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技術 OCTデータ処理装置およびOCTデータ処理プログラム

出願人 株式会社ニデック
発明者 樋口幸弘加納徹哉柴涼介
出願日 2018年3月6日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2018-040238
公開日 2019年9月12日 (5ヶ月経過) 公開番号 2019-150532
状態 未査定
技術分野
  • -
主要キーワード 凹凸部位 一次元受光素子 スペクトル強度データ 光路長差調整 照射ライン 二次元受光素子 角度指定 処理結果表示
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

検体組織に関する情報を適切に取得するためのOCTデータ処理装置およびOCTデータ処理プログラムを提供する。

解決手段

PC40の制御部41は、測定光光軸に交差する方向に広がる二次元の測定領域に測定光が照射されることで得られる三次元OCTデータを取得する。制御部41は、三次元OCTデータが得られた二次元の測定領域に対し、ラインの配置、数、および形状の少なくともいずれかが互いに異なる複数種類ラインパターンのうちのいずれかを設定する。制御部41は、三次元OCTデータから、設定されたラインパターンのラインに交差する断面における二次元断層画像を抽出する。

概要

背景

従来、測定光反射光参照光とによって被検体OCTデータ(例えば断層画像等)を取得するOCT装置が知られている。例えば、特許文献1に開示されているOCT装置は、測定光の走査位置(つまり、測定光のスキャンパターン)を変化させることで、黄斑ライン撮影黄斑マップ撮影、乳頭マップ撮影等、種々の方法で眼底の断層画像を取得する。

概要

被検体の組織に関する情報を適切に取得するためのOCTデータ処理装置およびOCTデータ処理プログラムを提供する。PC40の制御部41は、測定光の光軸に交差する方向に広がる二次元の測定領域に測定光が照射されることで得られる三次元OCTデータを取得する。制御部41は、三次元OCTデータが得られた二次元の測定領域に対し、ラインの配置、数、および形状の少なくともいずれかが互いに異なる複数種類ラインパターンのうちのいずれかを設定する。制御部41は、三次元OCTデータから、設定されたラインパターンのラインに交差する断面における二次元断層画像を抽出する。

目的

本開示は、被検体の組織に関する情報を適切に取得するためのOCTデータ処理装置およびOCTデータ処理プログラムを提供する

効果

実績

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請求項1

OCT装置によって取得された被検眼組織OCTデータを処理するOCTデータ処理装置であって、前記OCT装置は、OCT光源と、前記OCT光源から出射された光を測定光参照光分岐する分岐光学素子と、前記分岐光学素子によって分岐された前記測定光を前記組織に照射する照射光学系と、前記組織によって反射された前記測定光と、前記分岐光学素子によって分岐された前記参照光を合波して干渉させる合波光素子と、前記合波光学素子によって生成された干渉光受光することで干渉信号を検出する受光素子と、を備え、前記OCTデータ処理装置の制御部は、前記測定光の光軸に交差する方向に広がる二次元の測定領域に前記測定光が照射されることで得られる三次元の前記OCTデータである三次元OCTデータを取得し、前記三次元OCTデータが得られた前記二次元の測定領域に対し、ラインの配置、数、および形状の少なくともいずれかが互いに異なる複数種類ラインパターンのうちのいずれかを設定し、前記三次元OCTデータから、設定されたラインパターンのラインに交差する断面における二次元断層画像を抽出することを特徴とするOCTデータ処理装置。

請求項2

請求項1に記載のOCTデータ処理装置であって、前記OCT装置は、前記照射光学系によって前記組織に照射される前記測定光を、光軸に交差する二次元方向に走査させる走査部をさらに備え、前記三次元OCTデータは、前記測定光のスポットが前記走査部によって前記二次元の測定領域内で走査されることで得られることを特徴とするOCTデータ処理装置。

請求項3

請求項1または2に記載のOCTデータ処理装置であって、前記制御部は、過去に前記OCTデータが得られた前記被検眼から新たに得られた前記OCTデータを処理する場合に、過去に得られた前記OCTデータを処理する際に設定されたラインパターンと同一のラインパターンを、前記測定領域に対して設定することを特徴とするOCTデータ処理装置。

請求項4

請求項3に記載のOCTデータ処理装置であって、前記制御部は、過去に前記OCTデータが得られた前記被検眼から新たに得られた前記OCTデータを処理する場合に、過去に得られた前記OCTデータを処理する際にラインパターンが設定された位置と同じ位置に、前記ラインパターンを設定することを特徴とするOCTデータ処理装置。

請求項5

請求項1から4のいずれかに記載のOCTデータ処理装置であって、前記制御部は、前記測定領域の二次元正面画像、および前記測定領域から得られた前記三次元OCTデータの少なくともいずれかに対して行われた解析処理の結果に基づいて、前記ラインパターンを設定する位置を決定することを特徴とするOCTデータ処理装置。

請求項6

請求項1から5のいずれかに記載のOCTデータ処理装置であって、前記制御部は、ユーザから入力された操作指示に応じてラインパターンを作成すると共に、作成したラインパターンの情報を、前記複数種類のラインパターンの1つとして記憶手段に記憶させることを特徴とするOCTデータ処理装置。

請求項7

OCT装置によって取得された被検眼の組織のOCTデータを処理するOCTデータ処理装置によって実行されるOCTデータ処理プログラムであって、前記OCT装置は、OCT光源と、前記OCT光源から出射された光を測定光と参照光に分岐する分岐光学素子と、前記分岐光学素子によって分岐された前記測定光を前記組織に照射する照射光学系と、前記組織によって反射された前記測定光と、前記分岐光学素子によって分岐された前記参照光を合波して干渉させる合波光学素子と、前記合波光学素子によって生成された干渉光を受光することで干渉信号を検出する受光素子と、を備え、前記OCTデータ処理プログラムが前記OCTデータ処理装置の制御部によって実行されることで、前記測定光の光軸に交差する方向に広がる二次元の測定領域に前記測定光が照射されることで得られる三次元の前記OCTデータである三次元OCTデータを取得する取得ステップと、前記三次元OCTデータが得られた前記二次元の測定領域に対し、ラインの配置、数、および形状の少なくともいずれかが互いに異なる複数種類のラインパターンのうちのいずれかを設定する設定ステップと、前記三次元OCTデータから、設定されたラインパターンのラインに交差する断面における二次元断層画像を抽出する抽出ステップと、を前記OCTデータ処理装置に実行させることを特徴とするOCTデータ処理装置。

技術分野

0001

本開示は、光コヒーレンストモグラフィOCT)の原理に基づいて取得されたOCTデータを処理するOCTデータ処理装置、および、OCTデータ処理装置において実行されるOCTデータ処理プログラムに関する。

背景技術

0002

従来、測定光反射光参照光とによって被検体のOCTデータ(例えば断層画像等)を取得するOCT装置が知られている。例えば、特許文献1に開示されているOCT装置は、測定光の走査位置(つまり、測定光のスキャンパターン)を変化させることで、黄斑ライン撮影黄斑マップ撮影、乳頭マップ撮影等、種々の方法で眼底の断層画像を取得する。

先行技術

0003

特開2016−13210号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に開示されているOCT装置では、複数のスキャンパターンのうち、実際にOCT装置に実行させるスキャンパターンが、被検眼病状等に応じて予め設定される必要がある。また、ユーザ(例えば医師等)は、あるスキャンパターンによる撮影が終了した後に、他のスキャンパターンで撮影された結果を確認したい場合等には、OCT装置によって再度撮影を実行する必要がある。従って、従来の装置では、被検体の組織に関する情報を適切に取得することは困難であった。

0005

本開示は、被検体の組織に関する情報を適切に取得するためのOCTデータ処理装置およびOCTデータ処理プログラムを提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本開示における典型的な実施形態が提供するOCTデータ処理装置は、OCT装置によって取得された被検眼の組織のOCTデータを処理するOCTデータ処理装置であって、前記OCT装置は、OCT光源と、前記OCT光源から出射された光を測定光と参照光に分岐する分岐光学素子と、前記分岐光学素子によって分岐された前記測定光を前記組織に照射する照射光学系と、前記組織によって反射された前記測定光と、前記分岐光学素子によって分岐された前記参照光を合波して干渉させる合波光素子と、前記合波光学素子によって生成された干渉光受光することで干渉信号を検出する受光素子と、を備え、前記OCTデータ処理装置の制御部は、前記測定光の光軸に交差する方向に広がる二次元の測定領域に前記測定光が照射されることで得られる三次元の前記OCTデータである三次元OCTデータを取得し、前記三次元OCTデータが得られた前記二次元の測定領域に対し、ラインの配置、数、および形状の少なくともいずれかが互いに異なる複数種類ラインパターンのうちのいずれかを設定し、前記三次元OCTデータから、設定されたラインパターンのラインに交差する断面における二次元断層画像を抽出する。

0007

本開示における典型的な実施形態が提供するOCTデータ処理プログラムは、OCT装置によって取得された被検眼の組織のOCTデータを処理するOCTデータ処理装置によって実行されるOCTデータ処理プログラムであって、前記OCT装置は、OCT光源と、前記OCT光源から出射された光を測定光と参照光に分岐する分岐光学素子と、前記分岐光学素子によって分岐された前記測定光を前記組織に照射する照射光学系と、前記組織によって反射された前記測定光と、前記分岐光学素子によって分岐された前記参照光を合波して干渉させる合波光学素子と、前記合波光学素子によって生成された干渉光を受光することで干渉信号を検出する受光素子と、を備え、前記OCTデータ処理プログラムが前記OCTデータ処理装置の制御部によって実行されることで、前記測定光の光軸に交差する方向に広がる二次元の測定領域に前記測定光が照射されることで得られる三次元の前記OCTデータである三次元OCTデータを取得する取得ステップと、前記三次元OCTデータが得られた前記二次元の測定領域に対し、ラインの配置、数、および形状の少なくともいずれかが互いに異なる複数種類のラインパターンのうちのいずれかを設定する設定ステップと、前記三次元OCTデータから、設定されたラインパターンのラインに交差する断面における二次元断層画像を抽出する抽出ステップと、を前記OCTデータ処理装置に実行させる。

0008

本開示に係るOCTデータ処理装置およびOCTデータ処理プログラムによると、被検体の組織に関する情報が適切に取得される。

図面の簡単な説明

0009

OCTシステム100の概略構成を示すブロック図である。
OCTデータ取得処理の一例を示すフローチャートである。
次元正面画像50の一例を示す図である。
OCTデータ処理の一例を示すフローチャートである。
ラインパターンをユーザが選択する場合にモニタ47に表示される画像の一例を示す図である。

実施例

0010

概要
本開示で例示するOCTデータ処理装置は、OCT装置によって取得された被検体の組織のOCTデータを処理する。OCT装置は、OCT光源、分岐光学素子、照射光学系、合波光学素子、および受光素子を備える。OCT光源は光(OCT光)を出射する。分岐光学素子は、OCT光源から出射された光を測定光と参照光に分岐する。照射光学系は、分岐光学素子によって分岐された測定光を組織に照射する。合波光学素子は、組織によって反射された測定光と、分岐光学素子によって分岐された参照光を合波して干渉させる。受光素子は、合波光学素子によって生成された干渉光を受光することで干渉信号を検出する。OCTデータ処理装置の制御部は、OCT装置によって得られた三次元OCTデータを取得する。三次元OCTデータは、測定光の光軸に交差する方向に広がる二次元の測定領域に測定光が照射されることで得られる三次元のOCTデータである。制御部は、三次元OCTデータが得られた二次元の測定領域に対し、ラインの配置、数、および形状の少なくともいずれかが互いに異なる複数種類のラインパターンのうちのいずれかを設定する。制御部は、三次元OCTデータから、設定されたラインパターンのラインに交差する断面における二次元断層画像を抽出する。

0011

本開示に係るOCTデータ処理装置によると、OCT装置によって取得された三次元OCTデータから、複数のラインパターンのいずれかに応じて二次元断層画像が抽出される。従って、OCT装置によって被検体のOCTデータが取得される際に、複数の撮影方法の中から、OCT装置に実行させる撮影方法が設定されなくてもよい。また、被検体の三次元OCTデータが取得された以後は、OCT装置による撮影が再度実行されなくても、ユーザは、種々のラインパターンに応じた二次元断層画像の抽出結果を確認することができる。よって、本開示に係るOCTデータ処理装置によると、被検体の組織に関する情報が適切に取得される。

0012

なお、制御部は、抽出した二次元断層画像のデータに対してさらに処理を行ってもよい。例えば、制御部は、抽出した二次元断層画像を表示部に表示させてもよい。また、制御部は、抽出した二次元断層画像に対して解析処理(例えば、特定の層の厚みを解析する処理等)を行い、解析結果のデータを生成してもよい。制御部は、抽出した二次元断層画像のデータを記憶装置に記憶させてもよい。

0013

二次元断層画像の解析処理を行う場合、制御部は、設定されたラインパターンに応じて解析方法を変更してもよい。例えば、制御部は、1本の直線状のラインからなるラインパターンが設定された場合には、ライン上における特定の層の厚みを示すグラフのデータを生成してもよい。また、制御部は、円形のラインからなるラインパターンが設定された場合には、円形のライン上の全体における特定の層の厚みの平均値を算出してもよいし、円形のラインを複数に分割した場合(例えば、中心よりも上方と下方の2つに分割した場合、または、耳側、上側、側、下側の4つに分割した場合等)の、各々の部分における特定の層の厚みの平均値を算出してもよい。

0014

なお、種々のデバイスがOCTデータ処理装置として機能することができる。例えば、OCT装置自身が、本開示におけるOCTデータ処理装置として機能してもよい。また、OCT装置との間でデータをやり取りすることが可能なデバイス(例えばパーソナルコンピュータ等)が、OCTデータ処理装置として機能してもよい。複数の制御部が協働して処理を行ってもよい。

0015

OCT装置は走査部を備えていてもよい。走査部は、照射光学系によって組織に照射される測定光を、光軸に交差する二次元方向に走査させる。三次元OCTデータは、測定光のスポットが走査部によって測定領域内で二次元方向に走査されることで得られてもよい。この場合、三次元OCTデータがOCT装置によって適切に得られる。

0016

ただし、OCT装置の構成を変更することも可能である。例えば、OCT装置の照射光学系は、被検体の組織上の二次元の領域に測定光を同時に照射してもよい。この場合、受光素子は、組織上の二次元の領域における干渉信号を検出する二次元受光素子であってもよい。つまり、OCT装置は、所謂フルフィールドOCT(FF−OCT)の原理によってOCTデータを取得してもよい。また、OCT装置は、組織において一次元方向に延びる照射ライン上に測定光を同時に照射すると共に、照射ラインに交差する方向に測定光を走査させてもよい。この場合、受光素子は、一次元受光素子(例えばラインセンサ)または二次元受光素子であってもよい。つまり、OCT装置は、所謂ラインフィールドOCT(LF−OCT)の原理によってOCTデータを取得してもよい。

0017

制御部は、過去にOCTデータが得られた被検眼から新たに得られたOCTデータを処理する場合に、過去に得られたOCTデータを処理する際に設定されたラインパターンと同一のラインパターンを、二次元の測定領域に対して設定してもよい。この場合、過去と同じパターンで二次元断層画像が抽出される。従って、例えば被検眼の経過観察等が、より適切に行われる。

0018

制御部は、過去にOCTデータが得られた被検眼から新たに得られたOCTデータを処理する場合に、過去に得られたOCTデータを処理する際にラインパターンが設定された位置と同じ位置に、ラインパターンを設定してもよい。この場合、過去と同じ部位における二次元断層画像が抽出される。従って、例えば被検眼の経過観察等が、より適切に行われる。

0019

ただし、ラインパターンの種類および位置の設定方法を変更することも可能である。例えば、ラインパターンの種類および位置の少なくともいずれかは、ユーザからの操作指示等に応じて、OCTデータが処理される毎に設定されてもよい。

0020

制御部は、測定領域の二次元正面画像、および測定領域から得られた三次元OCTデータの少なくともいずれかに対して行われた解析処理の結果に基づいて、ラインパターンを設定する位置を決定してもよい。この場合、解析処理の結果に基づいて、ラインパターンを設定する位置が自動的に決定される。よって、より適切にOCTデータが処理される。

0021

なお、解析処理の対象となる二次元正面画像には、種々の画像を採用し得る。例えば、二次元正面画像は、OCTの原理とは異なる原理によって撮影された画像(例えば、走査型レーザ検眼鏡によって撮影された正面画像眼底カメラによって撮影された正面画像、または赤外カメラによって撮影された正面画像等)であってもよい。また、二次元正面画像は、三次元OCTデータから取得される正面画像(例えば、深さ方向に関して積算された積算画像、ある一定の深さ方向におけるXY各位置での正面画像、または、組織の表層の正面画像等)であってもよい。二次元正面画像と三次元OCTデータは、異なるデバイスによって得られていてもよい。

0022

また、解析処理の結果に基づいてラインパターンの設定位置を決定するための具体的な方法も、適宜選択できる。例えば、制御部は、解析処理の一種である画像処理を二次元正面画像に対して行うことで、測定領域に存在する特徴部位を抽出してもよい。例えば、測定領域が被検眼の眼底である場合には、特徴部位は、視神経乳頭、黄斑、血管、および病変部位等の少なくともいずれかであってもよい。制御部は、抽出した特徴部位と、設定するラインパターンの位置関係に基づいて、測定領域に対してラインパターンを設定してもよい。また、制御部は、複数の二次元正面画像同士の位置関係を画像処理によってマッチングさせることで、ラインパターンの位置を決定してもよい。また、制御部は、三次元OCT画像に対して解析処理を行い、凹凸部位、または、周囲と色が異なる部位等を特徴部位として抽出してもよい。また、制御部は、他の情報(例えば、各種医療情報等)に基づいて、ラインパターンの設定位置を自動的に決定してもよい。

0023

また、解析処理の結果を用いずにラインパターンの設定位置を決定してもよい。例えば、制御部は、二次元正面画像を表示部に表示させた状態で、ユーザからの操作指示(例えば、タッチパネルまたはマウス等を用いた操作指示)を入力し、操作指示によって指定された位置にラインパターンを設定してもよい。

0024

制御部は、ユーザから入力された操作指示に応じてラインパターンを作成してもよい。制御部は、作成したラインパターンの情報を、複数種類のラインパターンの1つとして記憶手段に記憶してもよい。この場合、ユーザは、自らが望む適切なラインパターンを、複数種類のラインパターンの1つとして作成することができる。従って、より適切に三次元OCTデータが処理される。

0025

なお、OCT装置の制御部は、組織のOCTデータの取得を開始するトリガ信号が生成される毎に、三次元OCTデータを自動的に取得してもよい。この場合、ユーザは、測定光のスキャンパターンを指定しなくても、三次元OCTデータを処理することで得られる種々の二次元断層画像の抽出結果を適切に確認することができる。トリガ信号を生成する方法は適宜選択できる。例えば、OCTデータの取得(つまり撮影)を開始させるためのユーザからの操作指示を受け付けることを契機として、トリガ信号が生成されてもよい。また、撮影準備(例えば、被検眼に対するOCT装置のアライメント光路長の調整、およびフォーカスの調整等)が完了することを契機として、トリガ信号が自動的に生成されてもよい。

0026

このOCT装置は、以下のように表現することも可能である。参照光と、被検眼の組織に照射された測定光の反射光とによる干渉光を処理することで、前記組織のOCTデータを取得するOCT装置であって、OCT光源と、前記OCT光源から出射された光を測定光と参照光に分岐する分岐光学素子と、前記分岐光学素子によって分岐された前記測定光を前記組織に照射する照射光学系と、前記照射光学系によって前記組織に照射される前記測定光を、前記測定光の光軸に交差する二次元方向に走査させる走査部と、前記組織によって反射された前記測定光と前記分岐光学素子によって分岐された前記参照光を合波させて干渉させる合波光学素子と、前記合波光学素子によって生成された干渉光を受光することで干渉信号を検出する受光素子と、前記OCT装置の制御を司る制御部と、を備え、前記制御部は、OCTデータの取得を開始するトリガ信号が生成される毎に、前記測定光の光軸に交差する方向に広がる二次元の測定領域内で前記測定光を走査させて三次元のOCTデータを取得することを特徴とするOCT装置。

0027

制御部は、測定光を走査させるパターン(スキャンパターン)の選択指示受付処理を省略した状態で、トリガ信号が生成される毎に三次元OCTデータを取得してもよい。また、制御部は、三次元OCTデータを取得した後に、複数種類のラインパターンのうちのいずれかを設定し、設定したラインパターンに応じて二次元断層画像を抽出してもよい。その結果、ユーザがスキャンパターンを指定しなくても、二次元断層画像が適切に得られる。

0028

また、ユーザからの選択指示に応じてスキャンパターンを決定するモードと、トリガ信号が生成される毎に自動的に三次元OCTデータを取得する自動モードを含む複数のモードが設けられていてもよい。制御部は、自動モードが選択されている場合に、トリガ信号の生成に応じて自動的に三次元OCTデータを取得してもよい。

0029

<実施形態>
以下、本開示に係る典型的な実施形態の1つについて説明する。一例として、本実施形態のOCTシステム100は、被検眼Eの眼底を被検体とし、眼底組織のOCTデータを取得して処理することができる。ただし、被検眼Eにおける眼底以外の組織(例えば、被検眼Eの前眼部等)、または、被検眼E以外の被検体(例えば、皮膚、消化器、脳等)のOCTデータを処理する場合でも、本開示で例示する技術の少なくとも一部を適用できる。また、OCTデータとは、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)の原理に基づいて取得されるデータである。

0030

図1を参照して、本実施形態のOCTシステム100の概略構成について説明する。本実施形態のOCTシステム100は、OCT装置1とパーソナルコンピュータ(以下、「PC」という)40を備える。OCT装置1は、被検眼EのOCTデータを取得する。PC40は、OCT装置1によって取得されたOCTデータの処理(例えば、三次元OCTデータから二次元断層画像を抽出する処理等)を実行する。

0031

OCT装置1は、OCT部10と制御ユニット30を備える。OCT部10は、OCT光源11、カップラー光分割器)12、測定光学系13、参照光学系20、受光素子22、および正面観光学系23を備える。

0032

OCT光源11は、OCTデータを取得するための光(OCT光)を出射する。カップラー12は、OCT光源11から出射されたOCT光を、測定光と参照光に分割する。また、本実施形態のカップラー12は、被検体(本実施形態では患者眼Eの眼底)によって反射された測定光と、参照光学系20によって生成された参照光を合波して干渉させる。つまり、本実施形態のカップラー12は、OCT光を測定光と参照光に分岐する分岐光学素子と、測定光の反射光と参照光を合波する合波光学素子を兼ねる。なお、分岐光学素子および合波光学素子の少なくともいずれかの構成を変更することも可能である。例えば、カップラー以外の素子(例えば、サーキュレータビームスプリッタ等)が使用されてもよい。

0033

測定光学系13は、カップラー12によって分割された測定光を被検体に導くと共に、被検体によって反射された測定光をカップラー12に戻す。測定光学系13は、走査部14、照射光学系16、およびフォーカス調整部17を備える。走査部14は、駆動部15によって駆動されることで、測定光の光軸に交差する二次元方向に測定光を走査(偏向)させることができる。本実施形態では、互いに異なる方向に測定光を偏向させることが可能な2つのガルバノミラーが、走査部14として用いられている。しかし、光を偏向させる別のデバイス(例えば、ポリゴンミラーレゾナントスキャナ音響光学素子等の少なくともいずれか)が走査部14として用いられてもよい。照射光学系16は、走査部14よりも光路の下流側(つまり被検体側)に設けられており、測定光を被検体の組織に照射する。フォーカス調整部17は、照射光学系16が備える光学部材(例えばレンズ)を測定光の光軸に沿う方向に移動させることで、測定光のフォーカスを調整する。

0034

参照光学系20は、参照光を生成してカップラー12に戻す。本実施形態の参照光学系20は、カップラー12によって分割された参照光を反射光学系(例えば、参照ミラー)によって反射させることで、参照光を生成する。しかし、参照光学系20の構成も変更できる。例えば、参照光学系20は、カップラー12から入射した光を反射させずに透過させて、カップラー12に戻してもよい。参照光学系20は、測定光と参照光の光路長差を変更する光路長差調整部21を備える。本実施形態では、参照ミラーが光軸方向に移動されることで、光路長差が変更される。なお、光路長差を変更するための構成は、測定光学系13の光路中に設けられていてもよい。

0035

受光素子22は、カップラー12によって生成された測定光と参照光の干渉光を受光することで、干渉信号を検出する。本実施形態では、フーリエドメインOCTの原理が採用されている。フーリエドメインOCTでは、干渉光のスペクトル強度スペクトル干渉信号)が受光素子22によって検出され、スペクトル強度データに対するフーリエ変換によって複素OCT信号が取得される。フーリエドメインOCTの一例として、Spectral−domain−OCT(SD−OCT)、Swept−source−OCT(SS−OCT)等を採用できる。また、例えば、Time−domain−OCT(TD−OCT)等を採用することも可能である。

0036

本実施形態では、SD−OCTが採用されている。SD−OCTの場合、例えば、OCT光源11として低コヒーレント光源広帯域光源)が用いられると共に、干渉光の光路における受光素子22の近傍には、干渉光を各周波数成分各波長成分)に分光する分光光学系スペクトロメータ)が設けられる。SS−OCTの場合、例えば、OCT光源11として、出射波長を時間的に高速で変化させる波長走査型光源波長可変光源)が用いられる。この場合、OCT光源11は、光源、ファイバーリング共振器、および波長選択フィルタを備えていてもよい。波長選択フィルタには、例えば、回折格子とポリゴンミラーを組み合わせたフィルタ、および、ファブリーペローエタロンを用いたフィルタ等がある。

0037

また、本実施形態では、測定光のスポットが、走査部14によって二次元の測定領域内で走査されることで、三次元OCTデータが取得される。しかし、三次元OCTデータを取得する原理を変更することも可能である。例えば、ラインフィールドOCT(以下、「LF−OCT」という)の原理によって三次元OCTデータが取得されてもよい。LF−OCTでは、組織において一次元方向に延びる照射ライン上に測定光が同時に照射され、測定光の反射光と参照光の干渉光が、一次元受光素子(例えばラインセンサ)または二次元受光素子によって受光される。二次元の測定領域内において、照射ラインに交差する方向に測定光が走査されることで、三次元OCTデータが取得される。また、フルフィールドOCT(以下、「FF−OCT」という)の原理によって三次元OCTデータが取得されてもよい。FF−OCTでは、組織上の二次元の測定領域に測定光が照射されると共に、測定光の反射光と参照光の干渉光が、二次元受光素子によって受光される。この場合、OCT装置1は、走査部14を備えていなくてもよい。

0038

正面観察光学系23は、被検体の組織(本実施形態では患者眼Eの眼底)の二次元正面画像を取得するために設けられている。本実施形態における二次元正面画像とは、OCTの測定光の光軸に沿う方向(正面方向)から組織を見た場合の二次元の画像である。正面観察光学系23の構成には、例えば、走査型レーザ検眼鏡(SLO)、眼底カメラ、および、二次元の撮影範囲赤外光一括照射して正面画像を撮影する赤外カメラ等の少なくともいずれかの構成を採用できる。

0039

また、OCT装置1は、組織の三次元OCTデータを取得し、測定光の光軸に沿う方向(正面方向)から組織を見た場合の画像(所謂「Enface画像」)を、二次元正面画像として取得してもよい。Enface画像のデータは、例えば、XY方向の各位置で深さ方向(Z方向)に輝度値が積算された積算画像データ、XY方向の各位置でのスペクトルデータの積算値、ある一定の深さ方向におけるXY方向の各位置での輝度データ、網膜のいずれかの層(例えば、網膜表層)におけるXY方向の各位置での輝度データ等であってもよい。Enface画像が取得される場合、正面観察光学系23は省略されてもよい。

0040

制御ユニット30は、OCT装置1の各種制御を司る。制御ユニット30は、CPU31、RAM32、ROM33、および不揮発性メモリ(NVM)34を備える。CPU31は各種制御を行うコントローラである。RAM32は各種情報を一時的に記憶する。ROM33には、CPU31が実行するプログラム、および各種初期値等が記憶されている。NVM34は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性記憶媒体である。後述するOCTデータ取得処理(図2参照)を実行するためのOCTデータ取得プログラムは、NVM34に記憶されていてもよい。

0041

制御ユニット30には、マイク36、モニタ37、および操作部38が接続されている。マイク36は音を入力する。モニタ37は、各種画像を表示する表示部の一例である。操作部38は、ユーザが各種操作指示をOCT装置1に入力するために、ユーザによって操作される。操作部38には、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、フットスイッチ等の種々のデバイスを用いることができる。なお、マイク36に音が入力されることで各種操作指示がOCT装置1に入力されてもよい。この場合、CPU31は、入力された音に対して音声認識処理を行うことで、操作指示の種類を判別してもよい。

0042

本実施形態では、OCT部10および制御ユニット30が1つの筐体に内蔵された一体型のOCT装置1を例示する。しかし、OCT装置1は、筐体が異なる複数の装置を備えていてもよいことは言うまでもない。例えば、OCT装置1は、OCT部10を内蔵する光学装置と、光学装置に有線または無線で接続されるPCとを備えていてもよい。この場合、光学装置が備える制御部とPCの制御部が、共にOCT装置1の制御ユニット30として機能してもよい。

0043

PC40の概略構成について説明する。PC40は、CPU41、RAM42、ROM43、およびNVM44を備える。後述するOCTデータ処理(図4参照)を実行するためのOCTデータ処理プログラムは、NVM44に記憶されていてもよい。また、PC40には、マイク46、モニタ47、および操作部48が接続されている。マイク46は音を入力する。モニタ47は、各種画像を表示する表示部の一例である。操作部48は、ユーザが各種操作指示をPC40に入力するために、ユーザによって操作される。操作部48には、OCT装置1の操作部38と同様に、マウス、キーボード、タッチパネル等の種々のデバイスを用いることができる。また、マイク46に音が入力されることで、各種操作指示がPC40に入力されてもよい。

0044

PC40は、OCT装置1から各種データ(例えば、OCT装置1によって得られた三次元OCTデータ等)を取得することができる。各種データは、例えば、有線通信無線通信、および着脱可能な記憶装置(例えばUSBメモリ)等の少なくともいずれかによって取得されればよい。

0045

<OCTデータ取得処理>
図2および図3を参照して、OCT装置1が実行するOCTデータ取得処理について説明する。OCT装置1のCPU31は、NVM34に記憶されたOCTデータ取得プログラムに従って、図2に示すOCTデータ取得処理を実行する。

0046

なお、本実施形態のOCT装置1では、OCTデータの取得を開始するトリガ信号が生成される毎に三次元OCTデータを自動的に取得する自動モードと、測定光を走査させるパターン(スキャンパターン)をユーザが選択するモードが設けられている。図2に例示する処理は、自動モードが選択されている場合に実行される。図2に例示する処理によると、ユーザは、スキャンパターンを選択しなくても、適切な三次元OCTデータの処理結果を得ることができる。

0047

まず、CPU31は、OCTデータを取得する対象となる組織(本実施形態では被検眼Eの眼底)の二次元正面画像の撮影を開始し、撮影した画像をモニタ37に表示させる(S1)。図3は、モニタ37に表示された二次元正面画像50の一例を示す。図3に示す例では、二次元正面画像50内に、被検眼Eの視神経乳頭(以下、「乳頭」という場合もある)51、黄斑52、および眼底血管53が写り込んでいる。なお、二次元正面画像50は、繰り返し断続的に撮影されて、動画としてモニタ37に表示される。

0048

次いで、CPU31は、二次元正面画像50上に測定領域55を表示させる(S2)。測定領域55とは、組織のうちOCTデータを取得する対象となる領域である。測定領域55は、測定光の光軸に交差する方向に広がる二次元の領域である。OCTデータの取得動作(つまり、撮影動作)が開始されると、測定光は、測定領域55内に照射される。

0049

図3に示す例では、二次元正面画像50上に、測定領域55の枠部が電子的に表示されている。しかし、測定領域55の表示方法は適宜変更できる。例えば、測定領域55の枠部を示す光が、組織に直接照射されてもよい。この場合、ユーザは、二次元正面画像50に移りこんだ光の位置を確認することで、測定領域55を把握することができる。また、図3に示す例では、測定領域55は矩形である。しかし、測定領域55の形状が矩形以外の形状(例えば円形状等)であってもよいことは言うまでもない。

0050

ユーザは、二次元正面画像50を確認しながら、被検体に対するOCT装置1のアライメントを実行し、組織に対して測定領域55が適切な位置となるように調整する。本実施形態では、乳頭51および黄斑52を共に測定領域55に含めるために、測定領域55の中心が乳頭51と黄斑52の間に位置するように調整されている。この場合、後述するOCTデータ処理(図4参照)において、乳頭51および黄斑52の両方の二次元断層画像を抽出することが可能である。なお、被検体に対するOCT装置1のアライメントは自動的に行われてもよい。

0051

次いで、CPU31は、Optimizeを実行させる指示が入力されたか否かを判断する(S4)。Optimizeとは、光路長差調整部21(図1参照)による光路長差の調整、および、フォーカス調整部17によるフォーカスの最適化を行う機能である。Optimizeの実行指示が入力されると(S4:YES)、CPU31はOptimize動作を実行し(S5)、処理はS7へ移行する。Optimizeの実行指示が入力されていなければ(S4:NO)、処理はそのままS7へ移行する。

0052

次いで、CPU31は、OCTデータの取得を開始するトリガ信号が生成(本実施形態では入力)されたか否かを判断する(S7)。一例として、本実施形態では、アライメントおよびOptimize動作が完了した状態で、OCTデータの取得開始を指示するためのReleaseボタン(図示せず)をユーザが操作することで、トリガ信号が生成されてCPU31に入力される。ただし、トリガ信号の生成方法を変更してもよい。例えば、特定の音声がマイク36に入力されることで、トリガ信号が生成されてもよい。また、CPU31は、撮影準備(例えば、アライメントおよびOptimize動作)が完了した時点で、トリガ信号を自動的に生成し、OCTデータの取得を自動的に開始してもよい。トリガ信号が生成されていなければ(S7:NO)、処理はS4に戻る。

0053

トリガ信号が生成されると(S7:YES)、CPU31は、組織の測定領域55から三次元OCTデータを取得するための処理を実行する(S8)。本実施形態のCPU31は、走査部14を制御し、測定光のスポットを二次元の測定領域55内で走査させることで、測定領域55の三次元OCTデータを取得する。一例として、本実施形態では、図3に示すように、スポットを走査させる直線状の走査ラインスキャンライン)58を、測定領域55内に等間隔で複数設定し、それぞれの走査ライン58上に測定光のスポットを走査させることで、測定領域55の三次元OCTデータを取得する。

0054

以上のように、本実施形態では、OCTデータの取得を開始するトリガ信号が生成される毎に、測定領域55の三次元OCTデータが毎回自動的に取得される。従って、ユーザは、撮影方法を指定しなくても、三次元OCTデータを処理することで得られる種々の二次元断層画像の抽出結果を適切に確認することができる。

0055

<OCTデータ処理>
図4および図5を参照して、OCTデータ処理について説明する。OCTデータでは、OCTデータ取得処理(図2参照)で得られた三次元OCTデータが処理されることで、適切な二次元断層画像が抽出される。なお、本実施形態では、PC40がOCT装置1から三次元OCTデータを取得し、二次元断層画像を抽出する。つまり、本実施形態では、PC40がOCTデータ処理装置として機能する。しかし、他のデバイスがOCTデータ処理装置として機能してもよい。例えば、OCT装置1自身がOCTデータ処理を行ってもよい。また、複数の制御部(例えば、OCT装置1のCPU31と、PC40のCPU41)が協働してOCTデータ処理を行ってもよい。本実施形態では、PC40のCPU41は、NVM44に記憶されたOCTデータ処理プログラムに従って、図4に示すOCTデータ処理を実行する。

0056

まず、CPU41は、ラインパターンを新たに登録するための操作指示が入力されたか否かを判断する(S11)。複数種類のラインパターンの一例は、図5に示す任意選択画面のラインパターン選択欄70に示されている。それぞれのラインパターンには、1つまたは複数のラインが含まれている。ラインパターンに含まれるラインは、三次元OCTデータから二次元断層画像を抽出する位置を示す。つまり、測定領域55に対してラインパターンが設定されると、設定されたラインパターンのラインに交差(本実施形態では、二次元の測定領域55に対して垂直方向に交差)する断面の二次元断層画像が抽出される。

0057

ラインパターンを新たに登録するための操作指示が入力されると(S11:YES)、CPU41は、ユーザから入力された操作指示に応じて新たにラインパターンを作成する。CPU41は、作成したラインパターンの情報を、複数種類のラインパターンの1つとして記憶手段(本実施形態ではNVM44)に記憶させる(S12)。なお、CPU41は、種々のラインパターンを新たに作成することができる。例えば、CPU41は、図5のラインパターン選択欄70に示されたラインパターンを複数組み合わせたラインパターンを、新たなラインパターンとして作成してもよい。

0058

次いで、CPU41は、三次元OCTデータの処理を開始させる指示が入力されたか否かを判断する(S14)。入力されていなければ(S14:NO)、処理はS11へ戻る。開始指示が入力されると(S14:YES)、CPU41は、OCT装置1によって目的とする被検体から得られた三次元OCTデータを取得する(S15)。三次元OCTデータは、有線通信、無線通信、ネットワーク、および着脱可能な記憶手段等の少なくともいずれかを介して取得されればよい。

0059

なお、三次元OCTデータは、被検体の組織における三次元のデータを含んでいればよい。例えば、OCT装置1は、被検体の組織の同一位置に関して時間的に異なる複数のOCTデータを処理することで、組織における動きを示すモーションコントラストデータを生成することも可能である。生成されたモーションコントラストデータ自体には、組織における三次元のデータが含まれていない場合もあり得る。しかし、モーションコントラストデータを生成するために取得されたOCTデータには、深さ方向の情報も含まれている。従って、二次元の測定領域55のモーションコントラストデータを生成するために取得された三次元OCTデータが、モーションコントラストデータとは別で、またはモーションコントラストデータと共に、CPU41によって取得されてもよい。

0060

次いで、ラインパターンを設定して二次元断層画像を抽出する処理(S17〜S26)が実行される。本実施形態では、ユーザは、ラインパターンを自ら任意に選択して設定する処理と、同一の被検体に対する経過観察を適切に実行するための処理のいずれかを、操作指示を入力することで指定することができる。

0061

任意選択が指定されている場合には(S17:YES)、CPU41は、測定領域55に対し、ユーザによって選択されたラインパターンを選択された位置に設定する(S20)。CPU41は、設定したラインパターンのラインに交差する断面における二次元断層画像を、三次元OCTデータから抽出する(S25)。CPU41は、抽出した二次元断層画像をモニタ47に表示させる。

0062

図5を参照して、ユーザが任意にラインパターンを選択する場合の処理の一例について説明する。本実施形態では、任意選択が指定されると、図5に例示する任意選択画面がモニタ47に表示される。任意選択画面では、処理結果表示欄61、ラインパターン選択欄70、位置指定欄80、角度指定欄85、および大きさ指定欄90が形成される。

0063

ラインパターン選択欄70には、ラインの配置、数、および形状の少なくともいずれかが互いに異なる複数種類のラインパターンが表示される。ユーザは、複数種類のラインパターンのうちの1つまたは複数を任意に選択することができる。図5に示す例では、2つのラインが垂直に交差する「クロス」のボタンを指定する操作指示が入力されることで、「クロス」のラインパターンが選択されている。

0064

位置指定欄80では、選択されたラインパターンを設定する測定領域55上の位置が指定される。一例として、本実施形態の位置指定欄80には、「黄斑中心」「乳頭中心」「異常部位中心」および「手動設定」のボタンが設けられている。「黄斑中心」が指定されると、選択されたラインパターンの中心が黄斑に一致するように、ラインパターンの位置が設定される。「乳頭中心」が指定されると、選択されたラインパターンの中心が乳頭に一致するように、ラインパターンの位置が設定される。「異常部位中心」が指定されると、選択されたラインパターンの中心が組織における異常部位に一致するように、ラインパターンの位置が設定される。「手動設定」が指定されると、測定領域55上においてユーザの操作指示によって指定された位置に、選択されたラインパターンが設定される。なお、「手動設定」においてユーザが位置を指定する方法は、適宜選択できる。例えば、ユーザは、マウスを操作してカーソルを所望の位置に移動させた状態でクリック操作を行うことで、ラインパターンの中心位置を指定してもよい。

0065

また、本実施形態では、CPU41は、測定領域55の二次元正面画像および三次元OCTデータの少なくともいずれかに対して解析処理を行い、解析処理の結果に基づいて、ラインパターンを設定する位置を決定することができる。一例として、本実施形態では、CPU41は、測定領域55の二次元正面画像に対して画像処理を行うことで、乳頭51の位置、および黄斑52の位置を検出する。また、測定領域55内に異常部位が存在する場合には、CPU41は、画像処理によって、異常部位の位置を検出することができる。「黄斑中心」「乳頭中心」「異常部位中心」のいずれかが指定されている場合、CPU41は、画像処理によって検出した位置に、選択されたラインパターンの中心を合致させる。ただし、画像処理を用いずにラインパターンの位置を決定することも可能である。例えば、CPU41は、測定領域55から得られた三次元OCTデータを解析し、特徴部位(例えば、黄斑、乳頭、異常部位の少なくともいずれか)を抽出し、抽出結果に基づいてラインパターンの位置を決定してもよい。また、CPU41は、ユーザに操作部48を操作させることで、特徴部位の位置を測定領域55上で指定させてもよい。

0066

角度指定欄85では、選択されたラインパターンを測定領域55上に設定する際の角度が指定される。一例として、本実施形態の角度指定欄85には、「右回転」および「左回転」のボタンが設けられている。ボタンが操作されると、操作されたボタンに応じて、選択されたラインパターンが測定領域55上で回転される。また、大きさ指定欄90では、選択されたラインパターンの測定領域55上での大きさが指定される。本実施形態の大きさ指定欄90には、「拡大」および「縮小」のボタンが設けられている。ボタンが操作されると、操作されたボタンに応じて、選択されたラインパターンの測定領域55上での大きさが変更される。

0067

処理結果表示欄61には、ラインパターンが設定された測定領域55の二次元正面画像と、設定されたラインパターンに応じて抽出された二次元断層画像が表示される。図5に示す例では、ラインパターンとして「クロス」が選択されており、且つ、ラインパターンの位置として「黄斑中心」が選択されている。従って、CPU41は、測定領域55の二次元正面画像上において、「クロス」のラインパターンに含まれる水平方向のライン71Aと垂直方向のライン71Bを、中心が黄斑に一致するように表示させている。また、CPU41は、ライン71Aに交差する断面における二次元断層画像73Aと、ライン71Bに交差する断面における二次元断層画像73Bを、三次元OCTデータから抽出し、処理結果表示欄61に表示させている。

0068

なお、任意選択が指定されている場合のラインパターンの設定方法を変更することも可能である。例えば、ラインパターンの種類と位置を同時に選択できてもよい。この場合、一例として、「黄斑疾患診断」ボタンが操作されると、CPU41は、「クロス」と「マップ」のラインパターンを選択すると共に、選択したラインパターンの中心が黄斑に一致するように、ラインパターンの位置を設定してもよい。また、「乳頭疾患診断」ボタンが操作されると、CPU41は、「サークル」と「マップ」のラインパターンを選択すると共に、選択したラインパターンの中心が乳頭に一致するように、ラインパターンの位置を設定してもよい。また、設定するラインパターンを、ユーザ毎に予め登録できてもよい。この場合、ユーザは、ラインパターンを選択するための操作を毎回実行する必要が無い。

0069

また、CPU41は、ユーザが確認したい解析結果に応じてラインパターンを設定してもよい。例えば、1本の直線のライン上における特定の層の厚みを示すグラフが、ユーザが所望する解析結果として選択された場合には、CPU41は、図5の「ライン」をラインパターンに含めてもよい。また、円形のライン上の各々の部分における厚みの平均値のグラフが、ユーザが所望する解析結果として選択された場合には、CPU41は、「サークル」をラインパターンに含めてもよい。

0070

また、経過観察の処理が指定されている場合には(S18:YES)、CPU41は、過去に得られたOCTデータを処理する際に設定されたラインパターンと同一のラインパターンを、測定領域55に対して今回設定するラインパターンとして選択する(S23)。CPU41は、過去に得られたOCTデータを処理する際にラインパターンが設定された位置と同じ位置に、ラインパターンを設定する(S24)。CPU41は、設定したラインパターンのラインに交差する断面における二次元断層画像を、三次元OCTデータから抽出する(S25)。CPU41は、抽出した二次元断層画像をモニタ47に表示させる。

0071

なお、S24における「位置」には、ラインパターンの角度および大きさも含まれていてもよい。過去に設定されたラインパターンの種類および位置の情報は、種々の方法で取得することが可能である。例えば、同一の被検体の組織から過去に三次元OCTデータが取得されて処理されていれば、CPU41は、処理結果のデータを取得し、取得したデータに含まれる情報を用いてもよい。

0072

また、経過観察の処理が指定されている場合に、過去に得られたOCTデータが、本実施形態のOCT装置1によって取得される三次元OCTデータとは異なる場合もあり得る。例えば、過去に得られたOCTデータが、従来のOCT装置によって特定のスキャンパターンで得られた二次元のOCTデータである場合もあり得る。この場合、CPU41は、従来のOCTデータが得られた際に実行された測定光のスキャンパターンと同一のラインパターンを、今回設定するラインパターンとして決定する。また、CPU41は、測定領域55のうち、従来のOCTデータが得られた際に測定光が走査された位置に、ラインパターンを設定する。その結果、過去に得られたOCTデータと、今回得られるOCTデータが異なる場合でも、経過観察が適切に行われる。

0073

また、S24の処理では、測定領域55の二次元正面画像に対して画像処理を行い、画像処理の結果に基づいてラインパターンの位置が決定される。詳細には、CPU41は、過去にラインパターンが設定された際の測定領域55の二次元正面画像と、今回取得された二次元正面画像の位置を、画像処理によってマッチングさせる。CPU41は、2つの二次元正面画像をマッチングさせた結果を用いて、過去に設定された位置と同一の位置にラインパターンを設定する。ただし、ラインパターンの位置を決定するための具体的な方法も、適宜変更できる。例えば、CPU41は、前述したS20の処理と同様に、画像処理によって組織の特徴部位の位置を検出し、検出した位置に基づいてラインパターンの位置を決定してもよい。

0074

また、S25の処理では、CPU41は、抽出する二次元断層画像におけるXY方向(測定光に交差する方向)の解像度に応じて、抽出する二次元断層画像のデータを調整してもよい。例えば、三次元OCTデータから単に二次元断層画像を抽出する際に、抽出される二次元断層画像のXY方向の解像度が不足する場合には、CPU41は、画素値補完して解像度を上げる調整処理を行ってもよい。この場合、例えば画像処理技術、人工知能AI)技術等が用いられることで、不足している画素値が補完されてもよい。画素値を補完する位置の周辺に位置する複数の画素の画素値に基づいて、補完する画素値が算出されてもよい。なお、以上の処理は、設定されたラインパターンのラインが、三次元OCTデータのポイント(画素)の隙間を通過する場合にも適用できる。また、1つまたは複数の三次元OCTデータから複数の二次元断層画像を単に抽出する際に、抽出される複数の二次元断層画像のXY方向の解像度に差が生じる場合には、CPU41は、解像度が高い方の二次元断層画像の画素値を、低い方の解像度に合わせて間引く調整処理を行ってもよい。この場合、複数の二次元断層画像の解像度の差が小さくなるので、より適切に診断等が行われる。また、CPU41は、抽出した二次元断層画像に対して画像処理を行うことで、画像のがたつきを滑らかにしてもよい。この場合にも、人工知能技術(例えばディープラーニング等)が用いられてもよい。

0075

なお、図4のS15で三次元OCTデータを取得する処理は、「取得ステップ」の一例である。図4のS20,S23,S24でラインパターンを設定する処理は、「設定ステップ」の一例である。図4のS25で二次元断層画像を抽出する処理は、「抽出ステップ」の一例である。

0076

1OCT装置
11OCT光源
12カップラー
14走査部
16照射光学系
20参照光学系
22受光素子
23 正面観察光学系
31 CPU
40 PC
41 CPU
100 OCTシステム

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