた検出信号に基づいて、網膜(眼底Ef)の新たな断層画像を形成する(S31)。以上で、図8に示す動作の説明を終了する。
以上のような光画像計測装置1の作用及び効果について説明する。
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内における任意の変形を適宜に施すことが可能である。
1A 眼底カメラユニット
141 走査ユニット
150 OCTユニット
160 低コヒーレンス光源
174a、174b 参照ミラー
176a、176b 参照ミラー駆動機構
180 スペクトロメータ
184 CCD
190A アライメント光学系
200 演算制御装置
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
212a 眼球光学情報
220 画像形成部
221 干渉成分抽出部
230 画像処理部
231 解析処理部
232 眼内距離演算部
233 倍率演算部
234 走査態様特定部
235 角膜曲率演算部
240 表示部
250 操作部
Claims (15)
- 低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、前記参照光の光路を光路長の異なる複数の光路に分割することで前記参照光を複数の参照光に分割し、前記複数の光路をそれぞれ経由した前記複数の参照光と被測定物体を経由した前記信号光とを干渉させて、前記被測定物体の複数の深度位置のそれぞれにおける形態を反映した干渉光を生成する光学系と、
前記生成された干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、
前記生成された検出信号に基づいて、前記複数の深度位置における前記被測定物体の形態を表す複数の断層画像をそれぞれ形成する画像形成手段と、
前記複数の断層画像を解析して前記被測定物体の所定の物理量を求める解析手段と、
を備えることを特徴とする光画像計測装置。 - 前記光学系は、前記低コヒーレンス光から分割された参照光を前記複数の参照光に分割するビームスプリッタと、前記複数の参照光のそれぞれの光路に設けられた参照ミラーとを含み、
前記ビームスプリッタは、前記参照ミラーによりそれぞれ反射された前記複数の参照光を合成し、
前記光学系は、前記合成された前記複数の参照光を前記信号光に干渉させて前記干渉光を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光画像計測装置。 - 前記光学系は、前記低コヒーレンス光から分割された参照光の一部分の光路長を延長する光学部材と、前記光学部材により光路長が延長された前記参照光の一部分と、前記参照光の他の部分とを反射する参照ミラーとを含み、前記参照ミラーにより反射された前記参照光を前記信号光に干渉させて前記干渉光を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光画像計測装置。 - 前記解析手段は、前記所定の物理量として、前記複数の断層画像のうちの一の断層画像中の位置と他の断層画像中の位置との間の距離を求める、
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の光画像計測装置。 - 前記被測定物体は生体眼であり、
前記複数の参照光は、前記生体眼の網膜に対応する光路長を有する第1の光路を経由する第1の参照光と、前記生体眼の角膜に対応する光路長を有する第2の光路を経由する第2の参照光とを含み、
前記画像形成手段は、前記第1の参照光と前記網膜で反射された前記信号光との干渉成分に相当する第1の信号成分を前記検出信号から抽出して前記網膜の形態を表す第1の断層画像を前記一の断層画像として形成し、かつ、前記第2の参照光と前記角膜で反射された前記信号光との干渉成分に相当する第2の信号成分を前記検出信号から抽出して前記角膜の形態を表す第2の断層画像を前記他の断層画像として形成し、
前記解析手段は、前記第1及び前記第2の断層画像を解析して、前記生体眼の角膜網膜間距離を求める、
ことを特徴とする請求項4に記載の光画像計測装置。 - 前記第1の光路と前記第2の光路とは、角膜網膜間距離の標準値に略等しい光路長差を有し、
前記解析手段は、予め記憶された眼球光学情報に含まれる眼球光学系の屈折率の値で前記標準値を除算し、その商の値と前記第1及び前記第2の断層画像とに基づいて前記角膜網膜間距離を求める、
ことを特徴とする請求項5に記載の光画像計測装置。 - 前記解析手段は、前記所定の物理量として、前記求められた角膜網膜間距離に基づいて前記生体眼の眼球光学系の倍率を求める倍率演算手段を含む、
ことを特徴とする請求項5に記載の光画像計測装置。 - 前記倍率演算手段は、予め記憶された眼球光学情報に含まれる眼球光学系の光学情報と、前記求められた角膜網膜間距離とに基づいて前記倍率を求める、
ことを特徴とする請求項7に記載の光画像計測装置。 - 前記眼球光学情報は、角膜の前後面のそれぞれの曲率半径、角膜の厚さ、角膜の屈折率、水晶体の前後面のそれぞれの曲率半径、水晶体の厚さ、水晶体の屈折率、硝子体の屈折率、及び、角膜前面と水晶体後面との間の距離を表す前眼部距離のそれぞれの値を含み、
前記倍率演算手段は、前記角膜網膜間距離から前記前眼部距離の値を減算して水晶体後面と網膜表面との間の距離を表す後眼部距離を算出し、前記眼球光学情報及び前記後眼部距離とに基づいて眼球モデルを形成し、前記眼球モデルに基づいて前記倍率を求める、
ことを特徴とする請求項8に記載の光画像計測装置。 - 前記生体眼に対して前記光学系を位置合わせするアライメント手段を更に備え、
前記解析手段は、前記位置合わせが行われた後に前記光学系により生成された干渉光に基づく前記第2の断層画像のフレーム内における位置を特定し、該特定された位置に基づいて前記生体眼の角膜曲率半径を求める角膜曲率半径演算手段を含み、
前記倍率演算手段は、前記眼球光学情報に含まれる角膜の曲率半径の値の代わりに、前記求められた角膜曲率半径に基づいて前記眼球モデルを形成する、
ことを特徴とする請求項9に記載の光画像計測装置。 - 前記生体眼に対して前記光学系を位置合わせするアライメント手段を更に備え、
前記解析手段は、前記位置合わせが行われた後に前記光学系により干渉光が生成されたときの前記第2の光路の光路長に基づいて前記生体眼の角膜曲率半径を求める角膜曲率半径演算手段を含み、
前記倍率演算手段は、前記眼球光学情報に含まれる角膜の曲率半径の値の代わりに、前記求められた角膜曲率半径に基づいて前記眼球モデルを形成する、
ことを特徴とする請求項9に記載の光画像計測装置。 - 前記光学系は、前記生体眼に対する前記信号光の照射位置を走査する走査手段を含み、
前記解析手段は、前記眼球モデル及び前記求められた倍率に基づいて、前記網膜の所定位置に前記信号光を照射させるような前記走査手段による前記信号光の走査態様を特定する特定手段を含み、
前記光学系は、新たな低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、前記特定された走査態様に基づき前記走査手段により当該新たな信号光を走査しつつ、前記第1の光路を経由した当該新たな参照光と前記網膜を経由した当該新たな信号光とを干渉させて新たな干渉光を生成し、
前記検出手段は、前記新たな干渉光を検出して新たな検出信号を生成し、
前記画像形成手段は、前記新たな検出信号に基づいて、前記網膜の新たな断層画像を形成する、
ことを特徴とする請求項9〜請求項11のいずれか一項に記載の光画像計測装置。 - 前記特定手段は、前記眼球モデル及び前記求められた倍率に基づく光線追跡演算を行うことにより、前記眼球モデルの網膜の前記所定位置に信号光が照射されるような前記走査態様を特定する、
ことを特徴とする請求項12に記載の光画像計測装置。 - 前記特定手段は、前記網膜の視神経乳頭中心を中心とし所定半径を有する円形の軌跡に沿って前記信号光の照射位置を走査させるための前記走査態様を特定する、
ことを特徴とする請求項12に記載の光画像計測装置。 - 前記解析手段は、前記新たな断層画像に基づいて前記生体眼の網膜厚を求める、
ことを特徴とする請求項12に記載の光画像計測装置。
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