(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査手段により走査された測定光を被検眼に照射する照射手段と、
前記走査手段の第一の副走査方向に走査された前記測定光の前記被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の第一の画像を取得する第一取得手段と、
前記第一の副走査方向とは逆方向である前記走査手段の第二の副走査方向に走査された前記測定光の前記被検眼からの戻り光に基づいて前記第一の画像の取得に連続して前記被検眼の第二の画像を取得する第二取得手段と、
前記第一の画像における血球の位置と前記第二の画像における前記血球の位置との変位および前記走査手段の副走査方向に基づいて前記被検眼の血流速を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記走査手段の副走査方向を用いて、前記第一の画像における前記血球が前記走査手段により前記測定光で走査されてから前記第二の画像における前記血球が前記走査手段により前記測定光で走査されるまでの時間を算出し、前記変位と前記時間とに基づいて前記被検眼の血流速を算出することを特徴とする請求項１記載の眼科装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記第一の画像及び第二の画像に含まれる前記血球の前記第一の画像及び第二の画像における位置および前記走査手段の副走査方向に基づいて、前記時間を算出することを特徴とする請求項２記載の眼科装置。
【請求項４】
前記第一の副走査方向の走査の速さと前記第二の副走査方向の走査の速さが同じであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項５】
前記走査手段の走査角度が時間的に三角波状に変化するように駆動されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項６】
前記第一取得手段および第二取得手段により取得された前記被検眼の画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項７】
前記表示手段に表示された前記第一の画像及び第二の画像に含まれる前記血球を選択する選択手段を更に有し、
前記算出手段は、前記選択手段により選択された前記第一の画像及び第二の画像に含まれる前記血球についての前記変位および前記走査手段の副走査方向に基づいて前記被検眼の血流速を算出することを特徴とする請求項６記載の眼科装置。
【請求項８】
前記第一の画像及び第二の画像に含まれる前記血球が強調されて前記表示手段に表示されるように前記第一の画像及び第二の画像に対して画像処理を行う画像処理手段を更に有することを特徴とする請求項６記載の眼科装置。
【請求項９】
前記第一の画像及び第二の画像を用いて時空間画像を作成あるいは表示する手段を更に有することを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項１０】
前記測定光あるいは前記戻り光の少なくともいずれかを変調する空間光変調手段と、
前記被検眼にて発生する収差を測定する収差測定手段と、
前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段と、を更に有し、
前記空間光変調手段は、前記収差測定手段に対して光学的に共役な位置で変調することを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項１１】
光源からの光を前記測定光と参照光とに分割する分割手段と、
前記被検眼に照射された前記測定光による戻り光と、参照光路を経由した前記参照光とを干渉させる手段と、
前記干渉による干渉信号の強度を検出する手段と、を更に有し、
前記検出手段で検出した強度に基づいて前記被検眼の断層画像を取得することを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の眼科装置。
【請求項１２】
前記照射手段の光路を、前記戻り光を検知する検知手段の光路に分岐する分岐手段を更に有し、
前記第一取得手段および前記第二取得手段は、前記検知手段で得られる電気信号の強度に基づいて前記被検眼の画像として平面画像を取得することを特徴とする請求項１１に記載の眼科装置。
【請求項１３】
前記断層画像を用いて取得した前記被検眼の血管の三次元空間での走行に基づいて、前記血流速から、三次元空間における血流速を算出することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の眼科装置。
【請求項１４】
前記第一取得手段および前記第二取得手段は、前記被検眼の画像として前記被検眼の眼底の画像を取得し、
前記算出手段は被検眼の眼底における血流速を算出することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の眼科装置。
【請求項１５】
走査手段により走査された測定光を被検眼に照射する照射工程と、
前記走査手段の第一の副走査方向に走査された前記測定光の前記被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の第一の画像を取得する第一取得工程と、
前記第一の副走査方向とは逆方向である前記走査手段の第二の副走査方向に走査された前記測定光の前記被検眼からの戻り光に基づいて前記第一の画像の取得に連続して前記被検眼の第二の画像を取得する第二取得工程と、
前記第一の画像における血球の位置と前記第二の画像における前記血球の位置との変位および前記走査手段の副走査方向に基づいて前記被検眼の血流速を算出する算出工程と、
を有することを特徴とする血流速算出方法。
【請求項１６】
前記算出工程は、前記走査手段の副走査方向を用いて、前記第一の画像における前記血球が前記走査手段により前記測定光で走査されてから前記第二の画像における前記血球が前記走査手段により前記測定光で走査されるまでの時間を算出し、前記変位と前記時間とに基づいて前記被検眼の血流速を算出することを特徴とする請求項１記載の血流速算出方法。
【請求項１７】
前記第一取得工程および第二取得工程において、前記被検眼の画像として前記被検眼の眼底の画像を取得し、
前記算出工程において、被検眼の眼底における血流速を算出することを特徴とする請求項１５または請求項１６記載の血流速算出方法。
【請求項１８】
請求項１５記載の血流速算出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血流速算出装置及び方法に関し、特に眼科診療等に用いられる血流速算出装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
共焦点レーザー顕微鏡の原理を利用した眼科装置である走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）は、測定光であるレーザーを眼底に対してラスタースキャンを行い、その戻り光の強度から平面画像を高分解能かつ高速に得る装置である。
【０００３】
以下、このような平面画像を撮像する装置をＳＬＯ装置と記す。
【０００４】
近年、ＳＬＯ装置において測定光のビーム径を大きくすることにより、横分解能を向上させた網膜の平面画像を取得することが可能になってきた。しかし、測定光のビーム径の大径化に伴い、網膜の平面画像の取得において、被検眼の収差による平面画像のＳＮ比及び分解能の低下が問題になってきた。
【０００５】
それを解決するために、被検眼の収差を波面センサでリアルタイムに測定し、被検眼にて発生する測定光やその戻り光の収差を波面補正デバイスで補正する補償光学系を有する補償光学ＳＬＯ装置が開発されている。これにより、高横分解能な平面画像を取得することができる。
【０００６】
また、補償光学ＳＬＯ装置を用いて高横分解能な網膜の平面画像を連続して取得し、毛細血管における血球の移動距離から血流速を算出することが、非特許文献１に開示されている。この文献には、上記血流速を算出する際に、一枚目の平面画像を取得してから二枚目の平面画像を取得するまでの期間（一枚の平面画像を取得する時間）を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｊｏｙ  Ａ．Ｍａｒｔｉｎ，Ａｕｓｔｉｎ  Ｒｏｏｒｄａ，Ｄｉｒｅｃｔ  ａｎｄ  Ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐａｒａｆｏｖｅａｌ  Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  Ｌｅｕｋｏｃｙｔｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ．Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ，２００５；１１２：２２１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、ＳＬＯ装置は、網膜の平面画像を取得する際に、測定光を網膜に対して走査手段によりラスタースキャンを行う装置である。そのため、取得した平面画像内の各位置では撮像のタイミングがそれぞれ異なることになる。
【０００９】
このため、算出される血流速の測定レンジが、走査手段の走査方向に依存することがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る眼科装置が、
走査手段により走査された測定光を被検眼に照射する照射手段と、
前記走査手段の第一の副走査方向に走査された前記測定光の前記被検眼からの戻り光に基づいて前記被検眼の第一の画像を取得する第一取得手段と、
前記第一の副走査方向とは逆方向である前記走査手段の第二の副走査方向に走査された前記測定光の前記被検眼からの戻り光に基づいて前記第一の画像の取得に連続して前記被検眼の第二の画像を取得する第二取得手段と、
前記第一の画像における血球の位置と前記第二の画像における前記血球の位置との変位および前記走査手段の副走査方向とに基づいて前記被検眼の血流速を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、走査手段の走査方向を考慮して血流速を算出することにより、大きな測定レンジで血流速を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１におけるＳＬＯ装置の全体の構成について説明する図である。
【図２】本発明の実施例１におけるＳＬＯ装置の画像の取得方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１におけるＳＬＯ装置の血流速の算出方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２における複合装置の全体の構成について説明する図である。
【図５】本発明の実施例２における複合装置の画像の取得方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る血流速算出装置は、走査手段により走査しながら被検眼に測定光を照射する照射手段（照明光学系とも呼ぶ。）を有する。また、該装置は、走査手段の第一の副走査方向に走査した測定光による被検眼からの戻り光に基づいて該被検眼の第一の画像（例えば、第一の平面画像。）と、該走査手段の第二の副走査方向（例えば、第一の副走査方向に対して逆の方向のこと。）に走査した測定光による該被検眼からの戻り光に基づいて該第一の画像とは異なる時間に該被検眼の第二の画像（例えば、第二の平面画像。）と、を取得する取得手段を有する。また、該装置は、第一及び第二の副走査方向の情報を含む走査情報（例えば、走査手段の走査速度や走査間隔。）に基づいて被検眼の血流速を算出する算出手段を有する。これにより、走査手段の走査方向を考慮して血流速を算出することができるので、大きな測定レンジで血流速を算出することができる。
【００１４】
ここで、本発明に係る血流速算出装置は、第一の画像の第一の位置（例えば、血球を含む部分画像。）と第二の画像の第二の位置（例えば、血球を含む部分画像。）と、を指示する指示手段（例えば、マウスなどによりカーソルを指示しても良いし、所定値より強度の大きい画像を指示しても良い。）を有することが好ましい。また、該装置は、第一及び第二の位置と走査手段の走査速度と走査間隔とに基づいて（すなわち、第一の位置を取得してから第二の位置を取得するまでの期間と、該期間に血球が移動した距離とに基づいて）被検眼の血流速を算出することが好ましい。これにより、一枚の平面画像を取得する時間だけでなく、走査手段が第二の画像内における第一の位置に相当する位置から第二の位置までの距離を走査する走査時間（走査手段の走査速度と走査間隔）も用いることができる。これにより、走査手段により一枚目の平面画像の血球の位置（第一の位置）を取得してから二枚目の平面画像の血球の位置（第二の位置）を取得するまでの期間を用いることができるので、正確に血流速を算出することができる。
【００１５】
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００１６】
つぎに、本発明の実施例について説明する。
【００１７】
［実施例１］
実施例１においては、光画像撮像装置として、本発明を適用したＳＬＯ装置について説明する。特に、補償光学系を備え、網膜の高横分解能の平面画像（ＳＬＯ像）の撮像を行い、取得された平面画像を用いて血流速を算出するＳＬＯ装置について説明する。
【００１８】
本実施例では、被検眼の光学収差を空間光変調器を用いて補正して平面画像を取得するＳＬＯ装置が構成され、被検眼の視度や光学収差によらず良好な平面画像が得られるようにされている。
【００１９】
ここでは、高横分解能の平面画像を撮像するために、補償光学系を備えているが、血管あるいは血球を撮像できれば、補償光学系を備えていなくてもよい。
【００２０】
＜全体＞
図１を用いて、まず、本実施例におけるＳＬＯ装置１０９の概略構成について、具体的に説明する。
光源１０１から出射した光は光カプラー１３１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、シングルモードファイバー１３０−４、空間光変調器１５９−１〜２、ＸＹスキャナ１１９、球面ミラー１６０−１〜９等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
測定光１０６は被検眼１０７によって反射あるいは散乱された戻り光１０８となり、ディテクター１３８に入射される。ディテクター１３８は戻り光１０８の光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の平面画像が構成される。さらに、取得された平面画像を用いて、血流速が算出される。
本実施例では、光学系の全体を主に球面ミラーを用いた反射光学系を用いて、構成しているが、球面ミラーの代わりにレンズを用いた屈折光学系によっても構成することができる。
また、本実施例では反射型の空間光変調器を用いたが、透過型の空間光変調器を用いても構成することができる。
【００２１】
＜光源＞
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。ここでは、スペックルノイズの少ない平面画像を取得するために、低コヒーレント光源を選択している。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。
【００２２】
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、得られる平面画像の横方向の分解能に影響するため、なるべく短波長であることが望ましく、ここでは８３０ｎｍとする。観察対象の測定部位によっては、他の波長を選んでも良い。
【００２３】
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と光カプラー１３１とを介して、参照光１０５と測定光１０６とに、９６：４の割合で分割される。１５３は偏光コントローラである。
【００２４】
＜参照光路＞
次に、参照光１０５の光路について説明する。
【００２５】
光カプラー１３１によって分割された参照光１０５は光ファイバー１３０−２を介して、光量測定装置１６４に入射される。光量測定装置１６４は参照光の１０５の光量を測定し、測定光１０５の光量をモニターする用途に用いられる。
【００２６】
＜測定光路＞
つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう調整される。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８を通過し、球面ミラー１６０−１〜２にて反射され、第一の空間光変調器１５９−１に入射される。
ここで、第一の空間光変調器１５９−１はＰ偏光（紙面に平行）の位相を変調する向きに配置されている。
【００２７】
次に、測定光１０６は、第一の空間光変調器１５９−１にて変調され、球面ミラー１６０−３〜４にて反射され、第二の空間光変調器１５９−２に入射される。ここで第二の空間光変調器１５９−２はＳ偏光（紙面に垂直）の位相を変調する向きに配置されている。
【００２８】
ここで、空間光変調器１５９−１〜２は一般に、液晶の配向性を利用して変調を行うため、特定の方向の偏光の成分のみを変調する。
そのため、上述のように、測定光１０６に対して、Ｐ偏光の成分の変調と、Ｓ偏光の成分の変調とを連続して行うことで、測定光１０６のあらゆる偏光の成分に対して、変調を行うことを可能にしている。
【００２９】
上記したように、空間光変調器１５９−１と１５９−２との液晶の配向方向が互いに垂直に配置することが望ましいが、実際には垂直に限らず、互いの配向方向が異なっていればよい。
【００３０】
ここで、空間光変調器１５９−１〜２はパソコン１２５からドライバ部１８１内の空間光変調器駆動ドライバ１８４を介して制御される。
【００３１】
次に、測定光１０６は、第二の空間光変調器１５９−２にて変調され、球面ミラー１６０−５〜６にて反射され、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スキャナとＹスキャナとの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。
【００３２】
ここで、Ｘスキャナは測定光１０６を紙面に平行な方向に走査するスキャナであり、ここでは共振型スキャナを用いている。駆動周波数は約７．９ｋＨｚである。また、Ｙスキャナは測定光１０６を紙面に垂直な方向に走査するスキャナであり、ここではガルバノスキャナを用いている。駆動波形は三角波、周波数は３８Ｈｚである。Ｙスキャナの駆動周波数は、ＳＬＯ装置１０９の撮像のフレームレートを決定するため、血流速を算出するにあたり、重要なパラメータである。測定したい血流速、測定レンジによって、他の駆動周波数を選択してもよい。本実施例において、Ｘスキャナによる走査を主走査、Ｙスキャナによる走査を副走査とする。即ち、高速走査側が主走査、低速走査側が副走査である。
【００３３】
ここで、ＸＹスキャナ１１９はパソコン１２５からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される。
球面ミラー１６０−７〜９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。
【００３４】
ここで、測定光１０６のビーム径は４ｍｍであるが、より高分解能な断層画像を取得するために、ビーム径はより大径化してもよい。
【００３５】
また、１１７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、付随する球面ミラー１６０−８の位置を、調整することができる。
ここで、電動ステージ１１７はパソコン１２５からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ１８３を介して制御される。
【００３６】
球面ミラー１６０−８の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を合焦し、観察することが可能になる。
また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。
測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となり、再び光カプラー１３１に導かれ、シングルモードファイバー１３０−３を介して、ディテクター１３８に到達する。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）やＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  Ｔｕｂｅ）が用いられる。
【００３７】
戻り光１０８は、第二の空間光変調器１５９−２と第一の空間光変調器１５９−１とで、Ｓ偏光とＰ偏光とのそれぞれが、再び変調される。
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、被検眼１０７で発生する戻り光１０８の収差が測定される。
【００３８】
ここでは、１つの波面センサ１５５でＳＬＯ装置１０９を構成しているが、２つの波面センサを用いて、偏光毎に収差を測定してもよい。
波面センサ１５５はパソコン１２５に電気的に接続されている。
ここで、角膜１２６とＸＹスキャナ１１９と波面センサ１５５と空間光変調器１５９−１〜２とは光学的に共役になるよう、球面ミラー１６０−１〜９等が配置されている。
【００３９】
そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。また、空間光変調器１５９−１〜２は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっている。
【００４０】
さらに、波面センサ１５５の測定結果により得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９−１〜２をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な平面画像の取得を可能にしている。
【００４１】
ここでは、１６０−８は球面ミラーであるが、被検眼１０７の収差（屈折異常）によっては、球面ミラー１６０−８の代わりにシリンドリカルミラーを用いてもよい。
【００４２】
また、新たなレンズを測定光１０６の光路に追加してもよい。
ここでは、測定光１０６を用いて、波面センサ１５５を用いた収差の測定を行っているが、収差の測定のために他の光源を用いてもよい。また、収差の測定のために他の光路を構成してもよい。
【００４３】
例えば、球面ミラー１６０−９と角膜１２６の間から、ビームスプリッタを用いて、収差の測定のための光を入射することができる。
【００４４】
＜測定系＞
つぎに、測定系の構成について説明する。
ＳＬＯ装置１０９は、網膜１２７からの戻り光１０８の強度から構成される平面画像（ＳＬＯ像）を取得することができる。
【００４５】
網膜１２７にて反射や散乱された光である戻り光１０８は、球面ミラー１６０−１〜９、空間光変調器１５９−１〜２、光カプラー１３１等を介してディテクター１３８に入射され、光の強度が電圧に変換される。
【００４６】
ディテクター１３８で得られた電圧信号は、パソコン１２５内のＡＤボード１７６にてデジタル値に変換され、パソコン１２５にてＸＹスキャナ１１９の動作や駆動周波数と同期したデータ処理が行われ、平面画像が形成される。ここで、ＡＤボード１７６の取り込み速度は１５ＭＨｚである。
【００４７】
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。
波面センサ１５５はシャックハルトマン方式の波面センサである。
得られた収差はツェルニケ多項式を用いて表現され、これは被検眼１０７の収差を示している。
【００４８】
ツェルニケ多項式は、チルト（傾き）の項、デフォーカス（ｄｅｆｏｃｕｓ）の項、アスティグマ（非点収差）の項、コマの項、トリフォイルの項等からなる。
【００４９】
＜ＳＬＯ像の取得方法＞
つぎに、平面画像（ＳＬＯ像）の取得方法について図２（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。
ＳＬＯ装置１０９は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、ディテクター１３８で戻り光１０８の強度を取得することで、網膜１２７の平面画像（光軸に垂直な面）を連続して取得することができる。ここでは、ＳＬＯ装置１０９がＸＹスキャナ１１９のＹ軸を、＋Ｙ軸方向に駆動する時に第一の平面画像を、−Ｙ軸方向に駆動する時に第二の平面画像の撮像を、それぞれ連続して行う場合について説明する。
【００５０】
図２（ａ）は被検眼１０７の模式図であり、ＳＬＯ装置１０９によって観察されている様子を示している。
図２（ａ）に示すように、測定光１０６は角膜１２６を通して、網膜１２７に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８となり、ディテクター１３８に到達する。
【００５１】
さらに、図２（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１０９をＸ方向に駆動しながら、戻り光１０８の強度を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎の情報を得ることができる。
ここで、図２（ｃ）はＸＹスキャナ１０９の動作を示したタイミングチャート１２９である。ここで、横軸は時間、縦軸は測定光１０６の網膜１２７の撮像範囲１９２内での位置を表している。
【００５２】
さらに、図２（ｃ）のタイミングチャート１２９の時刻ｔ１からｔ２と図２（ｄ）とに示すように、ＸＹスキャナ１０９のＸ軸とＹ軸とを同時に駆動を行う。すると、網膜１２７のある撮像範囲１９２に対して、測定光１０６が軌跡１９３のようにラスタースキャンされ、その時の戻り光１０８の強度を検知すれば、戻り光１０８の強度の２次元分布が得られる。それはすなわち平面画像であり、ここでは第一の平面画像１７７−１（図２（ｅ））である。平面画像１７７−１中には、戻り光１０８の強度が比較的大きい視細胞群１７９が明るく、比較的小さい血管１７８が暗く描出される。また、血管１７８に血球１９４が明るく描出される。ここで、平面画像１７７の大きさは７００×３５０μｍである。
【００５３】
また、図２（ｄ）の点Ｓから点Ｅへの軌跡１９３は、図２（ｃ）の時刻ｔ１から時刻ｔ２に対応しており、その時間は約１３．２ｍｓである。これは即ち、平面画像１７７−１の撮像時間である。この時間は上述のＹスキャナの駆動周波数３８Ｈｚに基づいている。
【００５４】
同様に、図２（ｃ）のタイミングチャート１２９の時刻ｔ２からｔ３と図２（ｆ）とに示すように、ＸＹスキャナ１０９のＸ軸とＹ軸とを同時に駆動して、網膜１２７のある撮像範囲１９２に対して、測定光１０６を軌跡１９３のように、ラスタースキャンしながら戻り光１０８の強度を検知すれば、第二の平面画像１７７−２（図２（ｇ））が得られる。ここでも、視細胞群１７９、血管１７８、血球１９４が描出される。
【００５５】
連続して取得した第一の平面画像１７７−１と第二の平面画像１７７−２から、血球が血管１７８内を移動する様子が描出される。
【００５６】
また、図２（ｄ）、（ｆ）では簡単のため、軌跡１９３におけるＸ方向のスキャン回数を模式的に少なめに描いている。
【００５７】
また、連続して取得した平面画像１７７から、血球が描出されている血管１７８を抽出し、撮影順に積み重ねて時空間画像を作成してもよい。血球が移動する様子や血流速を容易に把握することができる。
【００５８】
＜血流速の算出方法＞
つぎに、取得した平面画像から血流速を算出する方法について図３（ａ）〜（ｂ）を用いて説明する。
ＳＬＯ装置１０９は、ＸＹスキャナ１１９を用いて、網膜１２７のある撮像範囲を連続してラスターキャンすることで、平面画像を連続して取得することができる。
【００５９】
図３（ａ）、（ｂ）は上記説明した方法で、時間的に連続して取得した平面画像１９１−１、１９１−２である。この平面画像１９１−１，１９１−２がパソコン１２５のディスプレイに並列表示される。図中、血管１７８、視細胞群１７９、血球１９４が描写されている。この２つの画像を用いて、血球１９４の移動速度、すなわち血流速を算出する方法を説明する。
【００６０】
血流速を算出する方法は以下の（１）〜（５）の工程で行うものである。コンピュータ等を用いて、以下の工程を自動的に行うように構成してもよい。
【００６１】
（１）平面画像１９１−１、１９１−２のそれぞれに対して、血球１９４が強調して表示されるように画像処理を行う。例えば、視細胞群１７９は時間的に不動と捉え、平面画像１９１−１と１９１−２との差をとって、血球１９４を強調表示する。また、平面画像１９１−１、１９１−２に対して、固視微動に起因する歪みを補正してもよい。
【００６２】
（２）平面画像１９１−１、１９１−２のそれぞれから血球１９４の位置を把握する。ここで、画像の右上を原点Ｏ（０，  ０）にとれば、平面画像１９１−１、１９１−２における血球１９４の位置（単位：μｍ）はそれぞれ、Ａ１（７０，４４０）、Ａ２（５０，４３０）となる。ここで、血球１９４の位置の把握はコンピュータ等を用いて自動的に行ってもよいし、操作者である験者が血球１９４を、パソコン１２５のマウスを用いて選択してもよい。
【００６３】
（３）（２）で把握した血球１９４の位置を用いてその移動距離を算出する。移動距離Ｌ（単位：μｍ）は位置Ａ１とＡ２との差をとって、Ｌ（２０，１０）となる。
【００６４】
（４）ラスタースキャンの方向を考慮して、（３）で算出した移動距離Ｌを移動した時間である移動時間Ｔを算出する。測定光１０６の副走査方向はそれぞれ、平面画像１９１−１において＋Ｙ方向、平面画像１９１−２において−Ｙ方向である。それらを考慮すると、平面画像１９１の大きさは７００×３５０μｍ（本実施例においては、４００×２００画素とする）、Ｙスキャナの周波数は３８Ｈｚであるから、移動時間Ｔ＝（１／（３８×２））×（２８０／３５０＋３００／３５０）＝０．０２１８ｓとなる。ここで、ＸスキャナはＹスキャナに対して十分に高速に動作しているため、Ｘ方向の移動時間は無視した。
【００６５】
（５）血球１９４の移動速度Ｖ（単位：ｍｍ／ｓ）は、Ｖ＝Ｌ／Ｔであるから、Ｖ＝（０．９１７，０．４５９）となり、血流速の大きさは１．０３ｍｍ／ｓとなる。
【００６６】
ここで、血球１９４のＸ方向の移動速度Ｖｘの測定レンジについて説明する。連続して取得した平面画像１９１−１、１９１−２から測定できる最大のＸ方向の移動速度Ｖｘについて、血球が副走査の方向と同じ方向に移動する場合Ａと、同じく異なる方向に移動する場合Ｂとについて以下に説明する。
Ａ）血球が１９４が、平面画像１９１−１の右端から、平面画像１９１−２の左端に移動するように描出される場合、移動速度Ｖｘ＝３５０／（１／（３８×２））＝２６．６ｍｍ／ｓとなる。
Ｂ）血球が１９４が、平面画像１９１−１の左端から、平面画像１９１−２の右端に移動するように描出される場合、移動速度Ｖｘ＝３５０／（１／（３８×２））＝２６．６ｍｍ／ｓとなる。
よって、移動速度Ｖｘは副走査の方向によらないこととなる。
【００６７】
以上のように、測定光の副走査方向を逆方向にして、連続して平面画像を取得することで、算出される血流速の測定レンジを副走査の方向によらなくすることが可能になる。
【００６８】
また、第一の画像と第二の画像とを取得する際の、測定光の副走査の速さを同一にすることで、算出される血流速の測定レンジを副走査の方向によらなくすることが可能になる。
【００６９】
また、副走査を行うガルバノスキャナの走査角度を時間的に三角波状に変化させることで、測定光の副走査の速さを同一にすることができ、算出される血流速の測定レンジを副走査の方向によらなくすることが可能になる。
【００７０】
また、血球が血管内を移動する様子を描写し、該血球の位置から、該血球が撮像された時間差を算出し、その時間差に基づいて、該血球の移動速度を算出することで、より正確な血流速を算出することが可能になる。
【００７１】
また、撮像された平面画像に適切な画像処理を施し、血球を強調して表示することで、より正確な血流速を算出することが可能になる。また、血流速を算出できる確率を高くすることが可能になる。
【００７２】
また、平面画像から、画像中の血球を手動で選択することで、例えばＳＮ比が低い平面画像であっても、血流速を算出できる確率を高くすることが可能になる。
【００７３】
また、平面画像から、画像中の血球を自動で選択することで、より簡便に血流速を算出することが可能になる。
【００７４】
また、連続して撮像された平面画像を用いて、時空間画像を作成し表示することで、血球が移動する様子や血流速を容易に把握することが可能になる。
【００７５】
また、測定光あるいは戻り光の少なくともいずれかを変調することが可能な空間光変調手段と、被検眼にて発生する収差を測定する収差測定手段と、収差を補正するため、収差測定手段の測定結果に基づいて、空間光変調手段における変調量を制御する制御手段とを有し、空間光変調手段は、収差測定手段に対して光学的に共役な位置で変調するように構成することで、高横分解能の平面画像を取得でき、より細かな血管の血流速を算出することが可能になる。
【００７６】
［実施例２］
実施例２においては、光画像撮像装置として、本発明を適用したＳＬＯ装置とＯＣＴ装置との複合装置について説明する。特に、補償光学系を備え、網膜の高横分解能の平面画像（ＳＬＯ像）と断層画像（ＯＣＴ像）との両方の撮像を行い、取得された平面画像を用い血流速を算出する複合装置について説明する。
【００７７】
本実施例では、被検眼の光学収差を空間光変調器を用いて補正して平面画像を取得するＳＬＯ装置と、断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置とが構成され、被検眼の視度や光学収差によらず良好な平面画像・断層画像が得られるようにされている。
【００７８】
ここでは、ＯＣＴ装置はフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置について説明するが、タイムドメイン方式のＯＣＴ装置を構成することもできる。
【００７９】
＜全体＞
図４を用いて、まず、本実施例における複合装置１００の概略構成について、具体的に説明する。
図４には図１の実施例１と同じ構成には同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
【００８０】
光源１０１から出射した光は光カプラー１３１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、シングルモードファイバー１３０−４、空間光変調器１５９、ＸＹスキャナ１１９、Ｘスキャナ１２１、球面ミラー１６０−１〜９等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
【００８１】
被検眼１０７によって反射あるいは散乱された戻り光１０８となり、ディテクター１３８あるいはラインセンサ１３９に入射される。
ディテクター１３８は戻り光１０８の光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の平面画像が構成される。さらに、取得された平面画像を用いて、血流速が算出される。
【００８２】
また、ラインセンサ１３９には参照光１０５と戻り光１０８とが合波されて入射され、被検眼１０７の断層画像が構成される。さらに、複数の取得された断層画像を用いて、血管の３次元的な走行が描出される。
【００８３】
ここでは、波面収差を補正するデバイスとして空間光変調器を用いたが、波面収差を補正できればよく、可変形状ミラー等を用いることもできる。
【００８４】
＜光源＞
光源１０１に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。低コヒーレント光源であるＳＬＤは断層画像の撮像にも適する。
【００８５】
＜参照光路＞
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
光カプラー１３１にて分割された参照光１０５はシングルモードファイバー１３０−２を通して、レンズ１３５−１に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう、調整される。
【００８６】
次に、参照光１０５は、ミラー１５７−１〜４によって、参照ミラーであるミラー１１４に導かれる。参照光１０５の光路長は、測定光１０６の光路長と略同一に調整されているため、参照光１０５と測定光１０６とを干渉させることができる。
【００８７】
次に、ミラー１１４にて反射され、再び光カプラー１３１に導かれる。ここで、参照光１０５が通過した分散補償用ガラス１１５は被検眼１０７に測定光１０６が往復した時の分散を、参照光１０５に対して補償するものである。
ここでは、日本人の平均的な眼球の直径として代表的な値を想定し、Ｌ１＝２３ｍｍとする。
【００８８】
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。
また、電動ステージ１１７−１はパソコン１２５からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ１８３を介して制御される。
【００８９】
＜測定光路＞
つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６はシングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう調整される。また、偏光コントローラ１５３−１又は２は、測定光１０６の偏光状態を調整することができる。ここでは、測定光１０６の偏光状態は紙面に平行な方向の直線偏光に調整されている。
【００９０】
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８、可動式ビームスプリッタ１６１（分岐手段とも呼ぶ。）を通過し、球面ミラー１６０−１、１６０−２を介し、空間光変調器１５９にて入射・変調される。ここで、空間光変調器１５９は、液晶の配向性を利用して変調を行う変調器であり、紙面に平行な方向の直線偏光（Ｐ偏光）の位相を変調する向きに配置され、測定光１０６の偏光の向きと合わせている。
【００９１】
さらに、測定光１０６は偏光板１７３を通過し、球面ミラー１６０−３、１６０−４を介し、Ｘスキャナ１２１のミラーに入射される。ここで、偏光板１７３は戻り光１０８のうち紙面に平行な方向の直線偏光のみを空間光変調器１５９に導く役割がある。また、ここで、Ｘスキャナ１２１は測定光１０６を紙面に平行な方向に走査するＸスキャナであり、ここでは共振型スキャナを用いている。駆動周波数は約７．９ｋＨｚである。
【００９２】
さらに、測定光１０６は球面ミラー１６０−５〜６を介し、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。ここで、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。ＸＹスキャナ１１９の駆動周波数は〜５００Ｈｚの範囲で可変できる。
【００９３】
球面ミラー１６０−７〜９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。
【００９４】
ここで、測定光１０６のビーム径は４ｍｍであるが、より高分解能な断層画像を取得するために、ビーム径はより大径化してもよい。
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、付随する球面ミラーである球面ミラー１６０−８の位置を、調整・制御することができる。電動ステージ１１７−２は電動ステージ１１７−１と同様に、電動ステージ駆動ドライバ１８３によって制御される。
【００９５】
球面ミラー１６０−８の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を合焦し、観察することが可能になる。初期状態では、測定光１０６は平行光の状態で、角膜１２６に入射するように、球面ミラー１６０−８の位置が調整されている。
【００９６】
また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。
測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となり、再び光カプラー１３１に導かれ、ラインカメラ１３９に到達する。
【００９７】
また、戻り光１０８の一部は可動式ビームスプリッタ１６１で反射され、レンズ１３５−５を介して、ディテクター１３８に導かれる。ここで、１７２はピンホールを有する遮光板であり、戻り光１０８の内、網膜１２７に合焦していない不要な光を遮断する役割がある。また、遮光板１７２はレンズ１３５−５の合焦位置に共役に配置される。また、遮光板１７２のピンホールの直径は例えば５０μｍである。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。
【００９８】
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射される。波面センサ１５５はシャックハルトマン方式の波面センサである。
【００９９】
ここで、ＸＹスキャナ１１９、Ｘスキャナ１２１、角膜１２６、波面センサ１５５、空間光変調器１５９は光学的に共役になるよう、球面ミラー１６０−１〜９が配置されている。そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。また、空間光変調器１５９は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっている。さらに、得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
【０１００】
＜測定系の構成＞
つぎに、測定系の構成について説明する。
複合装置１００は、断層画像（ＯＣＴ像）及び平面画像（ＳＬＯ像）を取得することができる。
【０１０１】
まず、断層画像の測定系について説明する。
戻り光１０８は光カプラー１３１によって参照光１０５と合波される。合波された光１４２は、シングルモードファイバー１３０−３、レンズ１３５−２を介して、透過型グレーティング１４１に導かれ、波長毎に分光され、レンズ１３５−３を介してラインカメラ１３９に入射される。
【０１０２】
ラインカメラ１３９は位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その電圧信号はフレームグラバー１４０にてデジタル値に変換されて、パソコン１２５にて、被検眼１０７の断層画像が構成される。
【０１０３】
ここでは、ラインカメラ１３９は１０２４画素を有し、合波された光１４２の波長毎（１０２４分割）の強度を得ることができる。
【０１０４】
つぎに、平面画像の測定系について説明する。
戻り光１０８の一部は、可動式ビームスプリッタ１６１で反射される。反射された光は遮光板１７２によって不要な光が遮断された後、ディテクター１３８に到達し、光の強度が電気信号に変換される。
【０１０５】
得られた電気信号に対して、パソコン１２５にてＸスキャナ１２１とＸＹスキャナ１１９との走査信号と同期したデータ処理が行われ、平面画像が形成される。
【０１０６】
ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。
波面センサ１５５にて得られた画像信号は、パソコン１２５に取り込まれ、収差が算出される。得られた収差はツェルニケ多項式を用いて表現され、これは被検眼１０７の収差を示している。
【０１０７】
ツェルニケ多項式は、チルト（傾き）の項、デフォーカス（ｄｅｆｏｃｕｓ）の項、アスティグマ（非点収差）の項、コマの項、トリフォイルの項等からなる。
【０１０８】
＜ＯＣＴ像の取得方法＞
つぎに、複合装置１００を用いた断層画像（ＯＣＴ像）の取得方法について図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
ＯＣＴ装置１００は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、Ｘスキャナ１２１を固定ミラーとして用いて、ラインカメラ１３９で干渉縞を取得することで、網膜１２７の断層画像を取得することができる。戻り光１０８がディテクター１３８に導光されないように可動式ビームスプリッタ１６１を制御する。また、Ｘスキャナ１２１、ＸＹスキャナ１１９は、パソコン１２５からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される（図４）。ここでは、網膜１２７の断層画像（光軸に平行な面）の取得方法について説明する。
図５（ａ）は被検眼１０７の模式図であり、複合装置１００によって観察されている様子を示している。
【０１０９】
図５（ａ）に示すように、測定光１０６は角膜１２６を通して、網膜１２７に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインカメラ１３９に到達する。
【０１１０】
ここでは、光源１０１のバンド幅が広く、コヒーレンス長が短いために、参照光路の光路長と測定光路の光路長とが略等しい場合に、ラインカメラ１３９にて、干渉縞が検出できる。
【０１１１】
上述のように、ラインカメラ１３９で取得されるのは波長軸上のスペクトル領域の干渉縞となる。
【０１１２】
次に、波長軸上の情報である干渉縞を、ラインカメラ１３９と透過型グレーティング１４１との特性を考慮して、光周波数軸の干渉縞に変換する。
さらに、変換された光周波数軸の干渉縞を逆フーリエ変換することで、深さ方向の情報が得られる。
【０１１３】
さらに、図５（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９を駆動しながら、干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
【０１１４】
結果として、ＸＺ面での戻り光１０８の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち断層画像１３２である（図５（ｃ））。
【０１１５】
本来は、断層画像１３２は上記説明したように、該戻り光１０８の強度をアレイ状に並べたものであり、例えば該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。Ｘ方向の長さは７００μｍであり、下に説明するＳＬＯ像の同様にしている。
【０１１６】
ここでは得られた断層画像の境界のみ強調して表示している。ここで、１４６は網膜色素上皮層、１４７は視神経線維層である、１７８は血管である。
また、各Ｙ軸の位置毎に複数の断層画像を取得すれば、血管の３次元的な走行を描出できる。
【０１１７】
＜ＳＬＯ像の取得方法＞
つぎに、複合装置１００を用いた平面画像（ＳＬＯ像）の取得方法について説明する。
【０１１８】
複合装置１００は、ＸＹスキャナ１１９のＹ軸方向のみとＸスキャナ１２１とを動作・制御し、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸方向を固定し、ディテクター１３８で戻り光１０８の強度を取得することで、網膜１２７の平面画像を取得することができる。Ｘスキャナ１２１とＸＹスキャナ１１９は、パソコン１２５からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される（図４）。また、複合装置１００は、波面センサ１５５で測定した被検眼１０７の収差を用いて空間光変調器１５９を制御し、被検眼１０７等にて生じる収差を補正しながら平面画像を取得することができる。また、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御しながら平面画像を取得することができる。
【０１１９】
具体的な平面画像の取得方法に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
【０１２０】
＜血流速の算出方法＞
取得した平面画像から血流速を算出する方法に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
【０１２１】
上記取得した平面画像に描出される血管は、三次元的に走行する血管がＸＹ平面に投影されたものと考えられる。そのため、測定された血流速はＸＹ平面における速度となる。上記説明したように、複数の断層画像を用いて、血管の三次元的な走行を把握し、測定されたＸＹ平面における血流速を用いて、ＸＹＺ空間における速度を算出することができる。
【０１２２】
以上のように、光画像撮像装置が、光源からの光を測定光と参照光とに分割する分割手段と、被検眼に照射された測定光による戻り光と、参照光路を経由した参照光とを干渉させる手段と、干渉による干渉信号の強度を検出する手段とを備え、被検眼の断層画像を撮像する機能を有することで、光学系の大部分を断層画像撮像と平面画像撮像との目的に対して共用しているため、簡単な構成で、平面画像と断層画像との撮像が可能になり、血管の三次元的な走行を把握することが可能となる。また、ＸＹＺ空間（三次元空間）での血流の速度を算出することが可能となる。
【０１２３】
（その他の実施形態）
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】
【０１２４】
１０１  光源
１０５  参照光
１０６  測定光
１０７  被検眼
１０８  戻り光
１０９  ＳＬＯ装置
１１７  電動ステージ
１１９  ＸＹスキャナ
１２５  パソコン
１２６  角膜
１２７  網膜
１３０  シングルモードファイバー
１３１  光カプラー
１３５  レンズ
１３８  ディテクター
１５５  波面センサ
１５８  ビームスプリッタ
１５９  空間光変調器
１６０  球面ミラー
１６４  光量測定装置
１７６  ＡＤボード
１７７  平面画像
１７８  血管
１７９  視細胞群
１８１  ドライバ部
１８２  光スキャナ駆動ドライバ
１８３  電動ステージ駆動ドライバ
１８４  空間光変調器駆動ドライバ
１９２  撮像範囲
１９３  軌跡
１９４  血球
【図１】
0005721411.tif 000002
【図２】
0005721411.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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