(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する観察画像取得手段と、
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像の評価を行う評価手段と、
を有することを特徴とする光断層撮像装置。
【請求項２】
前記情報取得手段が、前記重複に関する値を前記情報として取得し、
前記評価手段が、前記重複に関する値に基づいて前記断層画像の評価を行うことを特徴とする請求項１に記載の光断層撮像装置。
【請求項３】
前記情報取得手段が、前記虹彩領域における前記測定光の照射面積の大きさを前記情報として取得し、
前記評価手段が、前記照射面積の大きさに基づいて前記断層画像の評価を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光断層撮像装置。
【請求項４】
前記情報取得手段が、前記虹彩領域における前記測定光の照射形状を前記情報として取得し、
前記評価手段が、前記照射形状に基づいて前記断層画像の評価を行うことを特徴とする請求項１に記載の光断層撮像装置。
【請求項５】
前記評価手段の評価結果に基づいて前記被検眼を再撮像するか否かを判断する手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光断層撮像装置。
【請求項６】
前記評価手段の評価結果を通知する通知手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光断層撮像装置。
【請求項７】
測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する観察画像取得手段と、
前記観察画像から得た前記前眼部の照射領域の情報に基づいて、該観察画像に関連付けられた前記断層画像を表示手段に表示させるか否かを判断する手段と、
を有することを特徴とする光断層撮像装置。
【請求項８】
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する情報取得手段を有し、
前記判断する手段が、前記重複する領域の情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像を前記表示手段に表示させるか否かを判断することを特徴とする請求項７に記載の光断層撮像装置。
【請求項９】
前記判断する手段が、前記情報に基づいて該観察画像に関連付けられた前記断層画像の評価を行う評価手段を有し、該評価手段の評価結果に基づいて前記被検眼を再撮像するか否かを判断し、該再撮像が否の場合には前記評価手段で評価した断層画像を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光断層撮像装置。
【請求項１０】
測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する観察画像取得手段と、
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像を記録手段に記録するか否かを判断する手段と、
を有することを特徴とする光断層撮像装置。
【請求項１１】
前記判断する手段が、前記情報に基づいて該観察画像に関連付けられた前記断層画像の評価を行う評価手段を有し、該評価手段の評価結果に基づいて前記被検眼を再撮像するか否かを判断し、該再撮像が否の場合には前記評価手段で評価した断層画像を前記記録手段に記録することを特徴とする請求項１０に記載の光断層撮像装置。
【請求項１２】
前記観察画像取得手段が、前記被検眼の眼底の複数の断層画像ごとに該断層画像に関連付けて前記観察画像を取得することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光断層撮像装置。
【請求項１３】
前記観察画像取得手段が、カメラ、エリアセンサ、共焦点顕微鏡のうちの少なくとも１つで構成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の光断層撮像装置。
【請求項１４】
測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置の制御方法であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する工程と、
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する工程と、
前記情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像の評価を行う工程と、
を含むことを特徴とする光断層撮像装置の制御方法。
【請求項１５】
測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置の制御方法であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する工程と、
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する工程と、
前記情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像を記録手段に記録するか否かを判断する工程と、
を含むことを特徴とする光断層撮像装置の制御方法。
【請求項１６】
前記情報を取得する工程では、前記重複に関する値を前記情報として取得し、
前記評価を行う工程では、前記重複に関する値に基づいて前記断層画像の評価を行うことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の光断層撮像装置の制御方法。
【請求項１７】
前記情報を取得する工程では、前記虹彩領域における前記測定光の照射面積の大きさを前記情報として取得し、
前記評価を行う工程では、前記照射面積の大きさに基づいて前記断層画像の評価を行うことを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の光断層撮像装置の制御方法。
【請求項１８】
前記情報を取得する工程では、前記虹彩領域における前記測定光の照射形状を前記情報として取得し、
前記評価を行う工程では、前記照射形状に基づいて前記断層画像の評価を行うことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の光断層撮像装置の制御方法。
【請求項１９】
前記評価を行う工程の評価結果に基づいて、前記被検眼を再撮像するか否かを判断する工程を含むことを特徴とする請求項１４から１８のいずれか１項に記載の光断層撮像装置の制御方法。
【請求項２０】
測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置の制御方法であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する工程と、
前記観察画像から得た前記前眼部の照射領域の情報に基づいて、該観察画像に関連付けられた前記断層画像を表示手段に表示させるか否かを判断する工程と、
を有することを特徴とする光断層撮像装置の制御方法。
【請求項２１】
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する工程を有し、
前記判断する工程では、前記重複する領域の情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像を前記表示手段に表示させるか否かを判断することを特徴とする請求項２０に記載の光断層撮像装置の制御方法。
【請求項２２】
請求項１４から２１のいずれか１項に記載の光断層撮像装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光断層撮像装置および光断層撮像装置の制御方法に関し、特に眼科診療等に用いられる光断層撮像装置および光断層撮像装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、光学機器を用いた眼科用機器として、様々なものが使用されている。
例えば、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）、等様々な機器が使用されている。
中でも、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）による光断層画像撮像装置は、試料の断層像を高解像度に得ることができる装置である。特に、眼科用機器として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、これをＯＣＴ装置と記す。
【０００３】
上記ＯＣＴ装置によると、低コヒーレント光を、サンプルに照射し、そのサンプルからの反射光を干渉系を用いることで、高感度に測定することができる。
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、断層像を高解像度に得ることができる。
そのため、被検眼の眼底における網膜の断層像を高解像度に撮像することも可能であることから、網膜の眼科診断等において広く利用されている。
【０００４】
一方、近年においては、このような光断層画像撮像装置において、高解像度で断層像を取得することへの要望がより一層高まってきている。
そのため、従来から様々な装置が開発されてきているが、例えば、特許文献１ではＯＣＴとＯＣＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）とを使い分けるようにした生体試料の内部を観察する光学装置が提案されている。
この装置では、生体試料内の大きな構造の確認等にはＯＣＴを用い、その中の注目領域を更に細かい分解能で観察する際にはＯＣＭに切り換え可能に構成されている。
その際、ＯＣＴとＯＣＭとでは焦点深度が大きく異なることから、光束径変換光学系を用いて、小さい開口数を有するＯＣＴと、大きい開口数を有するＯＣＭとに対し、それぞれに応じた光束径が設定できるようにして、高Ｓ／Ｎ比での観察が可能に構成されている。
【特許文献１】特開２００２−１７４７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＯＣＴ装置によって網膜の眼科診断をする際、被検眼の静止が難しいこと等の被検眼の要因により、測定光が虹彩にけられることなく瞳孔を通過し、網膜の所望の位置に結像することが、難しい場合がある。
測定光が虹彩にけられる場合、ＯＣＴ装置での測定光の網膜の所望の位置に到達する割合が減少し、網膜からの反射光もそれに従って減少することとなり、断層像の信頼性は比較的低くなるため、これらの点にどのように対処するか等を考慮する必要が出てくる。
しかしながら、上記した従来例の特許文献１のものにおいては、ＯＣＴ装置での測定光が虹彩にけられる場合に生じる上記のような課題等については考慮されていない。
すなわち、特許文献１では、焦点深度が大きく異なるＯＣＴとＯＣＭとを、光束径変換光学系を用いて切り換え可能に構成し、広範囲観察の可能なＯＣＴによるモードと高解像度観察の可能なＯＣＭによるモードとの使い分けが可能とされている。しかし、上記した課題については全く考慮されていない。
【０００６】
これらについて、更に説明すると、ＯＣＴ装置によって網膜の眼科診断をする際、低コヒーレント光である測定光を網膜の所望の位置に結像させて、断層像を取得する。
しかし、視力低下等の被検眼の要因により、該測定光を網膜の所望の位置に結像することが、難しい場合がある。
すなわち、ＯＣＴ装置では、各該測定光が虹彩にけられることにより、測定光の網膜の所望の位置に到達する割合が減少し、網膜からの反射光もそれに従って減少することがある。
その場合、測定光のパワーには安全性の確保のために上限があるため、結果的に得られる断層像のコントラストが低くなることになる。
また、このような場合、断層像の信頼性は比較的低くなるため、断層像を用いた診断においては、これらの点を考慮する必要が出てくる。
特に、光軸に垂直な方向に高解像度なＯＣＴ装置を目的として、該測定光のビーム径を大きく構成している場合、その傾向はより顕著である。
ここで、レイリーの理論を用いれば、ＯＣＴ装置の光軸に垂直な方向の分解能δは、
δ＝（０．６１×λ）／ＮＡ
で表される。
ここで、ＮＡは対物レンズの開口数、λは測定光の波長をそれぞれ表している。例えば、測定光のビーム径を４ｍｍ、眼球の直径を２３ｍｍ、眼球の屈折率を１．３３、測定光の波長を８３０ｎｍとすると、分解能δは４．４μｍとなる。
以上の説明から明らかなように、ＯＣＴ装置によって網膜の眼科診断をする際、測定光が虹彩にけられた場合にどのように対処するか等が問題となるが、上記した従来例等においてはこのような課題について考慮されていなかった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、ＯＣＴ装置によって、特に被検眼の眼底における網膜の断層像を撮像するに際し、
測定光が虹彩にけられた場合の影響を抑制し、取得される断層像の信頼性を確保することが可能となる光断層撮像装置および光断層撮像装置の制御方法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】
【０００８】
本発明は、つぎのように構成した光断層撮像装置および光断層撮像装置の制御方法を提供するものである。
本発明の光断層撮像装置は、測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する観察画像取得手段と、
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像の評価を行う評価手段と、
を有することを特徴とする。
また、測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する観察画像取得手段と、
前記観察画像から得た前記前眼部の照射領域の情報に基づいて、該観察画像に関連付けられた前記断層画像を表示手段に表示させるか否かを判断する手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の光断層撮像装置は、測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する観察画像取得手段と、
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像を記録手段に記録するか否かを判断する手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の光断層撮像装置の制御方法は、測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置の制御方法であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する工程と、
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する工程と、
前記情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像の評価を行う工程と、
を含むことを特徴とする。
また、本発明の光断層撮像装置の制御方法は、測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮る光断層撮像装置の制御方法であって、
前記測定光による前記被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を、前記断層画像に関連付けて取得する工程と、
前記観察画像に基づいて、前記測定光による前記前眼部の照射領域と前記前眼部の虹彩領域とが重複する領域の情報を取得する工程と、
前記情報に基づいて、前記観察画像に関連付けられた前記断層画像を記録手段に記録するか否かを判断する工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＯＣＴ装置によって、特に被検眼の眼底における網膜の断層像を撮像するに際し、
測定光が虹彩にけられた場合の影響を抑制し、取得される断層像の信頼性を確保することが可能となる光断層撮像装置および光断層撮像装置の制御方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態におけるＯＣＴ装置について説明する。
本実施形態のＯＣＴ装置において、測定光を照射した被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合成した合成光に基づいて該被検眼の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置が、次のような観察画像の取得手段を備える。
この観察手段は、前記被検眼の眼底の断層画像を取得する間に、前記測定光による被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を取得するように構成されている。
また、上記ＯＣＴ装置は、前記観察画像から得た前記前眼部の照射領域の情報に基づいて、該観察画像に関連付けられた、光断層画像撮像装置により撮像される断層画像の評価を行う評価手段と、を備える。
これにより、上記観察手段によって測定光の被検査物に対する入射状態を把握し、前記観察画像と関連付けられた断層画像の信頼性を検討することが可能となる。
その際、前記評価手段の評価に基づいて、前記断層画像の撮像を中止し、または再撮像の開始を行うことができるように構成することで、断層画像の信頼性を確保することが可能になる。
また、上記ＯＣＴ装置は、前記評価手段として、つぎのうちの少なくとも１つの手段を有する構成とすることができる。
すなわち、前記被検眼の瞳孔以外への前記測定光の照射面積の大きさに基づいて前記評価を行う手段、
あるいは、前記被検眼の瞳孔と前記測定光の照射位置との距離に基づいて前記評価を行う手段、
あるいは、前記被検眼の瞳孔以外への前記測定光の照射形状に基づいて前記評価を行う手段、
のうちの少なくとも１つの手段を有する構成とすることができる。
これらにより、測定光が瞳孔以外の部分に照射されている程度を定量的に把握することが可能になる。
また、上記ＯＣＴ装置は、前記評価手段の評価結果を通知する通知手段を有する構成とすることができる。
前記評価を行う手段を用いて取得したランクが、所望のランクであった場合に、このような通知する手段を有することで、撮像終了或いは再撮像等の次の作業に迅速に移ることが可能となる。
また、上記ＯＣＴ装置は、前記観察手段をカメラ、エリアセンサ、共焦点顕微鏡のうちの少なくとも１つで構成することができる。
これらにより、測定光が瞳孔に入射する様子を容易に観察することができる。
また、本実施形態においては、上記ＯＣＴ装置を用いて光断層画像の撮像方法を実施するに際し、つぎのような工程により、光断層画像を撮像することができる。
まず、観察画像を取得する工程において、前記被検眼の眼底の断層画像を取得する間に、前記測定光による被検眼の前眼部の照射領域における観察画像を取得する。
次に、断層画像の評価を行う工程において、前記観察画像から得た前記前眼部の照射領域の情報に基づいて、該観察画像に関連付けられた前記光断層画像撮像装置により撮像される断層画像の評価を行う。
更に、前記評価を行う工程の評価結果に基づいて、撮像を中止しあるいは再撮像を開始する
これにより、断層画像の信頼性を確保することが可能になる。
その際、前記第１の工程から前記第３の工程のうち、少なくとも一つの工程について、制御ソフトウェアとしてコンピュータで実行するプログラム等を用いて自動的に行うように構成することで、断層画像の信頼性の確保が可能となる効率的な断層画像の撮像システムを実現することができる。
【実施例】
【００１１】
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においては、本発明を適用したＯＣＴ装置について説明する。
本実施例においては、特に眼の網膜の断層像を取得するＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）について説明する。
但し、本発明はこのようなＴＤ−ＯＣＴだけでなく、ＦＤ−ＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）にも適用することができる。
まず、最初本実施例におけるＯＣＴ装置の光学系の全体の概略構成について説明する
図１に、本実施例におけるＯＣＴ装置の光学系全体の概略構成について説明する図を示す。
図１において、１００はＯＣＴ装置、１０１は光源、１０３はビームスプリッタ、１０５は参照光、１０６は測定光、１０７は眼、１０８は戻り光、１１０はシングルモードファイバー、１１１、１２０はレンズ、１１４はミラーである。
１１５は分散補償用ガラス、１１６は音響光学変調素子、１１７は電動ステージ、１１９はＸＹスキャナ、１２２はバランスドディテクタ、１２３はアンプ、１２４はフィルタ、１２５はパソコンである。
１２６は角膜、１２７は網膜、１３６は可変ビームエキスパンダー、１３８はディテクタ、１３９は観察カメラである。
【００１２】
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図１に示されるように、全体としてマッハツェンダー干渉系を構成している。
図中、光源１０１から出射した光がビームスプリッタ１０３−１によって参照光１０５と測定光１０６とに分割される。
測定光１０６は、観察対象である眼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、ビームスプリッタ１０３−３によって戻り光（第１の戻り光）１０８−１と戻り光１０８−２（第２の戻り光）に分割される。そして、これらの戻り光のうち戻り光１０８−２はビームスプリッタ１０３−２によって、参照光１０５と合波される。
参照光１０５と戻り光１０８−２とは合波により合成した合成光とされた後、ビームスプリッタ１０３−２によって分割され、バランスドディテクタ１２２に入射される。
バランスドディテクタ１２２は光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、眼１０７の断層像が構成される。
【００１３】
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１１０−１を通して、レンズ１１１−１に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう、調整される。
【００１４】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
ビームスプリッタ１０３−１によって分割された参照光１０５は参照ミラー１１４−１〜１１４−５に連続して入射され、方向を変えることで、ビームスプリッタ１０３−２により、バランスドディテクタ１２２に入射される。
ここで、１１５−１〜１１５−２は分散補償用ガラスである。分散補償用ガラス１１５−１の長さはＬ１であり、一般的な眼の奥行きの２倍と等しいことが望ましい。
分散補償用ガラス１１５−１は眼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される２３ｍｍの２倍のＬ１＝４６ｍｍとする。さらに、１１７−１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、参照光１０５の光路長を、調整・制御することができる。
【００１５】
つぎに、参照光１０５の変調方法について説明する。
ここで、１１６−１、１１６−２は音響光学変調素子、１１６−３は音響光学変調素子のコントローラである。
また、２つの音響光学変調素子１１６−１、１１６−２を光の周波数のシフターとして用いている。
音響光学変調素子１１６−１、１１６−２のシフト周波数はそれぞれ＋４１ＭＨｚ、−４０ＭＨｚであり、結果として、参照光１０５の周波数は１ＭＨｚシフトされる。
また、分散補償用ガラス１１５−２は、眼１０７のスキャンに用いられるレンズ１２０−１、１２０−２の分散補償を行うためのものである。
【００１６】
つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
ビームスプリッタ１０３−１によって分割された測定光１０６は、分散補償ガラス１１５−３を通り、ビームスプリッタ１０３−３で反射され、可変ビームエキスパンダー１３６に入射される。
ここで、分散補償ガラス１１５−３は音響光学変調素子１１６−１、１１６−２の分散を補償するものである。
また、可変ビームエキスパンダー１３６は、測定光１０６の光束径を変化させる役割がある。例えば、４ｍｍの光束径を１ｍｍ〜４ｍｍの間で変化できる。
次に、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
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。
レンズ１２０−１、１２０−２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、１２０−２の焦点距離はそれぞれ５０ｍｍ、５０ｍｍである。
測定光１０６は眼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。
さらに、戻り光１０８はビームスプリッタ１０３−３によって戻り光（第１の戻り光）１０８−１と戻り光（第２の戻り光）１０８−２とに分割され、その一方である戻り光１０８−１は、ビームスプリッタ１０３−１で透過され、ディテクタ１３８に導かれる。
ここで、ディテクター１３８は、例えば高速・高感度な光センサであるＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ  Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。
また、もう一方の戻り光１０８−２はバランスドディテクタ１２２に導かれる。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・制御することができる。ここで、レンズ１２０−２は、電動ステージ１１７−２を用いて、位置を調整することで、各被険者の眼１０７が屈折異常を有していても、測定光１０６を網膜１２７に集光し、ＯＣＴ装置１００がＯＣＴ像を取得することが可能になる。
【００１７】
つぎに、本発明の特徴である測定光観察系の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
ＯＣＴ装置１００において、測定光１０６は上記説明したように、角膜１２６を通して、網膜１２７に照射される。
観察カメラ１３９は測定光１０６が角膜１２６を通して、網膜１２７に入射する様子を観察する目的で設置されている。
ここでは、眼１０７の右側前方に設置されているが、角膜１２６付近を観察出来れば、観察カメラ１３９の位置は何処であってもよい。
観察カメラ１３９とパソコン１２５とは電気的に接続され、観察カメラ１３９で取得した観察像をパソコン１２５に取り込み、観察像とＯＣＴ像とを関連づけて、表示や保存等を行うことができる。
観察カメラ１３９は測定光１０６の波長８３０ｎｍに対応して、ここでは近赤外カメラを用いる。また、近赤外カメラを近赤外のエリアセンサとレンズを組み合わせて構成してもよい。
【００１８】
次に、取得手段により被検眼における前眼部の瞳孔と虹彩による観察画像の具体例として、観察カメラ１３９を用いて取得される観察像１４２について説明する。図２に、本実施例における観察カメラを用いて取得されるＯＣＴ装置の測定光の観察像について説明する図を示す。
図２には、図１に示した構成と同一または対応する構成には同一の符号が付されているから、重複する構成についての説明は省略する。
図２において、１４０は瞳孔、１４１は虹彩である。
図２（ａ）、図２（ｂ）は共に、左側が観察カメラ１３９を用いて取得された観察像１４２、右側が観察対象である眼１０７の断面を模式的に表す模式図１４３である。
また、図２（ａ）、（ｂ）それぞれの、測定光１０６は同一径、同一エネルギーである。
また、測定光１０６が複数描かれているのは、ＸＹスキャナ１１９によって、測定光１０６が網膜１２７を走査している様子を示している。
ここで、一般に測定光１０６は瞳孔１４０を透過しやすいが、それに対して虹彩１４１を透過しにくい。
図２（ａ）は測定光１０６が虹彩１４１に照射されることなく、瞳孔１４０を透過し、網膜１２７に照射されている。
この状態は、測定光１０６が網膜１２７に結像し、撮像に適した状態である。
これに対して、図２（ｂ）は測定光１０６の一部が虹彩１４１に照射され、測定光１０６が適切には網膜１２７に照射されてない状態が示されている。
図２（ｂ）の状態は図２（ａ）の状態に比べて、網膜１２７に照射される測定光１０６のエネルギーが小さくなる。
【００１９】
一般に、網膜に照射できる測定光のエネルギーには上限がある。
そのため、図２（ｂ）の状態は図２（ａ）の状態に比べて、戻り光１０８が小さくなり、結果として断層像を構成するための後述する干渉信号のＳ／Ｎ比が低くなる。
そのため、診断に適する断層像を取得するには、測定光１０６を瞳孔１４０に適切に入射することが重要になる。
また、被険者の静止が難しい等の理由から、測定光１０６がやむを得ず虹彩１４１に照射された場合であっても、観察カメラ１３９を用いて取得された観察像１４２は、つぎのような手段として用いることができる。
すなわち、この観察像１４２は、取得した断層像の信頼性の評価を行う手段として、又は、断層像の撮像の中止あるいは再測定を行うか否かの判断の手段として用いることができる。
【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、マッハツェンダー干渉系による干渉信号の強度から構成される断層像（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と、網膜１２７にて反射や散乱された光である戻り光１０８は、ビームスプリッタ１０３−３で戻り光１０８−１と戻り光１０８−２に、分割される。
この分割された戻り光のうちの戻り光１０８−２は、さらにビームスプリッタ１０３−２によって分割される。一方、参照光１０５もビームスプリッタ１０３−２によって分割される。
ここで、参照光１０５と戻り光１０８−２とはビームスプリッタ１０３−２の後方で合波されるように調整される。
そして、レンズ１１１−２〜１１１−３で集光され、光ファイバー１１０−２と１１０−３とを介して、バランスドディテクタ１２２に導かれ、参照光１０５と戻り光１０８−２とが合波された光の強度が電圧に変換される。
得られた電圧信号はアンプ１２３にて増幅され、フィルタ１２４にて必要な周波数成分を取り出し、パソコン１２５にて復調及びデータ処理を行い断層像を形成する。
ここでは、上記説明したように参照光１０５は周波数１ＭＨｚのシフトを受けている。
そのため、上記得られる電圧信号は１ＭＨｚのビート信号となり、戻り光１０８−２は通常微弱であるが、参照光１０５は大きいので、検出感度を増大させることができる。
上記フィルタ１２４は、ここでは１ＭＨｚのバンドパスフィルタを用い、余計な周波数成分をカットすることで、ビート信号の高感度検出を図っている。
また、上記説明したビームスプリッタ１０３−３で分割されたもう一方の戻り光１０８−１は、ビームスプリッタ１０３−１を通り、レンズ１１１−４で集光され、光ファイバー１１０−４を通って、ディテクタ１３８に導かれる。
さらにディテクタ１３８はパソコン１２５に上記干渉信号と同様に、電気的に接続され、戻り光１０８−１の強度を記録及び表示を行うことができる。
また、ディテクタ１３８で得られる信号は、網膜１２７での反射や散乱による戻り光１０８−１の強度信号であり、上記干渉信号と異なり、深さ分解能を持たない。
【００２１】
つぎに、本発明の特徴である本実施例のＯＣＴ装置を用いた断層像と観察像との取得方法について図１、図３、図４を用いて説明する。
図３に、本実施例におけるＯＣＴ装置の断層像の取得方法を説明する模式図を示す。
また、図４に本実施例におけるＯＣＴ装置の観察像の評価方法を説明する図を示す。
図３及び図４には、図１と図２に示した構成と同一または対応する構成には同一の符号が付されているから、重複する構成についての説明は省略する。
ＯＣＴ装置１００は電動ステージ１１７−１とＸＹスキャナ１１９とを制御することで、網膜１２７の所望の部位の断層像を取得することができる（図１）。
ここでは、網膜１２７の断層像（光軸に平行な面）の取得を例にして説明する。図３（ａ）は眼１０７の模式図１４３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。また、観察カメラ１３９によって、測定光１０６が瞳孔１４０に向かって入射される様子も示している。
【００２２】
まず、断層像の構成方法について説明する。
図３（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、バランスドディテクタ１２２（図１）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等しい場合のみに、バランスドディテクタ１２２にて、干渉信号が検出できる。
上述のように、参照光１０５の周波数は測定光１０６に対して、１ＭＨｚシフトされているので、干渉信号は１ＭＨｚのビート信号となる。
さらに、図３（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、該干渉信号を検知すれば、該干渉信号はＸ軸の位置情報を持った信号となる。
この信号の振幅を２乗し、復調することで、戻り光１０８の任意のＸＹ平面におけるＸ軸方向の強度分布が得られる。
さらに、電動ステージ１１７−１を用いて、参照光路の光路長を動かしながら、同様の動作を繰り返せば、ＸＺ面での戻り光１０８の強度の２次元分布が得られ、図３（ｃ）に示すような断層像１３２が得られる。
本来は、断層像１３２は上記説明したように、網膜１２７からの戻り光１０８の強度をアレイ状に並べたものであり、例えば、戻り光１０８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が、ここでは、その境界のみを表示している。
【００２３】
つぎに、観察像の構成方法について説明する。
上記説明した断層像を取得すると同時に、観察カメラ１３９は、測定光１０６が角膜１２６に対して入射する様子を示す観察像を取得している。
上記で説明した断層像の取得には、１枚当たり、０．０１〜１秒程度の時間が必要になるが、その間、観察カメラ１３９は１枚或いは複数の観察像取得し、上記した断層像と関連付けて表示或いは保存される。
【００２４】
つぎに、本発明の特徴である観察像の評価方法について具体的に図４（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
図４（ａ）は、測定光１０６が瞳孔１４０を透過して網膜（不図示）を観察する様子を示している。
一般に、眼底の網膜を観察する場合には、該測定光を角膜を支点として、該網膜上に走査して行う（図３（ｂ））。
そのため、断層像取得中は測定光１０６は角膜１２６上では動いていないように観察される。しかし、被険者の静止が十分でない場合にはこの限りではない。
【００２５】
本評価方法は以下の各工程を、例えば連続して行う。
或いは、適宜工程を戻って行うこともでき、また制御ソフトウェアとしてコンピュータで実行するプログラム等を用いて、以下の工程を自動的に行うように構成してもよい。
また、以下の工程はパソコンを用いた画像処理を行うことを前提に記載したが、作業者が観察像１４２を目視して、同様の作業を手動で行ってもよい。
【００２６】
まず、第１の工程において、観察カメラ１３９を用いて、測定光による被検眼の前眼部である瞳孔と虹彩の照射領域における観察像１４２を取得する（図４（ｂ））。
次に、第２の工程において、取得した観察像１４２をパソコン１２５に取り込み、表示や保存を行う。
そして、以下の各工程により、上記観察画像から得られた前眼部の照射領域における情報に基づいて該観察画像に関連付けられた、光断層画像撮像装置により撮像される断層画像の評価を行う。
すなわち、まず第３の工程において、パソコン１２５を用いて観察像１４２のセグメンテーションを行い、瞳孔１４０と虹彩１４１と測定光１０６とを画像認識する（図４（ｃ））。
次に、第４の工程において、画像認識された測定光１０６と虹彩１４１との論理積をとり、その面積Ｓを計算する（図４（ｄ））。
次に、第５の工程において、その面積Ｓの値の大小によって評価し、ランク付けを行い、該断層像と観察像１４２とランクとを関連付けて、表示或いは保存する。ランク付けは、例えば、以下のように設定する。
Ａ：Ｓ＝０ｍｍ2、Ｂ：０＜Ｓ≦１ｍｍ2、Ｃ：１＜Ｓ≦２ｍｍ2、Ｄ：Ｓ＞２ｍｍ2
次に、第６の工程において、上記第５の工程において得られたランクがＣあるいはＤであった場合には、断層像の撮像の中止あるいは再撮像（再測定）を行う。上記第４〜５の工程において、評価の指標として、上記説明した面積Ｓとしたが、他の指標を用いてもよい。
例えば、測定光１０６と虹彩１４１との中心間距離や、測定光１０６と虹彩１４１との論理積の形状を用いることができる。
また、同様に、測定光１０６と瞳孔１４０との論理積の面積、形状や中心間距離を用いることもできる。その場合には、適宜ランク付けを設定する。
【００２７】
［実施例２］
実施例２においては、実施例１で示した光路のいずれかを光ファイバーによって構成した構成例について説明する。
図５に、本実施例におけるＯＣＴ装置の光学系全体の概略構成について説明する図を示す。
図５には、図１に示した実施例１の構成と同一または対応する構成には同一の符号が付されているから、重複する構成についての説明は省略する。
図５において、２００はＯＣＴ装置、１３０はシングルモードファイバー、１３１は光カプラーである。
【００２８】
本実施例においては、ＯＣＴ装置２００は、被検眼における眼１０７の網膜１２７の断層像を取得する装置として用いられている。
また、本実施例においては、光学系の一部に光ファイバーを用いて、構成することにより、装置の小型化が図られている。
光ファイバーを用いていることを除けば、実施例１と基本的構成において差異のない構成を備えている。
【００２９】
本実施例のＯＣＴ装置２００は、図５に示されるように、全体として、マッハツェンダー干渉系を構成している。
図５において、測定光１０６は観察対象である眼１０７によって反射や散乱により戻り光１０８となって戻された後、光カプラー１３１−２によって、参照光１０５と合波される。
参照光１０５と戻り光１０８とは合波された後、分割され、バランスドディテクタ１２２に入射される。バランスドディテクタ１２２にて得られた光強度を用いて、眼１０７の断層像が構成される。
【００３０】
つぎに、光源１０１の周辺について説明する。
光源１０１自体は実施例１と同様である。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１３１−１に導かれ、強度比９０：１０で分割され、それぞれ測定光１０６、参照光１０５となる。
【００３１】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
参照光１０５は光カプラー１３１−１にて分割された後、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。
電動ステージ１１７−１及びそれに付帯するミラー１１４−１、１１４−２、分散補償用ガラス１１５−１は実施例１と同様なので説明は省略する。
参照光１０５は分散補償用ガラス１１５−２を通った後、レンズ１３５−２を用いてシングルモードファイバー１３０−６に導かれる。
さらに、音響光学変調素子１３３−１、シングルモードファイバー１３０−７を通って、光カプラー１３１−２に入射される。
ここで、音響光学変調素子１３３−１は光ファイバー用のものであり、コントローラ１３３−２を用いて、１ＭＨｚの周波数シフトを行うことができる。従って、ここで得られる参照光１０５は実施例１と同様である。
【００３２】
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１３０−３を通って光カプラー１３１−３に入射される。
その後、シングルモードファイバー１３０−４を通って、レンズ１３５−３に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう、調整される。
さらに、分散補償ガラス１１５−３を通ったあと、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。ＸＹスキャナ１１９から眼１０７までの間の光学系は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
ここで、分散補償ガラス１１５−３は音響光学変調素子１３３−１の分散を補償するものである。
ここでは、測定光１０６が分散補償ガラス１１５−３を往復するため、分散補償ガラス１１５−３の厚さは音響光学変調素子１３３−１のガラス部分の半分の厚みになっている。
測定光１０６が眼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。
さらに、戻り光１０８は光カプラー１３１−３を通って、光カプラー１３１−２に導かれる。
【００３３】
つぎに、本発明の特徴である測定光観察系の構成について説明する。
ＯＣＴ装置２００において、測定光１０６は上記説明したように、角膜１２６を通して、網膜１２７に照射される。
観察カメラ１３９は測定光１０６が角膜１２６を通して、網膜１２７に入射する様子を観察する目的で設置されている。測定光観察系の構成やその観察像、等の詳細は実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００３４】
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２００はマッハツェンダー干渉系による干渉信号の強度から構成される断層像（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。網膜１２７にて反射や散乱された光である戻り光１０８の一方である戻り光１０８−２は、光カプラー１３１−２によって、参照光１０５と合波され、さらに５０：５０に分割される。
次に、シングルモードファイバー１３０−８、１３０−９を通って、バランスドディテクタ１２２に導かれる。
参照光１０５と戻り光１０８とが合波された光の強度が電圧に変換される。
得られた電圧信号はアンプ１２３にて増幅され、フィルタ１２４にて必要な周波数成分を取り出し、パソコン１２５にて復調及びデータ処理を行い断層像を形成する。
また、上記説明した戻り光１０８のもう一方の戻り光１０８ー１は、光カプラー１３１−１を通り、光ファイバー１３０−１０を通って、ディテクター１３８に導かれる。
さらに、ディテクタ１３８はパソコン１２５に上記干渉信号と同様に、電気的に接続され、戻り光１０８−１の強度を記録及び表示を行うことができる。
また、ディテクタ１３８で得られる信号は、網膜１２７での反射や散乱による戻り光１０８−１の強度信号であり、上記干渉信号と異なり、深さ分解能を持たない。
【００３５】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置を用いた断層像の取得方法について説明する。ＯＣＴ装置２００は、２つの電動ステージ１１７−１、１１７−２とＸＹスキャナ１１９とを制御することで、網膜１２７の所望の部位の断層像を取得することができる。
断層像と観察像の取得方法やその評価方法等の詳細は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の光学系全体の概略構成について説明する図である。
【図２】本発明の実施例１における観察カメラを用いて取得されるＯＣＴ装置の測定光の観察像について説明する図である。
【図３】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の断層像の取得方法を説明する模式図である。
【図４】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の観察像の評価方法を説明する図である。
【図５】本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の光学系全体の概略構成について説明する図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００、２００：ＯＣＴ装置
１０１：光源
１０３：ビームスプリッタ
１０５：参照光
１０６：測定光
１０７：眼
１０８：戻り光
１１０、１３０：シングルモードファイバー
１１１、１２０、１３５：レンズ
１１４：ミラー
１１５：分散補償用ガラス
１１６、１３３：音響光学変調素子
１１７：電動ステージ
１１９：ＸＹスキャナ
１２２：バランスドディテクタ
１２３：アンプ
１２４：フィルタ
１２５：パソコン
１２６：角膜
１２７：網膜
１３１：光カプラー
１３２：断層像
１３６：可変ビームエキスパンダー
１３８：ディテクタ
１３９：観察カメラ
１４０：瞳孔
１４１：虹彩
１４２：観察像
１４３：模式図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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