专利名称：眼科摄像设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种眼科摄像设备和测量方法，尤其涉及一种用于通过使用被检眼的图像来测量该被检眼的移动的眼科摄像设备及其控制方法。
背景技术：
近年来，作为用于拍摄被检眼的图像的设备，已经常使用诸如能够获取三维图像的光学相干断层成像仪(OCT)以及用于获取高分辨率运动图像的共焦扫描激光检眼镜(SLO)等的、通过利用测量光扫描被检眼来拍摄该被检眼的图像的眼科摄像设备。这种眼科摄像设备从开始拍摄图像起直到结束拍摄图像为止需要若干时间，因而易受到无意识眼动、由于固视不佳所引起的眼移动或者由于面部移动所引起的眼移动的影响。因此，追踪眼移动更加重要。作为追踪被检眼的方法，美国专利4856891公开了如下追踪方法，其中该追踪方法涉及将矩形的追踪光束照射至眼底上的对象血管，并且利用二维传感器上的两条正交线检测该追踪光束的反射光从而测量眼底的二维移动。另外，美国专利5943115公开了如下追踪技术，其中该追踪技术涉及照射以圆形方式扫描眼底的特征部位的追踪光束，并且基于反射光的相位来测量眼底的二维移动。然而，在这些文献的方法中，需要用于追踪的附加光学系统，并且无法检测眼转动。因此，日本特开2011-56069公开了如下技术:从眼底观察图像提取作为具有特征的小区域图像的模板图像，并且通过搜索最近似该模板图像的部位的模式匹配来测量眼底的移动。这里，日本特开2011-56069中所公开的技术进行二维图像处理，因而测量被检眼的移动花费时间。
发明内容
本发明的目的是在使用SLO的眼科摄像设备中以与传统设备相比更高的速度来测量被检眼的移动。根据本发明的典型实施例，提供一种眼科摄像设备，用于基于来自经由扫描单元利用测量光所照射的被检眼的返回光来获取所述被检眼的图像，所述眼科摄像设备包括:位置获取单元，用于基于分别与所述被检眼的图像中由所述扫描单元所生成的多个扫描线相对应的来自所述被检眼的返回光，来获取所述被检眼的图像中的特征部位的多个位置；以及测量单元，用于基于所述被检眼的图像各自的所述多个位置来测量所述被检眼的移动。根据本发明的典型实施例，提供一种眼科摄像设备的控制方法，所述眼科摄像设备用于基于来自经由扫描单元利用测量光所照射的被检眼的返回光来获取所述被检眼的图像，所述控制方法包括:基于分别与所述被检眼的图像中由所述扫描单元所生成的多个扫描线相对应的来自所述被检眼的返回光，来获取所述被检眼的图像中的特征部位的多个位置；以及基于所述被检眼的图像各自的所述多个位置来测量所述被检眼的移动。
根据本发明的典型实施例，可以以与传统设备相比更高的速度来测量被检眼的移动。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的结构的示意图。图2A示出利用根据第一实施例的LSLO的眼底图像的示例，并且图2B是过程的说明图。图3是根据第一实施例的流程图。图4A、4B和4C是根据第一实施例的过程的说明图。图5A和5B是根据第一实施例的过程的说明图。图6是根据本发明第二实施例的眼底摄像设备的结构的示意图。图7是根据第二实施例的流程图。图8是根据本发明第三实施例的眼底摄像设备的结构的示意图。
图9是根据第二实施例的流程图。图10是根据第三实施例的过程的说明图。图11是根据本发明第四实施例的前眼部摄像设备的结构的示意图。图12是根据第四实施例的过程的说明图。图13是根据第四实施例的流程图。
具体实施例方式将参考附图来详细说明用于执行本发明的实施例。第一实施例以下说明本发明的第一实施例。在本实施例中，获取被检眼的眼底图像(被检眼的图像的示例)，并且获取扫描被检眼的测量光的多个扫描线(例如，线形光束)与多条血管(被检眼的特征部位的示例)之间的交叉位置。然后，基于获取到的位置来测量被检眼的移动。注意，本发明不限于用于拍摄被检眼的眼底的图像的眼底摄像设备，而且可以应用于能够拍摄被检眼的图像的任何眼科摄像设备。设备的整体结构参考图1来说明本实施例的眼底摄像设备的结构。在本实施例中，使用作为向眼底照射线状光束的SLO的线型SLO(LSLO)设备。在LSLO设备101中，来自光源102的照明光经由照明光学系统103和目镜光学系统104的光学构件对被检眼E的眼底Ea进行照明。然后，作为来自眼底Ea的返回光的反射或散射光的图像经由目镜光学系统104和照明光学系统103的一部分以及成像光学系统105形成在线传感器106上。因而，获取到眼底图像。注意，在图1中，目镜光学系统104的光轴方向对应于Z轴,在纸面内的与Z轴垂直的方向对应于Y轴，并且与纸面垂直的方向对应于X轴。另外，从一侧观看图1中的被检眼E，y轴与被检眼E的上下方向相对应，并且X轴与被检眼E的左右方向相对应。
作为光源102，可能适合使用半导体激光或超发光二极管(SLD)光源。关于要使用的波长，为了减轻被检体的眩光并且维持眼底观察时的分辨率，适合使用700nnTl，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。从光源102发出的激光在光纤107内传播并且从光纤准直器108作为准直光束出射。然后，该准直光束入射到柱面透镜109 (用于使照射被检眼的测量光成形为线形的光学构件的示例)。在与实际方向相差90度的方向上例示该柱面透镜109以进行说明。因柱面透镜109而在X轴方向上聚光的光束经由中继透镜110和111穿过穿孔镜112的中心。穿孔镜112具有中心孔和位于该孔周围的镜部。在穿过穿孔镜112之后，该光束穿过中继透镜113和114并且被引导至扫描器115。作为扫描器115,使用检电扫描器。进一步，该光束被镜116反射，穿过扫描透镜117和目镜透镜118，并且入射到被检眼E。入射到被检眼E的光束以作为线状光束的线形光束被照射到被检眼E的眼底Ea。该线形光束由被检眼E的眼底Ea反射或散射，并且沿着同一光路传播从而返回至穿孔镜112。穿孔镜112的位置与被检眼E的瞳孔位置共轭。因此，照射至眼底Ea的线形光束的反射或散射光中的穿过瞳孔外周的光被穿孔镜112反射、并且经由透镜119在线传感器106上形成图像。将线传感器106的各元件检测到的强度信息发送至控制部120并且进行处理，由此生成眼底图像。除了线传感器106以外，控制部120还连接至扫描器115、检查者所操作的输入装置122、以及用于显示所生成的眼底图像和输入操作用的显示的监视器121。在控制部120控制扫描器115转动了微小角度的情况下，线形光束在被检眼E的上下方向上、即在y轴方向上扫描眼底Ea，由此获取到二维眼底图像。控制部120控制监视器121以显示该眼底图像。眼移动测丨量
图2A示出如上所述获取到的眼底图像的示例。这里，坐标轴X和Y是针对眼底图像所设置的坐标轴。X轴和Y轴分别平行于图1的X轴和y轴，但具有不同的原点。符号LO表示在特定时刻照射至眼底Ea的线形光束，其中该线形光束如由图2A的箭头所示从上向下扫描眼底Ea，由此获取到眼底图像的一帧。重复该扫描从而在监视器121上(显示部的示例)实时显示眼底图像。该显示由控制部120的用作显示控制单元的模块区域来进行，其中该显示控制单元用于控制显示部(显示单元)以实时显示被检眼的图像。另外，在这种情况下，用于获得如以下所述的交叉点的操作过程中的对象扫描线在所显示的图像上与该扫描线相对应的位置以线状显示形式显示。被检眼的图像上的该显示位置的指定由控制部120的用作指定单元的模块区域来进行。如图2B所示，在监视器121的眼底图像上显示作为与X轴平行的线的光标123。检查者在观看眼底图像的同时操作输入装置122从而使光标123在Y轴方向上移动，并且指定如下的位置:光标123与眼底上的多条血管交叉、靠左的(X值小的)两条血管彼此不平行、并且在近旁这些血管未分支。注意，在本实施例中使用靠左的两条血管，因而指定了血管彼此不平行的位置(彼此交叉的两条血管的位置)。然而，可以根据提取血管要使用的方法来改变用于选择该位置的标准。在本发明中，各血管是第一血管和第二血管各自的示例。这些血管可以作为倾斜度不同的两条血管来提取或者可以作为延长线彼此交叉的不平行血管来提取。另外，在本实施例中使用血管，但本发明不限于此。可以使用在根据被检眼所获得的各种图像中能够作为线状图像被提取的任何特征部位。在通过来自检查者的输入使光标123固定的情况下，控制部120开始测量眼移动。控制部120是用于测量眼移动的测量单元。将说明眼移动测量的测量流程。首先，使用作为开始测量时的最新帧的第一帧、即第一区域扫描中的数据。在步骤SlOl中，如图4A所示，基于光标123固定的位置处的线L1、即Y=Y1处的线传感器106的信号强度来提取靠左的两条血管。然后，将该线与这两条血管的中央部之间的交叉点的X位置分别识别为各血管与该线、即扫描线交叉的位置(获取到与扫描线交叉的血管的位置)。由A11和A12来分别表示该线和两条血管的中央部之间的交叉点，并且由(Xn，Y1)和(X12J1)来表示这些交叉点坐标。在这种情况下，线传感器106的信号强度如图4B所示，其中将X值小的两条血管的中央部的位置识别为X11和X12。注意，由于直径大于100 μ m的相对粗的血管通常为中央处的正反射大且信号强度高，因此获取不是最小值而是最大值的位置。另外，在本实施例中识别血管的中央部的位置，但是，可以识别血管的边缘。接着，在步骤S102中，如图4A所示，在与光标123所固定的线LI的位置在Y方向上相距5个间距的线L2上、即在线Y=Y2上，与步骤SlOl相同地提取该线与相同的两条血管之间的交叉点的X位置。由A13和A14来表示该线与两条血管的中央部之间的交叉点，并且由(X13, Y2)和(X14，Y2)来表示这些交叉点的坐标。上述的扫描线LI的位置与第一扫描位置相对应，扫描线L2的位置与第二扫描位置相对应，并且与扫描线交叉的血管的位置(XmY1K(X12, Y1) > (X13, Y2)和(Χ14，Υ2)是第一血管位置。另外，在本发明中，线LI和L2与扫描线相对应。根据线传感器106的信号强度来识别血管与不同的扫描线LI和L2交叉的位置(获取与扫描线相交的血管的位置)的操作由作为测量单元的控制部120中的如下模块区域来进行，其中该模块区域用作第一血管位置获取单元或位置获取单元。另外，优选适当地设置上述各线之间在Y方向上的距离。将第二扫描线的位置设置在与所指定的第一扫描线的位置相距预定距离的位置处的操作由控制部120的用作确定单元的模块区域来进行。
注意，线形光束在标准眼底上的Y轴方向上的高度约为20 μ m。由于生成图像所用的数据获取间距为20 μ m，因此5个间距与100 μ m相对应。在步骤S103中，如图4C所示，基于第一帧的上述交叉点，确定线段A11-A13的延长线和线段A12-A14的延长线之间的交叉点A15的位置。由(X15，Y15)来表示交叉点A15的坐标。然后，可以使用An、A12、A13和A14的坐标来通过以下等式确定值X15和Y15。
权利要求
1.一种眼科摄像设备，用于基于来自经由扫描单元利用测量光所照射的被检眼的返回光来获取所述被检眼的图像，所述眼科摄像设备包括: 位置获取单元，用于基于分别与所述被检眼的图像中由所述扫描单元所生成的多个扫描线相对应的来自所述被检眼的返回光，来获取所述被检眼的图像中的特征部位的多个位置；以及 测量单元，用于基于所述被检眼的图像各自的所述多个位置来测量所述被检眼的移动。
2.根据权利要求1所述的眼科摄像设备，其中，还包括提取单元，所述提取单元用于提取所述被检眼的图像中的多个线状特征部位， 其中，所述位置获取单元获取所述多个扫描线和所述多个线状特征部位之间的交叉位置作为所述多个位置。
3.根据权利要求2所述的眼科摄像设备，其中， 所述位置获取单元从所述被检眼的第一图像中的第一扫描线的图像获取第一线状特征部位和第二线状特征部位的位置、以及从与所述第一扫描线的图像不同的第二扫描线的图像获取所述第一线状特征部位和所述第二线状特征部位的位置，并且从在与所述第一图像不同的时间获取到的所述被检眼的第二图像中的所述第一扫描线的图像和所述第二扫描线的图像获取所述第一线状特征部位和所述第二线状特征部位的位置；以及 所述测量单元基于所述第一图像和所述第二图像中的所述第一线状特征部位和所述第二线状特征部位的位置来测量所述被检眼的移动。
4.根据权利要求3所述的眼科摄像设备，其中， 所述位置获取单元获取与第三扫描线和第四扫描线交叉的所述第一线状特征部位和所述第二线状特征部位的位置，其中所述第三扫描线和所述第四扫描线与所述第一扫描线和所述第二扫描线相距所测量到的移动的量；以及 所述测量单元基于所述第一线状特征部位和所述第二线状特征部位的位置来测量所述被检眼的移动。
5.根据权利要求3所述的眼科摄像设备，其中，所述测量单元根据基于所述第一线状特征部位和所述第二线状特征部位的位置所获得的交叉点的位置来测量所述被检眼的移动。
6.根据权利要求3所述的眼科摄像设备，其中， 所述位置获取单元从所述被检眼的第一图像中的第一扫描线的图像获取第三线状特征部位的位置、以及从所述第二扫描线的图像获取所述第三线状特征部位的位置，并且从在与所述第一图像不同的时间获取到的所述第二图像中的所述第一扫描线的图像和所述第二扫描线的图像获取所述第三线状特征部位的位置；以及 所述测量单元还基于所述第一图像和所述第二图像中的所述第一线状特征部位和所述第二线状特征部位中的任一个的位置以及所述第三线状特征部位的位置，来测量所述被检眼的移动。
7.根据权利要求2所述的眼科摄像设备，其中，所述被检眼的图像包括所述被检眼的眼底的眼底图像，并且所述线状特征部位包括所述眼底的血管。
8.根据权利要求2所述的眼科摄像设备，其中，所述被检眼的图像包括所述被检眼的前眼部的前眼部图像，并且所述线状特征部位包括所述前眼部的血管。
9.根据权利要求2所述的眼科摄像设备，其中，所述多个线状特征部位包括所述图像中的倾斜度不同的两条血管。
10.根据权利要求2所述的眼科摄像设备，其中，所述多个线状特征部位包括所述图像中的两条不平行血管。
11.根据权利要求1所述的眼科摄像设备，其中，还包括能够配置在所述扫描单元和所述被检眼之间的光学构件，所述光学构件用于改变所述测量光相对于所述被检眼的照射位置。
12.根据权利要求1所述的眼科摄像设备，其中，还包括: 第一光学系统，其包括所述扫描单元； 第二光学系统，其与所述第一光学系统部分相同并且包括第二扫描单元；以及 控制单元，用于将测量到的所述被检眼的移动反馈至所述第二扫描单元。
13.根据权利要求12所述的眼科摄像设备，其中，所述第二光学系统包括自适应光学扫描激光检眼镜光学系统和光学相干断层成像光学系统中的至少之一。
14.根据权利要求12所述的眼科摄像设备，其中，所述第一光学系统包括用于使所述测量光成形为线形的光学构件。
15.根据权利要求1所述的眼科摄像设备，其中，还包括: 显示控制单元，用于控制显示单元以实时显示所述被检眼的图像；以及 指定单元，用于通过使用线状显示形式来在所述被检眼的图像上指定与所述多个扫描线中的一个扫描线相对应的位置。
16.根据权利要求15所述的眼科摄像设备，其中，还包括确定单元，所述确定单元用于将与所指定的所述多个扫描线中的一个扫描线的位置相距预定距离的位置确定为第二个扫描线的位置。
17.根据权利要求1所述的眼科摄像设备，其中，所述测量单元测量所述被检眼的平移移动和转动移动至少之一作为所述被检眼的移动。
18.根据权利要求1所述的眼科摄像设备，其中， 所述眼科摄像设备具有眼底获取模式和前眼部获取模式作为图像获取模式，其中所述眼底获取模式用于获取所述被检眼的眼底图像，所述前眼部获取模式用于获取所述被检眼的前眼部图像；以及 所述眼科摄像设备还包括获取部位切换单元，所述获取部位切换单元用于在所述位置获取单元获取所述特征部位的多个位置的情况下，根据所述图像获取模式来使要获取的特征部位在所述眼底图像中的特征部位和所述前眼部图像中的特征部位之间切换。
19.一种眼科摄像设备的控制方法，所述眼科摄像设备用于基于来自经由扫描单元利用测量光所照射的被检眼的返回光来获取所述被检眼的图像，所述控制方法包括: 基于分别与所述被检眼的图像中由所述扫描单元所生成的多个扫描线相对应的来自所述被检眼的返回光，来获取所述被检眼的图像中的特征部位的多个位置；以及 基于所述被检眼的图像各自的所述多个位置来测量所述被检眼的移动。
全文摘要
本发明涉及一种眼科摄像设备及其控制方法。该眼科摄像设备用于以与传统设备相比更高的速度来测量被检眼的移动。该眼科摄像设备用于基于来自经由扫描单元利用测量光所照射的被检眼的返回光来获取所述被检眼的图像，所述眼科摄像设备包括位置获取单元，用于基于分别与所述被检眼的图像中的所述扫描单元所生成的多个扫描线相对应的来自所述被检眼的返回光，来获取所述被检眼的图像中的特征部位的多个位置；以及测量单元，用于基于所述被检眼的图像中的多个位置来分别测量所述被检眼的移动。
文档编号A61B3/14GK103202686SQ20131001480
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者沼尻泰幸, 牧平朋之 申请人:佳能株式会社