眼科设备和眼科设备的控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种眼科设备和眼科设备的控制方法。所述眼科设备包括：获取单元，用于获取被检眼的第一眼底图像和所述被检眼的第二眼底图像；第一生成单元，用于通过进行增强所述第一眼底图像的一部分的第一特征区域的对比度的处理来生成与所述第一特征区域相对应的图像；第二生成单元，用于通过进行增强与所述第一特征区域相对应的、所述第二眼底图像的一部分的第二特征区域的对比度的处理来生成与所述第二特征区域相对应的图像；以及校正单元，用于基于分别与所述第一特征区域和所述第二特征区域相对应的图像之间的位置偏移来校正所述被检眼的断层图像的获取位置。
【专利说明】眼科设备和眼科设备的控制方法
【技术领域】[0001]本发明涉及一种眼科设备和该眼科设备的控制方法，尤其涉及用于提高眼底追踪的精度的技术。
【背景技术】
[0002]当前，已知有基于使用多波长光波相干的OCT (光学相干断层成像技术)的光学相干断层图像摄像设备。例如，该设备用在内窥镜中以获得器官信息以及用在眼科设备中以获得视网膜信息，由此将应用领域扩展至人体。因此，应用于眼睛的光学相干断层图像摄像设备作为眼科设备对于视网膜方面的专业门诊诊所而言变得不可缺少。
[0003]这种光学相干断层图像摄像设备利用作为低相干光的测量光照射试样，并且可以通过使用干涉系统测量来自该试样的背向散射光。该设备可以通过利用测量光照射试样上的给定点来获得该试样上的该点处的深度方向上的图像信息。该设备还可以通过在试样上扫描测量光的同时进行测量来获得该试样的断层图像。在应用于眼底的情况下，该设备可以通过在被检眼的眼底上扫描测量光来以高分辨率拍摄被检眼的眼底的断层图像，因而该设备已经广泛用于针对视网膜的眼科诊疗等。
[0004]光学相干断层图像摄像设备通常使用通过在水平或垂直方向上重复扫描作为测量对象的眼底来获得多个断层图像的摄像方法。例如，光学相干断层图像摄像设备可以通过多次扫描眼底上的同一场所以获取同一部位的多个眼底断层图像、并且对这些多个眼底断层图像进行平均化，来获得图像质量高的一个眼底断层图像。该设备还可以通过在使扫描位置平移的同时多次扫描眼底来获得眼底的三维图像。然而，在进行多次这种扫描的情况下，该设备需要特定时间段来完成整个摄像操作。由于该原因，在扫描期间眼睛可能移动。
[0005]与此相对比，日本特开2008-29467所公开的眼科摄像设备使用如下方法(以下称为“眼底追踪”)，其中该方法顺次拍摄被检眼的正面图像，通过使用所获得的多个正面图像来检测被检眼的移动，并且根据所检测到的被检眼的移动来校正扫描位置。如上所述，光学相干断层图像摄像设备重视减少被检眼的移动的影响的处理。
[0006]为了以高速获得高精度的眼底断层图像，日本特开2012-30054所公开的光学相干断层图像摄像设备进行以下操作:通过选择用作基准的眼底观察图像来生成参考图像(以下称为“模板”)，使用在生成该模板之后所获得的眼底追踪对象的眼底观察图像来生成另一模板，并且通过使用相同的特征点的模板匹配来进行眼底追踪，其中，从该基准中提取出了作为被检眼的移动的标志的特征点。
[0007]假定在用作眼底追踪对象的图像的拍摄期间被检眼进行了移动。在这种情况下，被检眼的瞳孔处的渐晕等可能会在图像上产生照度不均匀。此时，在作为眼底追踪对象的图像的模板内的特征点、特别是诸如血管区域等的特征区域处，对比度下降。这可能会导致模板匹配的检测精度产生误差。结果，由于眼底追踪所引起的扫描位置的误差将导致获取到的断层图像上发生偏移(失真)。断层图像上的该失真可能会妨碍医生所进行的图像诊断并且还可能使他/她将断层图像上的失真误认为病变部。这可能会导致误诊。
【发明内容】
[0008]考虑到上述问题本发明提供使得能够进行更加精确的眼底追踪的技术。
[0009]根据本发明的一个方面，提供一种眼科设备，包括:眼底图像获取单元，用于获取被检眼的第一眼底图像、以及在与所述第一眼底图像的拍摄时间不同的时间拍摄到的所述被检眼的第二眼底图像；第一生成单元，用于通过进行增强所述第一眼底图像的一部分的第一特征区域的对比度的处理，来生成与所述第一特征区域相对应的图像；第二生成单元，用于通过进行增强与所述第一特征区域相对应的、所述第二眼底图像的一部分的第二特征区域的对比度的处理，来生成与所述第二特征区域相对应的图像；位置校正单元，用于基于与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像之间的位置偏移来校正所述被检眼的断层图像的获取位置。
[0010]根据本发明的一个方面，提供一种眼科设备的控制方法，包括以下步骤:眼底图像获取步骤，用于获取被检眼的第一眼底图像、以及在与所述第一眼底图像的拍摄时间不同的时间拍摄到的所述被检眼的第二眼底图像；第一生成步骤，用于通过进行增强所述第一眼底图像的一部分的第一特征区域的对比度的处理，来生成与所述第一特征区域相对应的图像；第二生成步骤，用于通过进行增强与所述第一特征区域相对应的、所述第二眼底图像的一部分的第二特征区域的对比度的处理，来生成与所述第二特征区域相对应的图像；位置校正步骤，用于基于与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像之间的位置偏移来校正所述被检眼的断层图像的获取位置。
[0011]通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是示出根据第一实 施例的光学相干断层图像摄像设备(眼科设备)的结构示例的图。
[0013]图2是示出根据第一实施例的自动对准处理的过程的流程图。
[0014]图3是示出根据第一实施例的眼底追踪处理的过程的流程图。
[0015]图4是示出根据第一实施例的包括色调统一处理的模板生成的示例的图。
[0016]图5是示出根据第一实施例的包括模板匹配处理的眼底追踪操作的示例的图。
[0017]图6是示出根据第一实施例的光学相干断层图像摄像设备所拍摄到的断层图像的示例的图。
[0018]图7是示出根据第二实施例的眼底追踪处理的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0019]现在将参考附图来详细说明本发明的典型实施例。应当注意，除非另外特别说明，在这些实施例中陈述的组件的相对布置、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
[0020]第一实施例
[0021]光学相干断层图像摄像设备的示意结构
[0022]首先将参考图1来说明根据第一实施例的光学相干断层图像摄像设备(眼科设备)的示意结构。该光学相干断层图像摄像设备基于通过来自经由扫描单元利用测量光所照射的被检眼的返回光和与该测量光相对应的参考光之间的干涉所获得的干涉光来获取该被检眼的断层图像。该光学相干断层图像摄像设备包括光学头单元100、分光器200和控制单元300。以下将顺次说明光学头单元100、分光器200和控制单元300的结构。
[0023]光学头单元100和分光器200的结构
[0024]光学头单元100由用于拍摄被检眼E的前眼Ea或该被检眼的眼底Er的二维图像和断层图像的测量光学系统构成。以下将说明光学头单元100的内部结构。以面向被检眼E的方式放置物镜101-1。配置在物镜101-1的光轴上并用作光路分离单元的第一分色镜102和第二分色镜103对光路进行分离。也就是说，针对各波长带将光路分离成OCT光学系统的测量光路L1、眼底观察光路/固视灯光路L2和前眼观察光路L3。
[0025]利用第三分色镜118使光路L2分支成向着眼底观察所用的APD (雪崩光电二极管)115的光路和向着固视灯116的光路。在这种情况下，附图标记101-2、111和112表示透镜。诸如马达(未示出)等的调焦透镜驱动单元驱动透镜111 (调焦透镜)以进行针对固视灯和眼底观察的焦点调节。APD115在眼底观察照明光(未示出)的波长处、更具体为780nm附近具有感光度。固视灯116发出可见光以使被检眼保持固视。
[0026]在光路L2上配置有(主扫描方向所用的)X扫描器117-1和(与主扫描方向垂直的副扫描方向所用的)Y扫描器117-2，以在被检眼E的眼底Er上扫描从眼底观察照明光源(未示出)发出的光。透镜101-2被布置地使得其焦点位置位于X扫描器117-1和Y扫描器117-2之间的中心位置附近。X扫描器117-1由共振镜构成。X扫描器117-1可以由多面镜构成。X扫描器117-1和Y扫描器117-2之间的中心位置附近的位置与被检眼E的瞳孔的位置光学共轭。APD(雪崩光电二极管)115是单检测器，并且检测被眼底Er散射/反射并且从眼底Er返回的光。第三分色镜118是其上沉积有穿孔镜或中空镜的棱镜，并且使照明光和来自眼底Er的返回光分离。
[0027]在光路L3上配置有透镜141和前眼观察所用的红外线(XD(电荷耦合器件)142。红外线(XD142在前眼观察照明光(未示出)的波长处、更具体为970nm附近具有感光度。光路L1是如上所述的OCT光学系统的组件，并且用于拍摄被检眼的眼底Er的断层图像。更具体地，该光路用于获得形成断层图像所用的干涉信号。
[0028]在光路L1上配置有透镜101-3、镜121以及X扫描器122-1和Y扫描器122-2，其中X扫描器122-1和Y扫描器122-2用作用于在被检眼的眼底Er上来扫描光的扫描单兀。另外，X扫描器122-1和Y扫描器122-2被配置成X扫描器122-1和Y扫描器122-2之间的中心位置附近的位置与透镜101-3的焦点位置一致。此外，X扫描器122-1和Y扫描器122-2之间的中心位置附近的位置与被检眼E的瞳孔的位置光学共轭。利用该结构，包括该扫描单元作为物点的光路变得在透镜101-1和透镜101-3之间大致平行。这样使得即使X扫描器122-1和Y扫描器122-2进行扫描，也可以使光在第一分色镜102上的入射角度与光在第二分色镜103上的入射角度相等。
[0029]测量光源130也是用于使测量光入射到测量光路的光源。在本实施例中，测量光源130是光纤端，并且与被检眼E的眼底Er具有光学共轭关系。附图标记123和124表示透镜。在这些透镜中，透镜123 (调焦透镜)由诸如马达(未示出)等的调焦透镜驱动单元来驱动以进行焦点调节。进行焦点调节以使从作为光纤端的测量光源130发出的光在眼底Er上形成图像。用作焦点调节单元的透镜123放置在测量光源130与用作扫描单元的X扫描器122-1和Y扫描器122-2之间。这样使得无需使大小比透镜123大的透镜101-3或光纤125-2移动。
[0030]该焦点调节可以使测量光源130在被检眼E的眼底Er上形成图像，并且还可以使来自被检眼E的眼底Er的返回光经由测量光源130高效地返回至光纤125-2。
[0031]参考图1，尽管X扫描器122-1和Y扫描器122_2之间的光路看似形成在纸面内，但该光路实际是在与纸面垂直的方向上形成的。光学头单元100包括头驱动单元140。头驱动单元140包括三个马达(未示出)，并且被配置为能够使光学头单元100相对于被检眼E在三维(X、Y、Z)方向上移动。这样使得可以使光学头单元100与被检眼E对准。
[0032]接着将说明来自测量光源130的光路、参考光学系统和分光器200的结构。光源130、光学耦合器125、光纤125-1~125-4、透镜151、色散补偿玻璃152、镜153和分光器200构成迈克尔逊(Michelson)干涉仪系统。光纤125-1~125-4是连接至光学耦合器125从而集成在内的单模光纤。
[0033]从光源130发出的光经由光纤125-1和光学I禹合器125被分割成出射至光纤125-2的测量光和出射至光纤125-3的参考光。测量光经由上述的OCT光学系统的光路入射到作为观察对象的被检眼E的眼底Er，并且通过被视网膜反射和散射而经由相同的光路到达光学稱合器125。
[0034]另一方面，参考光经由光纤125-3、透镜151和色散补偿玻璃152到达镜153并且被镜153反射,其中色散补偿玻璃152是为了使测量光的色散与参考光的色散相匹配所插入的。然后，该光沿着相同的光路返回并且到达光学耦合器125。光学耦合器125将测量光和参考光合成以形成干涉光。在这种情况下，在测量光的光路长度变得与参考光的光路长度大致相等的情况下发生干涉。(未示出的)马达和驱动机构保持镜153以调整其在光轴方向上的位置，由此使根据被检眼E而改变的测量光的光路长度与参考光的光路长度一致。该干涉光经由光纤125-4被引导至分光计或分光器200。
[0035]分光器200包括透镜201、衍射光栅202、透镜203和线传感器204。使从光纤125-4出射的干涉光经由透镜201准直，然后由衍射光栅202进行分光。透镜203使由此产生的光在线传感器204上形成图像。
[0036]接着将说明测量光源130的周边。测量光源130是作为代表性的低相干光源的SLD (超发光二极管)。SLD发出中心波长为855nm且波长带宽约为IOOnm的光。在这种情况下，带宽影响所获得的断层图像在光轴方向上的分辨率，因而是重要参数。在这种情况下，选择SLD作为要使用的光源的类型。然而，只要可以发出低相干光，还可以使用ASE(放大自发辐射)光源等。考虑到眼睛的测量，近红外光的波长适合作为要使用的光的中心波长。另外，中心波长影响所获得的断层图像在横方向上的分辨率，因而优选尽可能短。由于以上这两个原因，将中心波长设置为855nm。
[0037]本实施例使用Michelson干涉仪作为干涉仪。然而，本实施例可以使用马赫_曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪。在测量光和参考光之间的光量差大的情况下优选使用Mach-Zehnder干涉仪,而在该光量差小的情况下优选使用Michelson干涉仪。
[0038]控制单元300的结构
[0039]控制单元300连接至光学头单元100和分光器200的各单元。更具体地，控制单元300连接至光学头单元100内的红外线(XD142，并且被配置为能够生成被检眼E的前眼部Ea的观察图像。控制单元300还连接至光学头单元100内的APD115，并且被配置为能够生成被检眼E的眼底Er的观察图像。另外，控制单元300连接至光学头单元100内的头驱动单元140，并且被配置为能够相对于被检眼E来三维驱动光学头单元100。
[0040]控制单元300还连接至分光器200的线传感器204。这样使得可以获取利用分光器200进行了波长分解的测量信号，并且还可以基于该测量信号来生成被检眼E的断层图像。
[0041]连接至控制单元300的监视器301可以显示所生成的被检眼E的前眼部观察图像、眼底观察图像和断层图像。
[0042]被检眼E的对准方法
[0043]接着将参考图2来说明通过使用根据本实施例的光学相干断层图像摄像设备来对准被检眼E的方法。在摄像操作之前，检查者例如通过使要检查的人坐在该设备前方来使被检者处于该设备前方。
[0044]在步骤S201中，在检查者操作了开关(未示出)时，控制单元300开始自动对准。在步骤S202中，控制单元300用作前眼部图像获取单元。在开始自动对准时，控制单元300从红外线(XD142定期地获取前眼部图像并且进行分析。更具体地，控制单元300检测所输入的前眼部图像内的瞳孔区域。
[0045]在步 骤S203中，控制单元300计算所检测到的瞳孔区域的中心位置。在步骤S204中，控制单元300计算所检测到的瞳孔区域的中心位置和前眼部图像的中心位置之间的偏移量(位置偏移)。根据本实施例的光学相干断层图像摄像设备被配置成前眼部图像的中心与物镜101-1的光轴一致。步骤S204中所计算出的偏移量表示被检眼E和测量光轴之间的位置偏移。另外，该位置偏移不仅可以包括偏移量而且还可以包括偏移方向。
[0046]在步骤S205中，控制单元300根据步骤S204中所计算出的位置偏移来向头驱动单元140发出指示以使光学头单元100移动。在步骤S206中，头驱动单元140驱动三个马达(未示出)以使光学头单元100的位置相对于被检眼E在三维(X、Y、Z)方向上移动。作为该移动的结果，光学头单元100上所安装的物镜101-1的光轴的位置被校正成接近被检眼E的前眼部Ea的瞳孔中心的位置。
[0047]在步骤S207中，在移动光学头单元100时，控制单元300判断从红外线(XD142是否输入了新的前眼部图像。在控制单元300判断为输入了新的前眼部图像的情况下(步骤S207中为“是”)，该处理返回至步骤S202。在控制单元300判断为没有输入新的前眼部图像的情况下(步骤S207中为“否”)，控制单元300终止该处理。
[0048]通过这一系列的对准操作，物镜101-1的光轴位置始终移动以追踪被检眼E的前眼部Ea的瞳孔中心的位置。即使在被检眼E的视线方向改变的情况下，该自动对准操作也使物镜101-1的光轴追踪视线改变之后的前眼部Ea的瞳孔中心。这样使得可以通过利用从测量光源130发出的测量光束在不被瞳孔所遮蔽的情况下照射眼底Er来稳定地拍摄断层图像。
[0049]这一系列的自动对准操作继续，直到该设备开始在被检眼E的眼底区域Er上扫描测量光以记录被检眼E的眼底区域Er的断层图像为止。
[0050]注意，本实施例基于红外线CXD所获得的前眼部图像来进行相对于被检眼的光学系统的自动对准。然而，本实施例可以通过使用其它方法来执行该操作。例如，可以通过将对准标志投影至被检眼的前眼部上并且检测反射光来进行三维(X、Y、Z)方向上的自动对准。
[0051]眼底追踪方法
[0052]在开始以上的自动对准操作时，控制单元300开始经由光路L2获取眼底Er的二维观察图像(眼底图像)的操作。更具体地，控制单元300开始获取从APD115输入的来自眼底Er的反射光。用作眼底图像获取所用的扫描单元的X扫描器117-1和Y扫描器117-2在眼底Er上二维地连续扫描来自眼底Er的反射光。因此，可以通过定期地合成从APD115输入的反射光来定期地获得眼底观察图像(眼底图像获取处理)。
[0053]然后，控制单元300基于定期地获取到的眼底观察图像来开始眼底追踪操作。在开始眼底追踪时，控制单元300通过使用作为以前获取到的眼底观察图像的眼底基准图像和作为当前的眼底观察图像的眼底对象图像来检测眼底Er的移动(位置偏移)。控制单元300根据所计算出的眼底Er的移动(位置偏移)来控制用作断层图像获取所用的扫描单元的X扫描器122-1和Y扫描器122-2以改变并校正断层图像的获取位置(扫描位置)，从而经由光路LI利用测量光始终照射眼底Er上的同一区域。 [0054]以下将参考图3的流程图来说明根据第一实施例的眼底追踪方法的详细内容，其中在利用测量光照射被检眼E的眼底区域Er以观察被检眼E的状态时，该设备对伴随着被检眼E的移动而发生的测量光照射位置的偏移进行校正。
[0055]在步骤S301中，如图4所示，控制单元300获取眼底基准图像401 (第一眼底图像)。
[0056]在步骤S302中，控制单元300切出(提取)眼底基准图像401的部分区域(第一特征区域)作为基准模板402。基准模板402具有由直方图402-1表示的亮度分布。在图4所示的示例中，眼底基准图像401的部分区域是包括视神经乳头的区域。然而，该区域并非必须局限于视神经乳头区域。该区域可以是其它的血管区域。
[0057]在步骤S303中，控制单元300通过进行用于增强基准模板402的对比度的处理(例如，色调转换处理或色调统一处理)来进行亮度转换，由此获取基准模板403 (与第一特征区域相对应的图像)(第一生成处理)。
[0058]色调统一处理之后的基准模板403具有直方图403-1的亮度分布。也就是说，该模板的亮度分布和对比度有所改善。注意，可以通过使用边缘检测滤波器来进一步改善对
[0059]在步骤S304中，控制单元300获取眼底对象图像(第二眼底图像)501。
[0060]在步骤S305中，控制单元300基于基准模板403的切出位置和大小来切出眼底对象图像的部分区域(第二特征区域)作为对象模板(未示出)。
[0061]在步骤S306中，控制单元300通过对步骤S305中所切出的对象模板进行色调统一处理来进行亮度转换，并且如图5所示获取对象模板503 (与第二特征区域相对应的图像)(第二生成处理)。
[0062]在步骤S307中，控制单元300通过使用基准模板403和对象模板503计算二维(Χ、y)方向上的偏移量和/或偏移方向(AlAy)来计算眼底Er的移动量(位置偏移)。控制单元300计算基准模板403和对象模板503之间的相似度(相似度计算处理)。该相似度例如可以作为基准模板403与对象模板503 —致的情况下重叠区域的像素数相对于这两个模板的总像素数的比率来计算。可选地，该相似度可以作为基准模板403的直方图403-1的亮度分布和对象模板503的直方图的亮度分布(未示出)之间的相关度来计算。另外，该相似度可以是与根据基准模板403和对象模板503所获得的互相关有关的值(例如，互相关系数)。
[0063]在步骤S308中，控制单元300判断步骤S307中所计算出的相似度是否等于或大于阈值(即，该相似度是否不小于阈值)。在控制单元300判断为该相似度等于或大于阈值的情况下(步骤S308中为“是”)，该处理进入步骤S309。在控制单元300判断为相似度小于阈值的情况下(步骤S308中为“否”)，该处理返回至步骤S301。
[0064]注意，由于被检眼E的眼睑和睫毛的影响，甚至执行色调统一处理也可能无法充分发挥眼底追踪的精度。假设这种情况，该设备可以计算与根据基准模板403和对象模板503所获得的互相关有关的值(例如，互相关系数)作为相似度，并且判断相似度的下降。例如，在这两个模板彼此完全一致的情况下，相应的相似度为I。在这种情况下，如果互相关系数的最大值等于或小于相似度0.4(阈值)，则该设备可以判断为眼底追踪的精度不充分。尽管将阈值设置为相似度0.4以下，但可以根据经验法则将该阈值设置为任意值。 [0065]在步骤S309中，控制单元300根据所计算出的眼底Er的移动量(位置偏移)来控制X扫描器122-1和Y扫描器122-2，以改变并校正断层图像的获取位置(扫描位置)，从而经由光路LI利用测量光始终照射眼底Er上的同一区域(位置校正处理)。
[0066]通过上述的一系列眼底追踪操作，从光源130照射到眼底Er上的测量光的照射位置始终移动以追踪眼底Er的移动。这样使得能够进行稳定的断层图像摄像。这一系列的眼底追踪操作继续，直到针对被检眼E的检查结束为止。
[0067]如上所述，根据本实施例的光学相干断层图像摄像设备通过使用利用色调统一处理进行了亮度转换的模板来进行眼底追踪并且基于该追踪结果校正扫描位置，可以获得变形少的优选断层图像。
[0068]注意，本实施例利用被设计成使用两个扫描器进行二维扫描的点扫描型SLO来进行使用眼底观察图像的眼底追踪。然而，本实施例可以通过使用其它方法来执行该操作。例如，本实施例可以使用被设计成一维地扫描线形光束的线扫描型。另外，本实施例可以通过使用利用以下两者的组合所获得的二维眼底观察图像来进行眼底追踪:i)能够在宽范围内照射眼底的红外光；以及ii)红外线(XD。还可以通过投影光源所形成的任意图案并且使用来自眼底的反射光来进行眼底追踪。此外，扫描型的OCT光学系统也可以使用与SLO光学系统所使用的方法相同的方法，并且本实施例还可以使用被设计成在无需扫描的情况下通过使用区域传感器来统一进行摄像的全场型。
[0069]用于拍摄断层图像的方法
[0070]接着将说明通过使用根据本实施例的光学相干断层图像摄像设备来拍摄断层图像的方法。检查者通过操作控制单元300上的开关(未示出)来开始摄像。控制单元300根据用以开始摄像的指示来基于从线传感器204定期地输出的干涉光开始生成记录所用的断层图像。
[0071]在这种情况下，从线传感器204输出的干涉光是针对衍射光栅202进行分光后的各频率的信号。控制单元300通过对来自线传感器204的信号进行FFT (快速傅立叶变换)来生成眼底Er上的给定点处的深度方向上的信息。将眼底Er上的给定点处的深度方向上的信息的生成称为A扫描。
[0072]可以通过驱动/控制X扫描器122-1和Y扫描器122_2的其中一个或者两者来控制对眼底Er进行照射的测量光在眼底Er上的扫描。
[0073]控制单元300将沿着所控制的该轨迹的一次扫描期间获取到的一系列A扫描合成为一个二维图像以生成眼底Er的轨迹上的断层图像。
[0074]控制单元300通过驱动/控制X扫描器122-1和Y扫描器122_2中的至少一个来进一步重复多次沿着上述轨迹的扫描。重复多次沿着相同轨迹的操作可以获得眼底Er的轨迹上的多个断层图像。例如，控制单元300通过驱动X扫描器122-1来重复执行X方向上的扫描以生成眼底Er的同一扫描线上的多个断层图像。另外，控制单元300可以通过同时驱动X扫描器122-1和Y扫描器122-2以重复执行圆形的操作来生成眼底Er的同一圆上的多个断层图像。然后，控制单元300通过对这些断层图像进行平均化来生成图像质量高的一个断层图像，并且将该图像显示在监视器301上。
[0075]另一方面，控制单元300通过驱动/控制X扫描器122-1和Y扫描器122_2中的至少一个，可以在使沿着上述轨迹的扫描位置在X方向和Y方向上偏移的同时进行多次扫描。例如，在使扫描位置按预定间隔在Y方向上偏移的同时多次进行X方向上的扫描将生成覆盖眼底Er上的整个矩形区域的多个断层图像。然后，控制单元300通过合成多个断层图像来生成眼底Er的三维信息，并且将该信息显示在监视器301上。图6示出通过对被检眼的前眼部Ea进行摄像所获得的断层图像的示例，其中R表示视网膜。
[0076]在获取记录所用的断层图像时，本实施例进行控制以校正各扫描之间的扫描位置。然而，本实施例可以以与获取观察所用的断层图像相同的方式执行控制。在这种情况下，可以减少观察所用的断层图像上的视网膜的失真。
[0077]另外，在获取观察所用的断层图像时，代替校正各扫描之间的扫描位置，该设备可以在检测到眼底Er的移动时校正扫描位置。将观察所用的断层图像显示为实时观察图像。该图像的显示时间段非常短。此外，由于不使用观察所用的断层图像来进行诊断，因此可容许视网膜层的一定程度的失真。
[0078]第二实施例
[0079]眼底追踪方法
[0080]以下将参考图7的流程图来说明根据第二实施例的眼底追踪方法的详细内容，其中在利用测量光照射被检眼E的眼底区域Er以观察被检眼E的状态时，该设备对伴随着被检眼E的移动而发生的测量光照射位置的偏移进行校正。
[0081]在上述的自动对准操作开始之后，控制单元300以与第一实施例相同的方式开始经由光路L2获取被检眼的眼底Er的二维观察图像。
[0082]在步骤S701中，控制单元300获取已拍摄到的多个眼底观察图像中的对比度高的一个眼底观察图像作为眼底基准图像。在眼底观察图像失焦的情况下，该设备可以在通过驱动透镜111 (调焦透镜)进行眼底观察所用的调焦处理之后新获取眼底基准图像。
[0083]在步骤S702中，控制单元300从步骤S701中所获取到的眼底基准图像中选择诸如血管区域等的特征区域，确定切出位置和切出大小，并且切出如图4所示的基准模板401。由于步骤S703~S709中的各处理与步骤S303~S309中的各处理相同，因此将省略针对这些处理的说明。
[0084]注意，在步骤S708中相似度小于阈值的情况下，在切出模板时可能发生问题。通常，在可能的最窄范围内切出模板以加速眼底追踪。然而，调焦不足或眼疾等有时使相似度下降，因而有时通过重新检查模板的切出范围来改善相似度的值。也就是说，在相似度小于阈值的情况下，当随后再次生成模板时，模板的切出大小改变为较大的大小。基于眼底追踪容许时间来确定要切出的模板的最大大小。
[0085]如以上已经说明的，本实施例获取被检眼的眼底观察图像中的对比度高的一个眼底观察图像作为眼底基准图像，并且进行色调统一处理，由此进一步提高特征区域(血管区域等)的对比度。这样使得可以进行精确的眼底追踪。因此可以减少被检眼的移动对所拍摄断层图像的影响并且可以获得图像质量高的图像。另外，即使在用作眼底追踪对象的图像的拍摄期间被检眼移动的情况下，也可以减少由于摄像光轴的偏心所引起的摄像光束在被检眼的瞳孔处的渐晕以及由于被检眼的歪斜所引起的照度不均匀的这些影响。
[0086]其它实施例
[0087]还 可以通过读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置)和通过下面的方法来实现本发明的各方面，其中，系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能来进行上述方法的各步骤。由于该原因，例如经由网络或者通过用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)将该程序提供给计算机。
[0088]尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功倉泛。
【权利要求】
1.一种眼科设备，包括: 眼底图像获取单元，用于获取被检眼的第一眼底图像、以及在与所述第一眼底图像的拍摄时间不同的时间拍摄到的所述被检眼的第二眼底图像； 第一生成单元，用于通过进行增强所述第一眼底图像的一部分的第一特征区域的对比度的处理，来生成与所述第一特征区域相对应的图像； 第二生成单元，用于通过进行增强与所述第一特征区域相对应的、所述第二眼底图像的一部分的第二特征区域的对比度的处理，来生成与所述第二特征区域相对应的图像；以及 位置校正单元，用于基于与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像之间的位置偏移来校正所述被检眼的断层图像的获取位置。
2.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述眼科设备还包括: 相似度计算单元，用于计算与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像之间的相似度；以及 判断单元，用于判断所述相似度是否不小于阈值， 其中，在所述判断单元判断为所述相 似度不小于所述阈值的情况下，所述位置校正单元校正所述断层图像的获取位置。
3.根据权利要求2所述的眼科设备，其中，所述相似度计算单元计算同与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像之间的互相关有关的值，作为所述相似度。
4.根据权利要求3所述的眼科设备，其中，在所述判断单元判断为所述相似度小于所述阈值的情况下，所述第一生成单元和所述第二生成单元分别再次生成与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像。
5.根据权利要求4所述的眼科设备，其中，所述第一生成单元和所述第二生成单元通过将所述第一特征区域和所述第二特征区域的切出大小改变为较大大小，来分别再次生成与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像。
6.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述眼科设备还包括选择单元，所述选择单元用于选择所述眼底图像获取单元在不同时间拍摄到的所述被检眼的多个眼底图像中的与其它眼底图像相比对比度较高的眼底图像，作为所述第一眼底图像。
7.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述第一特征区域和所述第二特征区域是血管区域。
8.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述眼科设备还包括: 调焦透镜，用于拍摄眼底图像；以及 调焦透镜驱动单元，用于通过驱动所述调焦透镜来进行调焦处理， 其中，在执行了所述调焦处理之后，所述第一生成单元和所述第二生成单元分别生成与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像。
9.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，增强所述对比度的处理包括对所述第一特征区域和所述第二特征区域的色调进行转换的色调转换处理。
10.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，增强所述对比度的处理包括使所述第一特征区域和所述第二特征区域的色调统一的色调统一处理。
11.根据权利要求1所述的眼科设备，其中，所述眼科设备还包括用于在所述被检眼上扫描从光源发出的光的眼底图像获取所用的扫描单元和断层图像获取所用的扫描单元， 其中，所述眼底图像获取单元根据基于所述眼底图像获取所用的扫描单元所扫描的光的来自所述被检眼的反射光，来获取所述第一眼底图像和所述第二眼底图像，以及 所述位置校正单元通过基于与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像之间的位置偏移校正所述断层图像获取所用的扫描单元的扫描位置，来校正所述被检眼的断层图像的获取位置。
12.—种眼科设备的控制方法，包括以下步骤: 眼底图像获取步骤，用于获取被检眼的第一眼底图像、以及在与所述第一眼底图像的拍摄时间不同的时间拍摄到的所述被检眼的第二眼底图像； 第一生成步骤，用于通过进行增强所述第一眼底图像的一部分的第一特征区域的对比度的处理，来生成与所述第一特征区域相对应的图像； 第二生成步骤，用于通过进行增强与所述第一特征区域相对应的、所述第二眼底图像的一部分的第二特征区域的对比度的处理，来生成与所述第二特征区域相对应的图像；以及 位置校正步骤，用于基于与所述第一特征区域相对应的图像和与所述第二特征区域相对应的图像之间的位置 偏移来校正所述被检眼的断层图像的获取位置。
【文档编号】A61B3/12GK103654712SQ201310386753
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2012年8月30日
【发明者】大卫·波瑞客基, 青木博 申请人:佳能株式会社