(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼底の血管に交差する注目断面を光コヒーレンストモグラフィを用いて繰り返し走査して取得されたデータに基づいて血流情報を生成する血流計測装置であって、
前記血管に交差する４以上の断面を光コヒーレンストモグラフィを用いて走査することによりデータを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部により取得された前記４以上の断面に対応する４以上のデータのうちの２以上のデータからなる第１データ群を解析することにより前記血管の第１傾斜角度を求め、前記第１データ群に含まれない１以上のデータを含む２以上のデータからなる第２データ群を解析することにより前記血管の第２傾斜角度を求める第１算出部と、
前記第１算出部により求められた前記第１傾斜角度及び前記第２傾斜角度に基づいて、前記注目断面における前記血管の傾斜角度を求める第２算出部と、
前記注目断面を繰り返し走査して取得された前記データと前記第２算出部により求められた前記傾斜角度とに基づいて前記血流情報の生成を行う血流情報生成部と
を備える血流計測装置。
【請求項２】
前記第１データ群は、前記４以上の断面のうち両端に位置する断面の一方又は双方を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の血流計測装置。
【請求項３】
前記第１データ群のうち両端に位置する２つの断面の間の距離と前記第２データ群のうち両端に位置する２つの断面の間の距離とが異なる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の血流計測装置。
【請求項４】
前記データ取得部は、前記血管に交差する４つの断面を走査してデータを取得し、
前記第１データ群は、前記４つの断面のうち両端に位置する２つの断面からなり、
前記第２データ群は、前記第１データ群に含まれない２つの断面からなる
ことを特徴とする請求項３に記載の血流計測装置。
【請求項５】
前記データ取得部は、前記第１データ群に対応する２以上の断面の走査を連続して実行し、かつ、前記第２データ群に対応する２以上の断面の走査を連続して実行する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の血流計測装置。
【請求項６】
前記データ取得部は、前記第１データ群に対応する２以上の断面の走査と前記第２データ群に対応する２以上の断面の走査とを交互に実行する
ことを特徴とする請求項５に記載の血流計測装置。
【請求項７】
前記注目断面及び前記４以上の断面を含む５以上の断面は等間隔で配置されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の血流計測装置。
【請求項８】
前記４以上の断面の個数は偶数個であり、
前記注目断面は、前記注目断面及び前記４以上の断面を含む奇数個の断面の中央に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の血流計測装置。
【請求項９】
前記第２算出部は、前記第２傾斜角度に基づき許容範囲を設定し、前記第１傾斜角度が前記許容範囲に含まれる場合、前記注目断面における前記血管の傾斜角度として前記第１傾斜角度を採用する
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の血流計測装置。
【請求項１０】
前記第２算出部は、前記第１傾斜角度及び前記第２傾斜角度の統計値を算出し、前記注目断面における前記血管の傾斜角度として前記統計値を採用する
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の血流計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は血流計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）は、対象の形態の計測だけでなく、その機能の計測にも利用される。例えば、ＯＣＴを用いて生体の血流計測を行うための装置が知られている。ＯＣＴを用いた血流計測は、眼底血管などに応用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８４０１８号公報
【特許文献２】特開２００９−１６５７１０号公報
【特許文献３】特表２０１０−５２３２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ＯＣＴを用いて血流情報を取得するには、計測対象である血管の向きを推定することが必要である。これは、血管に対する測定光の入射方向と血流方向（血管の向き）との間の角度に応じて変化するドップラー周波数シフトに基づいて血流情報を求めるからである。
【０００５】
従来の眼底血流計測では、計測対象の断面（注目断面）に対して血管の上流側及び下流側にそれぞれ断面（補助断面）を設定し、これら補助断面の断層像から血管の向きを推定している。このような方法においては、２つの補助断面の間の距離と、注目断面に対する補助断面の距離とが、推定結果に影響を及ぼす。具体的には、補助断面間の距離は、推定の確度や精度に影響を与え、この距離は大きいほど好適である。一方、注目断面に対する補助断面の距離は、血管の蛇行に起因する誤差に影響を与え、この距離は小さいほど好適である。このように、これら２つのファクターは互いにトレードオフの関係にある。なお、従来の典型的な技術では、注目断面から上流側及び下流側にそれぞれ１００μｍ離れた位置に補助断面を設定している。つまり、典型的には、補助断面間の距離は２００μｍであり、注目断面に対する補助断面の距離は１００μｍである。
【０００６】
この発明に係る血流計測装置の目的は、血管の向きを推定するための補助断面の設定の最適化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態は、眼底の血管に交差する注目断面を光コヒーレンストモグラフィを用いて繰り返し走査して取得されたデータに基づいて血流情報を生成する血流計測装置であって、データ取得部と、第１算出部と、第２算出部と、血流情報生成部とを備える。データ取得部は、血管に交差する４以上の断面を光コヒーレンストモグラフィを用いて走査することによりデータを取得する。第１算出部は、データ取得部により取得された４以上の断面に対応する４以上のデータのうちの２以上のデータからなる第１データ群を解析することにより血管の第１傾斜角度を求め、第１データ群に含まれない１以上のデータを含む２以上のデータからなる第２データ群を解析することにより血管の第２傾斜角度を求める。第２算出部は、第１算出部により求められた第１傾斜角度及び第２傾斜角度に基づいて、注目断面における血管の傾斜角度を求める。血流情報生成部は、注目断面を繰り返し走査して取得されたデータと第２算出部により求められた傾斜角度とに基づいて血流情報の生成を行う。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態によれば、血管の向きを推定するための補助断面の設定の最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る血流計測装置の構成の一例を表す概略図である。
【図２】実施形態に係る血流計測装置の構成の一例を表す概略図である。
【図３】実施形態に係る血流計測装置の構成の一例を表す概略図である。
【図４】実施形態に係る血流計測装置の構成の一例を表す概略図である。
【図５】実施形態に係る血流計測装置の動作の一例を説明するための概略図である。
【図６】実施形態に係る血流計測装置の動作の一例を説明するための概略図である。
【図７】実施形態に係る血流計測装置の動作の一例を説明するための概略図である。
【図８】実施形態に係る血流計測装置の動作の一例を説明するための概略図である。
【図９】実施形態に係る血流計測装置の動作の一例を表すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係る血流計測装置の動作の一例を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態に係る血流計測装置について図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態に係る血流計測装置は、ＯＣＴを用いて生体眼の断層像や３次元画像を形成する。この明細書に記載の引用文献の内容を実施形態に援用することができる。
【００１１】
以下の実施形態では、フーリエドメインＯＣＴ（特にスペクトラルドメインＯＣＴ）を用いて眼底のＯＣＴを行う血流計測装置について説明する。なお、ＯＣＴのタイプはスペクトラルドメインには限定されず、例えばスウェプトソースＯＣＴであってよい。また、実施形態に係る血流計測装置はＯＣＴ装置と眼底カメラとの複合機であるが、眼底カメラ以外の眼底撮影装置、例えばＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）、スリットランプ、眼科手術用顕微鏡などにＯＣＴ装置を組み合わせてもよい。なお、血流計測装置は、ＯＣＴ機能を具備していれば十分であり、眼底撮影機能を備える必要はない。
【００１２】
［構成］
図１に示すように、血流計測装置１は、眼底カメラユニット２、ＯＣＴユニット１００及び演算制御ユニット２００を含む。眼底カメラユニット２は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を備える。ＯＣＴユニット１００は、眼底のＯＣＴ画像を取得するための光学系を備える。演算制御ユニット２００は、各種の演算や制御を実行するコンピュータを備える。
【００１３】
（眼底カメラユニット２）
図１に示す眼底カメラユニット２には、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの表面形態を表す２次元画像（眼底像）を取得するための光学系が設けられている。眼底像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、例えば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。撮影画像は、例えば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、又は近赤外光若しくは可視光を照明光として用いたモノクロの静止画像であってもよい。眼底カメラユニット２は、これら以外の画像、例えばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
【００１４】
眼底カメラユニット２には、被検者の顔を支持するための顎受けや額当てが設けられている。更に、眼底カメラユニット２には、照明光学系１０と撮影光学系３０が設けられている。照明光学系１０は眼底Ｅｆに照明光を照射する。撮影光学系３０は、この照明光の眼底反射光を撮像装置（ＣＣＤイメージセンサ（単にＣＣＤと呼ぶことがある）３５、３８）に導く。また、撮影光学系３０は、ＯＣＴユニット１００からの測定光を眼底Ｅｆに導くとともに、眼底Ｅｆからの測定光の戻り光をＯＣＴユニット１００に導く。
【００１５】
照明光学系１０の観察光源１１は、例えばハロゲンランプ又はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を含む。観察光源１１から出力された光（観察照明光）は、曲面状の反射面を有する反射ミラー１２により反射され、集光レンズ１３を経由し、可視カットフィルタ１４を透過して近赤外光となる。更に、観察照明光は、撮影光源１５の近傍にて一旦集束し、ミラー１６により反射され、リレーレンズ１７、１８、絞り１９及びリレーレンズ２０を経由する。そして、観察照明光は、孔開きミラー２１の周辺部（孔部の周囲の領域）にて反射され、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により屈折されて眼底Ｅｆを照明する。
【００１６】
観察照明光の眼底反射光は、対物レンズ２２により屈折され、ダイクロイックミラー４６を透過し、孔開きミラー２１の中心領域に形成された孔部を通過し、ダイクロイックミラー５５を透過し、合焦レンズ３１を経由し、ミラー３２により反射され、ハーフミラー４０を透過し、ダイクロイックミラー３３により反射され、集光レンズ３４によりＣＣＤイメージセンサ３５の受光面に結像される。ＣＣＤイメージセンサ３５は、所定のフレームレートで眼底反射光を検出する。表示装置３には、ＣＣＤイメージセンサ３５により検出された眼底反射光に基づく画像（観察画像）が表示される。なお、撮影光学系３０のピントが前眼部に合わせられている場合、被検眼Ｅの前眼部の観察画像が表示される。
【００１７】
撮影光源１５は、例えばキセノンランプ又はＬＥＤを含む。撮影光源１５から出力された光（撮影照明光）は、観察照明光と同様の経路を通って眼底Ｅｆに照射される。撮影照明光の眼底反射光は、観察照明光のそれと同様の経路を通ってダイクロイックミラー３３まで導かれ、ダイクロイックミラー３３を透過し、ミラー３６により反射され、集光レンズ３７によりＣＣＤイメージセンサ３８の受光面に結像される。表示装置３には、ＣＣＤイメージセンサ３８により検出された眼底反射光に基づく画像（撮影画像）が表示される。
【００１８】
ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）３９は、固視標や視力測定用指標を表示する。固視標は被検眼Ｅを固視させるための指標であり、眼底撮影時やＯＣＴ時などに使用される。ＬＣＤ３９の画面上における固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Ｅの固視位置を変更できる。
【００１９】
ＬＣＤ３９から出力された光は、その一部がハーフミラー４０にて反射され、ミラー３２に反射され、合焦レンズ３１及びダイクロイックミラー５５を経由し、孔開きミラー２１の孔部を通過し、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により屈折されて眼底Ｅｆに投影される。
【００２０】
更に、眼底カメラユニット２には、従来の眼底カメラと同様にアライメント光学系５０とフォーカス光学系６０が設けられている。アライメント光学系５０は、被検眼Ｅに対する装置光学系の位置合わせ（アライメント）を行うための指標（アライメント指標）を生成する。フォーカス光学系６０は、眼底Ｅｆに対してフォーカス（ピント）を合わせるための指標（スプリット指標）を生成する。
【００２１】
アライメント光学系５０のＬＥＤ５１から出力された光（アライメント光）は、絞り５２、５３及びリレーレンズ５４を経由してダイクロイックミラー５５により反射され、孔開きミラー２１の孔部を通過し、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により被検眼Ｅに投影される。
【００２２】
アライメント光の戻り光はＣＣＤイメージセンサ３５により検出される。ＣＣＤイメージセンサ３５による受光像（アライメント指標像）は、観察画像とともに表示される。ユーザは、従来の眼底カメラと同様に、アライメント指標像を参照しつつアライメントを実施することができる。また、演算制御ユニット２００がアライメント指標像の位置を解析して光学系を移動させることによりアライメントを行うこともできる（オートアライメント機能）。
【００２３】
フォーカス調整を行う際には、照明光学系１０の光路上に反射棒６７の反射面が斜設される。フォーカス光学系６０のＬＥＤ６１から出力された光（フォーカス光）は、リレーレンズ６２を通過し、スプリット指標板６３により２つの光束に分離され、二孔絞り６４を通過し、ミラー６５に反射され、集光レンズ６６により反射棒６７の反射面に一旦結像されて反射される。更に、フォーカス光は、リレーレンズ２０を経由し、孔開きミラー２１に反射され、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により屈折されて眼底Ｅｆに投影される。
【００２４】
フォーカス光の戻り光はＣＣＤイメージセンサ３５により検出される。ＣＣＤイメージセンサ３５による受光像（スプリット指標像）は、観察画像及びアライメント指標像とともに表示される。演算制御ユニット２００は、従来と同様に、スプリット指標の位置を解析して合焦レンズ３１及びフォーカス光学系６０を移動させてピント合わせを行うことができる（オートフォーカス機能）。また、スプリット指標像の位置を参照しつつ手動でピント合わせを行ってもよい。
【００２５】
ダイクロイックミラー４６は、眼底撮影用の光路にＯＣＴ用の光路（ＯＣＴ光路）を合成する。つまり、眼底撮影用の光路とＯＣＴ光路とは、ダイクロイックミラー４６により同軸に構成され、ダイクロイックミラー４６よりも被検眼Ｅ側の光路を共有している。ダイクロイックミラー４６は、ＯＣＴに用いられる波長帯の光を反射し、眼底撮影用の光を透過させる。ＯＣＴ光路には、ＯＣＴユニット１００側から順に、コリメータレンズユニット４０と、光路長変更部４１と、ガルバノスキャナ４２と、合焦レンズ４３と、ミラー４４と、リレーレンズ４５とが設けられている。
【００２６】
光路長変更部４１は、図１に示す矢印の方向に移動可能とされ、ＯＣＴ光路の長さを変更する。この光路長の変更は、被検眼Ｅの眼軸長に応じた光路長の補正や、干渉状態の調整などに利用される。光路長変更部４１は、例えばコーナーキューブと、これを移動する機構とを含んで構成される。
【００２７】
ガルバノスキャナ４２は、ＯＣＴ光路を通過する測定光ＬＳの進行方向を変化させる。それにより、眼底Ｅｆを測定光ＬＳで走査することができる。ガルバノスキャナ４２は、例えば、測定光ＬＳをｘ方向に走査するガルバノミラーと、ｙ方向に走査するガルバノミラーと、これらを独立に駆動する機構とを含んで構成される。それにより、測定光ＬＳをｘｙ平面上の任意の方向に走査することができる。
【００２８】
（ＯＣＴユニット１００）
図２を参照しつつＯＣＴユニット１００の構成例を説明する。ＯＣＴユニット１００には、眼底ＥｆのＯＣＴ画像を取得するための光学系が設けられている。この光学系は、従来のスペクトラルドメインタイプのＯＣＴ装置と同様に、低コヒーレンス光を参照光と測定光に分割し、眼底Ｅｆを経由した測定光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル成分を検出するよう構成されている。この検出結果（検出信号）は演算制御ユニット２００に送られる。
【００２９】
なお、スウェプトソースタイプのＯＣＴ装置が適用される場合、低コヒーレンス光源の代わりに波長掃引光源が設けられるとともに、スペクトル成分を検出するデバイス（分光器）の代わりにバランスドフォトダイオードが設けられる。一般に、ＯＣＴユニット１００は、ＯＣＴのタイプに応じた公知の構成を備えていてよい。
【００３０】
光源ユニット１０１は低コヒーレンス光Ｌ０（広帯域光）を出力する。低コヒーレンス光Ｌ０は、例えば、近赤外領域の波長帯（８００ｎｍ〜９００ｎｍ程度）を含み、数十マイクロメートル程度の時間的コヒーレンス長を有する。或いは、１０４０〜１０６０ｎｍの中心波長を有する近赤外光を低コヒーレンス光Ｌ０として用いてもよい。
【００３１】
光源ユニット１０１は、スーパールミネセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ：ＳＬＤ）や、ＬＥＤや、ＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）等の光出力デバイスを含んで構成される。
【００３２】
光源ユニット１０１から出力された低コヒーレンス光Ｌ０は、光ファイバ１０２によりファイバカプラ１０３に導かれて測定光ＬＳと参照光ＬＲに分割される。
【００３３】
参照光ＬＲは、光ファイバ１０４により導かれて光減衰器（アッテネータ）１０５に到達する。光減衰器１０５は、演算制御ユニット２００の制御の下、或いは手動操作により、光ファイバ１０４に導かれる参照光ＬＲの光量を変更する。光減衰器１０５により光量が調整された参照光ＬＲは、光ファイバ１０４により導かれて偏波調整器（偏波コントローラ）１０６に到達する。偏波調整器１０６は、光ファイバ１０４内を導かれる参照光ＬＲの偏光状態を変化させる。偏波調整器１０６により偏光状態が調整された参照光ＬＲは、ファイバカプラ１０９に到達する。
【００３４】
ファイバカプラ１０３により生成された測定光ＬＳは、光ファイバ１０７により導かれ、コリメータレンズユニット１０５により平行光束とされる。更に、測定光ＬＳは、光路長変更部４１、ガルバノスキャナ４２、合焦レンズ４３、ミラー４４、及びリレーレンズ４５を経由してダイクロイックミラー４６に到達する。そして、測定光ＬＳは、ダイクロイックミラー４６により反射され、対物レンズ１１により屈折されて被検眼Ｅに入射する。測定光ＬＳは、眼底Ｅｆの様々な深さ位置において反射・散乱される。眼底Ｅｆからの測定光ＬＳの戻り光（後方散乱光、反射光、蛍光等）は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ１０３に導かれ、光ファイバ１０８を経由してファイバカプラ１０９に到達する。
【００３５】
ファイバカプラ１０９は、測定光ＬＳの戻り光と参照光ＬＲとを干渉させる。これにより干渉光ＬＣが生成される。干渉光ＬＣは、光ファイバ１１０により導かれて出射端１１１から出射される。更に、干渉光ＬＣは、コリメータレンズ１１２により平行光束とされ、回折格子１１３によりスペクトル分解され、集光レンズ１１４により集光されてＣＣＤイメージセンサ１１５の受光面に投影される。なお、図２に示す回折格子１１８は透過型であるが、例えば反射型の回折格子など、他の形態の分光素子を用いることも可能である。
【００３６】
ＣＣＤイメージセンサ１１５は、例えばラインセンサであり、干渉光ＬＣの各スペクトル成分を検出して電荷に変換する。ＣＣＤイメージセンサ１１５は、この電荷を蓄積して検出信号を生成し、これを演算制御ユニット２００に送る。なお、ＣＣＤイメージセンサに代えて、他のイメージセンサ、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサを用いてよい。
【００３７】
（演算制御ユニット２００）
演算制御ユニット２００は、ＣＣＤイメージセンサ１１５から入力される検出信号を解析して眼底ＥｆのＯＣＴ画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスペクトラルドメインＯＣＴと同様である。
【００３８】
また、演算制御ユニット２００は、眼底カメラユニット２、表示装置３及びＯＣＴユニット１００を制御する。眼底カメラユニット２の制御には、観察光源１１、撮影光源１５、ＬＣＤ３９、ガルバノスキャナ４２、並びにＬＥＤ５１及び６１のそれぞれの動作制御や、合焦レンズ３１及び４３、光路長変更部４１、フォーカス光学系６０、並びに反射棒６７、のそれぞれの移動制御などがある。ＯＣＴユニット１００の制御には、光源ユニット１０１、光減衰器１０５、偏波調整器１０６、及びＣＣＤイメージセンサ１２０のそれぞれの動作制御などがある。
【００３９】
演算制御ユニット２００は、プロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、通信インターフェイスなどを含む。また、演算制御ユニット２００は、キーボードやマウス等の操作デバイス（入力デバイス）や、ＬＣＤ等の表示デバイスを備えていてもよい。なお、本明細書において「プロセッサ」は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、ＳＰＬＤ（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ））等の回路を意味する。演算制御ユニット２００は、例えば、記憶回路や記憶装置に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現する。
【００４０】
［制御系］
血流計測装置１の制御系の構成について図３及び図４を参照しつつ説明する。
【００４１】
（制御部２１０）
制御部２１０は、例えば、前述のプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含む。制御部２１０には、主制御部２１１と記憶部２１２が設けられている。記憶部２１２は、各種のデータやコンピュータプログラムを記憶する。
【００４２】
主制御部２１１は各種制御を行う。例えば、図３に示すように、主制御部２１１は、眼底カメラユニット２のＣＣＤ３５及び３８、合焦駆動部３１Ａ、光路長変更部４１、ガルバノスキャナ４２、並びに合焦駆動部４３Ａの制御を行う。更に、主制御部２１１は、ＯＣＴユニット１００の光源ユニット１０１、光減衰器１０５、偏波調整器１０６及びＣＣＤ１１５の制御を行う。
【００４３】
合焦駆動部３１Ａは、合焦レンズ３１を光軸方向に移動させる。それにより、撮影光学系３０の合焦位置が変化する。また、合焦駆動部４３Ａは、合焦レンズ４３を光軸方向に移動させる。それにより、測定光ＬＳの合焦位置（ＯＣＴ計測の合焦位置）が変化する。主制御部２１１は、図示しない光学系駆動部を制御して、眼底カメラユニット２に設けられた光学系を３次元的に移動することができる。この光学系の移動制御は、アライメントやトラッキングにおいて用いられる。トラッキングとは、被検眼Ｅの眼球運動に合わせて装置光学系を移動する処理である。トラッキングの前にはアライメントとフォーカス調整が実行される。トラッキングは、装置光学系の位置を眼球運動に追従させることにより、アライメントとピントが合った状態を維持する機能である。
【００４４】
（画像形成部２２０）
画像形成部２２０は、ＣＣＤイメージセンサ１１５からの検出信号に基づいて、眼底Ｅｆの断層像の画像データと位相画像の画像データとを形成する。画像形成部２２０はプロセッサを含む。なお、この明細書では、「画像データ」と、それに基づく「画像」とを同一視することがある。画像形成部２２０は、断層像形成部２２１と位相画像形成部２２２を有する。
【００４５】
この実施形態では、眼底Ｅｆに対して２種類の走査（第１走査及び第２走査）を行う。第１走査では、眼底Ｅｆの注目血管に交差する４以上の断面（補助断面）を測定光ＬＳで走査する。第２走査は、注目血管に交差する注目断面を測定光ＬＳで反復的に走査する。第１走査が行われる補助断面は、注目断面の近傍に配置される。第１走査により取得されたデータは、注目断面における注目血管の向き（傾き、傾斜角度）を求めるために用いられる。第２走査は、ＯＣＴを用いたドップラー計測である。
【００４６】
第１走査及び第２走査の対象断面は、ｘｙ平面において、注目血管の走行方向に対して直交するように向き付けられることが望ましい。図５の眼底像Ｄに示すように、この実施形態では、例えば、視神経乳頭Ｄａの近傍に、第１走査が行われる４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４と、第２走査が行われる注目断面Ｃ２とが、注目血管Ｄｂに交差するように設定される。
【００４７】
４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４のうち２つ（例えば補助断面Ｃ１１及びＣ１２）は注目断面Ｃ２に対して注目血管Ｄｂの上流側に位置し、他の２つ（例えば補助断面Ｃ１３及びＣ１４）は下流側に位置する。補助断面Ｃ１２及びＣ１３は注目断面Ｃ２に隣接して配置されている。補助断面Ｃ１１は補助断面Ｃ１２に対して注目断面Ｃ２の反対側に配置され、補助断面Ｃ１４は補助断面Ｃ１４に対して注目断面Ｃ２の反対側に配置されている。つまり、補助断面Ｃ１１は最も上流側に配置され、補助断面Ｃ１４は最も下流側に配置されている。
【００４８】
注目断面Ｃ２に対する各補助断面Ｃ１２及びＣ１３の距離は、事前に設定される。また、補助断面Ｃ１１と補助断面Ｃ１２との間の距離、及び、補助断面Ｃ１３と補助断面Ｃ１４との間の距離も、事前に設定される。本例では、補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４及び注目断面Ｃ２を含む５つの断面は、等間隔で配置される。これら５つの断面の間隔は、例えば５０μｍ〜１００μｍの範囲に設定される。この場合、両端に位置する補助断面Ｃ１１及びＣ１４の間の距離は、２００μｍ〜４００μｍの範囲となる。
【００４９】
補助断面の個数は４つに限定されず、５つ又はそれ以上でもよい。Ｎ個（Ｎ≧４）の補助断面及び注目断面を含むＮ＋１個の断面の間隔（断面間隔）、及び、これら断面のうち両端に位置する断面の間の距離（断面全幅）は、それぞれ任意に設定される。断面間隔は、血管の蛇行に起因する誤差に影響を与える。断面間隔を小さく設定するほど誤差が小さくなる。一方、断面全幅は、注目血管の傾斜角度の演算の確度や精度に影響を与える。断面全幅を大きく設定するほど演算の確度や精度が高まる。本例のように補助断面の個数が偶数個である場合、注目断面を含めた奇数個の断面の中央に注目断面を配置することができる。
【００５０】
また、補助断面の個数についても任意に設定可能である。補助断面の個数を増やすと血管の蛇行に起因する誤差を小さくできるが、走査時間が長くなるため、被検眼Ｅの動きに起因する誤差の影響が増大する。本例によれば、以上のようなファクターを個別に又は総合的に考慮しつつ、第１走査の条件を設定することが可能である。
【００５１】
第２走査は、患者の心臓の少なくとも１心周期の間にわたって実行されることが望ましい。それにより、心臓の全ての時相における血流情報が得られる。第２走査の実行時間は、あらかじめ設定された一定の時間であってもよいし、患者ごとに又は検査毎に設定された時間であってもよい。
【００５２】
（断層像形成部２２１）
断層像形成部２２１は、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４に対する第１走査により得られた干渉光ＬＣの検出結果に基づいて、補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４のそれぞれに対応する断層像を形成する。このとき、補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４を１回ずつ走査し、補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４について１枚ずつ断層像を形成することができる。或いは、補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４を複数回ずつ走査し、補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４について複数枚ずつ断層像を形成するようにしてもよい。
【００５３】
また、断層像形成部２２１は、注目断面Ｃ２に対する第２走査により得られた干渉光ＬＣの検出結果に基づいて、注目断面Ｃ２の形態の時系列変化を表す断層像群を形成する。この処理についてより詳しく説明する。第２走査では、上記のように注目断面Ｃ２が繰り返し走査される。断層像形成部２２１には、第２走査に応じて、ＯＣＴユニット１００のＣＣＤ１１５から検出信号が逐次入力される。断層像形成部２２１は、注目断面Ｃ２の１回分の走査に対応する検出信号群に基づいて、注目断面Ｃ２の１枚の断層像を形成する。断層像形成部２２１は、この処理を第２走査の反復回数だけ繰り返すことで、時系列に沿った一連の断層像を形成する。ここで、これら断層像を複数の群に分割し、各群の断層像を平均して画質の向上を図ってもよい。
【００５４】
断層像形成部２２１が実行する処理は、従来のスペクトラルドメインＯＣＴと同様に、ノイズ除去（ノイズ低減）、フィルタ処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などを含む。他のタイプのＯＣＴが適用される場合、断層像形成部２２１は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。
【００５５】
（位相画像形成部２２２）
位相画像形成部２２２は、注目断面Ｃ２に対する第２走査により得られた干渉光ＬＳの検出結果に基づいて、注目断面Ｃ２における位相差の時系列変化を表す位相画像を形成する。この処理に用いられるデータは、断層像形成部２２１が注目断面Ｃ２の断層像を形成するために用いられるデータと同じである。よって、注目断面Ｃ２の断層像と位相画像とを位置合わせすることができる。つまり、注目断面Ｃ２の断層像の画素と位相画像の画素とを自然に対応付けることが可能である。
【００５６】
位相画像の形成方法の例を説明する。この例の位相画像は、隣り合うＡライン複素信号（隣接する走査点に対応する信号）の位相差を算出することにより得られる。換言すると、この例の位相画像は、注目断面Ｃ２の断層像の各画素について、その画素の画素値（輝度値）の時系列変化に基づき形成される。任意の画素について、位相画像形成部２２２は、その輝度値の時系列変化のグラフを考慮する。位相画像形成部２２２は、このグラフにおいて所定の時間間隔Δｔだけ離れた２つの時点ｔ１及びｔ２（ｔ２＝ｔ１＋Δｔ）の間における位相差Δφを求める。そして、この位相差Δφを時点ｔ１（より一般に２つの時点ｔ１及びｔ２の間の任意の時点）における位相差Δφ（ｔ１）として定義する。あらかじめ設定された多数の時点のそれぞれについてこの処理を実行することで、当該画素における位相差の時系列変化が得られる。
【００５７】
位相画像は、各画素の各時点における位相差の値を画像として表現したものである。この画像化処理は、例えば、位相差の値を表示色や輝度で表現することで実現できる。このとき、時系列に沿って位相が増加したことを表す色（例えば赤）と、減少したことを表す色（例えば青）とを違えることができる。また、位相の変化量の大きさを表示色の濃さで表現することもできる。このような表現方法を採用することで、血流の向きや大きさを色や濃度で提示することが可能となる。以上の処理を各画素について実行することにより位相画像が形成される。
【００５８】
なお、位相差の時系列変化は、上記の時間間隔Δｔを十分に小さくして位相の相関を確保することにより得られる。このとき、測定光ＬＳの走査において断層像の分解能に相当する時間未満の値に時間間隔Δｔを設定したオーバーサンプリングが実行される。
【００５９】
（データ処理部２３０）
データ処理部２３０は、各種のデータ処理を実行する。例えば、データ処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された画像に対して画像処理や解析処理を施す。その具体例として、輝度補正や分散補正等の各種補正処理がある。また、データ処理部２３０は、眼底カメラユニット２により得られた画像（眼底像、前眼部像等）に対して画像処理や解析処理を施す。
【００６０】
データ処理部２３０は、血管領域特定部２３１と、傾斜角度算出部２３２と、血流情報生成部２３３とを備える。傾斜角度算出部２３２には、第１算出部２３２ａと、第２算出部２３２ｂとが設けられている。血流情報生成部２３３には、血流速度算出部２３３１と、血管径算出部２３３２と、血流量算出部２３３３とが設けられている。更に、データ処理部２３０は断面設定部２３４を有する。
【００６１】
（血管領域特定部２３１）
血管領域特定部２３１は、断層像形成部２２１により形成された断層像において、注目血管Ｄｂに対応する血管領域を特定する。更に、血管領域特定部２３１は、位相画像形成部２２２により形成された位相画像において、注目血管Ｄｂに対応する血管領域を特定する。血管領域の特定は、各画像の画素値を解析することにより行われる（例えば閾値処理）。なお、位相画像については、例えば、注目断面Ｃ２の断層像の血管領域を参照して位相画像の血管領域を特定するようにしてよい。
【００６２】
（傾斜角度算出部２３２）
傾斜角度算出部２３２は、第１走査により取得されたデータに基づいて注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度を算出する。このとき、第２走査により得られたデータを更に用いることも可能である。傾斜角度算出部２３２は、例えば、断面間隔と血管領域の特定結果とに基づいて、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度を算出する。図５に示す例において、断面間隔は、補助断面Ｃ１１と補助断面Ｃ１２との間の距離と、補助断面Ｃ１３と補助断面Ｃ１４との間の距離とを含み、更に、注目断面Ｃ２と補助断面Ｃ１２との間の距離と、注目断面Ｃ２と補助断面Ｃ１３との間の距離とを含んでよい。前述したように、傾斜角度算出部２３２は、第１算出部２３２ａと、第２算出部２３２ｂとを備える。
【００６３】
（第１算出部２３２ａ）
第１算出部２３２ａは、第１走査により取得された４以上の補助断面に対応する４以上のデータ（断層像）のうちの２以上のデータからなる第１データ群を解析することにより、注目血管の第１傾斜角度を求める。更に、第１算出部２３２ａは、第１データ群に含まれない１以上のデータを含む２以上のデータからなる第２データ群を解析することにより、注目血管の第２傾斜角度を求める。
【００６４】
具体例を説明する。図５に示す例のように、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４が適用される場合、第１走査では、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４に対する一連の走査が１回以上実行される。一連の走査が１回実行されるごとに、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４に対応する４つの断層像（断層像群）が形成される。
【００６５】
このような一連の走査により形成される断層像群の概略を図６に示す。４つの符号Ｇ１１〜Ｇ１４は、それぞれ、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４に対する一連の走査により取得された断層像を表す。また、符号Ｇ２は、この第１走査とともに実行された第２走査により取得された、注目断面Ｃ２を表す断層像である。断層像Ｇ１１〜Ｇ１４及びＧ２のそれぞれには、注目血管Ｄｂの断面が描出されている。図６において、ｚ座標軸は紙面下方向を向いており、これは測定光ＬＳの照射方向（測定光ＬＳの光路の光軸）と実質的に一致する。
【００６６】
隣接する断層像（断面）の間隔をＬとする。本例では、断層像Ｇ２（注目断面Ｃ２）に対して一方の側に２つの断層像Ｇ１１及びＧ１２（補助断面Ｃ１１及びＣ１２）が配置され、かつ、他方の側に２つの断層像Ｇ１３及びＧ１４（補助断面Ｃ１３及びＣ１４）が配置されているので、両端の断層像Ｇ１１及びＧ１４（両端の補助断面Ｃ１１及びＣ１４）の間の距離（断面全幅）は４Ｌとなる。前述したように、断面間隔Ｌは５０μｍ〜１００μｍの範囲内の任意の値であってよく、断面全幅４Ｌは２００μｍ〜４００μｍの範囲内の任意の値であってよい。
【００６７】
本例において、外側の２つの断層像Ｇ１１及びＧ１４を第１データ群とし、内側の２つの断層像Ｇ１２及びＧ１３を第２データ群とすることができる。この場合、第１算出部２３２ａは、断層像Ｇ１１及びＧ１４を解析することにより注目血管Ｄｂの第１傾斜角度を求め、かつ、断層像Ｇ１２及びＧ１３を解析することにより注目血管Ｄｂの第２傾斜角度を求める。つまり、本例では、４つの断層像Ｇ１１〜Ｇ１４を互いに排他的な２つの群に分け、それぞれの群に基づいて注目血管Ｄｂの傾斜角度の値を算出する。他の例においては、第１走査により取得された４以上のデータを３以上の群に分割してもよいし、一部が重複する２以上の群に分割してもよい。
【００６８】
第１算出部２３２ａが実行する傾斜角度算出処理の例を、図７を参照しつつ説明する。図７には、外側の２つの断層像Ｇ１１及びＧ１４が示されている。符号Ｖ１１は、血管領域特定部２３１により特定された、断層像Ｇ１１内の血管領域を示す。同様に、符号Ｖ１４は、血管領域特定部２３１により特定された、断層像Ｇ１４内の血管領域を示す。これら血管領域Ｖ１１及びＶ１４は注目血管Ｄｂの断面に相当する。これら断層像Ｇ１１及びＧ１４の間の距離は、断面全幅４Ｌである。
【００６９】
第１算出部２３２ａは、２つの血管領域Ｖ１１及びＶ１４の位置関係に基づいて、注目血管Ｄｂの第１傾斜角度を算出する。２つの血管領域Ｖ１１及びＶ１４の位置関係は、例えば、２つの血管領域Ｖ１１及びＶ１４を結ぶことによって得られる。具体的には、第１算出部２３２ａは、２つの血管領域Ｖ１１及びＶ１４の特徴点Ｗ１１及びＷ１４をそれぞれ特定し、これら特徴点Ｗ１１及びＷ１４を結ぶ線分Ｋ１を求める。特徴点Ｗ１１及びＷ１４としては、中心、重心、最上部（ｚ座標値が最小の位置）、最下部（ｚ座標値が最大の位置）などがある。なお、本例では２つの特徴点を線分（直線）で結んでいるが、これには限定されない。例えば３以上の断層像内の特徴点を結ぶ場合、３以上の特徴点を近似曲線（スプライン曲線、ベジェ曲線等）や折れ線で結ぶことができる。
【００７０】
更に、第１算出部２３２ａは、これら特徴点Ｗ１１及びＷ１４を結ぶ線分Ｋ１に基づいて注目血管Ｄｂの第１傾斜角度を算出する。第１傾斜角度は、例えば、線分Ｋ１がｚ座標軸に対して成す角度として、或いは、線分Ｋ１がｚ座標軸に直交する平面（ｘｙ平面）に対して成す角度として定義される。他の例において、血管領域の位置関係が近似曲線で表現される場合、この近似曲線上の任意の位置における傾斜角度（例えば注目断面Ｃ２における傾斜角度）を算出することができる。更に他の例において、血管領域の位置関係が折れ線で表現される場合、この折れ線を形成する２以上の線分の傾斜角度の統計値（平均値、中央値、最頻値等）を算出することができる。なお、断面間隔Ｌは、線分や近似曲線を求める処理において、断層像Ｇ１１及びＧ１４等をｘｙｚ座標系に埋め込むために用いられる。
【００７１】
上記の例では、血管領域に基づいて注目血管Ｄｂの傾斜角度を求めているが、断層像内の所定領域に基づいて傾斜角度を推定することも可能である。例えば、眼底Ｅｆの所定組織（内境界膜（ＩＬＭ）等）に相当する領域や、輝度又は形状が特徴的な領域を特定し、２以上の断層像から特定された当該領域の位置関係に基づいて傾斜角度を推定することができる。
【００７２】
内側の２つの断層像Ｇ１２及びＧ１３に基づいて注目血管Ｄｂの第２傾斜角度を算出する処理は、上記と同様に実行される。なお、これら断層像Ｇ１２及びＧ１３の間の距離は２Ｌであり、断面全幅よりも狭い。また、断層像Ｇ１１と断層像Ｇ１４との中間位置と、断層像Ｇ１２と断層像Ｇ１３との中間位置とは共に注目断面Ｃ２である。
【００７３】
（第２算出部２３２ｂ）
第２算出部２３２ｂは、第１算出部２３２ａにより求められた第１傾斜角度及び第２傾斜角度に基づいて、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度を求める。図８は、第１傾斜角度及び第２傾斜角度の例を示す。符号Ｗ１１〜Ｗ１４は、それぞれ、図６に示す断層像Ｇ１１〜Ｇ１４内の特徴点を示す。符号Ｋ１は外側の２つの特徴点Ｗ１１及びＷ１４を結ぶ線分を示し、符号Ｋ２は内側の２つの特徴点Ｗ１２及びＷ１３を結ぶ線分を示す。また、外側の２つの特徴点Ｗ１１及びＷ１４の間の距離は４Ｌであり、内側の２つの特徴点Ｗ１２及びＷ１３の間の距離は２Ｌである。
【００７４】
ｚ座標軸に直交するｘｙ平面を基準に傾斜角度を定義すると、第１傾斜角度θ１＝ｔａｎ−１（Δｚ１／４Ｌ）であり、第２傾斜角度θ２＝ｔａｎ−１（Δｚ２／２Ｌ）である。ここで、Δｚ１は、外側の２つの特徴点Ｗ１１及びＷ１４の間のｚ方向の変位（ｚ座標値の差分）を示し、Δｚ２は、内側の２つの特徴点Ｗ１２及びＷ１３の間のｚ方向の変位（ｚ座標値の差分）を示す。なお、ｚ座標軸に直交するｘｙ平面を基準とする傾斜角度θｉと、ｚ座標軸を基準とする傾斜角度φｉとの間には、φｉ＝９０°−θｉという関係があり、一方が決定すれば他方も一義的に決定されるので、これらは等価である。
【００７５】
図８を参照しつつ第２算出部２３２ｂが実行する処理の第１の例を説明する。第２算出部２３２ｂは、まず、第２傾斜角度θ２に基づき許容範囲を設定する。この許容範囲は、例えば、断面全幅４Ｌや断面間隔Ｌや断面数に基づきあらかじめ設定された誤差αと、第２傾斜角度θ２とに基づき設定される。第２算出部２３２ｂは、第１傾斜角度θ１が次の関係を満たすか判定する：θ２−α＜θ１＜θ２＋α。つまり、第２算出部２３２ｂは、第２傾斜角度θ２に対して誤差αの範囲内に第１傾斜角度θ１が含まれるか否か判定する。これは、両端の補助断面Ｃ１１及びＣ１４の間における注目血管Ｄｂの蛇行状態を第２傾斜角度θ２で評価し、これに対する許容誤差の範囲内に第１傾斜角度θ１が含まれるか判定するもものである。
【００７６】
第１傾斜角度θ１が許容範囲に含まれる場合、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度θとして第１傾斜角度θ１を採用する。一方、第１傾斜角度θ１が許容範囲に含まれない場合、この第１傾斜角度θ１を無視して以降の処理を実行することができる。また、第２傾斜角度を採用するようにしてもよい。
【００７７】
第２算出部２３２ｂが実行する処理の第２の例を説明する。第２算出部２３２ｂは、第１傾斜角度θ１及び第２傾斜角度θ２の統計値を算出する。この統計値は、たとえば平均値（単純平均、加重平均等）である。算出された統計値が、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度θとして採用される。
【００７８】
（血流情報生成部２３３）
血流情報生成部２３３は、第２走査により注目断面を走査して取得されたデータと第２算出部２３２ｂにより求められた傾斜角度θとに基づいて、被検眼Ｅの血流情報を生成する。より具体的には、血流情報生成部２３３は、ドップラーＯＣＴにより取得された位相画像と、第２算出部２３２ｂにより算出された注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度θとに基づいて、注目血管Ｄｂに関する血流情報を生成する。前述のように、血流情報生成部２３３には、血流速度算出部２３３１と、血管径算出部２３３２と、血流量算出部２３３３とが設けられている。
【００７９】
（血流速度算出部２３３１）
血流速度算出部２３３１は、位相画像として得られる位相差の時系列変化に基づいて、注目血管Ｄｂ内を流れる血液の注目断面Ｃ２における血流速度を算出する。この算出対象は、或る時点における血流速度でもよいし、この血流速度の時系列変化（血流速度変化情報）でもよい。前者の場合、例えば心電図の所定の時相（例えばＲ波の時相）における血流速度を選択的に取得することが可能である。また、後者における時間の範囲は、注目断面Ｃ２を走査した時間の全体又は任意の一部である。
【００８０】
血流速度変化情報が得られた場合、血流速度算出部２３３１は、当該時間の範囲における血流速度の統計値を算出することができる。この統計値としては、平均値、標準偏差、分散、中央値、最大値、最小値、極大値、極小値などがある。また、血流速度の値についてのヒストグラムを作成することもできる。
【００８１】
血流速度算出部２３３１は、前述のようにドップラーＯＣＴの手法を用いて血流速度を算出する。このとき、傾斜角度算出部２３２により算出された注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度θが考慮される。具体的には、傾斜角度算出部２３２は次式を用いる。
【００８２】
【数１】
0006502791.tif 000002
【００８３】
ここで：
Δｆは、測定光ＬＳの散乱光が受けるドップラーシフトを表す；
ｎは、媒質（血液）の屈折率を表す；
ｖは、媒質の流速（血流速度）を表す；
θは、測定光ＬＳの入射方向と媒質の流れ方向（傾斜角度）とが成す角度を表す；
λは、測定光ＬＳの中心波長を表す。
【００８４】
この実施形態では、ｎとλは既知であり、Δｆは位相差の時系列変化から得られ、θは傾斜角度であり又は傾斜角度から得られる。これらの値を式（１）に代入することにより、血流速度ｖが算出される。
【００８５】
（血管径算出部２３３２）
血管径算出部２３３２は、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの径を算出する。この算出方法の例として、眼底像を用いた第１の算出方法と、断層像を用いた第２の算出方法がある。
【００８６】
第１の算出方法が適用される場合、注目断面Ｃ２の位置を含む眼底Ｅｆの部位の撮影があらかじめ行われる。それにより得られる眼底像は、観察画像（のフレーム）でもよいし、撮影画像でもよい。撮影画像がカラー画像である場合には、これを構成する画像（例えばレッドフリー画像）を用いてもよい。
【００８７】
血管径算出部２３３２は、撮影画角（撮影倍率）、ワーキングディスタンス、眼球光学系の情報など、画像上のスケールと実空間でのスケールとの関係を決定する各種ファクターに基づいて、眼底像におけるスケールを設定する。このスケールは実空間における長さを表す。具体例として、このスケールは、隣接する画素の間隔と、実空間におけるスケールとを対応付けたものである（例えば画素の間隔＝１０μｍ）。なお、上記ファクターの様々な値と、実空間でのスケールとの関係をあらかじめ算出し、この関係をテーブル形式やグラフ形式で表現した情報を記憶しておくことも可能である。この場合、血管径算出部２３３２は、上記ファクターに対応するスケールを選択的に適用する。
【００８８】
更に、血管径算出部２３３２は、このスケールと、断層像Ｇ２内の血管領域に含まれる画素とに基づいて、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの径、つまりこの血管領域の径を算出する。具体例として、血管径算出部２３３２は、この血管領域の様々な方向の径の最大値や平均値を求める。また、血管領域２３５は、この血管領域の輪郭を円近似又は楕円近似し、その円又は楕円の径を求めることができる。なお、血管径が決まればこの血管領域の面積を（実質的に）決定することができるので、血管径を求める代わりに当該面積を算出するようにしてもよい。
【００８９】
第２の算出方法について説明する。第２の算出方法では、注目断面Ｃ２における眼底Ｅｆの断層像が用いられる。この断層像は、第２走査に基づく断層像でもよいし、これとは別に取得されたものでもよい。この断層像におけるスケールは、測定光ＬＳの走査態様に応じて決定される。図５に示すように注目断面Ｃ２を走査する場合、注目断面Ｃ２の長さは、ワーキングディスタンス、眼球光学系の情報など、画像上のスケールと実空間でのスケールとの関係を決定する各種ファクターに基づいて決定される。血管径算出部２３３２は、例えば、この長さに基づいて隣接する画素の間隔を求め、第１の算出方法と同様にして注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの径を算出する。
【００９０】
（血流量算出部２３３３）
血流量算出部２３３３は、血流速度の算出結果と血管径の算出結果とに基づいて、注目血管Ｄｂ内を流れる血液の流量を算出する。この処理の一例を以下に説明する。
【００９１】
血管内における血流がハーゲン・ポアズイユ流（Ｈａｇｅｎ−Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ  ｆｌｏｗ）と仮定する。また、血管径をｗとし、血流速度の最大値をＶｍとすると、血流量Ｑは次式で表される。
【００９２】
【数２】
0006502791.tif 000003
【００９３】
血流量算出部２３３３は、血管径算出部２３３２による血管径の算出結果ｗと、血流速度算出部２３３１による血流速度の算出結果に基づく最大値Ｖｍとを式（２）に代入することにより、血流量Ｑを算出する。
【００９４】
（断面設定部２３４）
主制御部２１１は、表示部２４１に眼底像を表示させる。この眼底像は観察画像でも撮影画像でもよい。また、この眼底像は撮影画像を構成する画像であってもよい。ユーザは、操作部２４２を操作することで、表示された眼底像に注目断面Ｃ２を指定する。断面設定部２３４は、指定された注目断面Ｃ２とこの眼底像とに基づいて、第１走査が適用される４つ（以上）の補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４を設定する。なお、前述のように、注目断面Ｃ２は所望の注目血管Ｄｂを横切るように指定される。
【００９５】
注目断面Ｃ２を眼底像に指定する操作は、例えばポインティングデバイスを用いて行われる。また、表示部２４１がタッチパネルの場合、ユーザは表示された眼底像の所望の位置に触れることで注目断面Ｃ２を指定する。この場合において、注目断面Ｃ２のパラメータ（向き、長さ等）は、手動又は自動で設定される。
【００９６】
手動の場合の例として、パラメータを設定するための所定のインターフェイスを用いることができる。このインターフェイスは、スイッチ等のハードウェアでもよいし、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）等のソフトウェアでもよい。
【００９７】
自動の場合の例として、断面設定部２３４は、ユーザが眼底像に指定した位置に基づいてパラメータを設定する。長さの自動設定は、あらかじめ決められた値を適用してもよいし、指定位置及びその近傍の血管の位置を考慮してもよい。前者の値は、例えば、所定の注目血管とその近傍の血管との間の一般的な距離に基づいて指定される。この距離の情報は、臨床データに基づいて生成できる。後者の場合も同様である。
【００９８】
注目断面Ｃ２の向きの自動設定については、あらかじめ決められた向きを適用してもよいし、注目血管Ｄｂの向きを考慮してもよい。前者の場合、所定の注目血管の各位置における向きを表す情報をあらかじめ生成し、これを参照する。この情報は、臨床データに基づき生成できる。後者の場合、指定位置における注目血管Ｄｂの走行方向を求め、この走行方向に基づいて設定される。この走行方向を求める処理は、例えば注目血管Ｄｂの細線化処理を介して行われる。なお、いずれの場合においても、注目断面Ｃ２の向きは、ｘｙ平面において、走行方向に直交するように設定されることが望ましい。
【００９９】
次に、第１走査が適用される補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４を設定する処理について説明する。断面設定部２３４は、注目断面Ｃ２から所定距離だけ離れた位置に補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４を設定する。この距離は、前述の断面間隔（Ｌ）や断面全幅（４Ｌ）に相当する。また、補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４の長さ及び／又は向きは、注目断面Ｃ２の場合と同様にして設定される。
【０１００】
以上のように機能するデータ処理部２３０は、例えば、プロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記機能をプロセッサに実行させるコンピュータプログラムがあらかじめ格納されている。
【０１０１】
（ユーザインターフェイス２４０）
ユーザインターフェイス２４０には、表示部２４１と操作部２４２とが含まれる。表示部２４１は、演算制御ユニット２００の表示デバイスや表示装置３を含む。操作部２４２は、演算制御ユニット２００の操作デバイスを含む。ユーザインターフェイス２４０は、例えばタッチパネルのように、表示機能と操作機能とを備えるデバイスを含んでよい。
【０１０２】
［動作］
血流計測装置１の動作について説明する。図９は、血流計測装置１の動作の一例を表す。
【０１０３】
（Ｓ１：患者の選択）
まず、血流計測の対象となる患者を選択する。患者の選択は、例えば患者ＩＤを入力することにより行われる。
【０１０４】
（Ｓ２：撮影位置の指定）
ユーザは、装置光学系の位置を調整するなどして被検眼Ｅの撮影を行う位置を指定する。
【０１０５】
（Ｓ３：アライメント）
次に、被検眼Ｅに対する装置光学系の位置合わせ（アライメント）が行われる。アライメントは、例えばアライメント指標を用いて行われる。或いは、本出願人による特開２０１３−２４８３７６号公報に記載された２以上の前眼部カメラが設けられている場合、前眼部を異なる方向から実質的に同時に撮影して得られる２以上の画像に基づいてアライメントを行うことができる。本ステップにおいて、フォーカス調整等を更に行ってもよい。
【０１０６】
（Ｓ４：血流計測位置の指定）
続いて、血流計測が行われる位置（特に注目断面Ｃ２）が指定される。このとき、ユーザにより指定された断面が適正か否か判定するための処理を実行することができる。この適否判定は、例えば、当該断面やその近傍をＯＣＴスキャンして得られた画像に基づいて、当該断面における当該血管の傾斜角度を算出する処理と、この傾斜角度が許容範囲に含まれるか否か判定する処理とを含む。傾斜角度が既定の許容範囲に含まれる場合、この断面が血流計測の対象（注目断面Ｃ２）として採用される。注目断面Ｃ２が決定すると、断面設定部２３４は、第１走査の対象となる４つ（以上）の補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４を設定する。
【０１０７】
（Ｓ５：第１走査）
血流計測装置１は、ステップＳ４で断面設定部２３４により設定された補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４のＯＣＴスキャンを実行する（第１走査）。第１走査におけるＯＣＴスキャンは、例えば次のような順序で実行される。
【０１０８】
スキャンシーケンスの第１の例では、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４を「Ｃ１１→Ｃ１４→Ｃ１２→Ｃ１３」の順でＯＣＴスキャンする（前述した一連の走査）。つまり、第１の例では、第１データ群（外側の２つの断層像Ｇ１１及びＧ１４）に対応する補助断面Ｃ１１及びＣ１４の走査を連続して実行し、かつ、第２データ群（内側の２つの断層像Ｇ１２及びＧ１３）に対応する補助断面Ｃ１２及びＣ１３の走査を連続して実行する。これは、第１データ群に含まれる２つ（以上）のデータを収集するための２以上のＯＣＴスキャンの間の時間間隔を短くすることにより、当該期間における被検眼Ｅの動きの影響を小さくすることを意図している。第１の例によれば、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４に対応する断層像がそれぞれ１つずつ形成される。
【０１０９】
スキャンシーケンスの第２の例では、第１の例における一連の走査「Ｃ１１→Ｃ１４→Ｃ１２→Ｃ１３」を繰り返し実行する。すなわち、第２の例では、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４を「Ｃ１１→Ｃ１４→Ｃ１２→Ｃ１３→Ｃ１１→Ｃ１４→Ｃ１２→Ｃ１３→Ｃ１１→・・・・」の順でＯＣＴスキャンが行われる。つまり、第２の例では、第１の例と同様に、第１データ群（外側の２つの断層像Ｇ１１及びＧ１４）に対応する補助断面Ｃ１１及びＣ１４の走査を連続して実行し、かつ、第２データ群（内側の２つの断層像Ｇ１２及びＧ１３）に対応する補助断面Ｃ１２及びＣ１３の走査を連続して実行しつつ、更に、第１データ群に対応する補助断面Ｃ１１及びＣ１４の走査と、第２データ群に対応する補助断面Ｃ１２及びＣ１３の走査の走査とを交互に実行する。第２の例によれば、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４に対応する断層像がそれぞれＮ個ずつ形成される（Ｎは、一連の走査の反復回数を表す）。
【０１１０】
なお、第１の例及び第２の例では、第１走査により取得されたデータから２つのデータ群を形成している。一方、第１走査により取得されたデータから３つ以上のデータ群を形成することもできる。例えば第１走査により取得されたデータから３つのデータ群が形成される場合、第１の例と同様に、第１データ群に対応する補助断面群の走査を連続して実行し、第２データ群に対応する補助断面群の走査を連続して実行し、かつ、第３データ群に対応する補助断面群の走査を連続して実行することができる。更に、第２の例と同様に、第１データ群に対応する補助断面群の走査と、第２データ群に対応する補助断面群の走査の走査と、第３データ群に対応する補助断面群の走査の走査とを巡回的に実行することができる。第１走査により取得されたデータから４つ以上のデータ群を形成する場合についても同様である。本実施形態において、「交互に実行する」は、このような「巡回的な実行」も含むものとする。
【０１１１】
（Ｓ６：各データ群から傾斜角度θｉを算出する）
第１算出部２３２ａは、ステップＳ５で取得された第１データ群を解析することにより、注目血管Ｄｂの第１傾斜角度θ１を求める。更に、第１算出部２３２ａは、第２データ群を解析することにより、注目血管Ｄｂの第２傾斜角度θ２を求める。
【０１１２】
ステップＳ５においてスキャンシーケンスの第１の例が適用された場合、第１算出部２３２ａは、外側の２つの断層像Ｇ１１及びＧ１４に基づき第１傾斜角度θ１を算出し、内側の２つの断層像Ｇ１２及びＧ１３に基づき第２傾斜角度θ２を算出する（図８を参照）。
【０１１３】
或いは、ステップＳ５においてスキャンシーケンスの第１の例が適用された場合、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４についてＮ個ずつ形成された合計４Ｎ個の断層像に基づいて、注目血管Ｄｂの傾斜角度の複数の値を算出する。この複数の値を求めるための４Ｎ個の断層像の組み合わせは任意である。その具体例については後述する。
【０１１４】
（Ｓ７：注目断面での傾斜角度θを算出する）
第２算出部２３２ｂは、ステップＳ６で求められた第１傾斜角度θ１及び第２傾斜角度θ２に基づいて、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度θを求める。なお、ステップＳ６及びＳ７を、ステップＳ８の第２走査より後に実行するようにしてよい。
【０１１５】
（Ｓ８：第２走査）
血流計測装置１は、ステップＳ４で指定された注目断面Ｃ２の反復的なＯＣＴスキャンを実行する（第２走査）。位相画像形成部２２２は、第２走査により取得されたデータに基づいて、注目断面Ｃ２における位相差の時系列変化を表す位相画像を形成する。更に、断層像形成部２２１は、当該データに基づいて注目断面Ｃ２の断層像Ｇ２を形成する。データ処理部２３０（血管領域特定部２３１、血管径算出部２３３２等）は、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの径を求める。
【０１１６】
（Ｓ９：血流情報の生成）
血流速度算出部２３３１は、ステップＳ７で算出された傾斜角度θと、ステップＳ８で取得された位相画像とに基づいて、注目断面Ｃ２における血流速度を算出する。更に、血流量算出部２３３３は、この血流速度の算出結果と、ステップＳ８で得られた血管径の算出結果とに基づいて、注目血管Ｄｂ内を流れる血液の流量を算出する。
【０１１７】
主制御部２１１は、血流速度の算出結果、血流量の算出結果等を含む血流情報を表示部２４１に表示させる。また、主制御部２１１は、ステップＳ１で入力された患者ＩＤに関連付けて血流情報を記憶部２１２に記憶させる。以上で、本例の血流計測に関する処理は終了となる。
【０１１８】
ステップＳ５の第１走査において、スキャンシーケンスの第２の例が適用された場合の具体例を説明する。
【０１１９】
４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４に対する一連の走査「Ｃ１１→Ｃ１４→Ｃ１２→Ｃ１３」の反復回数Ｎ＝４とする。第ｎ回目の一連の走査から得られた４つの断層像を次のように記載する（ｎ＝１〜４）：補助断面Ｃ１１に対応する断層像Ｇ１１（ｎ）、補助断面Ｃ１２に対応する断層像Ｇ１２（ｎ）、補助断面Ｃ１１に対応する断層像Ｇ１３（ｎ）、補助断面Ｃ１４に対応する断層像Ｇ１４（ｎ）。
【０１２０】
注目血管Ｄｂの傾斜角度を算出するための、これら１６個の断層像の組み合わせ態様の例を図１０に示す。図１０に示す組み合わせ態様には、７つの組み合わせ（＃１、＃２、・・・、＃７）が含まれている。
【０１２１】
第１の組み合わせ＃１は、第１回目の一連の走査で得られた４つの断層像Ｇ１１（１）、Ｇ１２（１）、Ｇ１３（１）及びＧ１４（１）を含む。第１算出部２３２ａは、断層像Ｇ１１（１）及びＧ１４（１）に基づき第１傾斜角度θ１（１）を算出し、断層像Ｇ１２（１）及びＧ１３（１）に基づき第２傾斜角度θ２（１）を算出する。更に、第２算出部２３２ｂは、第１傾斜角度θ１（１）及び第２傾斜角度θ２（１）に基づき、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度θ（１）を求める。
【０１２２】
第２の組み合わせ＃２は、第２回目の一連の走査で得られた２つの断層像Ｇ１１（２）及びＧ１２（２）と、第１回目の一連の走査で得られた２つの断層像Ｇ１３（１）及びＧ１４（１）とを含む。第１算出部２３２ａは、断層像Ｇ１１（２）及びＧ１４（１）に基づき第１傾斜角度θ１（２）を算出し、断層像Ｇ１２（２）及びＧ１３（１）に基づき第２傾斜角度θ２（２）を算出する。更に、第２算出部２３２ｂは、第１傾斜角度θ１（２）及び第２傾斜角度θ２（２）に基づき、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度θ（２）を求める。
【０１２３】
第３〜第７の組み合わせ＃３〜＃７についても同様に、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度θ（３）〜θ（７）が算出される。
【０１２４】
第２算出部２３２ｂは、このようにして取得された７つの傾斜角度θ（１）〜θ（７）に基づいて、注目断面Ｃ２における注目血管Ｄｂの傾斜角度の最終結果θを算出する。この処理は、例えば、７つの傾斜角度θ（１）〜θ（７）の統計値（単純平均、加算平均、中央値、最頻値等）を算出する処理を含んでよい。或いは、第１傾斜角度θ１（ｎ）と第２傾斜角度θ２（ｎ）との差分が最小であるｎ＝ｎ０を特定し、第１傾斜角度θ１（ｎ０）、第２傾斜角度θ２（ｎ０）又はこれらから得られたθ（ｎ０）を採用するようにしてもよい。
【０１２５】
［作用・効果］
実施形態に係る血流計測装置の作用及び効果について説明する。
【０１２６】
実施形態は、眼底の血管（注目血管Ｄｂ）に交差する注目断面（Ｃ２）をＯＣＴを用いて繰り返し走査して取得されたデータに基づいて血流情報を生成する血流計測装置であって、データ取得部と、第１算出部と、第２算出部と、血流情報生成部とを備える。データ取得部は、血管に交差する４以上の断面（補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４等）をＯＣＴを用いて走査することによりデータ（断層像Ｇ１１〜Ｇ１４等）を取得する。第１算出部は、これら４以上のデータ（断層像Ｇ１１〜Ｇ１４等）のうちの２以上のデータからなる第１データ群（断層像Ｇ１１及びＧ１４等）を解析することにより、血管の第１傾斜角度（θ１）を求める。更に、第１算出部は、第１データ群に含まれない１以上のデータを含む２以上のデータからなる第２データ群（断層像Ｇ１２及びＧ１３等）を解析することにより血管の第２傾斜角度（θ２）を求める。第２算出部は、第１算出部により求められた第１傾斜角度及び第２傾斜角度に基づいて、注目断面における血管の傾斜角度（θ）を求める。血流情報生成部は、注目断面を繰り返し走査して取得されたデータ（位相画像等）と第２算出部により求められた傾斜角度とに基づいて、血流情報の生成を行う。一例である上記実施形態において、データ取得部は、ＯＣＴのための光学系と画像形成部２２０とを含み、第１算出部は第１算出部２３２ａを含み、第２算出部は第２算出部２３２ｂを含み、血流情報生成部は血流情報生成部２３３の少なくとも一部を含む。
【０１２７】
このような実施形態によれば、４以上の補助断面をＯＣＴスキャンして得られたデータの組み合わせを代えて、注目血管の傾斜角度の推定を２回以上実行し、これら推定値に基づいて、ドップラーＯＣＴのための注目断面における注目血管の傾斜角度を求めることができる。ここで、４以上の補助断面のうち両端に位置する補助断面の間の距離（断面全幅）は、演算の確度や精度を確保できるように従来よりも広く設定される。例えば、従来の２００μｍに対して４００μｍに設定することができる。更に、血管の蛇行に起因する誤差の影響を考慮して、補助断面及び注目断面を含む５以上の断面の間隔（断面間隔）を設定することができる。また、補助断面の個数についても任意に設定可能である。したがって、血管の向きを推定するための補助断面の設定の最適化を図ることが可能である。
【０１２８】
実施形態において、第１データ群は、４以上の補助断面のうち両端に位置する補助断面の一方又は双方を含んでよい。例えば、上記の実施形態では、第１データ群は、４つの補助断面Ｃ１１〜Ｃ１４のうち両端に位置する補助断面Ｃ１１及びＣ１４を含んでいる。なお、補助断面Ｃ１１及びＣ１４の一方のみを含むように第１データ群を構成することもできる。
【０１２９】
実施形態において、第１データ群のうち両端に位置する２つの断面の間の距離と、第２データ群のうち両端に位置する２つの断面の間の距離とが異なるように、第１データ群及び第２データ群を構成することができる。例えば、上記の実施形態では、第１データ群は距離４Ｌだけ離れた補助断面Ｃ１１及びＣ１４を含み、かつ、第２データ群は距離２Ｌだけ離れた補助断面Ｃ１２及びＣ１３を含む。これにより、第１データ群を用いて確度や精度が比較的高い傾斜角度θ１を求めつつ、第２データ群を用いて血管の蛇行の影響が比較的低い傾斜角度θ２を求め、これらから最終的な傾斜角度θを取得することができる。
【０１３０】
実施形態において、データ取得部は、第１データ群に対応する２以上の補助断面の走査を連続して実行し、かつ、第２データ群に対応する２以上の補助断面の走査を連続して実行することができる。それにより、第１データ群に含まれる２以上のデータを収集するための２以上のＯＣＴスキャンの間の時間間隔を短縮し、当該期間における被検眼の動きに起因する誤差を低減することができる。
【０１３１】
更に、データ取得部は、第１データ群に対応する２以上の補助断面の走査と、第２データ群に対応する２以上の補助断面の走査とを交互に実行することができる。それにより、各補助断面について複数のサンプル（断層像）を取得することができ、傾斜角度の算出における誤差を低減させることが可能である。また、これら２つの走査を交互に行うことにより、被検眼の動きに起因する誤差の低減を図ることができる。なお、前述したように、３以上のデータ群に対応する３以上の補助断面群の走査を巡回的に実行する場合の本発明に含まれる。
【０１３２】
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形（省略、置換、付加等）を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  血流計測装置
１００  ＯＣＴユニット
２２０  画像形成部
２３０  データ処理部
２３２  傾斜角度算出部
２３２ａ  第１算出部
２３２ｂ  第２算出部
２３３  血流情報生成部
【図１】
0006502791.tif 000004
【図２】
0006502791.tif 000005
【図３】
0006502791.tif 000006
【図４】
0006502791.tif 000007
【図５】
0006502791.tif 000008
【図６】
0006502791.tif 000009
【図７】
0006502791.tif 000010
【図８】
0006502791.tif 000011
【図９】
0006502791.tif 000012
【図１０】
0006502791.tif 000013