光学相干断层成像设备及其控制方法
【专利说明】光学相干断层成像设备及其控制方法
[0001]本申请是申请日为2013年I月28日、申请号为201310032544.1、发明名称为“光学相干断层成像设备及其控制方法”的申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种光学相干断层成像设备和该光学相关断层成像设备的控制方法。
【背景技术】
[0003]当前，已知一种基于使用多波长光波相干的OCT (光学相干断层成像技术)的光学相干断层成像设备。例如，将这类设备用于内视镜以获得内脏信息和用于眼科设备以获得视网膜信息。这些设备对于人体的应用领域变得越来越广泛。应用于眼的光学相干断层成像设备正成为视网膜专科门诊必不可少的眼科设备。
[0004]这类光学相干断层成像设备是如下的设备，其中该设置通过利用作为低相干光的测量光照射样本、并且将来自样本的背向散射光用于干涉系统来进行测量。利用测量光照射样本上的一个点，可以获得样本上该点处的深度方向的图像信息。另外，在样本上扫描测量光的同时进行测量，可以获得样本的断层图像。在将该设备应用于眼底时，通过在眼的眼底上扫描测量光，可以以高分辨率拍摄被检眼的眼底的断层图像。为此，这些设备被广泛用于视网膜的眼科诊断等。
[0005]光学相干断层成像设备通常使用如下摄像方法，该摄像方法用于通过在作为测量对象的眼底上沿水平方向或垂直方向反复进行扫描，来获得多个断层图像。例如，可以通过在眼底的同一区域进行多次扫描以获得该同一区域的多个眼底断层图像、并且对所获得的图像进行平均化处理，来获得一个高质量眼底断层图像。还可以通过在平移扫描位置的同时进行多次扫描，来获得眼底的三维图像。然而，当以这样的方式进行多次扫描时，完成摄像操作需要一定时间。为此，眼在该操作期间可能运动。
[0006]与此相对，根据日本特开2008-29467所公开的眼科摄像设备，公开了如下方法(眼底追踪)，该方法用于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检测眼运动，并且根据所检测到的眼运动校正扫描位置。如上所述，对于光学相干断层成像设备来说，重要的是进行用于降低眼运动的影响的处理。
[0007]另一方面，对于光学相干断层成像设备来说，重要的是保持被检眼和设备主体之间的位置关系恒定。为了获得高质量眼底断层图像，需要使光学相干断层成像设备的摄像光轴与被检眼的瞳孔位置一致，并且需要调整摄像光学系统和被检眼之间的相对位置以使得摄像光落在瞳孔内。
[0008]与此相对，根据日本特许4354601所公开的眼科设备，公开了一种用于自动调整被检眼和光学储存部之间的相对位置关系的自动对准机构。
【发明内容】
[0009]本发明目的在于:即使在根据眼运动进行追踪时，也能够获得被检眼的运动所导致的失真得以降低的断层图像。
[0010]根据本发明的一个方面，提供一种光学相干断层成像设备，包括:图像获得步骤，用于在不同时间获得被检眼的多个图像；断层图像获得步骤，用于基于通过来自经由扫描步骤利用测量光所照射的所述被检眼的返回光和与所述测量光相对应的参考光之间的干涉所获得的干涉光，来获得所述被检眼的多个断层图像；用于基于所述多个图像、利用所述扫描步骤对所述被检眼进行追踪的步骤；以及控制步骤，用于对进行所述追踪的所述步骤的操作进行控制，以在所述扫描步骤所进行的一次扫描和下一次扫描之间的间隔内对扫描位置进行校正。
[0011]根据本发明的一个方面，提供一种光学相干断层成像设备，用于基于通过来自经由扫描步骤利用测量光所照射的被检眼的返回光和与所述测量光相对应的参考光之间的干涉所获得的干涉光，来获得所述被检眼的断层图像，所述光学相干断层成像设备包括:用于在获得所述被检眼的多个断层图像的情况下、在利用所述扫描步骤所进行的副扫描期间进行追踪的步骤；以及控制步骤，用于对进行所述追踪的所述步骤的操作进行控制，以在所述扫描步骤所进行的主扫描期间停止所述追踪。
[0012]根据本发明的一个方面，提供一种光学相干断层成像设备的控制方法，其中，所述光学相干断层成像设备用于基于通过来自经由扫描步骤利用测量光所照射的被检眼的返回光和与所述测量光相对应的参考光之间的干涉所获得的干涉光，来获得所述被检眼的多个断层图像，所述控制方法包括以下步骤:获得步骤，用于在不同时间获得所述被检眼的多个图像；以及控制步骤，用于对如下步骤的操作进行控制，以在所述扫描步骤所进行的一次扫描和下一次扫描之间的间隔内对扫描位置进行校正，其中该步骤是用于基于所述多个图像、利用所述扫描步骤对所述被检眼进行追踪的步骤。
[0013]根据本发明的一个方面，提供一种光学相干断层成像设备的控制方法，其中，所述光学相干断层成像设备用于基于通过来自经由扫描步骤利用测量光所照射的被检眼的返回光和与所述测量光相对应的参考光之间的干涉所获得的干涉光，来获得所述被检眼的断层图像，所述控制方法包括以下步骤:在获得所述被检眼的多个断层图像的情况下，在所述扫描步骤所进行的副扫描期间进行追踪；以及对进行所述追踪的步骤中的操作进行控制，以在所述扫描步骤所进行的主扫描期间停止所述追踪。
[0014]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。
【附图说明】
[0015]图1是示出光学相干断层成像设备的结构的例子的图；
[0016]图2是示出自动对准操作的例子的流程图；
[0017]图3是示出眼底追踪操作的例子的流程图；
[0018]图4是示出适当对准状态下所拍摄的断层图像的例子的图；
[0019]图5是示出发生了眼运动的状态下所拍摄的断层图像的例子的图；
[0020]图6是示出自动对准操作期间所拍摄的断层图像的例子的图；
[0021]图7是示出自动对准操作期间所拍摄的多个断层图像的例子的图；
[0022]图8是示出根据图7中的多个断层图像所生成的虚拟断层图像的例子的图；
[0023]图9是示出自动对准控制的例子的流程图；
[0024]图10是示出不进行眼底追踪控制的情况下的扫描图案的例子的图；
[0025]图11是示出通过图10中的扫描所获得的断层图像的例子的图；
[0026]图12A和12B是示出眼底追踪控制的例子的流程图；以及
[0027]图13是示出眼底追踪控制时的扫描图案的例子的图。
【具体实施方式】
[0028]现在将参考附图详细说明本发明的典型实施例。应该注意，除非另外特别说明，否则这些实施例所述的各组件的相对配置、数字表达式和数值并没有限制本发明的范围。
[0029]本发明的目的在于:即使在根据眼运动进行追踪时，也能够获得被检眼的运动所导致的失真得以降低的断层图像。
[0030]在为了拍摄被检眼的断层图像而在该眼上扫描测量光期间进行上述扫描位置校正(眼底追踪)或自动对准时，断层图像可能发生失真。
[0031]例如，当在拍摄断层图像期间启动自动对准时，由于自动对准所引起的摄像光轴的偏心，因而断层图像上的视网膜可能倾斜或者上下移动。特别地，当该设备进行多次扫描以获得多个断层图像时，视网膜在特定断层图像上可能处于水平位置，而视网膜在其它断层图像上可能倾斜。当该设备拍摄了倾斜不同的多个断层图像时，各个断层图像之间的倾斜的差在根据这多个断层图像所生成的三维图像上表现为视网膜形状的失真。
[0032]当在拍摄断层图像期间使眼底追踪进行动作时，断层图像还可能由于利用眼底追踪的扫描位置的校正而失真。在利用眼底追踪的校正的间隔短于获得被检眼上的一个点处的深度方向的信息所需的时间(A扫描获得时间)的情况下，由于在各扫描点处适当校正扫描位置以获得一个断层图像，因而在断层图像中不会发生失真。然而，难以使得利用眼底追踪的校正的间隔短于A扫描获得时间。例如，该设备在眼底追踪时通常使用眼底的正面图像，并且难以使得校正间隔短于用于获得正面图像的间隔。通常，用于获得正面图像的间隔约为几十ms，这长于A扫描获得间隔(通常为几十μ S)。这使得在进行被检眼上的扫描时，难以针对各点都进行利用眼底追踪的校正。为此，该设备对于特定大小的各扫描范围以预定间隔进行该校正。假定该设备以预定间隔校正了扫描位置。在这种情况下，该设备一次校正预定间隔期间所检测到的眼运动。结果，在进行被检眼上的扫描时，扫描位置以预定间隔急剧变化。扫描位置的急剧变化在所拍摄断层图像上以预定间隔表现为断层移位(失真
[0033]断层图像上的上述失真妨碍医生进行图像诊断。另外，医生可能将断层图像上的该失真错误地识别为病变部。这可能导致误诊断。此外，断层图像上的失真可能对光学相干断层成像设备的视网膜层边界的自动识别功能产生不利影响。对视网膜层边界的误识别将会导致显示基于误识别结果的视网膜层厚度的测量值等。这可能导致误诊断。
[0034]当获得被检眼的多个断层图像时，优选对用于追踪该眼的步骤进行控制。这使得可以获得眼运动所引起的失真得以降低的断层图像。例如，用于追踪被检眼的步骤优选进行动作，以使得在获得多个断层图像其中之一之后，等到获得下一断层图像时，校正下一断层图像的获得位置。以下在各实施例中具体说明该操作。
[0035]第一实施例
[0036]光学相干断层成像设备的示意性结构
[0037]参考图1说明根据第一实施例的光学相干断层成像设备的示意性结构。光学相干断层成像设备基于通过来自测量光经由扫描步骤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，来获得该被检眼的断层图像。光学相干断层成像设备包括光学头步骤100、分光器200和控制步骤300。下面顺次说明光学头步骤100、分光器200和控制步骤300的结构。
[0038]光学头步骤100和分光器200的结构
[0039]光学头步骤100由用于拍摄被检眼E的前眼部Ea及其眼底Er的二维图像和断层图像的测量光学系统构成。下面说明光学头步骤100的内部结构。将物镜101-1配置成对着眼E。在该透镜的光轴上，用作光路分离步骤的第一分色镜102和第二分色镜103对光路进行分离。也就是说，第一分色镜102和第二分色镜103针对各波长带将光路分成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。
[0040]第三分色镜118还针对各波长带将光路L2分支成向着眼底观察用的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。用于固视灯和眼底观察的聚焦调节的马达(未示出)驱动透镜111。APD 115在眼底观察用照明光(未示出)的波长(更具体地780nm)附近具有灵敏度。另一方面，固视灯116生成可见光以促使被检者进行固视。
[0041]将用于在眼E的眼底Er上扫描从眼底观察用照明光源(未示出)所发射的光的X扫描器117-1 (用于主扫描方向)和Y扫描器117-2(用于与主扫描方向交叉的副扫描方向)设置在光路L2上。将透镜101-2设置成使其焦点位置位于X扫描器117-1和Y