特許 6045170 眼科装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6045170

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】眼科装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/10 20060101AFI20161206BHJP

【ＦＩ】

   A61B3/10 R

   A61B3/10 Z

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-82688(P2012-82688)

(22)【出願日】2012年3月30日

(65)【公開番号】特開2013-212175(P2013-212175A)

(43)【公開日】2013年10月17日

【審査請求日】2015年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100124442

【弁理士】

【氏名又は名称】黒岩 創吾

(72)【発明者】

【氏名】後藤 敦司

(72)【発明者】

【氏名】宮田 和英

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 眞

(72)【発明者】

【氏名】牧平 朋之

(72)【発明者】

【氏名】岩瀬 好彦

(72)【発明者】

【氏名】山田 和朗

(72)【発明者】

【氏名】富田 律也

(72)【発明者】

【氏名】湊谷 洋平

(72)【発明者】

【氏名】木辺 乃介

(72)【発明者】

【氏名】新畠 弘之

【審査官】 九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５１６７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０２２０４５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ３／００−３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検眼の前眼部画像を撮像する前眼部撮像手段と、
前記前眼部の断層画像を撮像するＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と、
前記前眼部画像と前記前眼部画像上に前記被検眼の角膜の切開位置を示す閉曲線とを表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記断層画像に基づいて、前記閉曲線が位置する部分の角膜厚を算出する算出手段と、
前記閉曲線が位置する部分の角膜厚のうち最も薄い角膜厚を決定する決定手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記決定手段により決定された角膜厚を数値として前記表示手段に更に表示させることを特徴とする眼科装置。

【請求項2】

前記閉曲線は前記被検眼の瞳孔の中心または前記角膜の頂点を中心とする円であることを特徴とする請求項１記載の眼科装置。

【請求項3】

前記閉曲線は前記前眼部画像に含まれる瞳孔の中心を中心とする円であり、
前記表示制御手段は、前記閉曲線が位置する部分の角膜厚のうち角膜厚が最も薄くなる位置を示す情報として、前記前眼部画像に含まれる瞳孔の中心と前記角膜厚が最も薄くなる位置とを結ぶ線と前記瞳孔の中心を通る水平方向の線とが成す角度を前記表示手段に更に表示させることを特徴とする請求項１記載の眼科装置。

【請求項4】

前記表示制御手段は、前記閉曲線が位置する部分の角膜厚のうち角膜厚が最も薄くなる位置を示すマークを前記前眼部画像上に表示させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の眼科装置。

【請求項5】

前記ＯＣＴは、
光源から出射された光を前記被検眼に導く照明光学系と、
前記光源から出射された光の波長を掃引させる制御手段と、
前記制御手段により掃引された光の前記被検眼からの戻り光を撮像手段に導く撮像光学系と、
前記撮像手段の出力に基づいて前記断層画像を生成する断層画像生成手段と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科装置。

【請求項6】

前記表示制御手段は、前記閉曲線が位置する部分の角膜厚を示すグラフとして、前記閉曲線上の位置を示す軸と前記閉曲線が位置する部分の角膜厚を示す軸との２軸を有するグラフを前記表示手段に更に表示させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼科装置。

【請求項7】

前記表示制御手段は、入力手段からの入力を受け付ける領域を前記表示手段に表示させるとともに、前記領域への入力に応じた大きさの前記閉曲線を前記前眼部画像上に表示させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の眼科装置。

【請求項8】

被検眼の前眼部画像を撮像する前眼部撮像手段と、
前記前眼部の断層画像を撮像するＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と、
前記前眼部画像と前記前眼部画像上に前記被検眼の角膜の切開位置を示す閉曲線とを表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記断層画像に基づいて、前記閉曲線が位置する部分の角膜厚を算出する算出手段と、
前記閉曲線が位置する部分の角膜厚のうち最も薄い角膜厚を決定する決定手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記決定手段により決定された角膜厚に対して１未満の係数を乗算した結果を数値として前記表示手段に更に表示させることを特徴とする眼科装置。

【請求項9】

前記係数は０．９であることを特徴とする請求項８記載の眼科装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は眼科装置に関する。

【背景技術】

【0002】

全層角膜移植手術では、患者の角膜を円形に切開して取り除き、同程度の大きさに切り取られたドナーの角膜を縫い付けて置き換える。

【0003】

患者の角膜を切開する手段として、従来、角膜の中央部を丸く打ち抜くトレパンというメスを用いて、ドナーの角膜も同様に丸く打ち抜き、３６０°糸で縫い合わせる方法が用いられていた。しかし、手で２つの角膜を縫いつけるため、どうしても手術後に角膜が歪み眼鏡で矯正できないような乱視（不正乱視）を生じてしまうことが指摘されていた。また、角膜の強度が低くなるので、手術後に打撲などすると傷が開いてしまう危険性が指摘されていた。

【0004】

そこで、近年では角膜切開にフェムト秒レーザーを用いることで、角膜を自在に切開できることを活かして、角膜移植に応用することが試みられている。特に、従来のトレパンでは不可能であった形状（上皮側を大きく切開するｔｏｐ−ｈａｔ、内皮側を大きくカットするｍｕｓｈｒｏｏｍなど）の切開を行うことで優れた創傷治癒と正常に近い角膜形状の回復が可能と期待されている（非特許文献１）。このように、近年、角膜切開の自由度が増してきている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】眼科最新手術 Ｖｏｌ．５３ Ｎｏ．１０ ２０１１ 金原出版株式会社

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、角膜を切開しようとする位置は前眼部画像上で確認することはできず、切開予定の位置を容易に把握することは出来なかった。

【0007】

そこで本発明は角膜切開の予定位置を容易に把握することを可能とすることを目的の一つとする。

【0008】

なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとすることができる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本眼科装置は、被検眼の前眼部画像を撮像する前眼部撮像手段と、前記前眼部の断層画像を撮像するＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と、前記前眼部画像と前記前眼部画像上に前記被検眼の角膜の切開位置を示す閉曲線とを表示手段に表示させる表示制御手段と、前記断層画像に基づいて、前記閉曲線が位置する部分の角膜厚を算出する算出手段と、前記閉曲線が位置する部分の角膜厚のうち最も薄い角膜厚を決定する決定手段とを備え、前記表示制御手段は、前記決定手段により決定された角膜厚を数値として前記表示手段に更に表示させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、切開予定の位置を容易に把握することを可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本施形態における眼科装置の構成の一例を示す概略図である。

【図2】眼の構造の一例を示す図である。

【図3】本実施形態における眼科装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】本実施形態における表示部１９２の表示例である。

【図5】瞳孔中心を選択する方法の一例を説明する図である。

【図6】角膜厚さのラインプロファイルの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明に係る装置は、被検眼、皮膚、内臓等の被検体に適用することができる。また、本発明に係る装置としては、例えば、眼科装置や内視鏡等である。以下、本発明の一例として、本実施形態に係る眼科装置について、図面を用いて詳細に説明する。

【0013】

［装置の全体構成］
図１は、本実施形態における眼科装置の構成の一例を示す概略図である。

【0014】

本装置は、ＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ；以下、単にＯＣＴという場合がある）１００、走査型検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：以下、ＳＬＯという場合がある）１４０、前眼部撮像部１６０、内部固視灯１７０、制御部２００から構成される。なお、本発明においてＳＬＯ１４０は必須の構成ではない。すなわち、本眼科装置はＳＬＯ１４０を備えないこととしてもよい。

【0015】

内部固視灯１７０を点灯して被検眼に注視させた状態で、前眼部撮像部１６０により観察される被検眼の前眼部の画像を用いて、装置のアライメントが行われる。アライメント完了後に、ＯＣＴ１００とＳＬＯ１４０による眼底の撮像が行われる。

【0016】

＜ＯＣＴ１００の構成＞
ＯＣＴ１００の構成の一例について説明する。

【0017】

ＯＣＴ１００は被検眼の前眼部の断層画像を取得する。すなわち、ＯＣＴ１００は前眼部の断層画像を取得する断層画像取得手段の一例に相当する。

【0018】

光源１０１は、可変波長光源であり、例えば、中心波長１０４０ｎｍ、バンド幅１００ｎｍの光を出射する。光源１０１から出射される光の波長は制御部１９１によって制御される。より具体的には、断層画像を取得する際に、制御部１９１によって光源１０１から出射される光の波長は掃引される。すなわち、制御部１９１は光源から出射される光の波長を掃引させる制御手段の一例に相当する。光源１０１から出射された光は、ファイバ１０２、偏光コントローラ１０３を介して、ファイバカップラ１０４に導かれ、光量を測定するファイバ１３０とＯＣＴ測定するファイバ１０５に分岐される。光源１０１から出射された光は、ファイバ１３０を介し、ＰＭ（Ｐｏｗｅｒ Ｍｅｔｅｒ）１３１にてパワーが測定される。ファイバ１０５を介した光は、第二のファイバカップラ１０６に導かれる。ファイバカップラ１０６において、光は、測定光（ＯＣＴ測定光とも言う）と参照光に分岐される。

【0019】

偏光コントローラ１０３は、光源１０１から出射された光の偏光の状態を調整するものであり、直線偏光に調整される。ファイバカップラ１０４の分岐比は、９９：１であり、ファイバカップラ１０６の分岐比は、９０（参照光）：１０（測定光）である。なお、分岐比はこれらの値に限定されるものではなく、他の値とすることも可能である。

【0020】

ファイバカップラ１０６で分岐された測定光は、ファイバ１１８を介してコリメータ１１７から平行光として出射される。出射された測定光は、眼底Ｅｒにおいて測定光を水平方向（紙面上下方向）にスキャンするガルバノミラーから構成されるＸスキャナ１０７、レンズ１０８を介してレンズ１０９に到達する。さらに、レンズ１０９からの測定光は眼底Ｅｒにおいて測定光を垂直方向（紙面奥行き方向）にスキャンするガルバノミラーから構成されるＹスキャナ１１０を介し、ダイクロイックミラー１１１に到達する。ここで、Ｘスキャナ１０７、Ｙスキャナ１１０は、駆動制御部１８０により制御され、眼底Ｅｒで所望の範囲の領域を測定光により走査することができる。ダイクロイックミラー１１１は、例えば９５０ｎｍ〜１１００ｎｍの光を反射し、それ以外の光を透過する特性を有する。

【0021】

ダイクロイックミラー１１１により反射された測定光は、レンズ１１２を介し、ステージ１１６上に乗ったフォーカスレンズ１１４に到達する。フォーカスレンズ１１４で測定光は、被検体である眼の前眼部Ｅａを介し、眼底Ｅｒの網膜層にフォーカスされる。すなわち、光源１０１から被検眼までの光学系は、光源から出射された光を被検眼に導く照明光学系の一例に相当する。眼底Ｅｒを照射した測定光は各網膜層で反射・散乱し、上述の光学経路を介してファイバカップラ１０６に戻る。眼底Ｅｒからの測定光はファイバカップラ１０６からファイバ１２５を介し、ファイバカップラ１２６に到達する。

【0022】

なお、フォーカスレンズ１１４の光軸方向への移動は駆動制御部１８０により制御される。また、本実施形態ではフォーカスレンズ１１４はＯＣＴ１００とＳＬＯ１４０と共通に用いられているが、これに限定されるものではなく、それぞれの光学系に別々にフォーカスレンズを備えることとしてもよい。また、フォーカスレンズの駆動制御部１８０による制御は光源１０１が用いる波長と光源１４１が用いる波長との違いに基づいてフォーカスレンズを駆動することとしてもよい。例えば、ＯＣＴ１００とＳＬＯ１４０とに共通でフォーカスレンズが設けられている場合、駆動制御部１８０はＳＬＯ１４０による撮影とＯＣＴ１００による撮影とが切り替えられると、波長の違いに応じてフォーカスレンズ１１４を移動させる。また、フォーカスレンズがＯＣＴ１００およびＳＬＯ１４０のそれぞれの光学系に設けられている場合、一方の光学系のフォーカスレンズが調整されると駆動制御部１８０は波長の違いに応じて他方の光学系のフォーカスレンズを移動させる。

【0023】

また、前眼部の断層撮影を行う撮影モードの場合、フォーカス位置を眼底ではなく前眼部の所定の部位に合わせる。この前眼部へのフォーカス調整は、フォーカスレンズ１１４の位置を移動させることにより行っても良いが、あるいは専用のレンズ等の光学部材をフォーカスレンズ１１４の前後の光路に挿入することでフォーカス位置を調整することができる。この場合、光学部材は駆動部により光路に対して挿脱可能である。駆動制御部１８０は前眼部撮影モードが選択された場合には光学部材を光路に挿入し、眼底撮影モードが選択された場合には光学部材を光路中から退避させる。

【0024】

一方、ファイバカップラ１０６で分岐された参照光は、ファイバ１１９を介してコリメータ１２０−ａから平行光として出射される。出射された参照光は分散補償ガラス１２１を介し、コヒーレンスゲートステージ１２２上のミラー１２３−ａ、１２３−ｂで反射され、コリメータ１２０−ｂ、ファイバ１２４を介し、ファイバカップラ１２６に到達する。コヒーレンスゲートステージ１２２は、被検眼の眼軸長の相違等に対応する為、駆動制御部１８０で制御される。

【0025】

ファイバカップラ１２６に到達した測定光と参照光とは合波されて干渉光となり、ファイバ１２７、１２８を経由し、光検出器である差動検出器（ｂａｌａｎｃｅｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）１２９によって干渉信号が電気信号に変換される。すなわち、被検眼から差動検出器１２９までの光学系は制御手段により掃引された光の被検眼からの戻り光を撮像手段に導く撮像光学系の一例に相当する。変換された電気信号は信号処理部１９０で解析される。なお、光検出器は差動検出器に限定されるものではなく、他の検出器を用いることとしてもよい。

【0026】

また、ファイバカップラ１２６において測定光と参照光とが干渉する構成となっているが、これに限定されるものではない。例えば、ミラー１２３−ａを参照光をファイバ１１９へ反射するように配置し、ファイバカップラ１０６において測定光と参照光とを干渉させることとしてもよい。この場合ミラー１２３−ｂ、コリメータ１２０−ｂ、ファイバ１２４およびファイバカップラ１２６は不要となる。なお、この際にはサーキュレータを用いることが好ましい。

【0027】

＜ＳＬＯ１４０の構成＞
ＳＬＯ１４０の構成の一例について説明する。

【0028】

ＳＬＯ１４０は被検眼の眼底画像を取得する眼底画像取得手段の一例に相当する。

【0029】

光源１４１は、例えば半導体レーザであり、本実施形態では、例えば、中心波長７８０ｎｍの光を出射する。光源１４１から出射された測定光（ＳＬＯ測定光とも言う）は、ファイバ１４２を介し、偏光コントローラ１４５で直線偏光に調整され、コリメータ１４３から平行光として出射される。出射された測定光は穴あきミラー１４４の穴あき部を通過し、レンズ１５５を介し、眼底Ｅｒにおいて測定光を水平方向にスキャンするガルバノミラーから構成されるＸスキャナ１４６、レンズ１４７、１４８、眼底Ｅｒにおいて測定光を垂直方向にスキャンするガルバノミラーから構成されるＹスキャナ１４９を介し、ダイクロイックミラー１５４に到達する。なお、偏光コントローラ１４５を設けないこととしてもよい。Ｘスキャナ１４６、Ｙスキャナ１４９は駆動制御部１８０により制御され、眼底上で所望の範囲を測定光で走査できる。ダイクロイックミラー１５４は、例えば７６０ｎｍ〜８００ｎｍを反射し、それ以外の光を透過する特性を有する。

【0030】

ダイクロイックミラー１５４にて反射された直線偏光の測定光は、ダイクロイックミラー１１１を透過後、ＯＣＴ１００のＯＣＴ測定光と同様の光路を経由し、眼底Ｅｒに到達する。

【0031】

眼底Ｅｒを照射したＳＬＯ測定光は、眼底Ｅｒで反射・散乱され、上述の光学経路をたどり穴あきミラー１４４に達する。穴あきミラー１４４で反射された光が、レンズ１５０を介し、アバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤともいう）１５２で受光され、電気信号に変換されて、信号処理部１９０で受ける。

【0032】

ここで、穴あきミラー１４４の位置は、被検眼の瞳孔位置と共役となっており、眼底Ｅｒに照射された測定光が反射・散乱された光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、穴あきミラー１４４によって反射される。

【0033】

＜前眼部撮像部１６０＞
前眼部撮像部１６０の構成の一例について説明する。

【0034】

前眼部撮影部１６０は被検眼の前眼部画像を取得する取得手段の一例に相当する。

【0035】

前眼部撮像部１６０は、レンズ１６２、１６３、１６４および前眼部カメラ１６５を備える。

【0036】

例えば波長８５０ｎｍの照明光を発するＬＥＤ１１５−ａ、１１５−ｂから成る照明光源１１５は前眼部Ｅａを照射する。前眼部Ｅａで反射され光は、フォーカスレンズ１１４、レンズ１１２、ダイクロイックミラー１１１、１５４を介し、ダイクロイックミラー１６１に達する。ダイクロイックミラー１６１は、例えば８２０ｎｍ〜９００ｎｍの光を反射し、それ以外の光を透過する特性を有する。ダイクロイックミラー１６１で反射された光は、レンズ１６２、１６３、１６４を介し、前眼部カメラ１６５で受光される。前眼部カメラ１６５で受光された光は、電気信号に変換され、信号処理部１９０で受ける。そして、信号処理部１９０は前眼部画像を生成する。

【0037】

＜内部固視灯１７０＞
内部固視灯１７０について説明する。

【0038】

内部固視灯１７０は、表示部１７１、レンズ１７２で構成される。表示部１７１としては例えば複数の発光ダイオード（ＬＤ）がマトリックス状に配置されたものを用いる。発光ダイオードの点灯位置は、駆動制御部１８０の制御により撮像したい部位に合わせて変更される。表示部１７１からの光は、レンズ１７２を介し、被検眼に導かれる。表示部１７１から出射される光は例えば５２０ｎｍで、駆動制御部１８０により所望のパターンが表示される。

【0039】

＜制御部２００＞
制御部２００について説明する。

【0040】

制御部２００は、駆動制御部１８０、信号処理部１９０、制御部１９１、表示部１９２から構成される。制御部２００は例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。また、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）によって構成することとしてもよい。なお、制御部２００には図示しないマウスやキーボード等の入力手段が有線または無線を介して接続されている。なお、本実施形態におけるマウスの一例では、検者の手によってマウス本体が２次元的に移動されたときの移動信号を検出するセンサと、検者の手によって押圧されたことを検知するための左右２つのマウスボタンとを備える。さらに、マウスは左右２つのマウスボタンの間に前後方向に回転可能なホイール機構が設けられている。なお、制御部２００には図示しないメモリ等の記憶手段が有線または無線を介して接続されている。例えば、制御部２００は記憶手段に記憶されているプログラムを実行することで、各種の機能を実現する。

【0041】

駆動制御部１８０は、上述の通り各部を制御する。

【0042】

信号処理部１９０は、差動検出器１２９、ＡＰＤ１５２、前眼部カメラ１６５からそれぞれ出力される信号に基づき、画像の生成、生成された画像の解析、解析結果の可視化情報の生成を行う。なお、画像の生成などの詳細については、後述する。

【0043】

制御部１９１は、本装置全体を制御すると共に、信号処理部１９０で生成された画像等を表示部１９２の表示画面に表示する。表示部１９２は表示手段または表示装置の一例に相当する。なお、信号処理部１９０で生成された画像データは、制御部１９１に有線で送信されても良いし、無線で送信されても良い。

【0044】

表示部１９２は、例えば、液晶等のディスプレイである。表示部１９２は、制御部１９１の制御の下、後述するように種々の情報を表示する。なお、制御部１９１からの画像データは、表示部１９２に有線で送信されても良いし、無線で送信されても良い。また、表示部１９２等は、制御部２００に含まれているが、本発明はこれに限らず、制御部２００とは別に設けられても良い。

【0045】

また、制御部１９１と表示部１９２とを一体的に構成した、ユーザが持ち運び可能な装置の一例であるタブレットでも良い。この場合、表示部１９２にタッチパネル機能を搭載させ、タッチパネル上で画像の表示位置の移動、拡大縮小、表示される画像の変更等の操作可能に構成することが好ましい。なお、制御部１９１と表示部１９２とが一体的に構成された場合でなくとも表示部１９２にタッチパネル機能を搭載させてもよい。すなわち、入力手段としてタッチパネルを用いることとしてもよい。

【0046】

［画像処理］
次に、信号処理部１９０における画像生成、画像解析について説明する。

【0047】

＜断層画像生成、及び、眼底画像生成＞
信号処理部１９０は、差動検出器１２９から出力された干渉信号に対して、一般的な再構成処理を行うことで、断層画像を生成する。

【0048】

まず、信号処理部１９０は、干渉信号から固定パターンノイズ除去を行う。固定パターンノイズ除去は例えば検出した複数のＡスキャン信号を平均することで固定パターンノイズを抽出し、これを入力した干渉信号から減算することで行われる。

【0049】

次に、信号処理部１９０は、有限区間でフーリエ変換した場合にトレードオフの関係となる、深さ分解能とダイナミックレンジとを最適化するために、所望の窓関数処理を行う。次に、ＦＦＴ処理を行う事によって、断層画像を生成する。

【0050】

ＯＣＴ１００によれば、ＳＤ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）−ＯＣＴに比べて広い範囲（横方向の大きさが大きいとの意味）での断層画像の撮像が可能となる。これは以下の理由によるものである。ＳＤ−ＯＣＴの分光器では、回折格子による干渉光の損失がある。一方、ＳＳ−ＯＣＴでは、分光器を用いず干渉光を例えば差動検出する構成とすることで感度向上が容易である。よって、ＳＳ−ＯＣＴは、ＳＤ−ＯＣＴと同等の感度で高速化が可能となり、この高速性を活かして、広画角の断層画像を取得することが可能となる。

【0051】

またＯＣＴ１００によれば、ＳＤ−ＯＣＴに比べて深さ方向に深い（縦方向の大きさが大きいとの意味）断層画像の撮像が可能である。これは以下の理由によるものである。ＳＤ−ＯＣＴで用いられる分光器は、回折格子によって干渉光を空間で分光するため、ラインセンサの隣接する画素間で干渉光のクロストークが発生し易くなる。深さ位置Ｚ＝Ｚ０に位置する反射面からの干渉光は、波数ｋに対してＺ０／πの周波数で振動するため、Ｚ０が大きくなる（すなわちコヒーレンスゲート位置から遠く離れる）に従って、干渉光の振動周波数は高くなり、ラインセンサの隣接する画素間での干渉光のクロストークの影響が大きくなる。これによって、ＳＤ−ＯＣＴでは、より深い位置を撮像しようとすると、感度低下が顕著となる。一方、分光器を用いないＳＳ−ＯＣＴは、ＳＤ−ＯＣＴよりも、深い位置での断層画像の撮像が有利となる。また、ＳＳ−ＯＣＴに用いられる光源の波長はＳＤ−ＯＣＴで用いられる光源の波長に比べて長いことも深さ方向に深い断層画像を得られる要因となっている。

【0052】

なお、断層画像を表示部１９２の表示領域に表示する場合、断層自体の画像が無い領域を表示しても意味が無い。そこで、本実施形態では、断層画像を表示する場合、制御部１９１は、信号処理部１９０内のメモリに展開されたデータから断層自体の画像の部分を認識し、表示領域の大きさに合う断層画像を切り出して表示するようにしている。なお、断層自体の画像とは被検眼の眼底組織の画像を指す。

【0053】

＜セグメンテーション＞
信号処理部１９０は、前述した輝度画像を用いて断層画像のセグメンテーションを行う。

【0054】

まず、信号処理部１９０は、処理の対象とする断層画像に対して、メディアンフィルタとＳｏｂｅｌフィルタをそれぞれ適用して画像を作成する（以下、それぞれメディアン画像、Ｓｏｂｅｌ画像ともいう）。次に、作成したメディアン画像とＳｏｂｅｌ画像から、Ａスキャン毎にプロファイルを作成する。メディアン画像では輝度値のプロファイル、Ｓｏｂｅｌ画像では勾配のプロファイルとなる。そして、Ｓｏｂｅｌ画像から作成したプロファイル内のピークを検出する。検出したピークの前後やピーク間に対応するメディアン画像のプロファイルを参照することで、網膜層の各領域の境界を抽出する。

【0055】

更に、Ａスキャンラインの方向に各層厚をそれぞれ計測し、各層の層厚マップを作成する。なお、各層層厚を計測せずに角膜のみの厚さを計測し、角膜の層厚マップを作成することとしてもよい。すなわち、信号処理部１９０は断層画像に基づいて角膜の厚みを算出する算出手段の一例に相当する。

【0056】

図２に人間の目の構造を示す。眼球は例えば直径約２４ｍｍで内部は硝子体で満たされている。眼の一番表面の部分が透明角膜で、その後に眼底方向に虹彩と瞳孔とがあり、続いて水晶体がある。瞳孔を通った光は眼球の内側の網膜に像を結ぶ。空気の屈折率１．０に対して屈折率が約１．３８の角膜と屈折率が約１．４２の水晶体による屈折より、入射光は網膜に結像する。なお、屈折率は一例であり、本実施形態を限定するものではない。角膜は老齢化や外傷、病により濁る。角膜が濁ると光が散乱してしまい光は正確に網膜に結像しなくなるので、角膜移植手術を行い、角膜の再生を行う。

【0057】

図３は本眼科装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

【0058】

まず、アライメントやコヒーレンスゲート等の各種の調整を行った後、被検眼の前眼部の断層画像を取得する。具体的にはＯＣＴ１００により得られた信号に基づいて信号処理部１９０が前眼部の断層画像を生成する。制御部１９１はＯＣＴ１００がＯＣＴ測定光をラジアルスキャン、またはラスタースキャンすることにより得られた前眼部の断層画像を取得して、この前眼部の断層画像から角膜のボリュームデータ（３次元データ）を取得する。すなわち、制御部１９１は前眼部の断層画像を取得する断層画像取得手段の一例に相当する。

【0059】

さらに、前眼部撮影部１６０によって得られた信号から信号処理部１９０は角膜の正面画像を生成する。制御部１９１は信号処理部１９０によって生成された角膜の正面画像を取得する。すなわち、制御部１９１は被検眼の前眼部画像を取得する取得手段の一例に相当する。以上の動作がステップＳ１にて行われる。

【0060】

なお、ボリュームデータを取得する範囲は、角膜全体が映し出される範囲が望ましい。ここでは、ラジアルスキャンであれば半径８ｍｍの円の範囲、ラスターデータであれば一辺が１６ｍｍの正方形の範囲とする。このように角膜全体の画像を取得することが必要となるためＳＳ−ＯＣＴを用いることが好ましい。なお、スキャン範囲の値は上記の値に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。

【0061】

上記の例では、正面画像を取得する際、ＯＣＴ１００により撮像とほぼ同時に前眼部撮像部１６０により同軸から被検眼の前眼部面像を撮影している。但し、これに限定されるものではなく、ＯＣＴ１００を用いることで得られたボリュームデータを信号処理部１９０が再構築して前眼部画像（正面画像）を生成してもよい。なお、断層画像と前眼部画像とは略同時に同軸を用いて取得しているため、対応関係をとることが可能である。

【0062】

次にステップＳ２では信号処理部１９０が断層画像のセグメンテーションを行う。まず、信号処理部１９０は、処理の対象とする断層画像に対して、メディアンフィルタとＳｏｂｅｌフィルタをそれぞれ適用して画像を作成する（以下、メディアン画像、Ｓｏｂｅｌ画像とする）。次に、作成したメディアン画像とＳｏｂｅｌ画像から、Ａスキャン毎にプロファイルを作成する。メディアン画像では輝度値のプロファイル、Ｓｏｂｅｌ画像では勾配のプロファイルとなる。そして、Ｓｏｂｅｌ画像から作成したプロファイル内のピークを検出する。検出したピークの前後やピーク間に対応するメディアン画像のプロファイルを参照することで、角膜の前後面の境界を抽出する。

【0063】

更に、Ａスキャンラインの方向に各層厚をそれぞれ計測し、各層の層厚マップを作成する。

【0064】

ステップＳ３では制御部１９１が図４のように表示部１９２に前眼部画像等を表示する。図４は表示部１９２における表示例６００を示す図である。具体的には、制御部１９１は、表示部１９２に前眼部画像６１０、瞳孔中心から角膜切開の予定位置までの距離Ｘを指定するインターフェース６２０（以下、単にインターフェース６２０という場合がある）および角膜切開面の厚さのラインプロファイル６４０（以下、単にラインプロファイル６４０という場合がある）、角膜最薄部の情報６３０を表示させる。なお、角膜切開の予定位置を単に角膜の切開位置という場合がある。表示部１９２に表示された前眼部画像はステップＳ１で取得した画像である。図４に示す例においては、インターフェース６２０、角膜切開面の厚さのラインプロファイル６４０、角膜最薄部の情報については、表示枠だけを表示し、データは入力または表示されていない。なお、図４に示す表示例６００では、前眼部画像６１０、インターフェース６２０、角膜最薄部の情報６３０およびラインプロファイル６４０が表示されているが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示す情報を任意に選択して表示させることとしてもよいし、他の情報を更に表示させることとしてもよい。また、表示部１９２に表示される情報の配置は図４に示す例に限定されるものではなく、他の配置としてもよい。

【0065】

前眼部画像６１０は、前眼部撮影部１６０により得られた信号に基づいて信号処理部１９０により生成された画像である。インターフェース６２０は、入力手段を介して検査者からの入力を受け付ける領域である。すなわち、制御部１９１は入力手段からの入力を受け付ける領域を表示手段に表示させる。

【0066】

角膜最薄部の情報６３０は、検査者により指定された角膜位置における角膜が最も薄い部分に関する情報であり、例えば、角膜が最も薄い位置を示す情報と最も薄い角膜厚の値である。角膜が最も薄い位置を示す情報の一例は瞳孔の中心を通る水平な線に対する瞳孔中心と角膜が最も薄い位置とを結ぶ線の角度である。なお、図４においては時計周りの角度を表示することとしているが、反時計まわりの角度を表示することとしてもよい。なお、この角度や最薄部の厚さは信号処理部１９０によって求められ、制御部１９１により表示部１９２に表示させる。なお、角膜最薄部の情報６３０はこれに限定されるものではなく、２番目に薄い角膜の位置や角膜の厚さを
ラインプロファイル６４０は入力手段を介して指定された角膜の位置における角膜の厚さを示すグラフである。図４に示す例では、角度で表された角膜の各位置における角膜の厚さが表示されている。

【0067】

次にステップＳ４では、前眼部画像６１０上でマウスやタッチパネル等の入力手段を用いて瞳孔中心を手動で選択する。選択された点は、制御手段１９１によって前眼部画像６１０上に瞳孔中心として表示部１９２に表示される。図５は、手動で瞳孔中心を選択する方法を説明するための図である。具体的には図８は、入力手段に対する入力に対応して移動するカーソル８００が位置する前眼部画像６１０上の位置を瞳孔中心として選択する場合を示している。なお、瞳孔中心の選択は手動による選択に限定されるものではなく、画像処理により瞳孔中心を抽出してもよい。具体的には、信号処理部１９０が前眼部画像を２値化して瞳孔を検出し、検出した瞳孔の重心を求めることで瞳孔の中心を抽出することができる。なお、本実施形態において、瞳孔の中心とは瞳孔の完全な中心のみを含む概念ではなく、瞳孔の略中心を含む概念である。

【0068】

瞳孔の中心が選択されると、ステップＳ５において、瞳孔中心から予定角膜切開位置までの距離Ｘが入力手段を介してインターフェース６２０に入力される。制御部１９１はステップＳ４にて選択された位置を中心とした半径Ｘの円を前眼部画像６１０に重畳して表示させる。すなわち、制御部１９１は前眼部画像と前眼部画像上に被検眼の角膜の切開位置を示す閉曲線とを表示手段に表示させる表示制御手段の一例に相当する。また、制御部１９１はインターフェース６２０（領域）への入力に応じた大きさの閉曲線を前眼部画像上に表示させる。

【0069】

本実施形態では例えば、距離Ｘを３．５ｍｍとする。なお、入力される距離Ｘはこの値に限定されるものではなく、他の値とすることが可能である。なお、ステップＳ４、ステップＳ５が実行される順序は逆であってもよい。

【0070】

ステップＳ６ではステップＳ５で前眼部画像６１０上に表示された半径Ｘの円に沿った角膜厚さのラインプロファイル６４０を表示部１９２に表示する。すなわち、制御部１９１は閉曲線上の位置に対する閉曲線が位置する部分の角膜の厚みを示すグラフを表示手段に表示させる。なお、半径Ｘの円に沿った角膜厚さは信号処理部１９０によって求められる。

【0071】

ここで、ラインプロファイル６４０の縦軸は角膜厚さを表し、横軸は瞳孔中心を基準としてあらわされる角度θを表す。図６は角膜厚さのラインプロファイル６４０の一例を表す図である。

【0072】

半径Ｘの円に沿った角膜厚さが求められた後、ステップＳ７が実行される。ステップＳ７では、半径Ｘの円に沿った角膜厚における最小の角膜厚さと、その位置の角度とを制御部１９１が表示部１９２に角膜最薄部の情報６３０として表示させる。すなわち、制御部１９１は、閉曲線が位置する部分の角膜の厚みのうち最も薄い角膜の厚みを表示手段に表示させる。さらに、制御部１９１は、閉曲線が位置する部分の角膜の厚みのうち角膜の厚みが最も薄くなる位置を示す表示形態を表示手段に表示させる。

【0073】

また、制御部１９１は半径Ｘの円において角膜厚が最小となる位置を示す矢印を前眼部画像６１０上に表示させる。なお、径Ｘの円において角膜厚が最小となる位置を示す表示は図４に示す矢印に限定されるものではなく、角膜厚が最小となる位置を示すものであれば他の表示形態としてもよい。すなわち、制御部１９１は閉曲線が位置する部分の角膜の厚みのうち角膜の厚みが最も薄くなる位置を示す表示形態を前眼部画像上に表示させる。

【0074】

なお、ラインプロファイル６４０が表示される前に角膜最薄部の情報６３０が表示されることとしてもよい。

【0075】

このように、本実施形態によれば、角膜を切開しようとする位置を前眼部画像上で確認することができる。

【0076】

また、フェムト秒レーザーは屈折矯正手術にも使用されるなど、角膜移植手術以外の他の手術と共用で用いられることがある。このように共用で用いられる場合、フェムト秒レーザー装置が置かれている場所からオペ室まで物理的に距離があり角膜切開からオペまで時間がかかる場合がある。フェムト秒レーザーによる角膜切開からオペまで時間がかかる場合は、感染を防ぐためにフェムト秒レーザーで完全に角膜を切り離すことをせずに、角膜を貫通しないような厚さ、例えば、角膜切開面の最薄部の９０％の深さで切開し（プレカット）オペの直前にダイヤモンドナイフで角膜を完全に取り除くという工程が必要になる。角膜を貫通しないような厚さは被検眼の角膜の厚さによって異なるため、前眼部ＯＣＴなどの断層画像装置を用いて被検眼の角膜厚さを検査し、角膜切開面の最薄部の例えば９０％の厚さをプレカットの切開深さに設定する。しかし角膜厚を色別に示すエレベーションマップでは具体的な角膜厚は表示されず、どの程度の厚さプレカットすればよいか正確に把握することが困難であった。

【0077】

しかし、本実施形態によれば、角膜切開の予定位置における最も薄い角膜厚保を表示することとしているため、検査者は容易にどの程度の厚さプレカットすればよいかを把握することが可能となる。

【0078】

また、例えば、ＳＤ−ＯＣＴはＳＳ−ＯＣＴと比較して画角が狭いため、指定された角膜切開の予定位置（例えば半径３．５ｍｍの位置）の断層像を取得出来ていない場合または画像が不鮮明な場合がＳＳ−ＯＣＴを用いた場合と比較して多く表れてしまう。

【0079】

しかし、ＳＳ−ＯＣＴはＳＤ−ＯＣＴに比べて高速かつ広画角な断層画像を得ることができるため、被検眼の動きによる影響や画角の制限を受けづらく、角膜切開の予定位置が瞳孔から半径３．５ｍｍ等指定された位置における角膜の厚みを正確かつ確実に表示可能である。さらに、ＳＳ−ＯＣＴにより得られた深さ方向において鮮明な断層画像から角膜厚を求めているため、より正確に角膜の最も薄い厚さを把握することが可能となる。

【0080】

また、フェムト秒レーザーは外部からの制御情報に基づいて所望位置の角膜を切開可能である。従って、本実施形態で得られた角膜厚さのラインプロファイルのデータをフェムト秒レーザーに入力することで、任意の角膜切開面において最適の深さで切開することができる。なお、この場合、本実施形態で得られた角膜厚さのラインプロファイルのデータの角膜厚に関して０．９を乗算した値をフェムト秒レーザーに入力する。

【0081】

（その他の実施形態）
本件は上記の実施形態に限定されるものではなく、本件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。

【0082】

例えば、上記実施形態では、ステップＳ５において距離Ｘが入力された後に半径Ｘの円を前眼部画像６１０上に表示することとしているが、これに限定されるものではない。例えば、ステップＳ４で瞳孔中心が選択されと予め定められた半径Ｘの円が自動的に前眼部画像６１０上に表示されることとしてもよい。なお、この半径Ｘの初期値は例えば３．５ｍｍにするなど任意に設定することが可能である。このようにすれば、検査者による半径Ｘの入力を省略できる可能性がある。なお、半径３．５ｍｍ（直径７ｍｍ）は角膜移植手術の際に多く用いられる値であるため、この値を初期値とすることで被験者による半径Ｘの入力を省略できる可能性が高くなる。

【0083】

また、半径Ｘは検査者がインターフェース６２０に入力することで変更可能だがこれに限定されるものではない。例えば、前眼部画図６２０上にカーソル位置させマウスのホイールを回転させると回転方向に応じて半径Ｘが変化することとしてもよい。このようにすれば、半径Ｘの変更がより容易になる。なお、半径Ｘの変更を容易とするために半径Ｘの円が前眼部画像６２０上に表示された状態で、半径Ｘの円をドラッグすることで半径Ｘの値を変更可能としてもよい。

【0084】

さらに、上記実施形態ではＳＳ−ＯＣＴを用いることとしたが、これに限定されるものではなく、ＴＤ（Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ）−ＯＣＴまたはＳＤ−ＯＣＴを用いることとしてもよい。

【0085】

また、上記実施形態では前眼部の角膜断面の画像を取得するためにＯＣＴを用いているが、これに限定されるものではなくシャインプルークカメラを用いることとしても良い。また、前眼部画像を前眼部撮影部１６０を用いて取得しているが、これに限定されるものではなく、ＳＬＯ１４０を用いて前眼部画像を取得することとしてもよい。

【0086】

また、上記実施形態における角膜切開の予定位置は円であるものとしたが、これに限定されるものではなく、閉曲線であればよい。なお、円以外の閉曲線を表示させる場合、入力手段により前眼部画像上で複数点を指定することで、それらの点を結ぶ線を表示させる。

【0087】

さらに、上記実施形態では半径Ｘを入力手段により入力しているが、これに限定されるものではなく、直径を入力することとしてもよい。

【0088】

また、上記実施形態では角膜の最薄部の値を表示することとしているが、これに限定されるものではなく、プレカットの値を表示することとしてもよい。例えば、最薄部の値に例えば０．９を乗算することでプレカットの値を表示する。なお、この乗算処理は信号処理部１９０で行われる。なお、プレカットの深さは最薄部の９０％でなくてもよく、他の値とする場合には乗算され値も変更される。

【0089】

さらに、上記実施形態では角膜切開の予定位置を瞳孔の中心に基づいて決定しているが、これに限定されるものではなく、角膜頂点の位置に基づいて角膜切開の予定位置を決定することとしてもよい。すなわち、表示制御手段により表示される閉曲線は前記被検眼の瞳孔の中心または前記角膜の頂点を中心とする円である。

【0090】

なお、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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】