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(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】
(24)【登録日】2022-08-09
(45)【発行日】2022-08-18
(54)【発明の名称】眼科装置
(51)【国際特許分類】
   A61B 3/10 20060101AFI20220810BHJP
【FI】
A61B3/10 100
A61B3/10 ZDM
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2018055777
(22)【出願日】2018-03-23
(65)【公開番号】P2019165989
(43)【公開日】2019-10-03
【審査請求日】2021-03-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000220343
【氏名又は名称】株式会社トプコン
(74)【代理人】
【識別番号】100096884
【弁理士】
【氏名又は名称】末成 幹生
(72)【発明者】
【氏名】小野 佑介
【審査官】牧尾 尚能
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-158728(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2014/0257075(US,A1)
【文献】特開2008-264516(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2011/0299034(US,A1)
【文献】特開2011-004978(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0348287(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2005/0254008(US,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】
被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するOCTアンギオグラフィーデータ取得部と、
前記OCTアンギオグラフィーのデータ取得時に前記被検眼に可視光を照射する可視光照射部と、
前記可視光の照射を行う前の段階において、眼底撮影の有無に関する報知を実行する報知部と
を備える眼科装置。
【請求項2】
被検者の被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するOCTアンギオグラフィーデータ取得部と、
前記OCTアンギオグラフィーのデータ取得時に前記被検者の前記被検眼でない他方の眼に可視光を照射する可視光照射部と
を備える眼科装置。
【請求項3】
被検眼に可視光を照射し、前記被検眼の瞳孔を縮小させるステップと、
前記瞳孔を縮小させた状態で前記被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するステップと、
前記可視光の照射を行う前の段階において、前記被検眼の眼底撮影の有無に関する報知を実行するステップと
を備える眼科測定方法。
【請求項4】
被検者の被検眼でない他方の眼に可視光を照射し、前記被検眼の瞳孔を縮小させるステップと、
前記瞳孔を縮小させた状態で前記被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するステップと
を備える眼科測定方法。
【請求項5】
コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、
コンピュータに
被検眼に可視光を照射し、前記被検眼の瞳孔を縮小させるステップと、
前記瞳孔の前記縮小を生じさせた状態で前記被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するステップと、
前記可視光の照射を行う前の段階において、前記被検眼の眼底撮影の有無に関する報知を行うステップと
を実行させるプログラム。
【請求項6】
コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、
コンピュータに
被検者の被検眼でない他方の眼に可視光を照射し、前記被検眼の瞳孔を縮小させるステップと、
前記瞳孔の前記縮小を生じさせた状態で前記被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するステップと
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、前眼部の血管の情報を調べる眼科装置に関する。
【背景技術】
【0002】
OCT(光干渉断層像(optical coherence tomography))を用いた眼底の血管の状態を検査する技術として、OCTアンギオグラフィー(OCTA)が知られている(例えば、非特許文献1、特許文献1~3参照)。この技術は、時間差をもって取得した同一箇所のOCT画像を比較し、動きの有る部分を血流がある部分として抽出し、血管を画像化するものである。この画像は、OCTA画像、アンギオ画像、血管強調画像、モーションコントラスト画像等と呼ばれている。また、このOCTAを前眼部に適用した技術も知られている(例えば、非特許文献2参照)。なお、OCTとOCTAのハードウェアに基本的に違いはなく、眼科装置側における技術的な違いは、検出した光干渉データの処理の仕方にある。よって、通常のOCT装置にOCTA用の処理ソフトウェアをインストールすることで、OCTA画像を得ることができる。勿論、OCTAに特化した眼科装置も実現可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】Japan Ophthalmic Instruments Association 2017 Annual Report(日本眼科医療機器協会)
【文献】American Journal of Ophthalmology Case Reports 6 (2017) 24-26
【文献】特開2017―140302号公報
【文献】特開2017-6179号公報
【文献】特開2016-202900号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
OCTAは、時間差を持って同一箇所に対して光干渉計測を多重に行うので、計測に時間を要するという問題がある。特に前眼部の場合、スキャン範囲も広くなるので、計測に更に時間がかかる。この計測時間は、現状で10秒~30秒程度となっている。この計測時間が被検者にとって負担であった。
【0005】
このような背景において、本発明は、前眼部を対象としたOCTアンギオグラフィー(OCTA)の検査時間の短縮を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するOCTアンギオグラフィーデータ取得部と、前記OCTアンギオグラフィーのデータ取得時に前記被検眼に可視光を照射する可視光照射部と、 前記可視光の照射を行う前の段階において、眼底撮影の有無に関する報知を実行する報知部とを備える眼科装置である。
【0007】
本発明は、被検者の被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するOCTアンギオグラフィーデータ取得部と、前記OCTアンギオグラフィーのデータ取得時に前記被検者の前記被検眼でない他方の眼に可視光を照射する可視光照射部とを備える眼科装置である。
【0008】
本発明は、被検眼に可視光を照射し、前記被検眼の瞳孔を縮小させるステップと、前記瞳孔を縮小させた状態で前記被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するステップと、前記可視光の照射を行う前の段階において、前記被検眼の眼底撮影の有無に関する報知を実行するステップとを備える眼科測定方法である。
【0009】
本発明は、 被検者の被検眼でない他方の眼に可視光を照射し、前記被検眼の瞳孔を縮小させるステップと、前記瞳孔を縮小させた状態で前記被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するステップとを備える眼科測定方法である。本発明は、コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、コンピュータに被検眼に可視光を照射し、前記被検眼の瞳孔を縮小させるステップと、前記瞳孔の前記縮小を生じさせた状態で前記被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するステップと、前記可視光の照射を行う前の段階において、前記被検眼の眼底撮影の有無に関する報知を行うステップとを実行させるプログラムである。
【0010】
本発明は、コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、コンピュータに被検者の被検眼でない他方の眼に可視光を照射し、前記被検眼の瞳孔を縮小させるステップと、前記瞳孔の前記縮小を生じさせた状態で前記被検眼の前眼部のOCTアンギオグラフィーのデータを取得するステップとを実行させるプログラムである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】実施形態の眼科装置の構成図である。
図2】実施形態のOCTユニットの構成図である。
図3】実施形態の演算制御ユニットの構成図である。
図4】被検眼の瞳孔収縮前(A)と瞳孔収縮後(B)を示す模式図である。
図5】実施形態における処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(眼科装置の概要)
本実施形態の眼科装置は、眼科カメラとOCTA装置を複合化した構成を有する。ここで、本実施形態のOCTA装置は、眼底(後眼部)のOCT画像およびOCTアンギオグラフィー(以下OCTA画像)の取得、前眼部のOCT画像およびOCTA画像の取得が可能である。本発明を利用した眼科装置としては、OCTA装置単体であってもよい。また、本発明を利用したOCTA装置と組み合わせる眼科装置としては、SLO、スリットランプ、眼科手術用顕微鏡等が挙げられる。
【0013】
利用するOCTの原理としては、フーリエドメインタイプのものを説明するが、OCTの原理は限定されず、スペクトラルドメインやのスウェプトソースといった他のOCT手法を用いることも可能である。
【0014】
本実施形態の眼科装置は、被検眼の前眼部のOCTA画像を取得する際に、被検眼の瞳孔を縮小させ、それによりOCTA画像に必要な計測光のスキャン範囲を狭める。そして、スキャン範囲を狭めることで前眼部のOCTA画像(前眼部の血管の強調画像)の取得に要する時間を短縮する。
【0015】
眼科検査や眼科治療に必要な前眼部の血管の情報は、主に虹彩と瞳孔の境界付近から得られる。よって、瞳孔が小さくなれば、OCTAの作成に必要なスキャン範囲を狭く設定できる。この原理を用いて、本実施形態では、OCTAの作成に必要なスキャン時間を従来の技術に比べて短縮する。
【0016】
図1には、本実施形態の眼科装置1が示されている。眼科装置1は、眼底カメラユニット2、OCTAユニット100、演算制御ユニット200を含んでいる。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有する。OCTAユニット100は、眼底および前眼部のOCT画像およびOCTA画像を取得するための光学系を有している。演算制御ユニット200は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータである。
【0017】
(眼底カメラユニット)
眼底カメラユニット2は、照明光学系10と撮影光学系30を有している。照明光学系10は、眼底Efに眼底撮影に用いる照明光を照射する。撮影光学系30は、この照明光の眼底反射光を撮像装置であるCCDイメージセンサ35に導く。また、撮影光学系30は、OCTAユニット100からのOCT(およびOCTA)測定光を眼底Efに導くとともに、眼底Efを経由したOCT測定光(つまり眼底EfからのOCT測定光の戻り光)をOCTAユニット100に導く。また、撮影光学系30は、被検眼Eの瞳孔を縮小させるための白色光を被検眼Eに導く。
【0018】
照明光学系10は観察照明光源11を有する。観察照明光源11は、検者が眼底を観察するための照明光を出力する。観察照明光源11は、例えばハロゲンランプやLEDにより構成される。観察照明光源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を透過して波長790nm~910nmの近赤外光となる。可視カットフィルタ14を通過した観察照明光は、眼底画像の撮影用の光源である撮影光源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およびリレーレンズ20を経由して、孔開きミラー21に到る。孔開きミラー21に到った観察照明光は、孔開きミラー21の周辺部(孔部の周囲の領域)で反射され、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。
【0019】
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により反射される。さらに、この眼底反射光は、ハーフミラー39Aを透過し、近赤外光を選択的に反射する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、たとえば所定のフレームレートで眼底反射光を検出する。CCDイメージセンサ35が撮像した眼底画像は、表示装置3に表示され、この眼底画像が検者により観察される。観察照明光は、近赤外光であり、CCDイメージセンサ35が撮像する観察画像は、近赤外画像となる。
【0020】
なお、撮影光学系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CCDイメージセンサ35で撮像され、その画像が表示装置3に表示される。また、表示装置3は、眼科装置1の操作や検査結果に関連する各種の情報が表示される。また眼科装置1は、表示装置3利用したGUI(グラフィカル・ユーザー・インターフェース)を備えている。検者は、このユーザーインターフェースを利用して眼科装置1の操作を行う。
【0021】
眼科装置1は、眼底撮影を行うための光源である撮影光源15を有している。撮影光源15は、例えばキセノンランプやLEDにより構成される。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、近赤外光を選択的に反射する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。
【0022】
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が眼底撮影画像として記録される。この眼底撮影画像は、可視光帯域の画像となる。また、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撮影画像が表示される。表示装置3は、観察画像の表示と撮影画像の表示とを切り替え、あるいは両方を分割画面で同時に表示できる。この表示の形態は、眼科装置1を操作する者が選択できる。
【0023】
LCD(Liquid Crystal Display)39は、固視標や視力測定用指標を表示すると共に、被検眼Eの虹彩を中心方向に収縮させ、瞳孔径を小さくするための白色光を被検眼Eに照射する光源として機能する。被検眼Eが強い可視光を視認すると、網膜に届く光量を抑えるために虹彩が瞳中心の方向に収縮し、瞳孔が小さくなる。これは一般的な人体の反応である。この原理を利用し、被検眼Eに白色光を視認させることで、被検眼Eの瞳孔の径を小さくする。このための光源としてLCD39が利用される。
【0024】
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OCTA計測時などに使用される。この例では、上記の白色光の発光源となる白色の背景画面上に、固視標となる特定色の画像を表示した表示画面がLCD39に表示される。固視標を構成する画像としては、視認し易い形状の図形、文字、物体を図案化したもの等が利用される。固視標の色は、白色の背景から浮かび上がって視認し易い色(例えば緑や青等)が選択される。
【0025】
LCD39を透過型とし、背後から白色光を投影する形態やLCD39として小型のものを用い、LCDの周囲に白色光源を配置した形態も可能である。被検眼Eの虹彩を収縮させ、瞳孔の径を小さくさせるための光は、特定の波長帯域の光(特定の色の光)よりもなるべく広い可視光帯域の波長を含む光、つまり白色光が好ましい。勿論、特定波長の光の利用を排除するものではない。
【0026】
なお、被検眼Eに瞳孔径を小さくする目的でLCD39を用いない構成として、対物レンズ22の周囲に配置した光源から白色光の照明光を被検眼Eに照射する形態や撮影光学系30の光軸上のどこかに白色光源を挿入する形態が挙げられる。
【0027】
LCD39から出力された光は、その一部がハーフミラー39Aにて反射され、ミラー32に反射され、合焦レンズ31およ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を介して被検眼Eに照射される。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(視線の方向)を変更できる。
【0028】
さらに、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)を行うための近赤外光を用いた指標(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。
【0029】
アライメント光学系50のLED51から出力された近赤外の光(アライメント光)は、絞り52、53およびリレーレンズ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の角膜に投影される。
【0030】
アライメント光の角膜反射光は、対物レンズ22、ダイクロイックミラー46および上記孔部を経由し、その一部がダイクロイックミラー55を透過する。ダイクロイックミラー55は、LED51から出力された近赤外光を基本的に反射するが、一部透過する。このため、アライメント光の被検眼Eからの反射光の一部は、ダイクロイックミラー55を透過する。この透過光は、合焦レンズ31を通過し、ミラー32により反射され、ハーフミラー39Aを透過し、ダイクロイックミラー33に反射され、集光レンズ34によりCCDイメージセンサ35の受光面に投影される。CCDイメージセンサ35による受光像(アライメント指標)は、観察画像とともに表示装置3に表示される。ユーザは、従来の眼底カメラと同様の操作を行ってアライメントを実施する。また、演算制御ユニット200がアライメント指標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ってもよい(オートアライメント機能)。
【0031】
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の反射面を移動させる。この場合、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。さらに、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。
【0032】
フォーカス光の眼底反射光は、アライメント光の角膜反射光と同様の経路を通って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)は、観察画像とともに表示装置3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およ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(オートフォーカス機能)。また、スプリット指標を視認しつつ手動でピント合わせを行ってもよい。
【0033】
ダイクロイックミラー46は、眼底撮影用の光路からOCTA計測用の光路を分岐させている。ダイクロイックミラー46は、OCTA計測およびOCT計測に用いられる波長帯の光を反射し、眼底撮影に係る光を透過させる。このOCTA計測用の光路(OCT計測用の光路を兼ねる)には、OCTAユニット100の側から順に、コリメータレンズユニット40、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、リレーレンズ45が配置されている。
【0034】
コリメータレンズユニット40は、OCTAユニット100から出力されるOCTA用測定光を平行光束とする。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、OCTA計測用の光路の光路長を変更する。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、たと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。
【0035】
ガルバノスキャナ42は、OCTA計測用の光路を通過する光(測定光LS)の進行方向を変更する。それにより、眼底Efを測定光LSでスキャン(操作)することができる。ガルバノスキャナ42は、たとえば、測定光LSをx方向にスキャンするガルバノミラーと、y方向にスキャン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備えている。それにより、測定光LSをxy平面上の任意の方向にスキャンすることができる。OCTAのスキャンは、同一箇所に対して時間差をおいて複数回(例えば4回)行われる。
【0036】
(OCTAユニット)
図2を参照しつつOCTAユニット100の構成の一例を説明する。OCTAユニット100には、眼底Efまたは前眼部のOCTA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装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、低コヒーレンス光を参照光と測定光に分割し、眼底Efまたは前眼部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に構成されている。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。
【0037】
OCTAユニット100の光学系の構成は、通常のOCTと同じであり、OCTAユニット100は、眼底および前眼部のOCT画像の作成も行える。
【0038】
なお、スウェプトソースタイプのOCT装置の場合には、低コヒーレンス光源を出力する光源の代わりに波長掃引光源が設けられるとともに、干渉光をスペクトル分解する光学部材が設けられない。一般に、OCTAユニット100の構成については、光コヒーレンストモグラフィのタイプに応じた公知の技術を任意に適用することができる。
【0039】
光源ユニット101は広帯域の低コヒーレンス光L0を出力する。低コヒーレンス光L0は、たとえば、近赤外領域の波長帯を含み、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。なお、人眼では視認できない波長帯、たとえば1040~1060nm程度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。ここでは、ダイクロイックミラー46で反射される波長を含む低コヒーレンス光L0が利用される。
【0040】
フーリエドメインOCT(例えば、スウェプトソースOCT)を利用して生体眼の眼底を計測することが可能である。実施形態に適用可能なOCTのタイプは、スウェプトソースOCTに限定されず、例えばスペクトラルドメインOCT又はタイムドメインOCTであってもよい。また、OCTの適用対象は眼底には限定されず、前眼部や硝子体であってもよい。
【0041】
OCTユニット100には、スウェプトソースOCTを適用するための光学系が設けられている。この光学系は干渉光学系を含む。この干渉光学系は、波長可変光源(波長掃引型光源)からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼Eからの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、この干渉光を検出する。干渉光学系により得られた検出結果(検出信号)は、干渉光のスペクトルを表す信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
【0042】
なお、OCTAユニット100が利用する光は、ダイクロイックミラー46によって照明光学系10や撮影光学系30で用いる光と分離する必要があるので、照明光学系10や撮影光学系30で用いる光と異なる波長を含む光を用いる。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用いている。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。
【0043】
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、公知の技術を用いて、演算制御ユニット200の制御の下、光ファイバ104に導かれる参照光LRの光量を自動で調整する。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、たとえば、ループ状にされた光ファイバ104に対して外部から応力を与えることで、光ファイバ104内を導かれる参照光LRの偏光状態を調整する。なお、偏波調整器106の構成はこれに限定されるものではなく、任意の公知技術を用いることが可能である。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。
【0044】
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40により平行光束とされる。さらに、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、およびリレーレンズ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22により屈折されて眼底Efまたは前眼部に照射される。測定光LSは、眼底Efまたは前眼部の様々な深さ位置において散乱(反射を含む)される。眼底Efまたは前眼部による測定光LSの後方散乱光(戻り光)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。
【0045】
ファイバカプラ109は、測定光LSの後方散乱光と、光ファイバ104を経由した参照光LRとを干渉させる。これにより生成された干渉光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。出力端111から出射された干渉光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により分光(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113は透過型であるが、たと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。
【0046】
CCDイメージセンサ115は、たとえばラインセンサであり、分光された干渉光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。
【0047】
OCTAでは、同一箇所に対して複数回のスキャンが行なわれる。この場合、各スキャンのデータがCCDイメージセンサ115から後述する演算制御ユニット200に送られる。
【0048】
本実施形態ではマイケルソン型の干渉計を採用しているが、たとえばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜に採用することが可能である。また、CCDイメージセンサに代えて、他の形態のイメージセンサ、たとえばCMOSイメージセンサなどを用いることが可能である。
【0049】
(演算制御ユニット)
演算制御ユニット200は、眼科装置1の制御およびCCDイメージセンサ115が検出した干渉光に基づくOCTA画像の作成を行う。なお、演算制御ユニット200は、眼底および前眼部のOCT画像の作成もできる。この点に関してな、通常のOCT装置と同じであるので説明は省略する。
【0050】
以下、演算制御ユニット200の構成について説明する。演算制御ユニット200は、コンピュータとしての機能を有する。演算制御ユニット200は、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、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に係る電子回路を含んでいる。演算制御ユニット200は、専用のハードウェアで構成してもよいし、その一部または全部を汎用のPC(パーソナル・コンピュータ)やWS(ワークスステーション)で構成することも可能である。
【0051】
図3に演算制御ユニット200のブロック図を示す。演算制御ユニット200は、動作制御部201、可視光照射制御部202、瞳孔径計測部203、OCTAスキャン範囲設定部204、OCTAスキャン制御部205、OCTAデータ取得部206、OCTA画像作成部207を備える。これらの機能部は、専用の電子回路(FPGA等)で構成してもよいし、ソフトウェア処理により実現する形態でもよい。
【0052】
動作制御部201は、眼科装置1各部の動作の制御を行う。可視光照射制御部202は、瞳孔の径を縮小させるための照射光の強度の調整を行う。この例において、可視光照射制御部202は、LCD39の白色画面部分の発光強度を調整する。この発光強度の調整は、後述する瞳孔径計測部203が計測した被検眼Eの瞳孔の径が予め定めた値以下、あるいは予め定めた収縮率以下(例えば、元の径の70%以下)となるように行われる。
【0053】
図4(A)には、虹彩を収縮させ、瞳孔径を小さくする前の状態が示され、図4(B)には、可視光(LCD39からの白色光)を被検眼に照射し、虹彩を収縮させることで瞳孔径を小さくした後の状態が示されている。
【0054】
瞳孔径計測部203は、CCDイメージセンサ35または38が撮像した前眼部画像に写った瞳孔の径を計測する。この瞳孔の径の計測は、画像中から瞳孔の画像情報を抽出し、画面座標から瞳孔の径を計算することで行われる。例えば、基準となる標準モデルの被検眼の瞳孔の実際の径と、撮影画像中での画素の数を数えることで得られる画面中における当該被検眼の瞳孔の径に対応する画素の数との関係を予め取得しておく。そして、この関係を利用して、検眼時におけるCCDイメージセンサ35または38による被検眼Eの前眼部画像から、被検眼Eの瞳孔の径を計算する。この処理が瞳孔径計測部203で行われる。
【0055】
OCTAスキャン範囲設定部204は、前眼部におけるOCTA画像を得るためのスキャン範囲の設定を行う。前眼部の血管情報で重要なのは、瞳孔と虹彩の境界付近における血管の状態である。これは、以下の理由による。通常、正常な状態では、瞳孔には血管は存在しない。しかしながら、前眼部における特定の疾患や異常において、血管が虹彩から瞳孔まで伸びたり、瞳孔と虹彩の境界付近で血管の異常が発生したりする。この場合、瞳孔と虹彩の境界付近における血管の状態を観察することが眼科診察の上で重要となる。
【0056】
OCTAスキャン範囲設定部204は、瞳孔と虹彩の境界付近がOCTAのスキャン範囲に入るように当該スキャン範囲の設定を行う。このスキャン範囲の設定に係る処理は、以下のようにして行われる。
【0057】
まず、矩形のスキャン範囲に内接する円を設定する。そしてこの円の中心をCCDイメージセンサ35または38が捉えた瞳孔の中心と一致させる。次に、瞳孔が当該円からはみ出ない当該円の径を探索する。次に、当該円と瞳孔の外縁との間の距離の最小値が規定の値となるように当該円の径を拡大する。最後に、当該円に外接する矩形の領域をOCTAに係るスキャン範囲として設定する。図4(B)には、上述した条件を満たすスキャン範囲を設定した場合の一例が示されている。
【0058】
OCTAスキャン制御部205は、OCTAスキャン範囲設定部204が設定したスキャン範囲でOCTAのスキャンが行なわれるように、ガルバノスキャナ42の動作を制御する。
【0059】
OCTAデータ取得部206は、CCDイメージセンサ115が検出した干渉光のデータを取得する。本実施形態では、同一箇所に対して4回のスキャンが行なわれる。この4回のスキャンに係る干渉光のデータがOCTAデータ取得部206で取得される。
【0060】
OCTA画像作成部207は、OCTAデータ取得部206が取得した干渉光のデータに基づいて前眼部のOTCA画像(血管の状態を検出した画像)を作成する。OCTA画像の作成方法は、公知の技術を用いて行われる。OCTA画像の作成に関しては、例えば特開2017―140302号公報、特開2017-6179号公報、特開2016-202900号公報等に記載されている。
【0061】
(動作の一例)
以下、眼科装置1を用いた眼科診断に係る処理の一例を示す。図5は、処理の手順の一例を示したフローチャートである。図5にかかる処理を実行するためのプログラムは、演算制御ユニット200内の記憶領域に記憶され、動作制御部201により実行される。このプログラムを外部の記憶媒体や記憶サーバー等に記憶させ、そこからダウンロードして使用する形態も可能である。
【0062】
まず、表示装置3の表示画面上において、眼科装置1を操作する検者により、撮影用アイコンが選択されと(ステップS101)、前眼部のOCTA画像の撮影であるのか否かを選択する表示画面となる(ステップS102)。ここで、前眼部のOCTA画像の撮影が選択されると、ステップS104以下に進む。
【0063】
前眼部のOCTA画像の撮影が選択されなかった場合、ステップS103に進む。ステップS103では、眼底の撮影に係る処理が行われる。眼底の撮影としては、眼底カメラによる眼底の撮影、眼底のOCT撮影、眼底のOCTA画像の撮影、眼底の血管造影撮影、SLOを用いた眼底の撮影等が挙げられる。これらの処理については、通常の処理であるので、説明は省略する。
【0064】
ステップS104では、眼底撮影の有無に関する報知が行われる。この例では、眼底の撮影が既に行われているか否かに係るメッセージ、例えば、表示装置3に「既に眼底の撮影は終了していますか?」等の表示が行われる。
【0065】
また、演算制御ユニット200の側で当該被検者の眼底の撮影がすでに行われているか否かの判定ができる構成において、この時点で眼底の撮影が行われていないと判定された場合、表示装置3に眼底の撮影を促す表示を行う。例えば、「眼底の撮影がまだの様でありますが、よろしいでしょうか」等の表示が表示装置3に行われる。
【0066】
通常、被検者の識別コードが電子カルテ等で管理されており、当日既に眼底撮影が行われたか否かは、演算制御ユニット200の側で判定できる。この判定に基づき、上記の処理が行なわれる。
【0067】
以下、ステップS104の処理を行う理由について説明する。後述するように、ステップS105以下の処理では、被検眼の虹彩を収縮させ、瞳孔を狭める処理が行われる。ところで、一端小さくなった瞳孔は、瞳孔が小さくなる要因となる被検眼への可視光の入射がなくなってもしばらく元の大きさには戻らない(勿論、個人差はある)。
【0068】
他方で、眼底撮影は、瞳孔を介して行われるので、瞳孔が小さくなった状態では支障が出る(一般に、眼底撮影の際に瞳孔を広げる目薬の滴下が行なわれることは良く知られている)。したがって、眼底撮影が必要な場合、ステップS105以下の処理を行う前に、眼底撮影を終えていることが検査の効率を高める上で好ましい。
【0069】
上記の理由により、ステップS104の処理を行い眼底撮影の有無についての検者へのメッセージを表示装置3に表示する検者処理を行う。この場合、表示装置3が報知部として機能する。なお、ステップS104の段階で、ステップS103に進むこともできる。
【0070】
以下、ステップS105以下に進んだ場合を説明する。ステップS105では、LCD39で白色光を発光させる。つまり、被検眼Eに強い可視光を刺激光として照射することで、虹彩を収縮させ、瞳孔の径を縮小させる。この際、過度の強い光は被検眼Eの負担になるので、LCD39の発光強度は予め調整しておく。
【0071】
また同時に、後述するステップS106で得られる瞳孔径の計測値をフィードバックし、瞳孔径が特定の値以下、あるいは瞳孔径の縮小率(縮小後の径/縮小前の径)が特定の値以下となるようにLCD39の発光光強度を調整する。この調整は、演算制御ユニット200の可視光照射制御部202で行なわれる。
【0072】
ステップS105の処理と同時に、瞳孔径の計測を行う(ステップS106)。この処理は、演算制御ユニット200の瞳孔径計測部203で行なわれる。次に、前眼部のOCTA画像の取得に必要なスキャン範囲の設定を行う(ステップS107)。この処理は、OTCAスキャン範囲設定部204で行なわれる。
【0073】
次に、ステップS107で設定された範囲に対してOCTAのデータを取得するためのスキャン(撮影)を行う(ステップS108)。この処理に係る制御は、OCTAスキャン制御部205で行なわれる。OCTAのデータを得たら、それに基づき、前眼部のOCTA画像の作成を行う。
【0074】
(他の実施形態)
ステップS105において、被検者の被検眼でない方の眼に白色光を照射する形態も可能である。人体の反応として、眼の一方のみに強い光を当てた場合、この光が入射していない他方の眼にも瞳孔の縮小が生じる。この現象を利用し、被検眼でない方の眼に白色光を照射し、被検眼の瞳孔を縮小させ、ステップS105以下の処理を行うことができる。
【0075】
この場合、被検者の被検眼でない方の眼に白色光を当てる光源を眼科装置1に装備させる。そして、この光源の制御が演算制御ユニット200の可視光照射制御202で行なわれる。
【0076】
この構成は、従来からある前眼部のOCTA撮影が可能な機種に適用できる。すなわち、従来からある前眼部のOCTA撮影が可能な眼科装置に、被検眼でない方の眼に白色光を照射する光源を、アダプタ等を用いて追加装備し、更に図5の処理を行うための新たな制御プログラムをインストールする。これにより、図1の眼科装置1と同様な機能を有し、図5の処理が可能な眼科装置が得られる。
【0077】
(優位性)
前眼部のOCTA画像の取得に際し、スキャン範囲を狭めるために可視光を被検眼に照射する。これにより、被検眼の虹彩が収縮し、瞳孔が小さくなる。前眼部OCTAの対象となる位置は、瞳孔と虹彩の境界付近であるので、瞳孔を小さくすることで、前眼部OCTAに必要なスキャンの範囲を狭めることができる。そして、スキャンの範囲を狭めることで、前眼部OCTA画像の取得に必要なスキャンに要する時間を短縮でき、被検者の負担を減らすことができる。また、眼科検査の効率を高めることができる。
【符号の説明】
【0078】
1…眼科装置、2…眼底カメラユニット、3…表示装置、10…照明光学系、11…観察照明光源、12…反射ミラー、13…集光レンズ、14…可視カットフィルタ、15…撮影光源、16…ミラー、17,18,20…リレーレンズ、19…絞り、21…孔開きミラー、22…対物レンズ、30…光学系、31…合焦レンズ、32…ミラー、33…ダイクロイックミラー、34…集光レンズ、35…CCDイメージセンサ、36…ミラー、37…集光レンズ、38…CCDイメージセンサ、39…LCD、39A…ハーフミラー、40…コリメータレンズユニット、41…光路長変更部、42…ガルバノスキャナ、43…合焦レンズ、44…ミラー、45…リレーレンズ、46…ダイクロイックミラー、50…アライメント光学系、55…ダイクロイックミラー、60…フォーカス光学系、100…OCTAユニット、101…光源ユニット、102…光ファイバ、103…ファイバカプラ、104…光ファイバ、105…光減衰器、106…偏波調整器、107,108…光ファイバ、109…ファイバカプラ、111…出射端、112…コリメータレンズ、113…回折格子、114…集光レンズ、115…CCDイメージセンサ。
図1
図2
図3
図4
図5