眼科设备及其控制方法

专利名称：眼科设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种眼科设备和该眼科设备的控制方法，尤其涉及一种用于测量眼球的运动的眼科设备和该眼科设备的控制方法。
背景技术：
近年来，用于测量眼球的运动的设备已经得到越来越多的关注。引起该关注的原因在于如果能够测量眼球的运动，则测量结果能够被应用于视野检查以及需要更高分辨率图像的眼底摄像设备等，从而能够进行更精确的眼底检查。存在诸如角膜反射方法(浦肯野图像(Purkinje image))和搜索线圈方法等的用于测量眼球的运动的各种方法。在这些方法中，对于被检者负担较少的用于基于眼底图像测量眼球的运动的方法进行了各种研究。为了通过使用眼底图像高精度地测量眼球的运动，在从眼底图像提取出特征点并且在要处理的图像中搜索和检测该特征点之后，需要高速对用于计算该特征点的运动量的步骤进行处理。作为眼底图像的特征点，使用了黄斑和视神经盘等。在患病眼等的情况下，黄斑或视神经盘通常不完整，因此可以使用血管作为眼底图像的特征点。日本特开 2001-070247公开了用于提取血管的特征点的方法。眼底摄像设备被分类为用于在一个摄像操作中获取覆盖整个区域的眼底图像的眼底照相机以及用于通过扫描光束来获取眼底图像的扫描检眼镜。扫描检眼镜进一步分类为用于利用激光光斑照射眼底并扫描激光束的扫描激光检眼镜(SLO)以及用于利用线形激光束照射眼底并扫描线激光束的线扫描激光检眼镜(LSLO)。通常认为，与眼底照相机相比，尽管耗费了时间来拍摄图像，但扫描检眼镜可以提供更高的图像质量(更高的分辨率和更高的亮度)。关于LSL0，日本特开2005-5^669公开了详细结构。通常，为了测量眼球的运动，需要检测特征点，因此使用能够以高图像质量连续拍摄图像的扫描检眼镜。为了根据如日本特开2005-5^669所公开的眼底摄像设备所获取到的眼底图像以高精度检测眼球的运动，可以通过使用日本特开2001-070247所述的方法、即通过提取眼底的特征点并对所获取图像的特征点的位置进行比较来计算所获取图像之间的眼球的运动量。然而，扫描型眼底摄像设备执行扫描，因此存在如下问题耗费了时间来拍摄图像，并且随着时间的经过，对眼球的运动的测量变得困难或者精度降低。

发明内容
本发明的目的是在扫描型眼科设备中，高速测量眼球的运动量。为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种眼科设备，用于测量被检眼的运动， 所述眼科设备包括眼底图像获取单元，用于在不同的时刻获取所述被检眼的多个眼底图像；提取单元，用于从所述多个眼底图像中的至少一个眼底图像中提取多个特征图像；部分图像获取单元，用于获取眼底上的部分区域的图像，其中，所述部分区域包括与所述多个特征图像中的至少一个特征图像相对应的区域；以及测量单元，用于基于所述多个特征图像中的所述至少一个特征图像以及所述部分区域的图像，来测量所述被检眼的运动。此外，根据本发明，提供了一种眼科设备的控制方法，所述眼科设备用于测量被检眼的运动，所述控制方法包括如下步骤在不同的时刻获取所述被检眼的多个眼底图像； 从所述多个眼底图像中的至少一个眼底图像中提取多个特征图像；获取眼底上的部分区域的图像，其中，所述部分区域包括与所述多个特征图像中的至少一个特征图像相对应的区域；以及基于所述多个特征图像中的所述至少一个特征图像以及所述部分区域的图像，来测量所述被检眼的运动。根据本发明，提供了一种记录介质，其上记录有用于使计算机执行上述眼科设备的控制方法的步骤的程序。根据本发明，可以获得如下效果高速测量眼球的运动量。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。


图1是根据本发明第一实施例的眼底摄像设备(SLO)的示意图。图2是根据本发明第一实施例的设备的控制部件的示意图。图3是根据本发明第一实施例的流程图。图4是根据本发明第一实施例和第二实施例的流程图(处理A)。图5是根据本发明第一实施例和第二实施例的流程图(处理B)。图6是根据本发明第一实施例和第二实施例的流程图(处理C)。图7㈧ (E)示出根据本发明第一实施例的SLO图像和流程的概略图。图8示出根据本发明第一实施例的用于确定眼球测量扫描区域的指标。图9示出根据本发明第一实施例的眼球测量结果。图10是根据本发明第二实施例的设备的控制部件的示意图。图11是根据本发明第二实施例的设备结构的示意图。图12示出根据本发明第二实施例的显示示例。图13是根据本发明第二实施例的流程图。图14是根据本发明第二实施例的流程图(处理D)。图15A、15B、15C、15D和15E示出根据本发明第二实施例的SLO图像和流程的概略图。图16示出根据本发明第二实施例的用于确定眼球测量扫描区域的指标。图17是根据本发明第三实施例的流程图。图18A、18B、18C、18D、18E、18F和18G示出根据本发明第三实施例的SLO图像和流程的概略图。
具体实施例方式以下将参考附图来详细说明用于执行本发明的各实施例。第一实施例以下，将说明本发明的第一实施例。
在本实施例所述的示例中，在获取到眼底图像并且提取出多个特征点(也被称为 “多个特征图像”)之后，设置要扫描的眼底区域，从而使得能够高速测量眼球的运动。设备的整体结构本实施例的眼底摄像设备包括扫描激光检眼镜(SLO)摄像部件和控制部件。SLO摄像部件参考图1来说明SLO摄像部件的光学结构。作为激光光源101，可以适当地使用半导体激光或超发光二极管(SLD)光源。对于要使用的波长，为了在眼底观察时减轻被检者的炫目(glare)并维持分辨率，适当地使用范围为700nm 1，OOOnm的近红外波长区域。在本实施例中，使用波长为780nm的半导体激光。从激光光源101所出射的激光束穿过光纤102，然后经由光纤准直器103作为准直光束(测量光)出射。所出射的光束穿过透镜104、SLO扫描器(Y) 105以及中继透镜106 和107，由此被引导至SLO扫描器(X) 108。此外，光束穿过扫描透镜109和目镜110，然后入射到被检眼e。作为SLO扫描器(X) 108，使用共振扫描器，而作为SLO扫描器(Y) 105，使用检电扫描器(galvano scanner)。以下，在各实施例中，以眼轴方向、相对于眼底图像的水平方向以及相对于眼底图像的垂直方向分别与ζ方向、Χ方向和1方向相对应来设置坐标。 在本实施例中，χ方向是主扫描方向，而y方向是副扫描方向。入射到被检眼e的光束作为点光束照射被检眼e的眼底。该光束在被检眼e的眼底上进行反射或散射，然后经由相同的光路返回至环形镜111。在光束入射到眼底之后背向散射的光中，已穿过瞳孔及其周边部分的光(反射光)被环形镜111反射，然后穿过透镜 112，从而由雪崩光电二极管(以下被称为APD) 113接收。控制部件参考图2来说明本实施例的控制部件。中央处理单元(CPU) 201与显示装置202、固定盘驱动器203、主存储器装置(以下称为存储器)204、用户接口 205、调焦马达驱动器206以及控制波形生成器208相连接。CPU 201经由用于生成扫描波形的控制波形生成器208来控制SLO扫描器驱动器(X) 209(用于驱动SLO扫描器(X) 108的驱动器)和SLO扫描器驱动器(Y) 210 (用于驱动SLO扫描器 (Y)105的驱动器)。此外，作为SLO摄像部件的传感器的APD 207(113)连接至CPU 201。CPU 201使用控制波形生成器208来控制SLO扫描器驱动器⑴209 (108)和SLO 扫描器驱动器(Y) 210 (105)，从而利用光束对被检眼e的眼底进行二维扫描。APD 207(113) 检测扫描之后所生成的反射光，从而获取眼底的二维图像(SL0图像)。根据SLO图像所需的分辨率或像素数，将与扫描速度有关的所需读出频率设置为初始摄像条件。在实际摄像时，相对于被检眼e执行焦点调整。在这种情况下，调焦马达驱动器206执行该焦点调整。在这种情况下要进行动作(移动)的单元是图1未示出的眼部光学系统。在执行焦点调整时，检查者(操作者)在对显示在图2的显示装置202上的SLO 图像的对比度进行检查期间，经由用户接口 205进行输入。在完成该调整之后，该检查者经由用户接口 205给出摄像指示。处理图3是示出本实施例的处理的流程图。注意，CPU 201通过执行预先存储在存储器中的程序来实现该流程图的以下处理。注意，CPU 201可以被理解为计算机。首先，响应于经由用户接口 205给出的摄像指示开始该处理(步骤301)，并且在CPU 201的控制下，在初始摄像条件下获取SLO图像(步骤302 眼底图像获取步骤)。 从获取到的SLO图像中，提取该图像的特征点(本实施例为二维图像以下称为模板 (template))(步骤303 提取步骤)。将模板识别编号、模板(图像)以及模板的坐标和大小等的模板信息存储在存储器204中(步骤304)。随后，在处理A中，设置光束在眼底上的扫描区域，以测量眼球的运动(步骤305 设置步骤)。开始眼球的运动的测量(步骤306)。 利用光束对处理A中所设置的扫描区域进行扫描，以拍摄扫描区域的图像，并且获取由此拍摄到的眼底图像(步骤307:部分图像获取步骤)。在处理B中，相对于所拍摄的眼底图像执行模板匹配(步骤308)。在处理C中，在步骤303中获取到的模板的图像坐标和步骤 307中获取到的模板的图像坐标之间进行比较，并且基于比较结果，测量并计算眼球的运动量(步骤309 计算步骤)。将计算出的眼底的运动量显示在作为显示单元的显示器上(步骤310)，并且在对眼球的运动的测量完成或进行确认之后(步骤311)，当该测量完成时，该处理结束(步骤312)。当眼球的运动的测量没有完成时，重复执行用于获取部分图像的步骤和用于检测与之前的特征点相对应的位置的步骤。注意，在CPU 201中通过分别用作眼底图像获取单元、提取单元、设置单元(确定单元)、部分图像获取单元、计算单元和显示控制单元的部件来执行上述步骤。此外，通过用作检测单元的部件来执行步骤308中所执行的检测步骤，其中，该检测单元用于在作为所设置的扫描区域的图像所获取的部分图像中， 检测与之前的特征点相对应的区域的位置。此外，在上述步骤之后，或者在完成步骤309的计算步骤之后，可以基于计算出的运动量来进一步操作SLO扫描器驱动器(X) 209和SLO扫描器驱动器(Y)210。优选地，在CPU 201中通过用作控制单元的部件来执行这些驱动器的控制。参考图4说明作为流程的一部分的处理A (步骤305)。从存储器204中读出所提取的模板的大小和坐标信息(步骤402)。基于初始摄像条件，读出眼球的运动的测量时间 (步骤403)。基于眼球的运动的测量时间和模板位置(坐标)，计算并设置眼球的运动的测量用的扫描区域(步骤404)。注意，在本实施例中，要设置的扫描区域是在该扫描区域在χ 方向上保持不变的情况下通过使该扫描区域在y方向上、即在测量光的副扫描方向上缩窄而获得的，结果获得了用于获取部分图像的部分区域。随后，参考图5来说明作为流程的一部分的处理B (步骤308)。从记录有模板的大小和坐标以及眼球的运动的测量时间的存储器204中读出模板信息(步骤50 ，然后，在新获取的眼底图像内执行模板匹配(步骤503)。基于至少一个模板(特征图像)和获取到的部分图像(还被称为部分区域的图像或眼底图像的一部分)来执行本发明的模板匹配。 具体地，本发明的模板匹配是指如下的操作判断获取到的部分图像内的特征图像、亮度等于或大于预定值的部分等是否对应于与所提取或记录的模板一致的部分。此外，更具体地， 本发明的模板匹配是指如下的操作在获取到的部分图像(眼底图像的一部分)中搜索与上述模板类似的图像。注意，该判断和搜索用的实际操作是在模板匹配中实际通用的处理， 因此省略对其的详细说明。在完成模板匹配之后，将与匹配图像有关的信息存储在存储器 204中(步骤504)。针对各个获取到的模板执行该处理。参考图6来说明处理C(步骤309)。读出前次处理的匹配坐标或模板坐标以及本次处理的匹配坐标(步骤60 ，并且计算各模板的坐标差(步骤60 ，从而基于该坐标差来计算眼球在眼底图像中的运动量。运动量的计算是实际通用的处理，因此省略对其的详细说明。注意，在该例子中，首先，在初始摄像条件下获取SLO图像，然后，从该SLO图像中提取特征图像，从而基于与随后要拍摄的图像的关系来测量被检眼的运动。然而，例如，可以在不同的摄像时刻连续拍摄被检眼的眼底的图像，并且在这些图像中，可以将至少一个眼底图像选择并设置为步骤302中获取到的图像，从而基于该图像来测量被检眼的随后的运动。运动测量具体示例以下将说明与上述处理相对应的具体示例。在具体示例中，使用SLO摄像设备作为上述眼底摄像设备，并且通过能够获取与眼底的9mmX 7mm的面积相对应的眼底图像的光学系统来对被检眼进行20秒的眼球运动的测量。图7 (A)示出初始摄像条件下所获取到的眼底图像(由示意图示出，因此比例并不精确)。利用波长为780nm的红外光通过(与20Hz的帧频相对应的)0. 05秒的曝光来获取眼底图像701。在获取到SLO图像701之后，从SLO图像701中提取出位于两个点的模板(图7 (B) 的视神经盘702和黄斑703)。模板702和703分别具有ImmX Imm以及0. 5mmX0. 5mm的面积，并且由A702(-2.5，0)和A703(0.5，0)来分别表示各模板的中心坐标。存储这些信息。由(0，0)来表示SLO图像701的中心的坐标，并且扫描区域的范围为(-4.5,3.5)到 (4.5，-3.5)。基于图像的大小和坐标，设置运动测量用的扫描区域。在本实施例中，如图 7(C)的图像704所示那样，将范围从坐标(-4.4,1.9)到坐标(2. 15，-1.9)的区域设置为眼球的运动的测量所需的扫描区域。然而，为了使扫描器的区域变得不是很复杂，在本实施例中，将该区域的范围设置为从(-4.5,1.9)到0.5，-1.9)。这里，图8是说明用于设置扫描区域的指标的图，并且示出了摄像时间(眼球的运动的测量时间)和测量区域(眼球测量距离)之间的关系，其中，该摄像时间和测量区域是基于眼球的运动量所设置的。将该信息预先存储在HDD 203中，并且CPU 201存取该信息，以设置该扫描区域。在测量眼球的运动时，对如图7(C)那样所确定出的扫描区域进行扫描，由此获取到如图7(D)所示的眼底图像705。执行模板匹配处理，以搜索各个图像中的相同点，从而检测到区域702'和703'。基于区域702'的中心坐标A' 702 (-2. 5，-1. 0)和区域703‘ 的中心坐标A' 703(0.5，-1，0)，计算出眼球的移动距离(0，-1.0)(图7 ))。在不改变扫描区域的情况下重复执行上述步骤，然后在对眼球的运动进行了 20秒的测量之后结束上述步骤。将眼球的运动的测量结果实时显示在显示器上。测量结果如图9所示。用于获取与眼球的运动有关的数据的速率为40Hz。这样，通过设置包含多个特征点的区域并对该区域、即部分区域进行扫描，可以高速测量眼球的运动。此外，在设置该区域时，根据基于眼底的摄像时间所预测的(或预先存储的)眼球的运动量(或移动距离)来设置该部分区域的大小，因此可以设置适合于该摄像状态的区域。注意，在上述实施例中，要提取的特征图像的数量并不受到特别限制。考虑到随后的用于设置部分区域的操作，优选提取多个特征图像。此外，关于部分区域的设置，为了使
8得能够进行随后的模板匹配的操作，需要设置包含至少一个特征图像的部分区域。
第二实施例
以下，将说明本发明的第二实施例。
在本实施例所述的示例中，在获取到眼底图像以提取特征点之后，设置要扫描的区域，由此使得能够高速测量眼球的运动。同时，通过向光学相干断层成像(OCT)设备提供反馈，获取到图像质量高的OCT图像(位置偏移较小的三维图像)。
设备的整体结构
本实施例的眼底摄像设备包括OCT摄像部件、SLO摄像部件以及控制部件。以下将详细说明各个组件。_7] OCT摄像部件的光学结构
参考图11来说明本实施例的OCT摄像部件的光学结构。
作为低相干光源1101，可以适当地使用超发光二极管(SLD)光源或放大自发射 (ASE)光源。也可以使用扫频(SS)光源，但在这种情况下，可以理解，整个结构需要采用与图11所示的结构不同的SS-OCT系统的形式。作为低相干光的优选波长，在眼底摄像时适合使用850nm附近以及1，050nm附近的波长。在本实施例中，使用中心波长为840nm并且波长半值宽度为45nm的SLD光源。
从低相干光源1101出射的低相干光穿过光纤入射到光纤耦合器1102，然后被分成测量光(还被称为OCT光束)和参考光。在该例子中，示出了使用光纤的干涉计的结构， 但是还可以使用在空间光学系统中使用分束器的结构。
测量光穿过光纤1103，然后经由光纤准直器1104作为准直光出射。此外，测量光经由OCT扫描器⑴1105以及中继透镜1106和1107穿过OCT扫描器(X) 1108，然后透过二色分束器1109以穿过扫描透镜1110和目镜1111，由此入射到被检眼e。在该例子中，作为OCT扫描器⑴1108和OCT扫描器⑴1105，使用检电扫描器。已入射到被检眼e的测量光在视网膜上反射，然后经由相同的光路返回至光纤耦合器1102。OCT扫描器(Y) 1105和 OCT扫描器(X) 1108用作用于在获取断层图像时利用测量光对眼底进行扫描的扫描单元。 此外，OCT摄像部件在本发明中用作用于获取断层图像的断层图像获取单元。
参考光从光纤耦合器被引导至光纤准直器1112，然后作为准直光出射。所出射的参考光穿过色散校正玻璃1113,然后由设置在光路长度可变台1114的参考镜1115进行反射。由参考镜1115所反射的参考光经由相同的光路返回至光纤耦合器1102。
已返回至光纤耦合器1102的测量光和参考光通过光纤耦合器1102进行合成，然后被引导至光纤准直器1116。在该例子中，将该合成光称之为干涉光。光纤准直器1116、 光栅1117、透镜1118和线传感器1119构成了分光器。通过该分光器将该干涉光转换为针对各波长的强度信息，然后测量该强度信息。换句话说，本实施例的OCT摄像部件采用了谱域系统。
SLO摄像部件的光学结构
参考相同的附图即图11来说明用于获取眼底图像的SLO摄像部件的光学结构。本实施例中所使用的SLO设备是线扫描激光检眼镜(LSLO)，并且作为激光光源1120，可以适当地使用半导体激光或SLD光源。对于要使用的波长，不存在限制，只要二色分束器1109 可以将激光光源1120的波长与OCT用的低相干光源的波长分离开即可。然而，考虑到眼底观察图像的图像质量，适当地使用范围为700nm I，OOOnm的近红外波长区域。在本实施例中，使用的波长为760nm。从激光光源1120出射的激光束穿过光纤1121，然后经由光纤准直器1122作为准直光出射，以入射到柱面透镜1123。在本实施例中，通过使用柱面透镜进行说明，但不存在特别限制，只要使用能够生成线束的光学元件即可。可以使用鲍威尔 (Powell)透镜或利用衍射光学元件的线束形成器。
使得利用柱面透镜1123在X方向上扩散的光束(还被称为测量光或SLO光束) 在利用中继透镜1124和1125的情况下穿过环形镜1126的中心，然后穿过中继透镜1127 和1128，从而将该光束引导至SLO扫描器(Y)1129。作为SLO扫描器(Y) 1129，使用检电扫描器。此外，该光束通过二色分束器1109进行反射，然后穿过扫描透镜1110和目镜1111， 由此入射到被检眼e。二色分束器1109被配置为使OCT光束透过并使SLO光束反射。已入射到被检眼e的光束作为线形光束照射被检眼e的眼底。该线形光束在被检眼e的眼底上进行反射或散射，然后经由相同的光路返回至环形镜1126。
环形镜1126的位置与被检眼e的瞳孔的位置处于共轭关系。在线光束入射到眼底之后背向散射的光中，已穿过瞳孔及其周周边部分的光(反射光)通过环形镜1126进行反射，然后经由透镜1130在线传感器1131上形成图像。由线传感器1131的各元件所检测到的强度信息被传输至计算机(未示出)，然后进行处理以生成眼底图像。
该线光束在相对于眼底的垂直方向(y方向)上进行扫描，由此获取二维眼底图像。
控制部件
接着，参考图10来说明控制部件。
中央处理单元(CPU)IOOl与显示装置1004、固定盘驱动器1005、主存储器装置 1006和用户接口 1007相连接。CPU 1001还与调焦马达驱动器1009和OCT台控制器1010 相连接。此外，CPU 1001与用于生成扫描波形的控制波形生成器1008相连接，并且经由控制波形生成器1008，对OCT扫描器驱动器(X) 1011 (用于驱动OCT扫描器(X) 1108的驱动器)、OCT扫描器驱动器(Y) 1012 (用于驱动OCT扫描器(Y) 1105的驱动器)以及SLO扫描器驱动器(Y) 1013 (用于驱动SLO扫描器(Y) 1129的驱动器)进行控制。作为OCT摄像部件的分光器的传感器，连接有OCT线传感器照相机1002 (1119)，并且作为SLO摄像部件的传感器，连接有LSLO线传感器照相机1003(1131)。
处理流稈
图13示出了如下的整个流程通过使用上述设备测量眼球的运动，并且通过向 OCT设备的扫描器提供反馈来获取图像质量高的OCT图像。注意，在以下所给出的说明中， 将简单地说明与第一实施例的处理相同的处理。
获取SLO图像(步骤1302)，并且从该SLO图像中提取特征点(在本实施例中也被称为模板)(步骤1303)。在提取出模板之后，存储图像、坐标和大小这些模板信息(步骤 1304)。在本实施例中，使用血管的分叉点作为模板。
与第一实施例的情况相同，在处理A(扫描区域设置)中，考虑到上述模板提取区域以及OCT测量时间来确定扫描区域(步骤1305)。开始OCT扫描(步骤1306)，同时，对处理A中确定出的区域进行扫描，由此获取SLO图像(步骤1307)。通过使用获取到的SLO图像，在处理B中执行模板匹配(步骤1308)，并且在处理C中计算眼球的运动(步骤1309)。此外，在处理D中，根据计算出的眼球的运动量来驱动OCT设备的扫描器，并且获取位于适当位置的OCT图像(步骤1310)。重复执行上述操作，直到完成OCT摄像为止(步骤1311)。
与处理A、B和C有关的操作与第一实施例的操作相同，因此省略对这些操作的说明。
参考图14来说明处理D (向OCT摄像部件的反馈)。CPU 1001从控制波形生成器 1008中读出OCT摄像部件的扫描位置数据(步骤1402)，并且CPU 1001使控制波形生成器 1008基于根据SLO图像所确定出的眼球的运动量来生成考虑了该运动量的针对OCT扫描器(Y) 1105和OCT扫描器(X) 1108的波形(步骤1403)。将所生成的波形输送至OCT扫描器驱动器(X) 1011和OCT扫描器驱动器(Y) 1012(步骤1404)。随后，在识别出从控制波形生成器1008发送来的扫描器移动的信号之后(步骤1405)，存储扫描位置改变信息(用于基于眼球的运动量校正扫描位置的信息)(步骤1406)。显示改变状态、OCT图像、SLO图像 (匹配区域和模板位置显示)以及剩余时间等(步骤1407)。
运动测量具体示例
以下给出与上述处理相对应的具体示例。
SLO摄像部件拍摄面积为9mmX 7mm的眼底图像,并且OCT摄像部件使照相机每秒执行70，000次A扫描。B扫描图像(眼底扫描区域10mm，激光光斑直径20 iim)由1，000 个线构成，并且测量时间为4秒。
图15A示出线扫描激光检眼镜(LSLO)获取到的SLO图像1501。在获取到LSLO图像之后，从该LSLO图像中提取模板(图15B的1502和1503)。存储与模板1502和1503有关的信息。在本实施例中，模板1502和1503的坐标分别为(-3，I)和(-2,2)。图像1501 的中心由(0，0)表示，并且模板的坐标表示各个图像的顶点。随后，设置扫描区域。在本实施例中，使用了 LSL0，因此X方向的长度是恒定的，并且在y方向上确定扫描区域。测量时间为4秒，因此,如从图16可以看出，眼球测量距离为0. 5mm。考虑到模板1502和1503的坐标，如图15C的图像1504所示那样，将扫描区域的y坐标的范围设置为+2. 5 0. 5。在本实施例中，被检体是患病眼(无散瞳剂)，因此，基于与第一实施例不同的图16的数据来确定该扫描区域。注意，图16是说明用于设置扫描区域的指标的图，并且示出了摄像时间和测量区域(眼球测量距离)之间的关系，其中，该摄像时间和测量区域是基于眼球的运动量所设置的。将该信息预先存储在HDD 1005中，并且CPU 1001存取该信息，以设置扫描区域。换句话说，在本实施例中，基于获取断层图像所需的时间来设置部分区域的大小。
随后，当OCT摄像部件开始拍摄眼底的图像时，同时也执行LSLO的扫描。如图I 所示，将上述设置之后所确定出的区域设置为扫描区域，并且通过对所设置的区域进行扫描来获取眼底图像。在获取到该图像之后，执行模板匹配，以检测区域1502'和1503'，并且存储该图像信息。之后，将模板1502和1503的信息(坐标)与区域1502'和1503'的信息(坐标)进行比较，由此测量眼球的运动(图15E)。通过反映眼球的运动的测量结果， 生成了针对OCT扫描器(X) 1108和OCT扫描器(Y) 1105的波形，并且向OCT摄像部件的OCT 扫描器(Y) 1105和OCT扫描器(X) 1108提供反馈，以使得在稳定的位置处执行OCT扫描。在 OCT摄像期间执行上述操作，结果，可以获取到图像质量高的OCT图像(位置偏移较小的三维图像)。
如图12所示，将通过上述处理所获得的结果实时地反映到显示部件1201，由此显示SLO图像1202、OCT图像1203、眼球的运动的测量结果1204、剩余测量时间1205和摄像条件1206等。因此，用户可以检查该操作。
如上所述，通过对包含多个特征点的有限区域进行扫描，可以高速测量眼球的运动，另外，通过向OCT设备提供反馈，可以获取到图像质量高的OCT图像。
第三实施例
以下将说明本发明的第三实施例。
第三实施例涉及关于如下的眼底摄像设备的模式，其中，所述眼底摄像设备包括 设置单元，用于获取眼底图像，提取多个特征图像，并且在摄像区域中设置包含多个特征图像中的至少一个特征图像的部分区域；部分图像获取单元，用于通过利用测量光扫描所设置的部分区域，来获取该部分区域的图像；以及测量单元，用于通过模板匹配来测量眼底的运动，其中，在该模板匹配中，搜索并判断多个特征图像与该部分区域的图像之间的相似点。
在本实施例所述的示例中，在提取出多个特征点之后，设置要扫描的区域，由此使得能够高速测量眼球的运动。同时，通过向OCT设备提供反馈，获取到图像质量高的OCT图像(位置偏移较小的三维图像)。
设备的整体结构
本实施例的眼底摄像设备包括OCT摄像部件、SLO摄像部件和控制部件，并且OCT 摄像部件、SLO摄像部件和控制部件的设备结构与第二实施例的设备结构相同，因此省略对这些设备结构的说明。
处理流稈
图17示出本实施例的整体流程。注意，在以下给出的说明中，将简单地说明与第一实施例的处理相同的处理。
获取SLO图像(步骤1702)，并且从该SLO图像中提取多个特征点(在本实施例中还被称为模板)(步骤1703)。在提取出模板之后，存储图像、坐标和大小这些模板信息(步骤1704)。在本实施例中，使用血管的分叉点作为模板。
注意，优选地，沿着利用测量光扫描眼底时的副扫描方向、即沿着上述y方向来执行多个特征点(特征图像)的提取。换句话说，优选地，执行该提取，以使得沿着副扫描方向来配置这些特征点。通过在该模式下执行提取操作，可以更灵活地执行部分区域的设置。
与第一实施例的情况相同，在处理A(扫描区域设置)中，考虑到上述第一模板提取区域以及OCT测量时间来确定扫描区域(步骤1705)。开始OCT扫描(步骤1706)，同时，对处理A中确定出的区域进行扫描，由此获取SLO图像(步骤1707)。通过使用获取到的SLO图像，在处理B中执行模板匹配(步骤1708)，并且在处理C中计算眼球的运动(步骤1709)。此外，在处理D中，根据计算出的眼球的运动量来驱动OCT设备的扫描器，并且获取位于适当位置的OCT图像(步骤1710)。针对其它模板顺次执行上述操作(步骤1711)。 此外，获取下一 SLO图像，并且重复上述处理，直到完成OCT摄像为止(步骤1712)。
与处理A、B、C和D有关的操作与第二实施例的操作相同，因此省略对这些操作的说明。
注意，优选地，与特征点的情况一样，沿着副扫描方向执行处理A中的扫描区域的确定、即根据本发明的部分区域的设置。通过以沿着副扫描方向进行配置的方式设置部分区域，例如，即使当特征点的提取数量少时，在部分区域中适当地包含这些特征点也变得容易。此外，优选地，在副扫描方向上顺次设置部分区域，另外，优选地，针对各部分区域来执行从该部分区域中所获取的SLO图像和特征点之间的模板匹配的操作。利用上述模式，可以以更高的精度来执行处理C。
运动测量具体示例
以下给出与上述处理相对应的具体示例。
SLO摄像部件拍摄面积为9mmX 7mm的眼底图像,并且OCT摄像部件使照相机每秒执行70，000次A扫描。B扫描图像(眼底扫描区域10mm，激光光斑直径20 iim)由1，000 个线构成，并且测量时间为2秒。
图18A示出线扫描激光检眼镜(LSLO)所获取到的SLO图像1801。在获取到LSLO 图像之后，从该LSLO图像中提取模板(图18B的1802、1803、1804和1805)。存储与模板 1802 1805有关的信息。在本实施例中，模板1802、1803、1804和1805的坐标分别为(4， 5)、(3，I. 5)、(2，2)和(1，1.7)。图像1801的左下顶点由(0,0)表示，并且模板的坐标表示各个图像的中心。随后，设置扫描区域。在本实施例中，使用了 LSL0，因此X方向的长度是恒定的，并且在y方向上确定扫描区域。测量时间为2秒，因此，如从图16可以看出，眼球测量距离为0. 25mm。因此，作为扫描区域，依次设置了图18C所示的四个区域1806 1809。 注意，可以随机设置扫描区域。在本实施例中，被检体是患病眼(无散瞳剂)，因此，基于与第二实施例的情况相同的图16的数据来确定该扫描区域。
随后，当OCT摄像部件开始拍摄眼底的图像时，同时也执行LSLO的扫描。如图18D 所示，从上述的四个区域1806 1809中按顺序将其中一个区域设置为扫描区域，并且通过对所设置的区域进行扫描来获取眼底图像。在获取到与所设置的一个区域1806相对应的新的图像1806'之后，执行模板匹配以检测匹配用的区域1802'，并且存储图像信息。之后，将模板1802的信息(坐标)与区域1802'的信息(坐标)进行比较，由此测量眼球的运动(图18E)。通过反映眼球的运动的测量结果，生成针对OCT扫描器(X) 1108和OCT扫描器(Y) 1105的波形，并且向OCT摄像部件的OCT扫描器(Y) 1105和OCT扫描器(X) 1108提供反馈，以使得能够在稳定的位置处执行OCT扫描。随后，如图18F所示，获取到与下一个扫描区域1807相对应的新的眼底图像1807'。与图像1806的情况相同，执行匹配处理以检测区域1803'，并且将模板1803的坐标与区域1803'的坐标进行比较，由此计算眼球的运动量(图18G)，然后将计算出的运动量作为反馈提供至OCT设备。另外，对于区域1808和 1809，执行相同的处理，以将眼球的运动量作为反馈提供至OCT设备。在获取到与区域1809 相对应的新的图像之后，再次对与初始区域1806相对应的区域进行扫描。在OCT摄像期间执行上述扫描，结果，可以获取到图像质量高的OCT图像(位置偏移较小的三维图像)。
如图12所示，将通过上述处理所获得的结果实时地反映到显示部件1201，由此显示SLO图像1202、OCT图像1203、眼球的运动的测量结果1204、剩余测量时间1205和摄像条件1206等。因此，用户可以检查该操作。
在本实施例中，使用了四个点，但只要存在2个以上的点，就可以执行同样的处理。此外，在本实施例中，使用了 LSL0，但如第一实施例那样也可以使用SL0。
如上所述，通过从同一 SLO图像中提取多个模板并针对同一图像的各模板检测眼球运动，可以检测短时间内的眼球运动。
其它实施例
在第一实施例和第二实施例中，在测量眼球的运动时使用了 2个特征点，但可以使用任意数量的点，只要存在2个以上的点即可。为了确定眼球的运动量、转动以及倍率变化，如果可以，优选地，使用3个以上的点。此外，要提取的特征点是具有特征的小的区域， 因此该特征点可以是线段或二维图像。通过使用这些特征点来执行图像校正。在这些实施例中，使用血管的交叉部分、血管的分叉部分、视神经盘和黄斑作为特征点，但还可以使用手术疤痕等作为特征点。
利用扫描型眼底摄像设备，由于眼球的无意识眼动因而在所拍摄的图像中发生失真。然而，当扫描区域如第一实施例、第二实施例和第三实施例那样由于高速扫描而较小时，几乎不发生失真。
眼球的运动量是基于相对于前一图像的运动量而计算出的，但代替地，也可以利用所提取的模板作为基准来计算该眼球的运动量。此外，优选地，扫描区域的指标根据诸如内部固视灯、(诸如患病眼或散瞳等的)被检体的状态、以及设备结构等的测量条件而改变。
在第二实施例和第三实施例中，使用OCT摄像部件作为反映眼球的运动的设备， 但对于视野检查等所使用的眼科设备，可以识别出同样的效果。此外，针对眼科仪器实时地校正眼球的运动，但这些效果还可以通过在完成测量之后执行校正或者执行后处理而提供。
其它实施例模式
此外，还可以通过以下处理来实现本发明。具体地，在该处理中，将用于实现上述实施例的功能的软件(程序)经由网络或各种类型的存储介质而供给至系统或设备，并且该系统或设备的计算机(或者CPU和MPU等)读出并执行该程序。
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，用于测量被检眼的运动，所述眼科设备包括眼底图像获取单元，用于在不同的时刻获取所述被检眼的多个眼底图像；提取单元，用于从所述多个眼底图像中的至少一个眼底图像中提取多个特征图像；部分图像获取单元，用于获取眼底上的部分区域的图像，其中，所述部分区域包括与所述多个特征图像中的至少一个特征图像相对应的区域；以及测量单元，用于基于所述多个特征图像中的所述至少一个特征图像以及所述部分区域的图像，来测量所述被检眼的运动。
2.根据权利要求1所述的眼科设备，其特征在于，还包括确定单元，所述确定单元用于确定包括所述多个特征图像中的所述至少一个特征图像的所述部分区 域。
3.根据权利要求2所述的眼科设备，其特征在于，所述确定单元基于获取断层图像所需的时间来确定所述部分区域的大小。
4.根据权利要求1所述的眼科设备，其特征在于，还包括显示控制单元，所述显示控制单元用于使显示单元显示所述多个眼底图像中的所述至少一个眼底图像以及叠加在所述多个眼底图像中的所述至少一个眼底图像上的所述部分区域。
5.根据权利要求1所述的眼科设备，其特征在于，还包括检测单元，所述检测单元用于从与所述多个眼底图像不同的另一个眼底图像中检测与所述多个特征图像中的所述至少一个特征图像相对应的图像的位置，其中，所述测量单元基于检测到的位置，确定所述另一个眼底图像相对于所述多个眼底图像中已提取出所述多个特征图像的所述至少一个眼底图像的运动量。
6.根据权利要求1所述的眼科设备，其特征在于，还包括断层图像获取单元，用于通过使扫描单元利用测量光扫描所述眼底来获取断层图像；以及控制单元，用于基于所述测量单元测量出的运动量来控制所述扫描单元。
7.根据权利要求1所述的眼科设备，其特征在于，所述眼底图像获取单元通过利用测量光来扫描所述被检眼的眼底来获取所述多个眼底图像，以及所述部分图像获取单元通过利用所述测量光来扫描所述部分区域来获取所述部分区域的图像。
8.根据权利要求2所述的眼科设备，其特征在于，所述眼底图像获取单元通过利用所述测量光在主扫描方向和副扫描方向进行扫描来获取所述多个眼底图像，以及所述确定单元将所述多个眼底图像中的所述至少一个眼底图像在所述副扫描方向的一部分确定为所述部分区域。
9.根据权利要求2所述的眼科设备，其特征在于，所述眼底图像获取单元通过利用所述测量光在主扫描方向和副扫描方向进行扫描来获取所述多个眼底图像，所述提取单元沿着所述副扫描方向提取所述多个特征图像中的各个特征图像，以及所述确定单元确定各自包括所述多个特征图像中的一个特征图像的多个部分区域。
10.根据权利要求9所述的眼科设备，其特征在于，所述测量单元通过针对沿着所述副 2扫描方向依次确定出的所述多个部分区域中的各个部分区域执行模板匹配，来测量所述眼底的运动。
11.根据权利要求10所述的眼科设备，其特征在于，执行所述模板匹配，以从所述部分区域的图像中搜索与所述多个特征图像中的所述至少一个特征图像相类似的图像。
12.根据权利要求11所述的眼科设备，其特征在于，所述测量单元基于所述至少一个特征图像在所述至少一个眼底图像中的位置以及与所述至少一个特征图像相类似的图像在所述部分区域的图像中的位置，来确定所述眼底的运动量。
13.根据权利要求1所述的眼科设备，其特征在于，由所述测量单元执行的所述被检眼的运动的测量是通过从所述部分区域的图像中搜索所述多个特征图像中的所述至少一个特征图像而执行的。
14.一种眼科设备的控制方法，所述眼科设备用于测量被检眼的运动，所述控制方法包括如下步骤在不同的时刻获取所述被检眼的多个眼底图像；从所述多个眼底图像中的至少一个眼底图像中提取多个特征图像；获取眼底上的部分区域的图像，其中，所述部分区域包括与所述多个特征图像中的至少一个特征图像相对应的区域；以及基于所述多个特征图像中的所述至少一个特征图像以及所述部分区域的图像，来测量所述被检眼的运动。
全文摘要
本发明涉及一种眼科设备及其控制方法。为了解决扫描型眼底摄像设备中所固有的由于扫描而耗费时间来拍摄图像以及随着时间的经过眼球运动的测量变得困难或精度降低的问题，提供了眼科设备的控制方法，所述控制方法包括以下步骤通过利用测量光来扫描眼底的摄像区域来获取眼底图像；从获取到的眼底图像中提取特征点；在所述摄像区域中设置包含多个特征点的部分区域；通过利用测量光扫描所述部分区域来获取所述部分区域的图像；以及通过基于所述特征点和所述部分区域的图像执行模板匹配，来检测眼底的运动。
文档编号A61B3/113GK102525403SQ20111043004
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月19日 优先权日2010年12月17日
发明者牧平朋之 申请人:佳能株式会社