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技術 眼底撮影装置

出願人 株式会社ニデック
発明者 樋口幸弘佐竹倫全
出願日 2011年5月31日 (9年7ヶ月経過) 出願番号 2011-122903
公開日 2012年12月20日 (8年0ヶ月経過) 公開番号 2012-249715
状態 特許登録済
技術分野 眼の診断装置
主要キーワード 所定毎 二次元動画 加算平均画像 取得枚数 ファイバーカップラー スペクトルドメイン 偏位量 位置ずれ方向
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

明瞭な眼底画像を取得することができる。

解決手段

測定光源から発せられた光を被検眼眼底上で二次元的に走査する光スキャナと、測定光源から発せられた測定光参照光との干渉状態を検出する検出器と、を有し、検出器からの出力信号を処理して被検眼眼底の断層像又は正面像観察画像として取得する光コヒーレンストモグラフィーデバイスと、時系列に取得された複数の観察画像と、コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを複合処理させることによって複合画像を取得する複合画像処理手段と、複合画像を動画像としてモニタに表示するため、複合画像処理手段によって新たに複合画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された複合画像を更新する表示制御手段と、を備える。

概要

背景

光走査部(例えば、ガルバノミラー)を用いて眼底上で測定光走査し、眼底像を得る眼底撮影装置として、眼底断層像撮影装置(例えば、光干渉断層計(Optical Coherence Tomography:OCT))や眼底正面像撮影装置(例えば、走査型検眼装置(Scanning Laser Opthalmoscope:SLO))などが知られている(特許文献1参照)。

そして、これらの装置は、取得した眼底断層像や眼底正面像をモニタ上で、観察することによって、病変部の観察や眼底像に対するアライメントを行っている。例えば、眼底断層像撮影装置においては、測定光束を二次元的に走査させ、XY各点について受光素子からの干渉信号スペクトル強度を積算することにより、正面像を得る(特許文献2参照)。

概要

明瞭な眼底画像を取得することができる。測定光源から発せられた光を被検眼眼底上で二次元的に走査する光スキャナと、測定光源から発せられた測定光と参照光との干渉状態を検出する検出器と、を有し、検出器からの出力信号を処理して被検眼眼底の断層像又は正面像を観察画像として取得する光コヒーレンストモグラフィーデバイスと、時系列に取得された複数の観察画像と、コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを複合処理させることによって複合画像を取得する複合画像処理手段と、複合画像を動画像としてモニタに表示するため、複合画像処理手段によって新たに複合画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された複合画像を更新する表示制御手段と、を備える。

目的

上記従来技術の問題点に鑑み、明瞭な眼底画像を取得することができる眼底撮影装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

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請求項1

測定光源から発せられた光を被検眼眼底上で二次元的に走査する光スキャナと、測定光源から発せられた測定光参照光との干渉状態を検出する検出器と、を有し、検出器からの出力信号を処理して被検眼眼底の断層像又は正面像観察画像として取得する光コヒーレンストモグラフィーデバイスと、時系列に取得された複数の観察画像と、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを複合処理させることによって複合画像を取得する複合画像処理手段と、複合画像を動画像としてモニタに表示するため、前記複合画像処理手段によって新たに複合画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された複合画像を更新する表示制御手段と、を備えることを特徴とする眼底撮影装置

請求項2

前記複合画像形成手段は、時系列に取得された複数の観察画像と、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを加算平均処理することにより加算平均画像を取得する加算平均処理手段であって、前記表示制御手段は、加算平均画像を動画像としてモニタに表示するため、前記加算平均処理手段によって新たに加算平均画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された加算平均画像を更新することを特徴とする請求項1の眼底撮影装置。

請求項3

前記時系列に取得された複数の観察画像は、正面画像であって、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって時系列に取得された複数の観察画像を記憶する記憶手段を備え、前記加算平均処理手段は、前記記憶手段に記憶された複数の観察画像が所定枚数に達した場合に、過去に取得された観察画像を消去し、新たに取得された正面像と入れ換えを行い、前記加算処理手段は、該記憶手段に記憶された複数の観察画像を加算平均処理することを特徴とする請求項1〜2のいずれかの眼底撮影装置。

請求項4

前記加算平均処理手段は、新たに取得された観察画像と,時系列に取得された複数の観察画像との加算平均処理の適否判定処理し、前記表示制御手段は、適正と判定された場合、加算平均処理手段によって取得された該観察画像を含む加算平均画像をモニタ上に表示させ、適正でないと判定された場合、新たに取得された観察画像をモニタ上に表示する請求項1〜3のいずれかの眼底撮影装置。

請求項5

前記加算平均処理手段は、新たに取得された観察画像を判定処理し、該記憶手段に前記観察画像を記憶させるか否かを判定する請求項1〜4の眼底撮影装置。

請求項6

前記加算平均処理手段は、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって取得された観察画像において、加算平均処理の基準となる基準画像を設定し、該基準画像と複数の観察画像とのずれを画像処理により検出し、ずれ検出結果に基づいて、加算処理の適否を判定処理すると共に、基準画像と複数の観察画像とのずれを補正する請求項1〜5の眼底撮影装置。

技術分野

0001

検眼断層像撮影する眼底撮影装置に関する。

背景技術

0002

光走査部(例えば、ガルバノミラー)を用いて眼底上で測定光走査し、眼底像を得る眼底撮影装置として、眼底断層像撮影装置(例えば、光干渉断層計(Optical Coherence Tomography:OCT))や眼底正面像撮影装置(例えば、走査型検眼装置(Scanning Laser Opthalmoscope:SLO))などが知られている(特許文献1参照)。

0003

そして、これらの装置は、取得した眼底断層像や眼底正面像をモニタ上で、観察することによって、病変部の観察や眼底像に対するアライメントを行っている。例えば、眼底断層像撮影装置においては、測定光束を二次元的に走査させ、XY各点について受光素子からの干渉信号スペクトル強度を積算することにより、正面像を得る(特許文献2参照)。

先行技術

0004

特開2008−29467号公報
米国特許登録第7301644号明細書

発明が解決しようとする課題

0005

従来、眼底上で測定光を走査し、眼底像を得る眼底撮影装置において、白内障等の被検眼に対しては、眼底からの戻り光が少なく、干渉信号のS/N比が十分取れないため、明瞭な眼底画像を取得することが困難であった。

0006

例えば、前述の装置のように、スペクトル干渉信号に基づいて正面像を得る場合、正面像化を行うための時間がかかるため、正面像の画像形成に用いるXYの各点(ポイント数)を少なくすることにより、正面像取得時間の軽減を行っている。しかしながら、ポイント数を少なくすることによって、感度分解能が低下するため、形成される正面像の画質が低下し、明瞭な眼底画像を取得することが困難であった。このため、取得した眼底画像によって、病変部の観察や眼底像に対するアライメントを行ったり、所望する眼底部位の断層像を得ることは、困難であった。

0007

上記従来技術の問題点に鑑み、明瞭な眼底画像を取得することができる眼底撮影装置を提供することを技術課題とする。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

0009

(1)測定光源から発せられた光を被検眼眼底上で二次元的に走査する光スキャナと、測定光源から発せられた測定光と参照光との干渉状態を検出する検出器と、を有し、検出器からの出力信号を処理して被検眼眼底の断層像又は正面像を観察画像として取得する光コヒーレンストモグラフィーデバイスと、時系列に取得された複数の観察画像と、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを複合処理させることによって複合画像を取得する複合画像処理手段と、複合画像を動画像としてモニタに表示するため、前記複合画像処理手段によって新たに複合画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された複合画像を更新する表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
(2) 前記複合画像形成手段は、時系列に取得された複数の観察画像と、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを加算平均処理することにより加算平均画像を取得する加算平均処理手段であって、前記表示制御手段は、加算平均画像を動画像としてモニタに表示するため、前記加算平均処理手段によって新たに加算平均画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された加算平均画像を更新することを特徴とする(1)の眼底撮影装置。
(3) 前記時系列に取得された複数の観察画像は、正面画像であって、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって時系列に取得された複数の観察画像を記憶する記憶手段を備え、前記加算平均処理手段は、前記記憶手段に記憶された複数の観察画像が所定枚数に達した場合に、過去に取得された観察画像を消去し、新たに取得された正面像と入れ換えを行い、前記加算処理手段は、該記憶手段に記憶された複数の観察画像を加算平均処理することを特徴とする(1)〜(2)のいずれかの眼底撮影装置。
(4) 前記加算平均処理手段は、新たに取得された観察画像と,時系列に取得された複数の観察画像との加算平均処理の適否判定処理し、前記表示制御手段は、適正と判定された場合、加算平均処理手段によって取得された該観察画像を含む加算平均画像をモニタ上に表示させ、適正でないと判定された場合、新たに取得された観察画像をモニタ上に表示する(1)〜(3)のいずれかの眼底撮影装置。
(5) 前記加算平均処理手段は、新たに取得された観察画像を判定処理し、該記憶手段に前記観察画像を記憶させるか否かを判定する(1)〜(4)の眼底撮影装置。
(6) 前記加算平均処理手段は、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって取得された観察画像において、加算平均処理の基準となる基準画像を設定し、該基準画像と複数の観察画像とのずれを画像処理により検出し、ずれ検出結果に基づいて、加算処理の適否を判定処理すると共に、基準画像と複数の観察画像とのずれを補正する(1)〜(5)の眼底撮影装置。

発明の効果

0010

本発明によれば、明瞭な眼底画像を取得することができる。

実施例

0011

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る眼底撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。なお、以下の説明においては、眼底撮影装置の一つである眼底撮影用光干渉断層計を例にとって説明する。また、本実施形態においては、被検眼の奥行き方向をZ方向(光軸L1方向)、奥行き方向に垂直な平面上の水平方向成分をX方向、鉛直方向成分をY方向として説明する。

0012

本装置は、光コヒーレンストモグラフィーデバイス(OCTデバイス)1である。図1において、OCTデバイス1は、干渉光学系OCT光学系)200と、固視投影ユニット300と、制御部(CPU)70と、を備える。

0013

OCT光学系200は、測定光源から発せられた光束を測定光と参照光に分割し、測定光束を被検眼眼底に導き,参照光を参照光学系に導いた後、前記眼底から反射された測定光と参照光との干渉状態を検出器により検出する。

0014

OCT光学系200は、測定光学系200aと参照光学系200bを含む。また、干渉光学系200は、参照光と測定光による干渉光周波数波長)毎に分光し、分光された干渉光を受光手段(本実施形態においては、1次元受光素子)に受光させる分光光学系800を有する。また、ダイクロイックミラー40は、OCT光学系200の測定光として用いられる波長成分の光を反射し、固視標投影ユニット300に用いられる波長成分の光を透過する特性を有する。

0015

まず、ダイクロイックミラー40の反射側に設けられたOCT光学系200の構成について説明する。27はOCT光学系200の測定光及び参照光として用いられる低コヒーレントな光を発するOCT光源であり、例えばSLD光源等が用いられる。OCT光源27には、例えば、中心波長840nmで50nmの帯域を持つ光源が用いられる。26は光分割部材光結合部材としての役割を兼用するファイバーカップラーである。OCT光源27から発せられた光は、導光路としての光ファイバ38aを介して、ファイバーカップラー26によって参照光と測定光とに分割される。測定光は光ファイバ38bを介して被検眼Eへと向かい、参照光は光ファイバ38c(ポラライザ偏光素子)33)を介して参照ミラー31へと向かう。

0016

測定光を被検眼Eへ向けて出射する光路には、測定光を出射する光ファイバ38bの端部39b、コリメータレンズ21、フォーカス用光学部材フォーカシングレンズ)24、走査部(光スキャナ)23と、リレーレンズ22が配置されている。走査部23は、2つのガルバノミラーによって構成され、走査駆動機構51の駆動により、測定光源から発せられた光を眼底上で二次元的(XY方向)に走査させるために用いられる。なお、走査部23は、例えば、AOM(音響光学素子)やレゾナントスキャナ等によって構成されていてもよい。

0017

ダイクロイックミラー40及び対物レンズ10は、OCT光学系200からのOCT測定光を被検眼眼底へと導光する導光光学系としての役割を有する。

0018

フォーカシングレンズ24は、駆動機構24aの駆動によって、光軸方向に移動可能となっており、被検者眼底に対する視度を補正するために用いられる。

0019

光ファイバ38bの端部39bから出射した測定光は、コリメータレンズ21によってコリメートされた後、フォーカシングレンズ24を介して、走査部23に達し、2つのガルバノミラーの駆動により反射方向が変えられる。そして、走査部23で反射された測定光は、リレーレンズ22を介して、ダイクロイックミラー40で反射された後、対物レンズ10を介して、被検眼眼底に集光される。

0020

そして、眼底で反射した測定光は、対物レンズ10を介して、ダイクロイックミラー40で反射し、OCT光学系200に向かい、リレーレンズ22、走査部23の2つのガルバノミラー、フォーカシングレンズ24及びコリメータレンズ21を介して、光ファイバ38bの端部39bに入射する。端部39bに入射した測定光は、光ファイバ38b、ファイバーカップラー26、光ファイバ38dを介して、光ファイバ38dの端部84aに達する。

0021

一方、参照光を参照ミラー31に向けて出射する光路には、光ファイバ38c、参照光を出射する光ファイバ38cの端部39c、コリメータレンズ29、参照ミラー31が配置されている。光ファイバ38cは、参照光の偏光方向を変化させるため、駆動機構34により回転移動される。すなわち、光ファイバ38c及び駆動機構34は、偏光方向を調整するためのポラライザ33として用いられる。なお、ポラライザとしては、上記構成に限定されず、測定光の光路又は参照光の光路に配置されるポラライザを駆動させることにより、測定光と参照光の偏光状態を略一致させるものであればよい。例えば、1/2波長板や1/4波長板を用いることやファイバーに圧力を加えて変形させることで偏光状態を変えるもの等が適用できる。

0022

なお、ポラライザ33(偏光コントローラ)は、測定光と参照光の偏光方向を一致させるために、測定光と参照光の少なくともいずれかの偏光方向を調整する構成であればよい。例えば、ポラライザは、測定光の光路に配置された構成であってもよい。

0023

また、参照ミラー駆動機構50は、参照光との光路長を調整するために参照光の光路中に配置された参照ミラー31を駆動させる。参照ミラー31は、本実施形態においては、参照光の光路中に配置され、参照光の光路長を変化させるべく、光軸方向に移動可能な構成となっている。

0024

光ファイバー38cの端部39cから出射した参照光は、コリメータレンズ29で平行光束とされ、参照ミラー31で反射された後、コリメータレンズ29により集光されて光ファイバ38cの端部39cに入射する。端部39cに入射した参照光は、光ファイバ38c、光ファイバ38c(ポラライザ33)を介して、ファイバーカップラー26に達する。

0025

そして、光源27から発せられた光によって前述のように生成される参照光と被検眼眼底に照射された測定光による眼底反射光は、ファイバーカップラー26にて合成され干渉光とされた後、光ファイバ38dを通じて端部84aから出射される。周波数毎の干渉信号を得るために干渉光を周波数成分に分光する分光光学系800(スペクトロメータ部)は、コリメータレンズ80、グレーティング回折格子)81、集光レンズ82、受光素子83を有する。受光素子83は、赤外域に感度を有する一次元素子ラインセンサ)を用いている。

0026

ここで、端部84aから出射された干渉光は、コリメータレンズ80にて平行光とされた後、グレーティング81にて周波数成分に分光される。そして、周波数成分に分光された干渉光は、集光レンズ82を介して、検出器(受光素子)83の受光面に集光する。これにより、受光素子83上で干渉縞スペクトル情報が記録される。そして、受光素子83からの出力信号に基づいて眼の断層像を撮像する。すなわち、そのスペクトル情報が制御部70へと入力され、フーリエ変換を用いて解析することで、被検眼の深さ方向における情報が計測可能となる。ここで、制御部70は、走査部23により測定光を眼底上で所定の横断方向に走査することにより断層像を取得できる。例えば、X方向もしくはY方向に走査することにより、被検眼眼底のXZ面もしくはYZ面における断層像(眼底断層像)を取得できる(なお、本実施形態においては、このように測定光を眼底に対して一次元走査し、断層像を得る方式をBスキャンとする)。なお、取得された眼底断層像は、制御部70に接続されたフレームメモリ72に記憶される。さらに、走査部23の駆動を制御して、測定光をXY方向に二次元的に走査することにより、受光素子83からの出力信号に基づき被検眼眼底のXY方向に関する二次元動画像や被検眼眼底の三次元画像を取得することも可能である。

0027

眼底正面像を得る場合、制御部70は、走査部23を用いて測定光を眼底Ef上でXY方向に二次元走査させる。そして、制御部70は、XY各点について受光素子83から出力される受光信号に基づいて正面像を取得する。例えば、制御部70は、XY各点について受光素子83から出力される干渉信号のスペクトル強度を積算することにより、正面画像化する。もちろん、正面像を取得する手法は、これに限定されず、例えば、XY各点について取得された干渉信号のゼロクロス点の数を輝度値に変換するようにしてもよい。(詳細は、特願2010−594439号参照)
次に、固視標投影ユニット300について説明する。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。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。

0028

例えば、固視標投影ユニット300は、可視光を発する可視光源を有し、視標呈示位置を二次元的に変更させる。これにより、視線方向が変更され、結果的に撮像部位が変更される。例えば、撮影光軸と同方向から固視標が呈示されると、眼底の中心部が撮像部位として設定される。また、撮影光軸に対して固視標が上方に呈示されると、眼底の上部が撮像部位として設定される。すなわち、撮影光軸に対する視標の位置に応じて撮影部位が変更される。

0029

固視標投影ユニット300としては、例えば、マトリクス状に配列されたLEDの点灯位置により固視位置を調整する構成、光源からの光を光スキャナを用いて走査させ、光源の点灯制御により固視位置を調整する構成、等、種々の構成が考えられる。また、投影ユニット300は、内部固視灯タイプであってもよいし、外部固視灯タイプであってもよい。

0030

また、制御部70には、表示モニタ75、フレームメモリ(例えば、RAM)72、補助記憶装置としてのメモリ(例えば、ハードディスク)77、コントロール部74、参照ミラー駆動機構50、駆動機構24a、ポラライザ駆動機構34、等が接続されている。

0031

フレームメモリ72には、時系列に取得された複数の観察画像(例えば、正面画像)が記憶される。例えば、OCT光学系200によって随時取得された加算処理用の複数の観察画像が一時的に記憶される。また、メモリ77には、図無き撮影スイッチ等の操作によって、取得される撮影画像が記憶される。

0032

以上のような構成を備える装置において、その制御動作について説明する。検者は、固視標投影ユニット300の固視標を注視するように被検者に指示した後、図示無き前眼部観察カメラで撮影される前眼部観察像をモニタ75で見ながら、被検眼の瞳孔中心測定光軸がくるように、図示無きジョイスティックを用いて、アライメント操作を行う。

0033

次いで、最適化を行うことによって、検者が所望する眼底部位が高感度高解像度で観察できるようにする。なお、本実施形態において、最適化の制御は、光路長調整フォーカス調整、偏光状態の調整(ポラライザ調整)、の制御である。

0034

検者により、コントロール部74に配置された最適化開始スイッチ(Optimizeスイッチ)74aが押されると、制御部70は、最適化制御を開始するためのトリガ信号を発し、最適化の制御動作を開始する。そして、最適化の制御が完了されることにより、検者が所望する眼底部位が高感度・高解像度で観察できるようになる。

0035

そして、制御部70は、走査部23の駆動を制御し、眼底上で測定光を所定方向に関して走査させ、走査中に受光素子83から出力される出力信号から所定の走査領域に対応する受光信号を取得して眼底像を形成する。

0036

以下、本実施形態に係る眼底断層像(以下、断層像と記載する)及び眼底正面像(以下、正面像と記載する)の取得手法の一例を示す。制御部70は、受光素子83によって検出されたスペクトルデータを処理し、画像処理により断層像及び正面像を形成させる。断層像と正面像は、同時に取得されてもよいし、交互に取得されてもよいし、順次取得されてもよい。すなわち、スペクトルデータは、断層像及び正面像の少なくともいずれかの取得に用いられる。なお、取得された断層像及び正面像は、モニタ75に表示される。

0037

そして、検者は、モニタ75に表示された断層像及び正面像を観察しながら、眼底像に対するアライメントを行う。また、病変部等の観察を行う。

0038

ここで、眼底像に対するアライメントや病変部の観察を行うために、明瞭な眼底画像を取得する手段について説明する。

0039

制御部(複合画像処理手段)70は、時系列に取得された複数の観察画像とOCTデバイス1によって新たに取得される観察画像とを複合させることによって複合画像を取得する。制御部(表示制御手段)70は、複合画像を動画像としてモニタ75に表示するため、新たに複合画像が取得されるのに応じて、モニタ75上に表示された複合画像を更新する。これにより、撮影画像の画質を良好にする。

0040

例えば、制御部70は、OCTデバイス1よって時系列に取得された複数の観察画像と、OCTデバイス1によって新たに取得される観察画像とを加算平均処理することにより加算平均画像を取得する。制御部70は、新たに加算平均画像が取得されるのに応じて、モニタ75上に表示された加算平均画像を更新し、加算平均画像を動画像としてモニタ75に表示する。これにより、観察される撮影画像の画質を良好にする。なお、本実施形態においては、OCTデバイス1によって取得される観察画像として正面像を例に挙げて、以下の説明をしていく。

0041

初めに、OCTデバイス1によって取得される正面像を複数取得し、加算平均画像を作成する場合の流れについて、図2に示すフローチャートを用いて説明する。

0042

<加算処理に用いる正面像の取得>
初めに、制御部70は、OCT光学系200を用いて、受光素子83によって検出されたスペクトルデータを処理し、画像処理により1フレーム(1枚)の正面像を形成させる。そして、正面像をフレームメモリ72に記憶させる。そして、制御部70は、加算平均画像を作成するための複数の正面像(本実施形態においては、例えば、20枚の正面像)を取得するために、逐次、正面像を取得してフレームメモリ72に記憶させていく。なお、取得した正面像が適正か否かの判定が行われ、適正と判定された画像がフレームメモリ72に記憶される(詳しくは後述する)。これにより、瞬き等によるエラー画像が加算平均画像に利用されることが回避される。

0043

なお、フレームメモリ72に記憶することのできるデータの容量は限られている。本実施形態においては、最大で20枚の撮影画像が記憶可能である。もちろん、フレームメモリ72に容量によっては、記憶可能な枚数を変更することが可能であるし、フレームメモリ72の容量が無くなるほど、撮影画像を記憶させなくてもよい。記憶させる最大枚数を任意に設定できる構成としてもよい。

0044

<正面像の記憶における判定>
制御部70は、OCT光学系200によって正面像の取得を開始すると、加算処理に用いるための正面像の取得を開始する。正面像を取得すると、制御部70は、新たに取得された正面像を判定処理し、フレームメモリ72に正面像を記憶させるか否かを判定する。フレームメモリ72には、記憶可能な容量が限定されているため、加算処理用に使用しない画像の記憶を回避することによって、加算処理に用いることのできる画像の枚数を増加させる。判定は、所定の評価値Sが用いられる。

0045

ここで、評価値Sについて説明する。評価値Sは、S=((画像の平均最大輝度値)−(画像の背景領域の平均輝度値))/(背景領域の輝度値の標準偏差)の式より求められる。すなわち、画像として良好でない画像は、ノイズが大きいため、評価値Sが小さくなる。評価値Sを得る場合、例えば、正面像の信号強度が用いられる。

0046

この場合、制御部70は、正面像を形成するスペクトル情報に基づいて断層像を取得し、取得された断層像を利用して、正面像の適否を判定してもよい。例えば、正面像内における1ライン走査線に対応する断層像より算出する。制御部70は、図3に示すように正面像の所定位置の走査線による断層像を用いて評価値Sを算出する。なお、所定位置としては、例えば、正面像の中心の位置を通る走査線Bが用いられる。もちろん、本実施形態においては、中心位置を用いるがこれに限定されない。制御部70は、図4に示すように、断層像において、深さ方向(Aスキャン方向)に走査する複数の走査線Cを設定し、各走査線C上における輝度分布データを求める。

0047

制御部70は、各走査線Cに対応する輝度分布において、輝度値の最大値(以下、最大輝度値と省略する)をそれぞれ算出する。そして、制御部70は、各走査線における最大輝度値の平均値を平均最大輝度値として算出する。また、制御部70は、各走査線における背景領域の輝度値の平均値を背景領域の平均輝度値として算出する。そして、評価値Sが算出される。

0048

制御部70は、評価値Sを算出後、評価値Sが所定の閾値を超えているか否かによってフレームメモリ72への撮影画像の記憶の要否を判定する。例えば、評価値Sが閾値を超えた場合に、その正面像をフレームメモリ72に記憶させる。以上のようにして、判定が行われる。これにより、多くの撮影画像にて加算処理を行うことが可能となり、画像の画質が向上する。

0049

次いで、制御部70は、取得した1フレームの正面像をフレームメモリ72に記憶させた場合、フレームメモリ72内に記憶させた正面像の枚数が所定枚数に到達したか否かを判定する。本実施形態において、所定枚数は、フレームメモリ72に記憶可能な最大毎枚である20枚と設定した。なお、所定枚数はこれに限定されるものではなく、例えば、検者が任意に所定枚数を設定できる構成としてもよい。また、取得した撮影画像の光量に基づいて枚数設定がされる構成でもよい。この場合、例えば、撮影画像の光量が低ければ、所定枚数を増加し、撮影画像の光量が高い場合には、所定枚数を少なくすることが考えられる。

0050

そして、制御部70は、フレームメモリ72内に記憶されている正面像の取得枚数が所定枚数に到達した場合、枚数に到達したタイミング以降に取得された正面像よりフレームメモリ72内に記憶された複数の正面像の加算平均処理を行う。また、正面像の取得枚数が所定枚数に到達していない場合、制御部70は、次の正面像の取得を開始する。以上のようにして、加算平均画像を作成するための複数の正面像が取得される。

0051

<複数の正面像の加算処理>
以下、フレームメモリ72に記憶された複数の正面像を用いて、加算処理手段について説明する。

0052

制御部70は、OCT光学系200によって、最後に形成された正面像(新たに取得された正面像)において、加算平均処理の基準となる基準画像として設定し、加算平均処理を行う。制御部70は、基準画像と複数の観察画像とのずれを画像処理により検出し、ずれ検出結果に基づいて、加算処理の適否を判定処理すると共に、基準画像と複数の正面像像とのずれを補正し、基準画像に対して複数の正面像を加算処理していく。なお、本実施形態においては、基準画像を最後に取得された正面像(最新の撮影画像)に設定したがこれに限定されない。例えば、複数の正面像の内で加算処理の基準とする基準画像設定をしてもよい。

0053

制御部70は、基準画像に対して各正面像を順に加算処理していく。そして、各正面像と基準画像とのずれ量を正面像毎に検出し、基準画像に対して各正面像の位置合わせを行う。すなわち、基準画像と各正面像を比較して、基準画像に対する各正面像の位置ずれ方向及び位置ずれ量を正面像毎に、画像処理により検出する。

0054

ずれ量の検出方法としては、種々の画像処理手法(各種相関関数を用いる方法、フーリエ変換を利用する方法、特徴点マッチングに基づく方法)を用いることが可能である。

0055

例えば、所定の基準画像(例えば、最後に取得された正面像)又は対象画像(過去の正面像)を1画素ずつ位置ずれさせ、基準画像と対象画像を比較し、両データが最も一致したとき(相関が最も高くなるとき)の両データ間の位置ずれ方向及び位置ずれ量を検出する手法が考えられる。また、所定の基準画像及び対象画像から共通する特徴点を抽出し、抽出された特徴点の位置ずれ方向及び位置ずれ量を検出する手法が考えられる。

0056

本実施形態においては、基準画像に対する各正面像を1画素単位でずらしながら、相関値(値が大きいほど画像間の相関が高くなる(最大1))を逐次算出する。そして、制御部70は、相関値が最大となるときの画素の偏位量(ずらした画素数)を位置ずれ量とし、また、ずらした方向を位置ずれ方向として算出する。

0057

判定方法として、ずれ検出時に算出した相関値を用いて判定を行う。例えば、相関値が所定の閾値(例えば、0.4)より小さい場合に、加算処理に用いる正面像の対象から除外する。すなわち、相関値が小さい場合には、固視微動や装置と眼の間のずれ等が原因となって、基準画像と正面像で、撮影領域が大きく異なっている可能性が高い。撮影領域が大きく異なっている画像を用いて加算処理を行ってしまうと、加算平均画像を作成した場合に、画質等が低下してしまう。そのため、相関値が所定の閾値より小さい場合に、加算処理に用いる正面像の対象から除外することによって、加算平均画像を作成した際に、画質の低下を防ぐ。なお、加算処理に用いる画像として、適正な画像であるか否かの判定においてはこれに限定されない。例えば、検出される位置ずれ量が許容範囲を超えた正面像を加算処理の対象から除外するようにしてもよい。

0058

以上のように、位置ずれ量及び位置ずれ方向が検出され、加算処理に用いる画像としての適否が判定される。そして、制御部70は、加算処理用の画像として適正であると判定された画像に対して、制御部70は、位置ずれが補正されるように、位置ずれ量分、各正面像を基準画像に対して、それぞれ偏位させる。そして、位置ずれ補正後、制御部70は、基準画像に対して、正面像の画素値加算させる。

0059

正面像の加算処理後、制御部70は、フレームメモリ72に記憶されている全フレームの正面像の処理(ずれ検出、適正判定、加算処理)が終了したか否かを判定する。全正面像の処理が終了していない場合、制御部70は、フレームメモリ72に記憶されている他の正面像の処理を開始する。本実施形態においては、フレームメモリ72に記憶されている全正面像において、処理が終了した場合に、加算画像平均化処理に進む。

0060

以上のようにして、制御部70は、加算処理用の画像として適正であると判定された正面像において位置ずれ検出及び位置ずれ補正の処理を繰り返し、正面像を形成する画素毎に画素値の合計を算出する。その後、平均化処理として、加算処理に使用した画像枚数で画素値の合計値が画素毎に除算されることで、加算平均画像が作成される。

0061

本実施形態においては、基準画像に対して、フレームメモリ72に記憶された最大20枚の正面像が処理される。そして、最大21枚の正面像(基準画像を含む)から1枚の正面加算平均画像を作成する。なお、本実施形態においては、フレームメモリ72に記憶されている正面像の全てを加算処理の対象として加算処理する構成としたがこれに限定されない。複数の画像で加算平均画像を作成する構成であれよい。例えば、基準画像から新しいものから順に5枚の加算処理を行うとしてもよい。すなわち、メモリ75内に記憶されている全正面像を用いる必要はない。もちろん、加算処理は新しいものから順に行う必要はなく、基準画像と相関値が高いものを選択しておこなってもよい。

0062

作成された加算平均画像は、モニタ75上に表示される。そして、制御部70は、新たに正面像を取得した際に、逐次、新たに加算平均画像を作成し、モニタ75上に表示する。これにより、モニタ75上に表示される加算平均画像が更新されていき正面像の加算平均画像が動画像として表示される。

0063

<加算平均画像の更新>
ここで、加算平均画像の更新について、図5に示すフローチャート用いて、より具体的に説明していく。

0064

OCT光学系200によって新たに正面像が1フレーム分取得された後、取得された正面像が適正と判定され、フレームメモリ72に正面像が記憶されると、加算平均画像が更新される。すなわち、制御部70は、フレームメモリ72内に記憶された複数の正面像が所定枚数に達した場合に、過去に取得された観察画像を消去し、新たに取得された正面像と入れ換えを行う。

0065

以下、フレームメモリ72内の正面像の更新について説明する。本実施形態においては、メモリ75に記憶可能な撮影画像の最大枚数が20枚であり、新たに正面像(21枚目に記憶される正面像)を取得した場合には、フレームメモリ72に記憶させることができない。このため、図6に示すように、新規に正面像F21が取得された場合、過去の正面像(例えば、もっとも過去の正面像F1)を削除し、正面像F20の次に新規の正面像F21を記憶する。これにより、過去の正面像が削除され、フレームメモリ72の容量が確保される。このようにして、フレームメモリ72に記憶されている正面像の更新が行われる。

0066

以上のようにして、フレームメモリ72に記憶されている正面像が更新されると、制御部70は、フレームメモリ72に記憶された20枚の正面像(例えば、正面像F2〜正面像F21)を用いて、基準画像に対して加算処理を行っていき、新たに加算平均画像を作成する。

0067

加算平均画像の作成は、上記記載の方法と同様にして行われる。なお、新たに正面像が更新された場合には、加算処理の基準画像として、最新の正面像F21が設定される。そして、基準画像に対して、フレームメモリ72内に記憶されている全ての各正面像(F2〜F20)の処理(ずれ検出、適正判定、加算処理)が行われていく。

0068

制御部70は、新たに加算平均画像を作成すると、モニタ75に表示をする。すなわち、過去の加算平均画像を新たに作成した加算平均画像に置き換えることによって、モニタ75上に表示される正面像の加算平均画像が更新される。そして、新しい正面像を取得するたびに、加算平均画像を更新することにより、モニタ75上で加算平均画像の動画像を観察することが可能となる。

0069

<制御動作>
以上のようにして、モニタ75上に正面像の加算平均画像が動画像として表示される。そして、モニタ75上に表示される正面像は加算平均画像であるため、明瞭な画像となる。検者は、図無きジョイスティック等を用いて、正面像を観察しながら、眼底像に対するアライメントを行う。また、病変部等の観察を行う。

0070

そして、検者により、所望の位置にて、図無き撮影スイッチが操作されると、モニタ75上に表示されている正面像の加算平均画像が静止画として、メモリ77に記憶される。これにより、撮影後にも、加算平均画像にて解析を行うことができ、解析の精度を向上させることができる。なお、取得される正面像は、モニタ75表示されている加算平均画像でもよいし、加算処理の行われていない最新の正面像でもよい。

0071

以上のように、モニタ75に表示されている正面像を加算平均画像とすることによって、白内障等によって取得される信号が弱い画像に対しても、加算処理によって、感度と分解能が増加し、ノイズを除去することが可能となり、S/N比が高くなる。このため、信号が弱くても、モニタ75上で、画質が向上した明瞭な正面像を観察できるようになる。また、加算処理をリアルタイムに行っていくことによって、モニタ75上には、常時、画質の向上した明瞭な正面像が動画像として表示される。このため、検者は、モニタ75上の画像を観察しながら、好適に病変部の観察や眼底像に対するアライメントを行うことが可能となる。

0072

その後、検者は、正面像を観察しながら、走査位置を設定することにより、所望する眼底部位の眼底断層像を取得する。例えば、コントロール部74に設けられた走査位置設定部(例えば、マウス)からの操作信号に基づいて眼底上の走査位置が設定され、設定された走査位置に応じて走査部(光スキャナ)23が駆動される。このようにすれば、例えば、白内障眼に対して眼底断層像を取得する場合であっても、病変部等の位置が観察しやすいため、検者の所望する走査位置の画像を好適に取得できる。

0073

なお、本実施形態においては、フレームメモリ72に記憶されている加算処理に用いるための正面像が所定枚数に到達した場合に、新たに取得された正面像に対して、加算処理を開始していく構成としたがこれに限定されない。例えば、図7のフローチャートに示すように、OCT光学系200によって正面像の取得を開始してから、直ちに加算処理を開始する構成でもよい。

0074

制御部70は、位置ずれの検出とともに、新たに取得された正面像と時系列に取得された複数の正面像との加算平均処理の適否を判定処理する。そして、制御部70は、適正と判定された場合、新たに取得された正面像含む加算平均処理によって取得された加算平均画像をモニタ75上に表示させ、適正でないと判定された場合、新たに取得された正面像をモニタ75上に表示する。

0075

この場合、新しい正面像が取得されると、この正面像が加算処理を行うための基準画像として設定される。そして、基準画像に対して加算処理を行う。このとき、新しく取得された正面像(基準画像)とフレームメモリ72に記憶された正面像との間の加算処理の適否について判定される。例えば、前述のように、フレームメモリ72に記憶された各正面像と、新たに取得された正面像との間の相関値に基づいて、適否が判定される。なお、本実施形態においては、基準画像に対する加算処理の適否の判定を相関値に基づいて行ったがこれに限定されない。正面像を形成する信号により適否を判定してもよい。例えば、新たに取得された正面像の信号強度(例えば、SSI)、正面像を形成するAスキャンの輝度情報、正面像を形成する干渉信号によって取得される断層像を用いて適否が判定されてもよい。

0076

初めて取得された正面像(1枚目の正面像)の場合、加算処理されない状態でモニタ75上に表示される。次いで、2枚目の正面像が取得されると、まず、1枚目の正面像が適正か否か(例えば、上記SSI)が判定され、適正と判定されると、フレームメモリ72に記憶され、適正でないと判定されると正面像は破棄される。

0077

例えば、1枚目の正面像がフレームメモリ72に記憶されると、制御部70は、2枚目の正面像を基準画像として、1枚目の正面像との加算処理の適否を判定する。そして、加算処理が適正と判定された場合に、2枚目の画像を基準画像として加算処理させる。そして、2枚目の正面像を含む加算平均画像をモニタ75上に表示させる。加算処理が適正でないと判定された場合、2枚目の正面像が加算処理しない状態にて、モニタ75上に表示される。

0078

次いで、3枚目の正面像が取得されると、まず、2枚目の正面像が適正か否かが判定され、適正と判定されると、フレームメモリ72に記憶され、適正でないと判定されると、その正面像は破棄される。

0079

次に、制御部70は、3枚目の正面像を基準画像として、1枚目と2枚目の正面像との加算処理の適否を判定する。そして、適正と判定された場合、3枚目の画像を基準画像として加算処理させる。そして、3枚目の正面像を含む加算平均画像をモニタ75上に表示させる。加算処理が適正でないと判定された場合、3枚目の正面像が加算処理しない状態にて、モニタ75上に表示される。

0080

以上のように処理を繰り返すことにより、モニタ75上には、最新の状態の正面像を含む加算平均画像、又は最新の状態の正面像がそのまま表示される。このようにすれば、被検眼が大きく動いたり、瞬きをした場合、加算処理を経ずに最新の正面像が表示されるため、被検眼の状態をリアルタイムで観察できる。

0081

一方、被検眼が大きく動いたり、瞬きをした場合、時系列にて取得された複数の正面像に基づく加算平均画像が表示されると、過去に取得された複数の正面像を中心とする加算平均画像が構築されるため、実際の被検眼の状態とは異なる画像となり、被検眼の現状がリアルタイムで把握できない可能性がある。このような点で、上記処理は有用である。

0082

もちろん、最新の正面像を含む加算平均画像を随時取得し、加算平均処理が適正でないと判定されたとき、最新の正面像をモニタ75に直接的に表示する制御であっても、同様の効果が得られる。

0083

なお、正面像が適正か否かの判定において、適正でないと判定された正面像は、加算平均画像の作成には利用されないので、2枚目以降に取得された正面像について、加算平均画像を作成するためにフレームメモリ72に記憶された正面像と、新たに取得された正面像との間で加算平均処理が行われる。したがって、2枚目以降であっても、加算平均画像を得るための正面像がフレームメモリ72に記憶されていなければ、基準画像がモニタ75上に表示される。

0084

上記説明では、OCT光学系200によって取得される眼底正面像を例に挙げて説明をしたが、断層画像を観察画像として取得する場合であっても、上記手法の適用は可能である。

0085

なお、本実施形態においては、ある1つの基準画像に対して加算処理を行う構成としたがこれに限定されない。例えば、所定毎数の撮影画像が記憶された時点で一旦加算処理を行い、その後、新たに所定毎数の撮影画像が記憶された時点で加算処理を行う。そして、これらの加算画像と加算画像を加算処理するような構成としてもよい。

0086

なお、上記説明において、スペクトルメータを用いたスペクトルドメインOCTを例にとって説明したが、これに限定されない。例えば、波長可変光源を備えるSS−OCT(Swept source OCT)やTD−OCT(Time domain OCT)であってもよい。

0087

なお、測定光の光路長と参照光の光路長との光路長差を変更するための構成としては、測定光の光路長を変化させて参照光との光路長を調整するような構成としてもよい。例えば、コリメータレンズ21及び光ファイバー39bの端部を光軸方向に移動するようにしてもよい。

0088

なお、加算処理の際に、正面像の一部に瞬き等による欠損がある場合、欠損部分の領域に関して、加算処理を行わないようにしてもよい。この場合、例えば、加算処理を行う際に、副走査方向における各走査線の輝度分布を求め、輝度値が所定値以下の走査線が複数あった場合には、加算処理しないようにすればよい。これにより、加算平均画像の画質がよりよくなる。もちろん、加算処理するか否かの判定は、フレームメモリ72に正面像を記憶させるか否かの判定を行う際に行ってもよいし、加算処理を行うか否かの判定の際におこなってもよい。SSIによって、フレームメモリ72に正面像を記憶させるか否かの判定の際に行う場合に、例えば、正面像を形成する全走査線のSSIを判定し、所定の走査線数が所定のSSIを取得できなかった場合に、正面像を記憶させないようにしてもよい。

0089

なお、本実施形態においては、加算平均処理によって眼底画像を取得する構成としたがこれに限定されない。複数の画像を用いて、複合画像を構成する処理であればよい。例えば、異なる波長の光束を出射する複数の光源を設け、各光源によってそれぞれ取得された正面像を合成し、複合画像を作成する構成でもよい。この場合、波長によって取得される正面像の情報が異なるため、各波長で取得された正面像を合成することによって、より多くの情報を含んだ明瞭な眼底画像を動画像として取得できる。

0090

なお、上記説明においては、OCT光学系200によって取得される眼底正面像を例に挙げて説明をしたが、これに限定されるものではない。例えば、眼底カメラやSLO等によって取得される眼底画像に対しても適用される。

図面の簡単な説明

0091

本実施形態に係る眼底撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。
加算平均画像を作成する場合の流れについて説明するフローチャートである。
正面像の所定位置における走査線について説明する図である。
断層像における深さ方向(Aスキャン方向)に走査する複数の走査線について説明する図である。
加算平均画像の更新の流れについて説明するフローチャートである。
フレームメモリ内の正面像の更新について説明する図である。
加算平均処理の変容例の流れについて説明するフローチャートである。

0092

23走査部
70 制御部
72フレームメモリ
74コントロール部
75モニタ
76 操作部
77メモリ
200干渉光学系(OCT光学系)
300固視標投影ユニット

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