本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の外観側方構成図である。
装置100は、いわゆる据え置き型の装置であって、基台1と、基台1に取り付けられた顔支持ユニット2と、図示なき摺動機構により基台1上で移動可能に設けられた移動台3と、移動台3に対して移動可能に設けられ、後述する撮影系及び光学系を収納する撮影部(装置本体)4と、を備える。
撮影部4は、移動台3に設けられたXYZ駆動部6により、被検眼Eに対して左右方向(X方向)、上下方向(Y方向)及び前後方向(Z方向)に移動される。移動台3は、ジョイスティック5の操作により、基台1上をXZ方向に移動される。また、検者が回転ノブ5aを回転操作することにより、撮影部4はXYZ駆動部6のY駆動によりY方向に移動される。ジョイスティック5の頂部には、スタートスイッチ5bが設けられている。表示モニタ95は、撮影部4の検者側に設けられている。なお、本実施形態では、図示なき摺動機構又はXYZ駆動部6により撮影部4が眼Eに対して相対的に移動される。
なお、撮影部4を移動させる構成としては、メカニカルな摺動機構を設けず、駆動部6のモータの駆動によって撮影部4を左右眼に対して移動させる構成であってもよい。また、本装置は、ジョイスティック5のような手動用操作部材としてタッチパネルを有する構成であってもよい。
図2は、撮影部4に収納された光学系を上方から見たときの光学配置と,制御系の構成の一例を示す概略構成図である。図3は第1投影光学系、第2投影光学系を被検者側からみたときの図である。光学系の全体構成は、照明光学系10、撮像光学系30、正面投影光学系50、第1投影光学系60a,60b、第2投影光学系65a〜65d(図3参照)、内部固視光学系70a〜70g、外部固視光学系75a〜75f、前眼部観察光学系80、Zアライメント検出光学系85、を有する。
照明光学系10は、照明光源12からの照明光を角膜Ecに向けて斜めから照射する。照明光学系10は、内皮撮影用の可視光を発する照明光源(例えば、可視LED、フラッシュランプ)12、集光レンズ14、スリット板16、可視光反射・赤外透過のダイクロイックミラー18、投光レンズ20、を有する。照明光源12から発せられた光は、集光レンズ14を介してスリット板16を照明する。そして、スリット板16を通過したスリット光は、ダイクロイックミラー18を介して投光レンズ20によって収束され、角膜に照射される。ここで、スリット板16と角膜Ecは、対物レンズ20に関して略共役な位置に配置されている。
撮像光学系30は、内皮細胞を含む角膜Ecからの反射光を撮像素子により受光することにより内皮細胞画像を取得する。撮像光学系30は、光軸L1に関して照明光学系10と左右対称であり、対物レンズ32、可視光反射・赤外透過のダイクロイックミラー34、マスク35、第1結像レンズ36、全反射ミラー38、第2結像レンズ42、内皮細胞像を取得するための専用の第1の二次元撮像素子(例えば、二次元CCDイメージセンサ(Charge coupled device image sensor)、二次元CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)、等)44を有する。マスク35は、対物レンズ32に関して角膜Ecと略共役な位置に配置されている。第1結像レンズ36、及び第2結像レンズ42は、内皮像を撮像素子44上に結像させる結像光学系を形成する。撮像素子44は、撮像光学系30のレンズ系に関して角膜Ecと略共役な位置に配置されている。
照明光学系10による角膜反射光は、光軸L3方向(斜め方向)に向かい、対物レンズ32によって収束された後、ダイクロイックミラー34によって反射され、マスク35にて一旦結像され、内皮細胞像を取得する際にノイズとなる光が遮光される。そして、マスク35を通過した光は、第1結像レンズ36、全反射ミラー38、第2結像レンズ42を介して二次元撮像素子44に結像される。これにより、高倍率の角膜内皮細胞像が取得される。なお、撮像素子44の出力は、制御部90に接続され、取得された細胞像は、メモリ92に記憶される。また、細胞像はモニタ95に表示される。
正面投影光学系50は、正面から角膜Ecに向けてアライメント指標を投影する。正面投影光学系50は、赤外光源51、投光レンズ53、ハーフミラー55、を有し、XYアライメント検出用の赤外光を観察光軸L1方向から角膜Ecに投影する。光源51から発せられた赤外光は、投光レンズ53により平行光束に変換された後、ハーフミラー55により反射され、角膜Ecの中心部に投影され、指標i10が形成される(図4参照)。
第1投影光学系60a,60bは、斜めから角膜Ecに向けて無限遠のアライメント指標を投影する。第1投影光学系60a,60bは、光軸L1に対して所定の角度でそれぞれ傾斜して配置されている。第1投影光学系60a,60bは、赤外光源61a、61bと、コリメータレンズ63a、63bと、をそれぞれ有し、光軸L1を挟んで左右対称に配置され、眼Eに対して無限遠の指標を投影する(図2参照)。なお、第1投影光学系60a,60bは、光軸L1を通る水平方向と略同一経線上に配置されている(図3参照)。
光源61a、61bから出射された光は、コリメータレンズ63a、63bによりそれぞれコリメートされた後、角膜Ecに投影され、指標i20、i30が形成される(図4参照)。
第2投影光学系65a〜65dは、複数の斜め方向から角膜Ecに向けて有限遠のアライメント指標をそれぞれ投影する。第2投影光学系65a〜65dは、光軸L1に対しそれぞれ傾斜して配置されている。第2投影光学系65a〜65dは、赤外光源66a〜66dをそれぞれ有し、光軸L1を挟んで左右対称に配置され、眼Eに対して有限遠の指標を投影する。なお、第2投影光学系65a、65bは、光軸L1に対して上方に配置され、Y方向に関して互いに同じ高さに配置されている。また、第2投影光学系65c、65dは、光軸L1に対して下方に配置され、Y方向に関して互いに同じ高さに配置されている。また、第2投影光学系65a、65bと、第2投影光学系65c、65dは、光軸L1を挟んで上下対称な関係で配置されている。
ここで、光源66a、66bからの光は角膜Ecの上部に向けて斜め上方向から照射され、光源66a、66bの虚像である指標i40、i50が形成される。また、光源66c、66dからの光は角膜Ecの下部に向けて斜め下方向から照射され、光源66c、66dの虚像である指標i60、i70が形成される(図4参照)。
上記のような指標投影光学系によれば、指標i10は、眼Eの角膜頂点に形成される(図4参照)。また、第1投影光学系60a、60bによる指標i20、i30は、指標i10と同じ水平位置において、指標i10に関し左右対称に形成される。さらに、第2投影光学系65a、65bによる指標i40、i50は、指標i10より上方において、指標i10に関し左右対称に形成される。第2投影光学系65c、65dによる指標i60、i70は、指標i10より下方において、指標i10に関し左右対称に形成される。
内部固視光学系70a〜70gは、眼Eに対して内部から固視標を投影する。内部固視光学系70a〜70gは、可視光源(固視灯)71a〜71g、投光レンズ73、可視反射・赤外透過のダイクロイックミラー74、を有する。光源71から発せられた可視光は、投光レンズ73により平行光束に変換された後、ダイクロイックミラー74により反射され、眼Eの眼底に投影される。
内部固視光学系70a〜70iは、光軸L4に対して直交する方向に関して異なる位置に配置される複数の固視標を有し、眼Eの固視方向を各方向に誘導する。内部固視光学系70a〜70iは、撮影部4の内部に設けられる。例えば、可視光源(固視灯)71aは、光軸L4近傍に配置され、眼Eを正面方向に誘導することにより角膜の中心部の内皮画像を得るために用いられる。また、複数の可視光源(固視灯)71b〜71iは、光軸L4を中心とする同一円周上に配置され、被検者から見て、所定角度毎に配置されている。図2では、0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度の各位置に45度ずつ配置されている。可視光源71b〜71iは、眼Eの視線方向を周辺方向に誘導することにより角膜中心の周辺における内皮画像を得るために用いられる。すなわち、内部固視光学系71b〜71iは、角膜中心近傍の内皮画像を取得するため、眼Eの視線方向を第1の視角(例えば、視角5°)に誘導する第1固視光学系として用いられる。第1の視角としては、例えば、角膜中心近傍の内皮画像を得るため、視角3°〜10°の範囲内に設定される。第1固視光学系の振れ角(視角)としては、角膜中心の内皮画像と、角膜中心近傍の各内皮画像とが、撮像部位に関して連続性が確保される程度(撮像部位が一部重複する,又は撮像部位がほぼ連続する)の振れ角が設定される。なお、固視光学系としては、各位置に配置されたLEDの点灯(点滅)位置により固視位置を調整する構成、小型ディスプレイに表示された固視標の表示位置を変更することにより固視位置を調整する構成が考えられる。
外部固視光学系75a〜75fは、外部から固視標を投影する。外部固視光学系75a〜75fは、XY方向に関して異なる位置に配置される複数の固視標を有し、被検眼の固視方向を内部固視光学系70より大きく振らせる。外部固視光学系75a〜75fは、撮影部3の外側であって、眼E側に設けられる。例えば、外部固視光学系75a〜75fは、可視光源(固視灯)76a〜76fを有し、光軸L1を中心とする同一円周上で、被検者から見て、2時、4時、6時、8時、10、12時の各位置に配置されている。可視光源76a〜76fは、眼Eの視線方向を周辺方向に誘導することにより角膜の周辺部における内皮画像を得るために用いられる。この場合、可視光源71b〜71gによって取得される画像よりさらに外側の内皮細胞像が取得される。外部固視光学系75a〜75fは、角膜中心近傍よりさらに外側である角膜周辺部の内皮画像を取得するため、眼Eの視線方向を第1の視角より大きい第2の視角(例えば、視角25°)に誘導する第2固視光学系として用いられる。第2の視角としては、例えば、角膜周辺の内皮画像を得るため、視角20°〜35°の範囲内に設定される。
例えば、角膜下部を撮影する場合、固視灯(固視標)の位置が上方に設定され、眼Eの固視が上方向に誘導される。また、角膜上部を撮影する場合、固視灯(固視標)の位置が下方に設定され、眼Eの固視が下方向に誘導される。
図2に戻る。前眼部観察光学系80は、前眼部像を正面から観察する。前眼部観察光学系80は、対物レンズ82、前眼部正面像を取得するための二次元撮像素子84、を有し、第1の撮像素子44とは異なる第2の撮像素子84を有し、前眼部像及びアライメント指標を第2撮像素子84により撮像する。二次元撮像素子84としては、例えば、2次元CCDイメージセンサ、二次元CMOSが用いられる。
図示なき前眼部照明光源により照明された前眼部は、ダイクロイックミラー75、ハーフミラー55、対物レンズ82を介して二次元撮像素子84に撮像される。また、同様に、正面投影光学系50、第1投影光学系60a,60bと、第2投影光学系65a〜65d、による角膜反射像は二次元撮像素子84に受光される。
撮像素子84の出力は制御部90に接続され、図4に示すように、モニタ95には、撮像素子84によって撮像された前眼部像が表示される。なお、モニタ95上に電子的に表示されるレチクルLTは、XYアライメントの基準を示している。なお、観察光学系80は、眼Eに対する撮影部4のアライメント状態を検出するための検出光学系を兼用する。なお、上記構成においては、内皮画像を得るための撮像素子と前眼部正面像を得るための撮像素子とを別の構成といたが、同一の撮像素子により内皮画像と前眼部正面像を取得する構成であってもよい。
Zアライメント検出光学系85は、眼Eに対する撮影部4のZ方向におけるアライメント状態を検出する。Zアライメント検出光学系85は、角膜Ecに向けて斜め方向から検出用光束を投光する投光光学系85aと、投光光学系85aによる角膜反射光束を受光する受光光学系85bと、を有する。そして、投光光学系85aの光軸L2と受光光学系85bの光軸L3は、観察光軸L1に関して左右対称な位置に配置される。
投光光学系85aは、例えば、赤外光を発する照明光源86、集光レンズ87、ピンホール板88、レンズ20からなる。ここで、ピンホール板88と角膜Ecは、レンズ20に関して略共役な位置に配置される。受光光学系85bは、例えば、レンズ32、一次元受光素子(ラインセンサ)89からなる。ここで、一次元受光素子89と角膜Ecは、レンズ32に関して略共役な位置に配置される。
光源86から出射された赤外光は、集光レンズ87を介してピンホール板88を照明する。そして、ピンホール板88の開口を通過した光は、レンズ20を介して角膜Ecに投光される。そして、その角膜反射光は、レンズ32、ダイクロイックミラー34を介して受光素子89にて受光される。
受光素子89の出力は制御部90に接続され、眼Eに対するZアライメント検出に利用される。ここで、受光素子89上に受光されるアライメント光束は、Z方向における撮影部4と眼Eとの位置関係によって受光位置が変化される。例えば、制御部90は、受光素子89からの検出信号において角膜反射光の位置を検出し、Z方向のアライメント状態を検出する。なお、受光素子89を用いたアライメント検出は、眼Eに対する精密なアライメントのために利用される。
制御部90は、装置全体の制御を行う。そして、制御部90には、回転ノブ5a、スタートスイッチ5b、XYZ駆動部6、二次元撮像素子44、84、各光源、記憶手段としてのメモリ92、モニタ95、操作部96、左右眼検知器98が接続されている。
モニタ95は、タッチパネルモニタ(タッチパネルディスプレイ)であり、検者は、モニタ95に表示されるボタンを操作することにより各種条件を設定できる(例えば、図10参照)。
例えば、制御部90は、モニタ95の表示を制御する。また、制御部90は、アライメント指標の受光結果に基づいてXYZ方向における眼Eに対する撮影部4のアライメント状態を検出する。そして、制御部90は、その検出結果に基づいて撮影部4の移動を指令する信号を出力する。また、制御部90は、受光素子89の受光結果に基づいて眼Eに対する撮影部4のZ方向のアライメント状態を検出する。
以上のような構成を備える装置において、その動作について説明する。装置100では、XYZアライメントを行った後、撮像部4を前進させながら内皮細胞を連続的に複数枚撮影する。以下、各動作について詳細に説明する。
<XYZアライメント>
図4A,Bは、角膜中心部の内皮を撮影する場合の前眼部観察画面の一例を示す図であり、図4Aはアライメントずれがある場合の表示例であり、図4Bはアライメントが適正な状態における表示例である。
この場合、光源71が点灯され、眼Eの固視方向が正面に誘導される。まず、検者は、被検者に固視標を注視させる。また、モニタ95に表示された前眼部像を観察しながら、眼Eに対する撮影部4のアライメントを行う。
上記のようにしてラフなアライメント(指標i40、i50、i60、i70がモニタ95に表示されるまでの検者による手動のアライメント)が行われると、図4Aに示すように、拡散光による角膜指標像が撮像素子64の受光面に検出される。制御部90は、画像の左上の座標位置から、画面の右下に向かって輝点を探索する。そして、指標i40、i50、i60、i70が検出されるようになると、制御部90は、検出された輝点の位置を検出する。
そして、制御部90は、指標i40、i50、i60、i70からなる矩形の中心位置を略角膜頂点として検出し、XY方向における眼Eに対する撮影部4のアライメントずれ方向/偏位量を検出する。そして、制御部90は、駆動部6の駆動を制御し、アライメントずれが所定のアライメント許容範囲(例えば、指標i10が検出される範囲)に入るように撮影部4をXY方向に移動させる。これにより、広範囲での自動アライメントが可能となる。
以上のようにして撮影部4が移動され、指標i10が検出されると、制御部90は、上記指標i40〜i70によるアライメントを終了し、指標i10を用いたアライメントを行う。ここで、制御部90は、指標i10と、指標i40〜i70とをその位置関係から判別する。
そして、制御部90は、指標i10の座標位置を略角膜頂点として検出し、XY方向における眼Eに対する撮影部4のアライメントずれ方向/偏位量を検出する。そして、制御部90は、駆動部6の駆動を制御し、アライメントずれが所定のアライメント許容範囲内に入る(例えば、指標i10がレチクルLT内に位置する)ように撮影部4をXY方向に移動させる。
また、上記のようにして指標i10が検出されるようになると、同様に、無限遠の指標i20、i30が検出される。そこで、制御部90は、前述のように検出される無限遠の指標i20、i30の間隔と有限遠の指標i60、i70の間隔とを比較することによりZ方向のアライメントずれ方向/偏位量を求める(第1のアライメント検出)。そして、制御部90は、Z方向の眼Eに対する撮影部4のアライメントずれが所定のアライメント許容範囲(例えば、無限遠の指標i20、i30の中心輝点と有限遠の指標i60、i70の中心輝点との差がプラスマイナス1ピクセル内(寸法として±0.1mm程度))に入るように撮影部4をZ方向に移動させる(第1自動アライメント)。
この場合、制御部90は、測定部3が作動距離方向にずれた場合に、前述の無限遠指標i20、i30の間隔がほとんど変化しないのに対して、有限遠の指標像i60、i70の像間隔が変化するという特性を利用して、Z方向のアライメントずれを求める(詳しくは、特開平6−46999号参照)。なお、指標像i60、i70の代わりに、指標像i40、i50が利用されてもよい。また、光軸L1からの指標の距離(指標高さ)に基づいてZアライメントが検出されてもよい。
そして、制御部90は、第1のZアライメント検出においてアライメント状態が適正と判定されると、第1自動アライメントの作動を停止し、検出光学系85を用いた第2のZアライメント検出及びその検出結果に基づく第2の自動アライメントを作動させる。
制御部90は、光源86を点灯させアライメント光束を角膜Ecに投光する(光源86を予め点灯させていてもよい)と共に、その角膜反射光束を受光素子89にて検出する。そして、制御部90は、受光素子89からの受光結果に基づいて駆動部6の駆動を制御し、撮影部4をZ方向に移動させる。
例えば、制御部90は、受光素子89から出力される受光信号に基づいて角膜上皮からの反射光束に対応するピークPを検出し、受光素子89上における上皮ピークの位置Pzを検出する(図5参照)。そして、制御部90は、上皮からの反射光束による受光信号のピークが受光素子89上の所定位置(例えば、中心位置)にくるように駆動部6を駆動させる。
前述したアライメント動作によって、XYZ方向のアライメント状態がアライメント完了の条件を満たしたら、制御部90は、XYZ方向のアライメントが合致したと判定し、トリガ信号を発する。
<内皮細胞の撮影>
制御部90は、トリガ信号が発せられると、照明光源12を連続的に点灯させ、可視照明光による角膜内皮細胞像を二次元撮像素子44にて取得する。このとき、制御部90は、上皮反射光が検出され、内皮反射光が検出されない程度の光量にて光源12を発光させるのが好ましい。その後、制御部90は、光源12を点灯させると共に、駆動部6の駆動を制御して、撮影部4を眼Eに向かって前進させていく。この撮影部4のZ方向への移動中において、制御部90は、XY方向における自動アライメントの作動(撮像素子84を用いた追尾制御)を継続する。
制御部90は、撮像素子44からの出力画像を検出し、検出結果に基づいて光源12及び駆動部6を制御する。図6は撮像素子44からの出力画像に基づいて角膜画像の受光状態を判定する際の一例を示す図である。図6において、中央の白い矩形領域は、撮像素子44より前方に配置されたマスク35の開口部に対応し、左右の黒いハッチングは、マスク35の遮光部に対応する。
例えば、制御部90は、角膜画像の受光状態を検出するため、角膜の厚み方向(図6のZ方向)に対して直交方向に延びる第1検出領域Lc1と、第2検出領域Lc2を設定する。第1検出領域Lc1は上皮反射光の受光状態を検出するために設定され、第2検出領域Lc2は内皮反射光の受光状態を検出するために設定されている。制御部90は、第1検出領域Lc1内の各画素の輝度の合計値SLC1を算出する。また、第2検出領域Lc2内の各画素の輝度の合計値SLC2を算出する。
図7A〜Cは、撮撮部4が前進されるときの角膜反射光の受光状態の変化を示す図であり、図8A,Bは、撮影部4が前進されるときの合計値SLC1とSLC2の変化を時系列で表すグラフである。図8Aは合計値SLC1、図8Bは合計値SLC2に対応する。
図7Aは、XYZ方向のアライメントが完了されたときの図である。このとき、第1領域Lc1上に上皮反射光Epが受光された状態となる。このため、第1の合計値SLC1は、上皮反射に対応する高い値が算出される(図8A参照)。
そして、撮影部4が前進されると、上皮反射光Epは、図7A〜Cの紙面の右方向へと移動される。そして、上皮反射光Epが検出領域Lc1を過ぎると、合計値SLC1が大きく減少する(図7B、図8Aの傾斜A参照)。そして、制御部90は、所定の閾値S1より合計値SLC1が下回ったとき、撮像素子44からの出力画像において内皮画像が現出される程度まで光源12の光量を増加させる。これにより、内皮反射光Enが撮像素子44によって検出可能となる。
光源12の光量増加後、制御部90は、撮影部4の前進動作を継続させ、撮像素子44から連続的に出力される画像を随時メモリ92に記憶させていく。二次元撮像素子44は、そのフレームレートに合わせて撮像信号を随時制御部90に出力する。これにより、内皮の撮像画像が1〜2秒間に複数(例えば、30〜40枚程度)取得される。そして、制御部90は、出力画像の内、ある条件(例えば、内皮細胞像が適正に取得されている)を満たす画像を静止画としてメモリ92に記憶させる。これにより、内皮細胞像が撮影される。この場合、制御部90は、予め設定された所定枚数をメモリ92に記憶するようにしてもよい。そして、制御部90は、メモリ92に記憶された撮影画像をモニタ95に出力する。
撮影部4が前進されると、内皮反射光Enは、画像中の右方向へと移動される(図7A〜C参照)。そして、内皮反射光Enが第2検出領域Lc2に達すると、合計値SLC2が上昇する(図8Bの傾斜B参照)。そして、第2検出領域Lc2上で内皮反射光Enが受光されている間は、高い値が位置される。さらに、撮影部4が前進され、内皮反射光Enが検出領域Lc2を過ぎると、合計値SLC2は、大きく減少する(図7C、図8Bの傾斜C参照)。制御部90は、所定の閾値S2より合計値が下回ったとき、光源12を減光(消灯を含む)すると共に、駆動部6の駆動を停止させ、撮影部4の前進動作を停止させる。
なお、光源12を連続的に発光させる手法としては、光源12を常時点灯させる手法の他、光源12を連続的に点滅させる手法が含まれる。光源12を連続的に点滅させる場合、例えば、制御部90は、撮影部4の移動中に複数枚の内皮画像を取得できるように点滅される。また、光源12は、二次元撮像素子44のフレームレートに同期して連続的に点滅されてもよい。例えば、一枚の撮像時間が30msの場合、画像の取得開始から数msの間、光源12が点灯され、その後、消灯される。そして、次の画像の取得が開始されると、光源12が点灯される。すなわち、このような点滅動作が繰り返される。
なお、これらに限定されず、制御部90は、撮像素子44によって複数の内皮画像が得られるように、光源12を複数回発光させる制御(もちろん連続的発光も含む)であればよい。
<角膜厚の測定>
制御部90は、上記のような内皮画像の撮影動作中において、受光素子89の出力に基づいて眼Eの角膜厚を求める。例えば、制御部90は、角膜Ec裏面での反射に対応する第2受光信号S2の位置S2zを検出する(図9参照)。そして、制御部90は、第2受光信号S2の位置S2zが、受光素子89上における所定位置(合焦位置)に達したときに受光素子89から出力された受光信号を用いて角膜厚を測定する。制御部90は、受光素子89から出力される受光信号において、角膜Ec表面での反射に対応する第1受光信号S1と、角膜Ec裏面での反射に対応する第2受光信号S2と,を抽出する。そして、制御部90は、抽出された第1受光信号S1と第2受光信号S2との距離D(間隔)を算出する。なお、各受光信号は、例えば、輝度分布に対するエッジ検出処理によって抽出される。なお、制御部90は、受光素子89の出力に基づいて2つのピーク間の距離を算出し、算出された距離から角膜厚を算出してもよい。
その後、制御部90は、演算式及びテーブルの少なくともいずれかを用いて,算出された距離Dを眼Eの角膜厚の測定値に変換する。演算式の場合、例えば、空気と角膜との屈折率との相違、角膜曲率の相違などを考慮して、光学シミュレーションなどによって演算式が作成される。また、テーブルの場合、例えば、厚みがそれぞれ異なる既知の眼(例えば、模型眼)を用いてキャリブレーションなどによってテーブルが作成される。演算式、テーブル等はメモリ92に予め記憶される。角膜厚の測定結果は、内皮画像のデータに対応付けされた状態でメモリ92に記憶される。
<前眼部像の取得>
制御部90は、上記のような内皮画像の撮影動作中において、撮像素子84からの出力に基づいて前眼部像を取得する。例えば、制御部90は、前述のように検出されるXYZ方向のアライメント状態がアライメント完了の条件を満たしたら、撮像素子84によって撮像された前眼部像の静止画をメモリ92に記憶する。この場合、前眼部像のデータは、内皮画像のデータに対応付けされた状態でメモリ92に記憶される。
以下に、本実施形態に係る装置におけるモニタ95の表示レイアウトの一例を示す。概して、制御部90は、撮像光学系30により各固視位置にて取得された内皮画像をそれぞれ固視光学系での固視位置情報に対応付けてメモリ92に記憶する。
制御部90は、内皮画像の撮影画面を構成するため、観察光学系80によって取得される前眼部正面像を動画像としてモニタ95の画面上に表示する一方、メモリ92に記憶された複数の内皮画像を静止画としてモニタ95の同一画面上に表示すると共に、モニタ95に表示された内皮画像のそれぞれに固視位置情報を付与して表示する(図10参照)。
例えば、制御部90は、前眼部正面像をモニタ95の画面中央に、複数の内皮画像をモニタ95の画面周辺にサムネイル画像として表示する。例えば、前眼部正面像の上下左右の少なくとも何れかにサムネイル画像が表示される。
さらに、制御部90は、前眼部正面像の表示領域の左右両端に複数の内皮画像の表示領域を設け、一方の領域に左眼の内皮画像をサムネイル画像として表示し、他方の領域に右眼の内皮画像をサムネイル画像として表示する。なお、上記表示形態に限定されず、前眼部正面像の表示領域の上下いずれかに複数の内皮画像の表示領域を設けてもよく、制御部90は、その内皮画像の表示領域を左右に分割し、一方の領域に左眼の内皮画像をサムネイル画像として表示し、他方の領域に右眼の内皮画像をサムネイル画像として表示する。
この場合、本装置には、撮像光学系30により取得された内皮画像が左右眼のいずれかであるかを検知するための構成が設けられる。なお、左右眼を検知するための構成としては、例えば、基台1に対して撮影部3が左右どちらにあるかを検出する位置センサ(光学センサ、磁気センサ、等)を設け、センサの検出信号に基づいて左右眼が判別される。また、操作部96に設けられる左右眼選択スイッチからの操作信号に基づいて左右眼が判別される。なお、左右眼を検知する構成としては、上記構成の他、周知の構成が用いられる。
<撮影画面>
図10は、撮影画面の一例を示す図である。画面上には、眼画像表示画面300、固視灯ボタン302、R/L表示304、固視灯表示306、画像切換ボタン307、撮影結果表示308、撮影結果ボタン310が表示されている。
眼画像表示画面300は、モニタ95の画面中央に配置され、二次元撮像素子84の撮像画像(前眼部正面像)、又は二次元撮像素子44の撮像画像(内皮画像)がリアルタイムにて動画像として表示される。画像切換ボタン307は、眼画像表示画面300を、前眼部正面像を表示する第1画面と、内皮画像を表示する第2画面との間で切換えるために用いられる。第1画面は、眼Eに対するアライメント、眼Eの前眼部正面像の観察のために用いられる。第2画像は、内皮に対するフォーカス合わせを手動で行う際に利用される。なお、固視灯表示306は、現在点灯している固視灯の位置を示す。固視灯表示(固視位置表示)306は、例えば、眼画像表示画面300の撮像画像に重畳して表示される。
固視灯ボタン302は、固視灯の点灯位置を選択するための固視灯画面ウィンドウを表示するためのボタンである。固視灯ボタン302が押されると、固視灯画面が撮影画面上に重畳して表示され、検者は、固視灯の点灯位置を設定する。
図11は固視灯画面の一例を示す図である。選択された位置の固視灯が点灯(又は点滅)される。図11中のCのボタンは、視角0にて角膜中心の画像を得るための可視光源71a(初期設定位置)に対応する。さらに、図11中の中心エリアにおける8つのボタンは、角膜中心近傍の内皮画像を得るための可視光源71b〜71iに対応する。さらに、図11中の周辺エリアにおける6つのボタンは、角膜周辺の内皮画像を得るための可視光源76a〜76fに対応する。制御部90は、選択された固視灯に対応するラジオボタンを塗りつぶすことによって、選択された固視灯を判別表示させる。これらの操作信号に基づいて、撮影しようとする内皮画像の固視位置情報が取得される。
R/L表示304は、眼画像表示画面300に表示された眼画像が左右何れかの眼であるかを示す。制御部90は、装置100に設けられた左右眼検知器98からの検出信号に基づいて,撮影眼の左右眼について判別し、判定結果に応じてR/L表示304の表示状態を制御する(色、枠、点灯、等)。例えば、撮影眼が右眼の場合、Rの部分に色が付される。
撮影結果表示308R、308Lには、撮影順に、内皮画像の撮影結果が左右眼に分かれて一覧表示される。例えば、一つの撮影結果308は、1回の内皮撮影動作(内皮撮影トリガ)に基づいて取得された撮影結果であり、本実施形態では、内皮画像のサムネイルSNと、その内皮画像に対応する固視灯表示Fと、その内皮画像と同時に測定された角膜厚値CTと、の組み合わせが一つのセットで構成されている。左右眼において複数の撮影結果が取得された場合、左右眼毎に分かれて、各撮影結果308がそれぞれ表示される。撮影結果表示308の表示欄の上部には、左右眼毎に撮影回数が表示されている。
撮影結果表示308R、308Lは、眼画像表示画面300の両端に表示され、左右眼に分けて撮影結果が表示される。例えば、眼画像表示画面300の左側に形成された表示領域において、右眼の撮影結果308Rが表示され、眼画像表示画面300の右側に形成された表示領域において、左眼の撮影結果308Lが表示される。なお、R/L表示304は、撮影結果308R、308Lに関する左右眼の判別表示を兼用する。
撮影結果ボタン310は、撮影画面から内皮画像の撮影結果画面に移行するためのスイッチとして用いられる。すなわち、撮影結果ボタン310が押されると、撮影を終了して撮影結果画面(図13A、B参照)を表示する。
上記撮影画面において、検者は、眼画像表示画面300を見ながら、眼Eに対して撮影部4を位置合わせすると共に、固視灯ボタン302を用いて固視灯の位置を設定する。内皮画像取得のトリガに応じて、制御部90は、表示画面300を内皮観察像に切り換えると共に、撮影部4を所定方向に移動させながら連続して複数の画像を取得する。
撮影完了を受け、画像選択画面(図12参照)に移行される。図12は、画像選択画面の一例を示す図である。
画面には、拡大画面400、サムネイル表示402、固視灯表示404、前眼部像表示406、角膜厚表示408、確認ボタン410、ページボタン412、再撮影ボタン414が表示される。
検者は、サムネイル表示402に表示された内皮画像から、最も解析に適している画像を押して選択する。選択された画像は、画面左の拡大画面400に表示される。制御部90は、選択された画像が他の画像と区別できるように、選択された画像を強調して表示する(例えば、図番号に色を付ける、画像を枠で囲む、等)。固視灯表示404は、選択された内皮画像に対応する固視灯情報を示す。前眼部像表示406は、選択された内皮画像と同時に取得された前眼部像である。角膜厚値CTは、選択された内皮画像と同時に測定された角膜厚値を示す。
サムネイル表示402には、複数取得された内皮画像のうち、画像処理によって良好と判定された複数の内皮画像が、装置が適切と判断した順番(番号参照)に表示される。モニタ95に表示される内皮画像の選出は、制御部90によって計算され、よい順(例えば、細胞が広く映っている順)にソートされる。
確認ボタン410が押されると、選択された画像が解析用の画像として確定され、撮影画面に戻される。ページボタン412が押されると、サムネイル表示402が次の順番の画像に切換えられる。1回の内皮撮影動作によってメモリ92に記憶された複数の内皮画像は、ページ切換により確認される。さらに、再撮影ボタン414が押されると、再撮影を行うため、撮影画面に切換えられる。そして、画像選択画面に表示されている画像データは廃棄される。
撮影画面(図10参照)に戻されると、検者は、固視灯ボタン302を用いて固視灯の位置を変更すると共に、眼画像表示画面300を見ながら眼Eに対するアライメントを行う。この場合、検者は、各サムネイルSNに付与された固視灯表示Fによって、既に取得された内皮画像の撮影位置を確認できる。さらに、内皮画像のサムネイルSNが、固視灯表示Fと共に表示されていることによって、その固視位置に対応する内皮画像が既に取得されたことを直感的に確認できる。すなわち、固視灯表示Fのみの表示の場合、撮影予定の固視位置を示すものか、撮影された固視位置を示すものか、不明だが、上記のような表示により、不慣れな検者の誤認及び誤操作を回避できる。また、サムネイルSN及び固視灯表示Fに加えて、角膜厚CTを表示したのは、角膜厚は、内皮画像及び解析結果とは別のパラメータであって、各固視位置での角膜厚が既に取得されているかの確認のために有用だからである。
以上のようにして、必要な画像撮影が全て完了するまで撮影が行われる。上記のような表示レイアウトによれば、眼Eの観察像(例えば、前眼部像)と、各固視位置に関する複数の撮影結果が左右眼に分かれた形式で同一画面上に表示されている。このため、複数の撮影位置にて内皮画像を取得する場合であっても、検者は、固視位置の設定、アライメント作業、撮影作業をスムーズに行うことができる。
図13A、図13Bは撮影結果画面の一例を示す図である。撮影結果画面としては、左右眼各1回の撮影結果を示すためのシングル表示(図13A参照)と、左右眼においてそれぞれ複数の撮影結果を示すためのマルチ表示(図13B参照)の2種類が用意されている。
<シングル表示>
シングル表示の画面では、内皮画像500R、500L、撮影眼表示502R、502L、解析値504R、504L、削除ボタン506、印刷ボタン508、撮影ボタン510が表示される。
制御部90は、固視位置情報及び解析結果を表示する領域の左右両端に内皮画像の表示領域を設け、一方の領域に左眼の内皮画像を表示し、他方の領域に右眼の内皮画像を表示する。
シングル表示の画面において、左右眼の撮影結果(内皮画像500R,500L、撮影眼表示502R、502L、解析値504R,504L)は、左右に分割して表示される。すなわち、左右に分割された画面の一方には、右眼に関する撮影結果(500R、502R、504R)が表示され、画面の他方には、左眼に関する撮影結果(500L、502L、504L)が表示される。
内皮画像500R、500Lには、左右眼それぞれにおいて画像選択画面で選択された解析用の内皮画像が表示される。内皮画像500R、500Lは、左右の撮影眼表示502R、502Lを挟んで表示されている。
撮影眼表示502R、502Lには、表示された内皮画像の撮影眼情報(左右眼、固視灯点灯位置)を表示する。撮影眼表示502R、502Lは、互いに隣接して表示される。解析値504R、504Lには、表示された内皮画像の解析結果が表示される。
解析結果の内訳は、細胞数NUM、内皮細胞密度CD、平均内皮面積AVG、標準偏差SD、変動係数CV、最大面積MAX、最小面積MIN、六角形細胞出現率HEX、である。さらに、解析値504R、504Lの欄には、内皮画像と同時に測定された角膜厚CTが表示される。
削除ボタン506が押されると、撮影データが削除される。そして、削除後、観察画面に自動で切換えられる。印刷ボタン508が押されると、表示されている内皮画像と解析値が図示なき内蔵プリンタで印刷される。撮影ボタン510が押されると、観察画面に切換えられ、新規の撮影が開始される。
上記シングル表示によれば、左右眼各1回の撮影結果を容易に確認できるため、左右眼の内皮の状態を迅速に確認するのに有用である。ここで、各内皮画像に対応する固視灯表示が付されることにより、内皮の撮影部位を容易に把握できる。さらに、表示された内皮画像に対応する前眼部像によって撮影の適否を把握できる。また、解析値が表示されることにより表示された内皮画像に基づく解析結果を容易に把握できる。
<マルチ表示>
マルチ表示では、左右眼毎にそれぞれ複数の内皮画像が表示され、解析値を表示するデータが選択される。なお、特段の説明がない限り、上記シングル表示での装置構成と同様である。
制御部90は、複数の内皮画像から選択された内皮画像の固視位置情報と、内皮画像に基づく解析結果とをモニタ95の画面中央に左右眼毎に表示すると共に、固視位置情報及び解析結果の表示領域の左右両端に内皮画像の表示領域を設け、一方の領域に左眼の複数の内皮画像を表示し、他方の領域に右眼の複数の内皮画像を表示する。
マルチ表示の画面では、左右の各分割画面において、内皮画像500R、500Lが複数表示される。各内皮画像には、これに対応する固視灯表示(固視位置表示)501R、501Lがそれぞれ表示される。一画面において、片眼毎の内皮画像の表示枚数は、予め定められている(例えば、4枚)。片眼での内皮画像が所定枚数を超える場合(例えば、4枚)、ページボタン512が押されると、表示される画像が次の画像に切換えられる。
マルチ表示の画面では、撮影眼表示502R、502L、解析値504R、504Lは、選択された内皮画像に応じて更新される。ここで、撮影眼表示及び解析値が表示される内皮画像が左右各1画像選択され、撮影眼表示502R、502L、解析値504R、504Lには、選択された内皮画像に対応するデータが表示される。制御部90は、選択された画像が他の画像と区別できるように、選択された画像を強調して表示する(例えば、図番号に色を付ける、画像を枠で囲む、等)。
上記マルチ表示によれば、左右眼毎に複数回の撮影結果を容易に確認できるため、左右眼の内皮の状態を迅速に確認するのに有用である。ここで、複数の内皮画像において固視灯表示がそれぞれ付されることにより、複数の内皮画像に対応する撮影部位を容易に把握できる。さらに、選択された内皮画像に対応する前眼部像によって、選択された内皮画像の撮影の適否を把握できる。また、選択された内皮画像に対応する解析値が表示されることにより、選択された内皮画像に基づく解析結果を容易に把握できる。
なお、上記撮影結果画面を表示する際のパラメータ設定として、シングルモードとマルチモードとの間でモードが選択される。これは、所定のパラメータ設定画面において選択される。
シングルモードに選択された場合、制御部90は、撮影回数に関わりなく、シングル表示(図13A参照)で撮影結果画面を表示する。制御部90は、左右眼で各1回の撮影が完了すると、その完了をトリガとして撮影画面から撮影結果画面に切換える。これにより、検者は、左右眼の撮影結果をスムーズに確認できる。なお、シングルモードでは、撮影回数は左右各1回であり、これらを越えて撮影した場合、前回の画像データが消去され、最新の撮影データのみが表示される。
マルチモードに選択された場合、制御部90は、撮影回数によってシングル表示(図13A)とマルチ表示(図13B)とを切換えて表示する。マルチモードでは、撮影が左右眼で各1回までの場合、撮影結果ボタン310が押されると、シングル表示で撮影結果画面が表示される。一方、撮影が左右眼で各1回を超える場合、撮影結果ボタン310が押されると、マルチ表示で撮影結果画面が表示される。これにより、撮影回数に合わせて撮影結果の表示画面が変更されるため、検者は、撮影結果の確認が容易である。
なお、マルチモードでは、左右それぞれ所定の回数(例えば、10回)まで画像データがメモリ92に記憶される。撮影回数が上限を超えると、最も古いデータから順に削除される。なお、シングルモードでは、撮影回数は左右各1回であり、繰り返して撮影した場合、前回の画像データが消去される。
本発明は、以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。