光學(xué)相干斷層成像設(shè)備及其控制方法
【專利說明】光學(xué)相干斷層成像設(shè)備及其控制方法
[0001]本申請是申請日為2013年I月28日、申請?zhí)枮?01310032544.1、發(fā)明名稱為“光學(xué)相干斷層成像設(shè)備及其控制方法”的申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種光學(xué)相干斷層成像設(shè)備和該光學(xué)相關(guān)斷層成像設(shè)備的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)前，已知一種基于使用多波長光波相干的OCT (光學(xué)相干斷層成像技術(shù))的光學(xué)相干斷層成像設(shè)備。例如，將這類設(shè)備用于內(nèi)視鏡以獲得內(nèi)臟信息和用于眼科設(shè)備以獲得視網(wǎng)膜信息。這些設(shè)備對于人體的應(yīng)用領(lǐng)域變得越來越廣泛。應(yīng)用于眼的光學(xué)相干斷層成像設(shè)備正成為視網(wǎng)膜?？崎T診必不可少的眼科設(shè)備。
[0004]這類光學(xué)相干斷層成像設(shè)備是如下的設(shè)備，其中該設(shè)置通過利用作為低相干光的測量光照射樣本、并且將來自樣本的背向散射光用于干涉系統(tǒng)來進行測量。利用測量光照射樣本上的一個點，可以獲得樣本上該點處的深度方向的圖像信息。另外，在樣本上掃描測量光的同時進行測量，可以獲得樣本的斷層圖像。在將該設(shè)備應(yīng)用于眼底時，通過在眼的眼底上掃描測量光，可以以高分辨率拍攝被檢眼的眼底的斷層圖像。為此，這些設(shè)備被廣泛用于視網(wǎng)膜的眼科診斷等。
[0005]光學(xué)相干斷層成像設(shè)備通常使用如下攝像方法，該攝像方法用于通過在作為測量對象的眼底上沿水平方向或垂直方向反復(fù)進行掃描，來獲得多個斷層圖像。例如，可以通過在眼底的同一區(qū)域進行多次掃描以獲得該同一區(qū)域的多個眼底斷層圖像、并且對所獲得的圖像進行平均化處理，來獲得一個高質(zhì)量眼底斷層圖像。還可以通過在平移掃描位置的同時進行多次掃描，來獲得眼底的三維圖像。然而，當(dāng)以這樣的方式進行多次掃描時，完成攝像操作需要一定時間。為此，眼在該操作期間可能運動。
[0006]與此相對，根據(jù)日本特開2008-29467所公開的眼科攝像設(shè)備，公開了如下方法(眼底追蹤)，該方法用于順次拍攝被檢眼的正面圖像，通過使用所獲得的多個正面圖像檢測眼運動，并且根據(jù)所檢測到的眼運動校正掃描位置。如上所述，對于光學(xué)相干斷層成像設(shè)備來說，重要的是進行用于降低眼運動的影響的處理。
[0007]另一方面，對于光學(xué)相干斷層成像設(shè)備來說，重要的是保持被檢眼和設(shè)備主體之間的位置關(guān)系恒定。為了獲得高質(zhì)量眼底斷層圖像，需要使光學(xué)相干斷層成像設(shè)備的攝像光軸與被檢眼的瞳孔位置一致，并且需要調(diào)整攝像光學(xué)系統(tǒng)和被檢眼之間的相對位置以使得攝像光落在瞳孔內(nèi)。
[0008]與此相對，根據(jù)日本特許4354601所公開的眼科設(shè)備，公開了一種用于自動調(diào)整被檢眼和光學(xué)儲存部之間的相對位置關(guān)系的自動對準(zhǔn)機構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明目的在于:即使在根據(jù)眼運動進行追蹤時，也能夠獲得被檢眼的運動所導(dǎo)致的失真得以降低的斷層圖像。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種光學(xué)相干斷層成像設(shè)備，包括:圖像獲得步驟，用于在不同時間獲得被檢眼的多個圖像；斷層圖像獲得步驟，用于基于通過來自經(jīng)由掃描步驟利用測量光所照射的所述被檢眼的返回光和與所述測量光相對應(yīng)的參考光之間的干涉所獲得的干涉光，來獲得所述被檢眼的多個斷層圖像；用于基于所述多個圖像、利用所述掃描步驟對所述被檢眼進行追蹤的步驟；以及控制步驟，用于對進行所述追蹤的所述步驟的操作進行控制，以在所述掃描步驟所進行的一次掃描和下一次掃描之間的間隔內(nèi)對掃描位置進行校正。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種光學(xué)相干斷層成像設(shè)備，用于基于通過來自經(jīng)由掃描步驟利用測量光所照射的被檢眼的返回光和與所述測量光相對應(yīng)的參考光之間的干涉所獲得的干涉光，來獲得所述被檢眼的斷層圖像，所述光學(xué)相干斷層成像設(shè)備包括:用于在獲得所述被檢眼的多個斷層圖像的情況下、在利用所述掃描步驟所進行的副掃描期間進行追蹤的步驟；以及控制步驟，用于對進行所述追蹤的所述步驟的操作進行控制，以在所述掃描步驟所進行的主掃描期間停止所述追蹤。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種光學(xué)相干斷層成像設(shè)備的控制方法，其中，所述光學(xué)相干斷層成像設(shè)備用于基于通過來自經(jīng)由掃描步驟利用測量光所照射的被檢眼的返回光和與所述測量光相對應(yīng)的參考光之間的干涉所獲得的干涉光，來獲得所述被檢眼的多個斷層圖像，所述控制方法包括以下步驟:獲得步驟，用于在不同時間獲得所述被檢眼的多個圖像；以及控制步驟，用于對如下步驟的操作進行控制，以在所述掃描步驟所進行的一次掃描和下一次掃描之間的間隔內(nèi)對掃描位置進行校正，其中該步驟是用于基于所述多個圖像、利用所述掃描步驟對所述被檢眼進行追蹤的步驟。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種光學(xué)相干斷層成像設(shè)備的控制方法，其中，所述光學(xué)相干斷層成像設(shè)備用于基于通過來自經(jīng)由掃描步驟利用測量光所照射的被檢眼的返回光和與所述測量光相對應(yīng)的參考光之間的干涉所獲得的干涉光，來獲得所述被檢眼的斷層圖像，所述控制方法包括以下步驟:在獲得所述被檢眼的多個斷層圖像的情況下，在所述掃描步驟所進行的副掃描期間進行追蹤；以及對進行所述追蹤的步驟中的操作進行控制，以在所述掃描步驟所進行的主掃描期間停止所述追蹤。
[0014]通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。
【附圖說明】
[0015]圖1是示出光學(xué)相干斷層成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子的圖；
[0016]圖2是示出自動對準(zhǔn)操作的例子的流程圖；
[0017]圖3是示出眼底追蹤操作的例子的流程圖；
[0018]圖4是示出適當(dāng)對準(zhǔn)狀態(tài)下所拍攝的斷層圖像的例子的圖；
[0019]圖5是示出發(fā)生了眼運動的狀態(tài)下所拍攝的斷層圖像的例子的圖；
[0020]圖6是示出自動對準(zhǔn)操作期間所拍攝的斷層圖像的例子的圖；
[0021]圖7是示出自動對準(zhǔn)操作期間所拍攝的多個斷層圖像的例子的圖；
[0022]圖8是示出根據(jù)圖7中的多個斷層圖像所生成的虛擬斷層圖像的例子的圖；
[0023]圖9是示出自動對準(zhǔn)控制的例子的流程圖；
[0024]圖10是示出不進行眼底追蹤控制的情況下的掃描圖案的例子的圖；
[0025]圖11是示出通過圖10中的掃描所獲得的斷層圖像的例子的圖；
[0026]圖12A和12B是示出眼底追蹤控制的例子的流程圖；以及
[0027]圖13是示出眼底追蹤控制時的掃描圖案的例子的圖。
【具體實施方式】
[0028]現(xiàn)在將參考附圖詳細說明本發(fā)明的典型實施例。應(yīng)該注意，除非另外特別說明，否則這些實施例所述的各組件的相對配置、數(shù)字表達式和數(shù)值并沒有限制本發(fā)明的范圍。
[0029]本發(fā)明的目的在于:即使在根據(jù)眼運動進行追蹤時，也能夠獲得被檢眼的運動所導(dǎo)致的失真得以降低的斷層圖像。
[0030]在為了拍攝被檢眼的斷層圖像而在該眼上掃描測量光期間進行上述掃描位置校正(眼底追蹤)或自動對準(zhǔn)時，斷層圖像可能發(fā)生失真。
[0031]例如，當(dāng)在拍攝斷層圖像期間啟動自動對準(zhǔn)時，由于自動對準(zhǔn)所引起的攝像光軸的偏心，因而斷層圖像上的視網(wǎng)膜可能傾斜或者上下移動。特別地，當(dāng)該設(shè)備進行多次掃描以獲得多個斷層圖像時，視網(wǎng)膜在特定斷層圖像上可能處于水平位置，而視網(wǎng)膜在其它斷層圖像上可能傾斜。當(dāng)該設(shè)備拍攝了傾斜不同的多個斷層圖像時，各個斷層圖像之間的傾斜的差在根據(jù)這多個斷層圖像所生成的三維圖像上表現(xiàn)為視網(wǎng)膜形狀的失真。
[0032]當(dāng)在拍攝斷層圖像期間使眼底追蹤進行動作時，斷層圖像還可能由于利用眼底追蹤的掃描位置的校正而失真。在利用眼底追蹤的校正的間隔短于獲得被檢眼上的一個點處的深度方向的信息所需的時間(A掃描獲得時間)的情況下，由于在各掃描點處適當(dāng)校正掃描位置以獲得一個斷層圖像，因而在斷層圖像中不會發(fā)生失真。然而，難以使得利用眼底追蹤的校正的間隔短于A掃描獲得時間。例如，該設(shè)備在眼底追蹤時通常使用眼底的正面圖像，并且難以使得校正間隔短于用于獲得正面圖像的間隔。通常，用于獲得正面圖像的間隔約為幾十ms，這長于A掃描獲得間隔(通常為幾十μ S)。這使得在進行被檢眼上的掃描時，難以針對各點都進行利用眼底追蹤的校正。為此，該設(shè)備對于特定大小的各掃描范圍以預(yù)定間隔進行該校正。假定該設(shè)備以預(yù)定間隔校正了掃描位置。在這種情況下，該設(shè)備一次校正預(yù)定間隔期間所檢測到的眼運動。結(jié)果，在進行被檢眼上的掃描時，掃描位置以預(yù)定間隔急劇變化。掃描位置的急劇變化在所拍攝斷層圖像上以預(yù)定間隔表現(xiàn)為斷層移位(失真
[0033]斷層圖像上的上述失真妨礙醫(yī)生進行圖像診斷。另外，醫(yī)生可能將斷層圖像上的該失真錯誤地識別為病變部。這可能導(dǎo)致誤診斷。此外，斷層圖像上的失真可能對光學(xué)相干斷層成像設(shè)備的視網(wǎng)膜層邊界的自動識別功能產(chǎn)生不利影響。對視網(wǎng)膜層邊界的誤識別將會導(dǎo)致顯示基于誤識別結(jié)果的視網(wǎng)膜層厚度的測量值等。這可能導(dǎo)致誤診斷。
[0034]當(dāng)獲得被檢眼的多個斷層圖像時，優(yōu)選對用于追蹤該眼的步驟進行控制。這使得可以獲得眼運動所引起的失真得以降低的斷層圖像。例如，用于追蹤被檢眼的步驟優(yōu)選進行動作，以使得在獲得多個斷層圖像其中之一之后，等到獲得下一斷層圖像時，校正下一斷層圖像的獲得位置。以下在各實施例中具體說明該操作。
[0035]第一實施例
[0036]光學(xué)相干斷層成像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)
[0037]參考圖1說明根據(jù)第一實施例的光學(xué)相干斷層成像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)。光學(xué)相干斷層成像設(shè)備基于通過來自測量光經(jīng)由掃描步驟所照射的被檢眼的返回光和與該測量光相對應(yīng)的參考光之間的干涉所獲得的干涉光，來獲得該被檢眼的斷層圖像。光學(xué)相干斷層成像設(shè)備包括光學(xué)頭步驟100、分光器200和控制步驟300。下面順次說明光學(xué)頭步驟100、分光器200和控制步驟300的結(jié)構(gòu)。
[0038]光學(xué)頭步驟100和分光器200的結(jié)構(gòu)
[0039]光學(xué)頭步驟100由用于拍攝被檢眼E的前眼部Ea及其眼底Er的二維圖像和斷層圖像的測量光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。下面說明光學(xué)頭步驟100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。將物鏡101-1配置成對著眼E。在該透鏡的光軸上，用作光路分離步驟的第一分色鏡102和第二分色鏡103對光路進行分離。也就是說，第一分色鏡102和第二分色鏡103針對各波長帶將光路分成OCT光學(xué)系統(tǒng)的測量光路L1、眼底觀察光路/固視燈光路L2和前眼觀察光路L3。
[0040]第三分色鏡118還針對各波長帶將光路L2分支成向著眼底觀察用的APD (雪崩光電二極管)115的光路和向著固視燈116的光路。在這種情況下，附圖標(biāo)記101-2、111和112表示透鏡。用于固視燈和眼底觀察的聚焦調(diào)節(jié)的馬達(未示出)驅(qū)動透鏡111。APD 115在眼底觀察用照明光(未示出)的波長(更具體地780nm)附近具有靈敏度。另一方面，固視燈116生成可見光以促使被檢者進行固視。
[0041]將用于在眼E的眼底Er上掃描從眼底觀察用照明光源(未示出)所發(fā)射的光的X掃描器117-1 (用于主掃描方向)和Y掃描器117-2(用于與主掃描方向交叉的副掃描方向)設(shè)置在光路L2上。將透鏡101-2設(shè)置成使其焦點位置位于X掃描器117-1和Y