JP2018068630A - 断層画像取得装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＡＯ−ＯＣＴで網膜の広い範囲の血管構造や視細胞の形態分布を調べるには時間や手間がかかり、患者にとっての負担が大きくなる課題があった。
【解決手段】 本発明の断層画像取得装置は、被検眼の眼底画像で、低分解能の断層画像を取得する第１の位置を指定する第１の指定手段と、前記第１の位置に対応する低分解能の断層画像を取得する第１の取得手段と、前記分解能の断層画像で、高分解能の断層画像を取得する第２の位置を指定する第２の指定手段と、前記第１の位置と前記第２の位置に基づいて、高分解能の断層画像を取得する第２の取得手段とを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は断層画像取得装置及び方法に関し、特に、高分解能の断層画像を効率よく取得できる断層画像取得装置および方法に関する。

近年、低コヒーレンス光による干渉を利用した断層画像撮影装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ： 以下、ＯＣＴと記載）が、眼科用検査機器として実用化されている。さらに、補償光学系（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ：以下、ＡＯと記載）を搭載し、高分解能に網膜の微細構造を描出するＡＯ−ＯＣＴが研究開発されている（非特許文献１）。

人の眼球の光学系（角膜、水晶体、硝子体）は不均一であり、眼底を撮影する際に、眼底を撮影する光の光波面に収差が生じるため、高分解能に眼底の網膜を撮影することは一般に困難である。ＡＯ−ＯＣＴでは、波面センサーを用いて光波面の収差を計測し、波面補正デバイスを用いて光波面の収差を打ち消すため、高分解能な眼底画像を取得することが可能となる。

眼球を透過する光波面が受ける収差は瞳への入射角に依存し、入射角に対して収差が概一定とみなせる角度は数度以内（網膜上の長さで１ｍｍ以下に相当）であると言われている。波面補正デバイスによる収差補正は、撮影光の瞳位置への入射角に応じて高速に切り替えることが困難であるため、ＡＯを用いたＯＣＴの撮影画角は数度以内に限られ、従来のＯＣＴの画角（１０ｍｍ以上）と比較して撮影画角が狭い範囲に限られてしまう。また、画角が狭く、眼底の特徴的な構造（血管の分岐や視神経乳頭など）を同時に撮影できないため、ＡＯを用いて撮影した高分解能の断層画像のみでは眼底の撮影位置を同定することが難しい場合があった。

さらに、ＡＯ−ＯＣＴでは、従来のＯＣＴより開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ：以下、ＮＡと記載）を高くする必要があり、焦点深度が浅くなる。このため、異なるフォーカス位置ごとに撮影したストライプ状の複数の画像を合成した従来のＯＣＴ（特許文献１、２）に対し、フォーカス位置のステップをより細かく設定する必要がある。

特開２０１０‐１６９５０３ 特開２０１２‐２１３４４９

"Ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ ３Ｄ ｒｅｔｉｎａｌ ｉｎ ｖｉｖｏ ｉｍａｇｉｎｇ"，Ｒ．Ｚａｗａｄｚｋｉ ｅｔ．ａｌ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．１３，ｐｐ．８５３２―８５４６

上述の通りＡＯ−ＯＣＴは画角が狭く、焦点深度も浅いため、網膜面内、奥行き方向を含む広い範囲の血管構造や視細胞の形態分布を調べるには時間や手間がかかり、患者にとっての負担が大きくなる課題があった。また、撮影した高分解能の断層画像の撮影位置を同定することが難しいという課題があった。

従って、網膜の血管構造の描出と解剖学的構造・病変の描出が可能な撮影を効率的に行うことが可能な撮影装置が望まれている。

本発明は上記課題に鑑み、高分解能の断層画像の取得位置の指定を、低分解能の断層画像を利用することにより、簡単に行うことができる断層画像取得装置を提供することを目的とする。

更に、本発明は、高分解能の断層画像の取得位置を分かりやすく表示する断層画像取得装置を提供することを目的とする。

本発明に係る断層画像取得装置は、被検眼の眼底画像で、低分解能の断層画像を取得する第１の位置を指定する第１の指定手段と、前記第１の位置に対応する低分解能の断層画像を取得する第１の取得手段と、前記分解能の断層画像で、高分解能の断層画像を取得する第２の位置を指定する第２の指定手段と、前記第１の位置と前記第２の位置に基づいて、高分解能の断層画像を取得する第２の取得手段とを有する。

また、本発明に係る断層画像取得装置は、高分解能の断層画像を表示する第１の表示領域と、低分解能の断層画像を表示する第２の表示領域と、平面画像を表示する第３の表示領域とを有する表示手段と、前記第１の表示領域に表示された高分解能の断層画像の対応する位置を、前記第２の表示領域に表示された低分解能の断層画像と前記第３の表示領域に表示された平面画像にそれぞれ表示する制御手段とを有する。

本発明によれば、高分解能の断層画像の取得位置の指定を、低分解能の断層画像を利用することにより、簡単に行うことができる。

また、本発明によれば、高分解能の断層画像の取得位置を分かりやすく表示することができる。

本発明の一実施形態による眼科撮影装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態における光学系の構成図である。 ＯＣＴ画像の生成処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態における表示制御部による表示形態の概略説明図である。 本発明の一実施形態における撮影動作のフローチャートである。 断層画像のセグメンテーションの一例を示す図である。 本発明の一実施例における撮影順序と撮影枚数の説明のための図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例１］
［眼科撮影装置の全体構成］
図１は本発明の一実施形態による断層画像取得装置としての眼科撮影装置の概略構成図である。

図１において、眼科撮影装置は、光学系１００、制御部３００、画像生成部４００、及び、表示制御部５００により構成されている。制御部３００により制御される光学系１００は、被検眼１１８に対して測定光を照射し、被検眼１１８からの戻り光を検出する。画像生成部４００は、戻り光に応じた電気信号を光学系１００から受け、処理して断層画像Ｔ_ＯＣＴを生成し、表示制御部５００に出力する。表示制御部５００は液晶ディスプレイ等の表示デバイスを含み、入力された画像を表示する。また、生成された画像は記憶部６００に被検眼１１８を特定する情報と共に記憶される。

図１に示す眼科撮影装置は、特定の機能を持つハードウェアに接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって実現することができる。例えば、光学系１００をハードウェアで実現し、制御部３００、画像生成部４００および表示制御部５００を前記ハードウェアに接続されたＰＣに搭載可能なソフトウェアモジュールで実現することができる。以下の実施形態においてはＰＣの演算処理装置ＣＰＵが当該ソフトウェアモジュールを実行することで機能を実現するが、本発明はこのような方法に限定されるものではない。画像生成部４００は、例えばＡＳＩＣ等の専用のハードウェアで実現しても良いし、表示制御部５００はＣＰＵとは異なるＧＰＵ等の専用プロセッサによっても良い。また光学系１００とＰＣとの接続はネットワークを介した構成によっても本発明の主旨を変更することなく実現が可能である。

次に、各部の詳細な構成について説明を行う。

＜光学系１００の構成＞
以下、図２を用いて光学系１００の構成について説明する。光学系１００の主要な構成要素は、光源１０１、ＡＯ及び測定部１４０、参照光学系１５０、受光光学系１６０、前眼部観察部１７０、固視灯光学系１８０、ＳＬＯ部１９０からなる。なお、特に記載が無い場合は制御部３００に制御の下に各部は動作する。

光源１０１は、低コヒーレンス光源であり、例えば、中心波長８４０ｎｍ、波長幅１００ｎｍのＳｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ（以下、ＳＬＤ）光源が用いられる。本実施形態においてはＳＬＤ光源を用いたが、その他にチタンサファイアレーザー等を用いても良い。

光源１０１から出射された光は、シングルモードファイバ（以下、ＳＭファイバー）１０２−１を介して、ビームスプリッター１０３に導かれ、測定光と参照光に分岐される。本実施形態では、ビームスプリッター１０３はファイバカプラにより構成されている。ビームスプリッター１０３の分岐比は、９０（参照光）：１０（測定光）である。

分岐された測定光はＳＭファイバー１０２−４を介してＡＯ及び測定部１４０に導かれ、コリメータ１０５−１によって平行光とされ、ビーム径可変部１４１に入射する。

ビーム径可変部１４１は、測定光のビーム径を変更し、被検眼１１８の眼底Ｅｒを照射するＮＡを変えるユニットである。本実施形態では、複数のレンズが調整可能な位置に挿脱可能に構成されている。ビーム径可変部１４１は、制御部３００と通信可能に構成されており、制御部３００からの指示により、ビーム径を変更することが可能である。このことにより、通常のＯＣＴと同様の分解能で撮影するＯＣＴモードと、高い分解能で撮影するＡＯ−ＯＣＴモードを切り替えることが可能となる。ＯＣＴモードでは、ビーム径を狭く、低いＮＡで撮影を行い、ＡＯ−ＯＣＴモードではビーム径を広く、高いＮＡで撮影を行う。ＯＣＴモードでは、被検眼１１８の瞳上で２ｍｍ以下となるようにビーム径を設定し、ＡＯ−ＯＣＴモードでは６ｍｍ以上のビーム径となるようにビーム径可変部１４１を動作させるのが望ましい。ただし、被検眼１１８の瞳孔が６ｍｍ以上に開かなかったり、白内障の疾患などにより被検眼１１８の入射瞳が狭かったりする場合のため、２ｍｍから６ｍｍの間のビーム径でＡＯ−ＯＣＴを撮影できるような撮影モードを有していても良い。なお、本実施形態では、ＯＣＴモードではビーム径１ｍｍ（眼底上のスポット径２０μｍ）、ＡＯ−ＯＣＴモードではビーム径６ｍｍ（眼底上のスポット径３．５μｍ）とする。

次に、測定光は光分割部１０７を透過し、リレー光学素子１３０−１〜１３０−６で波面補正デバイス１０４、スキャン光学系１０８、被検眼１１８に導光される。本実施形態では、リレー光学素子はレンズで構成されている。リレー光学素子１３０−１〜１３０−６は、波面補正デバイス１０４、スキャン光学系１０８および被検眼１１８の入射瞳が略位相共役となるように調整されている。

スキャン光学系１０８はｘ−ｙ２次元のスキャンができるものとし、単一のミラーで２次元スキャンするスキャナーであっても、複数のスキャナーから構成されるものであっても良い。本実施形態では、ｙ（垂直）方向、ｘ（水平）方向いずれもガルバノスキャナーからなる。また、スキャン光学系１０８は、制御部３００の指示に基づき、撮影位置を変更（ステアリング）することも可能である。

リレー光学素子１３０−５および１３０−６は測定光の眼底Ｅｒへのフォーカス位置を調整する機能を持つ。リレー光学素子１３０−６はステージ１０９上に固定されており、光軸方向に動くことで、フォーカス位置の調整をすることができる。なお、本実施形態ではレンズを動かしてフォーカス位置を調整しているが、レンズを固定し、光路長を調整する機構を有するＢａｄａｌ Ｏｐｔｏｍｅｔｅｒを使用しても良い。

なお、リレー光学素子１３０−１〜１３０−６は、レンズ表面の反射光が迷光となることを防ぐため、ミラー等を使用する構成でも良い。

スキャン光学系１０８とステージ１０９は制御部３００によって制御され、被検眼１１８の眼底Ｅｒの所望の範囲で測定光をスキャンすることができる。測定光は、ステージ１０９上に乗ったフォーカスレンズ１１６の光軸方向への移動により、被検眼１１８に入射し、眼底Ｅｒの所望の深さ位置にフォーカスされる。

眼底Ｅｒを照射した測定光は、反射・散乱して戻り光となり、リレー光学素子１３０−１〜１３０−６を逆順にたどり、光分割部１０７に戻る。戻り光は光分割部１０７により一部が分割され、リレー光学素子１３０−７、１３０−８およびアパーチャ１３２を介し、波面センサー１０６に導光される。リレー光学素子１３０−７、１３０−８は、波面補正デバイス１０４、スキャン光学系１０８および被検眼１１８の入射瞳と略位相共役となるように調整されている。アパーチャ１３２は、迷光が波面センサー１０６に入るのを防ぐために挿入されている。また、光分割部１０７の分岐比は、被検眼１１７への入射光量、ＡＯ及び測定部１４０の光の利用効率（スループット）、波面センサー１０６の感度、受光光学系１６０のスループットで決まり、本実施形態では９０（透過）：１０（反射）である。

光分割部１０７を透過した測定光の戻り光は、ビーム径可変部１４１、コリメータ１０５−１、ＳＭファイバー１０２−４を介し、ビームスプリッター１０３に入射する。

一方、ビームスプリッター１０３で分岐された参照光は、ＳＭファイバー１０２−３を介して出射され、コリメータ１５１によって平行光とされる。参照光は、分散補償ガラス１５２を介し、ミラー１５３で反射される。ミラー１５３はステージ１５４上に配置されており、被検者の眼軸長の相違等に対応して光軸方向に駆動し、コヒーレンスゲート位置（測定光と参照光の光路長差）を調整するように制御部３００で制御される。なお、本実施形態では参照光の光路長を変更しているが、測定光の光路と参照光の光路との光路長差を変更できれば良い。

ミラー１５３で反射された参照光は、光路を逆順にたどり、分散補償ガラス１５２、コリメータ１５１、ＳＭファイバー１０２−３を介し、ビームスプリッター１０３に入射する。ビームスプリッター１０３では、測定光の戻り光と参照光が合波されて干渉光となり、受光光学系１６０に入射する。

受光光学系１６０に入射した干渉光は、コリメータ１６１、グレーティング１６２、結像レンズ１６３を介し、ディテクター１６４に入射する。干渉光はグレーティング１６２によりスペクトルに分解され、ディテクター１６４上で干渉光のスペクトル成分ごとに受光され、信号Ｓ_ＯＣＴに変換されて画像生成部４００に入力される。

＜ＡＯ動作＞
ＡＯ−ＯＣＴモードにおけるＡＯの動作を以下に説明する。

本実施形態では、波面センサー１０６としてシャックハルトマンセンサーを用いる。シャックハルトマンセンサーは、マイクロレンズアレイにより入射された光（本実施形態では測定光の戻り光の分割された光）を分割し、それぞれの分割された測定光を２次元センサー上に集光する。２次元センサーの信号を画像化すると、集光点が並んだ画像となり、これをハルトマン像と呼ぶ。波面センサー１０６は制御部３００と接続されており、制御部３００でハルトマン像を読み込み、各集光点ごとの基準点からの移動量に基づいて測定光の戻り光の収差（被検眼で発生した収差）を求める。

制御部３００は、求められた収差に基づき波面補正デバイス１０４への入力信号（収差を打ち消すための駆動信号）を計算し、収差が低減されるように波面補正デバイス１０４を駆動する。波面センサー１０６によるハルトマン像の取得と、制御部３００での収差の計算、および波面補正デバイス１０４の駆動の一連の動作は繰り返し行われ、測定光の戻り光の収差が低減されるように常に動き続ける。また、制御部３００が波面補正デバイス１０４への入力信号には、例えば眼底Ｅｒへのフォーカスを変更するための凹面形状（デフォーカス）など、測定光の戻り光の光波面を所望の形状に変形させるための信号を重畳させたものであっても良い。

＜前眼部観察＞
被検眼１１８は前眼部照明光源１７２からの照明光で照射され、前眼部観察部１７０で被検眼１１８の前眼部が撮影される。本実施形態では、前眼部照明光源１７２として中心波長７４０ｎｍのＬＥＤを用いる。前眼部照明光源１７２の照明光は、ダイクロイックミラー１２０−１、１２０−２でそれぞれ反射され、前眼部観察部１７０に入射する。前眼部観察部１７０は結像レンズ１７１と２次元撮影デバイス１７２で構成され、被検眼１１８の前眼部が写るように調整されている。２次元撮影デバイス１７２からの信号は制御部３００を介して表示制御部５００に入力され、表示デバイスに表示される。被検眼１１８の光軸に沿う方向の位置合わせを容易にするため、前眼部観察部１７０にスプリットプリズムを導入しても良い。

ユーザーはＯＣＴ撮影を開始する前に前眼部照明光源１７２を点灯し、得られた前眼部画像を用いて被検眼１１８の位置合わせを行う。また、必要に応じてＯＣＴの撮影を中断し、前眼部照明光源１７２を点灯し、被検眼１１８の位置を確認しても良い。位置合わせが完了したら、前眼部照明光源１７２を消灯し、前眼部観察部１７０での撮影を完了する。

＜固視灯光学系＞
固視灯光学系１８０は、光学素子１８１と発光型の有機ＥＬディスプレイモジュール１８２からなる。ディスプレイモジュール１８２としては、他に液晶、ＬＥＤアレイ等を用いることができる。

制御部３００からの指示によりディスプレイモジュール１８２に点灯表示されたパターンは、光学素子１８１、ダイクロイックミラー１２０−３、１２０−２、１２０−１を介し、適切な倍率で眼底Ｅｒに投影される。パターンの点灯位置を変更することで、被検眼１１８の固視を誘導し、眼底Ｅｒの所望の位置が撮影できるように調整することができる。パターンとして、クロス、円形、四角形等を用いることができ、被検眼１１８が最も容易に知覚できるパターンを用いることが望ましい。また、パターンの大きさを変更したり、色フィルターを挿入したりして、被検眼１１８の知覚が容易となるように調整しても良い。

光学素子１８１は制御部３００からの指示により眼底Ｅｒへのフォーカスを調整することが可能である。光学素子１８１をステージ１８３上に載せ、ＡＯ及び測定部１４０のステージ１０９と連動して動かす。

＜ＳＬＯ部＞
ＳＬＯ部１９０は、眼底Ｅｒの広い範囲（画角４０度×４０度程度）の画像を撮影する。ＳＬＯユニット１９１は、光源、２次元のスキャナー、ディテクター等から構成され、１秒間に１５枚程度のＳＬＯ画像を取得する。ＳＬＯユニット１９１で取得されたＳＬＯ信号Ｓ_ＳＬＯは、画像生成部４００でＳＬＯ画像Ｍ_ＳＬＯに変換された後、表示制御部５００に入力され、表示制御部５００に含まれる表示デバイス上に表示される。

取得されたＳＬＯ画像は、疾患部位等の撮影位置の確認や、不図示のキーボードやマウス等の入力デバイスによる撮影位置の指定に用いることができる。

＜トラッキング＞
光学系１００は、被検眼１１８の固視微動等による撮影位置のずれを検出し、リアルタイムに撮影位置を調整するトラッキングを行う。以下に、その手順を説明する。

ＳＬＯユニット１９１で取得した眼底ＥｒのＳＬＯ画像の１枚をリファレンス画像として選択し、記憶部６００に記憶する。リファレンス画像は、信号対雑音比（以下、Ｓ／Ｎ比）が高く、画像の歪みが少ないものが望ましく、複数のＳＬＯ画像の平均化画像を用いても良い。

ＳＬＯユニット１９１で撮影を開始すると、取得されたＳＬＯ画像は制御部３００に送られ、リファレンス画像との相関値の計算結果に基づいて位置ずれの量が求められる。相関値の計算は、リファレンス画像とＳＬＯ画像の相対的に画素をずらしながら相関値を計算しても良いし、フーリエ変換を利用したＰｈａｓｅ Ｏｎｌｙ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ（ＰＯＣ）法を用いても良い。また、高速で計算するため、ＦＰＧＡユニットを用いたり、ＧＰＵユニットを用いたりしても良い。

計算により求められた位置ずれの量に基づき、制御部３００がスキャン光学系１０８に位置ずれを打ち消すための指示を送り、ｘ方向のガルバノスキャナーおよびｙ方向のガルバノスキャナーが駆動され、眼底Ｅｒの撮影位置が調整される。

眼底Ｅｒの広い領域が写るＳＬＯ画像に基づくトラッキングであるため、撮影位置が大きくずれた場合でも位置ずれの量を求めることができ、フレームアウトせず安定して同じ位置を撮影することが可能である。

＜制御部３００＞
次に、制御部３００について説明する。前述したように、本実施形態において制御部３００は、ＣＰＵがソフトウェアモジュールを実行することによりその機能を実現し、光学系１００の各部を制御すると共に本発明による眼科撮影装置全体の動作を制御する。また、制御部３００は眼科撮影装置を操作するユーザーの入力も受け付けるものとする。具体的には、制御部３００には被検眼を特定する患者ＩＤ等の情報、撮影に必要なパラメータ、眼底をスキャンするパターンの選択等を不図示のキーボードやマウス等のデバイスから入力する。これに基づいて、制御部３００は各部を制御すると共に得られた信号、画像等のデータを記憶部６００に記憶する機能を有する。

＜画像生成部４００＞
画像生成部４００は、光学系１００から出力された信号に対して様々な処理を行うことで、被検眼に関する画像を生成・出力する。

ＯＣＴ画像の生成では、図３に示す通り、ステップＳ３０１で波長に対する信号Ｓ_ＯＣＴを波数にマッピングし直し、ステップＳ３０２で直流成分を除去したのち、ステップＳ３０２でフーリエ変換をすることでＯＣＴ画像Ｔ_ＯＣＴを取得する。また、複数のＯＣＴ画像の位置合わせや平均化、および複数の異なる眼底位置で撮影された画像を合成し３次元のＯＣＴ画像Ｖ_ＯＣＴを生成する処理等が行われる。

ＳＬＯ画像の生成では、信号Ｓ_ＳＬＯをスキャナーの信号に同期させて２次元のデータに変換し、ＳＬＯ画像Ｍ_ＳＬＯに変換する処理等が行われる。

＜表示制御部５００＞
次に、表示制御部５００について説明する。前述したように表示制御部５００は液晶ディスプレイ等の表示デバイスを含み、画像生成部４００から入力した画像を表示する。図４は表示制御部５００によって表示される画面の構成を示したものである。なお、図４において示される画面とは別に、制御部３００によって入力される患者ＩＤ等の被検眼の特定情報の入力画面が必要であるが、これは公知の構成によることができ、本発明の中心的部分ではないため説明は省略する。

図４において、表示デバイス４０１には、画像表示領域４０２と被検眼情報の表示領域４０３で構成される画面が表示される。被検眼情報表示領域４０３には、患者ＩＤ、氏名、年齢等の情報が表示される。画像表示領域４０２は、画像の表示領域４０４、４０５、４０６、４０７、４０８と、ユーザーが操作可能なユーザーインタフェースであるボタン４２０、４２１、４２２、スライダー４１２、４３１，４３２、およびプルダウンメニュー４１３が配置されている。

各表示領域に表示される画像とユーザーインタフェースの機能は、後述する撮影動作のフローにおいて説明する。

［撮影動作］
次に、本発明の実施形態による眼科撮影装置の動作を図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。

＜ステップＳ５０１＞（ＳＬＯ、ＯＣＴ動作開始）
ＳＬＯユニット１９１の光源、スキャナユニット等の動作を開始し、被検眼１１８の眼底Ｅｒに光を２次元照射する。ＳＬＯ画像のプレビューが画像表示領域４０４に表示され、眼底Ｅｒの撮影位置や画質を確認できる。

また、光源１０１、スキャン光学系１０８の動作を開始する。また、波面補正デバイス１０４は反射面がフラットになるよう初期化を行う。ＯＣＴ画像のプレビューが画像表示領域４０５に表示される。

＜ステップＳ５０２＞（リファレンスＳＬＯ画像取得）
眼底Ｅｒの所望の撮影位置が取得されるよう、ＳＬＯユニット１９１、固視灯光学系１８０を調整する。固視灯光学系１８０の点灯位置を固定し、ＳＬＯユニット１９１のステアリングにより所望の撮影位置を撮影する。

次に、ＳＬＯのフォーカス位置の調整を行う。フォーカス位置の調整は自動または手動で行うことができ、ユーザーがどちらかを選択することができる。自動のフォーカス位置の調整では、制御部３００がＳＬＯフォーカス位置を駆動により移動させ、ＳＬＯ画像の自乗平均平方根（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ、以下、ｒｍｓ）値が最大となるフォーカス位置に調整される。

フォーカス調整完了後に取得されるＳＬＯ画像をリファレンスＳＬＯ画像とし、ｒｍｓ値とともに記憶部６００に記憶される。また、手動のフォーカス位置の調整では、スライダー４３１によりユーザーが指示する値に基づき、制御部３００がＳＬＯのフォーカス位置を移動するように駆動する。予め設定された時間にユーザーからの入力が無いと判断された後に取得されるＳＬＯ画像をリファレンスＳＬＯ画像とし、ｒｍｓ値とともに記憶部６００に記憶される。なお、既に記憶部６００にリファレンス画像が記憶されている場合、新たに取得されたｒｍｓ値と記憶されているｒｍｓ値を比較し、ｒｍｓ値の高い値のリファレンスＳＬＯ画像がｒｍｓ値とともに記憶部６００に記憶される。

ＯＣＴのフォーカスはＳＬＯのフォーカスと連動しており、制御部３００はＳＬＯのフォーカス位置の調整に合わせて、ステージ１０９を移動駆動する。

＜ステップＳ５０３＞（トラッキング開始）
ステップＳ５０２で取得されたリファレンスＳＬＯ画像を基準画像として、トラッキングを開始する。

＜ステップＳ５０４＞（ＯＣＴ撮影位置（ｘ、ｙ）指定）
画像表示領域４０４にはＯＣＴの撮影位置を示す矩形のマーク４１０が重畳して表示されており、ユーザーはマウス等の入力デバイスによりマーク４１０を移動させることで撮影位置（矩形領域）を指定する。制御部３００はマーク４１０の位置に基づいてスキャン光学系を駆動し、マーク４１０で指定される撮影範囲内でプレスキャンを行う。プレスキャンは１回の２次元スキャンで取得されるＯＣＴ画像の枚数を減らして動作させるものであり、本実施形態では、撮影範囲の中央のＯＣＴ画像を取得し、表示領域４０５にプレビュー表示する。また、制御部３００はＯＣＴ画像の輝度値に基づきステージ１５４を駆動し、眼底Ｅｒの網膜の断層が画像内に収まるようにコヒーレントゲート位置を調整する。

なお、本実施形態では単一のＯＣＴ画像をプレビュー表示したが、複数のＯＣＴ画像がプレビューされるように構成されても良い。例えば、マーク４１０で指定される撮影範囲の外周や、中心のクロスのＯＣＴ画像を表示することで、フォーカスやコヒーレントゲート調整が適切かどうかを判断することができる。また、ユーザーがスライダー４３２を操作し、コヒーレントゲートを手動で微調整することも可能である。

＜ステップＳ５０５＞（ＯＣＴ画像取得）
ユーザーがボタン４２０を押下することにより、３次元ＯＣＴデータの取得を開始する。マーク４１０で指定される撮影範囲を、予め設定された画素分解能、速度、取得回数等のパラメータに基づきデータを取得する。

＜ステップＳ５０６＞（セグメンテーション実行）
ステップＳ５０５で取得されたデータは画像生成部４００に送られて画像化され、表示領域４０５に表示される。また、セグメンテーション（部位情報取得）が行われ、セグメンテーションラインの重畳を表示／非表示で切り替えることができる。

ここで、網膜のセグメンテーションについて具体的に説明する。

画像生成部４００は、ＯＣＴ画像から抜き出した処理の対象とする断層画像に対して、メディアンフィルタとＳｏｂｅｌフィルターをそれぞれ適用して画像を作成する（以下、それぞれメディアン画像、Ｓｏｂｅｌ画像という）。次に、作成したメディアン画像とＳｏｂｅｌ画像から、Ａスキャン毎にプロファイルを作成する。メディアン画像では輝度値のプロファイル、Ｓｏｂｅｌ画像では勾配のプロファイルとなる。そして、Ｓｏｂｅｌ画像から作成したプロファイル内のピークを検出する。検出したピークの前後やピーク間に対応するメディアン画像のプロファイルを参照することで、網膜層の各領域の境界を抽出する。

セグメンテーション結果について図６を用いて説明する。図６は輝度平均化した断層画像であり、セグメンテーションラインが実線で重畳されていることを示している。セグメンテーションは、本実施形態では６層を検出している。６層の内訳は、（１）神経線維層（ＮＦＬ）、（２）神経節細胞層（ＧＣＬ）＋内網状層（ＩＰＬ）を合わせた層、（３）内顆粒層（ＩＮＬ）＋外網状層（ＯＰＬ）を合わせた層、（４）外顆粒層（ＯＮＬ）＋外境界膜（ＥＬＭ）を合わせた層、（５）Ｅｌｌｉｐｓｏｉｄ Ｚｏｎｅ（ＥＺ）＋Ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｉｏｎ Ｚｏｎｅ（ＩＺ）＋網膜色素上皮（ＲＰＥ）を合わせた層、（６）脈絡膜（Ｃｈｏｒｏｉｄ）である。

なお、本実施形態で説明したセグメンテーションは一例であり、ダイクストラ法を利用したセグメンテーションなど、その他の方法を用いても良い。また、検出する層の数は任意に選ぶことができる。

＜ステップＳ５０７＞（ＡＯ−ＯＣＴ撮影位置の指定）
表示領域４０５の画像に重畳された破線４１１−１、４１１−２は、３次元ＯＣＴ画像のｘ、ｙ方向に沿うように描画され、スライダー４１２−１、４１２−２によりそれぞれの位置が調整可能である。スライダー４１２で指示される値が更新されると、破線４１１に対応する位置での断層画像が表示領域４０６（水平方向Ｈ：４１１−２に対応する）、４０７（垂直方向Ｖ：４１１−１に対応する）に自動で描画される。ユーザーは、ＡＯ−ＯＣＴの撮影位置が含まれるようにスライダー４１２を用いて調整する。また、プルダウンメニュー４１３からセグメンテーションにより分離された層を単独または複数の組み合わせで選択することができ、非選択の層を透明または半透明にする等、所望の網膜の層を強調して表示し、撮影位置の調整が容易になるように構成されている。

なお、ＡＯ−ＯＣＴの撮影位置が容易に指定できるよう、断層画像を描画する範囲を破線４１１−１、４１１−２の交差する位置から１ｍｍ程度に狭めても良い。また、破線４１１−１、４１１−２を網膜の湾曲に沿って投影し、断層画像の位置がより容易に指定できるように構成されても良い。さらに、破線４１１−１、４１１−２はマウス等の入力装置で任意の方向を指定できるように構成されてもよく、補間等により３次元ＯＣＴ画像から生成した断層画像を表示領域に表示し、疾患部位等を容易に指定できるよう構成されていても良い。

ＡＯ−ＯＣＴの撮影位置指定は、表示領域４０６または表示領域４０７に重畳して表示される矩形のマーク４１３をユーザーが動かすことで行われる。このマーク４１３は、ユーザーにより操作されたマウスカーソルが入った表示領域（４０６又は４０７の何れか一方）に、破線４１１−１と４１１−２が交差した位置に応じて表示される。また、ユーザーはＯＣＴモードとＡＯ−ＯＣＴモードを切り替えるボタン４２１を押下することで、ＡＯ−ＯＣＴモードに移行する。

ＡＯ−ＯＣＴモードに移行すると、制御部３００がビーム径可変部１４１を駆動してビーム径を変更し、ＡＯの動作を開始する。制御部３００は予め設定されたスキャン振幅、スキャン速度等のパラメータに基づき、ＡＯ−ＯＣＴモードのプレビュー撮影を行う。本実施形態では、マーク４１３で指定される領域の中央の撮影位置を撮影し、表示領域４０８にＡＯ−ＯＣＴ画像をプレビュー表示する。ここで、ＡＯ−ＯＣＴ画像の生成について説明する。通常のＯＣＴ画像と同様に干渉光に応じた信号をＦＦＴ変換することによりＡスキャンの断層画像を求める。設定されたフォーカス位置に基づいて、ＯＣＴ画像における深さ位置を設定する。Ａスキャンの断層画像の、設定した深さ位置に対応する位置を中心として、断層画像の網膜深さ方向における高解像度領域の幅に相当する幅（画像の高さ方向の幅）のＯＣＴ画像を高分解能な断層画像として抜き出す。この処理を画像の横幅に相当するＡスキャン分繰り返すことによりＡＯ−ＯＣＴ画像を生成する。

マーク４１３が指定する撮影範囲に基づいて、固視灯光学系１８０の点灯位置とステアリングによる撮影位置の移動距離（以下、ステアリング量と記載）を計算し、制御部３００が自動で撮影位置の調整を行う。なお、本実施形態では、固視灯の点灯位置は破線４１１−１と４１１−２との交点に応じて設定される。また、ＡＯ−ＯＣＴ撮影時のフォーカス位置は、ＯＣＴ撮影時のコヒーレンスゲート位置（画像の上端）と網膜の高反射層（視神経線維層、ＩＳ／ＯＳ、ＲＰＥ等の少なくとも１つ）に基づいて、マーク４１３の位置が両者の間における相対位置から得られる位置にフォーカス位置を設定するものとする。また、高反射層を基準とし、波面補正デバイス１０４に予め設定されているデフォーカスを重畳させてフォーカス位置の調整を行うこともできる。基準を決めるため、撮影開始後にスルーフォーカス撮影（奥行き方向に連続的に行う撮影）を行っても良い。また、高反射層にフォーカスが合うステージ１０９の設定値と波面補正デバイス１０４のデフォーカスを予め記憶部６００に記憶し、記憶された値に基づいて制御部３００を動作させる構成でも良い。

固視の誘導がうまくいかない等、自動では所望の撮影位置に移動できなかった場合には、手動で固視灯の点灯位置やステアリング量の調整を行うことが可能である。撮影位置の調整等に伴い、被検眼１１８のアライメントがずれた場合には、アライメントの再調整を促す構成を有していても良い。

固視灯光学系１８０の点灯位置とステアリング量を記憶部６００に記憶し、同じ位置を再撮影する際、記憶された点灯位置とステアリング量に基づいて制御部３００を動作させる。また、撮影位置の指定と自動で調整される撮影位置のずれを補正するため、手動で調整した点灯位置やステアリング量に基づき、点灯位置とステアリング量を調整する構成を有していても良い。

固視灯光学系１８０の点灯位置が変更された場合、リファレンスＳＬＯ画像が基準の位置からずれるため、トラッキングをいったん中断する。

マーク４１３が指定する撮影の範囲（矩形領域の大きさ）はユーザーが任意に設定できるが、ＡＯを用いた撮影では画角が限られるため、広い範囲を撮影する場合、眼底の領域を分割してデータ取得する必要が生じる。このため、ユーザーが指定できるマーク４１３の大きさは、ｘ、ｙ方向および深さ方向それぞれに対して異なる上限値を設ける。ユーザーが上限値を超える値の指定を試みた場合には、自動的にマーク４１３の大きさを上限値に設定したり、エラーの発生を知らせるプロンプト画面を表示したりする。

＜ステップＳ５０８＞（ＡＯ−ＯＣＴ撮影開始）
ユーザーは、ボタン４２２を押下してＡＯ−ＯＣＴ撮影を開始する。ステップＳ５０７でＡＯ−ＯＣＴモードに移行していない場合、制御部３００がビーム径可変部１４１を駆動してビーム径を変更し、ＡＯの動作を開始する。

まず、マーク４１３の指定する撮影範囲に基づき、制御部３００がスキャン光学系１０８のスキャン振幅、スキャン速度等のパラメータ、および撮影枚数と撮影順序を決定する。

撮影範囲が単一のＡＯ−ＯＣＴ画像の最大幅を上回る場合には、隣り合う撮影位置でのＡＯ−ＯＣＴ画像同士が重なり合うように撮影領域を分割する。また、深さ方向は浅い焦点深度（理論上２０μｍ程度）を考慮し、５０μｍから１００μｍ程度の領域に分割して撮影する。理論値に対して大きめの領域に設定しているのは、焦点深度の範囲外でもフォーカスの変化は緩やかなためである。ただし、撮影時間の短縮のため、１００μｍ以上の領域に分割することも可能である。

ステップＳ５０７でトラッキングが中断されている場合や、固視灯光学系１８０の点灯位置を複数回変更して撮影を行う場合には、ＡＯ−ＯＣＴの撮影開始前にリファレンスＳＬＯ画像を取得し、トラッキングを開始する。

本実施形態によるＡＯ−ＯＣＴモードでの撮影順序を、図７を参照しながら説明する。

図７において、ＯＣＴ画像７０１に重畳して実線で示される領域（例えば、領域７０２）は、収差が略一定とみなせる撮影範囲であり、固視灯光学系１８０の点灯位置、ステアリング量、フォーカス位置を変更することなく撮影可能な領域を示している。

図７（ａ）は、ユーザーの指定する撮影範囲が狭い場合である。領域７０３がマーク４１３を内包するように固視誘導、ステアリングおよびフォーカス位置を調整することで、一度の撮影でＡＯ−ＯＣＴ画像が取得できる。

図７（ｂ）（ｃ）は、ユーザーの指定する撮影範囲が広く、一度の撮影では指定範囲全域を内包できない場合である。特に、網膜面内方向および奥行き方向いずれにも移動させて撮影する必要がある。この場合、補正する収差の変化分を少なくするため、フォーカス位置の調整を優先し、深さ方向に連続して撮影するよう撮影順序を決定する。また、アライメントのずれが生じにくくなるため、撮影を効率的に行うことが可能である。

図７（ｂ）は、マーク４１３で指定される範囲を４分割して撮影する例である。領域７０３−１を撮影したのち、フォーカス位置を移動させ領域７０３−２の撮影を行う。次に、ステアリングを行い、領域７０３−３の撮影を行い、最後にフォーカス位置を移動させ領域７０４−４の撮影を行う。

図７（ｃ）は、マーク４１３の中央の領域７０４−１を最初に撮影したのち、領域７０４−２〜７０４−５を撮影する。領域７０４−１は、貼りあわせ画像作成のリファレンス画像として使用する。貼りあわせ画像の作成は、後述のステップＳ５１４において説明する。

＜ステップＳ５０９＞（固視誘導・ステアリング）
ステップＳ５０８で決定された撮影順序に基づき、制御部３００が固視灯光学系１８０とスキャン光学系１０８を動作させる。

＜ステップＳ５１０、ステップＳ５１１＞（フォーカス位置の調整）
ステップＳ５１０で、制御部３００の指示に基づいて、ステージ１０９を駆動し、所望の網膜層にフォーカス位置が合うように調整を行う。波面補正デバイス１０４にデフォーカスを重畳させてフォーカス位置の調整を行うこともできる。また、コヒーレンスゲートを移動させ、所望の網膜層の信号のＳ／Ｎ比が高くなるように調整を行うこともできる。この際、コヒーレンスゲートでの折り返し像が所望の撮影位置で折り重ならないように調整を行う。さらに、ユーザーがスライダー４３２でコヒーレンスゲート位置の微調整を行うことも可能である。

さらに奥行き方向の撮影を行う必要があるかをステップＳ５１１で判断し、必要な場合にはＳ５１０に戻って再度フォーカス位置の調整を行い、不要な場合にはＳ５１２に移る。

＜ステップＳ５１２＞（撮影位置（ｘ、ｙ）の移動）
領域を分割して撮影を行ったり、撮影に失敗し再度撮影を行ったりするために、撮影位置（ｘ、ｙ）を移動させる必要があるかどうかを判断し、必要な場合にはＳ５０９に戻って固視誘導、ステアリングの調整を行い、不要な場合にはＳ５１３に移る。

＜ステップＳ５１３＞（撮影完了の判断）
撮影が完了したかどうかを判断し、完了した場合にはＳ５１４に移り、撮影を継続する場合にはＳ５０２に移る。

＜ステップＳ５１４＞（画像の合成）
複数枚のＯＣＴ画像を取得した場合、それぞれのコントラストやＳ／Ｎ比の高い領域を合成し、表示領域４０８に表示する。

図７（ｂ）で取得される４枚のＯＣＴ画像は、それぞれ領域７０３−１〜７０３−４の領域を切り出し、貼りあわせ画像を作成する。ステップＳ５０８で設定した画像の重なりあう領域同士で位置合わせにより、貼り合わせを行う。また、重なり合いが小さい場合等には、低分解能のＯＣＴ画像７０１をリファレンス画像として、ＡＯ−ＯＣＴ画像の分解能を落とした画像と位置合わせを行い、大まかな貼り合わせ位置を求めても良い。貼り合わせ画像は、マーク４１３で指定される撮影範囲に概略一致するようにトリミングを行い、表示領域４０８に表示される。

図７（ｃ）で取得されるＯＣＴ画像に関しては、領域７０４−１をリファレンス画像として領域７０４−２〜７０４−５を貼り合わせする。撮影範囲の概略中央の位置でリファレンス画像を取得することにより、重なり合いの領域が大きくなり、貼り合せの精度を向上させることが可能である。

以上説明したように本実施例によれば、低分解能の断層画像で高分解能の断層画像の取得位置の指定ができるので、血管構造や病変の抽出が効率的に行える。更に、高分解能の断層画像の位置指定が容易にできることにより、患者にとっての負担軽減になる。

［実施例２］
上述の実施例１では、高分解能の断層画像を撮影する場合の手順について説明した。本実施例では、断層画像取得装置として、眼科撮影装置が取得した高分解能の断層画像の撮影位置をユーザーに提示する場合の処理について説明する。

まず、実施例１で示したように取得した複数の高分解能の断層画像が、撮影された位置情報と共に記憶部６００に記憶されている。

ユーザーの指示に基づき、制御部３００は、記憶部６００から読み出した複数の高分解能の断層画像を、表示デバイスに一覧表示する。そして、選択された高分解能の断層画像を、図４の表示領域４０８に表示する。それと共に、選択された高分解能の断層画像と対応付けて記憶部６００に記憶されている低分解能の断層画像と位置情報を読み出し、位置情報に基づいて、表示領域４０６，４０７にそれぞれ低分解能の断層画像を表示する。そして、表示領域４０６，４０７に表示された低分解能の断層画像上に、高分解能の断層画像の対応する位置を示す矩形のマーク４１３を表示する。更に、表示領域４０５に表示する、複数の低分解能の断層画像から生成した眼底の平面画像である眼底画像上に、表示領域４０６，４０７に表示された低分解能の断層画像の対応する位置を示す破線４１１−１、４１１−２を表示する。なお、眼底の平面画像は必ずしも２次元の画像である必要はなく、眼底の平面（表面）が確認できる３次元的画像（例えば、図４の表示領域４０５に表示されている画像）であっても良い。

以上説明したように本実施例によれば、高分解能の断層画像の取得位置を分かりやすく表示することができる。

［その他の実施例］
前述した実施例において、撮影データは被検眼１１８に対して広帯域光源を用いたスペクトラルドメイン方式のＯＣＴによって得たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば波長掃引型のＯＣＴを用いても良い。

なお、上述した実施形態では、被検体が眼の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被検体に本発明を適用することも可能である。この場合、本発明は眼科撮影装置以外の、例えば内視鏡等の医療機器としての態様を有する。従って、本発明は眼科撮影装置に例示される画像取得装置として把握され、被検眼は被検体の一態様として把握されることが好ましい。

また、本発明は、以下のように装置を構成することによっても達成できる。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード（コンピュータプログラム）を記録した記録媒体（又は記憶媒体）をシステム或いは装置に供給することとしてもよい。また、該記録媒体の態様だけでなく、コンピュータの読み取り可能な記録媒体としてもよい。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、該記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。また、該実施形態は、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

Claims (12)

1. 被検眼の眼底画像で、低分解能の断層画像を取得する第１の位置を指定する第１の指定手段と、
   前記第１の位置に対応する低分解能の断層画像を取得する第１の取得手段と、
   前記分解能の断層画像で、高分解能の断層画像を取得する第２の位置を指定する第２の指定手段と、
   前記第１の位置と前記第２の位置に基づいて、高分解能の断層画像を取得する第２の取得手段とを有することを特徴とする眼科撮影装置。
2. 前記被検眼の眼底画像は、複数の低分解能の断層画像を光軸方向に投影することにより生成された画像であることを特徴とする請求項１に記載の断層画像取得装置。
3. 光源からの光を測定光と参照光に分割する分割手段と、
   前記測定光と前記参照光との光路長差を調整する制御手段と、
   前記測定光のフォーカス位置を調整するフォーカス手段とを更に有し、
   前記フォーカス手段は、前記低分解能の断層画像を取得したときの光路長差の情報に基づいて、前記高分解能の断層画像を取得する際のフォーカス位置を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の断層画像取得装置。
4. 前記測定光を前記被検眼に照射することによる戻り光の収差を補正する補正手段を更に有し、
   前記第２の位置は、矩形領域として指定され、
   指定された矩形領域の水平方向の大きさが、前記補正手段による補正できる大きさを超える場合は、前記第２の取得手段は、前記矩形領域を複数に分割した領域ごとに高分解能の断層画像を取得することを特徴とする請求項３に記載の断層画像取得装置。
5. 前記取得した複数の高分解能の断層画像を貼り合わせて、一の断層画像を生成する貼り合わせ手段を更に有することを特徴とする請求項４に記載の断層画像取得装置。
6. 前記取得した複数の高分解能の断層画像からリファレンス画像を選択して位置合わせする位置合わせ手段を更に有し、
   前記貼り合わせ手段は、位置合わせされた前記複数の高分解能の断層画像を貼り合わせることを特徴とする請求項５に記載の断層画像取得装置。
7. 前記複数に分割した領域が、垂直方向と水平方向にそれぞれ複数ある場合、前記第２の取得手段は、垂直方向の領域の取得を優先することを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の断層画像取得装置。
8. 前記測定光のビーム径を変更する変更手段を更に有し、
   前記第１の取得手段と前記第２の取得手段は、前記測定光のビーム径が異なり、前記第２の取得手段のビーム径が大きいことを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項に記載の断層画像取得装置。
9. 高分解能の断層画像を表示する第１の表示領域と、低分解能の断層画像を表示する第２の表示領域と、平面画像を表示する第３の表示領域とを有する表示手段と、
   前記第１の表示領域に表示された高分解能の断層画像の対応する位置を、前記第２の表示領域に表示された低分解能の断層画像と前記第３の表示領域に表示された平面画像にそれぞれ表示する制御手段とを有することを特徴とする断層画像取得装置。
10. 前記平面画像は、複数の低分解能の断層画像を光軸方向に投影することにより生成された眼底の平面画像であることを特徴とする請求項９に記載の断層画像取得装置。
11. 被検眼の眼底画像で、低分解能の断層画像を取得する第１の位置を指定する第１の指定ステップと、
    前記第１の位置に対応する低分解能の断層画像を取得する第１の取得ステップと、
    前記分解能の断層画像で、高分解能の断層画像を取得する第２の位置を指定する第２の指定ステップと、
    前記第１の位置と前記第２の位置に基づいて、高分解能の断層画像を取得する第２の取得ステップとを有することを特徴とする断層画像取得方法。
12. 表示手段の第１の表示領域に高分解能の断層画像を表示し、第２の表示領域に低分解能の断層画像を表示し、第３の表示領域に平面画像を表示する表示ステップと、
    前記第１の表示領域に表示された高分解能の断層画像の対応する位置を、前記第２の表示領域に表示された低分解能の断層画像と前記第３の表示領域に表示された平面画像にそれぞれ表示する制御ステップとを有することを特徴とする断層画像取得方法。

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