光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体
【課題】被検査物である被検眼の複数箇所の断層画像の撮像が、簡単な操作で行える光断層画像撮像装置を提供する。
【解決手段】干渉信号の強度により被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記被検眼に注視させるための固視灯の点灯位置を、第一の観察部位に対する点灯位置から第二の観察部位に対する点灯位置に移動制御する点灯位置制御手段と、
固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、参照光路の光路長を第二の観察部位に対応した光路長に調整するため、参照光路の光路長を調整する参照光路調整手段を制御する光路長制御手段と、を有する。
【解決手段】干渉信号の強度により被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記被検眼に注視させるための固視灯の点灯位置を、第一の観察部位に対する点灯位置から第二の観察部位に対する点灯位置に移動制御する点灯位置制御手段と、
固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、参照光路の光路長を第二の観察部位に対応した光路長に調整するため、参照光路の光路長を調整する参照光路調整手段を制御する光路長制御手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体に関する。
特に、眼科診療等に用いられるＯＣＴにより断層画像を撮像する光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多波長光波干渉を利用した光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、試料（特に眼底）の断層画像を高分解能に得る方法である。以下、このようなＯＣＴにより断層画像を撮像する装置をＯＣＴ装置と記す。
ＯＣＴ装置を用いて眼底を観察する場合、装置自体の光学収差や撮像時間の長時間化等の問題から、一度に撮像する撮像範囲が限られる。
広範囲な撮像を行う場合には、固視灯を用いて眼球の回旋を促し、所望の撮像範囲に対して、複数回の撮像を行うことで、広範囲の断層画像の取得を可能にしている。
測定光を角膜を通して眼底に入射した状態で、固視灯を用いて眼球の回旋を促すと、測定光が虹彩等により妨げられ、適切な断層画像を取得できないことがある。
また、測定光が虹彩に妨げられないように眼球あるいは測定光をアライメントすると、眼球が略球体であるため、測定対象である眼底が測定光の光軸方向に移動することになる。そのため、眼底が光軸方向の測定範囲から外れることや、測定感度が変化することがある。
【０００３】
固視灯を用いて眼球の回旋を促した上で、測定光のアライメントを行う装置として、特許文献１の眼底撮影装置が提案されている。
この眼底撮影装置では、固視灯の位置に応じて、眼底撮影光学系の光軸が瞳孔中心近傍を通過するように移動させるアライメント補正手段を備え、鮮明な眼底画像の取得を可能にしている。
また、光軸方向の測定範囲を調整するＯＣＴ装置として、特許文献２の眼科撮影装置が提案されている。
この眼科撮影装置では、表示手段に表示される断層画像上で指定する任意の位置に基づいて、参照光路の光路長を調整する手段を備え、被検眼の深さ位置の変更を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７０８６６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１６０１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の眼底撮影装置は、上記したように固視灯の位置に応じて、眼底撮影光学系の光軸が瞳孔中心近傍を通過するように移動させるアライメント補正手段を備え、鮮明な眼底画像の取得を可能とされている。しかし、ＯＣＴ装置における断層画像の撮像については何も記載されていない。
また、上記特許文献２の眼科撮影装置は、上記したように、表示手段に表示される断層画像上で指定する任意の位置に基づいて、参照光路の光路長を調整する手段を備え、被検眼の深さ位置の変更を可能としている。しかし、固視灯の位置と被検眼の深さ位置との関係に関しては何も記載されていない。
従って、これらの従来の技術では、広範囲の断層画像を撮像するために、固視灯を移動した際の断層画像の撮影に対しては何も考慮されていない。そのため、固視灯の移動と深さ方向のアライメントが別々に行われることになり、アライメントの操作が煩雑になってしまうという課題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、被検査物である被検眼の複数箇所の断層画像の撮像が、簡単な操作で行える光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、つぎのように構成した光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体を提供するものである。
本発明の光断層画像撮像装置は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物である被検眼に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させ、
該干渉による干渉信号の強度により前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記被検眼に注視させるための固視灯の点灯位置を、第一の観察部位に対する点灯位置から第二の観察部位に対する点灯位置に移動制御する点灯位置制御手段と、
前記固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、前記参照光路の光路長を前記第二の観察部位に対応した光路長に調整するため、該参照光路の光路長を調整する参照光路調整手段を制御する光路長制御手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明の光断層画像の撮像方法は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物である被検眼に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させ、
該干渉による干渉信号の強度により前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像の撮像方法であって、
固視灯の点灯位置を第一の点灯位置に設定し、前記固視灯を前記被検眼に注視させた状態で、前記測定光を前記被検眼に入射し、第一の断層画像を取得する第一の工程と、
前記固視灯の点灯位置を、前記第一の点灯位置から所定の距離を有する第二の点灯位置に設定し、
前記第一の点灯位置と前記第二の点灯位置との距離に基づいて、前記参照光路の光路長を前記第二の観察部位に対応した光路長に調整し、第二の断層画像を取得する第二の工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被検査物である被検眼の複数箇所の断層画像の撮像が、簡単な操作で行える光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図２】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得手順を説明する図である。
【図４】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得手順を説明する図である。
【図５】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得手順を説明する図である。
【図６】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得手順を説明する図である。
【図７】本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図８】本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の画像の取得方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００１１】
［実施例１］
実施例１においては、本発明の光断層画像撮像装置の構成を適用したＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、光源からの測定光を、被検査物に照射し、被検査物に照射された測定光による戻り光の強度により被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置が構成される。
また、ＯＣＴ装置は、固視灯を有し、その点灯位置に基づいて、参照光路の光路長を変更させることを特徴とする。
【００１２】
図１を用いて、まず、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の概略構成について、具体的に説明する。
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図１（ａ）に示されるように、全体としてマイケルソン干渉系を構成している。
図１（ａ）において、光源１０１から出射された光は、シングルモードファイバー１３０−１、光カプラー１３１を介して、参照光１０５と測定光１０６とに、９０：１０の割合で分割される。
測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４、ＸＹスキャナ１１９、レンズ１２０−１〜２等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
１５６は固視灯であり、固視灯１５６からの光束１５７は被検眼１０７の固視あるいは回旋を促す役割を有し、本実施例の特徴となる構成である。
【００１３】
測定光１０６は、観察対象である被検眼１０７によって反射あるいは散乱された戻り光１０８となって戻され、光カプラー１３１によって、参照光路を経由した参照光１０５と合波される。１５３−１〜４は偏光コントローラであり、測定光１０６と参照光１０５との偏光の状態を調整する。
参照光１０５と戻り光１０８とは合波された後、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、ラインカメラ１３９に入射される。
ラインカメラ１３９は位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、パソコン１２５にて、被検眼１０７の断層画像が構成される。
電動ステージ１１７、ＸＹスキャナ１１９、固視灯１５６はドライバ部１８１を介し、パソコン１２５によって制御され、駆動される。
【００１４】
つぎに、光源１０１の周辺について説明する。
光源１０１は代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）である。
波長は８３０ｎｍ、バンド幅５０ｎｍである。
ここで、バンド幅は、得られる断層画像の光軸方向の分解能に影響するため、重要なパラメーターである。
また、光源の種類は、ここではＳＬＤを選択したが、低コヒーレント光が出射できればよく、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等も用いることができる。
また、波長は眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適する。さらに波長は、得られる断層画像の横方向の分解能に影響するため、なるべく短波長であることが望ましく、ここでは８３０ｎｍとする。
観察対象の測定部位によっては、他の波長を選んでも良い。光源１０１から出射された光はシングルモードファイバー１３０−１を通して、光カプラー１３１に導かれる。
【００１５】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
光カプラー１３１にて分割された参照光１０５はシングルモードファイバー１３０−２を通して、レンズ１３５−１に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう、調整される。
次に、参照光１０５は、参照ミラーであるミラー１１４に導かれる。参照光１０５の光路長は、測定光１０６の光路長と略同一に調整されているため、参照光１０５と測定光１０６とを干渉させることができる。
次に、ミラー１１４にて反射され、再び光カプラー１３１に導かれる。ここで、参照光１０５が通過した分散補償用ガラス１１５は被検眼１０７に測定光１０６が往復した時の分散を、参照光１０５に対して補償するものである。
ここでは、日本人の平均的な眼球の直径として代表的な値を想定し、Ｌ＝２４ｍｍとする。
さらに、１１７−１は電動ステージ（本実施例において参照光路調整手段に相当する）であり、矢印で図示している方向に移動可能とすることができ、参照光１０５の光路長を調整可能に構成されている。
また、電動ステージ１１７−１はパソコン１２５からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ（本実施例において光路長制御手段に相当する）１８３を介して制御することが可能に構成されている。
【００１６】
つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６はシングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう調整される。
測定光１０６は、ＸＹスキャナ１１９にて反射され、ビームスプリッタ１５８、レンズ１２０−１〜２を通過し、被検眼１０７に入射される。
ここでは、簡単のため、ＸＹスキャナ１１９は一つのミラーとして記したが、実際にはＸスキャン用ミラーとＹスキャン用ミラーとの２枚のミラーが近接して配置され、網膜１２７上を光軸に垂直な方向にラスタースキャンするものである。また、測定光１０６の中心はＸＹスキャナ１１９のミラーの回転中心と一致するように調整されている。また、ＸＹスキャナ１１９は、パソコン１２５からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される。
レンズ１２０−１〜２は網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を角膜１２６の付近を支点として、網膜１２７をスキャンする役割がある。ここでは、レンズ１２０−１〜２の焦点距離は全て５０ｍｍである。
【００１７】
また、１１７−２は電動ステージであり、矢印で図示している方向に移動することができ、付随するレンズ１２０−２の位置を、調整し、制御することができる。また、電動ステージ１１７−２はパソコン１２５からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ１８３を介して制御される。
レンズ１２０−２の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を集光し、観察することが可能になる。また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となる。
ここでは、レンズ１２０−２は球面レンズを用いているが、被検眼１０７の光学収差（屈折異常）によっては、レンズ１２０−２にシリンドリカルレンズを用いてもよい。また、新たなレンズを測定光１０６の光路に追加してもよい。
シリンドリカルレンズは、被検眼１０７が乱視の場合に有効である。
【００１８】
固視灯１５６は発光型のディスプレイモジュールからなり、表示面（□１５ｍｍ、６４×６４画素）をＹＺ平面に有する。
ここでは、液晶、有機ＥＬ、ＬＥＤアレイ等のいずれかを用いる。被検眼１０７が固視灯１５６からの光束１５７を注視することで、被検眼１０７の固視あるいは回旋が促される。固視灯１５６の表示面には、例えば図１（ｂ）に示すように、任意の点灯位置１６５に十字のパターンが点滅して表示される。
固視灯１５６からの光束１５７はレンズ１３５−５〜６、ビームスプリッタ１５８、レンズ１２０−２を介して、網膜１２７に導かれる。また、レンズ１３５−５〜６は固視灯１５６の表示面と網膜１２７とが光学的に共役になるよう配置される。また、固視灯１５６はパソコン１２５からドライバ部１８１内の固視灯駆動ドライバ１８４を介して制御される。
【００１９】
レンズ１２０−１〜２、１３５−４〜６、光スキャナ１１９、ビームスプリッタ１５８、電動ステージ１１７−２は電動ステージ１１７−３の上に設置されている。
電動ステージ１１７−３はパソコン１２５からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ１８３を介して制御される。よって、測定光１０６と被検眼１０７との相対位置の調整が可能になっている。ここでは、測定光１０６を移動させて、相対位置の調整を行っているが、被検眼１０７を移動させて、同様の調整を行ってもよい。
前述の参照光１０５と戻り光１０８とは、光カプラー１３１にて合波され、さらに９０：１０に分割される。
そして、合波された光１４２はシングルモードファイバー１３０−３を通して、レンズ１３５−２に導かれ、平行光になるよう、調整される。
さらに、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、レンズ１３５−３で集光され、ラインカメラ１３９に到達する。
【００２０】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における測定系の構成について説明する。
ＯＣＴ装置１００は、マイケルソン干渉系による干渉信号の強度から構成される断層画像（ＯＣＴ像）を取得することができる。
その測定系について説明する。
合波された光１４２は、ラインカメラ１３９にて光の強度が位置（波長）毎に電圧に変換される。
具体的には、ラインカメラ１３９上には波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が観察されることになる。
得られた電圧信号群はフレームグラバー１４０にてデジタル値に変換されて、パソコン１２５にてデータ処理を行い断層画像を形成し、不図示の表示画面に表示される。
ここでは、ラインカメラ１３９は１０２４画素を有し、合波された光１４２の波長毎（１０２４分割）の強度を得ることができる。
【００２１】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像（ＯＣＴ像）の取得方法について図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
ＯＣＴ装置１００は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、ラインカメラ１３９で干渉縞を取得することで、網膜１２７の断層画像を取得することができる。ここでは、網膜１２７の断層画像（光軸に平行な面、ＸＺ平面）の取得方法について説明する。
図２（ａ）は被検眼１０７の模式図であり、ＯＣＴ装置１００によって観察されている様子を示している。
図２（ａ）に示すように、測定光１０６は角膜１２６を通して、網膜１２７に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインカメラ１３９に到達する。
ここでは、光源１０１のバンド幅が広く、コヒーレンス長が短いために、参照光路の光路長と測定光路の光路長とが略等しい場合に、ラインカメラ１３９にて、干渉縞が検出できる。
上述のように、ラインカメラ１３９で取得されるのは波長軸上のスペクトル領域の干渉縞となる。
【００２２】
次に、波長軸上の情報である干渉縞を、ラインカメラ１３９と透過型グレーティング１４１との特性を考慮して、光周波数軸の干渉縞に変換する。
さらに、変換された光周波数軸の干渉縞を逆フーリエ変換することで、深さ方向の情報が得られる。
さらに、図２（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９を駆動しながら、干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
結果として、ＸＺ面での戻り光１０８の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち断層画像１３２である（図２（ｃ））。
本来は、断層画像１３２は上記説明したように、戻り光１０８の強度をアレイ状に並べたものであり、例えばこの強度をグレースケールに当てはめて、表示されるものである。
ここでは得られた断層画像の境界のみ強調して表示している。ここで、１４６は色素上皮層、１４７は内境界膜である。
【００２３】
つぎに、本実施例の特徴であるＯＣＴ装置を用いた断層画像の取得方法について主に図３〜図６を用いて説明する。
ここでは、ＯＣＴ装置１００は固視灯１５６を用いて被検眼１０７の回旋を促した時、参照光路の光路長を自動的に調整することで、効率的に網膜１２７の所望の位置の断層画像を取得することができる。結果として、広画角の網膜の断層画像を効率的に取得することができる。
図３〜図５はＯＣＴ装置１００の断層画像の取得の手順について説明する図である。ここでは、網膜１２７の黄班１６２と乳頭１６４とを別々に撮像する場合を説明する。もちろん網膜１２７の他の部位に対しても同様に実施することができる。
【００２４】
断層画像の取得方法は以下の（１）〜（８）の工程を、例えば連続して行うものである。或いは、適宜工程を戻って行うこともできる。また、コンピュータ等を用いて、以下の工程を自動的に行うように構成してもよい。
図６に、上記断層画像の取得方法を説明するフロー図を示す。
また、下記に示す数値は、本発明者が日本人の眼軸長の平均値等から計算して得られた例であり、被検眼の固視の状態や被検眼の位置等によって適宜変更することが望ましい。
また、被検眼が軸性近視である場合には、その影響が顕著であるため、数値の変更が特に望ましい。
また、被検眼１０７の視度と眼軸長は事前に把握しているものとする。ここで、被検眼１０７の直径は事前に測定した眼軸長からＬ＝２４ｍｍとし、被検眼１０７の回旋点ＣＲを被検眼１０７の中心にあるとしている。
（１）被検眼１０７に固視灯１５６からの光束１５７を注視させた状態で、測定光１０６を被検眼１０７に対して入射する（図３（ａ））。
ここでは、第一の観察部位に対する点灯位置として、固視灯１５６の点灯位置１６５は図４（ａ）のように中央に設定される。
（２）被検眼１０７の視度に基づいて、測定光１０６が網膜１２７に集光するように、レンズ１２０−２の位置を調整する。
（３）（２）の状態で、上記説明した方法で黄班１６２を含んだ断層画像１３２を得る（図５（ａ））。
ここで、断層画像１３２のＺ方向の撮像範囲は２ｍｍである。
（４）次に、第二の観察部位に対する点灯位置として、固視灯１５６の点灯位置１６５を、所定の距離は離れた位置に設定する。ここでは５ｍｍ−Ｚ側に変更して移動させ、光束１５７が黄班１６２の５ｍｍ＋Ｘ側を照射するよう制御する（図３（ｂ））。
ここで、点灯位置の移動距離の５ｍｍは黄班１６２と乳頭１６４との一般的な距離である（図４（ｂ））。
（５）被検眼１０７は光束１５７の光軸方向に応じて回旋する。しかし、測定光１０６は虹彩１６３等にけられ、網膜１２７に適切に結像されない（図３（ｃ））。
（６）測定光１０６が適切に網膜１２７に結像するよう、電動ステージ１１７−３（図１（ａ））を用いて、測定光１０６を−Ｘ方向に２．５ｍｍ移動させることにより、測定光１０６と被検眼１０７との相対位置を調整する（図３（ｄ））。
また、網膜１２７は図３（ａ）と比較して、約０．１７ｍｍ＋Ｚ方向にあることになる。
（７）電動ステージ１１７−１を用いて、参照光路長を０．１７ｍｍ（片道）短くする。また、測定光１０６が網膜１２７にフォーカスするように、レンズ１２０−２の位置を調整する。
（８）上記説明した方法でさらに乳頭１６４を含んだ断層画像を得る（図５（ｂ））。
【００２５】
以上のように、固視灯の点灯位置の移動に基づいて、参照光路の光路長を調整するように構成することで、被検眼の回旋により、撮像部位が光軸方向に移動しても、撮像範囲から外れることや測定感度の変化がなく、簡単に断層画像を取得することが可能となる。
また、固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、電動ステージ１１７−３を用いて測定光と被検眼との相対位置を調整する。これにより、測定光が、虹彩等にけられることなく網膜に到達し、簡単に断層画像を取得することが可能となる。
また、点灯位置の制御手段による固視灯の点灯位置の制御は、被検眼の眼軸長に基づいて行うようにすることで、被検眼によらず、適切に参照光路の光路長を調整することができ、結果として、簡単に断層画像を取得することが可能となる。また、参照光路の光路長の制御は、被検眼の眼軸長に基づいて行うようにすることで、被検眼によらず、適切に参照光路の光路長を調整することができ、結果として、簡単に断層画像を取得することが可能となる。
また、固視灯の点灯位置の移動、参照光路長の調整、測定光のフォーカス、断層画像の取得等の工程を連続して行うようにすることで、簡単な操作で複数の撮像部位の断層画像を取得する光断層画像の撮像方法を構成することが可能となる。特に、測定光の光束径が大きいときには、測定光をフォーカスする工程が有効である。
また、光断層画像の撮像方法として、つぎのような光断層画像の撮像方法を構成することができる。
黄班を含んだ断層画像を撮像するに際し、固視灯の点灯位置を第一の点灯位置に設定し、固視灯を前記被検眼に注視させた状態で、測定光を被検眼に入射し、第一の断層画像として黄班を含んだ断層画像を取得する。
次に、乳頭を含んだ断層画像を撮像するに際し、固視灯の点灯位置を、第一の点灯位置から所定の距離を有する第二の点灯位置に設定する。
そして、第一の点灯位置と第二の点灯位置との距離に基づいて、測定光と被検眼との相対位置を調整すると共に、参照光路の光路長を第二の観察部位に対応した光路長に調整し、第二の断層画像として乳頭を含んだ断層画像を取得する。
また、これらの撮像方法をコンピュータ（パソコン）に実行させるためのプログラムを作製し、このプログラムを記憶媒体に記憶させ、コンピュータに読み取らせるように構成することができる。
【００２６】
［実施例２］
実施例２においては、本発明を適用したＯＣＴ装置について説明する。
ここでは特に、高速撮像を目的として３本の測定光を有し、同時に３つの断層画像の取得が可能な、マルチビームのＯＣＴ装置について説明する。ここでは、３本の測定光を有する場合について説明するが、所望の撮像速度によっては、測定光の数をさらに増やしてもよい。
また、ＯＣＴ装置は、固視灯を有し、その点灯位置に基づいて、複数の参照光路の光路長を変更させることを特徴とする。
【００２７】
図７を用いて、まず、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の概略構成について説明する。
図７には図１の実施例１と同じ構成には同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図７に示されるように、全体としてマイケルソン干渉系を構成している。
図中、光源１０１から出射した光である出射光１０４は光カプラー１３１−４にて３本の出射光１０４−１〜３に分割される。さらに、出射光１０４−１〜３のそれぞれは、偏光コントローラ１５３−１を通過し、光カプラー１３１−１〜３にて参照光１０５−１〜３と測定光１０６−１〜３とに９０：１０の強度比で分割する。
【００２８】
測定光１０６−１〜３は、観察対象である被検眼１０７における網膜１２７等によって反射あるいは散乱された戻り光１０８−１〜３となって戻され、光カプラー１３１−１〜３によって、参照光１０５−１〜３と合波される。
参照光１０５−１〜３と戻り光１０８−１〜３とは合波された後、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、ラインカメラ１３９に入射される。ラインカメラ１３９は位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の断層画像が構成される。
なお、光源１０１に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
【００２９】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
光カプラー１３１−１〜３によって分割された参照光１０５−１〜３は偏光コントローラ１５３−２、ファイバー長可変装置１７４−１〜３を通過し、レンズ１３５−１にて、直径１ｍｍの平行光となって、出射される。
次に、参照光１０５−１〜３は分散補償用ガラス１１５を通過し、ミラー１１４に導かれる。次に、参照光１０５−１〜３はミラー１１４にて方向を変え、再び光カプラー１３１−１〜３に向かう。
次に、参照光１０５−１〜３は光カプラー１３１−１〜３を通過し、ラインカメラ１３９に導かれる。
また、ファイバー長可変装置１７４−１〜３は各ファイバーの長さの微調整を行う目的で設置され、測定光１０６−１〜３のそれぞれの測定部位に応じて、参照光１０５−１〜３の光路長を調整することができ、パソコン１２５からドライバ部１８１内の可変装置ドライバ１８５を介して制御される。
【００３０】
つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
光カプラー１３１−１〜３によって分割された測定光１０６−１〜３は、偏光コントローラ１５３−４を通過し、レンズ１２０−３にて、直径１ｍｍの平行光となって出射され、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
また、測定光１０６−１〜３のそれぞれの中心はＸＹスキャナ１１９のミラーの回転中心と一致するようにレンズ１２０−１、３等が調整されている。
測定光１０６−１〜３は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８−１〜３となり、光カプラー１３１−１〜３を通過し、ラインカメラ１３９に導かれる。
【００３１】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における測定系の構成について説明する。
合波された光１４２−１〜３はラインカメラ１３９にて光の強度が位置（波長）毎に電圧に変換される。具体的には、ラインカメラ１３９上には測定光１０６−１〜３の数に対応して、３本の波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が観察されることになる。
ここでは、ラインカメラ１３９は４０９６画素を有し、その内３０７２画素を使用することで、合波された光１４２−１〜３のそれぞれの波長毎（１０２４分割）の強度を得ることができる。
【００３２】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像（ＯＣＴ像）の取得方法について図８（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
ＯＣＴ装置１００は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、ラインカメラ１３９で干渉縞を取得することで、網膜１２７の３枚の断層画像を同時に取得することができる。ここでは、網膜１２７の断層画像（光軸に平行な面、ＸＺ平面）の取得方法について説明する。
図８（ａ）は被検眼１０７がＯＣＴ装置１００によって観察されている様子を示している。図８（ａ）に示すように、測定光１０６−１〜３は角膜１２６を通して、網膜１２７に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８−１〜３となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインカメラ１３９に到達する。
次に、波長軸上の情報である干渉縞を、ラインカメラ１３９と透過型グレーティング１４１との特性を考慮して、合波された光１４２−１〜３毎に、光周波数軸の干渉縞に変換する。さらに、変換された光周波数軸の干渉縞を逆フーリエ変換することで、深さ方向の情報が得られる。
さらに、簡単のため、測定光のうち１０６−２だけを示した図８（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、該干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
結果として、ＸＺ面での戻り光１０８−２の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち断層画像である。
【００３３】
また、図８（ｃ）に示す様に、ＸＹスキャナ１１９を制御して、測定光１０６−１〜３を網膜１２７上にラスタースキャンすれば、３つの断層画像を同時に、取得することができる。
ここでは、ＸＹスキャナの主走査方向をＹ軸方向、副走査方法をＸ軸方向として、スキャンする場合を示し、結果として複数のＹＺ面の断層画像を得ることができる。
また、ここでは、測定光１０６−１〜３のそれぞれが、お互いの重複なくスキャンする場合を示しているが、断層画像のレジストレーション等のため、重複してスキャンしてもよい。
【００３４】
ＯＣＴ像の取得手順に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。なお、眼底上での測定光の間隔により、対応する参照光の光路長の調整距離が異なるようにする。
以上のように、複数の光からなる測定光を用いることで、一度の走査で広範囲の断層画像を簡単に取得することが可能となる。
また、複数の光からなる参照光のそれぞれの光路長を、眼底上での測定光の間隔に基づいて、独立して制御することで、一度の走査で広範囲の断層画像を簡単に取得することが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１０１：光源
１０５：参照光
１０６：測定光
１０７：被検眼
１０８：戻り光
１１４：ミラー
１１５：分散補償用ガラス
１１７：電動ステージ
１１９：ＸＹスキャナ
１２５：パソコン
１２６：角膜
１２７：網膜
１３５：レンズ
１３９：ラインカメラ
１５６：固視灯
１５７：光束
１５８：ビームスプリッタ
１６２：黄班
１６４：乳頭
１６５：点灯位置
１７４：ファイバー長可変装置
１８１：ドライバ部
１８２：光スキャナ駆動ドライバ
１８３：電動ステージ駆動ドライバ
１８４：固視灯駆動ドライバ
１８５：可変装置ドライバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体に関する。
特に、眼科診療等に用いられるＯＣＴにより断層画像を撮像する光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多波長光波干渉を利用した光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、試料（特に眼底）の断層画像を高分解能に得る方法である。以下、このようなＯＣＴにより断層画像を撮像する装置をＯＣＴ装置と記す。
ＯＣＴ装置を用いて眼底を観察する場合、装置自体の光学収差や撮像時間の長時間化等の問題から、一度に撮像する撮像範囲が限られる。
広範囲な撮像を行う場合には、固視灯を用いて眼球の回旋を促し、所望の撮像範囲に対して、複数回の撮像を行うことで、広範囲の断層画像の取得を可能にしている。
測定光を角膜を通して眼底に入射した状態で、固視灯を用いて眼球の回旋を促すと、測定光が虹彩等により妨げられ、適切な断層画像を取得できないことがある。
また、測定光が虹彩に妨げられないように眼球あるいは測定光をアライメントすると、眼球が略球体であるため、測定対象である眼底が測定光の光軸方向に移動することになる。そのため、眼底が光軸方向の測定範囲から外れることや、測定感度が変化することがある。
【０００３】
固視灯を用いて眼球の回旋を促した上で、測定光のアライメントを行う装置として、特許文献１の眼底撮影装置が提案されている。
この眼底撮影装置では、固視灯の位置に応じて、眼底撮影光学系の光軸が瞳孔中心近傍を通過するように移動させるアライメント補正手段を備え、鮮明な眼底画像の取得を可能にしている。
また、光軸方向の測定範囲を調整するＯＣＴ装置として、特許文献２の眼科撮影装置が提案されている。
この眼科撮影装置では、表示手段に表示される断層画像上で指定する任意の位置に基づいて、参照光路の光路長を調整する手段を備え、被検眼の深さ位置の変更を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７０８６６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１６０１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の眼底撮影装置は、上記したように固視灯の位置に応じて、眼底撮影光学系の光軸が瞳孔中心近傍を通過するように移動させるアライメント補正手段を備え、鮮明な眼底画像の取得を可能とされている。しかし、ＯＣＴ装置における断層画像の撮像については何も記載されていない。
また、上記特許文献２の眼科撮影装置は、上記したように、表示手段に表示される断層画像上で指定する任意の位置に基づいて、参照光路の光路長を調整する手段を備え、被検眼の深さ位置の変更を可能としている。しかし、固視灯の位置と被検眼の深さ位置との関係に関しては何も記載されていない。
従って、これらの従来の技術では、広範囲の断層画像を撮像するために、固視灯を移動した際の断層画像の撮影に対しては何も考慮されていない。そのため、固視灯の移動と深さ方向のアライメントが別々に行われることになり、アライメントの操作が煩雑になってしまうという課題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、被検査物である被検眼の複数箇所の断層画像の撮像が、簡単な操作で行える光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、つぎのように構成した光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体を提供するものである。
本発明の光断層画像撮像装置は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物である被検眼に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させ、
該干渉による干渉信号の強度により前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記被検眼に注視させるための固視灯の点灯位置を、第一の観察部位に対する点灯位置から第二の観察部位に対する点灯位置に移動制御する点灯位置制御手段と、
前記固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、前記参照光路の光路長を前記第二の観察部位に対応した光路長に調整するため、該参照光路の光路長を調整する参照光路調整手段を制御する光路長制御手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明の光断層画像の撮像方法は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物である被検眼に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させ、
該干渉による干渉信号の強度により前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像の撮像方法であって、
固視灯の点灯位置を第一の点灯位置に設定し、前記固視灯を前記被検眼に注視させた状態で、前記測定光を前記被検眼に入射し、第一の断層画像を取得する第一の工程と、
前記固視灯の点灯位置を、前記第一の点灯位置から所定の距離を有する第二の点灯位置に設定し、
前記第一の点灯位置と前記第二の点灯位置との距離に基づいて、前記参照光路の光路長を前記第二の観察部位に対応した光路長に調整し、第二の断層画像を取得する第二の工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被検査物である被検眼の複数箇所の断層画像の撮像が、簡単な操作で行える光断層画像撮像装置、および光断層画像の撮像方法、そのプログラム、記憶媒体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図２】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得手順を説明する図である。
【図４】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得手順を説明する図である。
【図５】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得手順を説明する図である。
【図６】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の画像の取得手順を説明する図である。
【図７】本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図８】本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の画像の取得方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００１１】
［実施例１］
実施例１においては、本発明の光断層画像撮像装置の構成を適用したＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、光源からの測定光を、被検査物に照射し、被検査物に照射された測定光による戻り光の強度により被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置が構成される。
また、ＯＣＴ装置は、固視灯を有し、その点灯位置に基づいて、参照光路の光路長を変更させることを特徴とする。
【００１２】
図１を用いて、まず、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の概略構成について、具体的に説明する。
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図１（ａ）に示されるように、全体としてマイケルソン干渉系を構成している。
図１（ａ）において、光源１０１から出射された光は、シングルモードファイバー１３０−１、光カプラー１３１を介して、参照光１０５と測定光１０６とに、９０：１０の割合で分割される。
測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４、ＸＹスキャナ１１９、レンズ１２０−１〜２等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
１５６は固視灯であり、固視灯１５６からの光束１５７は被検眼１０７の固視あるいは回旋を促す役割を有し、本実施例の特徴となる構成である。
【００１３】
測定光１０６は、観察対象である被検眼１０７によって反射あるいは散乱された戻り光１０８となって戻され、光カプラー１３１によって、参照光路を経由した参照光１０５と合波される。１５３−１〜４は偏光コントローラであり、測定光１０６と参照光１０５との偏光の状態を調整する。
参照光１０５と戻り光１０８とは合波された後、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、ラインカメラ１３９に入射される。
ラインカメラ１３９は位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、パソコン１２５にて、被検眼１０７の断層画像が構成される。
電動ステージ１１７、ＸＹスキャナ１１９、固視灯１５６はドライバ部１８１を介し、パソコン１２５によって制御され、駆動される。
【００１４】
つぎに、光源１０１の周辺について説明する。
光源１０１は代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）である。
波長は８３０ｎｍ、バンド幅５０ｎｍである。
ここで、バンド幅は、得られる断層画像の光軸方向の分解能に影響するため、重要なパラメーターである。
また、光源の種類は、ここではＳＬＤを選択したが、低コヒーレント光が出射できればよく、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等も用いることができる。
また、波長は眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適する。さらに波長は、得られる断層画像の横方向の分解能に影響するため、なるべく短波長であることが望ましく、ここでは８３０ｎｍとする。
観察対象の測定部位によっては、他の波長を選んでも良い。光源１０１から出射された光はシングルモードファイバー１３０−１を通して、光カプラー１３１に導かれる。
【００１５】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
光カプラー１３１にて分割された参照光１０５はシングルモードファイバー１３０−２を通して、レンズ１３５−１に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう、調整される。
次に、参照光１０５は、参照ミラーであるミラー１１４に導かれる。参照光１０５の光路長は、測定光１０６の光路長と略同一に調整されているため、参照光１０５と測定光１０６とを干渉させることができる。
次に、ミラー１１４にて反射され、再び光カプラー１３１に導かれる。ここで、参照光１０５が通過した分散補償用ガラス１１５は被検眼１０７に測定光１０６が往復した時の分散を、参照光１０５に対して補償するものである。
ここでは、日本人の平均的な眼球の直径として代表的な値を想定し、Ｌ＝２４ｍｍとする。
さらに、１１７−１は電動ステージ（本実施例において参照光路調整手段に相当する）であり、矢印で図示している方向に移動可能とすることができ、参照光１０５の光路長を調整可能に構成されている。
また、電動ステージ１１７−１はパソコン１２５からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ（本実施例において光路長制御手段に相当する）１８３を介して制御することが可能に構成されている。
【００１６】
つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６はシングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう調整される。
測定光１０６は、ＸＹスキャナ１１９にて反射され、ビームスプリッタ１５８、レンズ１２０−１〜２を通過し、被検眼１０７に入射される。
ここでは、簡単のため、ＸＹスキャナ１１９は一つのミラーとして記したが、実際にはＸスキャン用ミラーとＹスキャン用ミラーとの２枚のミラーが近接して配置され、網膜１２７上を光軸に垂直な方向にラスタースキャンするものである。また、測定光１０６の中心はＸＹスキャナ１１９のミラーの回転中心と一致するように調整されている。また、ＸＹスキャナ１１９は、パソコン１２５からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される。
レンズ１２０−１〜２は網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を角膜１２６の付近を支点として、網膜１２７をスキャンする役割がある。ここでは、レンズ１２０−１〜２の焦点距離は全て５０ｍｍである。
【００１７】
また、１１７−２は電動ステージであり、矢印で図示している方向に移動することができ、付随するレンズ１２０−２の位置を、調整し、制御することができる。また、電動ステージ１１７−２はパソコン１２５からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ１８３を介して制御される。
レンズ１２０−２の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を集光し、観察することが可能になる。また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となる。
ここでは、レンズ１２０−２は球面レンズを用いているが、被検眼１０７の光学収差（屈折異常）によっては、レンズ１２０−２にシリンドリカルレンズを用いてもよい。また、新たなレンズを測定光１０６の光路に追加してもよい。
シリンドリカルレンズは、被検眼１０７が乱視の場合に有効である。
【００１８】
固視灯１５６は発光型のディスプレイモジュールからなり、表示面（□１５ｍｍ、６４×６４画素）をＹＺ平面に有する。
ここでは、液晶、有機ＥＬ、ＬＥＤアレイ等のいずれかを用いる。被検眼１０７が固視灯１５６からの光束１５７を注視することで、被検眼１０７の固視あるいは回旋が促される。固視灯１５６の表示面には、例えば図１（ｂ）に示すように、任意の点灯位置１６５に十字のパターンが点滅して表示される。
固視灯１５６からの光束１５７はレンズ１３５−５〜６、ビームスプリッタ１５８、レンズ１２０−２を介して、網膜１２７に導かれる。また、レンズ１３５−５〜６は固視灯１５６の表示面と網膜１２７とが光学的に共役になるよう配置される。また、固視灯１５６はパソコン１２５からドライバ部１８１内の固視灯駆動ドライバ１８４を介して制御される。
【００１９】
レンズ１２０−１〜２、１３５−４〜６、光スキャナ１１９、ビームスプリッタ１５８、電動ステージ１１７−２は電動ステージ１１７−３の上に設置されている。
電動ステージ１１７−３はパソコン１２５からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ１８３を介して制御される。よって、測定光１０６と被検眼１０７との相対位置の調整が可能になっている。ここでは、測定光１０６を移動させて、相対位置の調整を行っているが、被検眼１０７を移動させて、同様の調整を行ってもよい。
前述の参照光１０５と戻り光１０８とは、光カプラー１３１にて合波され、さらに９０：１０に分割される。
そして、合波された光１４２はシングルモードファイバー１３０−３を通して、レンズ１３５−２に導かれ、平行光になるよう、調整される。
さらに、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、レンズ１３５−３で集光され、ラインカメラ１３９に到達する。
【００２０】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における測定系の構成について説明する。
ＯＣＴ装置１００は、マイケルソン干渉系による干渉信号の強度から構成される断層画像（ＯＣＴ像）を取得することができる。
その測定系について説明する。
合波された光１４２は、ラインカメラ１３９にて光の強度が位置（波長）毎に電圧に変換される。
具体的には、ラインカメラ１３９上には波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が観察されることになる。
得られた電圧信号群はフレームグラバー１４０にてデジタル値に変換されて、パソコン１２５にてデータ処理を行い断層画像を形成し、不図示の表示画面に表示される。
ここでは、ラインカメラ１３９は１０２４画素を有し、合波された光１４２の波長毎（１０２４分割）の強度を得ることができる。
【００２１】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像（ＯＣＴ像）の取得方法について図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
ＯＣＴ装置１００は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、ラインカメラ１３９で干渉縞を取得することで、網膜１２７の断層画像を取得することができる。ここでは、網膜１２７の断層画像（光軸に平行な面、ＸＺ平面）の取得方法について説明する。
図２（ａ）は被検眼１０７の模式図であり、ＯＣＴ装置１００によって観察されている様子を示している。
図２（ａ）に示すように、測定光１０６は角膜１２６を通して、網膜１２７に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインカメラ１３９に到達する。
ここでは、光源１０１のバンド幅が広く、コヒーレンス長が短いために、参照光路の光路長と測定光路の光路長とが略等しい場合に、ラインカメラ１３９にて、干渉縞が検出できる。
上述のように、ラインカメラ１３９で取得されるのは波長軸上のスペクトル領域の干渉縞となる。
【００２２】
次に、波長軸上の情報である干渉縞を、ラインカメラ１３９と透過型グレーティング１４１との特性を考慮して、光周波数軸の干渉縞に変換する。
さらに、変換された光周波数軸の干渉縞を逆フーリエ変換することで、深さ方向の情報が得られる。
さらに、図２（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９を駆動しながら、干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
結果として、ＸＺ面での戻り光１０８の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち断層画像１３２である（図２（ｃ））。
本来は、断層画像１３２は上記説明したように、戻り光１０８の強度をアレイ状に並べたものであり、例えばこの強度をグレースケールに当てはめて、表示されるものである。
ここでは得られた断層画像の境界のみ強調して表示している。ここで、１４６は色素上皮層、１４７は内境界膜である。
【００２３】
つぎに、本実施例の特徴であるＯＣＴ装置を用いた断層画像の取得方法について主に図３〜図６を用いて説明する。
ここでは、ＯＣＴ装置１００は固視灯１５６を用いて被検眼１０７の回旋を促した時、参照光路の光路長を自動的に調整することで、効率的に網膜１２７の所望の位置の断層画像を取得することができる。結果として、広画角の網膜の断層画像を効率的に取得することができる。
図３〜図５はＯＣＴ装置１００の断層画像の取得の手順について説明する図である。ここでは、網膜１２７の黄班１６２と乳頭１６４とを別々に撮像する場合を説明する。もちろん網膜１２７の他の部位に対しても同様に実施することができる。
【００２４】
断層画像の取得方法は以下の（１）〜（８）の工程を、例えば連続して行うものである。或いは、適宜工程を戻って行うこともできる。また、コンピュータ等を用いて、以下の工程を自動的に行うように構成してもよい。
図６に、上記断層画像の取得方法を説明するフロー図を示す。
また、下記に示す数値は、本発明者が日本人の眼軸長の平均値等から計算して得られた例であり、被検眼の固視の状態や被検眼の位置等によって適宜変更することが望ましい。
また、被検眼が軸性近視である場合には、その影響が顕著であるため、数値の変更が特に望ましい。
また、被検眼１０７の視度と眼軸長は事前に把握しているものとする。ここで、被検眼１０７の直径は事前に測定した眼軸長からＬ＝２４ｍｍとし、被検眼１０７の回旋点ＣＲを被検眼１０７の中心にあるとしている。
（１）被検眼１０７に固視灯１５６からの光束１５７を注視させた状態で、測定光１０６を被検眼１０７に対して入射する（図３（ａ））。
ここでは、第一の観察部位に対する点灯位置として、固視灯１５６の点灯位置１６５は図４（ａ）のように中央に設定される。
（２）被検眼１０７の視度に基づいて、測定光１０６が網膜１２７に集光するように、レンズ１２０−２の位置を調整する。
（３）（２）の状態で、上記説明した方法で黄班１６２を含んだ断層画像１３２を得る（図５（ａ））。
ここで、断層画像１３２のＺ方向の撮像範囲は２ｍｍである。
（４）次に、第二の観察部位に対する点灯位置として、固視灯１５６の点灯位置１６５を、所定の距離は離れた位置に設定する。ここでは５ｍｍ−Ｚ側に変更して移動させ、光束１５７が黄班１６２の５ｍｍ＋Ｘ側を照射するよう制御する（図３（ｂ））。
ここで、点灯位置の移動距離の５ｍｍは黄班１６２と乳頭１６４との一般的な距離である（図４（ｂ））。
（５）被検眼１０７は光束１５７の光軸方向に応じて回旋する。しかし、測定光１０６は虹彩１６３等にけられ、網膜１２７に適切に結像されない（図３（ｃ））。
（６）測定光１０６が適切に網膜１２７に結像するよう、電動ステージ１１７−３（図１（ａ））を用いて、測定光１０６を−Ｘ方向に２．５ｍｍ移動させることにより、測定光１０６と被検眼１０７との相対位置を調整する（図３（ｄ））。
また、網膜１２７は図３（ａ）と比較して、約０．１７ｍｍ＋Ｚ方向にあることになる。
（７）電動ステージ１１７−１を用いて、参照光路長を０．１７ｍｍ（片道）短くする。また、測定光１０６が網膜１２７にフォーカスするように、レンズ１２０−２の位置を調整する。
（８）上記説明した方法でさらに乳頭１６４を含んだ断層画像を得る（図５（ｂ））。
【００２５】
以上のように、固視灯の点灯位置の移動に基づいて、参照光路の光路長を調整するように構成することで、被検眼の回旋により、撮像部位が光軸方向に移動しても、撮像範囲から外れることや測定感度の変化がなく、簡単に断層画像を取得することが可能となる。
また、固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、電動ステージ１１７−３を用いて測定光と被検眼との相対位置を調整する。これにより、測定光が、虹彩等にけられることなく網膜に到達し、簡単に断層画像を取得することが可能となる。
また、点灯位置の制御手段による固視灯の点灯位置の制御は、被検眼の眼軸長に基づいて行うようにすることで、被検眼によらず、適切に参照光路の光路長を調整することができ、結果として、簡単に断層画像を取得することが可能となる。また、参照光路の光路長の制御は、被検眼の眼軸長に基づいて行うようにすることで、被検眼によらず、適切に参照光路の光路長を調整することができ、結果として、簡単に断層画像を取得することが可能となる。
また、固視灯の点灯位置の移動、参照光路長の調整、測定光のフォーカス、断層画像の取得等の工程を連続して行うようにすることで、簡単な操作で複数の撮像部位の断層画像を取得する光断層画像の撮像方法を構成することが可能となる。特に、測定光の光束径が大きいときには、測定光をフォーカスする工程が有効である。
また、光断層画像の撮像方法として、つぎのような光断層画像の撮像方法を構成することができる。
黄班を含んだ断層画像を撮像するに際し、固視灯の点灯位置を第一の点灯位置に設定し、固視灯を前記被検眼に注視させた状態で、測定光を被検眼に入射し、第一の断層画像として黄班を含んだ断層画像を取得する。
次に、乳頭を含んだ断層画像を撮像するに際し、固視灯の点灯位置を、第一の点灯位置から所定の距離を有する第二の点灯位置に設定する。
そして、第一の点灯位置と第二の点灯位置との距離に基づいて、測定光と被検眼との相対位置を調整すると共に、参照光路の光路長を第二の観察部位に対応した光路長に調整し、第二の断層画像として乳頭を含んだ断層画像を取得する。
また、これらの撮像方法をコンピュータ（パソコン）に実行させるためのプログラムを作製し、このプログラムを記憶媒体に記憶させ、コンピュータに読み取らせるように構成することができる。
【００２６】
［実施例２］
実施例２においては、本発明を適用したＯＣＴ装置について説明する。
ここでは特に、高速撮像を目的として３本の測定光を有し、同時に３つの断層画像の取得が可能な、マルチビームのＯＣＴ装置について説明する。ここでは、３本の測定光を有する場合について説明するが、所望の撮像速度によっては、測定光の数をさらに増やしてもよい。
また、ＯＣＴ装置は、固視灯を有し、その点灯位置に基づいて、複数の参照光路の光路長を変更させることを特徴とする。
【００２７】
図７を用いて、まず、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の概略構成について説明する。
図７には図１の実施例１と同じ構成には同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図７に示されるように、全体としてマイケルソン干渉系を構成している。
図中、光源１０１から出射した光である出射光１０４は光カプラー１３１−４にて３本の出射光１０４−１〜３に分割される。さらに、出射光１０４−１〜３のそれぞれは、偏光コントローラ１５３−１を通過し、光カプラー１３１−１〜３にて参照光１０５−１〜３と測定光１０６−１〜３とに９０：１０の強度比で分割する。
【００２８】
測定光１０６−１〜３は、観察対象である被検眼１０７における網膜１２７等によって反射あるいは散乱された戻り光１０８−１〜３となって戻され、光カプラー１３１−１〜３によって、参照光１０５−１〜３と合波される。
参照光１０５−１〜３と戻り光１０８−１〜３とは合波された後、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、ラインカメラ１３９に入射される。ラインカメラ１３９は位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の断層画像が構成される。
なお、光源１０１に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
【００２９】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
光カプラー１３１−１〜３によって分割された参照光１０５−１〜３は偏光コントローラ１５３−２、ファイバー長可変装置１７４−１〜３を通過し、レンズ１３５−１にて、直径１ｍｍの平行光となって、出射される。
次に、参照光１０５−１〜３は分散補償用ガラス１１５を通過し、ミラー１１４に導かれる。次に、参照光１０５−１〜３はミラー１１４にて方向を変え、再び光カプラー１３１−１〜３に向かう。
次に、参照光１０５−１〜３は光カプラー１３１−１〜３を通過し、ラインカメラ１３９に導かれる。
また、ファイバー長可変装置１７４−１〜３は各ファイバーの長さの微調整を行う目的で設置され、測定光１０６−１〜３のそれぞれの測定部位に応じて、参照光１０５−１〜３の光路長を調整することができ、パソコン１２５からドライバ部１８１内の可変装置ドライバ１８５を介して制御される。
【００３０】
つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
光カプラー１３１−１〜３によって分割された測定光１０６−１〜３は、偏光コントローラ１５３−４を通過し、レンズ１２０−３にて、直径１ｍｍの平行光となって出射され、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
また、測定光１０６−１〜３のそれぞれの中心はＸＹスキャナ１１９のミラーの回転中心と一致するようにレンズ１２０−１、３等が調整されている。
測定光１０６−１〜３は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８−１〜３となり、光カプラー１３１−１〜３を通過し、ラインカメラ１３９に導かれる。
【００３１】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における測定系の構成について説明する。
合波された光１４２−１〜３はラインカメラ１３９にて光の強度が位置（波長）毎に電圧に変換される。具体的には、ラインカメラ１３９上には測定光１０６−１〜３の数に対応して、３本の波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が観察されることになる。
ここでは、ラインカメラ１３９は４０９６画素を有し、その内３０７２画素を使用することで、合波された光１４２−１〜３のそれぞれの波長毎（１０２４分割）の強度を得ることができる。
【００３２】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像（ＯＣＴ像）の取得方法について図８（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
ＯＣＴ装置１００は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、ラインカメラ１３９で干渉縞を取得することで、網膜１２７の３枚の断層画像を同時に取得することができる。ここでは、網膜１２７の断層画像（光軸に平行な面、ＸＺ平面）の取得方法について説明する。
図８（ａ）は被検眼１０７がＯＣＴ装置１００によって観察されている様子を示している。図８（ａ）に示すように、測定光１０６−１〜３は角膜１２６を通して、網膜１２７に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８−１〜３となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインカメラ１３９に到達する。
次に、波長軸上の情報である干渉縞を、ラインカメラ１３９と透過型グレーティング１４１との特性を考慮して、合波された光１４２−１〜３毎に、光周波数軸の干渉縞に変換する。さらに、変換された光周波数軸の干渉縞を逆フーリエ変換することで、深さ方向の情報が得られる。
さらに、簡単のため、測定光のうち１０６−２だけを示した図８（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、該干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
結果として、ＸＺ面での戻り光１０８−２の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち断層画像である。
【００３３】
また、図８（ｃ）に示す様に、ＸＹスキャナ１１９を制御して、測定光１０６−１〜３を網膜１２７上にラスタースキャンすれば、３つの断層画像を同時に、取得することができる。
ここでは、ＸＹスキャナの主走査方向をＹ軸方向、副走査方法をＸ軸方向として、スキャンする場合を示し、結果として複数のＹＺ面の断層画像を得ることができる。
また、ここでは、測定光１０６−１〜３のそれぞれが、お互いの重複なくスキャンする場合を示しているが、断層画像のレジストレーション等のため、重複してスキャンしてもよい。
【００３４】
ＯＣＴ像の取得手順に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。なお、眼底上での測定光の間隔により、対応する参照光の光路長の調整距離が異なるようにする。
以上のように、複数の光からなる測定光を用いることで、一度の走査で広範囲の断層画像を簡単に取得することが可能となる。
また、複数の光からなる参照光のそれぞれの光路長を、眼底上での測定光の間隔に基づいて、独立して制御することで、一度の走査で広範囲の断層画像を簡単に取得することが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１０１：光源
１０５：参照光
１０６：測定光
１０７：被検眼
１０８：戻り光
１１４：ミラー
１１５：分散補償用ガラス
１１７：電動ステージ
１１９：ＸＹスキャナ
１２５：パソコン
１２６：角膜
１２７：網膜
１３５：レンズ
１３９：ラインカメラ
１５６：固視灯
１５７：光束
１５８：ビームスプリッタ
１６２：黄班
１６４：乳頭
１６５：点灯位置
１７４：ファイバー長可変装置
１８１：ドライバ部
１８２：光スキャナ駆動ドライバ
１８３：電動ステージ駆動ドライバ
１８４：固視灯駆動ドライバ
１８５：可変装置ドライバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物である被検眼に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させ、
該干渉による干渉信号の強度により前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記被検眼に注視させるための固視灯の点灯位置を、第一の観察部位に対する点灯位置から第二の観察部位に対する点灯位置に移動制御する点灯位置制御手段と、
前記固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、前記参照光路の光路長を前記第二の観察部位に対応した光路長に調整するため、該参照光路の光路長を調整する参照光路調整手段を制御する光路長制御手段と、
を有することを特徴とする光断層画像撮像装置。
【請求項２】
前記点灯位置制御手段は、前記被検眼の眼軸長に基づいて制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項３】
前記参照光路調整手段は、前記被検眼の眼軸長に基づいて制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項４】
前記固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、前記測定光と前記被検眼との相対位置を調整する相対位置調整手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項５】
前記測定光と前記参照光とのそれぞれが複数の光からなり、
複数の光からなる前記戻り光と、複数の光からなる前記参照光とを干渉させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項６】
前記参照光路調整手段は、前記複数の光からなる前記参照光のそれぞれの光路長を独立して調整することを特徴とする請求項５に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項７】
光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物である被検眼に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させ、
該干渉による干渉信号の強度により前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像の撮像方法であって、
固視灯の点灯位置を第一の点灯位置に設定し、前記固視灯を前記被検眼に注視させた状態で、前記測定光を前記被検眼に入射し、第一の断層画像を取得する第一の工程と、
前記固視灯の点灯位置を、前記第一の点灯位置から所定の距離を有する第二の点灯位置に設定し、
前記第一の点灯位置と前記第二の点灯位置との距離に基づいて、前記参照光路の光路長を前記第二の観察部位に対応した光路長に調整し、第二の断層画像を取得する第二の工程と、
を有することを特徴とする光断層画像の撮像方法。
【請求項８】
前記第二の工程が、前記測定光のフォーカスを調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の光断層画像の撮像方法。
【請求項９】
前記第二の工程が、前記測定光と前記被検眼との相対位置を調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光断層画像の撮像方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか１項に記載の光断層画像の撮像方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１】
光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物である被検眼に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させ、
該干渉による干渉信号の強度により前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であって、
前記被検眼に注視させるための固視灯の点灯位置を、第一の観察部位に対する点灯位置から第二の観察部位に対する点灯位置に移動制御する点灯位置制御手段と、
前記固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、前記参照光路の光路長を前記第二の観察部位に対応した光路長に調整するため、該参照光路の光路長を調整する参照光路調整手段を制御する光路長制御手段と、
を有することを特徴とする光断層画像撮像装置。
【請求項２】
前記点灯位置制御手段は、前記被検眼の眼軸長に基づいて制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項３】
前記参照光路調整手段は、前記被検眼の眼軸長に基づいて制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項４】
前記固視灯の点灯位置の移動距離に基づいて、前記測定光と前記被検眼との相対位置を調整する相対位置調整手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項５】
前記測定光と前記参照光とのそれぞれが複数の光からなり、
複数の光からなる前記戻り光と、複数の光からなる前記参照光とを干渉させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項６】
前記参照光路調整手段は、前記複数の光からなる前記参照光のそれぞれの光路長を独立して調整することを特徴とする請求項５に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項７】
光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物である被検眼に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させ、
該干渉による干渉信号の強度により前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像の撮像方法であって、
固視灯の点灯位置を第一の点灯位置に設定し、前記固視灯を前記被検眼に注視させた状態で、前記測定光を前記被検眼に入射し、第一の断層画像を取得する第一の工程と、
前記固視灯の点灯位置を、前記第一の点灯位置から所定の距離を有する第二の点灯位置に設定し、
前記第一の点灯位置と前記第二の点灯位置との距離に基づいて、前記参照光路の光路長を前記第二の観察部位に対応した光路長に調整し、第二の断層画像を取得する第二の工程と、
を有することを特徴とする光断層画像の撮像方法。
【請求項８】
前記第二の工程が、前記測定光のフォーカスを調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の光断層画像の撮像方法。
【請求項９】
前記第二の工程が、前記測定光と前記被検眼との相対位置を調整する工程を更に含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光断層画像の撮像方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか１項に記載の光断層画像の撮像方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１８８９５４（Ｐ２０１１−１８８９５４Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６７０８（Ｐ２０１０−５６７０８）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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