JP6184113B2 - 光断層撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、光断層撮像装置およびその制御方法に関する。例えば、眼科診療等に用いられる光断層撮像装置およびその制御方法に関する。

近年、光を用いて被測定物体の表面や内部の画像を形成する光画像計測技術が注目を集めている。光画像計測技術は、従来からのＸ線ＣＴのような人体への侵襲性を持たないことから、特に医療分野において応用の展開が期待されている。なかでも、眼科分野における応用は進展が著しい。

光画像計測技術の代表的な手法として、光コヒーレンストモグラフィ（光干渉断層画像化法：ＯＣＴ）と呼ばれる手法がある。この手法によれば、干渉計を用いているために、高分解能で高感度の計測が可能となる。また、広帯域の微弱な光を照明光として用いることから、被検体に対する安全性が高いという利点もある。

光干渉を利用した光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ：以下、これをＯＣＴ装置と記す。）による光断層撮像装置は、試料の断層像を高解像度に得ることができる装置であり、特に被検眼の前眼部の画像を形成する前眼部光断層撮像装置に関する。

上記ＯＣＴ装置によると、低コヒーレント光である測定光を、サンプルに照射し、そのサンプルからの後方散乱光を、干渉系または干渉光学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装置は該測定光を、該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、被検眼の前眼部における角膜部位の断層像が取得され、眼科診断等において利用されている。

ここで、前眼部断層像と眼底断層像の双方を撮像可能にした光断層撮像装置が、特許文献１に開示されている。これは、前眼部撮影モードと眼底撮影モードとに応じて、干渉光学系内部の参照ミラーを、撮影モードに対応する位置に移動させている。

特開２０１１−１４７６１２号公報

ここで、被検眼等の被検査物の断層画像の撮像範囲の大きさを変更することを考える。このとき、被検査物に対して装置本体を光軸方向に移動すること等によって、測定光の光路長を変更する手法が考えられる。この手法では、検者は、測定光の光路長をどの程度変更すれば、意図した大きさで断層画像を取得できるのか、容易には分からない。

本発明の目的の一つは、検者が、被検査物の断層画像の撮像範囲の大きさを指示すれば、意図した大きさの断層画像を容易に取得することである。

本発明に係る光断層撮像装置の一つは、
測定光を照射した被検眼の前眼部からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合波した光に基づいて、前記前眼部の断層画像を取得する光断層撮像装置であって、
前記測定光の光路長を変更する測定光光路長変更手段と、
前記前眼部における撮影部位を選択する選択手段と、
前記選択された撮影部位に応じて前記断層画像の撮像範囲の大きさを指示する指示手段と、
前記指示手段による指示に応じて前記測定光の光路長を標準距離に対して変更するように前記測定光光路長変更手段を制御する制御手段と、を有する。

本発明によれば、被検査物における複数の撮影部位（例えば、被検眼の前眼部の部位や被検眼の眼底の部位）のいずれかが選択され、該選択された撮影部位に対応する前記断層画像の撮像範囲の大きさに応じて、測定光の光路長を変更する測定光光路長変更手段を制御することができる。これにより、検者は、被検査物の断層画像の撮像範囲の大きさを指示すれば、意図した大きさの断層画像を容易に取得できる。

第１の実施形態に係る装置全体について示した図である。 第１の実施形態に係る測定光学系構成を示した図である。 第１の実施形態に係る被検眼の前眼部をｘ方向にスキャンしている様子を示した説明図である。 第１の実施形態に係る前眼部撮像位置でのスキャン範囲と、該スキャン範囲に応じて得られる画像とを示した説明図である。 第１の実施形態に係る測定操作画面の一例を示した図である。 第１の実施形態に係る測定操作画面の他の例を示した図である。 第１の実施形態に係る測定フローを示した図である。 第１の実施形態に係る前眼部の断層画像の表示例と、当該画像を補正して表示した例とを示す図である。 第２の実施形態に係る測定操作画面の一例を示した図である。 第３の実施形態に係る装置全体について示した図である。 第３の実施形態に係る眼底部をｘ方向にスキャンしている様子を示した図である。 第３の実施形態に係る眼底部撮像位置でのスキャン範囲を示した図。 第３の実施形態に係る被検眼の瞳孔経が小さい場合の眼底部撮像位置でのスキャン範囲の決定方法を示した図である。 第３の実施形態に係る測定操作画面の一例を示した図である。 第３の実施形態に係る測定フローを示した図。

本実施形態に係る光断層撮像装置は、被検査物における複数の撮影部位（例えば、被検眼の前眼部の部位や被検眼の眼底の部位）のいずれかが選択され、該選択された撮影部位に対応する前記断層画像の撮像範囲の大きさに応じて、測定光の光路長を変更する測定光光路長変更手段を制御することができる。これにより、検者は、被検査物の断層画像の撮像範囲の大きさを指示すれば、意図した大きさの断層画像を容易に取得できる。

ここで、複数の撮影部位は、被検眼の前眼部の角膜と隅角とのうち少なくとも一方を含むことが好ましい。このとき、撮影部位として角膜が選択された場合には測定光の光路長を長くするように、測定光光路長変更手段を制御することが好ましい。これにより、光学ヘッドを被検眼から遠ざけることができるため、角膜を広範囲で撮像することができる。また、撮影部位として隅角が選択された場合には測定光の光路長を短くするように、測定光光路長変更手段を制御することが好ましい。これにより、光学ヘッドを被検眼に近づけることができるため、隅角を拡大して詳細に撮像することができる。

また、複数の撮影部位は、被検眼の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一方を含むことが好ましい。このとき、撮影部位として黄斑が選択された場合には測定光の光路長を長くするように、測定光光路長変更手段を制御することが好ましい。これにより、光学ヘッドを被検眼から遠ざけることができるため、黄斑を含む眼底を広範囲で撮影することができる。また、撮影部位として視神経乳頭が選択された場合には測定光の光路長を短くするように、測定光光路長変更手段を制御することが好ましい。これにより、光学ヘッドを被検眼に近づけることができるため、視神経乳頭を拡大して詳細に撮像することができる。

［第１の実施形態］
以下、本実施形態に係る光断層撮像装置（ＯＣＴ装置）について、図面を用いて説明する。

（装置の概略構成）
まず、本実施形形態における光断層撮像装置の概略構成について図１を用いて説明する。図１は、光断層撮像装置の側面図である。２００は光断層撮像装置、９００は前眼部の２次元像および断層画像を撮像するための測定光学系である光学ヘッド、９５０は光学ヘッドを図中ｘｙｚ方向に不図示のモータを用いて移動可能とした移動部であるステージ部である。９５１は後述の分光器を内蔵するベース部である。なお、光学ヘッド９００は、測定光の光路を含む光学部の一例であり、測定光学系の筺体である。また、ステージ部９５０は、被検査物に対して移動する光学部移動機構の一例である。

９２５はステージ部の制御部を兼ねるパソコンであり、ステージ部の制御とともに断層画像の構成等を行う。９２６は被検者情報記憶部を兼ね、断層撮像用のプログラムなどを記憶するハードディスクである。９２８は表示部であるモニタであり、９２９はパソコンへの指示を行う入力部であり、具体的にはキーボードとマウスから構成される。３２３は顎台であり、被検者の顎と額とを固定することで、被検者の眼（被検眼）の固定を促す。３２４は外部固視灯であり、被検者の眼を固視させるのに使用する。後述する内部固視灯と切り替えての使用が可能となっている。

（測定光学系および分光器の構成）
本実施形態の測定光学系および分光器の構成について図２を用いて説明する。

まず、光学ヘッド９００部の内部について説明する。被検眼１００に対向して対物レンズ１０１−１、１０１−２が設置され、その光軸上で反射ミラー１０２およびダイクロイックミラー１０３によってＯＣＴ光学系の光路Ｌ１、前眼部観察と内部固視灯用の光路Ｌ２とに波長帯域ごとに分岐される。

光路Ｌ２はさらに第３ダイクロイックミラー１０４によって前眼部観察用のＣＣＤ１０５および内部固視灯１０６への光路へと上記と同じく波長帯域ごとに分岐される。ここで１０１−３，１０７，１０８はレンズであり、１０７は固視灯および前眼部観察用の合焦調整のため不図示のモータによって駆動される。ＣＣＤ１０５は不図示の前眼部観察用照明光の波長、具体的には７８０ｎｍ付近に感度を持つものである。一方、内部固視灯１０６は可視光を発生して被検者の固視を促すものである。

光路Ｌ１は前述の通りＯＣＴ光学系を成しており被検眼１００の前眼部１００−１の断層画像を撮像するためのものである。より具体的には断層画像を形成するための干渉信号を得るものである。光路Ｌ１には、レンズ１０１−４、ミラー１１３、光を被検眼１００の前眼部１００−１上で走査するためのＸスキャナ１１４−１、Ｙスキャナ１１４−２が配置されている。さらに、１１５，１１６はレンズであり、そのうちのレンズ１１５は、光カプラー１１７に接続されているファイバー１１７−２から出射する光源１１８からの光を前眼部１００−１上に合焦調整をするために不図示のモータによって駆動される。この合焦調整によって前眼部１００−１からの光は同時にファイバー１１７−２先端にスポット状に結像されて入射されることとなる。なお、レンズ１１５は、ＯＣＴフォーカスレンズとも呼び、合焦レンズの一例である。

次に、光源１１８からの光路と参照光学系、分光器の構成について説明する。

１１８は光源、１１９はミラー、１２０は分散補償用ガラス、１１７は前述した光カプラー、１１７−１〜４は光カプラーに接続されて一体化しているシングルモードの光ファイバー、１２１はレンズ、１８０は分光器である。

これらの構成によってマイケルソン干渉計を構成している。光源１１８から出射された光は光ファイバー１１７−１を通じ光カプラー１１７を介して光ファイバー１１７−２側の測定光と光ファイバー１１７−３参照光とに分割される。測定光は前述のＯＣＴ光学系光路を通じ、観察対象である被検眼１００の眼底に照射され、網膜による反射や散乱により同じ光路を通じて光カプラー１１７に到達する。

一方、参照光は光ファイバー１１７−３、レンズ１２１、測定光と参照光の分散を合わせるために挿入された分散補償ガラス１２０を介して参照ミラー１１９に到達し反射される。そして同じ光路を戻り光カプラー１１７に到達する。光カプラー１１７によって、測定光と参照光は合波され干渉光となる。ここで、測定光の光路長と参照光の光路長とが所定の条件を満たす状態となったときに干渉を生じる。参照ミラー１１９は不図示のモータおよび駆動機構によって光軸方向に調整可能に保持され、前眼部１００−１によって変わる測定光の光路長に参照光の光路長を合わせることが可能である。干渉光は光ファイバー１１７−４を介して分光器１８０に導かれる。

分光器１８０はレンズ１８１、１８３、回折格子１８２、ラインセンサ１８４から構成される。光ファイバー１１７−４から出射された干渉光はレンズ１８１を介して略平行光となった後、回折格子１８２で分光され、レンズ１８３によってラインセンサ１８４に結像される。なお、当該ラインセンサ１８４は、本実施形態において干渉光を受光して該干渉光に応じた出力信号を発生、出力する受光素子の一例として示される。

次に、光源１１８の周辺について説明する。光源１１８は代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）である。中心波長は８５５ｎｍ、波長バンド幅は約１００ｎｍである。ここで、バンド幅は、得られる断層画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。中心波長は眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適する。また、中心波長は得られる断層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い。双方の理由から中心波長を８５５ｎｍとした。

本実施形態では干渉計としてマイケルソン干渉計を用いたが、マッハツェンダー干渉計を用いてもよい。測定光と参照光との光量差に応じて光量差が大きい場合にはマッハツェンダー干渉計を、光量差が比較的小さい場合にはマイケルソン干渉計を用いることが望ましい。

（断層画像の取得方法）
光断層撮像装置を用いた断層画像の取得方法について説明する。光断層撮像装置は、Ｘスキャナ１１４−１、Ｙスキャナ１１４−２を制御することで、被検眼１００の前眼部１００−１における所望部位の断層画像を取得することができる。

図３は、被検眼１００に測定光２０１を照射し、前眼部１００−１をｘ方向にスキャンを行っている様子を示している。前眼部１００−１におけるｘ方向の撮像範囲から所定の撮像本数の情報をラインセンサ１８４で撮像する。ｘ方向のある位置で得られるラインセンサ１８４上の輝度分布を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）し、該ＦＦＴで得られた線状の輝度分布をモニタに示すために濃度あるいはカラー情報に変換したものをＡスキャン画像と呼ぶ。即ち、受光素子たるラインセンサ１８４において受光された干渉光により得られた出力信号に応じて、Ａスキャン画像としての画像取得が為される。この複数のＡスキャン画像を並べた２次元の画像をＢスキャン画像と呼ぶ。１つのＢスキャン画像を構築するための複数のＡスキャン画像を取得した後、ｙ方向のスキャン位置を移動させて再びｘ方向のスキャンを行うことにより、複数のＢスキャン画像を得る。複数のＢスキャン画像、あるいは複数のＢスキャン画像から構築した３次元断層画像をモニタに表示することで検者が被検眼の診断に用いることができる。

ここで、前眼部の断層画像を得る際の撮像範囲である画角は、後述する図４に示されるｘ方向のスキャン範囲Ｒｏに応じて通常は決定される。またこのスキャン範囲Ｒ０は、スキャナのスキャン角度θと対物レンズ１０１−１から被検眼前眼部までの撮影距離Ｐ０と、により決定される。即ち、撮像領域の大きさを変えたい場合には、スキャン角度θ或いは撮影距離Ｐ０を変更するが、撮影距離Ｐ０の変更は光学ヘッド９００をＺ軸方向に移動する等、測定光の光路長を変更することにより容易に実行できる。このため、本実施形態では光学ヘッド９００を測定光の光路長を変更することにより撮影距離Ｐ０を変更することとし、これら構成を測定光光路長変更手段として定義する。なお、測定光の光路長を変更する構成は例示した本実施形態以外にも存在するが、本実施形態では測定光路長変更手段としてこれらを包括する概念として定義する。

測定光と参照光とを合波させて所望の干渉を得るためには、前述したようにこれら測定光の光路長と参照光の光路長とが所定の条件を満たすように連動することを要する。従って、撮影距離Ｐ０となる前眼部位置での測定光の光路長に応じて、参照光の光路長を変更するように参照ミラー１１９の移動が行われる。

当該参照ミラー１１９及びこれを移動させる構成は、本実施形態における参照光の光路長を変更する参照光光路長変更手段の一例として示される。また、先にも述べたように、合波光より干渉を得るために、参照光の光路長は測定光の光路長に応じて変更されることを要する。本実施形態においては、一例としてパソコン９２５において制御手段（「光路長連動手段」ともいう）として機能するモジュール領域により、測定光光路長変更手段による測定光の光路長の変更に連動させて、参照光光路長変更手段に参照光の光路長の変更を実行させることとしている。

図４は、撮影距離Ｐ０を変化させた時の前眼部撮像位置でのスキャン範囲を示した図と、その際の画角内に表示される断層画像を各々対応させて示している。撮影距離Ｐ０を変化させ且つこの変化に応じて参照ミラー１１９を移動させることにより、スキャン角度θを変えることなく前眼部の撮像範囲の大きさを変える事ができる。図４（ｂ）のように被検眼と装置の距離を遠ざけるように撮影距離をＰｍａｘまで変更し、且つ参照ミラー１１９を当該撮影距離Ｐｍａｘ相当位置まで移動することにより、前眼部を広いスキャン範囲Ｒｍａｘ（画角）で撮像できる。また、図４（ｃ）のように被検眼と装置の距離を近づけるように撮影距離をＰｍｉｎまで変更し、且つ参照ミラー１１９を当該撮影距離Ｐｍｉｎ相当位置まで移動することで、前眼部を拡大するようなスキャン範囲Ｒｍｉｎで撮像できる。

（測定操作画面）
次に、本実施形態に係る測定操作画面について、図５と図６を用いて説明する。ここで、図５は、本実施形態に係る測定操作画面１０００の一例を示した図である。また、図６は、本実施形態に係る測定操作画面１０００の他の例を示した図である。

まず、１１０１は前眼観察用ＣＣＤ１０５によって得られた前眼観察画面、１３０１は取得された断層画像を確認するための断層画像表示画面である。また、１００１は被検眼の左右眼を切り替えるボタンであり、Ｌ、Ｒボタンを押すことにより、左右眼の初期位置に光学ヘッド９００を移動する。１００２はマウスカーソルであり、検者が入力部９２９に含まれるマウスを操作することによりこのマウスカーソル位置を動かす。本測定装置において、マウスカーソルの位置検出手段により、マウスカーソルの位置に応じてアライメント手段が変更できるように構成されている。マウスカーソルの位置検出手段は、マウスカーソルの表示画面上の画素位置からその位置を算出する。測定画面中には範囲を設けておき、設けた範囲とアライメント駆動の対応づけを予め設定しておく。それにより、設定した範囲の画素内にマウスカーソルがあるときには、その設定した範囲で定めたアライメントを行うことができる。またマウスによるアライメント操作は、マウスのホイールを回転させることにより行う。

また、それぞれの画像の近傍に配置されているスライダは、調整を行うためのものである。スライダ１１０３は被検眼に対する撮影距離を指定するものでスライダを動かすのと連動して前眼観察画面内のキャラクタ１００３の大きさが変わるようになっている。更に、キャラクタ１００３の大きさは、前眼部の撮像範囲（画角）の大きさの変更と連動しており、前眼部観察用フォーカスレンズ１０７を所定位置へ移動する。当該フォーカスレンズ１０７は、本実施形態において前眼部に対する焦点合わせを実行するフォーカスレンズを含む前眼部観察手段の一例として示される。スライダ上限が前述した前眼部撮像範囲Ｒｍａｘに、スライダ下限が前眼部撮像範囲Ｒｍｉｎに各々対応している。スライダ１２０３はＯＣＴフォーカス調整を行うものである。ＯＣＴフォーカス調整は、前眼部に対する合焦調整を行うために、レンズ１１５を図示の方向に移動する調整である。また、これらのスライダは、それぞれの画像中においてマウスによるアライメント操作の際にも連動して動くようになっている。即ち、スライダ１２０３によるＯＣＴフォーカス調整とは独立或いは連動し、更にパソコン９２５における制御手段（「合焦連動手段」ともいう）は、測定光光路長変更手段による測定光の光路長の変更に連動させて、前眼部に対する焦点合わせをＯＣＴフォーカスレンズ１１５に実行させる。なお、前眼部観察手段による前眼部に対する合焦操作は、撮影距離の変更を伴う測定光の光路長の変更に応じて為されることを要する。本実施形態では、前述した制御手段（「前眼部用合焦連動手段」ともいう）が、測定光光路長変更手段による測定光の光路長の変更に連動させて、前眼部観察手段による前眼部に対する焦点合わせを実行させることとしている。

また、図６は、図５に対して、スライダ１１０３を撮像範囲選択ボタン１００４に置き換えたものである。このとき、標準（Ｒ０＝６ｍｍ×６ｍｍ）、最大（Ｒｍａｘ＝９ｍｍ×９ｍｍ）、最小（Ｒｍｉｎ＝３ｍｍ×３ｍｍ）が、各々設定されている。このとき、検者による撮像範囲選択ボタン１００４のいずれかの選択に応じて、断層画像の撮像範囲の大きさを変更することができる。なお、前眼部画像１１０２が取得されていない状態で、検者が上記選択を行っても、上記撮像範囲の大きさを変更することができる。

（前眼部の断層画像を取得するフロー）
次に、本実施形態に係るＯＣＴ装置を用いて前眼部の断層画像を取得するフローについて、図７を用いて説明する。ここで、図７は、本実施形態に係る測定フローを示した図であり、検者及びパソコン９２５の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１において、パソコン９２５は、本フローを開始する。次に、ステップＳ１０２において、パソコン９２５による指示に応じて、前眼部画像１１０２を取得する。このとき、不図示の前眼部照明光は、被検眼１００を照明した後、反射光は対物レンズ１０１−１、１０１−２を通過し、前述した光路Ｌ２を通過して、ＣＣＤ１０５に結像される。ＣＣＤ１０５に結像された前眼部画像は、図示しないＣＣＤ制御部で読み出し、増幅、Ａ／Ｄ変換されて、演算部に入力される。演算部に入力された前眼像は、パソコン９２５に取り込まれる。

また、ステップＳ１０３において、検者は、パソコン９２５への指示を行う入力部９２９を用いて、所望の撮像範囲の大きさに変更する指示をスライダ１１０３に行う。このとき、スライダ１１０３のバーは画面上で移動する。この検者による指示に応じて、制御手段の一例であるパソコン９２５は、変更された大きさに対応する距離となるように、光学ヘッド９００を光軸方向に移動する。また、ステップＳ１０４において、制御手段の一例であるパソコン９２５は、光学ヘッド９００の移動に応じて、該測定光の光路長が変更した距離に対応する位置に参照ミラー１１９を移動する制御を行う。これにより、前眼部断層画像１３０１が撮影フレーム内に配置されるように、コヒーレンスゲートが調整される。なお、参照ミラー１１９の移動と一緒に、前眼部フォーカスレンズ１０７を移動しても良い。また、撮影範囲の大きさの変更の指示に応じて、光学ヘッド９００の移動および参照ミラー１１９の移動を連動して実行するが、このとき、合焦位置を変更するためにＯＣＴフォーカスレンズ１１５の移動を連動して実行しても良い。また、参照ミラー１１９の移動を連動させる代わりに、ＯＣＴフォーカスレンズ１１５の移動を連動させても良い。このとき、後述するステップ１０６を省略することができる。また、各部材を同時に移動しても良いし、各部材の移動タイミングに時間差があっても良い。

また、ステップＳ１０５において、検者の指示に応じて、制御手段の一例であるパソコン９２５は、前眼部に対して光学ヘッド９００を移動して、前眼部に対する光学ヘッド９００の位置合わせ（アライメント）を行う。なお、光学ヘッド９００に対して被検者の顔受け部等を移動することにより、上記位置合わせを行っても良い。また、検者の手動による操作以外に、光学ヘッド９００が自動で移動しても良い。具体的には、ＣＣＤ１０５により撮像された前眼画像から画像処理により被検眼１００の瞳孔位置を検出する。これにより、該検出された瞳孔位置に基づいて光断層撮像装置と被検眼１００とのアライメント位置関係を知ることができる。そして、検出した被検眼１００の瞳孔位置が理想位置となるように、光学ヘッド９００を不図示のＸＹＺステージを駆動することができる。また、このとき、断層画像撮影中に前眼部をトラッキングすることで、検者は常に被検眼１００の前眼部を監視できるため、利便性を向上することができる。

また、ステップ１０６において、検者は、入力部９２９を用いて、前眼部断層画像１３０１の合焦位置を変更する指示をスライダ１２０３に行う。このとき、スライダ１２０３のバーは画面上で移動する。この検者による指示に応じて、制御手段の一例であるパソコン９２５は、ＯＣＴフォーカスレンズ１１５が移動する制御を行う。これにより、ＯＣＴフォーカスを調整することができる。また、ステップ１０７において、検者は、入力部９２９を用いて、撮像ボタン１００５を押す。この検者による指示に応じて、制御手段の一例であるパソコン９２５は、前眼部の断層画像を取得する制御を行う。また、ステップ１０８において、表示制御手段の一例であるパソコン９２５は、前眼部の断層画像をモニタ９２８に表示させる。なお、ステップ１０８において、パソコン９２５は、前眼部の断層画像を補正し、該補正された画像をモニタ９２８に表示させても良い。そして、ステップ１０９において、本フローを終了する。

ここで、ステップ１０８において取得された断層画像は、例えば、標準とした撮影距離Ｐ０の場合に得られる断層画像に対し、同一広さ画面内においてより広範囲な部位の画像、或いは狭い範囲の部位の画像となっている場合がある。後述するように、当該補正は、撮像されたこれらの画像における部位が撮影距離Ｐ０で得られる部位と同じ大きさで表示されるように、表示範囲（画角）を拡大或いは縮小する操作となる。以上の操作はパソコン９２５において画像の表示様式を補正、変更する画像補正手段として機能するモジュール領域により実行される。また、表示手段上において撮影範囲の大きさの変更を指示するためのカーソル等の表示或いはその表示形態は、制御手段に包含される表示制御手段として機能するモジュール領域により実行される。

実際には、前眼部断層像は、標準距離より撮影距離が遠ければ断層深さが変化せずに左右方向のみ狭くなり、標準距離より撮影距離が狭ければ左右方向のみ広くなる。図８は、前眼部断層像の表示画像を補正した例である。図８（１ａ）にて撮影距離Ｐ０に対応した左右方向の視野ｘ０が、撮影距離Ｐｍａｘと遠くなると左右方向の視野ｘｍへと狭くなる。図８（２ｂ）のように左右方向の視野ｘｍを視野ｘ０へ変換して表示する事は既知の画像処理方法により容易に可能である。撮影距離Ｐｍｉｎについても、図８（３ｂ）のように画像を処理して表示できる。更に、図８（２ｂ）及び図８（３ｂ）の画像を元に各種計測を行っても良いし、撮影距離Ｐと左右方向の視野ｘとの比率をかける事により図８（２ａ）、図８（３ａ）の元図を使用して各種計測を行っても良い。

以上説明したように、本実施形態の光断層撮像装置においては、検者が様々な撮像範囲を指定し撮像可能な装置を提供することができる。即ち、光学系の性能を保ったまま様々な視野かつ高解像度の光断層撮像装置を提供することができる。また同時に、被検眼と装置の作動距離を変える事ができるので、被検者の状況に応じて作動距離を長くして撮影する事で被検者の負担を和らげる事ができる。

［第２の実施形態：撮影部位の選択に応じて撮像範囲の大きさを指示］
第２の実施形態について、図９を用いて説明する。なお、図９は、本実施形態に係る測定操作画面の一例を示した図である。第１の実施形態では撮像範囲の設定をスライダ等の設定で行っていたが、本実施形態では、撮影部位の選択により、撮像範囲の大きさを指示することができる。

撮影部位選択ボタン１００６では、角膜と隅角が選択可能となっている。角膜の場合は広い範囲を撮像するために最大距離Ｐｍａｘで撮像し、隅角の場合は狭い範囲を詳細に撮像するために撮影距離Ｐｍｉｎとする。ここで撮影部位選択ボタン１００６の隅角ボタンをクリックすると隅角撮影モードになり前眼観察画面内のキャラクタ１００３は、撮影距離Ｐｍｉｎに対応した撮像範囲を示すように小さくなる。その後の動作は、第１の実施形態と同様である。撮像動作については、第１の実施形態と同様である。

なお、ＯＣＴ測定用の光源１１８は、中心波長が８５５ｎｍであるが、隅角の撮影が選択された場合、中心波長を１３００ｎｍ付近の光源に変更しても良い、長波長にすることにより断層画像の横方向の分解能は低下するが、隅角部は強膜や虹彩等、透明度が低い組織に対してのあるため深達度が高くなる。

［第３の実施形態：眼底の断層画像の撮像範囲の大きさを指示する場合］
次に、第３の実施形態に係る光断層画像撮像装置（ＯＣＴ装置）を用いた眼底部撮像について、図１０を用いて説明する。なお、図１０は、第３の実施形態に係る装置全体について示した図である。図１０は、図２に対して、反射ミラー１０２をダイクロイックミラーに置き換え、アライメント光学系（前眼部観察系）の光路Ｌ３を設けている。光路Ｌ３上には、レンズ１０９、スプリットプリズム１１０、レンズ１１１、ＣＣＤ１１２が存在している。また、図１０は、前眼部測定用の対物レンズ１０１−１を取り外した状態であり、これら以外の装置構成については、図２と同様である。なお、対物レンズ１０１−１は、対物レンズ１０１−２の被検眼側に着脱可能なアダプタによって構成されても良い。また、対物レンズ１０１−１は、光路に対して挿脱可能に構成されても良い。この場合には、不図示の撮影モード選択手段により、前眼部撮影モードが選択された場合には、対物レンズ１０１−１を光路に挿入し、眼底部撮影モードが選択された場合には、対物レンズ１０１−１を光路から離脱するように構成されることが考えられる。

（眼底の断層画像の撮像方法）
光断層画像撮像装置を用いた断層画像の撮像方法について説明する。光断層画像撮像装置はＸスキャナ１１４−１、Ｙスキャナ１１４−２を制御することで、被検眼１００の眼底部１００−２における所望部位の断層画像を撮像することができる。

図１１は、被検眼１００に測定光３０１を照射し、眼底部１００−２をｘ方向にスキャンを行っている様子を示している。眼底部１００−２におけるｘ方向の撮像範囲から所定の撮像本数の情報をラインセンサ１８４で撮像する。ｘ方向のある位置で得られるラインセンサ１８４上の輝度分布をＦＦＴし、ＦＦＴで得られた線状の輝度分布をモニタに示すために濃度あるいはカラー情報に変換したものをＡスキャン画像と呼ぶ。この複数のＡスキャン画像を並べた２次元の画像をＢスキャン画像と呼ぶ。１つのＢスキャン画像を構築するための複数のＡスキャン画像を撮像した後、ｙ方向のスキャン位置を移動させて再びｘ方向のスキャンを行うことにより、複数のＢスキャン画像を得る。複数のＢスキャン画像、あるいは複数のＢスキャン画像から構築した３次元断層画像をモニタに表示することで検者が被検眼の診断に用いることができる。ｘ方向のスキャン範囲Ｒ０は、スキャナのスキャン角度θと対物レンズ１０１−２から被検眼眼底部までの撮影距離Ｐ０で決定される。撮影距離Ｐ０の眼底部位置は、参照ミラー１１９の移動により参照光との干渉光が発生する断層画像撮像位置である。

また、図１２は、撮影距離Ｐ０を変化させた時の眼底部撮像位置でのスキャン範囲を示した図である。参照ミラー１１９を移動させることにより撮影距離Ｐ０を変化させ、スキャン角度θを変えることなく眼底部撮像範囲を変える事ができる。図１２（ｂ）のように被検眼と装置の距離を遠ざけるようにミラー１１９を撮影距離Ｐｍａｘ相当位置まで移動し、眼底部を広いスキャン範囲Ｒｍａｘで撮像できる。また、図１２（ｃ）のように被検眼と装置の距離を近づけるように参照ミラー１１９を撮影距離Ｐｍｉｎ相当位置まで移動すれば、眼底部を拡大されたスキャン範囲Ｒｍｉｎで撮像できる。撮影距離Ｐ０の標準位置は図１２（ａ）のように測定光をスキャンの中心位置が被検眼１００の瞳孔にほぼ一致するで、瞳孔によって測定光が瞳孔によりケラれる恐れ一番少ない。

また、図１３は、図１２の被検眼に対して瞳孔経が小さい場合のスキャン範囲を示した図である。図１３（ａ）は、図１２（ｂ）と同様にＰｍａｘ相当位置まで移動させた場合である。瞳孔経が小さい場合は、測定光が瞳孔でケラれてしまう。この場合、図１３（ｂ）のように、Ｐｍａｘを瞳孔でケラれない位置Ｐｍａｘ’まで近付ける必要がある、このときは撮像範囲はＲｍａｘ’となる。

同様に、図１３（ｃ）は、図１２（ｃ）と同様にＰｍｉｎ相当位置まで移動させた場合である。瞳孔経が小さい場合は測定光が瞳孔でケラれてしまう。この場合、図１３（ｄ）のように、Ｐｍｉｎを瞳孔でケラれない位置Ｐｍｉｎ’まで遠ざける必要がある、このとき、撮像範囲はＲｍｉｎ’となる。このように、眼底部撮像時に測定光路長を変更して撮像範囲を変更するときは被検眼１００の瞳孔経により撮像範囲を限界を決定する必要がある。撮影範囲の限界は測定光束３０１幅と標準撮影距離Ｐ０との撮影距離との差と測定光のスキャン角度θ、被検眼角膜から計算することができる。

（眼底の断層画像を表示する測定画面）
次に、本実施形態に係る測定画面について、図１４（ａ）を用いて説明する。なお、図１４（ａ）は、眼底部撮像時の測定画面２０００を表しており、基本的な構成は、図５と同じであるが、断層画像表示画面１３０１には、前眼部断層像の代わりに眼底断層像が表示される。また、前眼観察画面１１０１には、ＣＣＤ１０５によって得られた観察像が表示されていたが、本実施形態では、ＣＣＤ１１２によって得られた前眼部の観察像が表示される。また、本実施形態では、ＣＣＤ１０５によって眼底の観察像が得られ、これは、眼底観察画面１４０１に表示される。なお、眼底観察画面１４０１には、眼底観察用にＸスキャナ１１４−１、Ｙスキャナ１１４−２を制御し、測定光を眼底上でスキャンし得られた擬似ＳＬＯ画像を表示させても良く、この場合、図１０における光路Ｌ２を設けなくても良い。

また、それぞれの画像の近傍に配置されているスライダは、調整を行うためのものである。スライダ１１０３は被検眼に対する撮影距離を指定するものでスライダを動かすのと連動して眼底観察画面内１４０３のキャラクタ１４０３の大きさが変わるようになっている。更に、キャラクタ１４０３の大きさは、眼底部撮像範囲と連動しており、ＯＣＴフォーカスレンズ１１５を所定位置へ移動する。スライダ上限が眼底部撮像範囲Ｒｍａｘ、スライダ下限が眼底部撮像範囲Ｒｍｉｎに対応している。ＣＣＤ１０５によって得られた前眼部の観察画像から計算された被検眼１００の瞳孔経が小さい場合は瞳孔経に応じてスライダの移動範囲の上限及び下限をＲｍａｘ’及びＲｍｉｎ’に制限する。また、スライダ１２０４は参照ミラーの調整を行うものである。参照ミラー調整はミラー１１９を図示の方向に移動する調整である。これらのスライダは、それぞれの画像中においてマウスによるアライメント操作の際にも連動して動くようになっている。

（眼底の断層画像を取得するフロー）
次に、本実施形態に係るＯＣＴ装置を用いた断層像の取得方法、および処理方法に関して図１５を用いて説明する。図１５は、検者及びパソコン９２５の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１で撮像が開始される。次に、ステップＳ２０２でＣＣＤ１０５により撮像された前眼画像から画像処理により被検眼１００の瞳孔位置を検出し、光断層画像撮像装置と被検眼１００とのアライメント位置関係を知ることができる。本光断層画像撮像装置は、検出した被検眼１００の瞳孔位置が理想位置となるように、ステップＳ２０３では光学ヘッド９００を不図示のＸＹＺステージを駆動し前眼部のアライメントを行う。また、断層画像撮影中においても、常に被検眼１００の前眼部を監視しアライメントずれを補正することができる。

ステップ２０４では前眼部画像１１０２から被検眼の瞳孔経を計算しで撮像範囲限界値すなわちＲｍａｘ’及びＲｍｉｎ’を計算する。

ステップＳ２０５では擬似ＳＬＯ画像１４０１を取得し、検者はステップＳ２０６で測定画面２０００上の擬似ＳＯＬ画面１４０１を見ながらスライダ１２０３を調整しＯＣＴのフォーカスを合わせ、また擬似ＳＬＯ画像取得時に得られた断層画像１３０１を見ながらスライダ１２０４を調整し参照ミラー１１９の位置調整をそれぞれ行う。ステップ２０７では擬似ＳＬＯ画面１４０１を見ながら外部固視灯３２４または内部固視灯１０６を移動させ被検眼１００の固視を誘導し眼底上の撮像部位のアライメントを行う。ここまでのＳ２０１からＳ２０７のステップで標準撮影距離Ｐ０における被検眼１００の眼底部断層画像取得できる状態になる。

ステップＳ２０８でパソコンへの指示を行う入力部９２９にて検者が撮影距離を指定すると、ステップＳ２０９で指定した撮影距離に光学ヘッド９００を不図示のＸＹＺステージを駆動して移動し、ステップＳ２１０では撮影距離に対応した位置へ参照ミラー１１９、ＯＣＴフォーカスレンズ１１５を各々移動する。ステップ２１１にて撮像ボタン１００５を押し、眼底部断層像を撮像しステップＳ２１２で断層画像を表示する。

以上説明したように、本実施例の光断層画像撮像装置においては、測定距離Ｐ０で一度ＯＣＴフォーカス及び参照ミラーの位置合わせを行うと、検者は撮像範囲の指定のみで撮影範囲を変更することが可能となる。

（眼底における撮影部位の選択に応じて眼底の撮像範囲の大きさを指示）
なお、本実施形態では、図１４（ａ）のように、撮像範囲の大きさの指示をスライダにより行っていたが、第２の実施形態と同様に、撮影部位の選択により撮像範囲の大きさを指示しても良い。図１４（ｂ）はその一例である。撮影部位選択ボタン１４０６では、黄斑と乳頭が選択可能となっている。ここで、黄斑が選択された場合には、撮影距離は、広範囲で撮像するために、撮影距離を標準距離Ｐ０よりも長くして（被検眼よりも遠くして）、撮像しても良いし、標準距離Ｐ０で撮像しても良い。また、乳頭が選択させた場合には、拡大して詳細に撮像するために、撮影距離を標準距離Ｐ０よりも短くする（被検眼よりも近づける）。図１４（ａ）との撮影動作の違いは、ステップＳ２０７でスライダ１１０３で撮像範囲を設定していたところを撮影部位選択ボタン１４０６で選択する部分であり、その他の動作は、図１４（ａ）と同様である。

［その他の実施形態］
また、本実施形態は、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。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。例えば、上記の実施例では、被測定物が眼の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被測定物に本実施形態を適用することも可能である。この場合、本発明は、眼科装置以外の、例えば内視鏡等の医療機器としての態様を有する。従って上述した被検眼は被検査物として理解されることが好ましい。

Claims (15)

1. 測定光を照射した被検眼の前眼部からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合波した光に基づいて、前記前眼部の断層画像を取得する光断層撮像装置であって、
   前記測定光の光路長を変更する測定光光路長変更手段と、
   前記前眼部における撮影部位を選択する選択手段と、
   前記選択された撮影部位に応じて前記断層画像の撮像範囲の大きさを指示する指示手段と、
   前記指示手段による指示に応じて前記測定光の光路長を標準距離に対して変更するように前記測定光光路長変更手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする光断層撮像装置。
2. 前記測定光光路長変更手段は、前記測定光の光路を含む光学部を前記前眼部に対して移動する光学部移動機構を有し、
   前記制御手段が、前記指示手段による指示に応じて前記測定光の光路長を標準距離に対して変更するように前記光学部移動機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の光断層撮像装置。
3. 前記参照光の光路長を変更する参照光光路長変更手段を更に有し、
   前記制御手段が、前記指示手段による指示に応じて、前記測定光光路長変更手段と前記参照光光路長変更手段とを連動させて制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光断層撮像装置。
4. 前記前眼部に対して前記測定光を合焦する合焦レンズを光路に沿って移動する移動手段を更に有し、
   前記制御手段が、前記指示手段による指示に応じて、前記測定光光路長変更手段と前記移動手段とを連動させて制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光断層撮像装置。
5. 前記撮影部位の選択の指示を入力するための表示形態を表示手段に表示させる表示制御手段を更に有し、
   前記選択手段が、前記表示形態に対して前記選択の指示を入力することにより前記撮影部位を選択することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光断層撮像装置。
6. 前記制御手段が、前記前眼部の角膜部が前記撮影部位として選択された場合には前記測定光の光路長を長くするように、前記前眼部の隅角部が前記撮影部位として選択された場合には前記測定光の光路長を短くするように、前記測定光光路長変更手段を制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光断層撮像装置。
7. 前記測定光の光路に設けられる対物レンズを更に有し、
   前記測定光光路長変更手段は、前記対物レンズと前記前眼部との距離を変更することにより、前記測定光の光路長を変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光断層撮像装置。
8. 測定光を照射した被検眼の前眼部からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合波した光に基づいて、前記前眼部の断層画像を取得する光断層撮像装置の制御方法であって、
   前記前眼部における撮影部位を選択する工程と、
   前記選択された撮影部位に応じて前記断層画像の撮像範囲の大きさを指示する指示手段による指示に応じて前記測定光の光路長を標準距離に対して変更するように前記測定光の光路長を変更する測定光光路長変更手段を制御する工程と、
   を有することを特徴とする光断層撮像装置の制御方法。
9. 前記測定光光路長変更手段は、前記測定光の光路を含む光学部を前記前眼部に対して移動する光学部移動機構を有し、
   前記制御する工程において、前記指示手段による指示に応じて前記測定光の光路長を標準距離に対して変更するように前記光学部移動機構を制御することを特徴とする請求項８に記載の光断層撮像装置の制御方法。
10. 前記指示手段による指示に応じて、前記測定光光路長変更手段と前記参照光の光路長を変更する参照光光路長変更手段とを連動させて制御する工程を更に有することを特徴とする請求項８または９に記載の光断層撮像装置の制御方法。
11. 前記指示手段による指示に応じて、前記測定光光路長変更手段と前記前眼部に対して前記測定光を合焦する合焦レンズを光路に沿って移動する移動手段とを連動させて制御する工程を更に有することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか一項に記載の光断層撮像装置の制御方法。
12. 前記撮影部位の選択の指示を入力するための表示形態を表示手段に表示させる工程を更に有し、
    前記選択する工程において、前記表示形態に対して前記選択の指示を入力することにより前記撮影部位を選択することを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一項に記載の光断層撮像装置の制御方法。
13. 前記制御する工程において、前記前眼部の角膜部が前記撮影部位として選択された場合には前記測定光の光路長を長くするように、前記前眼部の隅角部が前記撮影部位として選択された場合には前記測定光の光路長を短くするように、前記測定光光路長変更手段を制御することを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一項に記載の光断層撮像装置の制御方法。
14. 前記測定光光路長変更手段は、前記測定光の光路に設けられる対物レンズと前記前眼部との距離を変更することにより、前記測定光の光路長を変更することを特徴とする請求項８乃至１３の何れか一項に記載の光断層撮像装置の制御方法。
15. 請求項８乃至１４の何れか一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。

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