光断層画像撮像装置及びその制御方法
【課題】被検査物の移動により生じる取得画像の、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる眼底の深さ方向の変形または変位を低減するために、撮像中における被検査物の移動量を検出する光断層画像撮像装置等を提供する。
【解決手段】被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置であって、
複数のビームからなる光をＸＹ座標で走査する単一の走査手段と、
前記走査手段により走査される走査角の設定によって、ＸＹ座標で高速に走査する軸方向である、主走査方向に空間分割されると共に該空間分割された境界部分で重なり合う領域を持つように、被検査物に照射する手段と、
前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置差を求める手段と、
前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、被検査物の移動量を算出する手段と、を有する。
【解決手段】被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置であって、
複数のビームからなる光をＸＹ座標で走査する単一の走査手段と、
前記走査手段により走査される走査角の設定によって、ＸＹ座標で高速に走査する軸方向である、主走査方向に空間分割されると共に該空間分割された境界部分で重なり合う領域を持つように、被検査物に照射する手段と、
前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置差を求める手段と、
前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、被検査物の移動量を算出する手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置及びその制御方法に関し、特に眼科診療等に用いられる干渉光学系を有する光断層画像撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、眼科用機器として、様々な光学機器が使用されている。
中でも、眼を観察する光学機器として、前眼部撮影機、眼底カメラ、共焦点レーザー走査検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：ＳＬＯ）や、
低コヒーレント光による光干渉を利用した光断層画像撮像装置である光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）等、様々な機器が使用されている。
特に、この低コヒーレント光による光干渉を利用したＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置は、眼底の断層像を高解像度に得る装置であり、現在、網膜の専門外来では必要不可欠な装置になりつつある。
以下、このようなＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置を、ＯＣＴ装置と記す。
【０００３】
ＯＣＴ装置は低コヒーレント光を、網膜に代表されるサンプルに照射し、そのサンプルからの反射光を干渉計を用いることで、高感度に測定する装置である。また、ＯＣＴ装置は該低コヒーレント光を、該サンプル上にスキャンすることで、断層像を得ることができる。特に、網膜の断層像は眼科診断に広く利用されている。
ところで、ＯＣＴ装置により撮像する際、スキャンにより画像を構成することから、撮像中に被検査物が移動した場合、取得する画像に変形または変位を生じる
こととなる。
特に、被検査物が人の眼である場合、眼球の固視微動と呼ばれる不随意的な眼球運動や、頭部全体を含む眼球の前後方向等の運動により、取得する画像に変形または変位を起こすことが問題となる。
このような変形を防ぐための方策の一つとして、高速にスキャンすることが求められており、そのための提案はいくつかなされている。
その１つとして、特許文献１では、複数ビームでの画像取得を行うＯＣＴ装置が開示されている。
これによると、単一ビームでの取得と比較して、画像収録時間を短縮することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５０８０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、ＯＣＴ装置を用いて被検査物の断層画像を撮像する際、撮像中に被検査物が移動した場合、特に、眼球に前後方向等に動きがあると、取得される画像に深さ方向の変形または変位が発生してしまうこととなる。
昨今では眼底観察を行う場合等において、このような変形または変位を低減することが重要な課題となっている。
上記した特許文献１のＯＣＴ装置によれば、複数ビームでの画像取得により、単一ビームでの取得と比較し、画像収録時間を短縮することが可能とされている。しかしながら、この特許文献１の装置では、被検査物である眼球の前後方向等の運動を検出して、取得される画像の深さ方向の変形または変位を低減することについては、何も考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、被検査物の移動により生じる取得画像の、ＸＹＺ
座標におけるＺ方向に当たる眼底の深さ方向の変形または変位を低減するために、撮像中における被検査物の移動量を検出する光断層画像撮像装置及びその制御方法の提供を目的とする。
【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、光源から出射され、複数のビームからなる光を測定光と参照光とに分割し、これらの測定光による戻り光と参照光路を経由した参照光とを合波させた干渉光を用い、被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置であって、
前記複数のビームからなる光をＸＹ平面に走査する単一の走査手段と、
前記走査手段により走査される走査角の設定によって、ＸＹ平面のうち高速に走査する軸方向である、主走査方向に空間分割されると共に該空間分割された境界部分で重なり合う領域を持つように、前記被検査物に照射する手段と、
前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置差を求める手段と、
前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、前記被検査物の移動量を算出する手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の光断層画像撮像装置の制御方法は、複数のビームからなる測定光を被検査物の測定領域に照射することにより得られる戻り光を、それぞれ参照光と合波させた干渉光を取得する光断層画像撮像装置の制御方法であって、
前記測定領域の重なる部分の領域のそれぞれの画像を取得し、
前記それぞれの画像から深さ方向の位置差を求め、
前記求めた位置差に基づいて、前記被検査物の移動量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被検査物の移動により生じる取得画像の、ＸＹＺ座標におけ
るＺ方向に当たる眼底の深さ方向の変形または変位を低減するために、撮像中における被検査物の移動量を検出する光断層画像撮像装置及びその制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態における光断層画像撮像装置の構成を説明する模式図。
【図２】本発明の実施例１における画像収録範囲が重なり合う構成例を説明する図。
【図３】本発明の実施例１における画像取得中に眼球の前後方向の動きがない場合の断層画像取得例を説明する図。
【図４】本発明の実施例１における画像取得中に眼球の前後方向に動きがある場合の断層画像取得例を説明する図。
【図５】本発明の実施例２における画像取得中に被検眼が眼軸と直交方向に変位した場合の断層画像取得例を説明する図。
【図６】本発明を具現化する低コヒーレント光断層撮影装置のブロック図である。
【図７】本発明の実施形態における制御フローを説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施例２における制御フローを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態における被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置について説明する。
本発明の実施形態の光断層画像撮像装置は、光源から出射され、複数のビームからなる光を測定光と参照光とに分割し、これらの測定光による戻り光と参照光路を経由した参照光とを合波させた干渉光を用い、フーリエドメイン方式のＯＣＴ装置を構成する。
その際、それぞれの複数のビームからなる光をＸＹ座標で走査する走査手段により走査し、被検査物の測定領域である眼球における眼底の異なる部位を照射するように構成される。
そして、それぞれのビームの眼底照射位置関係をＯＣＴ装置のビームの高速走査軸方向である、主走査方向に空間分割するように配置される。
さらに、それぞれのビームの主走査方向の走査手段は、同一のものが用いられ、かつ、それぞれのビームの画像取得範囲をそれぞれの境界部位で重なり合う領域を持つような、走査角とされる。
また、画像収録時に、重なり合う領域に隣接するそれぞれのビームによる、重なりあう領域の取得画像を比較し、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる眼底の深さ方向の位置差を求める手段が構成される。
また、前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、前記被検査物の移動量を算出する手段が構成される。
さらに、前記算出された前記被検査物の移動量を元に、前記被検査物の移動により生じる取得画像の深さ方向の変形または変位を低減するように、前記参照光における光路長を変更する手段が構成される。
本実施形態では、以上のように、複数のビームの画像取得部位を主走査方向に空間分割して配置するため、同一画素数のデータ取得をする場合、走査速度を向上させることが可能とされており、そのビームの重なり領域での深さズレを用いるように構成されている。
したがって、追加の計測手段を必要とせずに、高速に眼球の固視微動や前後方向の運動を計測でき、眼底断層像取得のための参照光光路長を補正を行うことが可能となる。
【００１１】
つぎに、図１を用いて、本実施形態のＯＣＴ装置の具体的構成について説明する。
低コヒーレント光を出射する光源１０１からの出射光は、光ファイバを通してビームスプリッタ１０２を用いて複数に分岐される。
そして、ファイバカプラ１０３〜１０５によって、参照光と測定光とに分割され
る。
分岐された測定光は、ファイバコリメータ１０６〜１０８によって、走査光学系に導かれる。
ファイバコリメータ１０６〜１０８から出射した測定光は、ガルバノスキャナ１０９によって主走査方向にスキャンされる。
そして、レンズ１１０、１１１により副走査方向のガルバノスキャナ１１２に導かれる。ここで、スキャナ１０９と１１２は、それぞれレンズ１１０と１１１によって共役関係の配置となる。
さらに、レンズ１１３，１１７によって、被検眼の瞳孔位置にて、それぞれのビームが交差し、被検眼の眼底でそれぞれのビームが焦点を結ぶように導かれる。このときに、各分岐したビームが、それぞれ矢印１１９〜１２１で示すような走査範囲を有している。
この矢印１１９〜１２１の走査方向がガルバノスキャナ１０９の主走査方向となっており、主走査方向に各ビームの取得画像範囲が空間分割されている。
【００１２】
ファイバカプラ１０３〜１０５によって分割された、参照光は、ファイバコリメータ１１２〜１２４により、平行光となり、分散補償ガラス１２５を経由する。
そして、それぞれ参照光光路長を変更するためのステージ１２６上のミラー１２７、１２８によって、さらに、高速参照光光路長変更ステージ１３０上のミラー１３１に導かれる。
測定光および参照光は、それぞれ同一の経路をたどり、カプラ１０３〜１０５に戻り、それぞれ対応する測定光と参照光が合波される。
合波された干渉光は、ファイバコリメータ１３２〜１３４より出射され、分光器１３５〜１３７に導かれ、干渉光の強度が検出されることにより断層画像が生成される。
【００１３】
つぎに、本実施形態の光断層画像撮像装置において使用する各構成部の詳細について説明する。
低コヒーレント光光源１０１とは、時間コヒーレントが小さく、空間コヒーレントが大きい光源が望ましく、スーパールミネッセントダイオード、ＡＳＥ（自然放出光）光源、フェムト秒レーザ光源、波長掃引レーザが好適に用いられる。
波長掃引光源を用いる場合は、分光器１３５〜１３７が、フォトダイオードとなる。
また、上記説明では、干渉計の構成をマイケルソン型としたが、マイケルソン型、マッハツェンダー型いずれも使用可能である。
また、干渉計光路は、空気中に開放した形態で構成してもよいし、当然ながら、上記した構成のように光ファイバ光学系で構成してもよい。
参照光光路の光路長可変手段は、空気中に開放した光をステージ上に搭載したミラーによって、光路長を可変にする方法が好適である。
ここでは、被検眼毎の個体差を吸収するための長作動距離のステージ１２６と短作動距離で高速応答のステージ１３０の２ステージによる構成をとっている。
また、被検眼の眼底の断層像として画像化するための方式としては、フーリエドメイン方式であるが、スペクトラルドメイン方式、スウェプトソース方式いずれも利用可能である。
【００１４】
つぎに、本実施形態の光断層画像撮像装置における制御部の構成について、図６を用いて説明する。
４０１は中央演算装置である。４０２は、主走査方向であるＸ方向のスキャナを制御するスキャナドライバである。
４０３は、副走査方向であるＹ方向のスキャナを制御するためのスキャナドライバである。
４０４は、被検者毎に眼底の深さ方向位置を調整するための参照光光路を変更するためのステージを制御する、ステージコントローラである。
４０５は、眼底断層像取得中の眼球前後方向動作を追尾するための、参照光光路長変更手段である追尾ステージのコントローラである。
４０９〜４１１は、スペクトラルドメイン方式のＯＣＴ信号を取得するための分光器用のラインセンサーである。
４０６は、結果表示および検者の操作用のユーザインターフェースを司る表示装置である。
４０７は、動作プログラム、撮像結果を格納するための固定ディスク装置である。
４０８は、プログラムを動作時にロードするため、および、動作時に一次的にデータを格納しておくための主記憶装置である。
本実施形態の光断層画像撮像装置における制御部は、以上の各構成を備え、図１に記載の各部の制御等を行う。
【００１５】
つぎに、図７に示すフローチャートを用いて、本実施形態における第１の制御フローについて説明する。
本制御フローは、上記した図６に示す制御部によって、画像を取得したタイミングで実行される。
まず、ステップ５０１で処理を開始する。
次に、５０２〜５０４の各ステップでの処理を、ビームの重なり領域数分（主走査方向のビーム数−１）繰り返す。
すなわち、ステップ５０２での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の右側のビームによって取得された画像を得る。
また、ステップ５０３での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の左側のビームによって取得された画像を得る。
ステップ５０４での処理によって、ステップ５０２で得られた画像とステップ５０３で得られた画像から、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置ズレを求める。
次に、ステップ５０５において、すべての重なり領域の処理を完了したかの確認を行う。
次に、ステップ５０６において、ステップ５０４で求めたすべての重なり領域の深さ方向のズレ量から平均値を求める。
次に、ステップ５０７において、ステップ５０６で求めた平均値から眼球の変位量を計算する。
次に、ステップ５０８において、参照光のディレイラインをステップ５０７で求めた眼球の変位量だけ駆動する。
【実施例】
【００１６】
つぎに、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１では、本発明を適用したＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置（ＯＣＴ装置）について説明する。
本実施例のＯＣＴ装置は、基本構成において上記した図１に示す本発明の実施形態と同様のものが用いられる。
低コヒーレント光源１０１は、ここでは、８４０ｎｍを中心波長とした、波長幅５０ｎｍのＳＬＤ光源を用いている。
この光源１０１からの出射光は、光ファイバを通して、ファイバビームスプリッタ１０２を用いて複数に分岐されている。
また、ここでは３分岐のスプリッタを用いている。そして、ファイバカプラ１０３〜１０５によって、参照光と測定光とに分割する。
分岐された測定光は、ファイバコリメータ１０６〜１０８によって、走査光学系に導かれる。
ファイバコリメータ１０６〜１０８から出射した測定光は、それぞれある角度を持って、ガルバノスキャナ１０９に入射する。
ガルバノスキャナ１０９によって主走査方向にスキャンされる。レンズ１１０，１１１により副走査方向のガルバノスキャナ１１２に導かれる。
ここで、スキャナスキャナ１０９と１１２は、それぞれレンズ１１０と１１１によって共役関係の配置となる。
さらに、レンズ１１３，１１７によって、被検眼の瞳孔位置にて、それぞれのビームが交差し、被検眼の眼底でそれぞれのビームが焦点を結ぶように導かれる。このときに、各分岐したビームがそれぞれ矢印１１９〜１２１で示す走査範囲を有している。
この矢印１１９〜１２１の走査方向がスキャナ１０９の走査方向となっており、
主走査方向に各ビームの取得画像範囲が空間分割されており、かつ、主走査方向に取得画像範囲が重なり合うように構成されている。
【００１７】
この重なり合いのイメージ図を図２に示す。
２００が被検眼の眼底２次元イメージである。
領域２０１は、図１の矢印１１９で示される走査範囲に対応する、３次元、画像収録範囲である。
同様に、領域２０２に対して矢印１２０、領域２０３に対して矢印１２１で示される走査範囲が対応する画像収録範囲である。
図２に示されているように、これらの画像収録範囲は重なり合う領域が設けられている。ここでの主走査方向は、横方向となっている。
断層像でのイメージは、図３の（ａ）（ｂ）のような形態となる。２０１に対して３０１、２０２に対して３０２、２０３に対して３０３のそれぞれの断層が対応している。
ここで、主走査方向は、図３（ｂ）に示されるように、３０４の図内の矢印の方向がスキャン方向となっている。
【００１８】
ファイバカプラ１０３〜１０５によって分割された参照光は、ファイバコリメータ１２２〜１２４により、平行光となり、分散補償ガラス１２５を経由する。そして、それぞれ参照光光路長を変更するためのステージ１２６上のミラー１２７、１２８を経由し、さらに、高速参照光光路長変更ステージ１３０上のミラー１３１に導かれる。
ここでは、ステージ１２６は、ボールネジを用いた、ステッピングモータ駆動で長作動距離が達成できるステージを用いている。
また、ステージ１３０は、ボイスコイルモータによる、高速応答可能なステージとなっている。
測定光および参照光は、それぞれ同一の経路をたどり、カプラ１０３〜１０５に戻り、それぞれ対応する測定光と参照光とが合波される。合波された干渉光は、ファイバコリメータ１３２〜１３４より出射され、分光器１３５〜１３７に導か
れる。
分光器１３５〜１３７によって取得される干渉スペクトルは、図６に示される制御部によって、各々、フーリエ変換処理が行われ、断層画像に変換される。
このフーリエ変換処理は、フーリエドメイン式ＯＣＴ装置における基本的な処理方式であり、既に多数の報告がなされている処理であることから、ここでは説明は省略する。
【００１９】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における制御部の構成について説明する。
本実施例の制御部は、基本的には図６に示される本発明の実施形態と同様の構成のものが用いられる。
本実施例の制御部における制御プログラムは、固定ディスク装置４０７に格納されており、装置起動時に主記憶装置４０８に読み込まれる。
検者の操作は、操作用インターフェース４１２からなされる。
ここでは、キーボード、マウスが接続されている。
表示装置４０６には、グラフィカルユーザインターフェースが搭載されており、画面上で画像取得開始指示および、画像収録指示を、操作インターフェース４１２を用いて指示することが可能となっている。
画像収録指示がなされた際に、主、副それぞれのスキャナドライバ４０２，４０３は、それぞれの走査波形に応じて、スキャナの制御を行う。
実際には、３次元断層像の取得を行うが、ここでは説明を簡略にするため、単一のＢスキャン画像収録（１主走査画像収録）での説明を行う。
主走査スキャナ４０２が走査範囲を１パス走査する際に、３つのラインセンサ４０９〜４１１により１方向のＢスキャンに相当する範囲の干渉スペクトルが取得できる。
このデータをそれぞれフーリエ変換処理し、断層画像化する。断層画像化したデータが図３のイメージである。ラインセンサ毎に画像３０１、３０２、３０３がそれぞれ取得できる。
この３画像は、主走査方向に空間分割されたビームで取得されたものであり、かつ、重なり合う領域を持っているため、図３（ｂ）の様な断層取得パターン３０
４となっている。
この図３は、画像取得中に、被検者の眼球の前後方向の動きがないケースの例を示している。
そのため、図３（ｂ）の重なり合う領域において、断層像の深さ方向（画像では上下方向）での位置ズレが発生していない画像となっている。
【００２０】
つぎに、画像に変位が生じる場合について説明する。
図４を用いて、実際に眼球の前後方向の動きがある場合の断層画像取得例を説明する。
図４は、撮影中に、被検眼が断層撮像装置に対して、近づいている際の取得画像例である。
図４（ｂ）において、スキャン方向は、断層取得パターン３０４の図中に示しているとおり、左より右の向きに画像を収録している。
このとき、領域３０１と領域３０２の重なりあう領域は、それぞれ、領域３０５および領域３０６となる（図４（ｃ））。
領域３０５は、領域３０１のなかで、スキャンの終盤に収録している。
領域３０６は、領域３０２のなかで、スキャンの開始早々に収録している。領域３０１と３０２は、ビームは異なるが、同一走査手段、すなわち図１のスキャナ１０９により走査されて取得されている画像である。
ここで、領域３０５および３０６の画像の深さ方向を比較すると、領域３０５の画像の方が、取得時間は後から取得した画像となっているため、断層像が上方に変位した画像となっている。
すなわち、この変位量が領域３０６と３０５の断層像取得時間差内で被検眼が前後方向に動いた量を示している。
【００２１】
ここで、実際の補正シーケンスを図７を用いて説明する。
本制御フローは、上述した図６の制御部によって、１主走査分の画像を取得したタイミングで実行される。
まず、ステップ５０１で処理を開始する。
次に、ステップ５０２での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の右側のビームによって取得された画像を得る。
これは、図４の領域３０６の画像に相当する。
次に、ステップ５０３での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の左側のビームによって取得された画像を得る。これは図４の領域３０５の画像に相当する。
つぎに、ステップ５０４での処理によって、ステップ５０２で取得された画像とステップ５０３で取得された画像から、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置ズレを求める。
次に、ステップ５０５において、すべての重なり領域の処理を完了したかの確認を行う。
本実施形態では、３ビーム構成となっているため、２箇所の重なり領域分の処理を行うこととなる。
次に、ステップ５０６において、ステップ５０４で求めたすべての重なり領域の深さ方向のズレ量から平均値を求める。
ここで求めた平均値より、ステップ５０７で、眼球の変位量を計算する。
ここでの求め方は、あらかじめ模型眼によって、模型眼を単位長さ変位させたときの眼底像の上下変位量を求めておき、この値を用いて換算処理すればよい。
次に、ステップ５０８において、求めた眼球変位量から、図１の追尾用参照光路長変更ステージ１３０を図６に示される追尾ステージコントローラ４０５を用いて駆動する。
これよって、スキャン画像を１パス取得する毎に追尾ステージを駆動することが可能となり、被検眼が前後方向に動いた際にも安定して、すなわち画像の上下の変位量少なく、画像収録することが可能となる。
【００２２】
［実施例２］
実施例２では、撮像中に被検眼が眼軸と直交方向に変位した場合の例について説明する。
本実施例のＯＣＴ装置は、その全体構成、制御部の構成は実施例１と同様のもの
が用いられているから、説明を省略する。
実際に眼球の前後方向の動きがある場合の取得画像を図５を用いて説明を行う。図５は、撮影中に、被検眼が断層撮像装置に対して、眼軸と直交方向（主走査方向）に移動している際の取得画像例である。
図５（ｂ）において、スキャン方向は、断層取得パターン３０４の図中に示しているとおり、左より右の向きに画像を収録している。このとき、領域３０１と領域３０２の重なりあう領域は、それぞれ、領域３０５および領域３０６となる。領域３０５は、領域３０１のなかで、スキャンの終盤に収録している。
図５（ｃ）に示される領域３０６は、領域３０２のなかで、スキャンの開始早々に収録している。
領域３０１と３０２は、ビームは異なるが、同一走査手段、図１のスキャナ１０９により走査されて取得されている画像である。
ここで、領域３０５および３０６の画像の深さ方向差と、もう一方の重なり合い領域３０７、３０８の画像の深さ方向差を求める。
ここで、領域３０５、３０６からは、時間ともに断層画像が上方に変位していることがわかる。
また、領域３０７と３０８からは、時間とともに画像が下方に変位していることがわかる。このことより、断層像が時間とともに、傾いていることが検出できることがわかる。
【００２３】
ここで実際の補正シーケンスを、図８を用いて説明する。
本制御フローは、上述した図６の制御部によって、画像を取得したタイミングで実行される。
まず、ステップ６０１で処理を開始する。
次に、ステップ６０２での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の右側のビームによって取得された画像を得る。これは、１番目のループの場合、図５の領域３０６に相当する。
次に、ステップ６０３での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の左側のビームによって取得された画像を得る。これは図５の領域３０
５に相当する。
次に、ステップ６０４での処理によって、ステップ６０２で取得された画像とステップ６０３で取得された画像から、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置ズレを求める。
次に、ステップ６０５において、すべての重なり領域の処理を完了したかの確認を行う。
本実施例では、３ビーム構成となっているため、２箇所の重なり領域分の処理を行うこととなる。
次に、ステップ６０６において、ステップ６０４で求めたすべての重なり領域の深さ方向のズレ量から平均値を求める。
ここで求めた平均値より、ステップ６０７で、眼球の変位量を計算する。
ここでの求め方は、あらかじめ模型眼によって、模型眼を単位長さ変位させたときの眼底像の上下変位量を求めておき、この値を用いて換算処理すればよい。次に、ステップ６０８において、求めた眼球変位量から、図１の追尾用参照光路長変更ステージ１３０を図６に示される追尾ステージコントローラ４０５を用いて、駆動する。
さらに、ここでは、ステップ６０９によって、複数の重なり領域の深さ方向差から、断層像の傾きの変動量を算出する。
傾き量が、予め設定された基準値を上回った際、それを表示する手段によって、ステップ６１０において検者に対してその旨を通知する。
本実施例では、検者に対する通知のみとしているが、断層像の取得が自動的に再取得可能に構成し、断層画像の自動再取得処理を実行してもよい。
断層像の３次元データ取得中の傾きは、３次元ボリュームデータ作成を困難にする一因となっており、本実施例を適用すれば、３次元構築処理を実行する前に適切に断層画像の再取得処理を行うことができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０１：低コヒーレント光源
１０２：ファイバビームスプリッタ
１０３〜１０５：ファイバカプラ
１０６〜１０８：ファイバコリメータ
１０９：ガルバノスキャナ（Ｘ）
１１０：レンズ
１１１：レンズ
１１２：ガルバノスキャナ（Ｙ）
１１３：レンズ
１１４〜１１６：ビーム
１１７：レンズ
１１８：被検眼
１２２〜１２４：ファイバコリメータ
１２５：分散補償ガラス
１２６：参照光路長調整ステージ
１２７：ミラー
１２８：ミラー
１２９：ミラー
１３０：高速参照光路長変更ステージ
１３１：ミラー
１３２〜１３４：ファイバコリメータ
１３５〜１３７：分光器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置及びその制御方法に関し、特に眼科診療等に用いられる干渉光学系を有する光断層画像撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、眼科用機器として、様々な光学機器が使用されている。
中でも、眼を観察する光学機器として、前眼部撮影機、眼底カメラ、共焦点レーザー走査検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：ＳＬＯ）や、
低コヒーレント光による光干渉を利用した光断層画像撮像装置である光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）等、様々な機器が使用されている。
特に、この低コヒーレント光による光干渉を利用したＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置は、眼底の断層像を高解像度に得る装置であり、現在、網膜の専門外来では必要不可欠な装置になりつつある。
以下、このようなＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置を、ＯＣＴ装置と記す。
【０００３】
ＯＣＴ装置は低コヒーレント光を、網膜に代表されるサンプルに照射し、そのサンプルからの反射光を干渉計を用いることで、高感度に測定する装置である。また、ＯＣＴ装置は該低コヒーレント光を、該サンプル上にスキャンすることで、断層像を得ることができる。特に、網膜の断層像は眼科診断に広く利用されている。
ところで、ＯＣＴ装置により撮像する際、スキャンにより画像を構成することから、撮像中に被検査物が移動した場合、取得する画像に変形または変位を生じる
こととなる。
特に、被検査物が人の眼である場合、眼球の固視微動と呼ばれる不随意的な眼球運動や、頭部全体を含む眼球の前後方向等の運動により、取得する画像に変形または変位を起こすことが問題となる。
このような変形を防ぐための方策の一つとして、高速にスキャンすることが求められており、そのための提案はいくつかなされている。
その１つとして、特許文献１では、複数ビームでの画像取得を行うＯＣＴ装置が開示されている。
これによると、単一ビームでの取得と比較して、画像収録時間を短縮することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５０８０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、ＯＣＴ装置を用いて被検査物の断層画像を撮像する際、撮像中に被検査物が移動した場合、特に、眼球に前後方向等に動きがあると、取得される画像に深さ方向の変形または変位が発生してしまうこととなる。
昨今では眼底観察を行う場合等において、このような変形または変位を低減することが重要な課題となっている。
上記した特許文献１のＯＣＴ装置によれば、複数ビームでの画像取得により、単一ビームでの取得と比較し、画像収録時間を短縮することが可能とされている。しかしながら、この特許文献１の装置では、被検査物である眼球の前後方向等の運動を検出して、取得される画像の深さ方向の変形または変位を低減することについては、何も考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、被検査物の移動により生じる取得画像の、ＸＹＺ
座標におけるＺ方向に当たる眼底の深さ方向の変形または変位を低減するために、撮像中における被検査物の移動量を検出する光断層画像撮像装置及びその制御方法の提供を目的とする。
【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、光源から出射され、複数のビームからなる光を測定光と参照光とに分割し、これらの測定光による戻り光と参照光路を経由した参照光とを合波させた干渉光を用い、被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置であって、
前記複数のビームからなる光をＸＹ平面に走査する単一の走査手段と、
前記走査手段により走査される走査角の設定によって、ＸＹ平面のうち高速に走査する軸方向である、主走査方向に空間分割されると共に該空間分割された境界部分で重なり合う領域を持つように、前記被検査物に照射する手段と、
前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置差を求める手段と、
前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、前記被検査物の移動量を算出する手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の光断層画像撮像装置の制御方法は、複数のビームからなる測定光を被検査物の測定領域に照射することにより得られる戻り光を、それぞれ参照光と合波させた干渉光を取得する光断層画像撮像装置の制御方法であって、
前記測定領域の重なる部分の領域のそれぞれの画像を取得し、
前記それぞれの画像から深さ方向の位置差を求め、
前記求めた位置差に基づいて、前記被検査物の移動量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被検査物の移動により生じる取得画像の、ＸＹＺ座標におけ
るＺ方向に当たる眼底の深さ方向の変形または変位を低減するために、撮像中における被検査物の移動量を検出する光断層画像撮像装置及びその制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態における光断層画像撮像装置の構成を説明する模式図。
【図２】本発明の実施例１における画像収録範囲が重なり合う構成例を説明する図。
【図３】本発明の実施例１における画像取得中に眼球の前後方向の動きがない場合の断層画像取得例を説明する図。
【図４】本発明の実施例１における画像取得中に眼球の前後方向に動きがある場合の断層画像取得例を説明する図。
【図５】本発明の実施例２における画像取得中に被検眼が眼軸と直交方向に変位した場合の断層画像取得例を説明する図。
【図６】本発明を具現化する低コヒーレント光断層撮影装置のブロック図である。
【図７】本発明の実施形態における制御フローを説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施例２における制御フローを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態における被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置について説明する。
本発明の実施形態の光断層画像撮像装置は、光源から出射され、複数のビームからなる光を測定光と参照光とに分割し、これらの測定光による戻り光と参照光路を経由した参照光とを合波させた干渉光を用い、フーリエドメイン方式のＯＣＴ装置を構成する。
その際、それぞれの複数のビームからなる光をＸＹ座標で走査する走査手段により走査し、被検査物の測定領域である眼球における眼底の異なる部位を照射するように構成される。
そして、それぞれのビームの眼底照射位置関係をＯＣＴ装置のビームの高速走査軸方向である、主走査方向に空間分割するように配置される。
さらに、それぞれのビームの主走査方向の走査手段は、同一のものが用いられ、かつ、それぞれのビームの画像取得範囲をそれぞれの境界部位で重なり合う領域を持つような、走査角とされる。
また、画像収録時に、重なり合う領域に隣接するそれぞれのビームによる、重なりあう領域の取得画像を比較し、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる眼底の深さ方向の位置差を求める手段が構成される。
また、前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、前記被検査物の移動量を算出する手段が構成される。
さらに、前記算出された前記被検査物の移動量を元に、前記被検査物の移動により生じる取得画像の深さ方向の変形または変位を低減するように、前記参照光における光路長を変更する手段が構成される。
本実施形態では、以上のように、複数のビームの画像取得部位を主走査方向に空間分割して配置するため、同一画素数のデータ取得をする場合、走査速度を向上させることが可能とされており、そのビームの重なり領域での深さズレを用いるように構成されている。
したがって、追加の計測手段を必要とせずに、高速に眼球の固視微動や前後方向の運動を計測でき、眼底断層像取得のための参照光光路長を補正を行うことが可能となる。
【００１１】
つぎに、図１を用いて、本実施形態のＯＣＴ装置の具体的構成について説明する。
低コヒーレント光を出射する光源１０１からの出射光は、光ファイバを通してビームスプリッタ１０２を用いて複数に分岐される。
そして、ファイバカプラ１０３〜１０５によって、参照光と測定光とに分割され
る。
分岐された測定光は、ファイバコリメータ１０６〜１０８によって、走査光学系に導かれる。
ファイバコリメータ１０６〜１０８から出射した測定光は、ガルバノスキャナ１０９によって主走査方向にスキャンされる。
そして、レンズ１１０、１１１により副走査方向のガルバノスキャナ１１２に導かれる。ここで、スキャナ１０９と１１２は、それぞれレンズ１１０と１１１によって共役関係の配置となる。
さらに、レンズ１１３，１１７によって、被検眼の瞳孔位置にて、それぞれのビームが交差し、被検眼の眼底でそれぞれのビームが焦点を結ぶように導かれる。このときに、各分岐したビームが、それぞれ矢印１１９〜１２１で示すような走査範囲を有している。
この矢印１１９〜１２１の走査方向がガルバノスキャナ１０９の主走査方向となっており、主走査方向に各ビームの取得画像範囲が空間分割されている。
【００１２】
ファイバカプラ１０３〜１０５によって分割された、参照光は、ファイバコリメータ１１２〜１２４により、平行光となり、分散補償ガラス１２５を経由する。
そして、それぞれ参照光光路長を変更するためのステージ１２６上のミラー１２７、１２８によって、さらに、高速参照光光路長変更ステージ１３０上のミラー１３１に導かれる。
測定光および参照光は、それぞれ同一の経路をたどり、カプラ１０３〜１０５に戻り、それぞれ対応する測定光と参照光が合波される。
合波された干渉光は、ファイバコリメータ１３２〜１３４より出射され、分光器１３５〜１３７に導かれ、干渉光の強度が検出されることにより断層画像が生成される。
【００１３】
つぎに、本実施形態の光断層画像撮像装置において使用する各構成部の詳細について説明する。
低コヒーレント光光源１０１とは、時間コヒーレントが小さく、空間コヒーレントが大きい光源が望ましく、スーパールミネッセントダイオード、ＡＳＥ（自然放出光）光源、フェムト秒レーザ光源、波長掃引レーザが好適に用いられる。
波長掃引光源を用いる場合は、分光器１３５〜１３７が、フォトダイオードとなる。
また、上記説明では、干渉計の構成をマイケルソン型としたが、マイケルソン型、マッハツェンダー型いずれも使用可能である。
また、干渉計光路は、空気中に開放した形態で構成してもよいし、当然ながら、上記した構成のように光ファイバ光学系で構成してもよい。
参照光光路の光路長可変手段は、空気中に開放した光をステージ上に搭載したミラーによって、光路長を可変にする方法が好適である。
ここでは、被検眼毎の個体差を吸収するための長作動距離のステージ１２６と短作動距離で高速応答のステージ１３０の２ステージによる構成をとっている。
また、被検眼の眼底の断層像として画像化するための方式としては、フーリエドメイン方式であるが、スペクトラルドメイン方式、スウェプトソース方式いずれも利用可能である。
【００１４】
つぎに、本実施形態の光断層画像撮像装置における制御部の構成について、図６を用いて説明する。
４０１は中央演算装置である。４０２は、主走査方向であるＸ方向のスキャナを制御するスキャナドライバである。
４０３は、副走査方向であるＹ方向のスキャナを制御するためのスキャナドライバである。
４０４は、被検者毎に眼底の深さ方向位置を調整するための参照光光路を変更するためのステージを制御する、ステージコントローラである。
４０５は、眼底断層像取得中の眼球前後方向動作を追尾するための、参照光光路長変更手段である追尾ステージのコントローラである。
４０９〜４１１は、スペクトラルドメイン方式のＯＣＴ信号を取得するための分光器用のラインセンサーである。
４０６は、結果表示および検者の操作用のユーザインターフェースを司る表示装置である。
４０７は、動作プログラム、撮像結果を格納するための固定ディスク装置である。
４０８は、プログラムを動作時にロードするため、および、動作時に一次的にデータを格納しておくための主記憶装置である。
本実施形態の光断層画像撮像装置における制御部は、以上の各構成を備え、図１に記載の各部の制御等を行う。
【００１５】
つぎに、図７に示すフローチャートを用いて、本実施形態における第１の制御フローについて説明する。
本制御フローは、上記した図６に示す制御部によって、画像を取得したタイミングで実行される。
まず、ステップ５０１で処理を開始する。
次に、５０２〜５０４の各ステップでの処理を、ビームの重なり領域数分（主走査方向のビーム数−１）繰り返す。
すなわち、ステップ５０２での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の右側のビームによって取得された画像を得る。
また、ステップ５０３での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の左側のビームによって取得された画像を得る。
ステップ５０４での処理によって、ステップ５０２で得られた画像とステップ５０３で得られた画像から、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置ズレを求める。
次に、ステップ５０５において、すべての重なり領域の処理を完了したかの確認を行う。
次に、ステップ５０６において、ステップ５０４で求めたすべての重なり領域の深さ方向のズレ量から平均値を求める。
次に、ステップ５０７において、ステップ５０６で求めた平均値から眼球の変位量を計算する。
次に、ステップ５０８において、参照光のディレイラインをステップ５０７で求めた眼球の変位量だけ駆動する。
【実施例】
【００１６】
つぎに、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１では、本発明を適用したＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置（ＯＣＴ装置）について説明する。
本実施例のＯＣＴ装置は、基本構成において上記した図１に示す本発明の実施形態と同様のものが用いられる。
低コヒーレント光源１０１は、ここでは、８４０ｎｍを中心波長とした、波長幅５０ｎｍのＳＬＤ光源を用いている。
この光源１０１からの出射光は、光ファイバを通して、ファイバビームスプリッタ１０２を用いて複数に分岐されている。
また、ここでは３分岐のスプリッタを用いている。そして、ファイバカプラ１０３〜１０５によって、参照光と測定光とに分割する。
分岐された測定光は、ファイバコリメータ１０６〜１０８によって、走査光学系に導かれる。
ファイバコリメータ１０６〜１０８から出射した測定光は、それぞれある角度を持って、ガルバノスキャナ１０９に入射する。
ガルバノスキャナ１０９によって主走査方向にスキャンされる。レンズ１１０，１１１により副走査方向のガルバノスキャナ１１２に導かれる。
ここで、スキャナスキャナ１０９と１１２は、それぞれレンズ１１０と１１１によって共役関係の配置となる。
さらに、レンズ１１３，１１７によって、被検眼の瞳孔位置にて、それぞれのビームが交差し、被検眼の眼底でそれぞれのビームが焦点を結ぶように導かれる。このときに、各分岐したビームがそれぞれ矢印１１９〜１２１で示す走査範囲を有している。
この矢印１１９〜１２１の走査方向がスキャナ１０９の走査方向となっており、
主走査方向に各ビームの取得画像範囲が空間分割されており、かつ、主走査方向に取得画像範囲が重なり合うように構成されている。
【００１７】
この重なり合いのイメージ図を図２に示す。
２００が被検眼の眼底２次元イメージである。
領域２０１は、図１の矢印１１９で示される走査範囲に対応する、３次元、画像収録範囲である。
同様に、領域２０２に対して矢印１２０、領域２０３に対して矢印１２１で示される走査範囲が対応する画像収録範囲である。
図２に示されているように、これらの画像収録範囲は重なり合う領域が設けられている。ここでの主走査方向は、横方向となっている。
断層像でのイメージは、図３の（ａ）（ｂ）のような形態となる。２０１に対して３０１、２０２に対して３０２、２０３に対して３０３のそれぞれの断層が対応している。
ここで、主走査方向は、図３（ｂ）に示されるように、３０４の図内の矢印の方向がスキャン方向となっている。
【００１８】
ファイバカプラ１０３〜１０５によって分割された参照光は、ファイバコリメータ１２２〜１２４により、平行光となり、分散補償ガラス１２５を経由する。そして、それぞれ参照光光路長を変更するためのステージ１２６上のミラー１２７、１２８を経由し、さらに、高速参照光光路長変更ステージ１３０上のミラー１３１に導かれる。
ここでは、ステージ１２６は、ボールネジを用いた、ステッピングモータ駆動で長作動距離が達成できるステージを用いている。
また、ステージ１３０は、ボイスコイルモータによる、高速応答可能なステージとなっている。
測定光および参照光は、それぞれ同一の経路をたどり、カプラ１０３〜１０５に戻り、それぞれ対応する測定光と参照光とが合波される。合波された干渉光は、ファイバコリメータ１３２〜１３４より出射され、分光器１３５〜１３７に導か
れる。
分光器１３５〜１３７によって取得される干渉スペクトルは、図６に示される制御部によって、各々、フーリエ変換処理が行われ、断層画像に変換される。
このフーリエ変換処理は、フーリエドメイン式ＯＣＴ装置における基本的な処理方式であり、既に多数の報告がなされている処理であることから、ここでは説明は省略する。
【００１９】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における制御部の構成について説明する。
本実施例の制御部は、基本的には図６に示される本発明の実施形態と同様の構成のものが用いられる。
本実施例の制御部における制御プログラムは、固定ディスク装置４０７に格納されており、装置起動時に主記憶装置４０８に読み込まれる。
検者の操作は、操作用インターフェース４１２からなされる。
ここでは、キーボード、マウスが接続されている。
表示装置４０６には、グラフィカルユーザインターフェースが搭載されており、画面上で画像取得開始指示および、画像収録指示を、操作インターフェース４１２を用いて指示することが可能となっている。
画像収録指示がなされた際に、主、副それぞれのスキャナドライバ４０２，４０３は、それぞれの走査波形に応じて、スキャナの制御を行う。
実際には、３次元断層像の取得を行うが、ここでは説明を簡略にするため、単一のＢスキャン画像収録（１主走査画像収録）での説明を行う。
主走査スキャナ４０２が走査範囲を１パス走査する際に、３つのラインセンサ４０９〜４１１により１方向のＢスキャンに相当する範囲の干渉スペクトルが取得できる。
このデータをそれぞれフーリエ変換処理し、断層画像化する。断層画像化したデータが図３のイメージである。ラインセンサ毎に画像３０１、３０２、３０３がそれぞれ取得できる。
この３画像は、主走査方向に空間分割されたビームで取得されたものであり、かつ、重なり合う領域を持っているため、図３（ｂ）の様な断層取得パターン３０
４となっている。
この図３は、画像取得中に、被検者の眼球の前後方向の動きがないケースの例を示している。
そのため、図３（ｂ）の重なり合う領域において、断層像の深さ方向（画像では上下方向）での位置ズレが発生していない画像となっている。
【００２０】
つぎに、画像に変位が生じる場合について説明する。
図４を用いて、実際に眼球の前後方向の動きがある場合の断層画像取得例を説明する。
図４は、撮影中に、被検眼が断層撮像装置に対して、近づいている際の取得画像例である。
図４（ｂ）において、スキャン方向は、断層取得パターン３０４の図中に示しているとおり、左より右の向きに画像を収録している。
このとき、領域３０１と領域３０２の重なりあう領域は、それぞれ、領域３０５および領域３０６となる（図４（ｃ））。
領域３０５は、領域３０１のなかで、スキャンの終盤に収録している。
領域３０６は、領域３０２のなかで、スキャンの開始早々に収録している。領域３０１と３０２は、ビームは異なるが、同一走査手段、すなわち図１のスキャナ１０９により走査されて取得されている画像である。
ここで、領域３０５および３０６の画像の深さ方向を比較すると、領域３０５の画像の方が、取得時間は後から取得した画像となっているため、断層像が上方に変位した画像となっている。
すなわち、この変位量が領域３０６と３０５の断層像取得時間差内で被検眼が前後方向に動いた量を示している。
【００２１】
ここで、実際の補正シーケンスを図７を用いて説明する。
本制御フローは、上述した図６の制御部によって、１主走査分の画像を取得したタイミングで実行される。
まず、ステップ５０１で処理を開始する。
次に、ステップ５０２での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の右側のビームによって取得された画像を得る。
これは、図４の領域３０６の画像に相当する。
次に、ステップ５０３での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の左側のビームによって取得された画像を得る。これは図４の領域３０５の画像に相当する。
つぎに、ステップ５０４での処理によって、ステップ５０２で取得された画像とステップ５０３で取得された画像から、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置ズレを求める。
次に、ステップ５０５において、すべての重なり領域の処理を完了したかの確認を行う。
本実施形態では、３ビーム構成となっているため、２箇所の重なり領域分の処理を行うこととなる。
次に、ステップ５０６において、ステップ５０４で求めたすべての重なり領域の深さ方向のズレ量から平均値を求める。
ここで求めた平均値より、ステップ５０７で、眼球の変位量を計算する。
ここでの求め方は、あらかじめ模型眼によって、模型眼を単位長さ変位させたときの眼底像の上下変位量を求めておき、この値を用いて換算処理すればよい。
次に、ステップ５０８において、求めた眼球変位量から、図１の追尾用参照光路長変更ステージ１３０を図６に示される追尾ステージコントローラ４０５を用いて駆動する。
これよって、スキャン画像を１パス取得する毎に追尾ステージを駆動することが可能となり、被検眼が前後方向に動いた際にも安定して、すなわち画像の上下の変位量少なく、画像収録することが可能となる。
【００２２】
［実施例２］
実施例２では、撮像中に被検眼が眼軸と直交方向に変位した場合の例について説明する。
本実施例のＯＣＴ装置は、その全体構成、制御部の構成は実施例１と同様のもの
が用いられているから、説明を省略する。
実際に眼球の前後方向の動きがある場合の取得画像を図５を用いて説明を行う。図５は、撮影中に、被検眼が断層撮像装置に対して、眼軸と直交方向（主走査方向）に移動している際の取得画像例である。
図５（ｂ）において、スキャン方向は、断層取得パターン３０４の図中に示しているとおり、左より右の向きに画像を収録している。このとき、領域３０１と領域３０２の重なりあう領域は、それぞれ、領域３０５および領域３０６となる。領域３０５は、領域３０１のなかで、スキャンの終盤に収録している。
図５（ｃ）に示される領域３０６は、領域３０２のなかで、スキャンの開始早々に収録している。
領域３０１と３０２は、ビームは異なるが、同一走査手段、図１のスキャナ１０９により走査されて取得されている画像である。
ここで、領域３０５および３０６の画像の深さ方向差と、もう一方の重なり合い領域３０７、３０８の画像の深さ方向差を求める。
ここで、領域３０５、３０６からは、時間ともに断層画像が上方に変位していることがわかる。
また、領域３０７と３０８からは、時間とともに画像が下方に変位していることがわかる。このことより、断層像が時間とともに、傾いていることが検出できることがわかる。
【００２３】
ここで実際の補正シーケンスを、図８を用いて説明する。
本制御フローは、上述した図６の制御部によって、画像を取得したタイミングで実行される。
まず、ステップ６０１で処理を開始する。
次に、ステップ６０２での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の右側のビームによって取得された画像を得る。これは、１番目のループの場合、図５の領域３０６に相当する。
次に、ステップ６０３での処理において、Ｎ番目（ループ回数番目）の重なり領域の画像の左側のビームによって取得された画像を得る。これは図５の領域３０
５に相当する。
次に、ステップ６０４での処理によって、ステップ６０２で取得された画像とステップ６０３で取得された画像から、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置ズレを求める。
次に、ステップ６０５において、すべての重なり領域の処理を完了したかの確認を行う。
本実施例では、３ビーム構成となっているため、２箇所の重なり領域分の処理を行うこととなる。
次に、ステップ６０６において、ステップ６０４で求めたすべての重なり領域の深さ方向のズレ量から平均値を求める。
ここで求めた平均値より、ステップ６０７で、眼球の変位量を計算する。
ここでの求め方は、あらかじめ模型眼によって、模型眼を単位長さ変位させたときの眼底像の上下変位量を求めておき、この値を用いて換算処理すればよい。次に、ステップ６０８において、求めた眼球変位量から、図１の追尾用参照光路長変更ステージ１３０を図６に示される追尾ステージコントローラ４０５を用いて、駆動する。
さらに、ここでは、ステップ６０９によって、複数の重なり領域の深さ方向差から、断層像の傾きの変動量を算出する。
傾き量が、予め設定された基準値を上回った際、それを表示する手段によって、ステップ６１０において検者に対してその旨を通知する。
本実施例では、検者に対する通知のみとしているが、断層像の取得が自動的に再取得可能に構成し、断層画像の自動再取得処理を実行してもよい。
断層像の３次元データ取得中の傾きは、３次元ボリュームデータ作成を困難にする一因となっており、本実施例を適用すれば、３次元構築処理を実行する前に適切に断層画像の再取得処理を行うことができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０１：低コヒーレント光源
１０２：ファイバビームスプリッタ
１０３〜１０５：ファイバカプラ
１０６〜１０８：ファイバコリメータ
１０９：ガルバノスキャナ（Ｘ）
１１０：レンズ
１１１：レンズ
１１２：ガルバノスキャナ（Ｙ）
１１３：レンズ
１１４〜１１６：ビーム
１１７：レンズ
１１８：被検眼
１２２〜１２４：ファイバコリメータ
１２５：分散補償ガラス
１２６：参照光路長調整ステージ
１２７：ミラー
１２８：ミラー
１２９：ミラー
１３０：高速参照光路長変更ステージ
１３１：ミラー
１３２〜１３４：ファイバコリメータ
１３５〜１３７：分光器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射され、複数のビームからなる光を測定光と参照光とに分割し、これらの測定光による戻り光と参照光路を経由した参照光とを合波させた干渉光を用い、被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置であって、
前記複数のビームからなる光をＸＹ座標で走査する単一の走査手段と、
前記走査手段により走査される走査角の設定によって、ＸＹ座標で高速に走査する軸方向である、主走査方向に空間分割されると共に該空間分割された境界部分で重なり合う領域を持つように、前記被検査物に照射する手段と、
前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置差を求める手段と、
前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、前記被検査物の移動量を算出する手段と、
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】
前記算出された前記被検査物の移動量を元に、前記被検査物の移動により生じる取得画像の深さ方向の変形または変位を低減するように、前記参照光における光路長を変更する手段を有する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】
複数のビームからなる光が、３つ以上のビームからなる光であり、
前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、前記被検査物の断層像の傾き量を検出する手段を有する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】
前記検出された前記被検査物の断層像の傾き量が、予め設定された基準値を上回った際、それを表示する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項５】
前記検出された前記被検査物の断層像の傾き量が、予め設定された基準値を上回った際、前記被検査物の断層像の取得が自動的に再取得可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項６】
前記被検査物が眼球であり、
前記被検査物の移動が、前記眼球の固視微動または前後方向の運動であり、
前記被検査物に照射する手段による前記複数のビームからなる光の照射が、前記眼球における眼底への照射であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項７】
複数のビームからなる測定光を被検査物の測定領域に照射することにより得られる戻り光を、それぞれ参照光と合波させた干渉光を取得する光断層画像撮像装置の制御方法であって、
前記測定領域の重なる部分の領域のそれぞれの画像を取得し、
前記それぞれの画像から深さ方向の位置差を求め、
前記求めた位置差に基づいて、前記被検査物の移動量を算出することを特徴とする光断層画像撮像装置の制御方法。
【請求項１】
光源から出射され、複数のビームからなる光を測定光と参照光とに分割し、これらの測定光による戻り光と参照光路を経由した参照光とを合波させた干渉光を用い、被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置であって、
前記複数のビームからなる光をＸＹ座標で走査する単一の走査手段と、
前記走査手段により走査される走査角の設定によって、ＸＹ座標で高速に走査する軸方向である、主走査方向に空間分割されると共に該空間分割された境界部分で重なり合う領域を持つように、前記被検査物に照射する手段と、
前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の、ＸＹＺ座標におけるＺ方向に当たる深さ方向の位置差を求める手段と、
前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、前記被検査物の移動量を算出する手段と、
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】
前記算出された前記被検査物の移動量を元に、前記被検査物の移動により生じる取得画像の深さ方向の変形または変位を低減するように、前記参照光における光路長を変更する手段を有する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】
複数のビームからなる光が、３つ以上のビームからなる光であり、
前記求められた前記空間分割された境界部分で重なり合う領域の断層像の深さ方向の位置差から、前記被検査物の断層像の傾き量を検出する手段を有する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】
前記検出された前記被検査物の断層像の傾き量が、予め設定された基準値を上回った際、それを表示する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項５】
前記検出された前記被検査物の断層像の傾き量が、予め設定された基準値を上回った際、前記被検査物の断層像の取得が自動的に再取得可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項６】
前記被検査物が眼球であり、
前記被検査物の移動が、前記眼球の固視微動または前後方向の運動であり、
前記被検査物に照射する手段による前記複数のビームからなる光の照射が、前記眼球における眼底への照射であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項７】
複数のビームからなる測定光を被検査物の測定領域に照射することにより得られる戻り光を、それぞれ参照光と合波させた干渉光を取得する光断層画像撮像装置の制御方法であって、
前記測定領域の重なる部分の領域のそれぞれの画像を取得し、
前記それぞれの画像から深さ方向の位置差を求め、
前記求めた位置差に基づいて、前記被検査物の移動量を算出することを特徴とする光断層画像撮像装置の制御方法。
【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２０１０−２４６６５４（Ｐ２０１０−２４６６５４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９７４０２（Ｐ２００９−９７４０２）
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【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２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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