JP2017169602A - 眼科装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、眼科装置1の構成の一例を示す概略図である。図1に示すように、眼科装置1は、眼底カメラユニット2、表示装置3、OCTユニット100、及び演算制御ユニット200を含んで構成される。眼底カメラユニット2は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。OCTユニット100には、被検眼Eの眼底Ef(本発明の被観察部位に相当)のOCT画像を取得するための干渉光学系100a(図2参照)が設けられている。眼底カメラユニット2の撮影光学系30と、OCTユニット100の干渉光学系100aとにより、本発明の検査用光学系1aが構成される。演算制御ユニット200は、各種の演算処理及び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2には、眼底Efの表面形態を表す2次元画像(眼底像)を取得するための光学系が設けられている。眼底像には、観察画像及び撮影画像などが含まれる。観察画像は、例えば近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。なお、被検眼Eの前眼部Eaに光学系のピントが合っている場合、眼底カメラユニット2は前眼部Eaの観察画像を取得することができる。撮影画像は、例えば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、又は近赤外光若しくは可視光を照明光として用いたモノクロの静止画像であってもよい。眼底カメラユニット2は、これら以外の画像、例えばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像又は自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
図2は、OCTユニット100の構成の一例を示した概略図である。図2に示すように、OCTユニット100には、眼底EfのOCT画像を取得するための干渉光学系100aが設けられている。
図1に戻って、演算制御ユニット200は、イメージセンサ115から入力される検出信号を解析して眼底EfのOCT画像を形成して、眼底EfのOCT画像を表示装置3に表示させる。なお、OCT画像の形成のための演算処理は、従来のスペクトラルドメインタイプのOCT装置と同様である。
また、本実施形態の演算制御ユニット200(眼科装置1)は、眼底Efの注目血管に関する血流情報を生成する血流情報測定を行う。ここで血流情報は、血流速度及び血流量を示す情報などの血流に関する情報である。
図4は、眼科装置1の制御系である演算制御ユニット200の構成を示すブロック図である。
図4に示すように、演算制御ユニット200は、制御部210を中心に構成される。制御部210は、例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、及び通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部210には、主制御部211と、記憶部212と、光学系位置取得部213とが設けられている。
主制御部211は前述した各種の動作制御を行う。なお、合焦レンズ31の移動制御は、図示しない合焦駆動部を制御して合焦レンズ31を光軸方向に移動させるものである。これにより、撮影光学系30の合焦位置が変更される。また、主制御部211は、光学系駆動部2Aを制御して、眼科装置1の検査用光学系1a(眼底カメラユニット2、OCTユニット100)を3次元的に移動させると共に、前述の光路長変更部41を図1に示す矢印の方向に移動させる。
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、被検眼情報、及び後述の位置情報テーブル219(図9参照)などがある。被検眼情報は、患者ID(identification)及び氏名などの被検者に関する患者情報と、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報とを含む。また、記憶部212には、眼科装置1を動作させるための各種プログラム及びデータが記憶されている。位置情報テーブル219は、詳しくは後述するが、血流情報測定時における検査用光学系1aのアライメント等に用いられる。
光学系位置取得部213は、眼科装置1に搭載された検査用光学系1aの現在位置を取得する。検査用光学系1aとは、被検眼Eを光学的に検査するために用いられる光学系であり、既述の通り、眼底カメラユニット2の撮影光学系30と、OCTユニット100の干渉光学系100aとを含む。
画像形成部220は、イメージセンサ115からの検出信号に基づいて、眼底EfのOCT画像(断層像)の画像データと位相画像の画像データとを形成する。これらの画像については後述する。画像形成部220は、例えば前述の回路基板又はマイクロプロセッサを含んで構成される。なお、本明細書では「画像データ」と、それに基づく「画像」とを同一視することがある。画像形成部220は、OCT画像形成部221と位相画像形成部222を有する。
OCT画像形成部221は、第1走査により得られる干渉光LCの検出結果に基づいて、第1断面C0における形態の時系列変化を表すOCT画像(第1OCT画像)を形成する。また、OCT画像形成部221は、第2断面C1,C2に対する第2走査により得られる干渉光LCの検出結果に基づいて、第2断面C1における形態を表すOCT画像(第OCT画像)と、第2断面C2における形態を表すOCT画像(第2OCT画像)とを形成する。各OCT画像の形成方法の具体例は、例えば本出願人等による特開2013−208158号公報(特許文献2)に記載されているので、詳細な説明は省略する。
位相画像形成部222は、第1走査により得られる干渉光LCの検出結果に基づいて、第1断面における位相差の時系列変化を表す位相画像を形成する。この形成処理に用いられる干渉光LCの検出結果は、OCT画像形成部221による第1OCT画像の形成処理に供されるものと同じである。よって、第1OCT画像と位相画像との間の位置合わせをすることが可能である。つまり、第1OCT画像の画素と位相画像の画素とを対応付けることが可能である。なお、位相画像の形成方法の具体例についても、例えば本出願人等による特開2013−208158号公報(特許文献2)に記載されているので、詳細な説明は省略する。
画像処理部230は、画像形成部220により形成された画像(OCT画像等)に対して各種の画像処理又は解析処理を施す。例えば画像処理部230は、画像の輝度補正及び分散補正等の各種補正処理を実行する。また、画像処理部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及び解析処理を施す。
解析部231は、前眼部カメラ300A,300Bにより実質的に同時に得られた2つの撮影画像を解析することで、被検眼Eの3次元位置を求める。例えば、解析部231は、前眼部カメラ300により得られた各撮影画像の歪みを記憶部212に記憶されている収差情報に基づいて補正する補正処理と、各撮影画像を解析して前眼部Eaの所定の特徴点(例えば瞳孔中心)を特定する特徴点特定処理と、前眼部カメラ300の位置及び特徴点特定処理により特定された特徴点の位置に基づいて、被検眼Eの3次元位置を算出する3次元位置算出処理と、を行う。なお、被検眼Eの3次元位置の解析方法の具体例については、例えば本出願人による特開2013−248376号公報(特許文献1)に記載されているので、詳細な説明は省略する。
血管領域特定部232は、血流情報測定時に、第1OCT画像、第2OCT画像、及び位相画像のそれぞれについて、注目血管Dbに対応する血管領域を特定する。この処理は、各画像の画素値を解析することによって行うことが可能である(例えば閾値処理)。
血流情報生成部233は、第1断面と第2断面との間の距離、血管領域の特定結果、及び位相画像の血管領域における位相差の時系列変化に基づいて、注目血管Dbに関する血流情報を生成する。ここで、第1断面と第2断面との間の距離(断面間距離)は、事前に決定される。血管領域は、血管領域特定部232により得られる。位相画像の血管領域における位相差の時系列変化は、位相画像の血管領域内の画素についての位相差の時系列変化として得られる。
図中に「UI」で表されている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の表示デバイス及び表示装置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の筐体又は外部に設けられた各種のボタン及びキー等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筐体を有する場合、操作部240Bは、この筐体に設けられたジョイスティック及び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の筐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。
図5Aは眼科装置1の正面図であり、図5Bは眼科装置1の側面図である。図5A及び図5Bに示すように、眼科装置1には、被検者の顔を支持するための顎受けと額当てが設けられている。顎受け及び額当ては、図5A及び図5B内の支持部440に相当する。符号410は、光学系駆動部2A等の駆動系、及び演算制御回路が格納された基台(ベースともいう)を示す。また、符号415は、基台410に対して移動自在に支持された架台を示す。また、符号420は、眼底カメラユニット2及びOCTユニット100などの光学系及び撮影部が格納された筐体を示す。この筐体420は架台415上に設けられている。また、符号430は、筐体420の前面に突出して設けられた、対物レンズ22が収容されたレンズ収容部を示す。
前述の通り、血流情報(血流速度及び血流量)は、ドップラーOCTの手法を用いて生成される。このため、検査用光学系1aが第1アライメントされている場合、すなわち、信号光LSの入射方向と血液の流れベクトルとのなす角度θ(上記[数1]式参照)が90°である場合、上記[数1]式中の「cosθ」の値が0となってしまうため、血流速度の算出ができなくなる。その結果、上記[数2]式で表される血流量の算出もできなくなる。そこで、血流情報測定時には、図6に示すように、検査用光学系1aの位置をずらして測定を行う。
このように検査用光学系1aを第1位置P1から第2位置P2まで移動させた場合、検査用光学系1aの光軸OA(図7等参照)と、被検眼Eの基準位置[本実施形態では角膜中心(角膜頂点)]とにずれが生じるため、フレアが生じる。
図9は、第1アライメント後の主制御部211の機能を示す機能ブロック図である。図9に示すように、主制御部211は、血流情報測定時に検査用光学系1aの第1アライメントが完了すると、光学系移動部215、アライメント部216、及び調整制御部217として機能する。
次に、図11を用いて上記構成の眼科装置1による眼底Efの血流情報の測定処理について説明する。図11は、眼科装置1による眼底Efの血流情報の測定処理の流れを示すフローチャートである。
検査種別の選択が完了し、且つ被検者の顔が支持部440に支持された後、ユーザは、ユーザインターフェイス240を用いて第1アライメントの開始指示を行う(ステップS3)。なお、第1アライメントの開始指示は検査種別の選択後に自動で行ってもよい。
ユーザは、操作部240Bにて架台415をz方向に対して垂直方向に移動させる移動操作を行う。この移動操作を受けて、光学系移動部215は、光学系駆動部2Aを制御して架台415を垂直方向に移動させる(ステップS9)。これにより、既述の図6に示したように、筐体420内の検査用光学系1aが第1位置P1から第2位置P2へ移動される。なお、架台415の移動、すなわち、検査用光学系1aの第2位置P2への移動は、第1アライメントの完了後に光学系移動部215が自動で行ってもよい。
第2アライメントが行われる場合、調整制御部217は、アライメント部216から取得したxy位置差分(Δx、Δy)等に基づき、位置情報テーブル219を参照して、xy位置差分(Δx、Δy)等に対応する移動情報ΔNを取得する。そして、調整制御部217は、取得した移動情報ΔNに基づき、光学系駆動部2Aを制御して光路長変更部41を移動させる。これにより、第2アライメントの前後で信号光LSと参照光LRとの光路長差が一定に維持されるように、信号光LSの光路長が調整される(ステップS13)。その結果、OCT画像が得られる眼底Efの深度が第2アライメントの前後で変わることが防止される。
第2アライメント及び光路長調整の完了後、ユーザは、操作部240Bにて血流情報測定開始指示を行う。なお、血流情報測定開始指示は、第2アライメント及び光路長調整の完了後に自動で行ってもよい。この血流情報測定開始指示を受けて、眼科装置1は、注目血管Dbに対し前述の第1走査及び第2走査を実行する(図3参照)。これにより、OCT画像形成部221にて第1OCT画像及び第2OCT画像が形成されると共に、位相画像形成部222にて位相画像が形成される。次いで、血管領域特定部232による注目血管Dbに対応する血管領域の特定が行われた後、血流情報生成部233により注目血管Dbに関する血流情報の生成が行われる。
以上のように本実施形態の眼科装置1では、検査用光学系1aを第1位置P1から第2位置P2に移動させた際に、第1位置P1と第2位置P2のxy位置差分(Δx、Δy)に基づき、位置情報テーブル219を参照するだけで第2位置P2での検査用光学系1aのz方向のアライメント位置を決定することができる。その結果、従来と比較して簡単且つ高速にアライメント位置を決定することができる。
上記実施形態では、血流情報測定時の検査用光学系1aの第2位置P2として、第1位置P1からz方向に垂直方向にずれた位置を例に挙げて説明したが(図6参照)、第2位置P2は、第1位置P1から少なくともz方向に垂直な方向にずれた位置であれば特に限定はされず、z方向に垂直な方向且つz方向の双方にずれた位置であってもよい。例えば、第2位置P2が第1位置P1に対してxz方向、yz方向、及びxyz方向のいずれかの方向にずれた位置であってもよい。
Claims (5)
- 検査用光学系を通して被検眼の被観察部位を撮影する撮影部と、
前記被検眼に対する前記検査用光学系の光軸方向のアライメント及び前記光軸方向に垂直方向のアライメントを行う第1アライメント部と、
前記検査用光学系を、前記第1アライメント部によりアライメントされた第1位置から少なくとも前記垂直方向にずれた第2位置まで移動する光学系移動部と、
前記第1位置と前記第2位置との位置差分に基づき、前記第2位置での前記被検眼に対する前記検査用光学系の前記光軸方向のアライメント位置を決定し、前記検査用光学系を前記光軸方向に沿って前記アライメント位置まで移動させる第2アライメント部と、
を備える眼科装置。 - 前記検査用光学系は、光源から出射された光を信号光と参照光に分割し、前記信号光を前記被観察部位に照射して、当該被観察部位にて反射された前記信号光と、前記参照光との干渉光を前記撮影部へ導く干渉光学系を含み、
前記干渉光学系に設けられ、前記信号光及び前記参照光の少なくとも一方の光路長を変更する光路長変更部と、
前記第2アライメント部によるアライメントにより前記検査用光学系が前記光軸方向に移動する距離及び方向に応じて、前記光路長変更部を制御して前記光路長を調整する調整制御部と、
を備える請求項1に記載の眼科装置。 - 基台と
前記基台に対して少なくとも前記垂直方向に移動自在に支持されている架台と、を備え、
前記検査用光学系及び前記撮影部は前記架台の上に配置されており、
前記光学系移動部は、前記架台を移動させることにより、前記検査用光学系を前記第1位置から前記第2位置へ移動させる請求項1又は2に記載の眼科装置。 - 前記位置差分と前記アライメント位置との対応関係を記憶した記憶部を備え、
前記第2アライメント部は、前記位置差分に基づき前記記憶部に記憶された前記対応関係を参照して前記アライメント位置を決定する請求項1から3のいずれか1項に記載の眼科装置。 - 前記被検眼の3次元位置を取得する被検眼位置取得部と、
前記被検眼位置取得部が取得した前記3次元位置に基づき、前記被検眼に対する前記検査用光学系の前記光軸方向及び前記垂直方向の位置ずれ情報を取得する位置ずれ情報取得部と、を備え、
前記第1アライメント部は、前記位置ずれ情報取得部が取得した前記位置ずれ情報に基づき、自動制御又は手動制御により前記検査用光学系のアライメントを行う請求項1から4のいずれか1項に記載の眼科装置。
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