WO2006022045A1 - 光干渉断層装置 - Google Patents

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WO2006022045A1
WO2006022045A1 PCT/JP2005/006789 JP2005006789W WO2006022045A1 WO 2006022045 A1 WO2006022045 A1 WO 2006022045A1 JP 2005006789 W JP2005006789 W JP 2005006789W WO 2006022045 A1 WO2006022045 A1 WO 2006022045A1
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WO
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layer
thickness
line
layer thickness
inspection object
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Application number
PCT/JP2005/006789
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yasuki Ito
Original Assignee
National University Corporation Nagoya University
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/12—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes
    • A61B3/1225—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes using coherent radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/1005—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for measuring distances inside the eye, e.g. thickness of the cornea
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4795—Scattering, i.e. diffuse reflection spatially resolved investigating of object in scattering medium

Definitions

  • the present invention relates to a measuring device (for example, optical coherence tomography (0 CT)) that nondestructively measures the thickness of one or more layers constituting the retina, trachea, gastrointestinal tract, etc. About.
  • a measuring device for example, optical coherence tomography (0 CT)
  • This type of measuring device includes a device that measures the thickness of the nerve fiber layer of the retina (for example, GDxVCC (manufactured by Tyre Zeiss Meditech), HRT (manufactured by Neudelberg))
  • An optical coherence tomography apparatus for example, JP-A-10-99337) that measures an image is known.
  • an optical coherence tomography apparatus will be described as an example.
  • the optical coherence tomography apparatus obtains a tomographic image of an inspection object by irradiating the inspection object such as a retina with light and detecting reflected light reflected from the inspection object.
  • the optical coherence tomography apparatus is usually provided with a light source for irradiating light on an inspection object.
  • the light from the light source is divided into two by a beam splitter, one of which is applied to the reflecting mirror and the other is applied to the object to be inspected.
  • the light incident on the inspection object is absorbed, reflected, and scattered in the inspection object, and the remainder becomes transmitted light and proceeds to the deep layer.
  • the inspected object such as the retina is composed of a plurality of layers, and each layer has a different tissue density and tissue arrangement.
  • the light reflected from the object to be inspected includes reflected light reflected from each layer (inside the layer and its boundary).
  • the intensity of the reflected light reflected by each layer is the intensity unique to each layer, and there is a time difference depending on the depth of each layer.
  • the light detector detects the intensity and time difference of the reflected light reflected by each layer. Specifically, the reflected light reflected from the object to be inspected and the light reflected by the reflecting mirror (reference light) are caused to interfere, and the interference wave is made incident on the photodetector.
  • the photodetector converts incident interference waves into electrical signals.
  • the electrical signal converted by the photodetector is imaged by a computer, and the image is displayed on a display device or the like.
  • the intensity of the interference wave detected by the photodetector can also specify the boundary of each layer, and the thickness of each layer can be calculated by specifying the boundary of each layer.
  • each layer constituting the inspection object is useful as an index for quantitatively grasping the state of the inspection object.
  • the thickness of the retina is useful for diagnosing changes in the retinal thickness due to retinal edema (macular edema), and the thickness of the retinal nerve fiber layer is the degree of progression of glaucoma. It is useful when diagnosing.
  • the conventional optical coherence tomography apparatus calculates the thickness of each layer at each scanning position from a two-dimensional tomographic image obtained by scanning light on the surface of the object to be inspected, and calculates the thickness and position of each layer. Equipped with a function to display the relationship as a graph.
  • FIG. 26 schematically shows a “position-thickness” graph displayed by a conventional optical coherence tomography apparatus. As shown in FIG. 26, the conventional “position thickness” graph displays the scanning position on the horizontal axis and plots the thickness on the vertical axis.
  • the linear scanning method may be effective for grasping the state of the object to be inspected.
  • it is effective to measure the thickness of the nerve fiber layer around the optic nerve head by scanning the circumference of the optic nerve head in a ring shape for the above-mentioned diagnosis of glaucoma, “diagnosis of disease state” and determination of the therapeutic effect.
  • the “position thickness” graph is displayed in a straight line as shown in FIG. 26 even when the object is scanned in a ring shape. For this reason, it is difficult to intuitively grasp at which part of the test object the layer thickness is thick (or thin).
  • Such a problem is not a problem inherent to optical coherence tomography, but is a device that measures the thickness of the nerve fiber layer described above (for example, GDxVCC (Carl Zeiss Meditech), HRT (Heidelberg)) This is a problem.
  • the object of the present invention is to graph the “position-layer thickness” relationship obtained by inspecting an object to be inspected. How It is to provide technology that can be easily grasped.
  • An optical coherence tomography apparatus to which the present invention is applied irradiates an inspection object composed of one or more layers with light, and causes reflected light reflected by each layer of the inspection object to interfere with reference light. It is equipped with an optical interference tomometer that acquires one-dimensional tomographic information in the depth direction of the inspection object by detecting the intensity of the interference light. Therefore, the light irradiated by the optical coherence tomography is scanned in a line shape on the object to be inspected, or is scanned in a planar shape (for example, a scanning in a linear shape is repeated to scan in a planar shape). Therefore, it is possible to obtain 2D or 3D tomographic information of the inspection object.
  • This optical coherence tomography device (1) is based on the setting line set on the inspection object for at least one layer constituting the inspection object based on the two-dimensional or three-dimensional tomographic information of the inspection object.
  • the layer thickness at each position is calculated.
  • the axis representing the position on the setting line is displayed in a shape similar to the shape of the setting line, and the calculated layer thickness is determined in the normal direction from the axis. It is further equipped with an arithmetic unit (for example, a processor, a computer, etc.) that outputs a graph showing the relationship of “positional layer thickness” plotted on the scale.
  • an arithmetic unit for example, a processor, a computer, etc.
  • the axis representing the position on the setting line is displayed in a shape similar to the setting line, and the layer thickness
  • the axial force is also plotted at a predetermined scale in the normal direction. Since the axis representing the position is represented by a shape similar to the setting line, the operator can intuitively know which part is thick (or thin) from the graph. For example, when the setting line is set in a ring shape, the axis representing the position becomes a ring shape, and the layer thickness is plotted in the normal direction from the axis (for example, radially outward from the center of the ring shape). For this reason, it is possible to intuitively understand at which position of the ring-shaped setting line the layer thickness is thick (or thin).
  • an operator operates a pointing device (for example, a mouse). It is also possible to set the setting line. After the setting line is set by the operator, light can be scanned along the setting line, and a “position-layer thickness” graph can be output based on the two-dimensional tomographic information obtained thereby. (That is, the setting line and the scanning line are the same).
  • the three-dimensional slice information may be acquired by scanning light in a planar shape in advance, and then a setting line may be set in the scanned region of the light (for example, the operator uses a mouse Etc.) Set the line to the desired shape.
  • the optical coherence tomography apparatus may further include means (for example, a display) for displaying a “positional thickness” graph.
  • means for photographing the inspection object may further include means for photographing the inspection object.
  • the display means preferably displays a photographed image of the inspection object photographed by the photographing means, and displays the “positional thickness” graph superimposed on the displayed photographed image. According to this device, the “positional thickness” graph is superimposed on the photographed image of the inspected object, so it is easier to determine which part of the inspected object is thicker (or thinner). Can grasp.
  • a setting line may be further displayed on the captured image of the inspection object displayed on the display means. For example, when a setting line is set in a ring shape, the setting line is displayed on the photographed image, and an axis line (ring) representing the position is displayed so as to be concentric with the setting line.
  • a setting line is displayed on the photographed image, and an axis line (ring) representing the position is displayed so as to be concentric with the setting line.
  • the optical coherence tomography apparatus preferably includes means (for example, a memory, a database, etc.) for storing the two-dimensional or three-dimensional tomographic information of the inspection object together with the acquired date and time.
  • the display means obtains the date and time of acquisition from among the plurality of “position thickness” graphs obtained from the 2D or 3D tomographic information. It is preferable to display at least two graphs having different values. By displaying multiple “position-thickness” graphs with different acquisition dates and times, changes over time of the object to be inspected can be grasped more easily.
  • the display means displays a reference value for determining whether or not a force having a normal "positional layer thickness” relationship and a "position-layer thickness” graph.
  • "Position-layer thickness” graph And the reference value are displayed together, it is possible to easily determine whether or not the inspection object is normal.
  • a reference value for determining whether or not the force is normal for example, the “positional layer thickness average value” obtained by statistically processing the “positional layer thickness” relationship acquired for a plurality of inspection objects or The “normal value of the thickness at the position” can be used.
  • the display means can display the reference value in various ways.
  • the display means can display a “positional layer thickness” graph and a “positional layer thickness average value” graph or a “positional layer thickness normal value” graph in combination. . Since the reference value is displayed in the same format as the “position-thickness” graph of the inspection object, it is possible to easily determine which part of the inspection object is abnormal.
  • an arithmetic device (processor)
  • the computer calculates the layer thickness at each position on the setting line for each of the plurality of layers constituting the object to be inspected.
  • the optical interference cutoff device further includes means for selecting one or a plurality of layers from the calculated layers, and the display means displays the “position-layer thickness” graph for the selected layers. Prefer to display ,.
  • the boundary between the layers cannot be clearly determined from the two-dimensional tomographic image of the inspection object obtained by the optical coherence tomography. is there .
  • an examiner such as a doctor
  • the optical coherence tomography apparatus includes a second display means (for example, a display) for displaying a two-dimensional tomographic image of a cross section along the set line based on the two-dimensional or three-dimensional tomographic information of the inspection object, (2) A means for designating an arbitrary point in the image displayed on the display means (for example, a mouse) and a means for setting a virtual line connecting the designated points (for example, an arithmetic device such as a processor) are further provided. It is preferable.
  • a second display means for example, a display
  • a means for designating an arbitrary point in the image displayed on the display means for example, a mouse
  • a means for setting a virtual line connecting the designated points for example, an arithmetic device such as a processor
  • the doctor or the like operates the designation means while looking at the two-dimensional tomographic image displayed on the second display means, and Specify multiple points that you think.
  • the setting means sets an imaginary line (boundary line), and thereby, the boundary line of each layer can be set.
  • an arithmetic device (processor, computer, etc.) is further set by the setting means. It is preferable to calculate the distance force between adjacent virtual lines among a plurality of virtual lines. As a result, the thickness of each layer can be calculated even when the boundary between the layers cannot be clearly determined.
  • the present invention also configures the inspection object based on the two-dimensional tomographic information of the inspection object acquired by the optical coherence tomography by scanning the surface of the inspection object in a line shape.
  • a new program is provided to display the relationship between the thickness of at least one layer and the position on the scan line on the display device.
  • This program allows a computer to: (1) a layer thickness calculation means for calculating a layer thickness at each position on the scanning line from the acquired two-dimensional tomographic information for at least one layer constituting the object to be inspected; (2) A display device that displays an axis representing a position on the scanning line in a shape similar to the shape of the scanning line, and displays a graph in which the calculated layer thickness is plotted at a predetermined scale in the normal direction to the axial force. It functions as a control means.
  • the present invention relates to an inspection object based on the two-dimensional tomographic information of the inspection object acquired by the optical coherence tomography by scanning the surface of the inspection object in a line. It provides a new method for displaying on the display device the relationship between the layer thickness of at least one layer and the position on the scan line.
  • a step of calculating a layer thickness at each position on the scanning line from the two-dimensional tomographic information, and an axis representing the position on the scanning line is used as the shape of the scanning line.
  • displaying on the display device a graph in which the calculated layer thickness is plotted with a predetermined scale in the normal direction to the axial force.
  • the present invention is not limited to the optical coherence tomography apparatus.
  • the present invention can be applied to a device that measures the thickness of a nerve fiber layer.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of OCT.
  • FIG. 3 is a diagram showing the state of light transmitted through each part of the OCT.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of an inspection procedure using an optical coherence tomography apparatus.
  • ⁇ 5] Flow chart showing an example of the procedure for displaying the “position-layer thickness” graph by optical coherence tomography.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of inspection (scanning) performed using the optical coherence tomography apparatus.
  • ⁇ 8 A diagram that schematically shows an example of the “position thickness” graph displayed on the monitor of the optical coherence tomography system.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a state in which a fundus photograph is superimposed on the “position thickness” graph shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing a graph obtained by performing a smoothing process on the “positional thickness” graph shown in FIG. ⁇ 12]
  • the “Position-layer thickness” graph shown in FIG. 8 shows both “Position-normal upper limit value” and “Position-normal lower limit value”.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining an examination example in which light is scanned in a planar shape on the eye to be examined.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of setting lines set in the area when the inspection shown in FIG. 14 is performed.
  • FIG. 16 is a “positional layer pressure” graph of a cross section along the setting line shown in FIG.
  • FIG. 17 is a diagram obtained by converting the “positional thickness” graph shown in FIG. 16 into a “positional thickness” graph according to the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining an inspection example in which light is also scanned radially with optic nerve head power.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining a procedure for easily obtaining a “position-layer thickness” graph around the optic disc from the two-dimensional tomogram obtained from FIG. 18.
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining the procedure for identifying the boundary line of each layer when the boundary of each layer of the two-dimensional tomographic image is unknown.
  • FIG.21 Diagram for explaining the procedure for specifying the boundary line of each layer when the boundary of each layer of the 2D tomographic image is unknown (when multiple points on the boundary line are specified).
  • FIG.22 Diagram for explaining the procedure for identifying the boundary line of each layer when the boundary of each layer of the two-dimensional tomogram is unknown (state in which the boundary line is set by connecting the specified points on the boundary line) ) o
  • FIG. 23 is a diagram showing a fundus photograph of an eye to be examined and six scanning lines set radially on the eye to be examined.
  • FIG. 24 is a graph in which the layer thickness of each part in the scanning region is mapped from the tomographic information obtained for the six scanning lines shown in FIG.
  • FIG. 25 is a diagram in which the mapped graph of FIG. 24 and a fundus photograph are superimposed and displayed.
  • FIG. 26 is an example of a “position thickness” graph displayed on a conventional optical coherence tomography apparatus.
  • the optical coherence tomography apparatus 10 is an apparatus for inspecting the fundus (retina) of a living eye, and is used in ophthalmic medical sites such as ophthalmology, ophthalmology hospitals, ophthalmology clinics in general hospitals.
  • the optical coherence tomography device 10 controls the optical device 12 for inspecting the eye A to be examined, the optical device 12, and the inspection data obtained by the optical device 12.
  • a computer 14 is provided for analysis and processing.
  • the optical device 12 includes a fundus monitor optical system for monitoring the eye A (fundus) and a measurement optical system 24 (hereinafter referred to as OCT) for obtaining a tomographic image of the eye A.
  • a fundus monitor optical system for monitoring the eye A (fundus)
  • OCT measurement optical system 24
  • the fundus monitor optical system includes a monitor CCD 32, an illumination light source 34, a half mirror 30, a clock mirror 26 (visible light reflection Z infrared light transmission), an objective lens 28, and the like.
  • the monitor CCD 32 is a CCD that images the fundus of the eye A to be examined.
  • the illumination light source 34 is a visible light source that illuminates the eye A to be examined.
  • the light (visible light) emitted from the illumination light source 34 is reflected by the half mirror 30 and the dichroic mirror 26, and illuminates the eye A through the objective lens 28.
  • the light (visible light) reflected by the eye A is reflected by the dichroic mirror 26 through the objective lens 28 and detected by the CCD 32 for monitoring.
  • the image of the eye A to be examined obtained by the monitor CCD 32 is sent to the computer 14 and displayed on the monitor 18.
  • the measurement optical system 24 irradiates the fundus (retinal) of the eye A with infrared light and detects the reflected light (infrared light) to acquire a tomographic image of the eye A (fundus). . That is, light (infrared light) that also emits the measurement optical system 24 is transmitted through the dichroic mirror 26 and enters the eye A through the objective lens 28. The light (infrared light) incident on eye A is the retina of eye A (for details, see Absorbs, reflects, and scatters in each layer). Of the light that is absorbed, reflected, and scattered, the light (infrared light) reflected in the direction of the measurement optical system 24 passes through the dichroic mirror 26 and is detected by the measurement optical system 24.
  • the measurement optical system 24 includes a low-coherence light source 33, a photodetector 34, an optical fiber coupling device 36, a probe 38, a reflecting mirror 42, and the like.
  • a low coherence light source 33 for example, a super luminescent diode light source can be used.
  • Light emitted from the low-coherence light source 33 [near-infrared light (for example, 850 nm diode light)] is guided to the optical fiber coupling device 36 by the optical fiber 30.
  • the optical fiber coupling device 36 functions as a beam splitter. For this reason, the light guided to the optical fiber connecting device 36 is divided into two. One of the divided lights is guided to the optical fiber 31 and the other is guided to the optical fiber 46.
  • the light guided to the optical fiber 31 is applied to the eye A through the probe 38.
  • the probe 38 is movable with respect to the eye A in the X-axis and Y-axis directions (up / down / left / right directions).
  • the irradiation position of the light to the eye A can be scanned in the X-axis and Y-axis directions (changed in the vertical and horizontal directions).
  • the light reflected from the eye A is guided to the optical fiber coupling device 36 by the optical fiber 31 again.
  • the light guided to the optical fiber 46 is applied to the reflecting mirror 42 through the lens 40.
  • the reflecting mirror 42 can be moved back and forth in the direction of the arrow in the figure.
  • the distance (optical path length) between the reflecting mirror 42 and the optical fiber connecting device 36 changes.
  • the light reflected by the reflecting mirror 42 is again guided to the optical fiber connecting device 36 by the optical fiber 46.
  • the light guided by the optical fiber 31 and the light guided by the optical fiber 46 become interference waves in the optical fiber coupling device 36.
  • This interference wave is guided to the optical detector 34 by the optical fiber 45.
  • the photodetector 34 detects the intensity of the interference wave guided by the optical fiber 45.
  • the light intensity detected by the photodetector 34 is sent to the computer 14.
  • the light emitted from the low-coherence light source 33 is guided by the optical fiber 30 to the beam splitter 37 (that is, the optical fiber coupling device 36).
  • the light guided to the beam splitter 37 is divided into two parts, one of which is directed toward the eye A (measurement light in the figure).
  • the other is directed to the reflecting mirror 42 (reference light in the figure).
  • the measurement light irradiated to the eye A is reflected by each layer of the retina (for example, nerve fiber layer, inner reticulate layer, outer reticulated layer, pigment epithelial layer, etc.) and becomes a reflected wave in which these lights overlap ( Reflected measurement light in the figure).
  • the reference light applied to the reflecting mirror 42 is reflected by the reflecting mirror 42 and becomes reflected reference light.
  • the reflected measurement light and the reflected reference light become one interference wave by the beam splitter 37, pass through the optical fiber 45, and are detected by the photodetector 34.
  • the distance between the reflecting mirror 42 and the beam splitter 37 (the optical path length of the reflected reference light) is changed by changing the position of the reflecting mirror 42.
  • the optical path length of the reflected light reflected by each layer of eye A varies depending on the position (depth) of eye A to be examined. Therefore, when the optical path length of the reflected reference light is changed by changing the position of the reflecting mirror 42, the interference wave detected by the photodetector 45 also changes. This is because it changes where the light interference phenomenon is reflected in the depth direction of the retina. Therefore, by changing the position of the reflector 42 (by scanning), it is possible to obtain a reflection intensity distribution (tomographic information) in the depth direction (Z-axis direction) of the retina.
  • the measurement optical system 24 can obtain 2D and Z or 3D tomographic information of the retina of the eye A to be examined.
  • the optical device 12 described above can be adjusted in position with respect to the eye A (that is, the subject's head fixed to the chin rest (not shown)). That is, as shown in FIG. 1, the optical device 12 is moved up and down, left and right, and back and forth (X-axis, Y-axis, and Z-axis directions) with respect to the eye A by the drive mechanism 22. By moving the optical device 12 by the drive mechanism 22, the optical device 12 can be focused on the retina of the eye A to be examined.
  • the drive mechanism 22 is controlled by the computer 14.
  • an input unit 16 a monitor 18, a data storage unit 20, and the like are connected to the computer 14.
  • the input unit 16 includes a pointing device such as a mouse and a keyboard.
  • the examiner can operate the input unit 16 to specify which part of the eye A to be scanned with light.
  • the monitor 18 displays an image acquired by the monitor CCD 32, a retinal tomographic image obtained by imaging the retinal tomographic information acquired by the measurement optical system 24, and the like.
  • the data storage unit 20 stores retinal tomographic information acquired by the measurement optical system 24.
  • the examiner operates the input unit 16 to input the ID of the subject (S10).
  • the examiner adjusts the position of the optical device 12 and the eye A (S12).
  • the monitor 18 displays an image of the eye A taken by the monitor CCD 32 and an index light for alignment.
  • the examiner operates the joystick (not shown) while viewing the image of the eye A to be displayed on the monitor 18 to adjust the position of the optical device 12 so that the index light is displayed at the desired position of the eye A to be examined.
  • the optical device 12 is adjusted so that the fundus of the subject eye A is clearly displayed.
  • the inspector operates the input unit 16 to set the position where the irradiation light is irradiated and the scanning method thereof (S14). For example, when the irradiation light is scanned linearly, the fact that scanning is performed linearly is input, and then the start point and end point of the scanning line are set on the eye A to be examined displayed on the monitor 18. Further, when the irradiation light is scanned in a circular shape (ring shape), the fact that scanning is performed in a circular shape is input, and then the center and starting point of the scanning line are set on the eye A to be examined displayed on the monitor 18.
  • a circular shape ring shape
  • step S16 the computer 14 starts irradiating irradiation light by the measurement optical system 24 (S16).
  • irradiation of irradiation light is started, tomographic information in the Z-axis direction of the eye A is measured by scanning the reflecting mirror 42 (S18). The measured tomographic information is sequentially stored in the memory in the computer 14.
  • the computer 14 determines whether or not the scanning of the irradiation light has ended (that is, whether or not the irradiation light has been scanned to the scanning end position) (S20). If the irradiation light scanning has not been completed (NO in step S20), the probe 38 is moved to change the irradiation position (S22), and the processing from step S16 is repeated.
  • the computer 14 takes a fundus picture of the eye A (S23). Specifically, the image data acquired by the monitor CCD 32 is stored in the memory in the computer 14.
  • step S24 the optical coherence tomographic information obtained by repeating step S18 (two-dimensional tomographic information) ) And the fundus photograph taken in step S23 is stored in the data storage unit 20 in association with the ID of the subject (S24).
  • the examiner inputs the ID of the subject (patient) to be graphed from the input unit 16 (S26).
  • the inspector operates the input unit 16 to select optical coherence tomographic information to be graphed (S28).
  • the data storage unit 20 stores a plurality of pieces of optical coherence tomographic information relating to the same subject. For example, multiple optical interference information such as optical coherence tomographic information with different inspection dates and times, optical coherence tomographic information with different scanning parts (for example, optic nerve head or macular region) and scanning methods (for example, linear or circular), etc. Fault information is stored.
  • optical coherence tomographic information to be graphed is selected from them.
  • step S30 the computer 14 calculates the layer thickness of each layer at each scanning position (irradiated light irradiation position) based on the selected optical coherence tomographic information.
  • the procedure for calculating the layer thickness of each layer will be described in detail with reference to FIG. Figure 6 schematically shows optical interference information (intensity distribution of interference waves in the Z-axis direction) at the scanning positions PI and P2.
  • the position where the light intensity changes in a peak can be specified as the boundary between layers.
  • a differential value of light intensity is calculated, and when the differential value becomes larger than a preset set value (positive value), the position is defined as a boundary between layers. Can be determined.
  • the thickness of each layer can be calculated by calculating the difference (Tl, T2, etc. in the figure).
  • the examiner can easily determine which layer the calculated layer thickness is.
  • the first calculated layer thickness can be determined as the retinal nerve fiber layer.
  • the layer thickness of each layer is calculated by using a product installed on a commercially available optical coherence tomography device.
  • a product installed on a commercially available optical coherence tomography device.
  • Can be used for example, a known optical coherence tomography apparatus (manufactured by Carl 'Zeiss' Meditech) is equipped with a function (program) that outputs the thickness of each layer as a number based on the measured optical coherence tomography information. By using this program, the thickness of each layer can be obtained.
  • an inspector can manually specify the boundary surface of each layer and calculate the layer thickness of each layer based on the specification.
  • the computer 14 visualizes the measured optical coherence tomographic information and displays the tomographic image on the monitor 18. The inspector operates the mouse or the like to move the pointer in the monitor 18 and specify the boundary of each layer in the displayed tomogram.
  • the computer 14 calculates the number of pixels of each layer from the position coordinates of the specified boundary of each layer, and converts the calculated number of pixels into the actual layer thickness.
  • the calculation of the layer thickness of each layer described above is not necessarily performed by the computer 14 of the optical coherence tomography apparatus 10.
  • the computer 14 force can output a tomographic image (image) to another computer, and the thickness of each layer can be calculated by another computer.
  • the processing after step S32 described below can be performed by another computer.
  • the computer 14 creates display data, and outputs the created display data to the monitor 18 (S32).
  • the “position thickness” graph is displayed on the monitor 18 (S34).
  • various commercially available software can be used. For example, use a graphing software that inputs a 2D numerical data group [2D data of (position, layer thickness) for each scanning step] and converts the input 2D numerical data group into a graph. Can do. Alternatively, you can create your own graphing software using software creation software (for example, Microsoft (registered trademark) visual studio). Such a graph It is preferable that the conversion software or the original creation software has a function for overlapping and displaying separately captured images. This is because, as shown in FIG. 9, fundus photographs taken separately on the “position-thickness” graph can be displayed in an overlapping manner (FIG. 9 will be described in detail later).
  • each layer around the optic disc is useful for diagnosing glaucoma and determining the therapeutic effect.
  • the circumference of the optic disc is scanned in a circle.
  • the “position-layer thickness” graph is acquired.
  • FIG. 8 schematically shows a graph displayed on the monitor 18.
  • the line that schematically displays the fundus of the optic disc is displayed as a two-dot chain line, and the scanning line is displayed as a dotted line.
  • the layer thickness is displayed only at some points on the scanning line.
  • the axis representing the position of the scanning line is displayed as a circle concentric with the scanning line.
  • auxiliary lines extending radially from the center of the circle are drawn at appropriate scanning angles (eg, 30 °, 60 °, etc.).
  • two circles concentric with the axis are drawn on the outside of the axis.
  • the inner circle represents a layer thickness of 100 / z m
  • the outer circle represents a layer thickness of 200 / z m.
  • the layer thickness at each scanning position is plotted outward (in the normal direction) from the axis, and adjacent points are connected by a straight line.
  • the axis line and the scanning line are drawn in concentric circles (that is, similar shapes), so the layer thickness is at any position on the scanning line. It can be intuitively grasped whether it is thick (or thin) (in the example of Fig. 8, the layers are thin at 0 °, 180 °, 330 °).
  • a graph in which only the layer thickness of the retinal nerve fiber layer is plotted can be graphed for each layer constituting the force retina.
  • the layer thickness of multiple layers (i layer, (i + 1) layer, (i + 2) layer) at a time can be It can also be displayed. In this case, it is desirable to be able to distinguish the type of layer by color or the like.
  • the layer to be displayed on the monitor 18 may be selected by operating the input unit 16. This is because the layer whose layer thickness varies depending on the disease. For example, the thickness of the nerve fiber layer changes in glaucoma, and the thickness of the outer granular layer changes in retinitis pigmentosa.
  • the examiner (doctor) can select the layer to be displayed on the monitor 18 according to the symptom of the subject and diagnose the subject's disease.
  • the layer thickness is calculated only for the corresponding layer in step S30 in FIG. May be.
  • the layer thickness of each layer may be displayed in a ratio with a normal value. That is, the layer thickness
  • the layer thickness obtained by examination, the normal upper limit value (for example, + 10% of the average value of normal eyes) and the normal lower limit value (for example, the average value of normal eyes) 10%) may be displayed together. According to such a configuration, it can be determined at a glance whether or not the layer thickness obtained by the measurement belongs to the normal range. Also, as shown in Fig. 12, when the normal upper limit value and normal lower limit value at each position on the scanning line are displayed, it is easy to determine which part of the measured layer thickness is normal and which part is abnormal. Can be judged.
  • each graph described above may be printed (output) by a printer or the like provided separately.
  • the scanning line set for the eye to be examined can have an arbitrary shape, for example, an arc, a synthetic circle, or the like. Furthermore, you can draw by omitting the scale of each graph described above.
  • a “positional layer thickness” graph may be superimposed on the fundus image captured by the monitor CCD 32 and displayed.
  • the positional relationship between the scanning line and the fundus image can be understood at a glance, and the scanning line and the axis line are concentric. It is possible to grasp intuitively whether the thickness is appropriate.
  • examination history for the same patient may be displayed.
  • the data storage unit 20 of the optical coherence tomography apparatus 10 displays the test results (for example, “position-layer thickness” graph, retinal tomographic information, etc.) of each patient (for example, for each patient ID number). It memorizes with the inspection date. Then, by operating the input unit 16 and specifying a patient (for example, by inputting a patient ID), the computer 14 reads the specified test result of the patient from the data storage unit 20. The computer 14 then displays the patient's examination history on the monitor 18. In the example shown in FIG. 10, the inspection result of date A (position thicker) and the inspection result of date B (date A is past than date B) (position thicker) are displayed. From the patient's examination history displayed on the monitor 18, it is possible to easily determine the therapeutic effect between date A and date B, and whether or not the lesion is aggravated or improved.
  • the test results for example, “position-layer thickness” graph, retinal tomographic information, etc.
  • the eye to be examined is irradiated with light in a ring shape, and the tomographic information on the scanning line is acquired by the measurement optical system 24.
  • the inspection by the optical coherence tomography apparatus 10 is not limited to such a method.
  • the scanning surface scanning region
  • the tomographic information (three-dimensional tomographic information) in the scanning region is acquired by the measurement optical system 24, as shown in FIG.
  • the scanning direction of the irradiation light may be repeated from the right side of the figure to the left side as shown by the solid line in FIG. 14, or the left side force of the figure as shown by the dotted line in the figure.
  • the scanning may be repeated, or the scanning may be repeated alternately, such as scanning from the left side of the figure to the right side after scanning with the right side of the figure. o)
  • a separate line may be set in the scanning region, and the relationship between the position on the set line and the layer thickness may be acquired.
  • the relationship between the position on the setting line and the layer thickness can be displayed with the position as the horizontal axis and the layer thickness as the vertical axis as shown in Fig. 16 (conventional method), or in Fig. 17
  • the axis representing the position should have a shape similar to the setting line (ie, a ring), and the axial force should also be plotted in the normal direction.
  • the axis representing the position is displayed in a ring shape around the optic disc, and the layer thickness is plotted in the direction of the normal axis of the axial force, and the smoothing process is applied to the straight line connecting the plotted points. Apply. Even in this way, the general tendency of the layer thickness around the optic disc can be grasped. Note that the scanning of light on the six scanning lines shown in FIG. 18 may be performed in either direction.
  • the computer 14 automatically calculates the layer thickness of each layer based on the optical coherence tomographic information obtained by the measurement optical system 24.
  • the examiner operates the input unit 16 to identify the boundary of each layer, and The computer 14 may calculate the layer thickness of each layer based on the determined boundary.
  • FIG. 20 shows a procedure in which the inspector specifies the boundary of each layer and calculates the thickness of each layer based on the specified boundary.
  • the computer 14 first visualizes the optical coherence tomographic information measured by the measurement optical system 24, and displays the optical coherence tomographic image on the monitor 18 (S36).
  • the examiner operates the input unit 16 (mouse or the like) to designate a point that is considered to be a boundary in the optical coherence tomographic image displayed on the monitor 18 (S38).
  • Examiner has anatomical knowledge If the boundary of each layer is unclear (for example, it can be determined whether the boundary of each layer is only discontinuous), specify the boundary of each layer by entering the part where the boundary can be determined. This is because it can be done.
  • the computer 14 connects the designated plurality of points with a straight line (S40), and then performs a smoothing process on the straight line to obtain a curved line (S40). S42). Thereby, each designated point is connected and a temporary boundary line is set.
  • FIG. 21 shows a state in which a plurality of points designated in the optical coherence tomographic image are connected by straight lines
  • FIG. 22 shows a state in which smoothing processing is performed on the straight lines connecting the plurality of points.
  • the inspector operates the input unit 16 to input whether or not to confirm the boundary set by the above-described procedure (S44).
  • step S44 If the inspector does not finalize the set boundary line (NO in step S44), the process returns to step S38 and the processing from step S38 is repeated. For this reason, the inspector will specify more points so that an appropriate boundary line is set.
  • the set boundary line is confirmed (YES in step S44)
  • the set boundary line is confirmed as the final boundary line (S46), and then whether or not all necessary boundary lines have been set. Judgment is made (S48). If all necessary boundary lines have been set (if NO in step S48), return to step S38 and repeat the process from step S38. This will set the boundaries on all necessary layer boundaries.
  • the computer 14 calculates the layer thickness of each layer also for the set boundary force (S50).
  • the computer 14 calculates the number of pixels of each layer from the position coordinates of the boundary line of each adjacent layer, and converts the calculated number of pixels into the actual layer thickness.
  • the computer 14 displays a “position-layer thickness” graph on the motor 18 (S52).
  • the inspector can calculate the thickness of each layer by designating multiple boundaries of each layer. Can do. Unlike the above-described embodiment, the inspector may operate the input unit 16 to directly draw the boundary line of each layer.
  • each layer constituting the retina (retinal nerve fiber layer, photoreceptor outer segment layer, photoreceptor inner nodal layer, outer granule layer, outer reticulated layer, inner granule layer , Inner plexiform layer, ganglion cell layer) can also be graphed.
  • the boundary between layers constituting the retina may be unclear. Even in such a case, the inspector can manually determine (specify) the boundary line of each layer in the optical coherence tomographic image, and the thickness of each layer can be obtained from the determined boundary line interval. .
  • the thickness of each layer in the scanning plane is displayed two-dimensionally from the thickness of each layer at each position on each scanning line obtained. can do. For example, as shown in FIG. 23, scanning is performed on a plurality of scanning lines set radially with respect to the retina of the subject eye, or parallel to the retina of the subject eye as shown in FIG. Scanning multiple scanning lines to obtain 3D tomographic information of the eye to be inspected, and as shown in Fig. 24, the obtained 3D tomographic information force also displays the layer thickness of each part in different colors (Hereafter, such a display is called mapping). As shown in Fig. 25, the mapped graph and fundus photo may be superimposed and displayed.
  • each layer of the retina can be mapped by the above-described method, it can be used for diagnosis of a disease in which only a specific layer of the retina is strongly damaged except for the retinal nerve fiber layer.
  • the thickness of the choroid, choroidal capillary plate, etc. located on the sclera side of the retina, which is connected only by the retina, the mapping of each layer of the cornea, and the posterior vitreous body Mapping indicating the range of detachment or retinal detachment is also possible. It is also possible to select a plurality of layers from each layer constituting the network film and map the total thickness of these layers.
  • the optical coherence tomography apparatus 10 described above is for obtaining a tomographic image of the retina.
  • the technique of the present invention irradiates light on the surface of the digestive tract, and the digestive tract.
  • the present invention can be applied to an endoscope apparatus for grasping the edema state and the like. Furthermore, it can be used to distinguish between a tumor part and a normal part in a surgical operation.
  • the technique of the present invention is not limited to an optical coherence tomography device, but a device that measures the thickness of the nerve fiber layer of the retina by measuring the phase change of the polarized light that has passed through the eye to be examined (for example, GDxV CC (Curl Zeiss' Meditech) and devices that measure the three-dimensional structure of the retina by scanning the retina with laser light and measuring the reflected light of the retina (for example, HRT (manufactured by Heidelberg)) Can be applied.
  • GDxV CC Curl Zeiss' Meditech
  • HRT manufactured by Heidelberg

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Abstract

　本発明は、被検査物の２次元又は３次元断層情報から「位置－層厚」グラフを表示する際に、直感的に被検査物のどの部位で層厚が厚く（又は薄く）なっているかを把握することを可能とする。 　本発明の光干渉断層装置では、例えば、照射光を被検査物の表面でライン状に走査することで取得される被検査物の２次元断層情報に基づいて、被検査物を構成する少なくとも１つの層について、走査ライン上の各位置の層厚を算出する。次いで、走査ライン上の位置を表す軸線を走査ラインの形状と相似する形状で表示し、算出された層厚を前記軸線からその法線方向に所定のスケールでプロットする。

Description

光干渉断層装置
技術分野
[0001] 本発明は、網膜、気管、消化管等を構成する 1又は複数の層の層厚を非破壊的に 計測する計測装置（例えば、光干渉断層装置（Optical Coherence Tomography : 0 CT) )に関する。
背景技術
[0002] 網膜、気管、消化管等を構成する 1又は複数の層の層厚を計測する装置が開発さ れている。この種の計測装置としては、網膜の神経線維層の厚みを計測する装置（ 例えば、 GDxVCC (力ール ·ツァイス ·メディテック社製） , HRT (ノヽイデルベルグ社製 ) )や、網膜等の断層像を計測する光干渉断層装置 (例えば、特開平 10— 99337号 公報等）が知られている。ここでは、光干渉断層装置を例に説明する。
光干渉断層装置は、網膜等の被検査物に光を照射し、被検査物から反射される反 射光を検出することで被検査物の断層像を取得する。光干渉断層装置は、通常、被 検査物に光を照射するための光源を備える。光源からの光は、ビームスプリツターに よって二分され、一方は反射鏡に照射され、他方は被検査物に照射される。被検査 物に入射した光は、被検査物内で吸収、反射、散乱され、残りが透過光となって深層 に進んでゆく。網膜等の被検査物は複数の層で構成され、各層で組織密度や組織 配列が異なる。このため、各層での散乱、反射の程度も異なり、またそれぞれの層の 境界で強い反射、散乱が生じる。したがって、被検査物から反射される光には各層（ 層内及びその境界)で反射された反射光が含まれる。各層で反射される反射光は、 その強度が各層固有の強度となり、また、各層の深度によって時間差が生じる。光検 出器は、各層で反射された反射光の強度と時間差を検出する。具体的には、被検査 物から反射された反射光と、反射鏡で反射された光 (基準光)を干渉させ、その干渉 波を光検出器に入射させる。光検出器は入射する干渉波を電気信号に変換する。 光検出器によって変換された電気信号は、コンピュータによって映像ィ匕され、その映 像は表示装置等に表示される。 [0003] 上述したように、被検査物に入射した光は各層の境界で強く反射されることから、干 渉波の強度も各層の境界で強くなる。従って、光検出器で検出される干渉波の強度 力も各層の境界を特定でき、各層の境界を特定することで各層の厚みを算出すること ができる。
被検査物を構成する各層の厚みは、被検査物の状態を定量的に把握するための 指標として有用である。例えば、被検査物が網膜である場合、網膜の厚みは網膜浮 腫 (黄斑浮腫)による網膜厚の増減を診断する際に有用であり、また、網膜神経線維 層の厚みは緑内障の進行の程度を診断する際に有用となる。
このため、従来の光干渉断層装置は、被検査物の表面で光を走査することで得ら れる 2次元断層像から、各走査位置における各層の厚みを算出し、各層の厚みと位 置の関係をグラフとして表示する機能を装備している。図 26は従来の光干渉断層装 置によって表示される「位置—厚み」グラフを模式的に示している。図 26に示すように 、従来の「位置 厚み」グラフは、走査位置を横軸で表示し、その厚みを縦軸にプロ ットして ヽる。
一方、被検査物の表面で光を走査する方法には種々の方法があり、被検査物の状 態を把握するためには直線状の走査方法以外の方法が有効な場合がある。例えば 、前述した緑内障の診断'病状の把握'治療効果の判定には、視神経乳頭の周囲を リング状に走査し、視神経乳頭周囲の神経線維層の厚みを測定することが有効であ る。しかしながら、従来の光干渉断層装置では、被検査物をリング状に走査したとき でも、「位置 厚み」グラフが図 26に示すように直線状に表示される。このため、被検 查物のどの部位で層厚が厚く（又は薄く）なっているのかを直感的に把握することが 困難であると!/、う問題があった。
このような問題は、光干渉断層装置に固有の問題ではなぐ上述した神経線維層の 厚みを計測する装置 (例えば、 GDxVCC (カール'ツァイス'メディテック社製）， HRT (ハイデルベルグ社製) )にお ヽても問題となって 、る。
発明の開示
[0004] したがって、本発明の目的は、被検査物を検査して得られた「位置—層厚」の関係 をグラフ化するに際し、被検査物のどの部位で層厚が厚く（又は薄く）なっているかを 容易に把握することができる技術を提供することである。
[0005] 本発明を適用した光干渉断層装置は、 1又は複数の層から構成される被検査物に 光を照射し、被検査物の各層で反射される反射光と基準光とを干渉させ、その干渉 光の強度を検出することで、被検査物の深さ方向の 1次元断層情報を取得する光干 渉断層計を備える。従って、この光干渉断層計によって照射される光を、被検査物上 でライン状に走査し、あるいは、面状に走査することで (例えば、ライン状の走査を繰 返して面状に走査することで）、被検査物の 2次元又は 3次元断層情報を取得するこ とがでさる。
この光干渉断層装置は、（1)被検査物の 2次元又は 3次元断層情報に基づいて、 被検査物を構成する少なくとも 1つの層について、被検査物上に設定された設定ライ ン上の各位置における層厚を算出し、（2)設定ライン上の位置を表す軸線を設定ラ インの形状と相似する形状で表示すると共に、算出された層厚を前記軸線からその 法線方向に所定のスケールでプロットした「位置一層厚」の関係を示すグラフを出力 する演算装置 (例えば、プロセッサ，コンピュータ等)をさらに備える。
ここで、上記「相似する」は、設定ラインと軸線が完全に相似する場合の他、軸線上 の位置力 設定ライン上の概略の位置を直感的に把握できる程度に近似している場 合をも含む意味で用いている。従って、円状に設定ラインを設定した場合に軸線を楕 円状に表示することも、上記「相似する」に相当する。
[0006] この装置では、設定ライン上の位置と、その位置における層厚との関係をグラフ化 する際に、設定ライン上の位置を表す軸線を設定ラインと相似する形状で表示し、層 厚をその軸線力も法線方向に所定のスケールでプロットする。位置を表す軸線が設 定ラインと相似する形状で表されるため、オペレータはグラフから直感的にどの部位 の層厚が厚い (又は薄い）のかを把握することができる。例えば、設定ラインをリング 状に設定した場合、位置を表す軸線はリング状となり、その軸線から法線方向（例え ば、リング状の中心から半径方向外側）に層厚がプロットされる。このため、リング状の 設定ラインのどの位置の層厚が厚い (又は薄い）のかを、直感的に理解することがで きる。
なお、この装置では、オペレータがポインティングデバイス (例えば、マウス等）を操 作して設定ラインを設定するようにしてもよい。そして、オペレータによって設定ライン が設定された後に、その設定ラインに沿って光を走査し、これによつて得られる二次 元断層情報に基づいて「位置-層厚」グラフを出力することができる (すなわち、設定 ラインと走査ラインが同一となる）。あるいは、予め面状に光を走査することで 3次元断 層情報を取得しておき、その後に、光を走査した領域内に設定ラインを設定するよう にしてもょ 、（例えば、オペレータがマウス等によって希望する形状にラインを設定す る。）。
[0007] 上記の光干渉断層装置は、「位置一層厚」グラフを表示する手段 (例えば、ディスプ レイ等)をさらに備えることができる。この場合、被検査物を撮影する手段をさらに備え ることができる。そして、表示手段は、撮影手段によって撮影された被検査物の撮影 像を表示すると共に、その表示された撮影像上に前記「位置一層厚」グラフを重ね合 わせて表示することが好ましい。この装置〖こよると、撮影された被検査物の撮影像上 に「位置一層厚」グラフが重ねあわされるので、被検査物のどの部分の層厚が厚い（ 又は薄 、）のかをより容易に把握することができる。
なお、表示手段に表示する被検査物の撮影像上には、さらに、設定ラインを表示す るようにしてもよい。例えば、リング状に設定ラインを設定した場合は、撮影像上に設 定ラインが表示され、さらに、その設定ラインと同心となるように位置を表す軸線 (リン グ）が表示される。設定ラインを被検査物の撮影像上に表示することで、より直感的に 層厚の状態を把握することができる。
[0008] 上記の光干渉断層装置は、被検査物の 2次元又は 3次元断層情報を、その取得し た日時と共に記憶する手段 (例えば、メモリ、データベース等）を備えることが好ましい 。そして、記憶手段に記憶されている 2次元又は 3次元断層情報が複数あるときは、 表示手段は、それら 2次元又は 3次元断層情報から得られる複数の「位置一層厚」グ ラフのうち取得日時の異なる少なくとも 2つのグラフを併せて表示することが好ましい。 取得日時の異なる複数の「位置一層厚」グラフを併せて表示することで、被検査物の 経時変化をより容易に把握することができる。
[0009] また、表示手段は、「位置一層厚」の関係が正常である力否かを判断するための基 準値と「位置-層厚」グラフとを併せて表示することが好ましい。「位置-層厚」グラフ と基準値を併せて表示することで、被検査物が正常であるカゝ否かを容易に判断する ことができる。正常である力否かを判断するための基準値としては、例えば、複数の 被検査物に対して取得した「位置一層厚」の関係を統計的に処理した「位置一層厚 の平均値」又は「位置一層厚の正常値」を用いることができる。
また、表示手段は、基準値を種々の態様で表示することができる。例えば、表示手 段は、被検査物の「位置一層厚」グラフと、「位置一層厚の平均値」のグラフ又は「位 置一層厚の正常値」のグラフとを併せて表示することができる。基準値を、被検査物 の「位置一層厚」グラフと同一形式で表示するため、被検査物のどの部分が異常であ るかを容易に判断することができる。
[0010] 被検査物が網膜のように複数の層から構成されて 、る場合、演算装置 (プロセッサ
、コンピュータ等）は、被検査物を構成する複数の層のそれぞれについて、設定ライ ン上の各位置における層厚を算出することが好ましい。この場合において、光干渉断 層装置は、算出された各層の中から 1又は複数の層を選択する手段をさらに備え、 表示手段が、選択された層につ 、て「位置-層厚」グラフを表示することが好ま 、。
[0011] また、被検査物が網膜のように複数の層から構成されている場合、光干渉断層計で 得られた被検査物の 2次元断層像では各層の境界が明瞭に判定できないときがある 。かかる場合、検査者 (医師等)が解剖学的な知識に基づいて境界線を特定し、その 特定した境界線に基づ 、て各層の層厚を算出できることが好ま 、。
したがって、光干渉断層装置は、被検査物の 2次元又は 3次元断層情報に基づい て、設定ラインに沿った断面の 2次元断層像を表示する第 2表示手段 (例えば、ディ スプレイ）と、第 2表示手段に表示される画像中の任意の点を指定する手段 (例えば、 マウス等)と、指定された点を結ぶ仮想線を設定する手段 (例えば、プロセッサ等の演 算装置)をさらに備えることが好ましい。力かる構成によると、 2次元断層像から各層 の境界が明瞭に判定できないときでも、医師等が第 2表示手段に表示される 2次元 断層像を見ながら指定手段を操作して、各層の境界と思われる点を複数指定する。 境界上の点が指定されると、設定手段が仮想線 (境界線)を設定し、これによつて、各 層の境界線を設定することができる。
この場合、さらに、演算装置 (プロセッサ、コンピュータ等)が、設定手段で設定され た複数の仮想線のうち隣接する仮想線間の距離力 各層の厚みを算出することが好 ましい。これによつて、各層の境界を明瞭に判定できないときでも、各層の厚みを算 出することができる。
[0012] 本発明は、また、被検査物の表面をライン状に光を走査することで光干渉断層計に より取得される被検査物の 2次元断層情報に基づいて、被検査物を構成する少なくと も 1つの層の層厚と走査ライン上の位置との関係を表示装置に表示するための新規 なプログラムを提供する。このプログラムは、コンピュータを、 (1)被検査物を構成する 少なくとも 1つの層について、取得された 2次元断層情報から走査ライン上の各位置 における層厚を算出する層厚算出手段、 (2)走査ライン上の位置を表す軸線を走査 ラインの形状と相似する形状で表すと共に、算出された層厚を前記軸線力 その法 線方向に所定のスケールでプロットしたグラフを表示装置に表示する表示装置制御 手段、として機能させる。
[0013] さらに、本発明は、被検査物の表面をライン状に光を走査することで光干渉断層計 により取得される被検査物の 2次元断層情報に基づ ヽて、被検査物を構成する少な くとも 1つの層の層厚と走査ライン上の位置との関係を表示装置に表示する新規な方 法を提供する。この方法は、被検査物を構成する少なくとも 1つの層について、 2次元 断層情報から走査ライン上の各位置における層厚を算出する工程と、走査ライン上 の位置を表す軸線を走査ラインの形状と相似する形状で表示すると共に、算出され た層厚を前記軸線力 その法線方向に所定のスケールでプロットしたグラフを表示装 置に表示する工程と、を有する。
[0014] なお、上述した説明は、本発明を光干渉断層装置に適用した場合についてであつ たが、本発明は光干渉断層装置に限定されない。例えば、神経線維層の厚みを計 測する装置に適用することもできる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明の一実施形態に係る光干渉断層装置の全体構成を示すブロック図。
[図 2]OCTの構成を模式的に示す図。
[図 3]OCTの各部を伝達する光の状態を示す図。
[図 4]光干渉断層装置による検査手順の一例を示すフローチャート。 圆 5]光干渉断層装置による「位置-層厚」グラフを表示する手順の一例を示すフロ 一チャート。
圆 6]光干渉断層情報力 層厚を算出する方法を説明するための図。
[図 7]光干渉断層装置を用いて行われる検査 (走査)の一例を示す図。
圆 8]光干渉断層装置のモニターに表示される「位置一層厚」グラフの一例を模式的 に示す図。
圆 9]図 8に示す「位置一層厚」グラフに眼底写真を重ね合わせて表示した状態を模 式的に示す図。
圆 10]「位置-層厚」グラフの履歴 (経時変化)を表示する図。
[図 11]図 8に示す「位置一層厚」グラフにスムージング処理を施したグラフを示す図。 圆 12]図 8に示す「位置-層厚」グラフに、「位置-正常上限値」と「位置-正常下限 値」を併せて示した図。
圆 13]複数の層の「位置一層厚」グラフを併せて表示する図。
圆 14]光を被検眼上で面状に走査する検査例を説明するための図。
圆 15]図 14に示す検査が行われたときに、その領域内に設定される設定ラインの一 例を示す図。
[図 16]図 15に示す設定ラインに沿つた断面の「位置一層圧」グラフ。
[図 17]図 16に示す「位置一層厚」グラフを、本発明に係る「位置一層厚」グラフに変 換した図。
圆 18]光を視神経乳頭力も放射状に走査する検査例を説明するための図。
[図 19]図 18により得られた 2次元断層像から、視神経乳頭の周囲の「位置—層厚」グ ラフを簡易に求める手順を説明するための図。
[図 20]2次元断層像の各層の境界が不明な場合に、各層の境界線を特定するため の手順を説明するフローチャート。
[図 21]2次元断層像の各層の境界が不明な場合に、各層の境界線を特定するため の手順を説明するための図 (境界線上の点を複数指定した状態)。
[図 22]2次元断層像の各層の境界が不明な場合に、各層の境界線を特定するため の手順を説明するための図 (境界線上に指定した点を結んで境界線を設定した状態 ) o
[図 23]被検眼の眼底写真とその被検眼に放射状に設定された 6本の走査線を示す 図。
[図 24]図 23に示す 6本の走査線について得られた断層情報から、走査領域内の各 部位の層厚をマッピングしたグラフ。
[図 25]図 24のマッピングしたグラフと眼底写真とを重ね合せて表示した図。
[図 26]従来の光干渉断層装置に表示される「位置一層厚」グラフの一例。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 本発明の一実施形態に係る光干渉断層装置 10について図面を参照して説明する 。光干渉断層装置 10は、生体眼の眼底 (網膜)を検査する装置であり、総合病院の 眼科、眼科病院、眼科医院等の眼科医療現場において使用される。
図 1に示すように光干渉断層装置 10 (すなわち、 OCT)は、被検眼 Aを検査するた めの光学機器 12と、光学機器 12を制御すると共に、光学機器 12によって得られた 検査データを解析'処理するコンピュータ 14を備えている。
[0017] 光学機器 12は、被検眼 A (眼底)をモニターするための眼底モニター光学系と、被 検眼 Aの断層像を得るための測定光学系 24 (以下、 OCTという）を備える。
眼底モニター光学系は、モニター用 CCD32、照明用光源 34、ハーフミラー 30、ダ イクロックミラー 26 (可視光反射 Z赤外光透過）、対物レンズ 28等を備える。モニター 用 CCD32は、被検眼 Aの眼底を撮像する CCDである。照明用光源 34は、被検眼 A を照明する可視光光源である。照明用光源 34より出射する光 (可視光）はハーフミラ 一 30及びダイクロックミラー 26で反射され、対物レンズ 28を介して被検眼 Aを照明す る。被検眼 Aで反射された光（可視光）は、対物レンズ 28を介してダイクロックミラー 2 6で反射され、モニター用 CCD32によって検知される。モニター用 CCD32によって 得られた被検眼 Aの映像はコンピュータ 14に送られ、モニター 18に映し出される。
[0018] 測定光学系 24は、被検眼 Aの眼底 (網膜)に赤外光を照射し、その反射光 (赤外光 )を検知することで被検眼 A (眼底)の断層像を取得する。すなわち、測定光学系 24 力も出射する光 (赤外光）はダイクロックミラー 26を透過し、対物レンズ 28を介して被 検眼 Aに入射する。被検眼 Aに入射した光 (赤外光）は、被検眼 Aの網膜 (詳しくは、 網膜を構成する各層)で吸収、反射、散乱する。吸収、反射、散乱する光のうち測定 光学系 24の方向に反射される光 (赤外光）はダイクロックミラー 26を透過し、測定光 学系 24で検知される。
[0019] 図 2に示すように測定光学系 24は、低コヒーレンス光源 33、光検出器 34、光フアイ バー連結装置 36、プローブ 38、反射鏡 42等によって構成される。低コヒーレンス光 源 33には、例えばスーパールミネッセントダイオード光源を用いることができる。低コ ヒーレンス光源 33から出射される光〔近赤外光 (例えば、 850nmのダイオード光)〕は 、光ファイバ一 30によって光ファイバ一連結装置 36に導かれる。光ファイバ一連結 装置 36はビームスプリツターとして機能する。このため、光ファイバ一連結装置 36に 導かれた光は 2分される。 2分された光のうち一方は光ファイバ一 31へ導かれ、他方 は光ファイバ一 46へ導かれる。
光ファイバ一 31へ導かれた光は、プローブ 38を介して被検眼 Aに照射される。プロ ーブ 38は、被検眼 Aに対して X軸及び Y軸方向（上下左右方向）に移動可能となつ ている。これによつて、被検眼 Aへの光の照射位置を X軸及び Y軸方向に走査（上下 左右方向に変化）させることができる。被検眼 Aから反射された光は、再び光ファイバ 一 31によって光ファイバ一連結装置 36に導かれる。
一方、光ファイバ一 46に導かれた光は、レンズ 40を介して反射鏡 42に照射される 。反射鏡 42は図の矢印の方向に進退動可能となっている。反射鏡 42が図の矢印の 方向に進退動すると、反射鏡 42と光ファイバ一連結装置 36との距離 (光路長）が変 化する。反射鏡 42で反射された光は、再び光ファイバ一 46によって光ファイバ一連 結装置 36に導かれる。
光ファイバ一 31によって導かれた光と光ファイバ一 46によって導かれた光は、光フ アイバー連結装置 36内で干渉波となる。この干渉波は光ファイバ一 45によって光検 出器 34に導かれる。光検出器 34は、光ファイバ一 45によって導かれた干渉波の強 度を検出する。光検出器 34で検出された光強度は、コンピュータ 14に送られる。
[0020] 図 3に示すように、低コヒーレンス光源 33から出射された光は、光ファイバ一 30によ つてビームスプリツター 37 (すなわち、光ファイバ一連結装置 36)に導力れる。ビーム スプリツター 37に導かれた光は 2分され、一方は被検眼 Aに向力い（図中の測定光） 、他方は反射鏡 42に向かう（図中の基準光)。被検眼 Aに照射された測定光は、網 膜の各層 (例えば、神経線維層、内網状層、外網状層、色素上皮層等)で反射され、 これらの光が重なりあう反射波となる（図中の反射測定光)。反射鏡 42に照射された 基準光は、反射鏡 42で反射し、反射基準光となる。反射測定光と反射基準光はビー ムスプリッター 37で一本の干渉波となり、光ファイバ一 45を通って光検出器 34で検 出される。
既に説明したように、反射鏡 42とビームスプリツター 37との距離 (反射基準光の光 路長）は、反射鏡 42の位置を変えることで変化する。被検眼 Aの各層で反射される反 射光も、被検眼 Aのどの位置 (深さ）で反射されたかによって、その光路長が変化して いる。従って、反射鏡 42の位置を変化させることで反射基準光の光路長を変化させ ると、光検出器 45で検出される干渉波も変化する。光の干渉現象が網膜の深さ方向 のどの位置で反射された反射波によるものであるのかが変化するためである。従って 、反射鏡 42の位置を変えることで (走査することで)、網膜の深さ方向 (Z軸方向）に関 する反射強度分布 (断層情報)を得ることができる。
また、プローブ 38を X軸及び Z又は Y軸方向に移動することで、被検眼 Aに照射さ れる光の位置を変えることができる。このため、測定光学系 24は、被検眼 Aの網膜の 2次元及び Z又は 3次元断層情報を得ることができる。
なお、上述した光学機器 12は被検眼 A (すなわち、顎台（図示省略）に固定された 被検者の頭）に対する位置が調整可能となっている。すなわち、図 1に示すように光 学機器 12は、駆動機構 22によって被検眼 Aに対して上下左右並びに前後 (X軸、 Y 軸及び Z軸方向）に移動する。駆動機構 22によって光学機器 12を移動させることで 、被検眼 Aの網膜に光学機器 12のピントを合わせることができる。駆動機構 22はコン ピュータ 14によって制御される。
コンピュータ 14には、その他、入力部 16、モニター 18及びデータ記憶部 20等が接 続されている。入力部 16はマウス等のポインティングデバイスやキーボードから構成 される。検査者は入力部 16を操作して、被検眼 Aのどの部分に光を走査するかを指 定することができる。モニター 18は、モニター用 CCD32で取得された映像や、測定 光学系 24で取得された網膜断層情報を画像化した網膜断層像等を表示する。デー タ記憶部 20には、測定光学系 24で取得された網膜断層情報等が記憶される。
[0022] 次に、上述した光干渉断層装置 10の動作について説明する。まず、光干渉断層装 置 10により被検眼 Aの網膜断層情報を取得する処理について説明する。
図 4に示すように、まず、検査者は入力部 16を操作して、被検者の IDを入力する（ S10)。被検者の IDを入力すると、検査者は光学機器 12と被検眼 Aとの位置調整を 行う（S12)。例えば、モニター 18には、モニター用 CCD32によって撮影された被検 眼 Aの映像と、位置合わせ用の指標光が表示されている。検査者はモニター 18に表 示される被検眼 Aの映像を見ながらジョイステック（図示省略)を操作し、被検眼 Aの 所望の位置に指標光が表示されるよう光学機器 12の位置調整を行う。同時に、被検 眼 Aの眼底が鮮明に表示されるよう光学機器 12の調整を行う。
[0023] 次に、検査者は入力部 16を操作して照射光を照射する位置及びその走査方法を 設定する（S14)。例えば、照射光を直線状に走査する場合は、直線状に走査する旨 を入力し、次いで、モニター 18に表示される被検眼 A上で走査線の始点と終点を設 定する。また、照射光を円形 (リング状）に走査する場合は、円形に走査する旨を入 力し、次いで、モニター 18に表示される被検眼 A上で走査線の中心と始点を設定す る。
[0024] ステップ S16に進むと、コンピュータ 14は測定光学系 24による照射光の照射を開 始する（S16)。照射光の照射を開始すると、反射鏡 42を走査することで被検眼 Aの Z軸方向の断層情報を測定する（S18)。測定された断層情報は、コンピュータ 14内 のメモリに順次格納される。
次いで、コンピュータ 14は照射光の走査が終了した力否力 (すなわち、照射光を走 查終了位置まで走査したか否か)を判定する（S20)。照射光の走査が終了していな い場合 (ステップ S 20で NO)は、プローブ 38を移動して照射位置を変更し（S22)、 ステップ S16からの処理を繰り返す。
照射光の走査が終了している場合 (ステップ S20で YES)は、コンピュータ 14は被 検眼 Aの眼底写真を撮影する（S23)。具体的には、モニター用 CCD32で取得され る画像データをコンピュータ 14内のメモリに格納する。
次!、で、ステップ S18を繰返すことで得られた光干渉断層情報（2次元の断層情報 )と、ステップ S23で撮影した眼底写真を、被検者の IDと関連付けてデータ記憶部 2 0に格納する（S24)。
[0025] 次に、上述した手順で取得される光干渉断層情報に基づいて、各走査位置におけ る網膜を構成する各層の層厚をグラフ化する手順について説明する。
図 5に示すように、まず、検査者 (医師等）はグラフ化対象となっている被検者 (患者 )の IDを入力部 16より入力する（S26)。次いで、検査者は入力部 16を操作して、グ ラフ化する光干渉断層情報を選択する（S28)。すなわち、データ記憶部 20には、同 ー被検者に係る複数の光干渉断層情報が格納されている。例えば、検査日時が異 なる光干渉断層情報や、走査部位 (例えば、？見神経乳頭部又は黄斑部)や走査方法 (例えば、直線状又は円形)が異なる光干渉断層情報などの複数の光干渉断層情報 が格納されている。ステップ S28では、それらの中からグラフ化する光干渉断層情報 を選択する。
[0026] ステップ S30に進むとコンピュータ 14は、選択された光干渉断層情報に基づいて、 各走査位置 (照射光の照射位置）における各層の層厚を算出する。各層の層厚を算 出する手順について図 6を参照して詳細に説明する。図 6は走査位置 PI, P2の光干 渉断層情報 (干渉波の Z軸方向の強度分布）を模式的に示している。
既に説明したように、被検眼 Aの網膜に入射した光は層と層の境界で強く反射され る。従って、層と層の境界では干渉波の光強度もピーク的に大きくなる。このため、図 6に示すような光干渉断層情報が得られれば、その光強度がピーク的に変化する位 置を、層と層の境界であると特定することができる。具体的な判断手法としては、例え ば、光強度の微分値を算出し、その微分値が予め設定された設定値 (正の値)より大 きくなるときに、その位置を層と層の境界であると決定することができる。層と層の境 界が特定できると、その差を算出することで各層の層厚を算出することができる（図中 、 Tl, T2等）。
なお、算出された層厚がどの層の層厚であるかは、網膜の構造が既知であるため、 検査者は容易に判断することができる。例えば、 1番目に算出された層厚は、網膜神 経線維層と判断することができる。
また、各層の層厚の算出には、既販の光干渉断層装置に搭載されているプロダラ ムを利用することができる。例えば、公知の光干渉断層装置 (カール'ツァイス'メディ テック社製）には、測定された光干渉断層情報に基づいて各層の厚みを数字として 出力する機能 (プログラム）が搭載されている。このプログラムを利用することで各層 の層厚を得ることができる。
あるいは、検査者（医師等）がマニュアルで各層の境界面を指定し、その指定に基 づいて各層の層厚を算出することもできる。例えば、コンピュータ 14は測定された光 干渉断層情報を映像化し、その断層像をモニター 18に表示する。検査者はマウス等 を操作してモニター 18内のポインタを移動し、表示される断層像中に各層の境界を 指定する。各層の境界が指定されると、コンピュータ 14は指定された各層の境界の 位置座標から各層のピクセル数を算出し、その算出されたピクセル数を実際の層厚 に換算する。
なお、上述した各層の層厚の算出は、光干渉断層装置 10のコンピュータ 14で行う 必要は必ずしもない。例えば、コンピュータ 14力も別のコンピュータに断層像 (画像） を出力し、別のコンピュータで各層の層厚の算出を行うことができる。同様に、以下に 説明するステップ S32以降の処理も別のコンピュータで行うことができる。
各層の層厚が算出されると、コンピュータ 14は表示用データを作成し、その作成し た表示用データをモニター 18に出力する（S32)。これによつて、モニター 18に「位 置一層厚」グラフが表示される（S34)。モニター 18に表示される「位置一層厚」グラフ では、走査ライン上の位置を表す軸線が走査ラインの形状と相似する形状で表示さ れ、算出された層厚がその軸線力 法線方向に所定のスケールでプロットして表示さ れる。例えば、？見神経乳頭の周囲をリング状に n回（例えば、 512ステップ)で走査し ている場合は、円周 360度を n (例えば、 n= 512)で分割した各位置において、その 層厚を法線方向に (放射状に)所定のスケールでプロットして表示する。
なお、このようなグラフを表示するためには、巿販されている種々のソフトを用いるこ とができる。例えば、 2次元数値データ群 [走査ステップ毎の（位置，層厚）の 2次元デ ータ]を入力し、その入力された 2次元数値データ群をグラフに変換するグラフ化ソフ トを用いることができる。あるいは、ソフト作成ソフト（例えば、 Microsoft (登録商標） visual studio)を利用して独自にグラフ化ソフトを作成してもよ 、。このようなグラフ 化ソフト又は独自作成ソフトには、別途撮影した画像をオーバラップして表示するた めの機能を備えることが好ましい。図 9に示すように、「位置一層厚」グラフに別途撮 影した眼底写真をオーバラップして表示することができるためである（図 9については 、後で詳述する)。
[0028] 図 7に示すように視神経乳頭の周囲を円形に走査する場合を例に具体的に説明す る。なお、？見神経乳頭周囲の各層の層厚 (特に、網膜神経線維層の層厚）は、緑内 障の診断'治療効果の判定等に有用であり、眼科医療現場では視神経乳頭の周囲 を円形に走査して「位置—層厚」グラフを取得することがよく行われている。
図 8にはモニター 18に表示されるグラフが模式的に示されている。図 8中、視神経 乳頭等の眼底を模式的に表示する線は 2点鎖線で表示されており、走査線は点線で 表示されている。また、層厚は網膜神経線維層の厚みだけが表示されている。なお、 層厚は走査線上の一部の点にっ 、てのみ表示して 、る。
図 8に示すように、走査線の位置を表す軸線は走査線と同心の円として表示されて いる。軸線には、適宜の走査角度 (例えば、 30° , 60° 等）に、円の中心から放射状 に伸びる補助線が描かれている。また、軸線の外側には、軸線と同心の 2つの円が 目盛として描かれている。図 8の例では、内側の円が層厚 100 /z mを表しており、外 側の円が層厚 200 /z mを表している。各走査位置における層厚は、軸線から外側（ その法線方向）にプロットされており、隣接する点同士が直線で結ばれている。
[0029] 図 8から明らかなように、本実施形態の光干渉断層装置 10では、軸線と走査線が 同心円（すなわち、相似形)で描かれているため、走査線のどの位置で層厚が厚い（ 又は薄い）のかを直感的に把握することができる（図 8の例では、 0° , 180° , 330 ° で層厚が薄い)。
また、本実施形態では層厚を定量的に評価するための 100 m, 200 /z mといった 目盛が描かれているため、治療効果の判定や、病状の進行の程度を的確に判断す ることがでさる。
[0030] なお、図 8に示す例では、網膜神経線維層の層厚のみをプロットしたグラフであった 力 網膜を構成する各層についてその層厚をグラフ化することができる。例えば、図 1 3に示すように、一度に複数の層（i層， （i+ 1)層， （i+ 2)層）の層厚をモニター 18に 表示することもできる。この場合は、色等で層の種類を判別可能とすることが望ましい また、入力部 16を操作してモニター 18に表示する層を選択できるようにしてもよ!ヽ 。病気によって層厚が変化する層が異なるからである。例えば、緑内障では神経線 維層の層厚が変化し、網膜色素変性症では外顆粒層の層厚が変化する。検査者（ 医師）は被検者の症状等に応じてモニター 18に表示する層を選択し、被検者の病気 を診断することができる。
なお、特定の種類の層（例えば、網膜神経線維層）のみをグラフ表示する場合は、 図 5のステップ S30にお!/、て、該当する層につ 、てのみ層厚を算出するようにしても よい。
[0031] また、各層の層厚を正常値との比率で表示するようにしてもよい。すなわち、層厚を
(測定値 Z正常眼の平均値)で表示する。比率で表示すると、被検眼が異常か正常 力について容易に判断することができる。この場合、グラフ内に (測定値 z正常眼の 平均値)が 1となる基準線（目盛)を描くことが望ま 、。
さらに、図 12に示すように、検査によって得られた層厚と、層厚の正常上限値 (例え ば、正常眼の平均値の + 10%)と正常下限値 (例えば、正常眼の平均値の 10%) を併せて表示するようにしてもよい。このような構成〖こよると、測定によって得られた層 厚が正常範囲に属するのか否かを一目で判断することができる。また、図 12に示す ように、走査線上の各位置における正常上限値と正常下限値を表示すれば、測定さ れた層厚のどの部分が正常で、どの部分が異常であるかを、容易に判断することが できる。
[0032] また、図 8に示すグラフではプロットした点を直線で結ぶようにした。しかしながら、 図 11〖こ示すよう〖こ、プロットした点を結ぶ直線にスムージング処理を施して、滑らかに 接続するようにしてもよ ヽ。
さらに、上述した各グラフは別途設けたプリンタ等によって印刷（出力）するようにし てもよい。また、被検眼に設定する走査線は任意の形状とすることができ、例えば、 円弧、合成円等とすることもできる。さらに、上述した各グラフの目盛を省略して描くこ とちでさる。 [0033] 以上、本発明の一実施形態を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請 求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例 示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、図 9に示すように、モニター用 CCD32で撮影された眼底画像に「位置 層厚」グラフを重ね合わせて表示するようにしてもよい。この場合は、眼底画像上に 走査線を併せて描くことが好ましい。このような構成〖こよると、走査線と眼底画像との 位置関係が一目で分かり、かつ、走査線と軸線が同心であるため、走査線のどの位 置（眼底のどの位置）がどのような層厚になっているかを、より直感的に把握すること ができる。
[0034] また、図 10に示すように、同一患者に対する検査履歴を表示するようにしてもよい。
すなわち、光干渉断層装置 10のデータ記憶部 20は、患者毎 (例えば、患者の ID番 号毎）に、その患者の検査結果 (例えば、「位置-層厚」グラフ、網膜断層情報等)を その検査日時と共に記憶する。そして、入力部 16を操作して患者を特定することで（ 例えば、患者 IDを入力することで）、コンピュータ 14はデータ記憶部 20から特定され た患者の検査結果を読み出す。次いで、コンピュータ 14は、モニター 18に患者の検 查履歴を表示する。図 10に示す例では、日時 Aの検査結果 (位置一層厚）と、日時 B (日時 Bより日時 Aは過去）の検査結果 (位置一層厚）が表示されている。モニター 18 に表示される患者の検査履歴から、 日時 Aから日時 Bまでの間の治療効果の判定や 、病変の増悪 ·改善の有無等を容易に診断することができる。
[0035] さらに、上述した実施形態では被検眼に対してリング状に光を照射し、その走査線 上の断層情報を測定光学系 24で取得した。し力しながら、光干渉断層装置 10による 検査はこのような方法に限られず、例えば、入力部 16を操作して被検眼の眼底に走 查面 (走査領域)を設定し (例えば、図 14に示すように黄斑部を中心に方形状に走 查面を設定し)、その走査領域内の断層情報 (3次元断層情報)を測定光学系 24で 取得する。（なお、照射光を走査する方向は、図 14の実線に示すように図の右側から 左側に向力う走査を繰返してもよいし、同図の点線に示すように図の左側力 右側に 向力う走査を繰返してもよいし、あるいは、図の右側力 左側に向力つて走査すると、 次は図の左側から右側に向かって走査するというように交互に走査を繰返してもよい o )
そして、図 15に示すように、その走査領域内に別途ラインを設定し、その設定ライン 上の位置と層厚の関係を取得するようにしてもよい。設定ライン上の位置と層厚の関 係は、図 16に示すように位置を横軸として表示し、層厚を縦軸として表示することが できるし (従来の方式）、あるいは、図 17に示すように、位置を表す軸線を設定ライン と相似する形状 (すなわち、リング状）とし、その軸線力も法線方向に層厚をプロットす るようにしてちょい。
あるいは、図 18に示すように、？見神経乳頭から両側に放射状に伸びる複数本の走 查線を設定し、得られた断層情報カゝら視神経乳頭周りの各層の厚みの分布を簡易に 検査することもできる。例えば、まず、各走査線について得られた断層情報に基づい て、視神経乳頭力も等距離の位置におけるグラフ化したい層の層厚を算出する。こ れによって、走査線の位置に応じた層厚が判明する。
次に、図 19に示すように、位置を表す軸線を視神経乳頭の周囲にリング状に表示 すると共にその軸線力 法線方向に層厚をプロットし、プロットした点を連結した直線 にスムージング処理を施す。このようにしても、視神経乳頭周りの層厚の概略の傾向 を把握することができる。なお、図 18に示す 6本の走査線の上の光の走査は、どちら の方向に行ってもよい。
また、上述した実施形態では、測定光学系 24で得られた光干渉断層情報に基づ いて、コンピュータ 14が自動的に各層の層厚を算出した。し力しながら、測定光学系 24で得られた光干渉断層情報の各層の境界が不明瞭な場合、検査者 (医師等)が 入力部 16を操作して各層の境界を特定し、その特定された境界に基づいてコンビュ ータ 14が各層の層厚を算出するようにしてもよい。図 20には、検査者によって各層 の境界を特定し、その特定した境界に基づいて各層の層厚を算出する手順が示され ている。
図 20に示すように、コンピュータ 14は、まず、測定光学系 24で測定された光干渉 断層情報を映像化し、その光干渉断層画像をモニター 18に表示する（S36)。次に、 検査者（医師等）は、入力部 16 (マウス等）を操作して、モニター 18に表示される光 干渉断層画像中の境界と思われる点を指定する（S38)。検査者が解剖学的な知識 を有している場合、各層の境界が不明瞭な状態 (例えば、各層の境界が不連続にし か判別できな 、状態)あっても、境界が判別できる部位にぉ 、て各層の境界を指定 することができるためである。
光干渉断層画像中に複数の点が指定されると、コンピュータ 14は、その指定された 複数の点を直線で接続し (S40)、次いで、その直線にスムージング処理を施して曲 線とする（S42)。これにより、指定された各点が接続され、仮の境界線が設定される。 図 21は光干渉断層画像中に指定された複数の点を直線で接続した状態を示してお り、図 22は複数の点を接続する直線にスムージング処理を施した状態を示して 、る。 次に、検査者は入力部 16を操作して、上述した手順で設定された境界線を確定す るか否かを入力する（S44)。検査者が設定された境界線を確定しない場合 (ステップ S44で NO)、ステップ S38に戻って、ステップ S38からの処理を繰り返す。このため、 検査者は、適切な境界線が設定されるよう、さらに多くの点を指定することとなる。 一方、設定された境界線を確定する場合 (ステップ S44で YES)、設定された境界 線を最終的な境界線として確定し (S46)、次いで、必要な境界線を全て設定したか 否かを判断する（S48)。全ての必要な境界線を設定して 、な 、場合 (ステップ S48 で NO)、ステップ S38に戻って、ステップ S38からの処理を繰り返す。これによつて、 必要な全ての層の境界に境界線が設定される。全ての層に境界線を設定して 、る場 合 (ステップ S48で YES)、コンピュータ 14は設定された境界線の間隔力も各層の層 厚を算出する（S50)。すなわち、コンピュータ 14は、隣接する各層の境界線の位置 座標から各層のピクセル数を算出し、その算出されたピクセル数を実際の層厚に換 算する。各層の層厚が算出されると、コンピュータ 14は、「位置—層厚」グラフをモ- ター 18に表示する（S52)。
このような構成によると、測定光学系 24で得られた光干渉断層画像の各層の境界 が不明瞭であっても、検査者が各層の境界を複数指定することによって各層の厚み を算出することができる。なお、上述した形態と異なり、検査者が入力部 16を操作し て、各層の境界線を直接引くような形態で実施することもできる。
上述した検査者の手動による境界線の確定方法を利用して、網膜を構成する各層 (網膜神経線維層、視細胞外節層、視細胞内節層、外顆粒層、外網状層、内顆粒層 、内網状層、神経節細胞層）の層厚をグラフ化することもできる。既に説明したように 、網膜をスキャンすることで得られる光干渉断層像では、網膜を構成する各層の境界 が不鮮明な場合がある。このような場合であっても、検査者が手動で光干渉断層像 内の各層の境界線を確定 (指定)することで、その確定された境界線の間隔から各層 の厚みを求めることができる。複数の走査線の各位置につ 、てそれぞれ各層の厚み を算出すれば、得られた各走査線上の各位置の各層の厚みから、走査面内におけ る各層の厚みを 2次元的に表示することができる。例えば、図 23に示すように、被検 眼の網膜に対して放射状に設定された複数本の走査線上をスキャンして、あるいは 図 14に示すように被検眼の網膜に対して平行に設定された複数本の走査線上をス キャンして、被検眼の 3次元断層情報を取得し、図 24に示すように、得られた 3次元 断層情報力も各部位の層厚を色を変えて表示することができる（以下、このような表 示をマッピングという）。なお、図 25に示すように、マッピングしたグラフと眼底写真と を重ね合せて表示するようにしてもょ 、。
上述した方法によって網膜の各層の厚みをマッピングできると、網膜神経線維層以 外の層であって、網膜の特定の層だけが強く障害をうけるような疾患の診断に役立て ることができる。また、この方法〖こよると、網膜だけでなぐ網膜よりも強膜側にある脈 絡膜、脈絡膜毛細血管板等の厚みのマッピング、また、角膜の各層のマッピング、さ らには後部硝子体剥離や網膜剥離の範囲を示すマッピングも可能となる。なお、網 膜を構成する各層から複数の層を選択し、それらの層の厚みの合計をマッピングす ることもできる。例えば、同時に変化すると思われる外顆粒層と視細胞外節と視細胞 内節の各層の厚みの合計をマッピングすることができる。これによつて、関連する複 数の層を総合的に判断することができる。
さらには、上述したように検査者の手動によって境界線を確定する手法を用いると、 被検眼に病変が存在するときや、白内障などで網膜の輝度が低いときや、あるいは 硝子体混濁が画面上に写っているとき等の場合であっても、網膜の厚みの計測や、 網膜を構成する各層の厚みをマッピングすることが可能となる。すなわち、手動で境 界線を特定するため、上述のような場合であっても正しく境界線を引くことができるた めである。 [0038] また、上述した光干渉断層装置 10は網膜の断層像を得るためのものであつたが、 これ以外にも、本発明の技術は、消化管の表面に光を照射し、消化管の浮腫の状態 等を把握するための内視鏡装置に適用することができる。さらには、外科手術におい て腫瘍部分と正常部分を区別する際に用いることができる。
また、本発明の技術は光干渉断層装置に限られず、被検眼を透過した偏向光の位 相変化を計測することで網膜の神経線維層の厚みを測定する装置 (例えば、 GDxV CC (カール'ツァイス'メディテック社製)や、レーザ光で網膜をスキャニングして網膜 力 の反射光を計測することで網膜の 3次元構造を測定する装置 (例えば、 HRT (ハ イデルベルグ社製)）等にも適用することができる。
[0039] 本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせ によって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限 定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同 時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性 を持つものである。

Claims

請求の範囲
[1] 1又は複数の層から構成される被検査物に光を照射し、被検査物の各層で反射さ れる反射光と基準光とを干渉させ、その干渉光の強度を検出することで被検査物の 深さ方向の 1次元断層情報を取得する光干渉断層計と、
光干渉断層計による照射光を被検査物の表面でライン状又は面状に走査すること で取得される被検査物の 2次元又は 3次元断層情報に基づいて、被検査物を構成す る少なくとも 1つの層につ 、て、被検査物の表面に設定された設定ライン上の各位置 における層厚を算出する手段と、
設定ライン上の位置を表す軸線を設定ラインの形状と相似する形状で表示し、算出 された層厚を前記軸線力 その法線方向に所定のスケールでプロットした「位置一層 厚」の関係を示すグラフを出力する手段と、を備えることを特徴とする光干渉断層装 置。
[2] 前記グラフ出力手段によって出力される「位置一層厚」グラフを表示する手段をさら に備えることを特徴とする請求項 1に記載の光干渉断層装置。
[3] 被検査物を撮影する手段をさらに有し、前記表示手段は、撮影手段によって撮影さ れた被検査物の撮影像を表示すると共に、その表示された撮影像上に前記「位置 層厚」グラフを重ね合わせて表示することを特徴とする請求項 2に記載の光干渉断層 装置。
[4] 被検査物の 2次元又は 3次元断層情報を、その取得した日時と共に当該被検査物 を識別するための識別情報と関連付けて記憶する手段をさらに備え、前記表示手段 は、記憶手段に記憶されている 2次元又は 3次元断層情報が複数ある場合は、それ ら 2次元又は 3次元断層情報から得られる複数の「位置一層厚」グラフのうち取得日 時の異なる少なくとも 2つのグラフを併せて表示することを特徴とする請求項 2に記載 の光干渉断層装置。
[5] 前記表示手段は、「位置一層厚」の関係が正常である力否かを判断するための基 準値と前記「位置一層厚」グラフとを併せて表示することを特徴とする請求項 2〜4の いずれかに記載の光干渉断層装置。
[6] 前記の正常である力否かを判断するための基準値は、複数の被検査物に対して取 得した「位置一層厚」の関係を統計的に処理した「位置一層厚の平均値」又は「位置 一層厚の正常値」であることを特徴とする請求項 5に記載の光干渉断層装置。
[7] 前記表示手段は、被検査物の「位置一層厚」グラフと、「位置一層厚の平均値」のグ ラフ又は「位置一層厚の正常値」のグラフとを併せて表示することを特徴とする請求 項 6に記載の光干渉断層装置。
[8] 前記算出手段は、被検査物を構成する複数の層のそれぞれについて、設定ライン 上の各位置における層厚を算出するものであり、算出された各層の中から 1又は複 数の層を選択する手段をさらに備え、前記表示手段は、選択された層についての「 位置一層厚」グラフを表示することを特徴とする請求項 2に記載の光干渉断層装置。
[9] 被検査物の 2次元又は 3次元断層情報に基づいて、設定ラインに沿った断面の 2 次元断層像を表示する第 2表示手段と、第 2表示手段に表示される画像中の任意の 点を指定する手段と、指定された点を結ぶ仮想線を設定する手段をさらに備え、 前記算出手段は、被検査物を構成する複数の層のそれぞれについて、設定ライン 上の各位置における層厚を算出するものであって、前記設定手段で設定された複数 の仮想線のうち隣接する仮想線間の距離力 各層の厚みを算出することを特徴とす る請求項 1に記載の光干渉断層装置。
[10] 1又は複数の層から構成される被検査物に光を照射し、被検査物からの光を検出 することで被検査物を構成する少なくとも 1つの層の厚みを測定する測定装置と、 測定装置による照射光を被検査物の表面でライン状又は面状に走査することで取 得される被検査物の 1次元又は 2次元の層厚情報に基づいて、被検査物を構成する 少なくとも 1つの層について、被検査物の表面に設定された設定ライン上の各位置に おける層厚を算出する手段と、
設定ライン上の位置を表す軸線を設定ラインの形状と相似する形状で表示し、算出 された層厚を前記軸線力 その法線方向に所定のスケールでプロットした「位置一層 厚」の関係を示すグラフを出力する手段と、を備えることを特徴とする光層厚測定装 置。
[11] 被検査物の表面をライン状に光を走査することで光干渉断層計により取得される被 検査物の 2次元断層情報に基づいて、被検査物を構成する少なくとも 1つの層の層 厚と走査ライン上の位置との関係を表示装置に表示するためのプログラムであって、 被検査物を構成する少なくとも 1つの層について、取得された 2次元断層情報から 走査ライン上の各位置における層厚を算出する層厚算出手段、
走査ライン上の位置を表す軸線を走査ラインの形状と相似する形状で表すと共に、 算出された層厚を前記軸線力 その法線方向に所定のスケールでプロットしたグラフ を表示装置に表示する表示装置制御手段、としてコンピュータを機能させるためのプ ログラム。
被検査物の表面をライン状に光を走査することで光干渉断層計により取得される被 検査物の 2次元断層情報に基づいて、被検査物を構成する少なくとも 1つの層の層 厚と走査ライン上の位置との関係を表示装置に表示する方法であって、
被検査物を構成する少なくとも 1つの層につ！ヽて、 2次元断層情報から走査ライン 上の各位置における層厚を算出する工程と、
走査ライン上の位置を表す軸線を走査ラインの形状と相似する形状で表示すると 共に、算出された層厚を前記軸線力もその法線方向に所定のスケールでプロットした グラフを表示装置に表示する工程と、を有する表示方法。
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