JP5486543B2 - 眼科撮像装置、眼科撮像装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は被検眼を撮影する眼科撮像装置、眼科撮像装置の制御方法、およびプログラムに関する。

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、前眼部撮像機、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で得ることができる装置であり、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装置と称する。

ＯＣＴ装置は、低コヒーレント光である測定光を、参照光と測定光とに分け、測定光を被検査物に照射し、その被検査物からの戻り光と参照光を干渉させることによって被検査物の断層を測定することができる。また、ＯＣＴ装置は、測定光を、サンプル上にスキャンすることで、高解像度の断層像を得ることができる。そのため、被検眼の眼底における網膜の断層像が取得され、網膜の眼科診断等において広く利用されている。ただし、被検査物が眼のような生体である場合、眼の動きによる画像の歪みが問題となる。そこで、高速且つ高感度に測定することが求められている。

特許文献１では、複数個所を走査するスキャンパターンに対応するＯＣＴ画像を取得し、スキャンパターンは複数の同心円、および複数の放射状ラインであるＯＣＴ装置が提案されている。

特許文献２では、不規則に発生するノイズの影響を軽減するために同一領域で撮像された複数枚の撮像画像を加算処理し、画素値を加算平均するＯＣＴ装置が提案されている。当該ＯＣＴ装置は、その際に撮像画像を複数の領域に分割して、分割された領域毎に各撮像画像間の位置ずれ情報を検出し、この位置ずれ情報に基づいて分割領域毎に補正を行い、補正された各画像を加算平均する。

特表２００９−５２３５６３号公報 特開２０１０−１１０３９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のＯＣＴ装置は、撮像画像を複数の領域に分解して複数の領域を走査するスキャンパターンを有しているが、加算平均処理は行っておらず、取得した断層像が不規則に発生するノイズの影響を受けてしまうという課題がある。

また、特許文献２に記載のＯＣＴ装置は、不規則に発生するノイズの影響を軽減するために同一領域で撮像された複数枚の撮像画像を加算処理し、画素値に加算平均をとる処理が行われている。この加算平均処理を行うために取得する断層像の枚数は一律で固定である。加算平均処理を行うためには、同一領域において複数枚の画像を撮像する必要があり、画質の良い断層像を得るためには、より多くの枚数の断層像を取得する必要がある。また、撮像画像を複数の領域に分解しているが、撮像領域毎に加算平均処理は行っておらず、実際には必要でない断層像も取得してしまう可能性がある。その結果として、撮像に時間がかかり、被検者に負担をかけてしまうという課題がある。

上記の課題に鑑み、本発明は、診断に必要な高画質の断層像を得るための画像取得枚数を低減して、撮像に要する時間を短縮し、患者への負担を軽減することを目的とする。

上記の目的を達成する本発明に係る眼科撮像装置は、
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波した光に基づいて該被検眼の断層画像を取得する眼科撮像装置であって、
前記測定光を前記被検眼上で走査する走査手段と、
前記走査手段の前記被検眼上の走査位置に応じて前記走査手段の走査回数を制御する制御手段と、
前記走査位置で取得された前記被検眼の断層画像を加算して平均化する加算平均処理手段とを備え、
前記走査位置は、前記被検眼における前記走査手段の複数の走査領域の位置であり、
前記制御手段は、
前記被検眼における前記複数の走査領域の位置に基づいてそれぞれの走査領域に対する前記走査手段による前記走査回数を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された走査回数分の断層画像を前記走査領域ごとに取得する取得手段とを備え、
前記加算平均処理手段は、前記取得手段により取得された前記断層画像を前記走査領域ごとに加算して平均化することを特徴とする。

本発明によれば、診断に必要な高画質の断層像を得るための画像取得枚数を低減して、撮像に要する時間を短縮し、患者への負担を軽減することができる。

第１実施形態に係るＯＣＴ装置の構成を示す図。 第１実施形態に係るＯＣＴ装置の断層像を取得する処理手順を示すフローチャート。 第１実施形態に係るパソコン１２５の動作を示すフローチャート。 第１実施形態に係るＯＣＴ装置の断層像の取得方法を説明する図。 第１実施形態に係るモニタ１２４の表示画面。 第２実施形態に係るパソコン１２５の動作を示すフローチャート。 第３実施形態に係るＯＣＴ装置の構成図。 第３実施形態に係るパソコン１２５の動作を示すフローチャート。

（第１実施形態）
図１乃至図５を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るＯＣＴ装置（眼科撮像装置）の構成を示す。ＯＣＴ装置は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、測定光を被検眼に照射したときに被検眼から戻される戻り光と、参照光との干渉光の波長スペクトルに基づいて被検眼の断層像を取得する。１０１は光源、１０４は出射光、１０５は参照光、１０６は測定光、１４２は合波された光、１０７は被検眼、１０８は戻り光である。１３０−１乃至１３０−４はシングルモードファイバ、１２０−１乃至１２０−２と１３５−１乃至１３５−４とはレンズ、１１４はミラーである。１１５は分散補償用ガラス、１１７は電動ステージ、１１９はＸＹスキャナ、１２５はパソコン、１２４はモニタである。１２６は角膜、１２７は網膜、１３１は光カプラ、１３９はラインカメラ、１４０はフレームグラバ、１４１は透過型回折格子、１５３−１乃至１５３−４は偏光コントローラである。

本実施形態のＯＣＴ装置は、全体としてマイケルソン干渉系を構成している。光源１０１から出射された光である出射光１０４は、偏光コントローラ１５３−１を通過し、光カプラ１３１により参照光１０５と測定光１０６とに５０：５０の強度比で分割される。測定光１０６は、観察対象である被検眼１０７における網膜１２７等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、光カプラ１３１によって、ミラー１１４により反射された参照光１０５と合波される。参照光１０５と戻り光１０８とは合波された後、透過型回折格子１４１によって波長毎に分光され、ラインカメラ１３９に入射される。ラインカメラ１３９は、位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その電圧信号を用いて、被検眼１０７の断層像が構成される。

次に、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、眼を測定することを鑑みると、近赤外光波長が適する。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、なるべく短波長が適しており、ここでは８３０ｎｍとする。観察対象の測定部位によっては、他の波長が選択されてもよい。

次に、参照光１０５の光路について説明する。光カプラ１３１によって分割された参照光１０５は偏光コントローラ１５３−２を通過し、レンズ１３５−３により直径１ｍｍの略平行光として出射される。次に、出射された参照光１０５は分散補償用ガラス１１５を通過し、レンズ１３５−４によりミラー１１４に集光される。次に、参照光１０５はミラー１１４により方向が変更され、同様の経路をたどって再び光カプラ１３１へ向かう。次に、ミラー１１４により方向が変更された参照光１０５は、光カプラ１３１を通過し、ラインカメラ１３９へ導かれる。

ここで、分散補償用ガラス１１５は被検眼１０７の中を測定光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。さらに、電動ステージ１１７−１は、矢印で図示される方向に移動可能であり、ミラー１１４の位置を調整・制御することができる。これにより参照光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により高速に制御される。

＜測定光路の構成＞
次に、測定光１０６の光路について説明する。光カプラ１３１によって分割された測定光１０６は、偏光コントローラ１５３−４を通過し、レンズ１４８にて、直径１ｍｍの略平行光となって出射され、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スキャンするものである。また、測定光１０６の中心がＸＹスキャナ１１９のミラーの回転中心と一致するようにレンズ１２０−１、レンズ１２０−２等が調整されている。レンズ１２０−１およびレンズ１２０−２は測定光１０６が網膜１２７を走査するための光学系であり、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。測定光１０６は網膜１２７に結像するように構成されている。

また、電動ステージ１１７−２は、矢印で図示される方向に移動可能であり、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。レンズ１２０−２の位置を調整することにより、被検眼１０７の網膜１２７の所望の層に測定光１０６を集光し、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となる。戻り光１０８は、同様の経路をたどって光カプラ１３１を通過し、ラインカメラ１３９に導かれる。ここで、電動ステージ１１７−２はパソコン１２５により高速に制御される。

＜分光部の構成＞
次に、本実施形態に係るＯＣＴ装置の測定系の構成について説明する。網膜１２７により反射や散乱された光である戻り光１０８と参照光１０５とは、光カプラ１３１により合波される。そして、合波された光１４２はファイバ端から射出され、偏光コントローラ１５３−３を通過し、レンズ１３５−２によって略平行な光にされる。この略平行光は、透過型回折格子１４１に照射され、波長毎に分光される。分光された光は結像レンズ１３５−１により集光され、ラインカメラ１３９により光の強度が位置（波長）毎に電圧に変換される。ラインカメラ１３９上には波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が観察されることになる。以下、分光部分について具体的に述べる。

ＯＣＴ装置の一般的な特性として、分光幅を大きくするとＯＣＴの解像度が上がり、分光における波長分解能を上げると深さ方向の測定可能幅が広くなることが知られている。それらは、以下の式（１）および式（２）により表すことができる。

ここで、ＲはＯＣＴの解像度、ΔＫはラインカメラで取得する波数幅、ＤはＯＣＴにおける深さ方向の測定可能幅、Ｎはラインカメラの画素数である。ただし、分光幅とは、ラインカメラのＮ画素に入射する光の波長の範囲であり、最大波長λ_ｍａｘと最小波長λ_ｍｉｎとの差λ_ｍａｘ−λ_ｍｉｎである。波数幅ΔＫは、ΔＫ＝１／λ_ｍｉｎ− １／λ_ｍａｘで表される。また、ＯＣＴの解像度は、一般的にコヒーレンス長の半分と定義される。これからΔＫが大きくなるとＲは小さくなり（ＯＣＴの解像度が上がり）、Ｎを一定とするとΔＫを小さくするほど（分光における波長分解能を上げるほど）Ｄが大きくなる（深さ方向の測定可能幅が広くなる）。ここで言う波長分解能とは、分光幅をラインカメラの画素数で割った、１画素あたりに取得する波長幅のことである。ただし、レンズの光学的収差により、実際の波長分解能はここで定義される波長分解能よりも大きくなるのが一般的である。

ラインカメラ１３９で光の強度から電圧に変換された電圧信号群は、フレームグラバ１４０によりデジタル値に変換されて、パソコン１２５によりデータ処理がなされ、断層像が形成される。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の波長毎の強度を得ることができる。

＜断層像の取得方法＞
次に、図４を参照して、ＯＣＴ装置を用いた網膜１２７の断層像（光軸に平行な面）の取得方法について説明する。図４（ａ）は被検眼１０７がＯＣＴ装置によって観察されている様子を示す。図１で説明した構成要素と同一または対応する構成要素には同一の符号が付されており、重複部分についての説明は省略する。図４（ａ）に示されるように、測定光１０６は角膜１２６を通して、網膜１２７に入射する。その後様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８となる。戻り光１０８は、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。

ここでは、光源１０１のバンド幅が広く、空間コヒーレンス長が短いので、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により干渉縞が検出される。上述したように、ラインカメラ１３９により取得されるのは波長軸上のスペクトル領域の干渉縞である。次に、波長軸上の情報である該干渉縞を、ラインカメラ１３９と透過型回折格子１４１との特性を考慮して、合波された光１４２毎に、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により、深さ方向の情報が得られる。

さらに、図４（ｂ）に示されるように、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、該干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られる。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。結果として、ＸＺ面での戻り光１０８の強度の２次元分布が得られる。この２次元分布は、図４（ｃ）に示されるようにすなわち断層像１３２である。本来は、断層像１３２は、上述したように、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。ここでは得られた断層像の境界のみが強調して表示されている。

次に、図２を参照して、本実施形態に係るＯＣＴ装置を用いた断層像の取得方法の処理手順について説明する。図２は、パソコン１２５のＣＰＵによる処理動作を示すフローチャートである。なお、図３に示されるように、測定光の被検眼への照射位置として、被検眼上の複数の走査領域である各走査部位Ｌ１乃至Ｌ５の５本についてＢスキャンを行う場合を例として説明していく。

ステップＳ２０１において、操作者は、図５に示される入力画面５０１において各走査部位における断層像の取得枚数の設定を行う。この断層像の取得枚数の設定は、走査回数の設定に対応する。最初、断層像の取得枚数は予め定められた枚数に設定されており、操作者は走査部位毎にこの断層像取得枚数を変更可能になっている。本実施形態では、Ｌ[１]：Ｎ枚、Ｌ[２]、Ｌ[３]：Ｎ−ｎ１枚、Ｌ[４]、Ｌ[５]：Ｎ−ｎ２枚に設定されている。すなわち、検眼部１０７上の複数の走査領域のうち、検眼部の中心位置（例えば、中央部分の走査位置）に近いＬ[１]では断層像取得枚数が多く設定されており、検眼部の周辺位置（例えば、走査中心から遠い周辺位置）に近いＬ[４]、Ｌ[５]では断層像取得枚数が少なく設定されている。

ステップＳ２０２において、操作者は、入力画面５０１において断層像の加算平均処理に使用する断層像の枚数を設定する。最初、加算平均処理に使用する断層像の枚数は予め定められた枚数に設定されており、操作者は走査部位毎に走査回数を入力受付部により変更可能になっている。本実施形態では、Ｌ[１]、Ｌ[２]、Ｌ[３]、Ｌ[４]、Ｌ[５]ともにＡＵＴＯに設定されており、ＣＰＵは、ステップＳ２０１で設定された断層像の取得枚数に対して、それぞれの断層像の良否を自動で判定し、必要な断層像のみを使用して加算し平均化する処理行う。

ステップＳ２０３において、ＣＰＵは、走査部位毎の断層像取得枚数の設定、および加算平均処理枚の設定が完了したか否かを判定する。設定が完了したと判定された場合（Ｓ２０３；ＹＥＳ）、ステップＳ２０４へ進む。一方、設定が完了していないと判定された場合（Ｓ２０３；ＮＯ）、設定が完了するまで待機する。

ステップＳ２０４において、ＣＰＵは、操作者による撮像開始を指示する入力の有無を検出して、撮像開始の入力があったか否かを判定する。撮像開始の入力があったと判定された場合（Ｓ２０４；ＹＥＳ）、ステップＳ２０５へ進む。一方、撮像開始の入力がないと判定された場合（Ｓ２０４；ＮＯ）、撮像開始指示が入力されるまで待機する。

ステップＳ２０５において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[１]の断層像を取得する位置に、ＸＹスキャナ１１９をＹ軸方向に駆動する。

さらにステップＳ２０６において、ＣＰＵは、ＸＹスキャナ１１９をＸ軸方向に駆動して、走査部位Ｌ[１]のＸ軸方向（水平方向）の断層像を取得する。

ステップＳ２０７において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[１]での断層像の取得枚数があらかじめ設定されたＮ枚に達したか否かを判定する。図３（ｂ）に示されるように、取得枚数がＮ枚に達していると判定された場合（Ｓ２０７；ＹＥＳ）、ステップＳ２０８へ進む。一方、取得枚数がＮ枚に達していないと判定された場合（Ｓ２０７；ＮＯ）、ステップＳ２０６に戻る。

ステップＳ２０８において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[２]の断層像を取得する位置に、ＸＹスキャナ１１９をＹ軸方向に駆動する。

さらにステップＳ２０９において、ＣＰＵは、ＸＹスキャナ１１９をＸ軸方向に駆動して、走査部位Ｌ[２]のＸ軸方向（水平方向）の断層像を取得する。ステップＳ２１０において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[２]での断層像の取得枚数があらかじめ設定されたＮ−ｎ１枚に達したか否かを判定する。図３（ｂ）に示されるように、取得枚数がＮ−ｎ１枚に達していると判定された場合（Ｓ２１０；ＹＥＳ）、ステップＳ２１１へ進む。一方、取得枚数がＮ−ｎ１枚に達していないと判定された場合（Ｓ２１０；ＮＯ）、ステップＳ２０９に戻る。

ステップＳ２１１において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[３]の断層像を取得する位置に、ＸＹスキャナ１１９をＹ軸方向に駆動する。さらにステップＳ２１２において、ＣＰＵは、ＸＹスキャナ１１９をＸ軸方向に駆動して、走査部位Ｌ[３]のＸ軸方向（水平方向）の断層像を取得する。

ステップＳ２１３において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[３]での断層像の取得枚数があらかじめ設定されたＮ−ｎ１枚に達したか否かを判定する。図３（ｂ）に示されるように、取得枚数がＮ−ｎ１枚に達していると判定された場合（Ｓ２１３；ＹＥＳ）、ステップＳ２１４へ進む。一方、取得枚数がＮ−ｎ１枚に達していないと判定された場合（Ｓ２１３；ＮＯ）、ステップＳ２１２に戻る。

ステップＳ２１４において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[４]の断層像を取得する位置に、ＸＹスキャナ１１９をＹ軸方向に駆動する。さらにステップＳ２１５において、ＣＰＵは、ＸＹスキャナ１１９をＸ軸方向に駆動して、走査部位Ｌ[４]のＸ軸方向（水平方向）の断層像を取得する。

ステップＳ２１６において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[４]での断層像の取得枚数があらかじめ設定されたＮ−ｎ２枚に達したか否かを判定する。図３（ｂ）に示されるように、取得枚数がＮ−ｎ２枚に達していると判定された場合（Ｓ２１６；ＹＥＳ）、ステップＳ２１７へ進む。一方、取得枚数がＮ−ｎ２枚に達していないと判定された場合（Ｓ２１６；ＮＯ）、ステップＳ２１５に戻る。

ステップＳ２１７において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[５]の断層像を取得する位置に、ＸＹスキャナ１１９をＹ軸方向に駆動する。さらにステップＳ２１８において、ＣＰＵは、ＸＹスキャナ１１９をＸ軸方向に駆動して、走査部位Ｌ[５]のＸ軸方向（水平方向）の断層像を取得する。

ステップＳ２１９において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[５]での断層像の取得枚数があらかじめ設定されたＮ−ｎ２枚に達したか否かを判定する。図３（ｂ）に示されるように、取得枚数がＮ−ｎ２枚に達していると判定された場合（Ｓ２１９；ＹＥＳ）、ステップＳ２２０へ進む。一方、取得枚数がＮ−ｎ２枚に達していないと判定された場合（Ｓ２１９；ＮＯ）、ステップＳ２１５に戻る。

ステップＳ２２０において、ＣＰＵは、各走査部位Ｌ[１]、Ｌ[２]、Ｌ[３]、Ｌ[４]、Ｌ[５]のそれぞれに対して取得された走査回数分の断層像から加算平均処理に使用できる断層像を抽出する。この抽出処理では、各走査部位Ｌ[１]、Ｌ[２]、Ｌ[３]、Ｌ[４]、Ｌ[５]のそれぞれに対して取得された全ての断層像が抽出されてもよい。

また、各走査部位Ｌ[１]、Ｌ[２]、Ｌ[３]、Ｌ[４]、Ｌ[５]のそれぞれの断層像から信号量（信号レベル）とノイズ（ノイズレベル）との比を示すＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）を算出してもよい。そして、算出されたＳ／Ｎ（ＳＮ比）に基づいて各走査部位の断層像の一部が抽出されてもよい。

Ｓ／Ｎが所定値よりも大きい場合には、つまりノイズが少ない場合には、加算平均処理に用いる断層像の枚数が少なくても画質の良い断層像が得られる。そのため、抽出する断層像の枚数を減らすことが可能である。一方、Ｓ／Ｎが所定値以下である場合、つまりノイズが多い場合には加算平均処理に用いる断層像の枚数が少ないと画質の良い断層像が得られない。そのため、抽出する断層像の枚数を多くすることが必要である。

例えば、ＣＰＵは、Ｓ／Ｎの値を１〜１０の１０段階に定量化して分類し、この数字に応じて断層像の抽出枚数を決定してもよい。

本実施形態での抽出結果は、図３（ｃ）に示されるように、Ｌ[１]:Ｎ−ａ枚、Ｌ[２]:Ｎ−ｎ１−ｂ枚、Ｌ[３]: Ｎ−ｎ１−ｃ枚、Ｌ[４]:Ｎ−ｎ２−ｄ枚、Ｌ[５]:Ｎ−ｎ２−ｅ枚であるものとする。なお、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、全ての断層像が抽出される場合は、０となる。一方、一部の断層像が抽出される場合は、上述したＳ／Ｎ値に基づいて決定される。

ステップＳ２２１において、ＣＰＵは、Ｌ[１]、Ｌ[２]、Ｌ[３]、Ｌ[４]、Ｌ[５]のそれぞれの走査部位に対してステップＳ２２０で抽出された断層像を用いて加算平均処理を行う。ステップＳ２２２において、図３（ｄ）に示されるような最終的な断層像を出力する。以上で処理が終了する。

ここで、本実施形態により断層像取得時間を短縮することができることを、具体例を挙げて説明する。ラインカメラ１３９のデータ取得レートをＲ＝７００００データ／ｓｅｃ、取得枚数Ｎ＝１０、各走査部位Ｌでの走査数をＢ＝１０２４として、Ｌ[１]、Ｌ[２]、Ｌ[３]、Ｌ[４]、Ｌ[５]の５つに対してすべて同じＮ枚の断層像を取得した場合、断層像取得処理に要する時間Ｔ１は、式（３）により算出される。

一方で、ｎ１＝４、ｎ２＝６として、本実施形態のように走査部位毎に断層像の取得枚数を変更する場合には、断層像取得に要する時間Ｔ２は、式（４）により算出される。

すなわち、本実施形態によれば、断層像取得に要する時間は、Ｔ２−Ｔ１により算出され、約０．３秒短縮することができる。なお、撮像時間が固定であるものと仮定し、全体の撮像時間と断層像取得時間とがほぼ等しいとして、各走査部位の断層像の取得枚数が決定されてもよい。

撮像時間≒断層像取得時間＝Ｔ３として、Ｔ３≦１秒とすると、各走査部位の断層像取得回数を合計した数Ｍは、当該Ｔ３、データ取得レートＲ、走査数Ｂを用いて、式（５）により算出される。

式（５）の算出結果から、最大で６８回の測定を各走査部位Ｌ[１]、Ｌ[２]、Ｌ[３]、Ｌ[４]、Ｌ[５]に割り振って、Ｌ[１]：２０枚、Ｌ[２]：１３枚、Ｌ[３]：１３枚、Ｌ[４]：１１枚、Ｌ[５]：１１枚としてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、診断に必要な高画質の断層像を得るための画像取得枚数を低減して、撮像に要する時間を短縮し、患者への負担を軽減することができる。

（第２実施形態）
図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るＯＣＴ装置の構成は、第１実施形態で説明した図１に示されるＯＣＴ装置の構成と同様であるため、説明を省略する。図６は、第２実施形態に係るパソコン１２５のＣＰＵによる処理動作を示すフローチャートである。図２のフローチャートで説明したステップＳ２０１乃至ステップＳ２０４の各処理が、ステップＳ６０１乃至ステップＳ６２１の各処理へ変更されている。

ステップＳ６０１において、ＣＰＵは、走査部位Ｌ[１]の断層像を取得する位置に、ＸＹスキャナ１１９をＹ軸方向へ駆動する。

さらにステップＳ６０２において、ＣＰＵは、ＸＹスキャナ１１９をＸ軸方向へ駆動して、走査部位Ｌ[１]のＸ軸方向（水平方向）の断層像を取得する。

ステップＳ６０３において、ＣＰＵは、ステップＳ６０２で取得された走査部位Ｌ[１]の断層像からＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ）を算出する。

ステップＳ６０４において、ＣＰＵは、ステップＳ６０３で算出されたＳ／Ｎに基づいて走査部位Ｌ[１]の断層像の取得枚数を決定する。Ｓ／Ｎが所定値よりも大きい場合には、つまりノイズが少ない場合には、加算平均処理に用いる断層像の枚数が少なくても画質の良い断層像が得られる。そのため、取得する断層像の枚数を減らすことが可能である。一方、Ｓ／Ｎが所定値以下である場合、つまりノイズが多い場合には加算平均処理に用いる断層像の枚数が少ないと画質の良い断層像が得られない。そのため、取得する断層像の枚数を多くすることが必要である。

例えば、ＣＰＵは、Ｓ／Ｎの値を１〜１０の１０段階に定量化して分類し、この数字に応じて断層像の取得枚数を決定してもよい。また、Ｓ／Ｎが所定値よりも大きければ、断層像の取得枚数を１として、加算平均処理を実施しないことも可能である。以下、走査部位Ｌ[１]の場合と同様に、ステップＳ６０５、ステップＳ６０９、ステップＳ６１３、およびステップＳ６１７において、ＣＰＵは、それぞれ走査部位Ｌ[２]、走査部位Ｌ[３]、走査部位Ｌ[４]、および走査部位Ｌ[５]の断層像を取得する位置に、ＸＹスキャナ１１９をＹ軸方向へ駆動する。

さらにステップＳ６１６、ステップＳ６１０、ステップＳ６１４、およびステップＳ６１８において、ＣＰＵは、ＸＹスキャナ１１９をＸ軸方向へ駆動して、それぞれ走査部位Ｌ[２]、走査部位Ｌ[３]、走査部位Ｌ[４]、および走査部位Ｌ[５]のＸ軸方向（水平方向）の断層像を取得する。

ステップＳ６０７、ステップＳ６１１、ステップＳ６１５、およびステップＳ６１９において、ＣＰＵは、それぞれステップＳ６１６、ステップＳ６１０、ステップＳ６１４、およびステップＳ６１８で取得された走査部位Ｌ[２]、走査部位Ｌ[３]、走査部位Ｌ[４]、および走査部位Ｌ[５]の断層像から、それぞれのＳ／Ｎを算出する。

ステップＳ６０８、ステップＳ６１２、ステップＳ６１６、およびステップＳ６２０において、ＣＰＵは、算出されたＳ／Ｎに基づいてそれぞれ走査部位Ｌ[２] 、走査部位Ｌ[３]、走査部位Ｌ[４]、および走査部位Ｌ[５]の断層像の取得枚数を決定する。

ステップＳ６２０の処理が完了すると、ステップＳ６２１へ進む。ステップＳ６２１において、ＣＰＵは、操作者による撮像開始を指示する入力の有無を検出して、撮像開始の入力があったか否かを判定する。撮像開始の入力があったと判定された場合（Ｓ６２１；ＹＥＳ）、処理を終了してステップＳ２０５へ進む。一方、撮像開始の入力がないと判定された場合（Ｓ６２１；ＮＯ）、Ｓ６０１へ戻る。なお、ここではＳ６０１へ戻る構成を示したが、撮像開始の入力があるまで待機する構成であってもよい。

本実施形態ではＳ／Ｎを検出し、Ｓ／Ｎの値に応じて断層像の取得枚数を決定した。一方、予め正常眼のデータベースを搭載しておき、Ｓ／Ｎを検出する代わりに被検眼の病変部を検出し、検出された病変部の状態に応じて、それぞれ走査部位Ｌ[１]、Ｌ[２] 、Ｌ[３]、Ｌ[４]、Ｌ[５]の断層像の取得枚数を決定してもよい。その場合、例えば、病変部が検出された走査部位では取得枚数を多くするように決定し、病変部が検出されていない走査部位では取得枚数を少なくするように決定してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、診断に必要な高画質の断層像を得るための画像取得枚数を低減して、撮像に要する時間を短縮し、患者への負担を軽減することができる。

（第３実施形態）
図７および図８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態に係るＯＣＴ装置の構成を示す。なお、図１と同様の構成要素には同一の参照番号が付されている。

被検眼１０７に対向して、対物レンズ３０２が設置されており、光軸上に設けられた孔あきミラー３０３は、光を光路３５１と光路３５２と分岐する。

光路３５２は被検眼１０７の眼底を照明する照明光学系を形成している。照明光学系として、ハロゲンランプ３１６と、ストロボ管３１４と、レンズ３０９と、レンズ３１１と、光学フィルタ３１０と、リングスリット３１２と、コンデンサレンズ３１３、コンデンサレンズ３１５と、ミラー３１７とが設置されている。ハロゲンランプ３１６は、被検眼１０７の位置合わせに用いられる。ストロボ管３１４は、被検眼１０７の眼底の撮像に用いられる。ハロゲンランプ３１６とストロボ管３１４とからの照明光は、リングスリット３１２によってリング状の光束となり、孔あきミラー３０３によって反射され、被検眼１０７の眼底を照明する。

一方、光路３５１は、被検眼１０７の眼底の断層画像および眼底画像を撮像する撮像光学系を形成している。図７において孔あきミラー３０３の右方にはフォーカスレンズ３０４と結像レンズ３０５とが設置されている。ここで、フォーカスレンズ３０４は光軸方向に移動可能に支持されており、パソコン１２５によってその位置が制御される。次に、クイックリターンミラー３１８を介して、光路３５１はエリアセンサ３２１に導かれている。ここで、クイックリターンミラー３１８は赤外光の一部を反射および透過し、可視光を反射するように設計されている。赤外光の一部を反射および透過するよう設計しているため、固視灯とエリアセンサ３２１とＯＣＴ撮像部とを同時に使用することが可能になっている。また、ミラー３１９は、反射光をエリアセンサ３２１に結像するように設計されている。次に、光路３５１を通る光、ミラー３０６、フィールドレンズ３２２、ミラー３０７、リレーレンズ３０８を介して、ダイクロイックミラー４０５へ導かれる。

エリアセンサ３２１は、パソコン１２５に接続されており、眼底像がパソコン１２５へ取り込まれる。

ダイクロイックミラー４０５は、光路３５１を、断層画像撮像用の光路３５１−１と眼底画像撮像用の光路３５１−２とに分割する。ここで、リレーレンズ４０６およびリレーレンズ４０７は移動可能に保持され、細かな位置調整を行うことにより、光路３５１−１と光路３５１−２との光軸を調整することができる。ここでは、簡単のため、ＸＹスキャナ４０８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、被検眼１０７の網膜１２７上を光軸に垂直な方向にラスタスキャンするものである。また、ＸＹスキャナ４０８はパソコン１２５によって制御される。また、光路３５１−１の光軸はＸＹスキャナ４０８の２つのミラーの回転中心と一致するように調整されている。

カメラ部５００は、眼底画像を撮像するためのデジタル一眼レフカメラであり、エリアセンサ５０１の表面に眼底像が形成される。コリメートレンズ４０９は、シングルモードファイバ１３０−４に接続されている。その他の構成は、図１と同様の構成であるのでここでは説明を省略する。

ハロゲンランプ３１６からの照明光は、コンデンサレンズ３１５、コンデンサレンズ３３１３を通過し、ミラー３１７で反射される。そして、リングスリット３１２によってリング状の光束となり、ミラー３０９、ミラー３１１を通過し、孔あきミラー３０３によって反射され、対物レンズ３０２を通過して、被検眼１０７の眼底を照明する。

被検眼１０７の網膜１２７からの反射光は、対物レンズ３０２を通過し、孔あきミラー３０３の孔の部分を通過する。そして、クイックリターンミラー３１８、ミラー３１９で反射してフォーカスレンズ３０４、結像レンズ３０５を通過して、エリアセンサ３２１に被検眼像として結像される。エリアセンサ３２１に結像された眼底像は、パソコン１２５に取り込まれる。

次に、図８のフローチャートを参照して、第３実施形態に係るパソコン１２５の動作を説明する。図２のフローチャートで説明したステップＳ２０１乃至ステップＳ２０４の各処理が、ステップＳ８０１乃至ステップＳ８０３の各処理へ変更されている。

ステップＳ８０１において、ＣＰＵは、パソコン１２５に取り込まれ、エリアセンサ３２１により出力された眼底画像から、各走査部位Ｌ[１]、Ｌ［２］、Ｌ［３］、Ｌ［４］、およびＬ［５］に相当する位置でのＳ／Ｎを算出する。

ステップＳ８０２において、ＣＰＵは、算出されたＳ／Ｎに基づいて走査部位Ｌ[１] 、Ｌ［２］、Ｌ［３］、Ｌ［４］、およびＬ［５］の各断層像の取得枚数を決定する。決定する際の判断基準は第２実施形態と同様である。

ステップＳ８０３において、ＣＰＵは、操作者による撮像開始を指示する入力の有無を検出して、撮像開始の入力があったか否かを判定する。撮像開始の入力があったと判定された場合（Ｓ８０３；ＹＥＳ）、ステップＳ２０５へ進む。一方、撮像開始の入力がないと判定された場合（Ｓ８０３；ＮＯ）、Ｓ８０１へ戻る。以上で図８に示される処理は終了する。

本実施形態ではＳ／Ｎを検出し、Ｓ／Ｎの値に応じて断層像の取得枚数を決定した。一方、予め正常眼のデータベースを搭載しておき、Ｓ／Ｎを検出する代わりに被検眼の病変部を検出し、検出された病変部の状態に応じて、それぞれ走査部位Ｌ[１]、Ｌ[２] 、Ｌ[３]、Ｌ[４]、Ｌ[５]の断層像の取得枚数を決定してもよい。その場合、例えば、病変部が検出された走査部位では取得枚数を多くするように決定し、病変部が検出されていない走査部位では取得枚数を少なくするように決定してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、診断に必要な高画質の断層像を得るための画像取得枚数を低減して、撮像に要する時間を短縮し、患者への負担を軽減することができる。

（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。

Claims (15)

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波した光に基づいて該被検眼の断層画像を取得する眼科撮像装置であって、
   前記測定光を前記被検眼上で走査する走査手段と、
   前記走査手段の前記被検眼上の走査位置に応じて前記走査手段の走査回数を制御する制御手段と、
   前記走査位置で取得された前記被検眼の断層画像を加算して平均化する加算平均処理手段とを備え、
   前記走査位置は、前記被検眼における前記走査手段の複数の走査領域の位置であり、
   前記制御手段は、
   前記被検眼における前記複数の走査領域の位置に基づいてそれぞれの走査領域に対する前記走査手段による前記走査回数を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された走査回数分の断層画像を前記走査領域ごとに取得する取得手段とを備え、
   前記加算平均処理手段は、前記取得手段により取得された前記断層画像を前記走査領域ごとに加算して平均化することを特徴とする眼科撮像装置。
2. 前記決定手段は、前記複数の走査領域のうち、前記被検眼における中央から遠い走査領域ほど走査回数を少なく決定することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮像装置。
3. 前記取得手段により前記走査領域ごとに取得された前記断層画像のそれぞれに対して信号レベルとノイズレベルとの比を示すＳＮ比を算出する算出手段と、
   前記取得手段により前記走査領域ごとに取得された前記断層画像のうち、前記加算平均処理手段により加算して平均化される対象となる断層画像を、前記算出手段により算出された前記ＳＮ比に基づいて前記走査領域ごとに抽出する抽出手段と、をさらに備え、
   前記加算平均処理手段は、前記取得手段により前記走査領域ごとに取得された前記断層画像のうち、前記抽出手段により抽出された断層画像のみを前記走査領域ごとに加算して平均化することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮像装置。
4. 前記抽出手段は、前記算出手段により算出された前記ＳＮ比が所定値を超える場合には、前記ＳＮ比が所定値以下である場合よりも前記断層画像の抽出枚数を少なく抽出することを特徴とする請求項３に記載の眼科撮像装置。
5. 前記加算平均処理手段は、前記複数の走査領域のうち、前記被検眼における中央から遠い走査領域ほど加算平均処理に使用する断層画像の数を少なくすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の眼科撮像装置。
6. 前記取得手段により前記走査領域ごとに取得された前記断層画像のそれぞれに対して信号レベルとノイズレベルとの比を示すＳＮ比を算出する算出手段をさらに備え、
   前記決定手段は、前記算出手段により算出された前記ＳＮ比に基づいて前記走査手段による前記走査回数を前記走査領域ごとに決定することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮像装置。
7. 前記決定手段は、前記算出手段により算出された前記ＳＮ比が所定値を超える場合には、前記ＳＮ比が所定値以下である場合よりも前記走査手段による前記走査回数を少なく決定することを特徴とする請求項６に記載の眼科撮像装置。
8. 前記被検眼を照明する照明手段と、
   前記照明手段により照明された前記被検眼からの反射光を被検眼像として撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された前記被検眼像に対して信号量とノイズの比を示すＳＮ比を算出する算出手段と、をさらに備え、
   前記決定手段は、前記算出手段により算出された前記ＳＮ比に基づいて前記走査手段による前記走査回数を前記走査領域ごとに決定することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮像装置。
9. 前記決定手段は、前記算出手段により算出された前記ＳＮ比が所定値を超える場合には、前記ＳＮ比が所定値以下である場合よりも前記走査手段による前記走査回数を少なく決定することを特徴とする請求項８に記載の眼科撮像装置。
10. 前記被検眼を照明する照明手段と、
    前記照明手段により照明された前記被検眼からの反射光を被検眼像として撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段により撮像された前記被検眼像から病変部を検出する検出手段と、をさらに備え、
    前記決定手段は、前記検出手段により検出された前記病変部の位置に基づいて前記走査手段による前記走査回数を前記走査領域ごとに決定することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮像装置。
11. 前記決定手段は、前記検出手段により前記病変部が検出されていない位置に対応する走査領域において、前記病変部が検出されていない位置に対応する走査領域よりも、前記走査手段による前記走査回数を少なく決定することを特徴とする請求項１０に記載の眼科撮像装置。
12. 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波した光に基づいて該被検眼の断層画像を取得する眼科撮像装置であって、
    前記測定光を前記被検眼上で走査する走査手段と、
    前記走査手段の前記被検眼上の走査位置に応じて前記走査手段の走査回数を制御する制御手段と、
    前記走査位置で取得された前記被検眼の断層画像を加算して平均化する加算平均処理手段とを備え、
    前記走査位置は、前記被検眼における前記走査手段の複数の走査領域の位置であり、
    前記制御手段は、
    前記複数の走査領域のそれぞれに対する前記走査手段の走査回数の入力を受け付ける受付手段と、
    前記受付手段により入力された走査回数分の断層画像を前記走査領域ごとに取得する取得手段と、を備え、
    前記加算平均処理手段は、前記取得手段により取得された前記断層画像を前記走査領域ごとに加算して平均化することを特徴とする眼科撮像装置。
13. 走査手段と、制御手段と、加算平均処理手段とを備え、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波した光に基づいて該被検眼の断層画像を取得する眼科撮像装置の制御方法であって、
    前記走査手段が、前記測定光を前記被検眼上で走査する走査工程と、
    前記制御手段が、前記走査手段の前記被検眼上の走査位置に応じて前記走査手段の走査回数を制御する制御工程と、
    前記加算平均処理手段が、前記走査位置で取得された前記被検眼の断層画像を加算して平均化する加算平均処理工程とを有し、
    前記走査位置は、前記被検眼における前記走査手段の複数の走査領域の位置であり、
    前記制御工程は、
    前記被検眼における前記複数の走査領域の位置に基づいてそれぞれの走査領域に対する前記走査手段による前記走査回数を決定する決定工程と、
    前記決定工程により決定された走査回数分の断層画像を前記走査領域ごとに取得する取得工程とを含み、
    前記加算平均処理工程では、前記取得工程により取得された前記断層画像が前記走査領域ごとに加算されて平均化されることを特徴とする眼科撮像装置の制御方法。
14. 走査手段と、制御手段と、加算平均処理手段とを備え、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波した光に基づいて該被検眼の断層画像を取得する眼科撮像装置の制御方法であって、
    前記走査手段が、前記測定光を前記被検眼上で走査する走査工程と、
    前記制御手段が、前記走査手段の前記被検眼上の走査位置に応じて前記走査手段の走査回数を制御する制御工程と、
    前記加算平均処理手段が、前記走査位置で取得された前記被検眼の断層画像を加算して平均化する加算平均処理工程とを有し、
    前記走査位置は、前記被検眼における前記走査手段の複数の走査領域の位置であり、
    前記制御工程は、
    前記複数の走査領域のそれぞれに対する前記走査手段の走査回数の入力を受け付ける受付工程と、
    前記受付工程により入力された走査回数分の断層画像を前記走査領域ごとに取得する取得工程とを含み、
    前記加算平均処理工程では、前記取得工程により取得された前記断層画像が前記走査領域ごとに加算されて平均化されることを特徴とする眼科撮像装置の制御方法。
15. コンピュータに請求項１３または１４に記載の眼科撮像装置の制御方法を実行させるためのプログラム。

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