撮像装置及び撮像方法
【課題】複数の眼底断層画像取得と一の眼底画像とを関連付けて表示可能な眼科装置を提供する。
【解決手段】被検眼の眼底画像をを撮像する眼底撮像部と、
前記被検眼の断層画像を撮像する断層画像撮像部と、断層画像を得るために前記被検眼の眼底の所望位置を走査する為の走査手段と、
前記眼底画像撮像部により取得された眼底画像における複数の特徴点より位置の特徴点と新たな眼底画像の特徴点をについてのパターンマッチングを実施して眼底の動き量を計測する計測手段を有した制御手段とを有し、断層画像の撮像は計測手段におけるパターンマッチングの終了に応じて実行される撮像装置
【解決手段】被検眼の眼底画像をを撮像する眼底撮像部と、
前記被検眼の断層画像を撮像する断層画像撮像部と、断層画像を得るために前記被検眼の眼底の所望位置を走査する為の走査手段と、
前記眼底画像撮像部により取得された眼底画像における複数の特徴点より位置の特徴点と新たな眼底画像の特徴点をについてのパターンマッチングを実施して眼底の動き量を計測する計測手段を有した制御手段とを有し、断層画像の撮像は計測手段におけるパターンマッチングの終了に応じて実行される撮像装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像方法に関するものである。特に、眼底の移動量をリアルタイムに眼底断層像撮像に反映させ、所望の眼底断層像を取得する撮像装置及び撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、眼底断層像が取得できるＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が注目されている。他の装置では観察できない眼底の内部構造が非侵襲で診断できる事が注目要因の一つである。高速に撮像可能で実績のあるＦＤ−ＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ）が市場の中心である。ＯＣＴ装置には眼底カメラやＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｙ）が同一装置内に装備され、眼底のどこのエリアをＯＣＴスキャンするか表示する事で所望の位置付近のＯＣＴ画像を取得することができる。
【０００３】
一方、早期診断、早期治療から微小の腫瘍や異常を検出する為に、ＯＣＴ画像の高画質化が求められている。高画質化を達成するために、眼底の移動、即ち、眼杞憂運動に伴う眼底位置の変化にＯＣＴビームを追従する装置（特許文献１）に関する技術が公開されている。
【０００４】
また、上述のＳＬＯ装置を有するＯＣＴ装置に関して、ＳＬＯ画像取得とＯＣＴ画像取得を交互に撮像する技術（特許文献２）、が公開されている。
【０００５】
特許文献１では、ＯＣＴ装置に眼底の移動を検出する為の装置を付加させている。その装置は眼底の視神経乳頭を追尾し、リアルタイムでＯＣＴスキャナを制御する事で、所望の個所のＯＣＴ画像を取得している。
【０００６】
また、特許文献２では、ＳＬＯ画像取得とＯＣＴ画像取得を交互に撮像する事で被験者の負荷を抑えＳＬＯ画像とＯＣＴ画像を取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００４−５１２１２５
【特許文献２】特開２００８−２９４６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＦＤ-ＯＣＴが高速化を実現した事により眼底の移動情報を取得する時間よりも、ＯＣＴ画像を取得する時間の方が速くなる場合がある。図３を用い説明する。眼底の所望位置にＯＣＴビームＯを移動し、測定を開始すると、位置情報を算出する為のＳＬＯ画像３０１〜３０４を取得している間に複数のＯＣＴ画像３１１〜３２２が取得される。この場合、全てのＯＣＴ画像に対応する位置情報が得られないという課題があった。
【０００９】
特許文献１のように、高速に追尾する事で上述の課題は解決されるが、追尾専用の特殊な装置を付加させる事が必須となり、装置の大型化、更には、追尾用のスキャナ等高価な部品が必要となる。また、追尾を行うターゲットを設定する等、初期に行う操作が増え、撮像時間が増える、等の問題があった。
【００１０】
また、特許文献２では、ＳＬＯ画像とＯＣＴ画像を交互に取得する為、撮像の時間がかかりリアルタイムトラッキングを行った際、遅れ時間が長くなり、眼底位置との誤差が大きい等の問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、眼底画像の取得レートが断層画像の取得レートより遅くても、より適切なリアルタイムトラッキングを行うことができることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を解決する為、本発明に係る撮像装置は、被検眼の眼底画像から抽出された複数の特徴画像を用いたマッチングにより前記被検眼の動きを計測する撮像装置であって、前記被検眼の断層画像を取得する断層画像取得手段において、前記断層画像を得るための測定光を走査する為の走査手段と、前記被検眼の眼底画像を取得する眼底画像取得手段と、前記眼底画像撮像手段により取得された前記眼底画像において、前記複数の特徴画像のうち少なくとも１つの特徴画像を用いたマッチングを行うことにより、前記被検眼の動きを計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記少なくとも１つの特徴画像のマッチングにより得られた前記被検眼の動きに基づいて、前記断層画像を得るために前記走査手段を制御する制御手段と、を有し、前記計測手段は前記眼底画像取得手段による前記眼底画像の取得中に前記計測を行う事を特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る撮像方法は、被検眼の眼底画像から抽出された複数の特徴点を用いたパターンマッチングにより前記被検眼の動きを計測する撮像方法であって、前記被検眼の眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、前記眼底画像撮像工程により取得された眼底画像において、前記複数の特徴点を用いたパターンマッチングを行うことにより、前記被検眼の動きを計測する計測工程と、前記計測工程により計測された前記被検眼の動きに基づいて、前記被検眼の断層画像を撮像する断層画像取得工程と、を有し、前記断層画像取得工程は、前記計測工程によって前記複数の特徴点における一の特徴点に基づいた動きの計測に応じて行われる事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、位置検出から位置補正までの遅れ時間が短いより適切なリアルタイムトラッキングが行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１における装置の機能体系の概略図である。
【図２】本発明の実施例１における眼科装置の概略図
【図３】本発明の従来例におけるＳＬＯ画像とＯＣＴ画像の概略図である。
【図４】本発明の実施例１における眼底画像とテンプレートの概略図である。
【図５】本発明の実施例１におけるＳＬＯ画像とＯＣＴ画像の概略図である。
【図６】本発明の実施例２における眼底画像とテンプレートの概略図である。
【図７】本発明の実施例２におけるＳＬＯ画像とＯＣＴ画像の概略図である。
【図８】本発明の実施例１における処理フローの概略図である。
【図９】本発明の実施例１における処理Ａの概略図である。
【図１０】本発明の実施例１における処理Ｂの概略図である。
【図１１】本発明の実施例１における処理Ｃの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施例１］
以下、本発明の実施例１について説明する。
本実施例では、眼底画像取得にＳＬＯを用い、ＳＬＯで取得した画像（ＳＬＯ画像）から複数の特徴点（特徴画像とも呼ぶ。）を抽出し、特徴点を検出する度に眼底の移動量の計測を行う。その結果を、リアルタイムにＯＣＴ装置のスキャナにフィードバックし、ＯＣＴ画像を取得する事で、ＯＣＴビームのスキャン領域を眼底の所望位置に制御する。ＳＬＯ画像全体を取得した後、複数の特徴点から眼底画像の相対的な回転と倍率を算出し、ＯＣＴビームの走査にフィードバックする構成について述べる。
【００１７】
（ＯＣＴ撮像部構成）
本発明における断層画像取得手段としてのＯＣＴ撮像部の光学構成に関して、図１を用いて説明する。
光源として、低コヒーレント光源１０１を用いる。光源１０１はＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）や、ＡＳＥ光源（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が好適に用いることができる。低コヒーレント光としては、８５０ｎｍ近傍および１０５０ｎｍ近傍の波長が眼底撮影には好適に用いられる。本実施例では、中心波長８４０ｎｍ、波長半値幅４５ｎｍのＳＬＤ光源を用いる。低コヒーレント光源１０１から出射される低コヒーレント光がファイバを経由して、ファイバカプラ１０２に入り、測定光（ＯＣＴビーム）と参照光に分けられる。ここではファイバを用いた干渉計構成を記載しているが、空間光光学系でビームスプリッタを用いた構成としてもかまわない。
【００１８】
測定光は、ファイバ１０３を介して、ファイバコリメータ１０４から平行光として出射される。平行光は、ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０５、リレーレンズ１０６、１０７を経由し、さらにＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０８を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１０９を透過しスキャンレンズ１１０、ダイクロイックミラー１１１、そして、接眼レンズ１１２を通り被検眼ｅを照射する。ここで、本発明における走査手段を構成するＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０８および（Ｙ）１０５は、ガルバノスキャナを用いている。被検眼ｅにおける測定光は、網膜で反射し、同一光路を通りファイバカプラ１０２に戻る。参照光は、ファイバカプラ１０２からファイバコリメータ１１３に導かれ、平行光となり出射される。出射された参照光は、分散補正ガラス１１４を通り、光路長可変ステージ１１５上の参照ミラー１１６により反射される。参照ミラー１１６により反射された参照光は、同一の光路をたどり、ファイバカプラ１０２に戻る。
【００１９】
ファイバカプラ１０２で戻ってきた測定光および参照光が合波され、ファイバコリメータ１１７に導かれる。ここでは合波された光を干渉光と呼ぶ。ファイバコリメータ１１７、透過型グレーティング１１８、レンズ１１９、ラインセンサ１２０によって、分光器が構成されている。干渉光は、分光器によって、波長毎の強度情報となって計測される。ラインセンサ１２０によって計測された波長毎の強度情報は、不図示のＰＣに転送され、被検眼ｅの断層画像として生成される。
【００２０】
（ＳＬＯ撮像部構成）
次に、本発明における眼底画像取得手段である、眼底画像を取得するＳＬＯ撮像部の光学構成に関して、同じく図１を用いて説明する。レーザ光源１３０は、半導体レーザやＳＬＤ光源が好適に用いることができる。用いる波長は、ＯＣＴ撮像部の低コヒーレント光源１０１の波長とダイクロイックビームスプリッタ１０９によって、使用波長同士が分離できる光源であれば制約はないが、眼底観察像の画質を考慮した場合、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施例においては、波長７６０ｎｍの半導体レーザを用いる。レーザ光源１３０から出射されたレーザ（ＳＬＯビーム）はファイバ１３１を介して、ファイバコリメータ１３２から平行光となって出射され、穴空きミラー１３３、レンズ１３４を介し、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１３５に導かれる。そして、レンズ１３６、１３７を介し、ＳＬＯスキャナ（Ｘ）１３８を介し、ダイクロイックビームスプリッタ１０９で反射し、被検眼ｅに入射する。ダイクロイックビームスプリッタ１０９は、ＯＣＴビームを透過し、ＳＬＯビームを反射するように構成しておく。ＯＣＴ撮像部と同様、ＳＬＯ撮像部のスキャナはガルバノスキャナを用いている。被検眼ｅに入射したＳＬＯビームは、被検眼ｅの眼底に照射される。このビームが、被検眼ｅの眼底で反射あるいは散乱され、同一光路をたどり、リングミラー１３３まで戻る。リングミラー１３３の位置は、被検眼ｅの瞳孔位置と共役になっており、眼底に照射されているビームが後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、リングミラー１３３によって反射され、レンズ１３９によりＡＰＤ（アバランシェホトダイオード）１４０上に結像する。ＡＰＤ１４０の強度情報に基づき，不図示のＰＣにより眼底の平面画像（眼底画像）を生成する。
【００２１】
（内部固視灯）
本実施例では、固視を安定させる為、被検眼ｅに注視させる内部固視灯を有している。ＯＣＴ撮像部、ＳＬＯ撮像部同様、図１を用い説明する。内部固視灯１５０は複数の発光ダイオード（ＬＤ）がマトリックス状に配置されたものを用いる。発光ダイオードの点灯位置を、ＰＣの制御により撮像したい部位に合わせて変更する。発光ダイオードは５００ｎｍの波長で、内部固視灯１５０から出射されたビームは、レンズ１５１とダイクロイックミラー１１１を経由し、被検眼ｅに照射され、これを注視させることにより所望の位置の断層画像を撮像することができる。ダイクロイックミラー１１１は、スキャンレンズ１１０と接眼レンズ１１２の間に位置し、固視灯（５００ｎｍ程度）の光と、ＯＣＴビーム，ＳＬＯビーム（７００ｎｍ以上）を波長分離する。
【００２２】
（ユニット構成と制御）
図２に本実施例で用いられる機能体系を示す。その機能体系は、システム全体を制御するＣＰＵ２０１と、主要構成であるＳＬＯ撮像部、ＯＣＴ撮像部を制御する各々の制御部２０２、２０３、固視灯制御部２０８、ＳＬＯ画像及びＯＣＴ画像を取得する各々のＡＰＤ２０４（１４０）、ラインセンサ２０５（１２０）、システム状態を表示する表示部２０６、眼底画像や撮像条件等を記録する記録部２０７、により構成されている。眼底の撮像時には、固視灯制御部２０８により内部固視灯１５０の点灯位置を制御し、被検眼に注視させ、ＣＰＵ２０１より制御部２０２、２０３に各々の撮像条件が指令され、各々のスキャナが駆動し、眼底が撮像される。眼底が撮像された後、ＡＰＤ２０４、ラインセンサ２０５からＣＰＵ２０１に画像が送られ、画像処理（ＳＬＯ画像、ＯＣＴ画像の生成）された後、表示部２０６で表示され、同時又はその後、記録部２０７に保存される。
【００２３】
（追尾制御）
上述の装置を用い、ＳＬＯ画像から被検眼の眼底の動き量を算出し、ＯＣＴ撮像部のＸ，Ｙスキャナにフィードバックする。被検眼の眼底をモニタしている間、ＳＬＯ撮像部を用い、被験者の眼底画像を取得し、眼底画像から複数の特徴点を抽出し、記録部に記録する。特徴点を抽出し、記録した後に、新たに取得しているＳＬＯ画像の中に記録されている特徴点の有無を確認し、検出した際には、抽出した特徴点と検出した特徴点の座標からＸ，Ｙのシフト量を算出する。シフト量を算出後、算出した数値からＯＣＴ撮像部のスキャナに印可する電圧を決定し、ＯＣＴ撮像部のＸ，Ｙガルバノスキャナ１０８、１０５を駆動させる。以上の処理を、フロー図８に沿って説明する。先ず、眼底画像を取得する眼底画像取得工程として、眼底画像をＳＬＯ装置により取得する（ステップ８０２）。取得したＳＬＯ画像から特徴点（以下、テンプレート）を抽出する（ステップ８０３）。抽出したテンプレート画像と座標をＰＣのメモリに保存する（ステップ４）。ＯＣＴ装置の走査（スキャン）基準位置を記録する（ステップ８０５）。ＯＣＴの撮像を開始する（ステップ８０６）。同時にＳＬＯ画像を取得する（ステップ８０７）。処理Ａにより、眼底の移動量をＯＣＴスキャナにフィードバックし、リアルタイムトラッキングを行う（ステップ８０８）。ＯＣＴの撮像が終了するまで、上述のステップ８０７〜８０９を繰り返す。以上の制御をＣＰＵ２０１（図２）で行う。
【００２４】
処理Ａに関して、図９を用い説明する。ＳＬＯ信号から眼底画像を構成（ステップ９０２）している間に、テンプレートＴ１と一致するｉ番目のテンプレートＴｉの画像を探索し、パターンマッチングする（９０３）。マッチングしたテンプレートの座標を保存する（ステップ９０４）。マッチングしたテンプレート座標と抽出したテンプレート画像の座標から、眼底の移動量（Δｘ、Δｙ）を算出する（ステップ９０５）。これらの工程は、本発明における取得済みの眼底画像において複数の特徴点を用いたパターンマッチングを行って被検眼の動きを計測する計測工程にあたる。また、これら操作は、ＣＰＵ２０１において、取得された眼底画像中の複数の特徴点の中から一つ特徴点を選択し、当該特徴点を用いたパターンマッチングの実行により被検眼の動きを計測する計測手段として機能する領域により実施される。なお、マッチングの操作は所謂画像パターンを用いたものに限定されず、従って当該操作はマッチングと称呼されることが好ましい。処理Ｂで、算出した眼底の移動量をＯＣＴ撮像部のＸ，Ｙガルバノスキャナ１０８、１０５にフィードバックする（ステップ９０６）。Ｔ２〜Ｔ４においても以上の処理を行う（ステップ９０７、ステップ９０３〜９０７）。処理Ｃにおいて、眼底画像の全てのテンプレートＴ１〜Ｔ４情報を得た後、Ｔ１〜Ｔ４の座標と移動量から、眼底の回転・倍率変化を算出する再計算を実施する。なお、再計算の実施上、特徴点の抽出或いは指定は、少なくとも１つの特徴点に、より好ましくは２つ以上の特徴点に対して為されることが好ましい。以上の、計測手段によって計測された被検眼の動きに基づいた断層画像を得るための走査手段の制御は、ＣＰＵ２０１における制御手段として機能する領域により実行される。また、抽出等された特徴点による被検眼の動きの計測は、該特徴点の抽出された順番に応じて為されることが好ましい。
【００２５】
処理Ｂに関して、図１０を用い説明する。ＯＣＴのスキャン位置を読み出し（ステップ１００２）、眼底の移動量（Δｘ、Δｙ）からＯＣＴスキャナに投入する電力を決定し（ステップ１００３）、ＯＰＵより投入電力をＯＣＴ制御へ転送し（ステップ１００４）、ＯＣＴスキャナＸ，Ｙを駆動させる（ステップ１００５）。スキャン位置を記録し（ステップ１００６）、各情報をディスプレイに表示する（ステップ１００７）。
【００２６】
処理Ｃに関して、図１１を用い説明する。各テンプレートの座標を読み出し（ステップ１１０２）、各座標を用いアフィン変換する事で、眼底の回転量・倍率変化を算出する（ステップ１１０３）。更に、ＯＣＴスキャナの位置データを読み出し（ステップ１１０４）、回転量からＯＣＴスキャナに投入する電力を決定する（ステップ１１０５）。ＣＰＵより、投入電力をＯＣＴ制御へ転送し（ステップ１１０６）、スキャナ移動確認後（ステップ１１０７）、各情報を保存（ステップ１１０８）、表示（ステップ１１０９）する。
【００２７】
（具体例）
以上の装置を用い、ＯＣＴ撮像部は６×２ｍｍ（ｘ、ｚ）の画像を６０Ｈｚで取得し、ＳＬＯ撮像部は８×６ｍｍ（ｘ、ｙ）の画像を２０Ｈｚで取得する。以下、眼軸方向をｚ方向、眼底平面に対し、水平方向をｘ、鉛直方向をｙとする。各撮像部で取得された画像を図３に示す。ＯＣＴ撮像部とＳＬＯ撮像部は同一ＣＰＵにより制御されている。ＳＬＯ画像が１枚取得される時間にＯＣＴ画像は３枚取得される。
【００２８】
図４に示すように、ＳＬＯ画像Ｓを取得し、ＳＬＯ画像Ｓから特徴点となるテンプレートＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を４点抽出する。本実施例では血管の交叉部を特徴点として抽出している。抽出したテンプレート情報は、記録部２０７に記録される。ここで、テンプレート情報とは、ＳＬＯ画像の原点（例えば、走査開始位置や中心位置）に対する座標位置、大きさ、画像情報（特徴量）などである。そして、ＳＬＯ画像Ｓに太線Ｏで示した黄斑から視神経乳頭のエッジ部まで（太線Ｏ）のＯＣＴ画像を取得する。
【００２９】
次に、追尾の制御に関して、図４、５を用い説明する。ＯＣＴ撮像部による撮像が開始されると同時に、ＳＬＯ撮像部を動作させ、ＳＬＯビームを走査することによりＳＬＯ画像Ｓ−１を取得しながら、ＳＬＯ画像Ｓ−１の一部から走査開始位置に最も近いテンプレートＴ１と一致するＴ１−１を取得する。初期のＳＬＯ画像ＳのＴ１座標と画像Ｓ−１のＴ１−１座標の差分から眼底の移動量（Δｘ、Δｙ）を算出する。算出された移動量をＯＣＴ撮像部のｘ、ｙスキャナにリアルタイムにフィードバックする。フィードバックする事でＯＣＴビームは眼底の同一箇所を走査可能となる。同様の制御を走査開始位置に近い順に各テンプレートＴ２〜Ｔ４まで行い、ＳＬＯ画像取得中も平均８０Ｈｚ程度のフィードバックでＯＣＴ撮像部は所望の位置をスキャンできる。ＳＬＯ画像Ｓ−１の全体を取得した後、ＳＬＯ画像ＳのＴ１〜Ｔ４とＳＬＯ画像Ｓ−１のＴ１−１〜Ｔ４−１を用い、アフィン変換を用いて演算を実行する事で、Δｘ、Δｙ、回転、倍率を算出し、ＯＣＴ撮像部のガルバノスキャナに反映する事でシフト以外の項目に関しても補正が可能となる。以上の処理をＳＬＯ画像Ｓ−２〜Ｓ−４にも順次適応する。ＯＣＴ撮像部のスキャン位置は眼底に対し、同じ位置をスキャン可能となり、図５のＯ−１〜Ｏ−１２の様に同じ位置のＯＣＴ画像を取得できる。
【００３０】
なお、テンプレートＴ１によるパターンマッチング処理は、１走査分のＳＬＯ画像が取得されたときに開始されてもよく、記憶されているテンプレートＴ１の座標を含む位置のＳＬＯ画像が取得されたときに開始してもよい。
【００３１】
また、ＯＣＴ撮像部のスキャナは、眼底の動きに合わせて補正を行うが、ＳＬＯ撮像部のスキャナは、動きに合わせた補正は行われない。
すなわち、本発明においては、ＳＬＯ撮像部により得られた眼底像を取得し、更に該眼底画像において複数の特徴点を抽出した上で、更なるＳＬＯ画像における特徴点とのパターンマッチングを行うこととしている。また、更に一の特徴点についての動きの計測の実施に応じて断層画像取得のための測定光の走査を行うこととしている。
【００３２】
以上のように、眼底の同一箇所をＯＣＴビームでスキャンして、同じ位置の断層画像を複数枚取得することができる。また、この様に取得した複数枚の眼底断層像を画像処理による位置合わせすることなく重ね合せる事ができ、微小な血管やその異常、浮腫、腫瘍や治療の痕が観測できる。
【００３３】
本実施例では、テンプレートを４カ所抽出し、追尾制御を行ったが、２カ所以上であれば、同様の効果が得られる。
また、本発明によれば、眼底画像から抽出された複数の特徴点の位置情報に基づき、テンプレートマッチング処理の開始を制御することとなる。
【００３４】
［実施例２］
本実施例では、内部固視灯、ＳＬＯ撮像部、ＯＣＴ撮像部を有し、ＯＣＴ撮像部の眼底断層像の取得レートと、ＳＬＯ撮像部のＳＬＯ画像取得レートを比較し、ＯＣＴ画像の取得レートに応じて、ＳＬＯ画像からテンプレートを抽出する個数を決定し、各テンプレートに基づいてＯＣＴ画像の取得位置を補正する事で、追尾速度とＯＣＴ撮像部の撮像速度をリンクさせる事で、最適な追尾を行う例について、記述する。装置構成は実施例１と同様である為、説明を割愛する。
【００３５】
本実施例では、ＯＣＴ撮像部は６×２ｍｍの画像を４０Ｈｚで取得し、ＳＬＯ撮像部は８×６ｍｍの画像を２０Ｈｚで取得できる構成である。ＳＬＯ撮像部がＳＬＯ画像を1枚取得している間に、ＯＣＴ画像は２枚取得できるので、特徴点であるテンプレートを２箇所抽出する。抽出した画像を図６に示す。取得したＳＬＯ画像Ｓ´からテンプレートＴ１´、Ｔ２´を抽出し、抽出したテンプレート情報を記録部２０７に記録する。また、ＯＣＴ撮影エリアＯ´は黄斑から視神経乳頭のエッジまでのスキャン範囲である。
【００３６】
ＯＣＴ撮像部による撮像が開始される前に、図６、７に示すように、Ｓ１´画像の一部を取得している際、ＳＬＯ画像Ｓ´から抽出されたテンプレートＴ１´と一致する箇所を探索する。ＳＬＯ画像Ｓ１´の一部からテンプレートＴ１´と一致するＴ１´−１を取得した際、初期のＳＬＯ画像Ｓ´のＴ１´座標と画像Ｓ１´のＴ１´−１座標の差分から眼底の移動量（Δｘ、Δｙ）を算出する。算出された移動量をＯＣＴ撮像部のＸ，Ｙスキャナにリアルタイムにフィードバックする。フィードバックと同時にＯＣＴ撮像部によるＯＣＴ画像の撮像を行う。同様の制御をテンプレートＴ２´にも行う。テンプレート毎に、ＳＬＯ画像取得中もリアルタイムにフィードバックしでＯＣＴ画像と同期する事で、ＯＣＴビームは所望の位置を撮像速度の４０Ｈｚ程度でスキャンできる。上述の制御を行う事で、図７の様に、各算出結果を各ＯＣＴ画像の撮像に適応させる事が出来、テンプレートＴ１´−１に対応するＯＣＴ画像はＯ´−１で、テンプレートＴ２´−１に対応するＯＣＴ画像Ｏ´−２を取得する。ＳＬＯ画像Ｓ１´の全体が撮像された後、ＳＬＯ画像Ｓ´とＳＬＯ画像Ｓ１´のテンプレートから眼底の回転量を算出する。算出された回転量分をＯＣＴガルバノスキャナにフィードバックする。
【００３７】
同様の処理をＳＬＯ画像Ｓ２´〜Ｓ４´まで行い、ＯＣＴ撮像部の画像取得レートと同期して４０Ｈｚ程度で追尾が可能となる。
【００３８】
以上のように、眼底の同一箇所をＯＣＴビームでスキャンして、同じ位置の断層画像を複数枚取得することができる。また、この様に取得した複数枚の眼底断層像を画像処理による位置合わせを行うことなく重ね合せる事ができ、微小な血管、浮腫、や腫瘍が観測できる。
【００３９】
本実施例では、ＯＣＴ画像の取得レートがＳＬＯ画像の取得レートの２倍であったので、テンプレートを２カ所抽出したが、取得レートが数倍の時は数カ所のテンプレートを抽出すればよい。
すなわち、ＯＣＴ画像の取得レートはＳＬＯ画像の取得レートの整数倍であることが好ましく、従って、当初抽出される特徴点の数は、この整数倍の値を等しい数に設定されることが好ましい。
【００４０】
（その他）
実施例１、２では、内部固視灯を用いたが、外部固視灯を用いてもよい。外部固視灯を用いた時は内部固視灯を用いた時よりも固視が安定しない。
また、眼底撮像装置はＳＬＯだけでなく、ＬＳＬＯ（Ｌｉｎｅ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｙ）でもよい。この場合、ＳＬＯスキャナ（Ｘ）が不要となることは言うまでもない。
【００４１】
更に、各実施例では、位置情報をリアルタイムに反映させていたが、ＯＣＴ画像を取得後に反映しても良い。
テンプレートが３カ所以上検出された際は、同一眼底画像撮像中においても、アフィン変換等を用い、回転・倍率等を算出し、ＯＣＴ装置にフィードバックしても良い。
【００４２】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００４３】
101：ＯＣＴ光源
120：ラインカメラ
130：ＳＬＯ光源
ｅ：被検眼
201：ＣＰＵ
Ｓ：ＳＬＯ画像
Ｏ：ＯＣＴ画像
Ｔ：テンプレート画像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像方法に関するものである。特に、眼底の移動量をリアルタイムに眼底断層像撮像に反映させ、所望の眼底断層像を取得する撮像装置及び撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、眼底断層像が取得できるＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が注目されている。他の装置では観察できない眼底の内部構造が非侵襲で診断できる事が注目要因の一つである。高速に撮像可能で実績のあるＦＤ−ＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ）が市場の中心である。ＯＣＴ装置には眼底カメラやＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｙ）が同一装置内に装備され、眼底のどこのエリアをＯＣＴスキャンするか表示する事で所望の位置付近のＯＣＴ画像を取得することができる。
【０００３】
一方、早期診断、早期治療から微小の腫瘍や異常を検出する為に、ＯＣＴ画像の高画質化が求められている。高画質化を達成するために、眼底の移動、即ち、眼杞憂運動に伴う眼底位置の変化にＯＣＴビームを追従する装置（特許文献１）に関する技術が公開されている。
【０００４】
また、上述のＳＬＯ装置を有するＯＣＴ装置に関して、ＳＬＯ画像取得とＯＣＴ画像取得を交互に撮像する技術（特許文献２）、が公開されている。
【０００５】
特許文献１では、ＯＣＴ装置に眼底の移動を検出する為の装置を付加させている。その装置は眼底の視神経乳頭を追尾し、リアルタイムでＯＣＴスキャナを制御する事で、所望の個所のＯＣＴ画像を取得している。
【０００６】
また、特許文献２では、ＳＬＯ画像取得とＯＣＴ画像取得を交互に撮像する事で被験者の負荷を抑えＳＬＯ画像とＯＣＴ画像を取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００４−５１２１２５
【特許文献２】特開２００８−２９４６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＦＤ-ＯＣＴが高速化を実現した事により眼底の移動情報を取得する時間よりも、ＯＣＴ画像を取得する時間の方が速くなる場合がある。図３を用い説明する。眼底の所望位置にＯＣＴビームＯを移動し、測定を開始すると、位置情報を算出する為のＳＬＯ画像３０１〜３０４を取得している間に複数のＯＣＴ画像３１１〜３２２が取得される。この場合、全てのＯＣＴ画像に対応する位置情報が得られないという課題があった。
【０００９】
特許文献１のように、高速に追尾する事で上述の課題は解決されるが、追尾専用の特殊な装置を付加させる事が必須となり、装置の大型化、更には、追尾用のスキャナ等高価な部品が必要となる。また、追尾を行うターゲットを設定する等、初期に行う操作が増え、撮像時間が増える、等の問題があった。
【００１０】
また、特許文献２では、ＳＬＯ画像とＯＣＴ画像を交互に取得する為、撮像の時間がかかりリアルタイムトラッキングを行った際、遅れ時間が長くなり、眼底位置との誤差が大きい等の問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、眼底画像の取得レートが断層画像の取得レートより遅くても、より適切なリアルタイムトラッキングを行うことができることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を解決する為、本発明に係る撮像装置は、被検眼の眼底画像から抽出された複数の特徴画像を用いたマッチングにより前記被検眼の動きを計測する撮像装置であって、前記被検眼の断層画像を取得する断層画像取得手段において、前記断層画像を得るための測定光を走査する為の走査手段と、前記被検眼の眼底画像を取得する眼底画像取得手段と、前記眼底画像撮像手段により取得された前記眼底画像において、前記複数の特徴画像のうち少なくとも１つの特徴画像を用いたマッチングを行うことにより、前記被検眼の動きを計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記少なくとも１つの特徴画像のマッチングにより得られた前記被検眼の動きに基づいて、前記断層画像を得るために前記走査手段を制御する制御手段と、を有し、前記計測手段は前記眼底画像取得手段による前記眼底画像の取得中に前記計測を行う事を特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る撮像方法は、被検眼の眼底画像から抽出された複数の特徴点を用いたパターンマッチングにより前記被検眼の動きを計測する撮像方法であって、前記被検眼の眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、前記眼底画像撮像工程により取得された眼底画像において、前記複数の特徴点を用いたパターンマッチングを行うことにより、前記被検眼の動きを計測する計測工程と、前記計測工程により計測された前記被検眼の動きに基づいて、前記被検眼の断層画像を撮像する断層画像取得工程と、を有し、前記断層画像取得工程は、前記計測工程によって前記複数の特徴点における一の特徴点に基づいた動きの計測に応じて行われる事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、位置検出から位置補正までの遅れ時間が短いより適切なリアルタイムトラッキングが行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１における装置の機能体系の概略図である。
【図２】本発明の実施例１における眼科装置の概略図
【図３】本発明の従来例におけるＳＬＯ画像とＯＣＴ画像の概略図である。
【図４】本発明の実施例１における眼底画像とテンプレートの概略図である。
【図５】本発明の実施例１におけるＳＬＯ画像とＯＣＴ画像の概略図である。
【図６】本発明の実施例２における眼底画像とテンプレートの概略図である。
【図７】本発明の実施例２におけるＳＬＯ画像とＯＣＴ画像の概略図である。
【図８】本発明の実施例１における処理フローの概略図である。
【図９】本発明の実施例１における処理Ａの概略図である。
【図１０】本発明の実施例１における処理Ｂの概略図である。
【図１１】本発明の実施例１における処理Ｃの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施例１］
以下、本発明の実施例１について説明する。
本実施例では、眼底画像取得にＳＬＯを用い、ＳＬＯで取得した画像（ＳＬＯ画像）から複数の特徴点（特徴画像とも呼ぶ。）を抽出し、特徴点を検出する度に眼底の移動量の計測を行う。その結果を、リアルタイムにＯＣＴ装置のスキャナにフィードバックし、ＯＣＴ画像を取得する事で、ＯＣＴビームのスキャン領域を眼底の所望位置に制御する。ＳＬＯ画像全体を取得した後、複数の特徴点から眼底画像の相対的な回転と倍率を算出し、ＯＣＴビームの走査にフィードバックする構成について述べる。
【００１７】
（ＯＣＴ撮像部構成）
本発明における断層画像取得手段としてのＯＣＴ撮像部の光学構成に関して、図１を用いて説明する。
光源として、低コヒーレント光源１０１を用いる。光源１０１はＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）や、ＡＳＥ光源（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が好適に用いることができる。低コヒーレント光としては、８５０ｎｍ近傍および１０５０ｎｍ近傍の波長が眼底撮影には好適に用いられる。本実施例では、中心波長８４０ｎｍ、波長半値幅４５ｎｍのＳＬＤ光源を用いる。低コヒーレント光源１０１から出射される低コヒーレント光がファイバを経由して、ファイバカプラ１０２に入り、測定光（ＯＣＴビーム）と参照光に分けられる。ここではファイバを用いた干渉計構成を記載しているが、空間光光学系でビームスプリッタを用いた構成としてもかまわない。
【００１８】
測定光は、ファイバ１０３を介して、ファイバコリメータ１０４から平行光として出射される。平行光は、ＯＣＴスキャナ（Ｙ）１０５、リレーレンズ１０６、１０７を経由し、さらにＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０８を通り、ダイクロイックビームスプリッタ１０９を透過しスキャンレンズ１１０、ダイクロイックミラー１１１、そして、接眼レンズ１１２を通り被検眼ｅを照射する。ここで、本発明における走査手段を構成するＯＣＴスキャナ（Ｘ）１０８および（Ｙ）１０５は、ガルバノスキャナを用いている。被検眼ｅにおける測定光は、網膜で反射し、同一光路を通りファイバカプラ１０２に戻る。参照光は、ファイバカプラ１０２からファイバコリメータ１１３に導かれ、平行光となり出射される。出射された参照光は、分散補正ガラス１１４を通り、光路長可変ステージ１１５上の参照ミラー１１６により反射される。参照ミラー１１６により反射された参照光は、同一の光路をたどり、ファイバカプラ１０２に戻る。
【００１９】
ファイバカプラ１０２で戻ってきた測定光および参照光が合波され、ファイバコリメータ１１７に導かれる。ここでは合波された光を干渉光と呼ぶ。ファイバコリメータ１１７、透過型グレーティング１１８、レンズ１１９、ラインセンサ１２０によって、分光器が構成されている。干渉光は、分光器によって、波長毎の強度情報となって計測される。ラインセンサ１２０によって計測された波長毎の強度情報は、不図示のＰＣに転送され、被検眼ｅの断層画像として生成される。
【００２０】
（ＳＬＯ撮像部構成）
次に、本発明における眼底画像取得手段である、眼底画像を取得するＳＬＯ撮像部の光学構成に関して、同じく図１を用いて説明する。レーザ光源１３０は、半導体レーザやＳＬＤ光源が好適に用いることができる。用いる波長は、ＯＣＴ撮像部の低コヒーレント光源１０１の波長とダイクロイックビームスプリッタ１０９によって、使用波長同士が分離できる光源であれば制約はないが、眼底観察像の画質を考慮した場合、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの近赤外の波長域が好適に用いられる。本実施例においては、波長７６０ｎｍの半導体レーザを用いる。レーザ光源１３０から出射されたレーザ（ＳＬＯビーム）はファイバ１３１を介して、ファイバコリメータ１３２から平行光となって出射され、穴空きミラー１３３、レンズ１３４を介し、ＳＬＯスキャナ（Ｙ）１３５に導かれる。そして、レンズ１３６、１３７を介し、ＳＬＯスキャナ（Ｘ）１３８を介し、ダイクロイックビームスプリッタ１０９で反射し、被検眼ｅに入射する。ダイクロイックビームスプリッタ１０９は、ＯＣＴビームを透過し、ＳＬＯビームを反射するように構成しておく。ＯＣＴ撮像部と同様、ＳＬＯ撮像部のスキャナはガルバノスキャナを用いている。被検眼ｅに入射したＳＬＯビームは、被検眼ｅの眼底に照射される。このビームが、被検眼ｅの眼底で反射あるいは散乱され、同一光路をたどり、リングミラー１３３まで戻る。リングミラー１３３の位置は、被検眼ｅの瞳孔位置と共役になっており、眼底に照射されているビームが後方散乱した光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、リングミラー１３３によって反射され、レンズ１３９によりＡＰＤ（アバランシェホトダイオード）１４０上に結像する。ＡＰＤ１４０の強度情報に基づき，不図示のＰＣにより眼底の平面画像（眼底画像）を生成する。
【００２１】
（内部固視灯）
本実施例では、固視を安定させる為、被検眼ｅに注視させる内部固視灯を有している。ＯＣＴ撮像部、ＳＬＯ撮像部同様、図１を用い説明する。内部固視灯１５０は複数の発光ダイオード（ＬＤ）がマトリックス状に配置されたものを用いる。発光ダイオードの点灯位置を、ＰＣの制御により撮像したい部位に合わせて変更する。発光ダイオードは５００ｎｍの波長で、内部固視灯１５０から出射されたビームは、レンズ１５１とダイクロイックミラー１１１を経由し、被検眼ｅに照射され、これを注視させることにより所望の位置の断層画像を撮像することができる。ダイクロイックミラー１１１は、スキャンレンズ１１０と接眼レンズ１１２の間に位置し、固視灯（５００ｎｍ程度）の光と、ＯＣＴビーム，ＳＬＯビーム（７００ｎｍ以上）を波長分離する。
【００２２】
（ユニット構成と制御）
図２に本実施例で用いられる機能体系を示す。その機能体系は、システム全体を制御するＣＰＵ２０１と、主要構成であるＳＬＯ撮像部、ＯＣＴ撮像部を制御する各々の制御部２０２、２０３、固視灯制御部２０８、ＳＬＯ画像及びＯＣＴ画像を取得する各々のＡＰＤ２０４（１４０）、ラインセンサ２０５（１２０）、システム状態を表示する表示部２０６、眼底画像や撮像条件等を記録する記録部２０７、により構成されている。眼底の撮像時には、固視灯制御部２０８により内部固視灯１５０の点灯位置を制御し、被検眼に注視させ、ＣＰＵ２０１より制御部２０２、２０３に各々の撮像条件が指令され、各々のスキャナが駆動し、眼底が撮像される。眼底が撮像された後、ＡＰＤ２０４、ラインセンサ２０５からＣＰＵ２０１に画像が送られ、画像処理（ＳＬＯ画像、ＯＣＴ画像の生成）された後、表示部２０６で表示され、同時又はその後、記録部２０７に保存される。
【００２３】
（追尾制御）
上述の装置を用い、ＳＬＯ画像から被検眼の眼底の動き量を算出し、ＯＣＴ撮像部のＸ，Ｙスキャナにフィードバックする。被検眼の眼底をモニタしている間、ＳＬＯ撮像部を用い、被験者の眼底画像を取得し、眼底画像から複数の特徴点を抽出し、記録部に記録する。特徴点を抽出し、記録した後に、新たに取得しているＳＬＯ画像の中に記録されている特徴点の有無を確認し、検出した際には、抽出した特徴点と検出した特徴点の座標からＸ，Ｙのシフト量を算出する。シフト量を算出後、算出した数値からＯＣＴ撮像部のスキャナに印可する電圧を決定し、ＯＣＴ撮像部のＸ，Ｙガルバノスキャナ１０８、１０５を駆動させる。以上の処理を、フロー図８に沿って説明する。先ず、眼底画像を取得する眼底画像取得工程として、眼底画像をＳＬＯ装置により取得する（ステップ８０２）。取得したＳＬＯ画像から特徴点（以下、テンプレート）を抽出する（ステップ８０３）。抽出したテンプレート画像と座標をＰＣのメモリに保存する（ステップ４）。ＯＣＴ装置の走査（スキャン）基準位置を記録する（ステップ８０５）。ＯＣＴの撮像を開始する（ステップ８０６）。同時にＳＬＯ画像を取得する（ステップ８０７）。処理Ａにより、眼底の移動量をＯＣＴスキャナにフィードバックし、リアルタイムトラッキングを行う（ステップ８０８）。ＯＣＴの撮像が終了するまで、上述のステップ８０７〜８０９を繰り返す。以上の制御をＣＰＵ２０１（図２）で行う。
【００２４】
処理Ａに関して、図９を用い説明する。ＳＬＯ信号から眼底画像を構成（ステップ９０２）している間に、テンプレートＴ１と一致するｉ番目のテンプレートＴｉの画像を探索し、パターンマッチングする（９０３）。マッチングしたテンプレートの座標を保存する（ステップ９０４）。マッチングしたテンプレート座標と抽出したテンプレート画像の座標から、眼底の移動量（Δｘ、Δｙ）を算出する（ステップ９０５）。これらの工程は、本発明における取得済みの眼底画像において複数の特徴点を用いたパターンマッチングを行って被検眼の動きを計測する計測工程にあたる。また、これら操作は、ＣＰＵ２０１において、取得された眼底画像中の複数の特徴点の中から一つ特徴点を選択し、当該特徴点を用いたパターンマッチングの実行により被検眼の動きを計測する計測手段として機能する領域により実施される。なお、マッチングの操作は所謂画像パターンを用いたものに限定されず、従って当該操作はマッチングと称呼されることが好ましい。処理Ｂで、算出した眼底の移動量をＯＣＴ撮像部のＸ，Ｙガルバノスキャナ１０８、１０５にフィードバックする（ステップ９０６）。Ｔ２〜Ｔ４においても以上の処理を行う（ステップ９０７、ステップ９０３〜９０７）。処理Ｃにおいて、眼底画像の全てのテンプレートＴ１〜Ｔ４情報を得た後、Ｔ１〜Ｔ４の座標と移動量から、眼底の回転・倍率変化を算出する再計算を実施する。なお、再計算の実施上、特徴点の抽出或いは指定は、少なくとも１つの特徴点に、より好ましくは２つ以上の特徴点に対して為されることが好ましい。以上の、計測手段によって計測された被検眼の動きに基づいた断層画像を得るための走査手段の制御は、ＣＰＵ２０１における制御手段として機能する領域により実行される。また、抽出等された特徴点による被検眼の動きの計測は、該特徴点の抽出された順番に応じて為されることが好ましい。
【００２５】
処理Ｂに関して、図１０を用い説明する。ＯＣＴのスキャン位置を読み出し（ステップ１００２）、眼底の移動量（Δｘ、Δｙ）からＯＣＴスキャナに投入する電力を決定し（ステップ１００３）、ＯＰＵより投入電力をＯＣＴ制御へ転送し（ステップ１００４）、ＯＣＴスキャナＸ，Ｙを駆動させる（ステップ１００５）。スキャン位置を記録し（ステップ１００６）、各情報をディスプレイに表示する（ステップ１００７）。
【００２６】
処理Ｃに関して、図１１を用い説明する。各テンプレートの座標を読み出し（ステップ１１０２）、各座標を用いアフィン変換する事で、眼底の回転量・倍率変化を算出する（ステップ１１０３）。更に、ＯＣＴスキャナの位置データを読み出し（ステップ１１０４）、回転量からＯＣＴスキャナに投入する電力を決定する（ステップ１１０５）。ＣＰＵより、投入電力をＯＣＴ制御へ転送し（ステップ１１０６）、スキャナ移動確認後（ステップ１１０７）、各情報を保存（ステップ１１０８）、表示（ステップ１１０９）する。
【００２７】
（具体例）
以上の装置を用い、ＯＣＴ撮像部は６×２ｍｍ（ｘ、ｚ）の画像を６０Ｈｚで取得し、ＳＬＯ撮像部は８×６ｍｍ（ｘ、ｙ）の画像を２０Ｈｚで取得する。以下、眼軸方向をｚ方向、眼底平面に対し、水平方向をｘ、鉛直方向をｙとする。各撮像部で取得された画像を図３に示す。ＯＣＴ撮像部とＳＬＯ撮像部は同一ＣＰＵにより制御されている。ＳＬＯ画像が１枚取得される時間にＯＣＴ画像は３枚取得される。
【００２８】
図４に示すように、ＳＬＯ画像Ｓを取得し、ＳＬＯ画像Ｓから特徴点となるテンプレートＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を４点抽出する。本実施例では血管の交叉部を特徴点として抽出している。抽出したテンプレート情報は、記録部２０７に記録される。ここで、テンプレート情報とは、ＳＬＯ画像の原点（例えば、走査開始位置や中心位置）に対する座標位置、大きさ、画像情報（特徴量）などである。そして、ＳＬＯ画像Ｓに太線Ｏで示した黄斑から視神経乳頭のエッジ部まで（太線Ｏ）のＯＣＴ画像を取得する。
【００２９】
次に、追尾の制御に関して、図４、５を用い説明する。ＯＣＴ撮像部による撮像が開始されると同時に、ＳＬＯ撮像部を動作させ、ＳＬＯビームを走査することによりＳＬＯ画像Ｓ−１を取得しながら、ＳＬＯ画像Ｓ−１の一部から走査開始位置に最も近いテンプレートＴ１と一致するＴ１−１を取得する。初期のＳＬＯ画像ＳのＴ１座標と画像Ｓ−１のＴ１−１座標の差分から眼底の移動量（Δｘ、Δｙ）を算出する。算出された移動量をＯＣＴ撮像部のｘ、ｙスキャナにリアルタイムにフィードバックする。フィードバックする事でＯＣＴビームは眼底の同一箇所を走査可能となる。同様の制御を走査開始位置に近い順に各テンプレートＴ２〜Ｔ４まで行い、ＳＬＯ画像取得中も平均８０Ｈｚ程度のフィードバックでＯＣＴ撮像部は所望の位置をスキャンできる。ＳＬＯ画像Ｓ−１の全体を取得した後、ＳＬＯ画像ＳのＴ１〜Ｔ４とＳＬＯ画像Ｓ−１のＴ１−１〜Ｔ４−１を用い、アフィン変換を用いて演算を実行する事で、Δｘ、Δｙ、回転、倍率を算出し、ＯＣＴ撮像部のガルバノスキャナに反映する事でシフト以外の項目に関しても補正が可能となる。以上の処理をＳＬＯ画像Ｓ−２〜Ｓ−４にも順次適応する。ＯＣＴ撮像部のスキャン位置は眼底に対し、同じ位置をスキャン可能となり、図５のＯ−１〜Ｏ−１２の様に同じ位置のＯＣＴ画像を取得できる。
【００３０】
なお、テンプレートＴ１によるパターンマッチング処理は、１走査分のＳＬＯ画像が取得されたときに開始されてもよく、記憶されているテンプレートＴ１の座標を含む位置のＳＬＯ画像が取得されたときに開始してもよい。
【００３１】
また、ＯＣＴ撮像部のスキャナは、眼底の動きに合わせて補正を行うが、ＳＬＯ撮像部のスキャナは、動きに合わせた補正は行われない。
すなわち、本発明においては、ＳＬＯ撮像部により得られた眼底像を取得し、更に該眼底画像において複数の特徴点を抽出した上で、更なるＳＬＯ画像における特徴点とのパターンマッチングを行うこととしている。また、更に一の特徴点についての動きの計測の実施に応じて断層画像取得のための測定光の走査を行うこととしている。
【００３２】
以上のように、眼底の同一箇所をＯＣＴビームでスキャンして、同じ位置の断層画像を複数枚取得することができる。また、この様に取得した複数枚の眼底断層像を画像処理による位置合わせすることなく重ね合せる事ができ、微小な血管やその異常、浮腫、腫瘍や治療の痕が観測できる。
【００３３】
本実施例では、テンプレートを４カ所抽出し、追尾制御を行ったが、２カ所以上であれば、同様の効果が得られる。
また、本発明によれば、眼底画像から抽出された複数の特徴点の位置情報に基づき、テンプレートマッチング処理の開始を制御することとなる。
【００３４】
［実施例２］
本実施例では、内部固視灯、ＳＬＯ撮像部、ＯＣＴ撮像部を有し、ＯＣＴ撮像部の眼底断層像の取得レートと、ＳＬＯ撮像部のＳＬＯ画像取得レートを比較し、ＯＣＴ画像の取得レートに応じて、ＳＬＯ画像からテンプレートを抽出する個数を決定し、各テンプレートに基づいてＯＣＴ画像の取得位置を補正する事で、追尾速度とＯＣＴ撮像部の撮像速度をリンクさせる事で、最適な追尾を行う例について、記述する。装置構成は実施例１と同様である為、説明を割愛する。
【００３５】
本実施例では、ＯＣＴ撮像部は６×２ｍｍの画像を４０Ｈｚで取得し、ＳＬＯ撮像部は８×６ｍｍの画像を２０Ｈｚで取得できる構成である。ＳＬＯ撮像部がＳＬＯ画像を1枚取得している間に、ＯＣＴ画像は２枚取得できるので、特徴点であるテンプレートを２箇所抽出する。抽出した画像を図６に示す。取得したＳＬＯ画像Ｓ´からテンプレートＴ１´、Ｔ２´を抽出し、抽出したテンプレート情報を記録部２０７に記録する。また、ＯＣＴ撮影エリアＯ´は黄斑から視神経乳頭のエッジまでのスキャン範囲である。
【００３６】
ＯＣＴ撮像部による撮像が開始される前に、図６、７に示すように、Ｓ１´画像の一部を取得している際、ＳＬＯ画像Ｓ´から抽出されたテンプレートＴ１´と一致する箇所を探索する。ＳＬＯ画像Ｓ１´の一部からテンプレートＴ１´と一致するＴ１´−１を取得した際、初期のＳＬＯ画像Ｓ´のＴ１´座標と画像Ｓ１´のＴ１´−１座標の差分から眼底の移動量（Δｘ、Δｙ）を算出する。算出された移動量をＯＣＴ撮像部のＸ，Ｙスキャナにリアルタイムにフィードバックする。フィードバックと同時にＯＣＴ撮像部によるＯＣＴ画像の撮像を行う。同様の制御をテンプレートＴ２´にも行う。テンプレート毎に、ＳＬＯ画像取得中もリアルタイムにフィードバックしでＯＣＴ画像と同期する事で、ＯＣＴビームは所望の位置を撮像速度の４０Ｈｚ程度でスキャンできる。上述の制御を行う事で、図７の様に、各算出結果を各ＯＣＴ画像の撮像に適応させる事が出来、テンプレートＴ１´−１に対応するＯＣＴ画像はＯ´−１で、テンプレートＴ２´−１に対応するＯＣＴ画像Ｏ´−２を取得する。ＳＬＯ画像Ｓ１´の全体が撮像された後、ＳＬＯ画像Ｓ´とＳＬＯ画像Ｓ１´のテンプレートから眼底の回転量を算出する。算出された回転量分をＯＣＴガルバノスキャナにフィードバックする。
【００３７】
同様の処理をＳＬＯ画像Ｓ２´〜Ｓ４´まで行い、ＯＣＴ撮像部の画像取得レートと同期して４０Ｈｚ程度で追尾が可能となる。
【００３８】
以上のように、眼底の同一箇所をＯＣＴビームでスキャンして、同じ位置の断層画像を複数枚取得することができる。また、この様に取得した複数枚の眼底断層像を画像処理による位置合わせを行うことなく重ね合せる事ができ、微小な血管、浮腫、や腫瘍が観測できる。
【００３９】
本実施例では、ＯＣＴ画像の取得レートがＳＬＯ画像の取得レートの２倍であったので、テンプレートを２カ所抽出したが、取得レートが数倍の時は数カ所のテンプレートを抽出すればよい。
すなわち、ＯＣＴ画像の取得レートはＳＬＯ画像の取得レートの整数倍であることが好ましく、従って、当初抽出される特徴点の数は、この整数倍の値を等しい数に設定されることが好ましい。
【００４０】
（その他）
実施例１、２では、内部固視灯を用いたが、外部固視灯を用いてもよい。外部固視灯を用いた時は内部固視灯を用いた時よりも固視が安定しない。
また、眼底撮像装置はＳＬＯだけでなく、ＬＳＬＯ（Ｌｉｎｅ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｙ）でもよい。この場合、ＳＬＯスキャナ（Ｘ）が不要となることは言うまでもない。
【００４１】
更に、各実施例では、位置情報をリアルタイムに反映させていたが、ＯＣＴ画像を取得後に反映しても良い。
テンプレートが３カ所以上検出された際は、同一眼底画像撮像中においても、アフィン変換等を用い、回転・倍率等を算出し、ＯＣＴ装置にフィードバックしても良い。
【００４２】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００４３】
101：ＯＣＴ光源
120：ラインカメラ
130：ＳＬＯ光源
ｅ：被検眼
201：ＣＰＵ
Ｓ：ＳＬＯ画像
Ｏ：ＯＣＴ画像
Ｔ：テンプレート画像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の眼底画像から抽出された複数の特徴画像を用いたマッチングにより前記被検眼の動きを計測する撮像装置であって、
前記被検眼の断層画像を取得する断層画像取得手段において、前記断層画像を得るための測定光を走査する為の走査手段と、
前記被検眼の眼底画像を取得する眼底画像取得手段と、
前記眼底画像撮像手段により取得された前記眼底画像において、前記複数の特徴画像のうち少なくとも１つの特徴画像を用いたマッチングを行うことにより、前記被検眼の動きを計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記少なくとも１つの特徴画像のマッチングにより得られた前記被検眼の動きに基づいて前記断層画像を得るために前記走査手段を制御する制御手段と、を有し、
前記計測手段は前記眼底画像取得手段による前記眼底画像の取得中に前記計測を行う事を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記計測手段が、前記複数の特徴画像のうち抽出された特徴画像の順番に従って前記被検眼の動きを計測し、
前記制御手段が、前記被検眼の動きに基づいて前記走査手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記計測手段は、２以上の特徴点の情報を用い、眼底の動きを再計算する事を特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記断層画像の取得レートが、前記眼底画像の取得レートの整数倍であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項５】
前記特徴点の数が、前記整数倍と等しくなるように設定される事を特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記眼底画像取得手段が、ＳＬＯ又はＬＳＬＯである事を特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記断層画像取得手段が、ＯＣＴである事を特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記再計算により、眼底の回転又は前記眼底画像の倍率を算出する事を特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記計測手段は、前記眼底画像取得手段により１走査分の画像、又は、前記特徴点の位置に対応する走査画像が取得されたときに処理を開始することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記眼底画像取得手段により取得された眼底画像は、前記動きにより補正されないことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被検眼の眼底画像から抽出された複数の特徴点を用いたパターンマッチングにより前記被検眼の動きを計測する撮像方法であって、
前記被検眼の前記眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、
前記眼底画像撮像工程により取得された前記眼底画像において、前記複数の特徴点を用いたパターンマッチングを行うことにより、前記被検眼の動きを計測する計測工程と、
前記計測工程により計測された前記被検眼の動きに基づいて、前記被検眼の断層画像を撮像する断層画像取得工程と、を有し、
前記断層画像取得工程は、前記計測工程によって前記複数の特徴点における一の特徴点に基づいた動きの計測に応じて行われる事を特徴とする撮像方法。
【請求項１】
被検眼の眼底画像から抽出された複数の特徴画像を用いたマッチングにより前記被検眼の動きを計測する撮像装置であって、
前記被検眼の断層画像を取得する断層画像取得手段において、前記断層画像を得るための測定光を走査する為の走査手段と、
前記被検眼の眼底画像を取得する眼底画像取得手段と、
前記眼底画像撮像手段により取得された前記眼底画像において、前記複数の特徴画像のうち少なくとも１つの特徴画像を用いたマッチングを行うことにより、前記被検眼の動きを計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記少なくとも１つの特徴画像のマッチングにより得られた前記被検眼の動きに基づいて前記断層画像を得るために前記走査手段を制御する制御手段と、を有し、
前記計測手段は前記眼底画像取得手段による前記眼底画像の取得中に前記計測を行う事を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記計測手段が、前記複数の特徴画像のうち抽出された特徴画像の順番に従って前記被検眼の動きを計測し、
前記制御手段が、前記被検眼の動きに基づいて前記走査手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記計測手段は、２以上の特徴点の情報を用い、眼底の動きを再計算する事を特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記断層画像の取得レートが、前記眼底画像の取得レートの整数倍であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項５】
前記特徴点の数が、前記整数倍と等しくなるように設定される事を特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記眼底画像取得手段が、ＳＬＯ又はＬＳＬＯである事を特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記断層画像取得手段が、ＯＣＴである事を特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記再計算により、眼底の回転又は前記眼底画像の倍率を算出する事を特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記計測手段は、前記眼底画像取得手段により１走査分の画像、又は、前記特徴点の位置に対応する走査画像が取得されたときに処理を開始することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記眼底画像取得手段により取得された眼底画像は、前記動きにより補正されないことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被検眼の眼底画像から抽出された複数の特徴点を用いたパターンマッチングにより前記被検眼の動きを計測する撮像方法であって、
前記被検眼の前記眼底画像を取得する眼底画像取得工程と、
前記眼底画像撮像工程により取得された前記眼底画像において、前記複数の特徴点を用いたパターンマッチングを行うことにより、前記被検眼の動きを計測する計測工程と、
前記計測工程により計測された前記被検眼の動きに基づいて、前記被検眼の断層画像を撮像する断層画像取得工程と、を有し、
前記断層画像取得工程は、前記計測工程によって前記複数の特徴点における一の特徴点に基づいた動きの計測に応じて行われる事を特徴とする撮像方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１８７２２９（Ｐ２０１２−１８７２２９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２２９０（Ｐ２０１１−５２２９０）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
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