(57)【要約】【課題】コントラストの良好な断層画像を得ることができるプローブ型の光断層像撮影装置を提供すること。【解決手段】光断層像撮影装置１は、測定光源１１から出力された光を測定光と参照光とに分割し、被検体内に挿入されるプローブ２を介して，被検体に測定光を照射し，且つ，測定光を繰り返し走査し、測定光の反射光と参照光との干渉を検出器１９によって検出する干渉光学系１０と、制御部３０と、を備える。制御部３０は、検出器１９からのOCT信号に基づいて断層画像を取得し、取得される断層画像のうち、プローブ２における遮光部材６１よりもプローブ２の外側の領域であって、遮光部材６１によって測定光が遮られる閉口部エリアにおける輝度分布に基づいて、断層画像のコントラストを調整する。【選択図】    図６
2017153748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出力された光を測定光と参照光とに分割し、被検体内に挿入されるプローブを介して，被検体に前記測定光を照射し，且つ，前記測定光を繰り返し走査し、前記測定光の反射光と前記参照光との干渉を検出器によって検出する干渉光学系と、
前記検出器からのＯＣＴ信号に基づいて断層画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段によって取得される断層画像のうち、前記プローブにおける遮光部よりも前記プローブの外側の領域であって、前記遮光部によって前記測定光が遮られる閉口部エリアにおける輝度分布に基づいて前記断層画像のコントラストを調整するコントラスト調整手段と、を備える光断層像撮影装置。
【請求項２】
前記コントラスト調整手段は、前記閉口部エリアにおける輝度分布に基づいて前記断層画像における輝度値のオフセット量を検出し、検出したオフセット量で前記断層画像の輝度値を調整する請求項１記載の光断層像撮影装置。
【請求項３】
前記画像取得手段は、前記検出器からの信号に基づいて前記断層画像を時間的に連続して複数取得し、
前記コントラスト調整手段は、連続して取得される断層画像の１つである第１断層画像における前記オフセット量を、前記第１断層画像における前記閉口部エリアの輝度分布と，前記第１断層画像と取得されたタイミングが連続する少なくとも１枚の第２断層画像における前記閉口部エリアの輝度分布と，に基づいて取得し、取得した前記オフセット量に基づいて前記第１断層画像の輝度値を調整する請求項２記載の光断層像撮影装置。
【請求項４】
前記第１断層画像は、前記断層画像取得手段によって逐次取得される新たな断層画像であり，前記第２断層画像は、前記断層画像よりも過去において取得された断層画像であって，新たな断層画像と取得されたタイミングが連続する一定枚数分の範囲に含まれる１枚以上の断層画像であり、
更に、前記第コントラスト調整手段によって輝度値が調整された新たな断層画像に基づく動画像をリアルタイムに表示させる表示制御手段を備える請求項３記載の光断層像撮影装置。
【請求項５】
前記コントラスト調整手段は、前記輝度分布における中央値，最頻値，および，平均値のいずれかに基づいて前記オフセット量を検出する請求項２から４のいずれかに記載の光断層像撮影装置。
【請求項６】
前記コントラスト調整手段は、
前記断層画像のうち、前記開口部エリアにおける輝度分布と前記閉口部エリアにおける輝度分布との比較に基づいて、前記断層画像におけるゲインの補正量を取得し、取得されたゲインの補正量で、前記断層画像の輝度値を調整する請求項２から５のいずれかに記載の光断層像撮影装置。
【請求項７】
前記コントラスト調整手段は、
前記断層画像のうち，被検体の像についての輝度分布を、前記プローブにおける遮光部よりも前記プローブの外側の領域であって，前記測定光が通過する領域である開口部エリアの輝度分布と、前記プローブにおける遮光部よりも前記プローブの外側の領域であって、前記遮光部によって前記測定光が遮られる領域である閉口部エリアの輝度分布とに基づいて取得し、
更に、前記被検体の像についての輝度分布に基づいて、前記断層画像の輝度分布における実質的な黒レベルを示す輝度値と、前記断層画像の輝度分布における実質的な白レベルを示す輝度値と、を検出し、
前記黒レベルを示す輝度値および白レベルを示す輝度値の一方に応じたオフセット量、および、前記黒レベルを示す輝度値と前記白レベルを示す輝度値との間隔に応じたゲインの補正量で、前記断層画像の輝度値を調整する請求項１記載の光断層像撮影装置。
【請求項８】
前記画像取得手段で取得される断層画像は、ＲＡＷ形式で表現される画像であって、
前記コントラスト調整手段は、前記ＲＡＷ形式で表現される断層画像のコントラストを調整し、
ＲＡＷ形式で表現されるコントラスト調整後の断層画像をＲＡＷ形式と比べて少ない階調数で表現される汎用フォーマットの形式に変換するための変換手段を有する請求項１から７のいずれかに記載の光断層像撮影装置。
【請求項９】
光源から出力された光を測定光と参照光とに分割し、被検体内に挿入されるプローブを介して，被検体に前記測定光を照射し，且つ，前記測定光を繰り返し走査し、前記測定光の反射光と前記参照光との干渉を検出器によって検出する干渉光学系と、
前記検出器からのＯＣＴ信号に基づいて断層画像を取得する画像取得手段と、
前記プローブにおける遮光部よりも前記プローブの外側の領域であって、前記遮光部によって前記測定光が遮られる閉口部エリアについてのＯＣＴ信号または前記断層画像に基づいて、前記断層画像の形成条件を設定する条件調整手段と、を備える光断層像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被検体の組織の断層画像を撮影する光断層像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体の所定部位における断層画像を撮影することができる装置として、光断層干渉計（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）を用いた装置が知られている。ＯＣＴを用いた光断層像撮影装置は、光源から出射された光を測定光と参照光に分割し、分割した測定光を被検体の組織に走査させながら照射する。組織によって反射された測定光を参照光と合成し、合成した光の干渉信号から、組織の深さ方向の情報を取得する。光断層像撮影装置は、取得した深さ方向の情報を用いて断層画像を生成することができる。
【０００３】
光断層像撮影装置の一種として、被検体内に挿入可能なプローブの先端から測定光を照射することで、組織の断層画像を被検体内から撮影するプローブ型の装置がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８８２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなプローブ型の装置において、断層画像の画像形成条件が調整される場合がある。例えば、コントラストを改善するために、一旦撮影された断層画像の輝度分布が調整されることが考えられる。しかし、断層画像全体に含まれるノイズ成分の影響により、適正にコントラストを調整することは容易ではない。
【０００６】
本開示は、従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、良好な断層画像を得ることができるプローブ型の光断層像撮影装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の第１態様に係る光断層像撮影装置は、光源から出力された光を測定光と参照光とに分割し、被検体内に挿入されるプローブを介して，被検体に前記測定光を照射し，且つ，前記測定光を繰り返し走査し、前記測定光の反射光と前記参照光との干渉を検出器によって検出する干渉光学系と、前記検出器からのOCT信号に基づいて断層画像を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段によって取得される断層画像のうち、前記プローブにおける遮光部よりも前記プローブの外側の領域であって、前記遮光部によって前記測定光が遮られる閉口部エリアにおける輝度分布に基づいて前記断層画像のコントラストを調整するコントラスト調整手段と、を備える。
【０００８】
本開示の第２態様に係る光断層像撮影装置は、光源から出力された光を測定光と参照光とに分割し、被検体内に挿入されるプローブを介して，被検体に前記測定光を照射し，且つ，前記測定光を繰り返し走査し、前記測定光の反射光と前記参照光との干渉を検出器によって検出する干渉光学系と、前記検出器からのOCT信号に基づいて断層画像を取得する画像取得手段と、前記プローブにおける遮光部よりも前記プローブの外側の領域であって、前記遮光部によって前記測定光が遮られる閉口部エリアについてのOCT信号または前記断層画像に基づいて、前記断層画像の形成条件を設定する条件調整手段と、を備える光断層像撮影装置。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の装置によれば、良好な断層画像が得られやすいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光断層像撮影装置と周辺機器の概略構成を示す図である。
【図２】プローブの先端部近傍の拡大図である。
【図３】極座標系で表現される断層画像を模式的に示した図である。
【図４】直交座標で表現される断層画像を模式的に示した図である。
【図５】撮影時に作業者によって確認される眼底の様子を示した図である。
【図６】コントラストの調整方法の一例を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示における１つの実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、本実施形態に係る光断層像撮影装置（以下、「撮影装置」と省略する）１の概略構成について説明する。撮影装置１は、被検体内の組織の断層画像（Ｂスキャン画像）を、被検体内に挿入されるプローブ２を利用して撮影する。
【００１３】
以下、具体例として、撮影装置１は、眼科撮影装置であるものとする。即ち、被検眼Ｅの内部組織（例えば、網膜）の断層画像が、撮影装置１によって撮影される。しかし、本開示は、眼以外の被検体（例えば、内臓、耳等）の断層画像を撮影する装置にも適用できる。撮影装置１は、測定部１０と制御部３０を備える。
【００１４】
測定部１０は、光断層干渉計（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の構成（例えば、干渉光学系）を備える。本実施形態の測定部１０は、測定光源１１、エイミング光源１２、カップラー１３、カップラー１４、参照光学系１５、装着部１６、ファイバ回転モータ１８、検出器（受光素子）１９および光路長変更ユニット２０を備える。
【００１５】
測定光源１１は、断層画像を取得するための光を出射する。一例として、本実施形態の撮影装置１は、出射するレーザ光の波長を高速で変化させることが可能な測定光源１１を備えることで、Ｓｗｅｐｔ−ｓｏｕｒｃｅ  ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）計測によって断層画像を取得する。本実施形態の測定光源１１は、レーザ媒体、共振器、および波長選択フィルタ等によって構成される。波長選択フィルタとして、例えば、回折格子とポリゴンミラーの組み合わせ、または、ファブリー・ペローエタロンを用いたフィルタ等を採用できる。
【００１６】
エイミング光源１２は、測定光の照射位置（つまり、断層画像の撮影位置。）を示すための可視光であるエイミング光を出射する。
【００１７】
カップラー１３は、測定光源１１から出射された光と、エイミング光源１２から出射されたエイミング光と、の２つの光の光軸を一致させる。カップラー１４は、カップラー１３から入射された光を、測定光（試料光）と参照光に分割する。測定光は、装着部１６に装着されたプローブ２に導光される。参照光は、参照光学系１５に導光される。また、カップラー１４は、被検眼Ｅによって反射された測定光（反射測定光）と、参照光学系１５によって生成された参照光とを合成して干渉光を生成する。カップラー１４は、生成した干渉光を検出器１９に受光させる。
【００１８】
参照光学系１５は、カップラー１４から導光された参照光を再びカップラー１４に戻す。参照光学系１５は、反射光学系であってもよいし（特開２０１４−１８８２７６号公報）、透過光学系であってもよい（特開２０１０−２２０７７４号公報等）。
【００１９】
また、測定部１０は、測定光と参照光の光路長差を変更する光路長変更ユニット２０を有する。  
【００２０】
検出器１９は、反射測定光と参照光の干渉状態を検出する。換言すると、検出器１９は、カップラー１４によって生成された干渉光の干渉信号を検出する。より詳細には、フーリエドメインＯＣＴの場合には、干渉光のスペクトル強度が検出器１９によって検出され、スペクトル強度データに対するフーリエ変換によって、所定範囲における深さプロファイル（Ａスキャン信号）が取得される。また、走査位置毎に深さプロファイルを収集し、深さプロファイルを並べることで、断層画像（Ｂスキャン画像  図３参照）が形成される。
【００２１】
前述したように、本実施形態の撮影装置１には、ＳＳ−ＯＣＴが採用されている。しかし、撮影装置１には、種々のＯＣＴを採用できる。例えば、Ｓｐｅｃｔｒａｌ−ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）、Ｔｉｍｅ−ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）等のいずれを撮影装置１に採用してもよい。ＳＳ−ＯＣＴを採用する場合、複数の受光素子を有する平衡検出器を検出器１９として採用することが望ましい。平衡検出器を用いる場合、撮影装置１は、複数の受光素子からの干渉信号の差分を得て、干渉信号に含まれる不要なノイズを削減することができる。その結果、断層画像の品質が向上する。
【００２２】
装着部（例えばコネクタ）１６には、プローブ２におけるファイバ４の後端部（基端部）が着脱可能に装着される。装着部１６に対してプローブ２が装着されることによって、カップラー１４によって分割された測定光の導光路（例えば、測定部１０内のファイバ４）と、プローブ２とが接続される。
【００２３】
ファイバ回転モータ（以下、「モータ」と省略する）１８は、ファイバ４が装着された装着部１６を、ファイバ４の軸を中心として回転させることができる。つまり、モータ１８は、装着部１６を回転させることでファイバ４を回転させる。その結果として、本実施形態では、測定光およびエイミング光が走査される（詳細は後述する）。モータ１８には、回転検出センサ１８ａが設けられている。回転検出センサ１８ａは、後端部におけるファイバ４の回転を１回転毎に検出すると共に、検出毎（つまり、１回転毎）に信号を制御部３０へ出力する。回転検出センサ１８ａからの信号は、各々の断層画像（Ｂスキャン画像）の生成開始のタイミングを決定するために利用される。
【００２４】
ここで、図１および図２を参照して、装着部１６に装着されるプローブ２について説明する。本実施形態のプローブ２は、プローブ本体３と、ファイバ４と、を備える。また、プローブ本体３は、ハンドピース５、およびニードル６を有する。
【００２５】
ファイバ４は、プローブ本体３に挿入されており，プローブ本体３の外部からのニードル６の先端部まで、測定部１０のカップラー１４から導かれた測定光とエイミング光を導光する。
【００２６】
ファイバ４は、図示無きトルクコイルによって被覆されている。トルクコイルは、トルク伝達部の一例であり、モータ１８からのトルクをファイバ４に伝達する。これにより、ファイバ４がトルクコイルと共に回転される。本実施形態において、ファイバ４およびトルクコイル７は、ハンドピース５に対して自在に回転する。
【００２７】
ハンドピース５は、作業者（例えば、検者、術者等）によって把持される略筒状の部材である。ニードル６は、ハンドピース５の先端に設けられており、ハンドピース５の外径よりも小さい外径を有する。ニードル６の先端部は、被検体（例えば、被検眼Ｅ）の内部に挿入される。ファイバ４は、ハンドピース５の後端部に接続し、ニードル６の先端部まで延びている。プローブ２は、ファイバ４によって導光された測定光およびエイミング光を走査させながら、それぞれの光を先端部から出射することができる。
【００２８】
ここで、図２を参照して、プローブ２における先端部の構造を、より詳細に説明する。ニードル６の先端部には、遮光部材６１、外筒６６、保持部６８、および偏向部７１等が設けられている。
【００２９】
遮光部材６１は、ファイバ４の先端側の周囲（特に、保持部６８および偏向部７１の周囲）を囲む。本実施形態では、遮光部材６１の形状は、略筒状である。遮光部材６１は、測定光およびエイミング光を遮光する材質によって形成されている。遮光部材６１のうち、軸線方向において偏向部７１が位置する部位の近傍には、測定光およびエイミング光の走査方向（軸周りの方向）に所定の幅を有する切欠き６２（又は、開口）が形成されている。偏向部７１から照射された光は、切欠き６２の内側の領域６３（以下、「透過領域６３」という。）では外部に透過されるが、切欠き６２が形成されていない領域６４（以下、「遮光領域６４」という。）では遮光部材６１によって遮光される。
【００３０】
本実施形態では、遮光部材６１の内側の面には粗面加工が施されている。つまり、遮光部材６１の内側の面には、微細な多数の凹凸が形成されている。この場合、遮光領域６４では、遮光部材６１の内側の面に照射された光が散乱する。従って、遮光部材６１の内側が光を散乱させにくい場合（例えば、内側の面に鏡面加工が施されている場合）に比べて、遮光領域６４で反射された反射光が偏向部７１に戻らない可能性が低下する。つまり、鏡面加工等が施されている場合には、偏向部７１とは異なる方向に光が反射すると、偏向部７１には反射光は入射しない。反射光が散乱すると、反射光は偏向部７１に戻りやすい。よって、撮影装置１は、測定光が遮光領域６４に照射されていることを検出する場合に、遮光領域６４で反射された反射光を用いてより確実な検出を行うことができる。
【００３１】
なお、本実施形態の透過領域６３の形状は略矩形であるが、透過領域６３の大きさ、形状、数等を変更できることは言うまでもない。また、透過領域６３と遮光領域６４を形成するための具体的な方法も変更できる。例えば、測定光およびエイミング光を透過する材質と、遮光する材質とを組み合わせて遮光部材６１を製造することで、透過領域６３と遮光領域６４を形成してもよい。
【００３２】
外筒６６は、測定光およびエイミング光を透過する材質によって形成されており、遮光部材６１の外側を閉塞する。従って、外筒６６は、血液、硝子体の組織等が内側に侵入することを防止しつつ、透過領域６３の内側と外側との間における光の透過を許容する。なお、外筒６６は遮光部材６１の内側に位置してもよい。
【００３３】
保持部６８は、外形略円柱状の部材であり、遮光部材６１に対して固定されている。保持部６８の軸心部分には、ファイバ４を回転可能な状態で挿通する挿通孔６９が形成されている。保持部６８は、遮光部材６１に対するファイバ４の軸の位置を一定にした状態で、ファイバ４を回転可能に保持する。
【００３４】
偏向部７１は、ファイバ４の先端部に設けられている。偏向部７１は、ファイバ４の先端部から出射された光を偏向させる。偏向部７１によって偏向された光は、透過領域６３を通過したときに被検体の組織に照射される。なお、本実施形態において、偏向部７１によって偏向された光は、所定の距離で集光される。偏向部７１は、例えば、ボールレンズであってもよいし、プリズムであってもよい。また、偏向部７１は、組織で反射された反射測定光を受光し、ファイバ４に入射させる。本実施形態の偏向部７１は、ファイバ４の軸方向に対して約７０度の角度で光を偏向させるが、偏向の角度は適宜変更できる。なお、ファイバ４のうち、保持部６８よりも後端側の部分の外周には、トルクコイル７３が設けられている。トルクコイル７３は、モータ１８の回転をファイバ４に伝達するために利用される。
【００３５】
なお、撮影装置１は、測定光のフォーカス調整を行うための光学系等の種々の構成を、測定部１０またはプローブ２に備えてもよい。これらの詳細な説明は省略する。
【００３６】
次に、図１を参照して、装置の制御系を説明する。制御部３０は、ＣＰＵ（プロセッサ）３１、ＲＡＭ３２、ＲＯＭ３３、および不揮発性メモリ３４等を備える。ＣＰＵ３１は、撮影装置１、および周辺機器の制御を司る。ＲＡＭ３２は、各種情報を一時的に記憶する。ＲＯＭ３３には、各種プログラム、初期値等が記憶されている。不揮発性メモリ３４は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュＲＯＭ、および、撮影装置１に着脱可能に装着されるＵＳＢメモリ等を、不揮発性メモリ３４として使用することができる。不揮発性メモリ３４には、撮影制御プログラムが記憶されている。また、不揮発性メモリ３４には、撮影された断層画像等の各種情報が記憶される。
【００３７】
本実施形態では、測定部１０に接続されたパーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）が制御部３０として用いられる。しかし、ＰＣを用いずに、測定部１０と制御部３０を１つのデバイスとして一体化させてもよい。また、制御部３０は、複数の制御部（つまり、複数のプロセッサ）によって構成されてもよい。例えば、ＰＣに設けられた第一制御部と、測定部１０内に設けられた第二制御部とによって、撮影装置１の制御部３０が構成されてもよい。この場合、例えば、ＰＣの第一制御部は、ＰＣに接続された操作部の操作に基づいて、撮影の開始および終了等を第二制御部に対して指示すればよい。第二制御部は、第一制御部からの指示に従って、測定光源１１、エイミング光源１２、モータ１８等の動作を制御すればよい。また、干渉信号に基づく画像の生成処理等は、第一制御部および第二制御部のいずれで行ってもよい。
【００３８】
制御部３０には、表示部４１、操作部４２、および手術顕微鏡４６等の周辺機器が電気的に接続される。表示部４１には、後述する断層画像等が表示される。表示部４１は、ＰＣのディスプレイであってもよいし、撮影装置１専用のディスプレイであってもよい。また、表示部４１は、複数のディスプレイが併用されてもよい。操作部４２は、作業者による各種操作指示を認識するためのデバイスである。操作部４２には、例えば、マウス、ジョイスティック、キーボード、タッチパネル等の少なくともいずれかを用いてもよい。
【００３９】
なお、本実施形態では、検出器１９からの信号に基づいて断層画像を形成する画像形成部を、制御部３０が兼用する。この場合、例えば、制御部３０は、検出器１９からの信号をフーリエ変換することで、深さプロファイル（Ａスキャン）を取得し、走査位置毎に取得された深さプロファイルを並べることで、断層画像（Ｂスキャン画像）を生成する。本実施形態において、プローブ２の軸周りに走査されるため、各々の深さプロファイルは、プローブ２の軸に原点が置かれる極座標系によって表現されている。制御部３０は、この極座標系によって表現された被検体の断層画像データを取得してもよい。より詳細には、図３に示すような、画像の横軸が角度に対応し，且つ，縦軸が深さに対応する極座標系での断層画像が取得されてもよい。
【００４０】
また、極座標系によって表現される断層画像ではなく、直交座標によって表現された断層画像が取得されてもよい。ここでいう、直交座標によって表現された断層画像では、図４に示すように、実空間において互いに直交する軸（例えば、Ｘ軸（水平方向の軸）とＺ軸（深さ方向の軸））が、画像上でも直交するように表現される。このような直交座標によって表現された断層画像は、例えば、極座標系によって表現された断層画像から変換されたものであってもよい（例えば、本出願人による特開２０１５−１０４５８２号公報参照）。
【００４１】
ここで、図３を参照し、撮影装置１において生成される断層画像の一例について説明する。
【００４２】
図３に示すように、撮影装置１において生成される断層画像は、いくつかの領域に区分することができる。図３における像１０１は、内部反射像である。ここでいう、内部反射像１０１は、プローブ２の内部での部材の反射に基づいて形成される。本実施形態において、内部反射像１０１は、遮光部材６１（より詳細には、遮光領域６４）による測定光の反射に基づいて形成される。以下の説明では、便宜上、内部反射像１０１を基準として、各領域の説明を行う。
【００４３】
図３における閉口部エリアは、遮光部材６１の外側（プローブ２の外側）であって、遮光部材６１（遮光領域６４）によって測定光が到達しない（換言すれば、遮ぎられる）領域である。断層画像において、閉口部エリアは、走査方向に関する位置が内部反射像１０１と略同一であって、内部反射像１０１よりも、プローブ２から離間する側（プローブ２の外側。深さ方向に関し，より深い側。図３の例では、紙面下側）の領域である。
【００４４】
図３における開口部エリアは、遮光部材６１の外側であって、遮光部材６１（より詳細には、透過領域（開口））を通過する測定光が照射される領域である。断層画像において、閉口部エリアは、走査方向に関する位置が内部反射像１０１と略同一であって、内部反射像１０１よりも、プローブ２から離間する側の領域である。開口部エリアに形成される像（被検体の像１１０等）は、遮光部材６１を通過した測定光によって形成される。
【００４５】
ところで、図３では、内部反射像１０１よりもプローブ２から離間する側において、反射像１２０（第２の内部反射像）が現れる例が示されている。反射像１２０の起因となる反射箇所としては、例えば、ファイバ４とプローブ２内の図示無きレンズとの接合部分等が考えられる。このように、反射像１２０は、光学系の設計、および、深さ方向に関する画像取得範囲等の装置設計に応じて生じるものである。例えば、反射像１２０と内部反射像１０１との相対的な位置関係は、プローブ２と被検体との位置関係に関わらず一定であってもよい。なお、当業者は、断層画像中に反射像１２０が含まれないように光学系などの装置設計を行ってもよい。
【００４６】
なお、図３に示すように、断層画像中に反射像１２０が現れる場合、開口部エリアおよび閉口部エリアからは、少なくとも反射像１２０およびその近傍領域が除外されているものとする。例えば、図３の断層画像においては、内部反射像１０１と、反射像１２０と、の間に存在する領域が、開口部エリアおよび閉口部エリアとして利用される。
【００４７】
図３に示すプローブ２の内側エリアは、深さ方向に関して、内部反射像１０１が配置される領域である。図３に示す遮光部エリアは、深さ方向に関する内部反射像１０１の位置、または、内部反射像１０１を含む内部反射像１０１の近傍の範囲にて、走査方向に伸びる帯状の領域として示される。遮光部材６１と、プローブ２の先端（ニードル６の先端，より具体的には、偏向部７１）との距離は、既知であるので、内部反射像１０１，および／または，遮光部エリアは、撮影装置１において、断層画像における深さ方向の基準として利用可能である。
【００４８】
以上説明した断層画像における各エリアは、制御部３０による画像処理によって、個別に検出可能（識別可能）であってもよい。
【００４９】
また、図３では、ＯＣＴ信号における信号強度の高い画素ほど高い輝度を持つように視覚化（画像化）された，断層画像を例示した。以下の説明においては、特段の断りが無い限り、ＯＣＴ信号の信号強度と画素における輝度との対応関係が図３と同様の断層画像が生成されるものとする。但し、断層画像として、例えば、図３を白黒反転したような画像が生成されてもよい。この場合における断層画像は、深さプロファイルにおいて信号強度の低い画素ほど高い輝度を持つように視覚化（画像化）される。
【００５０】
手術顕微鏡４６は、被検体（本実施形態では被検眼Ｅ）の内部を、手術中、診断中、またはこれらの訓練中に拡大表示する。作業者は、手術顕微鏡４６を覗き込みながら手術、診断、またはこれらの訓練（本実施形態では、これらをまとめて「作業」という。）を行う。また、本実施形態では、制御部３０は、手術顕微鏡４６によって撮影された画像を取得し、表示部４１に表示させることができる。この場合、作業者は、観察光学系によって撮影された画像を確認しながら作業を行うことができる。なお、作業者が肉眼でプローブ２の先端部近傍を注視する場合でも、本開示は適用できる。
【００５１】
本実施形態では、被検体表面において、断層画像が取得される位置にエイミング光が照射されるので、エイミング光による輝線３０１によって、作業者は、撮影位置を確認できる（図５参照）。
【００５２】
以下、図６を参照して、撮影装置１の動作について説明する。ここでは、撮影装置１で実行されるコントラスト調整処理について説明する。コントラスト調整処理は、断層画像のコントラストを調整するために行われる。本実施形態において、コントラストは、断層画像の閉口部エリアにおける画素の統計情報（主には、輝度分布）に基づいて調整される。以下の説明では、統計情報として、輝度の統計情報（輝度分布）が利用される。なお、輝度分布以外の統計情報の具体例としては、例えば、断層画像がカラー画像である場合、色相，および，彩度のいずれか等についての統計情報であってもよい。以下、詳細な説明を行う。
【００５３】
ここで図６を参照し、コントラスト調整方法の一具体例を説明する。
【００５４】
被検体（被検眼Ｅ）が断層画像として撮像される場合において、断層画像の開口部エリアを構成する画素の輝度分布（ヒストグラム）は、被検体の像１１０を構成する画素による輝度分布（ヒストグラム）と、背景領域を構成する画素の輝度分布（ヒストグラム）と、を含んでいる。両者を重ねあわせたものが、開口部エリアを構成する画素の輝度分布である。なお、ここでいう、背景領域は、断層画像の背景となる箇所である。例えば、図３に示す断層画像の開口部エリアにおいては、被検体の像１１０を除いた箇所である。図３に示す断層画像では、背景領域の輝度が、階調範囲において、比較的低輝度側に分布する。そして、この分布の範囲が、被検体の像１１０の輝度分布と一部重複する場合がある。
【００５５】
ここで、コントラストの調整手法としては、断層画像（または、開口部エリア）の輝度分布（ヒストグラム）に対し、低輝度側、および、高輝度側のそれぞれに、閾値を設定し、２つの閾値に挟まれる分布が、階調範囲の広範囲に伸展するように、各画素の輝度値が調整される。典型的には、オフセット調整（画像輝度値の加算／減算補正）、および、ゲイン調整（画像輝度値の乗算補正）を組み合わせて調整が行われる。
【００５６】
被検体の像１１０における白とび，および，黒つぶれを抑制し、且つ、コントラストを良好に伸展させるためには、上述の２つの閾値の一方または両方が、背景領域の輝度分布に対し、一定の位置関係となるように設定される、或いは、被検体１１０の像の成分に対し、一定の位置関係となるように設定される、のいずれかであることが好ましいと考えられる。
【００５７】
しかしながら、開口部エリア（または断層画像全体）のヒストグラムにおいて、被検体の像１１０の成分は、画像毎に異なりうる。特に、プローブ型の装置では、この傾向が顕著である。すなわち、１つの装置が、種々の被検体（例えば、種々の組織）の撮影に利用されるので、被検体毎に、被検体とプローブ２との位置関係が異なることが考えられ、更に、被検体とプローブ２との位置関係が、作業の内容および状況に応じて適宜異なることが考えられるからである。
【００５８】
また、開口部エリア（または断層画像全体）のヒストグラムにおいて、背景領域と、被検体１１０の像の成分（輝度分布）とを、直接的に分離することは難しい。
【００５９】
これらの理由から、開口部エリア（または断層画像全体）のヒストグラムに基づいて、閾値を上記したいずれかの位置関係で設定することは困難となる。開口部エリア（または断層画像の全体）のヒストグラムに基づいて輝度調整が行われる場合、画像毎に閾値の位置が大きく異なり得る。その結果、コントラストが調整されることで、断層画像毎の輝度が安定しなくなってしまう恐れがある。
【００６０】
これに対し、本実施形態では、閉口部エリアにおける輝度分布に基づいて、断層画像のコントラストが制御部３０によって調整される。閉口部エリアでは、測定光が遮光部材６１で遮られることにより、閉口部エリアは、被検体の種別、作業の内容および状況等によらず、像が生じ得ないものと考えられる。このため、閉口部エリアにおける輝度分布は、開口部エリアにおける背景領域の輝度分布と、同様の特徴を持っていると考えられる。例えば、閉口部エリアにおける輝度分布と、開口部エリアにおける背景領域の輝度分布と、の間で、例えば、ヒストグラムにおける平均値，中央値，最頻値，分散，および，偏差等が一致することが考えられる。
【００６１】
閉口部エリアにおける輝度分布には、被検体の像１１０の成分の影響がない。これにより、例えば、開口部エリアの輝度分布を利用して、背景領域の輝度分布に対し、一定の位置関係となるような閾値を設定することが可能となる。換言すれば、上述の閾値を、被検体の像１１０の成分によらず、設定することができる。
【００６２】
より具体的に説明する。例えば、閉口部エリアにおける輝度分布の平均値，中央値，または最頻値が、コントラスト調整のために設定される低輝度側の閾値（黒レベルという）として検出されてもよい。そして、黒レベルの値に応じて、断層画像に対するオフセット調整（ここでは、画像輝度値の加算／減算補正）が行われてもよい。図６の例では、断層画像における各画素の輝度値が、黒レベルの値分だけ低輝度側にシフトさせる減算補正が行われる。
【００６３】
この場合において、高輝度側の閾値（白レベルという）は、例えば、黒レベルよりも高階調側における開口部エリアのヒストグラムを考慮して設定されてもよいし、予め定められた黒レベルと白レベルとの対応関係（例えば、比例関係等）に基づいて設定されてもよい。いずれの場合も、画像毎に安定して、高輝度側の閾値を設定することができる。
【００６４】
ここで、白レベルを、黒レベルよりも高階調側における開口部エリアのヒストグラムを考慮して設定する場合の具体例を示す。例えば、開口部エリアのヒストグラムから、背景領域の成分を、制御部３０は、閉口部エリアにおけるヒストグラムに基づいて取り除くことができる。その結果、被検体１１０の像のヒストグラムを得ることができる。被検体の像１１０における統計的な特徴値（例えば、平均値，中央値，または，最頻値から、標準偏差σの所定数倍の位置にある値）が、白レベルとして検出されてもよい。
【００６５】
さらに、このようにして特定された２つの閾値の間隔から、断層画像のコントラストを伸展させるためのゲインの補正量を導くことができる。そして、制御部３０によって、オフセットが行われた状態の断層画像のコントラストが、求めたゲインの補正量に応じて伸展される。このようなコントラスト調整の結果として、コントラストが良好に調整された断層画像を、安定して得ることができる。
【００６６】
このようなコントラストの調整処理は、例えば、リアルタイムに撮影される断層画像の動画像（ライブ画像という）に対して行われてもよいし、ワンショットの撮影画像に対して行われてもよい。ライブ画像および撮影画像は、それぞれ、検出器１９からの信号を処理して得られた１フレーム分の断層画像であってもよいし、複数フレーム分の断層画像を合成（例えば、加算平均）することで得られた合成画像であってもよい。
【００６７】
なお、ある断層画像に対し、コントラスト調整が行われる場合、その断層画像におけるコントラスト調整のための閾値（黒レベルおよび白レベル）、あるいは補正量（例えば、オフセットおよびゲイン）は、そのある断層画像における統計情報（例えば、閉口部エリアの輝度分布，および，開口部エリアの輝度分布）のみに基づいて検出される必要はない。例えば、複数の断層画像が検出器１９からの信号に基づいて時間的に連続して取得される場合においては、次のようにして閾値または補正量が検出されてもよい。すなわち、連続して取得される断層画像の１枚であって，コントラストが調整される断層画像（便宜上、第１断層画像と称す）の他に、その第１断層画像と取得タイミングが連続する少なくとも１枚の断層画像（便宜上、第２断層画像と称す）における画素の統計情報を考慮して、第１断層画像における閾値または補正量が検出されてもよい。例えば、第１断層画像における閉口部エリアの輝度分布と，各第２断層画像における閉口部エリアの輝度分布と，に基づいてオフセット量が検出される。この場合において、オフセット量は、第１断層画像の閉口部エリアにおける輝度分布の平均値（中央値，または，最頻値でもよい）と、各々の第２断層画像の閉口部エリアにおける輝度分布の平均値（中央値，または，最頻値でもよい）とを、第１断層画像および第２断層画像の合計枚数で平均した値であってもよい。このようなオフセット量に基づいて各々の断層画像におけるコントラストが調整された結果、連続する複数の断層画像の間で、オフセットの差が抑制される。なお、オフセット量を検出するうえで処理される第１断層画像および第２断層画像の合計枚数は、一定であってもよい。
【００６８】
そして、制御部３０は、コントラスト調整後の第１断層画像に基づく動画像を、表示部４１に表示させてもよい。この場合、動画像の表示は、撮影とリアルタイムに行われてもよい。
【００６９】
但し、必ずしもこれに限られるものではなく、予め不揮発性メモリ３４等に記憶されている複数枚の断層画像を動画像として再生する場合に、各断層画像に対するコントラスト調整が行われてもよい。この場合、ある断層画像に対するコントラスト調整のための閾値、又は、補正量（例えば、オフセット量、ゲインの補正量等）は、ある断層画像よりも前に（過去に）取得された断層画像だけでなく、ある断層画像よりも後に取得された断層画像を利用して取得されてもよい。
【００７０】
また、動画像は、上記実施形態で示した、各フレームが、コントラスト調整後の断層画像による加算平均画像で構成される動画像であってもよい。また、各フレームが、コントラスト調整後の新たな断層画像そのもの（或いは、ＲＡＷ画像から汎用フォーマットへの変換しただけの画像）で形成される動画像でもよい。
【００７１】
上記のコントラスト調整処理の結果として、連続して取得された断層画像の間における明るさの差が抑制される。故に、例えば、動画像において、ちらつくような明るさの変化が抑制される。
【００７２】
なお、OCT信号において信号強度の低い画素ほど高い輝度を持つように視覚化（画像化）された断層画像（図３を白黒反転したような画像）に対しても、上記と同様のコントラスト調整手法で、適正にコントラストを調整し得る。但し、この場合、被検体の像の黒レベルではなく、白レベルが閉口部エリアの輝度分布から特定されて、オフセット調整等が行われる。
【００７３】
以上、実施形態に基づいて説明を行ったが、本開示は、上記実施形態に限定られることなく、種々の変形が可能である。
【００７４】
例えば、上記実施形態では、少なくとも黒レベル（本実施形態でのオフセット値）が、開口部エリアの背景領域の成分に対し、一定の位置関係となるように設定される場合を説明した。但し、閉口部エリアにおける輝度分布に基づいて、開口部エリアにおける被検体の像１１０についての輝度分布を特定できるので、コントラスト調整のための２つの閾値または補正量が、開口部エリアの輝度分布と閉口部エリアの輝度分布とにより特定される被検体の像１１０についての輝度分布に基づいて検出されてもよい。
【００７５】
より具体的には、閉口部エリアの輝度分布と、背景領域の輝度分布が同様の特徴量を示すことを利用して、開口部エリアの輝度分布と閉口部エリアの輝度分布との比較することで、被検体の像についての輝度分布が制御部３０によって取得される。そして、この輝度分布から、被検体の像における黒レベルを示す輝度値と、白レベルを示す輝度値と、を検出してもよい。例えば、被検体の像についての輝度分布の平均値（中央値、又は最頻値でもよい）から所定の位置関係にある値を、各基準位置として定めてもよい。そして、黒レベルを示す輝度値に応じたオフセット、および、黒レベルを示す輝度値と白レベルを示す輝度値とに応じたゲインの補正量で、断層画像のコントラストが調整されてもよい。
【００７６】
即ち、黒レベルを示す輝度値の分だけ、断層画像全体の輝度値を、オフセット（加算／減算補正）したうえで、黒レベルを示す輝度値と白レベルを示す輝度値との間隔が階調範囲全体に広がるようなゲインの補正量で、輝度分布を伸展させてもよい。この場合、コントラストを良好に伸展させるうえで、被検体の像１１０の像における黒つぶれ、および白とびが、より好適に抑制されやすい。
【００７７】
また、上記実施形態において、コントラスト調整は、画像処理として行われる場合について説明したが、信号処理として行われてもよい。即ち、検出器１９から出力されるOCT信号が、画像データ化される前のデータに対して、本開示の技術が適用されることで、コントラストが調整された状態の断層画像が取得されてもよい。
【００７８】
また、断層画像が、ＲＡＷ形式から、汎用フォーマットの形式に変更される装置の場合、コントラストの調整処理は、ＲＡＷ形式の断層画像に対して施されてもよいし、汎用フォーマットの形式の断層画像に対して施されてもよい。但し、一般に、汎用フォーマットの画像よりも、ＲＡＷ画像のほうが、例えば、高階調に表現される等、情報量が多い。このため、上記のように、断層画像のコントラストが断層画像を構成する画素の統計情報に基づいて調整される場合には、上記に示したように、ＲＡＷ画像の段階でコントラストが調整されたほうが、より良好な調整結果が得られる。
【００７９】
なお、上記実施形態では、断層画像のうち、閉口部エリアにおける輝度分布に基づいて断層画像のコントラストが調整される場合を説明した。しかし、開口部エリアにおける画像情報（またはOCT信号）を利用して、コントラスト以外の画像形成条件が制御部３０によって調整されてもよい。画像形成条件は、例えば、ノイズに関する条件であってもよい。例えば、上記実施形態では、コントラスト調整前の背景領域におけるヒストグラムの広がりは、ノイズによるものである。そして、コントラスト（画像形成条件の一種）が調整された結果として、ノイズ成分が、より狭い階調範囲で分布するようになる。
【符号の説明】
【００８０】
１      光断層像撮影装置
２      プローブ
１０    干渉光学系
１１    測定光源
１９    検出器
３０    制御部
６１    遮光部材
６３    透過領域
６４    遮光領域
【図１】
2017153748.tif 000003
【図２】
2017153748.tif 000004
【図３】
2017153748.tif 000005
【図４】
2017153748.tif 000006
【図５】
2017153748.tif 000007
【図６】
2017153748.tif 000008