断層撮影装置及び断層像の補正処理方法
【課題】 低コストでしかも高精度な位置補正処理が短時間で実施可能な断層撮影装置を供給すること。
【解決手段】 Ｂ−スキャン像の端から１／４位置におけるＡ−スキャンのデータのピーク値（Ｐ点）を含んだ所定の領域を持つ参照像を作成する参照像作成手段と、この参照像を隣接するＢ−スキャン像内において平行移動させながら、各々の画素における前記参照像の画素値と前記隣接するＢ−スキャン像の画素値の差の総和（評価関数）を算出する評価関数算出手段と、この評価関数が最小となる位置を検出し、隣接するＢ−スキャン像間の相対的位置ずれ量を算出する相対的位置ずれ量算出手段と、この相対的位置ずれ量を用いて、Ｎｏ．１のＢ−スキャン像を基準として各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出する絶対的位置ずれ量算出手段と、この絶対的位置ずれ量を用いて、各Ｂ−スキャン像の位置を補正する位置補正手段とを備える。
【解決手段】 Ｂ−スキャン像の端から１／４位置におけるＡ−スキャンのデータのピーク値（Ｐ点）を含んだ所定の領域を持つ参照像を作成する参照像作成手段と、この参照像を隣接するＢ−スキャン像内において平行移動させながら、各々の画素における前記参照像の画素値と前記隣接するＢ−スキャン像の画素値の差の総和（評価関数）を算出する評価関数算出手段と、この評価関数が最小となる位置を検出し、隣接するＢ−スキャン像間の相対的位置ずれ量を算出する相対的位置ずれ量算出手段と、この相対的位置ずれ量を用いて、Ｎｏ．１のＢ−スキャン像を基準として各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出する絶対的位置ずれ量算出手段と、この絶対的位置ずれ量を用いて、各Ｂ−スキャン像の位置を補正する位置補正手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断層像撮影装置及び断層像の補正処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、眼科検査のために用いられる検査装置として、光干渉断層法（Optical
Coherence Tomography：ＯＣＴ）により被検者の被検眼（眼球）の断層画像を撮影する光干渉断層撮影装置が供されてきている。
【０００３】
光干渉断層撮影装置においては、タイムドメイン方式と呼ばれる、ミラーを動かして参照光の光路長を機械的に変化させながら断層画像取得を行うタイムドメインＯＣＴと、フーリエドメイン方式と呼ばれる、分光器を用いてスペクトル情報を検出し断層画像取得を行うスペクトルドメインＯＣＴ、もしくは、波長走査光源を用いてスペクトル干渉信号を検出し断層画像取得を行う光周波数掃引ＯＣＴとがある。
【０００４】
一般にＯＣＴでは、被検眼の深さ方向の一次元の信号を取得し（Ａ−スキャン）、そして、測定光を被検眼に対して一次元走査することで二次元断層画像を取得し（Ｂ−スキャン）、さらに、二次元断層画像を、被検眼に対して位置をずらしながら繰り返し取得することで三次元画像を得る（Ｃ−スキャン）。
【０００５】
しかし、眼科検査のための光干渉断層撮影装置においては、被検眼は固視状態に保持していても、無意識のうちに絶えず微小運動（固視微動）を行っている。特に三次元画像を得るための撮影時間は、比較的長いため、撮影中の被検眼の固視微動の影響により、撮影された三次元断層画像はボケ等が生じ、品質のよい画像が得られないことがあった。
【０００６】
タイムドメインＯＣＴでは、上述のようにミラーを動かして参照光の光路長を機械的に変化させながら断層画像取得するため、Ｂ−スキャンの時間も比較的長くなるのに対し、フーリエドメイン方式のＯＣＴはミラーを動かして参照光の光路長を機械的に変化させることを必要としないため、Ｂ−スキャンの時間は非常に短い時間（数ミリ秒）で取得できることから、Ｂ−スキャン像では上述の被検眼の固視微動の影響は少なく、撮影された三次元断層画像のボケは、主にＣ−スキャン時におけるＢ−スキャン像の位置ずれに起因するものと考えられている。
【０００７】
特許文献１にはこのようなＢ−スキャン像の位置ずれを検出し、得られた各Ｂ−スキャン像の補正値で位置補正する方法が開示されている。つまり、Ｂ−スキャン像における注目領域（ＲＯＩ）を決定し、パターンマッチング法を用いて、隣接するＢ−スキャン像に対して、ＲＯＩを平行移動しながら、ＳＳＤ（sum of squares difference）が最小となる位置における位置ずれ量を隣接するＢ−スキャン像の位置ずれ補正値とし、補正は断層像選択手段により選択された基準断層像（Ｂ−スキャン像）から順繰りに各Ｂ−スキャン像の補正値で位置補正する。
【０００８】
また、特許文献２には、眼底の断層像を取得するＯＣＴと眼底の正面画像を取得する光走査型検眼装置（眼科用ＳＬＯ（Scanning Laser Ophthalmoscope））を備え、断層画像（ＯＣＴ画像）取得時のＳＬＯ画像に基づいて被検眼の位置ずれを検出することにより、断層画像（ＯＣＴ画像）の位置ずれを補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−０１９５７６号公報
【特許文献２】特開２００８−０２９４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２の方法は高精度の位置ずれ補正が可能となるかもしれないが、本来被検眼の断層像を得ることが目的とするＯＣＴ光学系にＳＬＯ光学系が加わるため装置が複雑となり、結果的に高価なものになってしまう。
【００１１】
対して、特許文献１の方法は、ＯＣＴ単体で実施できる補正方法ではあるが、以下に示す問題点があると考えられる。
【００１２】
補正時の基準断層像を選択する断層像選択手段は、具体例として、取得された全てのＢ−スキャン像から、画像内のコントラスト変化の積算値が最大であるＢ−スキャン像を基準断層像として選択している。この断層像選択手段を用いた方法は、例えば網膜の同じ場所を複数回測定する際に常に同じＢ−スキャン像か、又はそれに近いＢ−スキャン像が選択されるという利点があるように見えるが、補正値を決める際は隣り合ったＢ−スキャン像間の位置ずれ量から補正値を算出するため、補正を開始する最初のＢ−スキャン像を決定するだけに過ぎない上、三次元画像を測定する毎に、基準断層像を選択するために全Ｂ−スキャン像を解析する必要があるため、解析に非常な手間をかける割にはその効果は少ないと考えられる。
【００１３】
また、ＲＯＩについて特許文献１にはその詳細な説明がないが、同じ出願人の他の特許文献から黄班や視神経乳頭などを含む領域であると類推される。そのためＲＯＩを決定するためには黄班や視神経乳頭などを抽出するため、Ｂ−スキャン像毎に解析が必要であることや、各Ｂ−スキャン像でＲＯＩそのものが異なると考えられるため、これについても複雑な解析をする割には効果があるとは考えられない。
【００１４】
さらに、基準断層像から順繰りに補正する特許文献１の補正方法は基準断層像から離れる程、位置ずれ量が大きくなる可能性が高いため、ＳＳＤの最小値を求める際、ＲＯＩが移動する範囲を予め広くする必要があり、それにより処理時間が長くなる恐れがある。
【００１５】
本発明は、ＯＣＴ単体で実施可能な補正方法であり、特許文献１に記載の注目領域（ＲＯＩ）や基準断層像を選択する断層像選択手段を用いることなく、各Ｂ−スキャン像の位置ずれ補正値を求めることが可能であり、さらに、各Ｂ−スキャン像の位置ずれ補正値を求める際の参照像（特許文献１のＲＯＩに相当）の移動範囲を広くすることなく実施可能であることから、低コストでしかも高精度な位置補正処理が短時間で実施可能な断層撮影装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の断層撮影装置は、複数のＢ−スキャン像（断層像）を重ね合わせて三次元の断層像を作成する断層像撮影装置において、前記複数のＢ−スキャン像の中の一つのＢ−スキャン像の所定位置におけるＡ−スキャンのデータから一定の条件で得られた位置（Ｐ点）を含んだ所定の領域を持つ参照像を作成する参照像作成手段と、この参照像を前記一つのＢ−スキャン像に隣接するＢ−スキャン像内において平行移動させながら、各々の画素における前記参照像の画素値と前記隣接するＢ−スキャン像の画素値の差の総和（評価関数）を算出する評価関数算出手段と、この評価関数が最小となる位置を検出し、隣接するＢ−スキャン像間の相対的位置ずれ量を算出する相対的位置ずれ量算出手段と、この相対的位置ずれ量算出手段により前記複数のＢ−スキャン像の各々に対して得られた相対的位置ずれ量を用いて、前記複数のＢ−スキャン像の内の任意の一つのＢ−スキャン像を基準として各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出する絶対的位置ずれ量算出手段と、この絶対的位置ずれ量算出手段により得られた絶対的位置ずれ量を用いて、各Ｂ−スキャン像の位置を補正する位置補正手段とを備えたことを特徴とする（請求項１の発明）。
【００１７】
上記構成によれば、参照像（特許文献１のＲＯＩに相当）作成手段は、例えばＢ−スキャン像の端から１／４の位置のＡ−スキャンデータのピーク値（Ｐ点）を含む所定の領域（例えば192×192ピクセル）の画像とするため、特許文献１のように、参照像作成手段時に黄班や視神経乳頭などを含む領域を抽出するための解析が必要ないこと、位置補正時に用いる基準断層像（基準Ｂ−スキャン像）は任意の位置（例えばＮｏ．１の画像）を選択するため、特許文献１のように基準断層像を選択する際に全てのＢ−スキャン像を解析する必要ないこと、選択した一つのＢ−スキャン像を基準にした絶対的位置ずれ量に基づいて位置補正する本発明の方法は、最小の評価関数を求める際、参照像を平行移動する範囲は隣接するＢ−スキャン像の位置の差異程度で済むため、先行文献１のように基準断層像から、順繰りに位置補正を行うより、最小評価関数を求めるための参照像の移動範囲を狭くできる。
【発明の効果】
【００１８】
上述のように、本発明の断層像撮影装置及び断層像の補正処理方法によれば、各Ｂ−スキャン像の位置ずれ補正はＯＣＴ単体で実施可能なので、ＳＬＯや眼底カメラ等他の光学系を必要としないこと、絶対的位置ずれ量の採用により、参照像の移動範囲を狭く設定できることから、低コストでしかも高精度な位置補正処理が短時間で実施できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】断層像取得部の詳細を示した図である。
【図２】断層像撮影装置の構成を示した図である。
【図３】断層像撮影及び補正の流れを示すフローチャートを示した図である。
【図４】眼底部における断層像取得位置と取得された３Ｄ断層像を示す図である。
【図５】参照像作成手段の方法を説明した図である。
【図６】Ｂ−スキャン像（断層像）から参照像を取り出した図である。
【図７】作成した参照像の隣接するＢ−スキャン像上での移動を示した図である。
【図８】（ａ）各Ｂ−スキャン像における相対位置ずれ量の値を示したもの。（ｂ）各Ｂ−スキャン像の相対位置ずれ量を用いてＮｏ．1のＢ−スキャン像を基準として算出した各Ｂ−スキャン像における絶対位置ずれ量を示したもの。
【図９】第２の実施例における相対的位置ずれ量の算出を示すフローチャートを示した図である。
【図１０】第２の実施例における参照像作成手段の方法を説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２０】
以下、本発明に係る断層像撮影装置について図面を参照して説明する。
[第１の実施形態]
図１には断層像取得部１００の詳細構成を示す。
【００２１】
図１に示すように、断層像取得部１００では被検眼Ｅの眼底部（眼底網膜）Ｅｒ上に測定光を照射することにより、眼底部Ｅｒの三次元断層像を撮影する。本実施形態では、時間的に波長を変化させて走査する波長走査光源１０１を用いたフーリエドメイン（光周波数掃引）方式が採用されている。
【００２２】
即ち、波長走査光源１０１から出力された光は、光ファイバを通して偏波コントローラ１０２及びアイソレータ１０３に入力しその後光ファイバを通して第１のファイバーカプラ１０４に入力され、この第１のファイバーカプラ１０４において、例えば１０：９０の比率で、参照光と測定光とに分波されて出力される。そのうち参照光は、光ファイバを通ってコリメータレンズ１１２に入力し、ディレイラインユニット１１３に入射される。ディレイラインユニット１１３は眼底の網膜上に参照光路を合わせる光路長調整用のユニット部であり、ＯＣＴ断層像を測定する前に、測定光路長と参照光路長を合わせる。
【００２３】
そして、ディレイラインユニット１１３から放射された参照光はコリメータレンズ１１４から光ファイバを通り偏波コントローラ１１５に入力しその後光ファイバを通して第２のファイバーカプラ１１６の第１の入力部に入力される。
【００２４】
一方、前記第１のファイバーカプラ１０４から出力された測定光は、光ファイバを通ってコリメータレンズ１０５に入力し、ガルバノミラーユニット１０６に入力される。ガルバノミラーユニット１０６は、測定光を走査させるためのもので、ガルバノドライバ１０７により、ガルバノミラーユニット１０６は測定光を被検眼の眼底面において水平方向に及び垂直方向に走査されるようになっている。
【００２５】
前記ガルバノミラーユニット１０６から出力された測定光はレンズ１０８を通り、対物レンズ１０９を通して図示しない検査窓から出射され、被検眼Ｅに入射される。被検眼Ｅに入射された測定光は、眼底部Ｅｒの各組織部分（網膜、脈絡膜等）にて反射し、その反射光が、検査窓から入射され、上記と逆に、対物レンズ１０９、レンズ１０８、ガルバノミラーユニット１０６を通って、コリメータレンズ１０５に入力される。そして、その反射光は、光ファイバを通って前記第１のファイバーカプラ１０４を通った後、光ファイバを通して第２のファイバーカプラ１１６の第２の入力部に入力される。
【００２６】
この第２のファイバーカプラ１１６において、眼底部Ｅｒからの反射光と、前記光ファイバを通って入力された参照光とが、例えば５０：５０の比率で合波され、その信号が光ファイバを介して差動増幅検出器１１７に入力される。検出器１１７においては、波長毎の干渉が計測され、計測された干渉信号が、前記制御装置２００に設けられたＡＤボード２０１に入力される。さらに、制御装置２００に設けられた演算部２０２において、干渉信号に対するフーリエ変換などの処理が行われ、もって走査線に沿う眼底網膜Ｅｒの断層画像が取得されるのである。（図２）
【００２７】
このとき、詳しくは後述するように、前記ガルバノミラーユニット１０６による測定光のスキャンパターン、言い換えると走査線（Ｂ−スキャン）の方向は、制御装置２００において設定されるようになっている。そして、制御装置２００（演算部２０２）からの指令信号に基づいてガルバノドライバ１０７がガルバノミラーユニット１０６を制御するようになっている。尚、得られた眼底部Ｅｒの断層画像のデータは、記憶部２０３に記憶される。（図２）
【００２８】
次に図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら、Ｂ−スキャン像の撮像及び位置補正処理方法について説明する。図３はＢ−スキャン像撮像から、補正処理、さらには、三次元画像の構築といった、本発明の断層像撮影装置の一連の処理フローを示したものである。
【００２９】
ＯＣＴにて撮影を開始する前に、ディレイラインユニット１１３内にある参照鏡を移動し、測定光路長と参照光路長を一致させる（ステップ３０１）。その後、断層像取得部１００にて、断層像（Ｂ−スキャン像）を取得する（ステップ３０２）。
【００３０】
図４は、断層像取得部１００による断層像（Ｂ−スキャン像）を取得する様子を示したものである。図４（ａ）は被検眼Ｅの眼底網膜の一例を、図４（ｂ）は断層像取得部１００から取得して得られた眼底網膜４０１の複数の２次元断層像（Ｂ−スキャン像）の例を示している。尚、図４（ａ）及び（ｂ）のｘ軸はＢ−スキャンのスキャン方向を、ｙ軸はＣ−スキャンの方向を示す。更に、図４（ｂ）のｚ軸はＡ−スキャン信号の奥行き方向を示す。
【００３１】
図４（ｂ）の４０４は取得した２次元断層像であり、ガルバノミラーユニット１０６をｘ方向にスキャンさせながら、演算部２０２がＡ−スキャン信号４０３を再構築して作成される。この２次元断層像がＢ−スキャン像であり、眼底網膜４０１に対する奥行き方向（ｚ方向）と直交するｘ方向の２次元の断面、すなわち図４（ｂ）におけるｘ軸及びｚ軸で規定される平面における２次元断層像である。図４（ａ）の４０２は２次元断層像４０４の撮影位置を示す。
【００３２】
さらに連続的にｙ軸方向にＢ−スキャン像の撮影位置４０２をずらしていくことで、撮影位置４０２におけるＢ−スキャン像がそれぞれ取得される。図４（ｂ）は各撮影位置における複数のＢ−スキャン像から構成される３次元断層像（Ｃ−スキャン像）を示す。
【００３３】
断層像取得部１００において生成された３次元断層像（複数のＢ−スキャン像）は記憶部２０３に記憶される。
【００３４】
ステップ３０３では断層像取得部１００により、眼底網膜４０１の各撮影位置で取得した複数のＢ−スキャン像それぞれの相対位置ずれ量を算出する。算出方法は図３（ｂ）のフローに従い実施する。
【００３５】
図３（ｂ）はステップ３０３の詳細を示したものである。まず、取得した複数のＢ−スキャン像の任意の一つにおける参照像を作成する（ステップ３１０）。図５（ａ）のＢ−スキャン像５０１は、取得した複数のＢ−スキャン像の任意の一つであり、ＷはＢ−スキャン像の幅（スキャン幅）、Ｈは奥行き方向の深さ（Ａ−スキャンの幅）を示す。図５（ｂ）はＢ−スキャン像の端から１／４（Ｗ／４）の位置のＡ−スキャン信号を示す。
【００３６】
Ａ−スキャン信号のピーク値から、Ｂ−スキャン像におけるＰ点を求め、図６に示すようにＰ点を中心とした所定の領域（例えば１９２×１９２ピクセル）の参照像６０２を作成する。作成された参照像６０２はこのＢ−スキャン像における参照像となる。
【００３７】
次に図７に示すように、このＢ−スキャン像に隣接するＢ−スキャン像上で、ステップ３１０で作成した参照像６０２を平行移動させる（ステップ３１１）。この時、参照像６０２の画素値と相対する隣接Ｂ−スキャン像の画素値との差を、参照画像６０２の全ての画素に対して求めその絶対値の総和を算出する。この総和の値を評価関数と呼ぶことにする（ステップ３１２）。図７に示すように、参照像６０２の移動はＰ点を中心に、例えば上下左右に±４ピクセル、１ピクセル毎行い、それぞれの位置での評価関数を求める。評価関数が最小となる位置とＰ点の座標差Ｓ＝（Δｘ、Δｚ）を検出し（ステップ３１３）、このＳ値を隣接Ｂ−スキャンの相対的位置ずれ量とする（ステップ３１４）。
【００３８】
ステップ３１０〜３１４を全てのＢ−スキャン像で実施し、各Ｂ−スキャン像における相対的位置ずれ量を算出する（ステップ３０３）。
【００３９】
図８（ａ）はＮｏ．1からＮｏ．２５６までの各Ｂ−スキャン像における、相対的位置ずれ量を表したグラフで、本実施例の装置にて実施した一結果を示したものである。横軸はＢ−スキャン像のＮｏ．であり、縦軸は相対的位置ずれ量である。
【００４０】
図８（ｂ）は図８（ａ）のデータから、Ｎｏ．１のＢ−スキャン像を基準にした絶対的位置ずれ量に変換した結果を示すグラフである。横軸はＢ−スキャン像のＮｏ．であり、縦軸は絶対的位置ずれ量である。ステップ３０４ではこのように各々のＢ−スキャン像の相対的位置ずれ量からＮｏ．１のＢ−スキャン像を基準とした絶対的位置ずれ量を各々のＢ−スキャン像に対して算出する。
【００４１】
本実施例の装置で実施した一例では、図８（ａ）の結果からわかるように隣接するＢ−スキャン像間の位置ずれ（相対的位置ずれ）量は最大で３ピクセルであるが、図８（ｂ）から、Ｎｏ．１のＢ−スキャン像を基準にして算出した絶対的位置ずれ量は最大で１５ピクセルあることがわかる。
【００４２】
つまり、絶対的位置ずれ量算出手段を用いた本発明では参照像の移動は、この例では±４ピクセル程度でよいが、絶対的位置ずれ量算出手段を有しない特許文献１では、ＲＯＩ（本発明の「参照像」）を±１６ピクセル程度移動させる必要となることから、この例の場合本発明と比較して約１６倍の範囲を移動させる必要があり、本発明の優位性が理解され得る。
【００４３】
この絶対的位置ずれ量を用いて、各Ｂ−スキャン像の位置を補正し、補正したＢ−スキャン像は記憶部２０３に記憶される（３０６）。
【００４４】
補正されたＢ−スキャン像は、隣り合った１つ以上のＢ−スキャン像と加算平均処理を行い（ステップ３０７）、その後３次元断層像に再構築し、記憶部２０３に記憶される。
【００４５】
記憶部２０３に記憶された３次元断層像は、モニター等に表示される。
【００４６】
本実施例では、参照像を作成する時のＡ−スキャン信号の位置をＢ−スキャン像の端から１／４の位置としたが、１／４に限ったものではなく、任意の位置で構わない。また、参照像を作成する際、Ｐ点をＡ−スキャン信号のピーク値としたが、これに限ったものではなく、Ａ−スキャンの最初の位置でも構わないし、また、例えば顕著なピークが複数あればその平均位置としても構わない。
【００４７】
第１の実施形態では、各Ｂ−スキャン像の相対的位置ずれ量を求める際の参照像を１箇所の１枚としたが、上述の実施例のようにＡ−スキャンデータのピーク値をＰ点とすると、Ｐ点は網膜色素上皮になる可能性が高い。被検眼Ｅの網膜色素上皮が眼底面に対し一直線であれば問題ないが、網膜色素上皮はある半径を持った曲線である場合が多い。各Ｂ−スキャン像の相対位置ずれ量を求める際、対象となる隣接する２つのＢ−スキャン像の網膜色素上皮の曲線は多少異なると考えられるので、１箇所１枚の参照像での補正の場合、隣接する２つのＢ−スキャン像の網膜色素上皮の曲線の半径の差分、補正に誤差を生じる可能性がある。以下の第２の実施例では、その対策として、３箇所の３枚の参照像を用いる方法を説明する。
【００４８】
[第２の実施形態]
断層像取得部については、上述の第１の実施形態と同じであるので、省略する。
【００４９】
図９は、第２の実施例における相対的位置ずれ量を算出するためのフローチャートである。まず、取得した複数のＢ−スキャン像の第１の参照像を作成する（ステップ９０１）。図１０（ａ）のＢ−スキャン像１００１は、取得した複数のＢ−スキャン像の任意の一つであり、ＷはＢ−スキャン像の幅（スキャン幅）、Ｈは奥行き方向の深さ（Ａ−スキャンの幅）を示す。図１０（ｂ）はＢ−スキャン像の端から１／４（Ｗ／４）の位置のＡ−スキャン信号を示す。
【００５０】
Ａ−スキャン信号のピーク値から、Ｂ−スキャン像におけるＰ１点を求め、Ｐ１点を中心とした所定の領域（例えば１９２×１９２ピクセル）の参照像を作成ずる。作成された参照像はこのＢ−スキャン像における第１の参照像となる。
【００５１】
次にこのＢ−スキャン像に隣接するＢ−スキャン像上で、作成した第１の参照像を平行移動させる（ステップ９０２）。この時、参照像の画素値と相対する隣接Ｂ−スキャン像の画素値との差を、全ての参照画像の画素に対して求めその絶対値の総和を算出する。この総和の値を評価関数と呼ぶことにする（ステップ９０３）。移動はＰ１点を中心に、第1の参照像を例えば上下左右に±４ピクセル、１ピクセル毎行い、それぞれの位置での評価関数を求める。評価関数が最小となる位置とＰ１点の座標差Ｓ１＝（Δｘ１、Δｚ１）を求める（ステップ９０４）。
【００５２】
次に、第２の参照像を作成する（ステップ９０１）。図１０（ｃ）はＢ−スキャン像の端から１／２（Ｗ／２）の位置のＡ−スキャン信号を示す。このＡ−スキャン信号のピーク値から、Ｂ−スキャン像におけるＰ２点を求め、Ｐ２点を中心とした所定の領域（例えば１９２×１９２ピクセル）の参照像を作成ずる。作成された参照像はこのＢ−スキャン像における第２の参照像となる。
【００５３】
第１の参照像の場合と同様に隣接するＢ−スキャン像との間で評価関数を求め（ステップ９０２〜９０３）、評価関数が最小となる位置とＰ２点の座標差Ｓ２＝（Δｘ２、Δｚ２）を求める（ステップ９０４）。
【００５４】
次に、第３の参照像を作成する（ステップ９０１）。図１０（ｄ）はＢ−スキャン像の端から３／４（Ｗ×３／４）の位置のＡ−スキャン信号を示す。このＡ−スキャン信号のピーク値から、Ｂ−スキャン像におけるＰ３点を求め、Ｐ３点を中心とした所定の領域（例えば１９２×１９２ピクセル）の参照像を作成ずる。作成された参照像はこのＢ−スキャン像における第３の参照像となる。
【００５５】
第１の参照像の場合と同様に隣接するＢ−スキャン像との間で評価関数を求め（ステップ９０２〜９０３）、評価関数が最小となる位置とＰ３点の座標差Ｓ３＝（Δｘ３、Δｚ３）を求める（ステップ９０４）。
【００５６】
これらＳ１値、Ｓ２値及びＳ３値の平均値Ｓａを隣接Ｂ−スキャンの相対的位置ずれ量とする（ステップ９０５）。
Ｓａ＝（（Δｘ１＋Δｘ２＋Δｘ３）／３、（Δｚ１＋Δｚ２＋Δｚ３）／３）
【００５７】
以下の処理は第１の実施例と同様であるので、省略する。参照像を作成する位置をＢ−スキャン像の端から１／４、１／２及び３／４としたが、これに限ったものではない。各位置の間隔が一定以上離れていれば他の位置でも構わない。また、本実施例では３箇所としたが、２箇所であってもいいし、４箇所以上であっても構わない。
【００５８】
また、絶対的位置ずれ量を求める際（ステップ３０４）上述の例では、Ｎｏ．１のＢ−スキャン像を基準にして絶対的位置ずれ量を算出したが、取得した全てのＢ−スキャン像の位置を平均した位置に最も近いＢ−スキャン像を基準にして各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出してもよい。
【００５９】
さらに、各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量の平均を求め、その値を０として再度、各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出してもよい。この場合、補正量を全体的に小さくできるので、補正する際の画像データの移動量が小さくなるため処理時間を短くできる利点がある。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることが、理解されるべきである。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、高精度の位置ずれ補正が、容易にしかも短時間の処理時間で実施可能となるのである。
【符号の説明】
【００６２】
１００・・断層画像取得部１０１・・波長走査光源１０４・・第１のファイバーカプラ１０６・・ガルバノミラーユニット１１３・・ディレイラインユニット１１６・・第２のファイバーカプラ２０１・・ＡＤボード２０２・・演算部２０３・・記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断層像撮影装置及び断層像の補正処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、眼科検査のために用いられる検査装置として、光干渉断層法（Optical
Coherence Tomography：ＯＣＴ）により被検者の被検眼（眼球）の断層画像を撮影する光干渉断層撮影装置が供されてきている。
【０００３】
光干渉断層撮影装置においては、タイムドメイン方式と呼ばれる、ミラーを動かして参照光の光路長を機械的に変化させながら断層画像取得を行うタイムドメインＯＣＴと、フーリエドメイン方式と呼ばれる、分光器を用いてスペクトル情報を検出し断層画像取得を行うスペクトルドメインＯＣＴ、もしくは、波長走査光源を用いてスペクトル干渉信号を検出し断層画像取得を行う光周波数掃引ＯＣＴとがある。
【０００４】
一般にＯＣＴでは、被検眼の深さ方向の一次元の信号を取得し（Ａ−スキャン）、そして、測定光を被検眼に対して一次元走査することで二次元断層画像を取得し（Ｂ−スキャン）、さらに、二次元断層画像を、被検眼に対して位置をずらしながら繰り返し取得することで三次元画像を得る（Ｃ−スキャン）。
【０００５】
しかし、眼科検査のための光干渉断層撮影装置においては、被検眼は固視状態に保持していても、無意識のうちに絶えず微小運動（固視微動）を行っている。特に三次元画像を得るための撮影時間は、比較的長いため、撮影中の被検眼の固視微動の影響により、撮影された三次元断層画像はボケ等が生じ、品質のよい画像が得られないことがあった。
【０００６】
タイムドメインＯＣＴでは、上述のようにミラーを動かして参照光の光路長を機械的に変化させながら断層画像取得するため、Ｂ−スキャンの時間も比較的長くなるのに対し、フーリエドメイン方式のＯＣＴはミラーを動かして参照光の光路長を機械的に変化させることを必要としないため、Ｂ−スキャンの時間は非常に短い時間（数ミリ秒）で取得できることから、Ｂ−スキャン像では上述の被検眼の固視微動の影響は少なく、撮影された三次元断層画像のボケは、主にＣ−スキャン時におけるＢ−スキャン像の位置ずれに起因するものと考えられている。
【０００７】
特許文献１にはこのようなＢ−スキャン像の位置ずれを検出し、得られた各Ｂ−スキャン像の補正値で位置補正する方法が開示されている。つまり、Ｂ−スキャン像における注目領域（ＲＯＩ）を決定し、パターンマッチング法を用いて、隣接するＢ−スキャン像に対して、ＲＯＩを平行移動しながら、ＳＳＤ（sum of squares difference）が最小となる位置における位置ずれ量を隣接するＢ−スキャン像の位置ずれ補正値とし、補正は断層像選択手段により選択された基準断層像（Ｂ−スキャン像）から順繰りに各Ｂ−スキャン像の補正値で位置補正する。
【０００８】
また、特許文献２には、眼底の断層像を取得するＯＣＴと眼底の正面画像を取得する光走査型検眼装置（眼科用ＳＬＯ（Scanning Laser Ophthalmoscope））を備え、断層画像（ＯＣＴ画像）取得時のＳＬＯ画像に基づいて被検眼の位置ずれを検出することにより、断層画像（ＯＣＴ画像）の位置ずれを補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−０１９５７６号公報
【特許文献２】特開２００８−０２９４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２の方法は高精度の位置ずれ補正が可能となるかもしれないが、本来被検眼の断層像を得ることが目的とするＯＣＴ光学系にＳＬＯ光学系が加わるため装置が複雑となり、結果的に高価なものになってしまう。
【００１１】
対して、特許文献１の方法は、ＯＣＴ単体で実施できる補正方法ではあるが、以下に示す問題点があると考えられる。
【００１２】
補正時の基準断層像を選択する断層像選択手段は、具体例として、取得された全てのＢ−スキャン像から、画像内のコントラスト変化の積算値が最大であるＢ−スキャン像を基準断層像として選択している。この断層像選択手段を用いた方法は、例えば網膜の同じ場所を複数回測定する際に常に同じＢ−スキャン像か、又はそれに近いＢ−スキャン像が選択されるという利点があるように見えるが、補正値を決める際は隣り合ったＢ−スキャン像間の位置ずれ量から補正値を算出するため、補正を開始する最初のＢ−スキャン像を決定するだけに過ぎない上、三次元画像を測定する毎に、基準断層像を選択するために全Ｂ−スキャン像を解析する必要があるため、解析に非常な手間をかける割にはその効果は少ないと考えられる。
【００１３】
また、ＲＯＩについて特許文献１にはその詳細な説明がないが、同じ出願人の他の特許文献から黄班や視神経乳頭などを含む領域であると類推される。そのためＲＯＩを決定するためには黄班や視神経乳頭などを抽出するため、Ｂ−スキャン像毎に解析が必要であることや、各Ｂ−スキャン像でＲＯＩそのものが異なると考えられるため、これについても複雑な解析をする割には効果があるとは考えられない。
【００１４】
さらに、基準断層像から順繰りに補正する特許文献１の補正方法は基準断層像から離れる程、位置ずれ量が大きくなる可能性が高いため、ＳＳＤの最小値を求める際、ＲＯＩが移動する範囲を予め広くする必要があり、それにより処理時間が長くなる恐れがある。
【００１５】
本発明は、ＯＣＴ単体で実施可能な補正方法であり、特許文献１に記載の注目領域（ＲＯＩ）や基準断層像を選択する断層像選択手段を用いることなく、各Ｂ−スキャン像の位置ずれ補正値を求めることが可能であり、さらに、各Ｂ−スキャン像の位置ずれ補正値を求める際の参照像（特許文献１のＲＯＩに相当）の移動範囲を広くすることなく実施可能であることから、低コストでしかも高精度な位置補正処理が短時間で実施可能な断層撮影装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の断層撮影装置は、複数のＢ−スキャン像（断層像）を重ね合わせて三次元の断層像を作成する断層像撮影装置において、前記複数のＢ−スキャン像の中の一つのＢ−スキャン像の所定位置におけるＡ−スキャンのデータから一定の条件で得られた位置（Ｐ点）を含んだ所定の領域を持つ参照像を作成する参照像作成手段と、この参照像を前記一つのＢ−スキャン像に隣接するＢ−スキャン像内において平行移動させながら、各々の画素における前記参照像の画素値と前記隣接するＢ−スキャン像の画素値の差の総和（評価関数）を算出する評価関数算出手段と、この評価関数が最小となる位置を検出し、隣接するＢ−スキャン像間の相対的位置ずれ量を算出する相対的位置ずれ量算出手段と、この相対的位置ずれ量算出手段により前記複数のＢ−スキャン像の各々に対して得られた相対的位置ずれ量を用いて、前記複数のＢ−スキャン像の内の任意の一つのＢ−スキャン像を基準として各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出する絶対的位置ずれ量算出手段と、この絶対的位置ずれ量算出手段により得られた絶対的位置ずれ量を用いて、各Ｂ−スキャン像の位置を補正する位置補正手段とを備えたことを特徴とする（請求項１の発明）。
【００１７】
上記構成によれば、参照像（特許文献１のＲＯＩに相当）作成手段は、例えばＢ−スキャン像の端から１／４の位置のＡ−スキャンデータのピーク値（Ｐ点）を含む所定の領域（例えば192×192ピクセル）の画像とするため、特許文献１のように、参照像作成手段時に黄班や視神経乳頭などを含む領域を抽出するための解析が必要ないこと、位置補正時に用いる基準断層像（基準Ｂ−スキャン像）は任意の位置（例えばＮｏ．１の画像）を選択するため、特許文献１のように基準断層像を選択する際に全てのＢ−スキャン像を解析する必要ないこと、選択した一つのＢ−スキャン像を基準にした絶対的位置ずれ量に基づいて位置補正する本発明の方法は、最小の評価関数を求める際、参照像を平行移動する範囲は隣接するＢ−スキャン像の位置の差異程度で済むため、先行文献１のように基準断層像から、順繰りに位置補正を行うより、最小評価関数を求めるための参照像の移動範囲を狭くできる。
【発明の効果】
【００１８】
上述のように、本発明の断層像撮影装置及び断層像の補正処理方法によれば、各Ｂ−スキャン像の位置ずれ補正はＯＣＴ単体で実施可能なので、ＳＬＯや眼底カメラ等他の光学系を必要としないこと、絶対的位置ずれ量の採用により、参照像の移動範囲を狭く設定できることから、低コストでしかも高精度な位置補正処理が短時間で実施できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】断層像取得部の詳細を示した図である。
【図２】断層像撮影装置の構成を示した図である。
【図３】断層像撮影及び補正の流れを示すフローチャートを示した図である。
【図４】眼底部における断層像取得位置と取得された３Ｄ断層像を示す図である。
【図５】参照像作成手段の方法を説明した図である。
【図６】Ｂ−スキャン像（断層像）から参照像を取り出した図である。
【図７】作成した参照像の隣接するＢ−スキャン像上での移動を示した図である。
【図８】（ａ）各Ｂ−スキャン像における相対位置ずれ量の値を示したもの。（ｂ）各Ｂ−スキャン像の相対位置ずれ量を用いてＮｏ．1のＢ−スキャン像を基準として算出した各Ｂ−スキャン像における絶対位置ずれ量を示したもの。
【図９】第２の実施例における相対的位置ずれ量の算出を示すフローチャートを示した図である。
【図１０】第２の実施例における参照像作成手段の方法を説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２０】
以下、本発明に係る断層像撮影装置について図面を参照して説明する。
[第１の実施形態]
図１には断層像取得部１００の詳細構成を示す。
【００２１】
図１に示すように、断層像取得部１００では被検眼Ｅの眼底部（眼底網膜）Ｅｒ上に測定光を照射することにより、眼底部Ｅｒの三次元断層像を撮影する。本実施形態では、時間的に波長を変化させて走査する波長走査光源１０１を用いたフーリエドメイン（光周波数掃引）方式が採用されている。
【００２２】
即ち、波長走査光源１０１から出力された光は、光ファイバを通して偏波コントローラ１０２及びアイソレータ１０３に入力しその後光ファイバを通して第１のファイバーカプラ１０４に入力され、この第１のファイバーカプラ１０４において、例えば１０：９０の比率で、参照光と測定光とに分波されて出力される。そのうち参照光は、光ファイバを通ってコリメータレンズ１１２に入力し、ディレイラインユニット１１３に入射される。ディレイラインユニット１１３は眼底の網膜上に参照光路を合わせる光路長調整用のユニット部であり、ＯＣＴ断層像を測定する前に、測定光路長と参照光路長を合わせる。
【００２３】
そして、ディレイラインユニット１１３から放射された参照光はコリメータレンズ１１４から光ファイバを通り偏波コントローラ１１５に入力しその後光ファイバを通して第２のファイバーカプラ１１６の第１の入力部に入力される。
【００２４】
一方、前記第１のファイバーカプラ１０４から出力された測定光は、光ファイバを通ってコリメータレンズ１０５に入力し、ガルバノミラーユニット１０６に入力される。ガルバノミラーユニット１０６は、測定光を走査させるためのもので、ガルバノドライバ１０７により、ガルバノミラーユニット１０６は測定光を被検眼の眼底面において水平方向に及び垂直方向に走査されるようになっている。
【００２５】
前記ガルバノミラーユニット１０６から出力された測定光はレンズ１０８を通り、対物レンズ１０９を通して図示しない検査窓から出射され、被検眼Ｅに入射される。被検眼Ｅに入射された測定光は、眼底部Ｅｒの各組織部分（網膜、脈絡膜等）にて反射し、その反射光が、検査窓から入射され、上記と逆に、対物レンズ１０９、レンズ１０８、ガルバノミラーユニット１０６を通って、コリメータレンズ１０５に入力される。そして、その反射光は、光ファイバを通って前記第１のファイバーカプラ１０４を通った後、光ファイバを通して第２のファイバーカプラ１１６の第２の入力部に入力される。
【００２６】
この第２のファイバーカプラ１１６において、眼底部Ｅｒからの反射光と、前記光ファイバを通って入力された参照光とが、例えば５０：５０の比率で合波され、その信号が光ファイバを介して差動増幅検出器１１７に入力される。検出器１１７においては、波長毎の干渉が計測され、計測された干渉信号が、前記制御装置２００に設けられたＡＤボード２０１に入力される。さらに、制御装置２００に設けられた演算部２０２において、干渉信号に対するフーリエ変換などの処理が行われ、もって走査線に沿う眼底網膜Ｅｒの断層画像が取得されるのである。（図２）
【００２７】
このとき、詳しくは後述するように、前記ガルバノミラーユニット１０６による測定光のスキャンパターン、言い換えると走査線（Ｂ−スキャン）の方向は、制御装置２００において設定されるようになっている。そして、制御装置２００（演算部２０２）からの指令信号に基づいてガルバノドライバ１０７がガルバノミラーユニット１０６を制御するようになっている。尚、得られた眼底部Ｅｒの断層画像のデータは、記憶部２０３に記憶される。（図２）
【００２８】
次に図３（ａ）、（ｂ）を参照しながら、Ｂ−スキャン像の撮像及び位置補正処理方法について説明する。図３はＢ−スキャン像撮像から、補正処理、さらには、三次元画像の構築といった、本発明の断層像撮影装置の一連の処理フローを示したものである。
【００２９】
ＯＣＴにて撮影を開始する前に、ディレイラインユニット１１３内にある参照鏡を移動し、測定光路長と参照光路長を一致させる（ステップ３０１）。その後、断層像取得部１００にて、断層像（Ｂ−スキャン像）を取得する（ステップ３０２）。
【００３０】
図４は、断層像取得部１００による断層像（Ｂ−スキャン像）を取得する様子を示したものである。図４（ａ）は被検眼Ｅの眼底網膜の一例を、図４（ｂ）は断層像取得部１００から取得して得られた眼底網膜４０１の複数の２次元断層像（Ｂ−スキャン像）の例を示している。尚、図４（ａ）及び（ｂ）のｘ軸はＢ−スキャンのスキャン方向を、ｙ軸はＣ−スキャンの方向を示す。更に、図４（ｂ）のｚ軸はＡ−スキャン信号の奥行き方向を示す。
【００３１】
図４（ｂ）の４０４は取得した２次元断層像であり、ガルバノミラーユニット１０６をｘ方向にスキャンさせながら、演算部２０２がＡ−スキャン信号４０３を再構築して作成される。この２次元断層像がＢ−スキャン像であり、眼底網膜４０１に対する奥行き方向（ｚ方向）と直交するｘ方向の２次元の断面、すなわち図４（ｂ）におけるｘ軸及びｚ軸で規定される平面における２次元断層像である。図４（ａ）の４０２は２次元断層像４０４の撮影位置を示す。
【００３２】
さらに連続的にｙ軸方向にＢ−スキャン像の撮影位置４０２をずらしていくことで、撮影位置４０２におけるＢ−スキャン像がそれぞれ取得される。図４（ｂ）は各撮影位置における複数のＢ−スキャン像から構成される３次元断層像（Ｃ−スキャン像）を示す。
【００３３】
断層像取得部１００において生成された３次元断層像（複数のＢ−スキャン像）は記憶部２０３に記憶される。
【００３４】
ステップ３０３では断層像取得部１００により、眼底網膜４０１の各撮影位置で取得した複数のＢ−スキャン像それぞれの相対位置ずれ量を算出する。算出方法は図３（ｂ）のフローに従い実施する。
【００３５】
図３（ｂ）はステップ３０３の詳細を示したものである。まず、取得した複数のＢ−スキャン像の任意の一つにおける参照像を作成する（ステップ３１０）。図５（ａ）のＢ−スキャン像５０１は、取得した複数のＢ−スキャン像の任意の一つであり、ＷはＢ−スキャン像の幅（スキャン幅）、Ｈは奥行き方向の深さ（Ａ−スキャンの幅）を示す。図５（ｂ）はＢ−スキャン像の端から１／４（Ｗ／４）の位置のＡ−スキャン信号を示す。
【００３６】
Ａ−スキャン信号のピーク値から、Ｂ−スキャン像におけるＰ点を求め、図６に示すようにＰ点を中心とした所定の領域（例えば１９２×１９２ピクセル）の参照像６０２を作成する。作成された参照像６０２はこのＢ−スキャン像における参照像となる。
【００３７】
次に図７に示すように、このＢ−スキャン像に隣接するＢ−スキャン像上で、ステップ３１０で作成した参照像６０２を平行移動させる（ステップ３１１）。この時、参照像６０２の画素値と相対する隣接Ｂ−スキャン像の画素値との差を、参照画像６０２の全ての画素に対して求めその絶対値の総和を算出する。この総和の値を評価関数と呼ぶことにする（ステップ３１２）。図７に示すように、参照像６０２の移動はＰ点を中心に、例えば上下左右に±４ピクセル、１ピクセル毎行い、それぞれの位置での評価関数を求める。評価関数が最小となる位置とＰ点の座標差Ｓ＝（Δｘ、Δｚ）を検出し（ステップ３１３）、このＳ値を隣接Ｂ−スキャンの相対的位置ずれ量とする（ステップ３１４）。
【００３８】
ステップ３１０〜３１４を全てのＢ−スキャン像で実施し、各Ｂ−スキャン像における相対的位置ずれ量を算出する（ステップ３０３）。
【００３９】
図８（ａ）はＮｏ．1からＮｏ．２５６までの各Ｂ−スキャン像における、相対的位置ずれ量を表したグラフで、本実施例の装置にて実施した一結果を示したものである。横軸はＢ−スキャン像のＮｏ．であり、縦軸は相対的位置ずれ量である。
【００４０】
図８（ｂ）は図８（ａ）のデータから、Ｎｏ．１のＢ−スキャン像を基準にした絶対的位置ずれ量に変換した結果を示すグラフである。横軸はＢ−スキャン像のＮｏ．であり、縦軸は絶対的位置ずれ量である。ステップ３０４ではこのように各々のＢ−スキャン像の相対的位置ずれ量からＮｏ．１のＢ−スキャン像を基準とした絶対的位置ずれ量を各々のＢ−スキャン像に対して算出する。
【００４１】
本実施例の装置で実施した一例では、図８（ａ）の結果からわかるように隣接するＢ−スキャン像間の位置ずれ（相対的位置ずれ）量は最大で３ピクセルであるが、図８（ｂ）から、Ｎｏ．１のＢ−スキャン像を基準にして算出した絶対的位置ずれ量は最大で１５ピクセルあることがわかる。
【００４２】
つまり、絶対的位置ずれ量算出手段を用いた本発明では参照像の移動は、この例では±４ピクセル程度でよいが、絶対的位置ずれ量算出手段を有しない特許文献１では、ＲＯＩ（本発明の「参照像」）を±１６ピクセル程度移動させる必要となることから、この例の場合本発明と比較して約１６倍の範囲を移動させる必要があり、本発明の優位性が理解され得る。
【００４３】
この絶対的位置ずれ量を用いて、各Ｂ−スキャン像の位置を補正し、補正したＢ−スキャン像は記憶部２０３に記憶される（３０６）。
【００４４】
補正されたＢ−スキャン像は、隣り合った１つ以上のＢ−スキャン像と加算平均処理を行い（ステップ３０７）、その後３次元断層像に再構築し、記憶部２０３に記憶される。
【００４５】
記憶部２０３に記憶された３次元断層像は、モニター等に表示される。
【００４６】
本実施例では、参照像を作成する時のＡ−スキャン信号の位置をＢ−スキャン像の端から１／４の位置としたが、１／４に限ったものではなく、任意の位置で構わない。また、参照像を作成する際、Ｐ点をＡ−スキャン信号のピーク値としたが、これに限ったものではなく、Ａ−スキャンの最初の位置でも構わないし、また、例えば顕著なピークが複数あればその平均位置としても構わない。
【００４７】
第１の実施形態では、各Ｂ−スキャン像の相対的位置ずれ量を求める際の参照像を１箇所の１枚としたが、上述の実施例のようにＡ−スキャンデータのピーク値をＰ点とすると、Ｐ点は網膜色素上皮になる可能性が高い。被検眼Ｅの網膜色素上皮が眼底面に対し一直線であれば問題ないが、網膜色素上皮はある半径を持った曲線である場合が多い。各Ｂ−スキャン像の相対位置ずれ量を求める際、対象となる隣接する２つのＢ−スキャン像の網膜色素上皮の曲線は多少異なると考えられるので、１箇所１枚の参照像での補正の場合、隣接する２つのＢ−スキャン像の網膜色素上皮の曲線の半径の差分、補正に誤差を生じる可能性がある。以下の第２の実施例では、その対策として、３箇所の３枚の参照像を用いる方法を説明する。
【００４８】
[第２の実施形態]
断層像取得部については、上述の第１の実施形態と同じであるので、省略する。
【００４９】
図９は、第２の実施例における相対的位置ずれ量を算出するためのフローチャートである。まず、取得した複数のＢ−スキャン像の第１の参照像を作成する（ステップ９０１）。図１０（ａ）のＢ−スキャン像１００１は、取得した複数のＢ−スキャン像の任意の一つであり、ＷはＢ−スキャン像の幅（スキャン幅）、Ｈは奥行き方向の深さ（Ａ−スキャンの幅）を示す。図１０（ｂ）はＢ−スキャン像の端から１／４（Ｗ／４）の位置のＡ−スキャン信号を示す。
【００５０】
Ａ−スキャン信号のピーク値から、Ｂ−スキャン像におけるＰ１点を求め、Ｐ１点を中心とした所定の領域（例えば１９２×１９２ピクセル）の参照像を作成ずる。作成された参照像はこのＢ−スキャン像における第１の参照像となる。
【００５１】
次にこのＢ−スキャン像に隣接するＢ−スキャン像上で、作成した第１の参照像を平行移動させる（ステップ９０２）。この時、参照像の画素値と相対する隣接Ｂ−スキャン像の画素値との差を、全ての参照画像の画素に対して求めその絶対値の総和を算出する。この総和の値を評価関数と呼ぶことにする（ステップ９０３）。移動はＰ１点を中心に、第1の参照像を例えば上下左右に±４ピクセル、１ピクセル毎行い、それぞれの位置での評価関数を求める。評価関数が最小となる位置とＰ１点の座標差Ｓ１＝（Δｘ１、Δｚ１）を求める（ステップ９０４）。
【００５２】
次に、第２の参照像を作成する（ステップ９０１）。図１０（ｃ）はＢ−スキャン像の端から１／２（Ｗ／２）の位置のＡ−スキャン信号を示す。このＡ−スキャン信号のピーク値から、Ｂ−スキャン像におけるＰ２点を求め、Ｐ２点を中心とした所定の領域（例えば１９２×１９２ピクセル）の参照像を作成ずる。作成された参照像はこのＢ−スキャン像における第２の参照像となる。
【００５３】
第１の参照像の場合と同様に隣接するＢ−スキャン像との間で評価関数を求め（ステップ９０２〜９０３）、評価関数が最小となる位置とＰ２点の座標差Ｓ２＝（Δｘ２、Δｚ２）を求める（ステップ９０４）。
【００５４】
次に、第３の参照像を作成する（ステップ９０１）。図１０（ｄ）はＢ−スキャン像の端から３／４（Ｗ×３／４）の位置のＡ−スキャン信号を示す。このＡ−スキャン信号のピーク値から、Ｂ−スキャン像におけるＰ３点を求め、Ｐ３点を中心とした所定の領域（例えば１９２×１９２ピクセル）の参照像を作成ずる。作成された参照像はこのＢ−スキャン像における第３の参照像となる。
【００５５】
第１の参照像の場合と同様に隣接するＢ−スキャン像との間で評価関数を求め（ステップ９０２〜９０３）、評価関数が最小となる位置とＰ３点の座標差Ｓ３＝（Δｘ３、Δｚ３）を求める（ステップ９０４）。
【００５６】
これらＳ１値、Ｓ２値及びＳ３値の平均値Ｓａを隣接Ｂ−スキャンの相対的位置ずれ量とする（ステップ９０５）。
Ｓａ＝（（Δｘ１＋Δｘ２＋Δｘ３）／３、（Δｚ１＋Δｚ２＋Δｚ３）／３）
【００５７】
以下の処理は第１の実施例と同様であるので、省略する。参照像を作成する位置をＢ−スキャン像の端から１／４、１／２及び３／４としたが、これに限ったものではない。各位置の間隔が一定以上離れていれば他の位置でも構わない。また、本実施例では３箇所としたが、２箇所であってもいいし、４箇所以上であっても構わない。
【００５８】
また、絶対的位置ずれ量を求める際（ステップ３０４）上述の例では、Ｎｏ．１のＢ−スキャン像を基準にして絶対的位置ずれ量を算出したが、取得した全てのＢ−スキャン像の位置を平均した位置に最も近いＢ−スキャン像を基準にして各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出してもよい。
【００５９】
さらに、各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量の平均を求め、その値を０として再度、各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出してもよい。この場合、補正量を全体的に小さくできるので、補正する際の画像データの移動量が小さくなるため処理時間を短くできる利点がある。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることが、理解されるべきである。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、高精度の位置ずれ補正が、容易にしかも短時間の処理時間で実施可能となるのである。
【符号の説明】
【００６２】
１００・・断層画像取得部１０１・・波長走査光源１０４・・第１のファイバーカプラ１０６・・ガルバノミラーユニット１１３・・ディレイラインユニット１１６・・第２のファイバーカプラ２０１・・ＡＤボード２０２・・演算部２０３・・記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＢ−スキャン像（断層像）を重ね合わせて３次元の断層像を作成する断層像撮影装置において、
前記複数のＢ−スキャン像の中の一つのＢ−スキャン像の所定位置におけるＡ−スキャンのデータから一定の条件で得られた位置（Ｐ点）を含んだ所定の領域を持つ参照像を作成する参照像作成手段と、
該参照像を前記一つのＢ−スキャン像に隣接するＢ−スキャン像内において平行移動させながら、各々の画素における前記参照像の画素値と前記隣接するＢ−スキャン像の画素値の差の総和（評価関数）を算出する評価関数算出手段と、
該評価関数が最小となる位置を検出し、隣接するＢ−スキャン像間の相対的位置ずれ量を算出する相対的位置ずれ量算出手段と、
該相対的位置ずれ量算出手段により前記複数のＢ−スキャン像の各々に対して得られた相対的位置ずれ量を用いて、前記複数のＢ−スキャン像の内の任意の一つのＢ−スキャン像を基準として各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出する絶対的位置ずれ量算出手段と、
該絶対的位置ずれ量算出手段により得られた絶対的位置ずれ量を用いて、各Ｂ−スキャン像の位置を補正する位置補正手段と、
を備えたことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項２】
前記参照像作成手段における、前記一つのＢ−スキャン像の所定位置は、該Ｂ−スキャン像の端から１／４、１／２、３／４のいずれかの位置であることを特徴とする、請求項１記載の断層撮影装置。
【請求項３】
前記参照像作成手段は前記一つのＢ−スキャン像の２箇所以上の所定位置でのＡ−スキャンデータの一定の条件で得られた各位置（Ｐｎ点）を含んだ所定の領域を持つ２つ以上の参照像を作成し、
前記評価関数算出手段は、該２つ以上の参照像を用いて、前記隣接するＢ−スキャン像の２箇所以上の位置で評価関数を求め、
前記相対的位置ずれ量算出手段は、該評価関数各々が最小となる位置を検出し、算出された２箇所以上の相対的位置ずれ量の平均値を前記隣接するＢ−スキャン像の相対的位置ずれ量とすることを、
特徴とする請求項１又は２に記載の断層撮影装置。
【請求項４】
請求項３の参照像作成手段における前記一つのＢ−スキャン像の２箇所以上の所定位置は、該Ｂ−スキャン像の端から１／４、１／２、３／４のいずれか一つ以上を含む位置であることを、特徴とする請求項３記載の断層撮影装置。
【請求項５】
前記絶対的位置ずれ量算出手段は、該手段で算出された各Ｂ−スキャン像における絶対的位置ずれ量の平均値を０として再度各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出することを特徴とする請求項１及至４のいずれか１項に記載の断層撮影装置。
【請求項６】
前記複数のＢ−スキャン像を前記位置補正手段で補正した後、前記複数のＢ−スキャン像の各Ｂ−スキャン像に対し、隣接する１つ以上のＢ−スキャン像を用いて加算平均処理し、３次元の断層像を再構成することを、特徴する請求項１及至５のいずれか１項に記載の断層撮影装置。
【請求項１】
複数のＢ−スキャン像（断層像）を重ね合わせて３次元の断層像を作成する断層像撮影装置において、
前記複数のＢ−スキャン像の中の一つのＢ−スキャン像の所定位置におけるＡ−スキャンのデータから一定の条件で得られた位置（Ｐ点）を含んだ所定の領域を持つ参照像を作成する参照像作成手段と、
該参照像を前記一つのＢ−スキャン像に隣接するＢ−スキャン像内において平行移動させながら、各々の画素における前記参照像の画素値と前記隣接するＢ−スキャン像の画素値の差の総和（評価関数）を算出する評価関数算出手段と、
該評価関数が最小となる位置を検出し、隣接するＢ−スキャン像間の相対的位置ずれ量を算出する相対的位置ずれ量算出手段と、
該相対的位置ずれ量算出手段により前記複数のＢ−スキャン像の各々に対して得られた相対的位置ずれ量を用いて、前記複数のＢ−スキャン像の内の任意の一つのＢ−スキャン像を基準として各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出する絶対的位置ずれ量算出手段と、
該絶対的位置ずれ量算出手段により得られた絶対的位置ずれ量を用いて、各Ｂ−スキャン像の位置を補正する位置補正手段と、
を備えたことを特徴とする断層撮影装置。
【請求項２】
前記参照像作成手段における、前記一つのＢ−スキャン像の所定位置は、該Ｂ−スキャン像の端から１／４、１／２、３／４のいずれかの位置であることを特徴とする、請求項１記載の断層撮影装置。
【請求項３】
前記参照像作成手段は前記一つのＢ−スキャン像の２箇所以上の所定位置でのＡ−スキャンデータの一定の条件で得られた各位置（Ｐｎ点）を含んだ所定の領域を持つ２つ以上の参照像を作成し、
前記評価関数算出手段は、該２つ以上の参照像を用いて、前記隣接するＢ−スキャン像の２箇所以上の位置で評価関数を求め、
前記相対的位置ずれ量算出手段は、該評価関数各々が最小となる位置を検出し、算出された２箇所以上の相対的位置ずれ量の平均値を前記隣接するＢ−スキャン像の相対的位置ずれ量とすることを、
特徴とする請求項１又は２に記載の断層撮影装置。
【請求項４】
請求項３の参照像作成手段における前記一つのＢ−スキャン像の２箇所以上の所定位置は、該Ｂ−スキャン像の端から１／４、１／２、３／４のいずれか一つ以上を含む位置であることを、特徴とする請求項３記載の断層撮影装置。
【請求項５】
前記絶対的位置ずれ量算出手段は、該手段で算出された各Ｂ−スキャン像における絶対的位置ずれ量の平均値を０として再度各Ｂ−スキャン像の絶対的位置ずれ量を算出することを特徴とする請求項１及至４のいずれか１項に記載の断層撮影装置。
【請求項６】
前記複数のＢ−スキャン像を前記位置補正手段で補正した後、前記複数のＢ−スキャン像の各Ｂ−スキャン像に対し、隣接する１つ以上のＢ−スキャン像を用いて加算平均処理し、３次元の断層像を再構成することを、特徴する請求項１及至５のいずれか１項に記載の断層撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８５７５８（Ｐ２０１３−８５７５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９９１６（Ｐ２０１１−２２９９１６）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（５０１２９９４０６）株式会社トーメーコーポレーション (48)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（５０１２９９４０６）株式会社トーメーコーポレーション (48)
【Ｆターム（参考）】
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