JP2017221525A - 光コヒーレンストモグラフィ装置、および光コヒーレンストモグラフィ制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】OCT信号を取得するためのOCT光学系と、前記被検眼に照射される測定光を被検眼上で走査させるための走査手段と、前記走査手段を制御する走査制御手段であって、同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第1のOCT信号群を得るための第1の走査制御と、第1のOCT信号群と同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第2のOCT信号群を得るための第2の走査制御と、を行う走査制御手段と、前記第1の走査制御にて得られた前記第1のOCT信号群に基づく第1のMCデータと、前記第2の走査制御にて得られた前記第2のOCT信号群に基づく第2のMCデータと、に基づいて第3のMCデータを得る演算処理手段と、を備える。
【選択図】図7
Description
被検体に照射された測定光と参照光によるOCT信号を取得するためのOCT光学系と、
前記被検眼に照射される前記測定光を被検眼上で走査させるための走査手段と、
前記走査手段を制御する走査制御手段であって、同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第1のOCT信号群を得るための第1の走査制御と、前記第1のOCT信号群の取得後、前記第1のOCT信号群と同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第2のOCT信号群を得るための第2の走査制御と、を行う走査制御手段と、
前記第1の走査制御にて得られた前記第1のOCT信号群に基づく第1のモーションコントラストデータと、前記第2の走査制御にて得られた前記第2のOCT信号群に基づく第2のモーションコントラストデータと、に基づいて第3のモーションコントラストデータを得る演算処理手段と、
を備えることを特徴とする。
(2)
被検体に照射された測定光と参照光によるOCT信号を取得するためのOCT光学系と、
前記被検眼に照射される前記測定光を被検眼上で走査させるための走査手段と、
前記走査手段を制御する走査制御手段であって、同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも2つのOCT信号を含む第1のOCT信号群を得るための第1の走査制御と、前記第1のOCT信号群の取得後、前記第1のOCT信号群と同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも2つのOCT信号を含む第2のOCT信号群を得るための第2の走査制御と、を行う走査制御手段と、
前記第1の走査制御にて得られた前記第1のOCT信号群に基づく第1のモーションコントラストデータと、前記第2の走査制御にて得られた前記第2のOCT信号群に基づく第2のモーションコントラストデータと、に基づいて第3のモーションコントラストデータを得る演算処理手段と、
を備えることを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。
(3)
被検体に照射された測定光と参照光によるOCT信号を取得するためのOCT光学系と、
前記被検眼に照射される前記測定光を被検眼上で走査させるための走査手段と、を備える光コヒーレンストモグラフィー装置において実行される光コヒーレンストモグラフィ制御プログラムであって、
光コヒーレンストモグラフィー装置のプロセッサによって実行されることで、
前記走査手段を制御する走査制御ステップであって、同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第1のOCT信号群を得るための第1の走査制御と、前記第1のOCT信号群の取得後、前記第1のOCT信号群と同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第2のOCT信号群を得るための第2の走査制御と、を行う走査制御ステップと、
前記第1の走査制御にて得られた前記第1のOCT信号群に基づく第1のモーションコントラストデータと、前記第2の走査制御にて得られた前記第2のOCT信号群に基づく第2のモーションコントラストデータと、に基づいて第3のモーションコントラストデータを得る演算処理ステップと、
を前記光コヒーレンストモグラフィ装置に実行させることを特徴とする光コヒーレンストモグラフィ制御プログラム。
OCT光学系100について説明する。OCT光学系100は、いわゆる眼科用光断層干渉計(OCT:Optical coherence tomography)の装置構成を持ち、被検眼Eの断層画像を撮像する。OCT光学系100は、測定光源102から出射された光をカップラー(光分割器)104によって測定光(試料光)と参照光に分割する。そして、OCT光学系100は、測定光学系106によって測定光を眼Eの眼底Efに導き,また、参照光を参照光学系110に導く。その後、眼底Efによって反射された測定光と,参照光との合成による干渉光を検出器120に受光させる。
正面観察光学系200は、被検眼の正面画像データを取得する。なお、正面画像データは、画像データであってもよいし、信号データであってもよい。例えば、正面観察光学系200は、眼底Efの正面画像を得るために設けられている。正面観察光学系200は、例えば、光源から発せられた測定光(例えば、赤外光)を眼底上で二次元的に走査させる光スキャナと、眼底と略共役位置に配置された共焦点開口を介して眼底反射光を受光する第2の受光素子と、を備え、いわゆる眼科用走査型レーザー検眼鏡(SLO)の装置構成を持つ。
固視標投影ユニット300は、眼Eの視線方向を誘導するための光学系を有する。固視標投影ユニット300は、眼Eに呈示する固視標を有し、複数の方向に眼Eを誘導できる。
制御部70は、CPU(プロセッサ)、RAM、ROM等を備える。制御部70のCPUは、各構成100〜300の各部材など、装置全体の制御を司る。RAMは、各種情報を一時的に記憶する。制御部70のROMには、装置全体の動作を制御するための各種プログラム、初期値等が記憶されている。なお、制御部70は、複数の制御部(つまり、複数のプロセッサ)によって構成されてもよい。
本実施形態におけるOCT信号からモーションコントラストデータを取得するための演算処理方法について説明する本実施形態において、モーションコントラストデータを取得するために、制御部70は、同じ位置において、時間の異なる少なくとも2フレームの干渉信号(OCT信号)を取得する。
以下、OCTデバイス1を用いた一連の撮影動作について説明する。なお、以下の説明については、三次元機能OCT画像データを取得する場合を例に挙げて説明する。もちろん、本発明に開示の技術は、モーションコントラストデータを取得する際に適用することができる。例えば、機能OCT信号を取得する場合や機能OCT画像データを取得する場合等に適用することができる。
より詳細に説明する。例えば、撮影開始の信号が出力されると、制御部70は、三次元機能OCT画像データを取得するために、光スキャナ108の駆動を制御し、眼底上で測定光を走査させる。例えば、撮影開始の信号の出力に応じて、制御部70は、設定されたフレームレートにて、OCT信号の取得するため、OCT光学系100を制御する。なお、OCT信号を得るフレームレートは、OCT信号の取得開始前後で変更してもよいし、変更しなくてもよい。
一方、撮影開始の信号の出力に応じて、制御部70は、設定されたフレームレートにて正面画像を繰り返し得るため、正面観察光学系200を制御する。なお、正面画像を得る際のフレームレートは、取込開始前後で変更してもよいし、変更しなくてもよい。なお、実施形態においては、OCT信号を得る際のフレームレートが、正面画像を得る際のフレームレートの4倍となっている。すなわち、1フレームの正面画像取得する時間で、4フレームのOCT信号を取得することができる。なお、本実施形態において、OCT信号を取得するフレームレート及び正面画像を取得するフレームレートとしては、1フレームの正面画像を取得する間に、少なくとも2つのOCT信号が取得されるように設定されていればよい。
図4は、OCT信号の取得動作、正面画像の取得動作の関係について説明する図である。図4において、横軸は時間軸(T)である。例えば、制御部70は、撮影開始の信号の出力に応じて、第1正面画像F1の取得を開始する。制御部70は、第1正面画像F1の取得が完了すると、メモリ72に第1正面画像F1を記憶させる。なお、本実施形態においては、撮影開始信号の出力タイミング(取得開始時)T0から時間T1が経過した際に、第1正面画像(1フレームの正面画像)F1の取得が完了しているものとする。すなわち、第1正面画像F1を取得するまでに、時間T1が経過したことを示している。
次いで、制御部70は、第1の走査ラインS1で取得した複数のOCT信号O1,O2,O3,O4の良否(適否)を判定する。図5は、判定処理のフローチャートを示している。なお、本実施形態において、OCT信号の良否の判定は、リアルタイムにて行われる。判定結果は、複数のOCT信号を処理して、モーションコントラストデータを取得するために用いられる。
制御部70は、良好であると判定された複数のOCT信号を処理して被検眼眼底におけるモーションコントラストデータ(本実施形態においては、三次元機能OCT画像データを取得する)を取得する。例えば、制御部70は、次の走査ラインでの複数のOCT信号の取得に移行した場合に、その前までに取得されていた各走査ラインでの複数のOCT信号の演算処理を行う。
なお、本実施形態においては、第1正面画像F1の取得完了後に、第1の走査ラインS1における複数のOCT信号の取得を開始させる構成としたがこれに限定されない。撮影開始信号の出力に応じて、第1正面画像F1の取得と並行して、複数のOCT信号の取得を開始させる構成としてもよい。この場合、複数のOCT信号の良否を判定する場合には、第1正面画像F1の取得時に並行して取得された(撮影開始とともに取得された)複数のOCT信号は削除され、第2正面画像F2の取得時に並行して取得された複数のOCT信号より、複数のOCT信号における判定処理が開始される。例えば、第1の走査ラインS1において、8フレームのOCT信号(第1正面画像F1取得時の4フレーム分のOCT信号と第2正面画像F2取得時の4フレーム分のOCT信号)が取得され、第1正面画像F1取得時の4フレーム分のOCT信号が削除される。
制御部70は、同じ走査位置に関する8つ以上のOCT信号に基づいてモーションコントラストデータ(以下、MCデータと省略する)を取得してもよい。8つ以上のOCT信号を用いることによって、4つのOCT信号に基づいてMCデータを得る場合と比較して、ノイズが軽減された高画質のMCデータを取得できる。この結果、例えば、被検眼の微細な血管構造を良好に画像化でき、臨床的に有用な画像が得られる。また、例えば、MCデータを用いた解析を精度よく行うことができる。
4つ以上のOCT信号単位で走査制御を行う場合、制御部70は、例えば、同じ走査位置に関して、第1の少なくとも4つのOCT信号を含む第1のOCT信号群を得るための第1の走査制御と、第2の少なくとも4つのOCT信号を含む第2のOCT信号群を得るための第2の走査制御と、を行ってもよい。
任意選択的には、制御部70は、第1の走査制御にて得られた第1のOCT信号群の良否を各走査ラインに関して判定する第1の判定と、第2の走査制御にて得られた第2のOCT信号群の良否を各走査ラインに関して判定する第2の判定の少なくともいずれかを行ってもよい。これによって、MCデータに不適なOCT信号群によるデータ取得を回避できる。なお、各走査ラインでの判定は、一つの走査ライン単位であってもよいし、複数の走査ライン単位であってもよい。
制御部70は、第1の走査制御にて得られた第1のOCT信号群に基づく第1のMCデータと、第2の走査制御にて得られた第2のOCT信号群に基づく第2のMCデータと、に基づいて第3のMCデータを得てもよい。
撮影動作の前段階において、検者は、操作部84を操作することによって、MCデータを取得するためのOCT信号のフレーム数を設定してもよい。例えば、少なくとも、フレーム数が4フレームか8フレームを設定可能であってもよい。もちろん、さらに、12フレーム、16フレームが設定可能であってもよい。
第1の走査制御において、制御部70は、光スキャナ108を制御することによって、各走査ラインに対してそれぞれ測定光を少なくとも4回走査する。制御部70は、各走査ラインに関して、少なくとも4フレームのOCT信号を取得する。
第1の走査制御の終了後、制御部70は、第2の走査制御に移行する。第1の走査制御から第2の走査制御への移行は、自動的に実行されてもよいし、又は、操作部74からのトリガ信号に基づいて実行されてもよい。自動制御は、例えば、時間を短縮できるという点で有効であり、手動制御は、比較的時間を要する第2の走査制御の開始前に、被験者の状態を確認できるという点で有効である。
制御部70は、第1の走査制御にて得られた第1の少なくとも4フレームのOCT信号を処理して、第1の少なくとも3フレームのMCデータを取得する。また、第2の走査制御にて得られた第2の少なくとも4フレームのOCT信号を処理して、第2の少なくとも3フレームのMCデータを取得する。ここで、制御部70は、各走査ラインに関して、第1のMCデータを少なくとも3フレーム取得すると共に、第2のMCデータを少なくとも3フレーム取得してもよい。なお、時間的に異なる複数のOCT信号に基づいてMCデータを得る手法については、種々の手法が採用できるので、説明を省略する。なお、少なくとも4フレームのOCT信号を処理して少なくとも3つのMCデータを得る場合、時間的に連続するOCT信号を処理して3つのMCデータを得てもよいし、さらに、時間的に連続しないOCT信号を処理してMCデータを得てもよい。
任意選択的には、制御部70は、例えば、観察光学系200によって取得される正面画像に基づいて光スキャナ108の駆動を制御することによって、各走査ラインにおいて4フレーム以上のOCT信号を得る際の走査位置を補正してもよい。
任意選択的には、制御部70は、例えば、第1の走査制御にて得られたMCデータと第2の走査制御にて得られたMCデータとの間で合成処理を行う場合、Aスキャン単位でZ方向における位置ずれを画像処理によって補正してもよい。これによって、MCデータ間の位置ズレが精度よく補正され、高画質のMCデータを得ることができる。なお、上記トラッキングを用いて取得されたMCデータに対してAスキャン単位でずれを補正する場合、XY方向に関するずれが予め補正されているので、MCデータ間のずれをより正確に補正できる。
任意選択的には、制御部70は、観察光学系200によって取得される眼画像に基づいて、少なくとも1つの走査ラインに関して得られる少なくとも4つのOCT信号の良否を判定してもよい。
以下、本実施形態に係る変容形態を示す。制御部70は、第1の走査制御と第2の走査制御との間で走査範囲の少なくとも一部を重複させ、重複した走査範囲において少なくとも8つのOCT信号を取得してもよい。
70 制御部
72 メモリ
75 モニタ
76 操作部
100 干渉光学系(OCT光学系)
108 光スキャナ
120 検出器
200 正面観察光学系
300 固視標投影ユニット
Claims (17)
- 被検体に照射された測定光と参照光によるOCT信号を取得するためのOCT光学系と、
前記被検眼に照射される前記測定光を被検眼上で走査させるための走査手段と、
前記走査手段を制御する走査制御手段であって、同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第1のOCT信号群を得るための第1の走査制御と、前記第1のOCT信号群の取得後、前記第1のOCT信号群と同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第2のOCT信号群を得るための第2の走査制御と、を行う走査制御手段と、
前記第1の走査制御にて得られた前記第1のOCT信号群に基づく第1のモーションコントラストデータと、前記第2の走査制御にて得られた前記第2のOCT信号群に基づく第2のモーションコントラストデータと、に基づいて第3のモーションコントラストデータを得る演算処理手段と、
を備えることを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。 - 前記走査制御手段は、
前記第1の走査制御として、複数の走査ラインの各々に関してそれぞれ少なくとも4回測定光を走査させ、
前記第2の走査制御として、複数の走査ラインの各々に関してそれぞれ少なくとも4回測定光を走査させることを特徴とする請求項1の光コヒーレンストモグラフィー装置。 - 前記走査制御手段は、
前記第1の走査制御として、複数の走査ラインの各々に関してそれぞれ少なくとも4回測定光を走査させ、
前記第1の走査制御において前記複数の走査ラインに関する走査を行った後、前記第2の走査制御として、複数の走査ラインの各々に関してそれぞれ少なくとも4回測定光を走査させることを特徴とする請求項2の光コヒーレンストモグラフィー装置。 - 前記走査制御手段は、
第1の走査制御と第2の走査制御において、各走査ラインの走査方向及び走査位置が互いに同一であることを特徴とする請求項2の光コヒーレンストモグラフィー装置。 - 前記第1の走査制御における副走査方向と、前記第2の走査制御における副走査方向とが、逆方向であることを特徴とする請求項4の光コヒーレンストモグラフィー装置。
- 演算処理手段は、前記第3のモーションコントラストデータを得る際、第1のモーションコントラストデータと、第2のモーションコントラストデータとの間の位置ずれを、Aスキャン毎に補正することを特徴とする請求項1〜5のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置。
- 前記走査制御手段は、被検体の正面画像を観察する正面観察光学系によって取得される正面画像に基づいて前記走査手段を制御し、測定光の走査位置を補正することを特徴とする請求項1〜6のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置。
- 演算処理手段は、前記第1の走査制御にて得られた前記第1のOCT信号群の良否を各走査ラインに関して判定する第1判定手段と、前記第2の走査制御にて得られた前記第2のOCT信号群の良否を各走査ラインに関して判定する第2判定手段と、を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置。
- 演算処理手段は、前記第1の判定手段と前記第2の判定手段の判定条件が異なることを特徴とする請求項8の光コヒーレンストモグラフィー装置。
- 演算処理手段は、前記第1判定手段によって前記第1のOCT信号群が良好であると判定された走査ラインに関し前記第2の走査制御を中断し、次の走査ラインに移行可能であることを特徴とする請求項8〜9のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置。
- 被検体に照射された測定光と参照光によるOCT信号を取得するためのOCT光学系と、
前記被検眼に照射される前記測定光を被検眼上で走査させるための走査手段と、
前記走査手段を制御する走査制御手段であって、同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも2つのOCT信号を含む第1のOCT信号群を得るための第1の走査制御と、前記第1のOCT信号群の取得後、前記第1のOCT信号群と同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも2つのOCT信号を含む第2のOCT信号群を得るための第2の走査制御と、を行う走査制御手段と、
前記第1の走査制御にて得られた前記第1のOCT信号群に基づく第1のモーションコントラストデータと、前記第2の走査制御にて得られた前記第2のOCT信号群に基づく第2のモーションコントラストデータと、に基づいて第3のモーションコントラストデータを得る演算処理手段と、
を備えることを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。 - 前記走査制御手段は、被検体の正面画像を観察する正面観察光学系によって取得される正面画像に基づいて前記走査手段を制御し、測定光の走査位置を補正することを特徴とする請求項11の光コヒーレンストモグラフィー装置。
- 演算処理手段は、前記第3のモーションコントラストデータを得る際、第1のモーションコントラストデータと、第2のモーションコントラストデータとの間の位置ずれを、Aスキャン毎に補正することを特徴とする請求項11〜12のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置。
- 前記走査制御手段は、同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも3つのOCT信号を含む第1のOCT信号群を得るための第1の走査制御と、前記第1のOCT信号群の取得後、前記第1のOCT信号群と同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも3つのOCT信号を含む第2のOCT信号群を得るための第2の走査制御と、を行う
- 前記走査制御手段は、さらに、前記第1のOCT信号群及び前記第2のOCT信号群と同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも2つのOCT信号を含む第3のOCT信号群を少なくとも1回得るための第3の走査制御を行い、
前記第1の走査制御にて得られた前記第1のOCT信号群に基づく第1のモーションコントラストデータと、前記第2の走査制御にて得られた前記第2のOCT信号群に基づく第2のモーションコントラストデータと、前記第3の走査制御にて得られた前記第3のOCT信号群に基づくモーションコントラストデータと、に基づいて前記第3のモーションコントラストデータを得ることを特徴とする請求項1〜14のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置。 - 前記走査制御手段は、第1の走査制御と第2の走査制御との間で、少なくとも2つのOCT信号を取得する際の時間間隔、走査速度、走査密度、測定光と参照光との光路長差、OCT信号の取得数の少なくともいずれかが異なることを特徴とする請求項1〜15のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置。
- 被検体に照射された測定光と参照光によるOCT信号を取得するためのOCT光学系と、
前記被検眼に照射される前記測定光を被検眼上で走査させるための走査手段と、を備える光コヒーレンストモグラフィー装置において実行される光コヒーレンストモグラフィ制御プログラムであって、
光コヒーレンストモグラフィー装置のプロセッサによって実行されることで、
前記走査手段を制御する走査制御ステップであって、同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第1のOCT信号群を得るための第1の走査制御と、前記第1のOCT信号群の取得後、前記第1のOCT信号群と同一の走査位置において時間的に異なる少なくとも4つのOCT信号を含む第2のOCT信号群を得るための第2の走査制御と、を行う走査制御ステップと、
前記第1の走査制御にて得られた前記第1のOCT信号群に基づく第1のモーションコントラストデータと、前記第2の走査制御にて得られた前記第2のOCT信号群に基づく第2のモーションコントラストデータと、に基づいて第3のモーションコントラストデータを得る演算処理ステップと、
を前記光コヒーレンストモグラフィ装置に実行させることを特徴とする光コヒーレンストモグラフィ制御プログラム。
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