JP2012249715A - 眼底撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 明瞭な眼底画像を取得することができる。
【解決手段】 測定光源から発せられた光を被検眼眼底上で二次元的に走査する光スキャナと、測定光源から発せられた測定光と参照光との干渉状態を検出する検出器と、を有し、検出器からの出力信号を処理して被検眼眼底の断層像又は正面像を観察画像として取得する光コヒーレンストモグラフィーデバイスと、時系列に取得された複数の観察画像と、コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを複合処理させることによって複合画像を取得する複合画像処理手段と、複合画像を動画像としてモニタに表示するため、複合画像処理手段によって新たに複合画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された複合画像を更新する表示制御手段と、を備える。
【選択図】 図２

Description

被検眼の断層像を撮影する眼底撮影装置に関する。

光走査部（例えば、ガルバノミラー）を用いて眼底上で測定光を走査し、眼底像を得る眼底撮影装置として、眼底断層像撮影装置（例えば、光干渉断層計（Optical Coherence Tomography:OCT））や眼底正面像撮影装置（例えば、走査型検眼装置（Scanning Laser Opthalmoscope:SLO））などが知られている（特許文献１参照）。

そして、これらの装置は、取得した眼底断層像や眼底正面像をモニタ上で、観察することによって、病変部の観察や眼底像に対するアライメントを行っている。例えば、眼底断層像撮影装置においては、測定光束を二次元的に走査させ、ＸＹ各点について受光素子からの干渉信号のスペクトル強度を積算することにより、正面像を得る（特許文献２参照）。

特開２００８−２９４６７号公報 米国特許登録第７３０１６４４号明細書

従来、眼底上で測定光を走査し、眼底像を得る眼底撮影装置において、白内障等の被検眼に対しては、眼底からの戻り光が少なく、干渉信号のＳ／Ｎ比が十分取れないため、明瞭な眼底画像を取得することが困難であった。

例えば、前述の装置のように、スペクトル干渉信号に基づいて正面像を得る場合、正面像化を行うための時間がかかるため、正面像の画像形成に用いるＸＹの各点（ポイント数）を少なくすることにより、正面像取得時間の軽減を行っている。しかしながら、ポイント数を少なくすることによって、感度と分解能が低下するため、形成される正面像の画質が低下し、明瞭な眼底画像を取得することが困難であった。このため、取得した眼底画像によって、病変部の観察や眼底像に対するアライメントを行ったり、所望する眼底部位の断層像を得ることは、困難であった。

上記従来技術の問題点に鑑み、明瞭な眼底画像を取得することができる眼底撮影装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） 測定光源から発せられた光を被検眼眼底上で二次元的に走査する光スキャナと、測定光源から発せられた測定光と参照光との干渉状態を検出する検出器と、を有し、検出器からの出力信号を処理して被検眼眼底の断層像又は正面像を観察画像として取得する光コヒーレンストモグラフィーデバイスと、時系列に取得された複数の観察画像と、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを複合処理させることによって複合画像を取得する複合画像処理手段と、複合画像を動画像としてモニタに表示するため、前記複合画像処理手段によって新たに複合画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された複合画像を更新する表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２） 前記複合画像形成手段は、時系列に取得された複数の観察画像と、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを加算平均処理することにより加算平均画像を取得する加算平均処理手段であって、前記表示制御手段は、加算平均画像を動画像としてモニタに表示するため、前記加算平均処理手段によって新たに加算平均画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された加算平均画像を更新することを特徴とする（１）の眼底撮影装置。
（３） 前記時系列に取得された複数の観察画像は、正面画像であって、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって時系列に取得された複数の観察画像を記憶する記憶手段を備え、前記加算平均処理手段は、前記記憶手段に記憶された複数の観察画像が所定枚数に達した場合に、過去に取得された観察画像を消去し、新たに取得された正面像と入れ換えを行い、前記加算処理手段は、該記憶手段に記憶された複数の観察画像を加算平均処理することを特徴とする（１）〜（２）のいずれかの眼底撮影装置。
（４） 前記加算平均処理手段は、新たに取得された観察画像と，時系列に取得された複数の観察画像との加算平均処理の適否を判定処理し、前記表示制御手段は、適正と判定された場合、加算平均処理手段によって取得された該観察画像を含む加算平均画像をモニタ上に表示させ、適正でないと判定された場合、新たに取得された観察画像をモニタ上に表示する（１）〜（３）のいずれかの眼底撮影装置。
（５） 前記加算平均処理手段は、新たに取得された観察画像を判定処理し、該記憶手段に前記観察画像を記憶させるか否かを判定する（１）〜（４）の眼底撮影装置。
（６） 前記加算平均処理手段は、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって取得された観察画像において、加算平均処理の基準となる基準画像を設定し、該基準画像と複数の観察画像とのずれを画像処理により検出し、ずれ検出結果に基づいて、加算処理の適否を判定処理すると共に、基準画像と複数の観察画像とのずれを補正する（１）〜（５）の眼底撮影装置。

本発明によれば、明瞭な眼底画像を取得することができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る眼底撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。なお、以下の説明においては、眼底撮影装置の一つである眼底撮影用光干渉断層計を例にとって説明する。また、本実施形態においては、被検眼の奥行き方向をＺ方向（光軸Ｌ１方向）、奥行き方向に垂直な平面上の水平方向成分をＸ方向、鉛直方向成分をＹ方向として説明する。

本装置は、光コヒーレンストモグラフィーデバイス（ＯＣＴデバイス）１である。図１において、ＯＣＴデバイス１は、干渉光学系（ＯＣＴ光学系）２００と、固視標投影ユニット３００と、制御部（ＣＰＵ）７０と、を備える。

ＯＣＴ光学系２００は、測定光源から発せられた光束を測定光と参照光に分割し、測定光束を被検眼眼底に導き，参照光を参照光学系に導いた後、前記眼底から反射された測定光と参照光との干渉状態を検出器により検出する。

ＯＣＴ光学系２００は、測定光学系２００ａと参照光学系２００ｂを含む。また、干渉光学系２００は、参照光と測定光による干渉光を周波数（波長）毎に分光し、分光された干渉光を受光手段（本実施形態においては、１次元受光素子）に受光させる分光光学系８００を有する。また、ダイクロイックミラー４０は、ＯＣＴ光学系２００の測定光として用いられる波長成分の光を反射し、固視標投影ユニット３００に用いられる波長成分の光を透過する特性を有する。

まず、ダイクロイックミラー４０の反射側に設けられたＯＣＴ光学系２００の構成について説明する。２７はＯＣＴ光学系２００の測定光及び参照光として用いられる低コヒーレントな光を発するＯＣＴ光源であり、例えばＳＬＤ光源等が用いられる。ＯＣＴ光源２７には、例えば、中心波長８４０ｎｍで５０ｎｍの帯域を持つ光源が用いられる。２６は光分割部材と光結合部材としての役割を兼用するファイバーカップラーである。ＯＣＴ光源２７から発せられた光は、導光路としての光ファイバ３８ａを介して、ファイバーカップラー２６によって参照光と測定光とに分割される。測定光は光ファイバ３８ｂを介して被検眼Ｅへと向かい、参照光は光ファイバ３８ｃ（ポラライザ（偏光素子）３３）を介して参照ミラー３１へと向かう。

測定光を被検眼Ｅへ向けて出射する光路には、測定光を出射する光ファイバ３８ｂの端部３９ｂ、コリメータレンズ２１、フォーカス用光学部材（フォーカシングレンズ）２４、走査部（光スキャナ）２３と、リレーレンズ２２が配置されている。走査部２３は、２つのガルバノミラーによって構成され、走査駆動機構５１の駆動により、測定光源から発せられた光を眼底上で二次元的（ＸＹ方向）に走査させるために用いられる。なお、走査部２３は、例えば、ＡＯＭ（音響光学素子）やレゾナントスキャナ等によって構成されていてもよい。

ダイクロイックミラー４０及び対物レンズ１０は、ＯＣＴ光学系２００からのＯＣＴ測定光を被検眼眼底へと導光する導光光学系としての役割を有する。

フォーカシングレンズ２４は、駆動機構２４ａの駆動によって、光軸方向に移動可能となっており、被検者眼底に対する視度を補正するために用いられる。

光ファイバ３８ｂの端部３９ｂから出射した測定光は、コリメータレンズ２１によってコリメートされた後、フォーカシングレンズ２４を介して、走査部２３に達し、２つのガルバノミラーの駆動により反射方向が変えられる。そして、走査部２３で反射された測定光は、リレーレンズ２２を介して、ダイクロイックミラー４０で反射された後、対物レンズ１０を介して、被検眼眼底に集光される。

そして、眼底で反射した測定光は、対物レンズ１０を介して、ダイクロイックミラー４０で反射し、ＯＣＴ光学系２００に向かい、リレーレンズ２２、走査部２３の２つのガルバノミラー、フォーカシングレンズ２４及びコリメータレンズ２１を介して、光ファイバ３８ｂの端部３９ｂに入射する。端部３９ｂに入射した測定光は、光ファイバ３８ｂ、ファイバーカップラー２６、光ファイバ３８ｄを介して、光ファイバ３８ｄの端部８４ａに達する。

一方、参照光を参照ミラー３１に向けて出射する光路には、光ファイバ３８ｃ、参照光を出射する光ファイバ３８ｃの端部３９ｃ、コリメータレンズ２９、参照ミラー３１が配置されている。光ファイバ３８ｃは、参照光の偏光方向を変化させるため、駆動機構３４により回転移動される。すなわち、光ファイバ３８ｃ及び駆動機構３４は、偏光方向を調整するためのポラライザ３３として用いられる。なお、ポラライザとしては、上記構成に限定されず、測定光の光路又は参照光の光路に配置されるポラライザを駆動させることにより、測定光と参照光の偏光状態を略一致させるものであればよい。例えば、１／２波長板や１／４波長板を用いることやファイバーに圧力を加えて変形させることで偏光状態を変えるもの等が適用できる。

なお、ポラライザ３３（偏光コントローラ）は、測定光と参照光の偏光方向を一致させるために、測定光と参照光の少なくともいずれかの偏光方向を調整する構成であればよい。例えば、ポラライザは、測定光の光路に配置された構成であってもよい。

また、参照ミラー駆動機構５０は、参照光との光路長を調整するために参照光の光路中に配置された参照ミラー３１を駆動させる。参照ミラー３１は、本実施形態においては、参照光の光路中に配置され、参照光の光路長を変化させるべく、光軸方向に移動可能な構成となっている。

光ファイバー３８ｃの端部３９ｃから出射した参照光は、コリメータレンズ２９で平行光束とされ、参照ミラー３１で反射された後、コリメータレンズ２９により集光されて光ファイバ３８ｃの端部３９ｃに入射する。端部３９ｃに入射した参照光は、光ファイバ３８ｃ、光ファイバ３８ｃ（ポラライザ３３）を介して、ファイバーカップラー２６に達する。

そして、光源２７から発せられた光によって前述のように生成される参照光と被検眼眼底に照射された測定光による眼底反射光は、ファイバーカップラー２６にて合成され干渉光とされた後、光ファイバ３８ｄを通じて端部８４ａから出射される。周波数毎の干渉信号を得るために干渉光を周波数成分に分光する分光光学系８００（スペクトロメータ部）は、コリメータレンズ８０、グレーティング（回折格子）８１、集光レンズ８２、受光素子８３を有する。受光素子８３は、赤外域に感度を有する一次元素子（ラインセンサ）を用いている。

ここで、端部８４ａから出射された干渉光は、コリメータレンズ８０にて平行光とされた後、グレーティング８１にて周波数成分に分光される。そして、周波数成分に分光された干渉光は、集光レンズ８２を介して、検出器（受光素子）８３の受光面に集光する。これにより、受光素子８３上で干渉縞のスペクトル情報が記録される。そして、受光素子８３からの出力信号に基づいて眼の断層像を撮像する。すなわち、そのスペクトル情報が制御部７０へと入力され、フーリエ変換を用いて解析することで、被検眼の深さ方向における情報が計測可能となる。ここで、制御部７０は、走査部２３により測定光を眼底上で所定の横断方向に走査することにより断層像を取得できる。例えば、Ｘ方向もしくはＹ方向に走査することにより、被検眼眼底のＸＺ面もしくはＹＺ面における断層像（眼底断層像）を取得できる（なお、本実施形態においては、このように測定光を眼底に対して一次元走査し、断層像を得る方式をＢスキャンとする）。なお、取得された眼底断層像は、制御部７０に接続されたフレームメモリ７２に記憶される。さらに、走査部２３の駆動を制御して、測定光をＸＹ方向に二次元的に走査することにより、受光素子８３からの出力信号に基づき被検眼眼底のＸＹ方向に関する二次元動画像や被検眼眼底の三次元画像を取得することも可能である。

眼底正面像を得る場合、制御部７０は、走査部２３を用いて測定光を眼底Ｅｆ上でＸＹ方向に二次元走査させる。そして、制御部７０は、ＸＹ各点について受光素子８３から出力される受光信号に基づいて正面像を取得する。例えば、制御部７０は、ＸＹ各点について受光素子８３から出力される干渉信号のスペクトル強度を積算することにより、正面画像化する。もちろん、正面像を取得する手法は、これに限定されず、例えば、ＸＹ各点について取得された干渉信号のゼロクロス点の数を輝度値に変換するようにしてもよい。（詳細は、特願２０１０−５９４４３９号参照）
次に、固視標投影ユニット３００について説明する。固視標投影ユニット３００は、眼Ｅの視線方向を誘導するための光学系を有する。投影ユニット３００は、眼Ｅに呈示する固視標を有し、複数の方向に眼Ｅを誘導できる。

例えば、固視標投影ユニット３００は、可視光を発する可視光源を有し、視標の呈示位置を二次元的に変更させる。これにより、視線方向が変更され、結果的に撮像部位が変更される。例えば、撮影光軸と同方向から固視標が呈示されると、眼底の中心部が撮像部位として設定される。また、撮影光軸に対して固視標が上方に呈示されると、眼底の上部が撮像部位として設定される。すなわち、撮影光軸に対する視標の位置に応じて撮影部位が変更される。

固視標投影ユニット３００としては、例えば、マトリクス状に配列されたＬＥＤの点灯位置により固視位置を調整する構成、光源からの光を光スキャナを用いて走査させ、光源の点灯制御により固視位置を調整する構成、等、種々の構成が考えられる。また、投影ユニット３００は、内部固視灯タイプであってもよいし、外部固視灯タイプであってもよい。

また、制御部７０には、表示モニタ７５、フレームメモリ（例えば、ＲＡＭ）７２、補助記憶装置としてのメモリ（例えば、ハードディスク）７７、コントロール部７４、参照ミラー駆動機構５０、駆動機構２４ａ、ポラライザ駆動機構３４、等が接続されている。

フレームメモリ７２には、時系列に取得された複数の観察画像（例えば、正面画像）が記憶される。例えば、ＯＣＴ光学系２００によって随時取得された加算処理用の複数の観察画像が一時的に記憶される。また、メモリ７７には、図無き撮影スイッチ等の操作によって、取得される撮影画像が記憶される。

以上のような構成を備える装置において、その制御動作について説明する。検者は、固視標投影ユニット３００の固視標を注視するように被検者に指示した後、図示無き前眼部観察用カメラで撮影される前眼部観察像をモニタ７５で見ながら、被検眼の瞳孔中心に測定光軸がくるように、図示無きジョイスティックを用いて、アライメント操作を行う。

次いで、最適化を行うことによって、検者が所望する眼底部位が高感度・高解像度で観察できるようにする。なお、本実施形態において、最適化の制御は、光路長調整、フォーカス調整、偏光状態の調整（ポラライザ調整）、の制御である。

検者により、コントロール部７４に配置された最適化開始スイッチ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅスイッチ）７４ａが押されると、制御部７０は、最適化制御を開始するためのトリガ信号を発し、最適化の制御動作を開始する。そして、最適化の制御が完了されることにより、検者が所望する眼底部位が高感度・高解像度で観察できるようになる。

そして、制御部７０は、走査部２３の駆動を制御し、眼底上で測定光を所定方向に関して走査させ、走査中に受光素子８３から出力される出力信号から所定の走査領域に対応する受光信号を取得して眼底像を形成する。

以下、本実施形態に係る眼底断層像（以下、断層像と記載する）及び眼底正面像（以下、正面像と記載する）の取得手法の一例を示す。制御部７０は、受光素子８３によって検出されたスペクトルデータを処理し、画像処理により断層像及び正面像を形成させる。断層像と正面像は、同時に取得されてもよいし、交互に取得されてもよいし、順次取得されてもよい。すなわち、スペクトルデータは、断層像及び正面像の少なくともいずれかの取得に用いられる。なお、取得された断層像及び正面像は、モニタ７５に表示される。

そして、検者は、モニタ７５に表示された断層像及び正面像を観察しながら、眼底像に対するアライメントを行う。また、病変部等の観察を行う。

ここで、眼底像に対するアライメントや病変部の観察を行うために、明瞭な眼底画像を取得する手段について説明する。

制御部（複合画像処理手段）７０は、時系列に取得された複数の観察画像とＯＣＴデバイス１によって新たに取得される観察画像とを複合させることによって複合画像を取得する。制御部（表示制御手段）７０は、複合画像を動画像としてモニタ７５に表示するため、新たに複合画像が取得されるのに応じて、モニタ７５上に表示された複合画像を更新する。これにより、撮影画像の画質を良好にする。

例えば、制御部７０は、ＯＣＴデバイス１よって時系列に取得された複数の観察画像と、ＯＣＴデバイス１によって新たに取得される観察画像とを加算平均処理することにより加算平均画像を取得する。制御部７０は、新たに加算平均画像が取得されるのに応じて、モニタ７５上に表示された加算平均画像を更新し、加算平均画像を動画像としてモニタ７５に表示する。これにより、観察される撮影画像の画質を良好にする。なお、本実施形態においては、ＯＣＴデバイス１によって取得される観察画像として正面像を例に挙げて、以下の説明をしていく。

初めに、ＯＣＴデバイス１によって取得される正面像を複数取得し、加算平均画像を作成する場合の流れについて、図２に示すフローチャートを用いて説明する。

＜加算処理に用いる正面像の取得＞
初めに、制御部７０は、ＯＣＴ光学系２００を用いて、受光素子８３によって検出されたスペクトルデータを処理し、画像処理により１フレーム（１枚）の正面像を形成させる。そして、正面像をフレームメモリ７２に記憶させる。そして、制御部７０は、加算平均画像を作成するための複数の正面像（本実施形態においては、例えば、２０枚の正面像）を取得するために、逐次、正面像を取得してフレームメモリ７２に記憶させていく。なお、取得した正面像が適正か否かの判定が行われ、適正と判定された画像がフレームメモリ７２に記憶される（詳しくは後述する）。これにより、瞬き等によるエラー画像が加算平均画像に利用されることが回避される。

なお、フレームメモリ７２に記憶することのできるデータの容量は限られている。本実施形態においては、最大で２０枚の撮影画像が記憶可能である。もちろん、フレームメモリ７２に容量によっては、記憶可能な枚数を変更することが可能であるし、フレームメモリ７２の容量が無くなるほど、撮影画像を記憶させなくてもよい。記憶させる最大枚数を任意に設定できる構成としてもよい。

＜正面像の記憶における判定＞
制御部７０は、ＯＣＴ光学系２００によって正面像の取得を開始すると、加算処理に用いるための正面像の取得を開始する。正面像を取得すると、制御部７０は、新たに取得された正面像を判定処理し、フレームメモリ７２に正面像を記憶させるか否かを判定する。フレームメモリ７２には、記憶可能な容量が限定されているため、加算処理用に使用しない画像の記憶を回避することによって、加算処理に用いることのできる画像の枚数を増加させる。判定は、所定の評価値Ｓが用いられる。

ここで、評価値Ｓについて説明する。評価値Ｓは、Ｓ＝（（画像の平均最大輝度値）−（画像の背景領域の平均輝度値））／（背景領域の輝度値の標準偏差）の式より求められる。すなわち、画像として良好でない画像は、ノイズが大きいため、評価値Ｓが小さくなる。評価値Ｓを得る場合、例えば、正面像の信号強度が用いられる。

この場合、制御部７０は、正面像を形成するスペクトル情報に基づいて断層像を取得し、取得された断層像を利用して、正面像の適否を判定してもよい。例えば、正面像内における１ラインの走査線に対応する断層像より算出する。制御部７０は、図３に示すように正面像の所定位置の走査線による断層像を用いて評価値Ｓを算出する。なお、所定位置としては、例えば、正面像の中心の位置を通る走査線Ｂが用いられる。もちろん、本実施形態においては、中心位置を用いるがこれに限定されない。制御部７０は、図４に示すように、断層像において、深さ方向（Ａスキャン方向）に走査する複数の走査線Ｃを設定し、各走査線Ｃ上における輝度分布データを求める。

制御部７０は、各走査線Ｃに対応する輝度分布において、輝度値の最大値（以下、最大輝度値と省略する）をそれぞれ算出する。そして、制御部７０は、各走査線における最大輝度値の平均値を平均最大輝度値として算出する。また、制御部７０は、各走査線における背景領域の輝度値の平均値を背景領域の平均輝度値として算出する。そして、評価値Ｓが算出される。

制御部７０は、評価値Ｓを算出後、評価値Ｓが所定の閾値を超えているか否かによってフレームメモリ７２への撮影画像の記憶の要否を判定する。例えば、評価値Ｓが閾値を超えた場合に、その正面像をフレームメモリ７２に記憶させる。以上のようにして、判定が行われる。これにより、多くの撮影画像にて加算処理を行うことが可能となり、画像の画質が向上する。

次いで、制御部７０は、取得した１フレームの正面像をフレームメモリ７２に記憶させた場合、フレームメモリ７２内に記憶させた正面像の枚数が所定枚数に到達したか否かを判定する。本実施形態において、所定枚数は、フレームメモリ７２に記憶可能な最大毎枚である２０枚と設定した。なお、所定枚数はこれに限定されるものではなく、例えば、検者が任意に所定枚数を設定できる構成としてもよい。また、取得した撮影画像の光量に基づいて枚数設定がされる構成でもよい。この場合、例えば、撮影画像の光量が低ければ、所定枚数を増加し、撮影画像の光量が高い場合には、所定枚数を少なくすることが考えられる。

そして、制御部７０は、フレームメモリ７２内に記憶されている正面像の取得枚数が所定枚数に到達した場合、枚数に到達したタイミング以降に取得された正面像よりフレームメモリ７２内に記憶された複数の正面像の加算平均処理を行う。また、正面像の取得枚数が所定枚数に到達していない場合、制御部７０は、次の正面像の取得を開始する。以上のようにして、加算平均画像を作成するための複数の正面像が取得される。

＜複数の正面像の加算処理＞
以下、フレームメモリ７２に記憶された複数の正面像を用いて、加算処理手段について説明する。

制御部７０は、ＯＣＴ光学系２００によって、最後に形成された正面像（新たに取得された正面像）において、加算平均処理の基準となる基準画像として設定し、加算平均処理を行う。制御部７０は、基準画像と複数の観察画像とのずれを画像処理により検出し、ずれ検出結果に基づいて、加算処理の適否を判定処理すると共に、基準画像と複数の正面像像とのずれを補正し、基準画像に対して複数の正面像を加算処理していく。なお、本実施形態においては、基準画像を最後に取得された正面像（最新の撮影画像）に設定したがこれに限定されない。例えば、複数の正面像の内で加算処理の基準とする基準画像設定をしてもよい。

制御部７０は、基準画像に対して各正面像を順に加算処理していく。そして、各正面像と基準画像とのずれ量を正面像毎に検出し、基準画像に対して各正面像の位置合わせを行う。すなわち、基準画像と各正面像を比較して、基準画像に対する各正面像の位置ずれ方向及び位置ずれ量を正面像毎に、画像処理により検出する。

ずれ量の検出方法としては、種々の画像処理手法（各種相関関数を用いる方法、フーリエ変換を利用する方法、特徴点のマッチングに基づく方法）を用いることが可能である。

例えば、所定の基準画像（例えば、最後に取得された正面像）又は対象画像（過去の正面像）を１画素ずつ位置ずれさせ、基準画像と対象画像を比較し、両データが最も一致したとき（相関が最も高くなるとき）の両データ間の位置ずれ方向及び位置ずれ量を検出する手法が考えられる。また、所定の基準画像及び対象画像から共通する特徴点を抽出し、抽出された特徴点の位置ずれ方向及び位置ずれ量を検出する手法が考えられる。

本実施形態においては、基準画像に対する各正面像を１画素単位でずらしながら、相関値（値が大きいほど画像間の相関が高くなる（最大１））を逐次算出する。そして、制御部７０は、相関値が最大となるときの画素の偏位量（ずらした画素数）を位置ずれ量とし、また、ずらした方向を位置ずれ方向として算出する。

判定方法として、ずれ検出時に算出した相関値を用いて判定を行う。例えば、相関値が所定の閾値（例えば、０．４）より小さい場合に、加算処理に用いる正面像の対象から除外する。すなわち、相関値が小さい場合には、固視微動や装置と眼の間のずれ等が原因となって、基準画像と正面像で、撮影領域が大きく異なっている可能性が高い。撮影領域が大きく異なっている画像を用いて加算処理を行ってしまうと、加算平均画像を作成した場合に、画質等が低下してしまう。そのため、相関値が所定の閾値より小さい場合に、加算処理に用いる正面像の対象から除外することによって、加算平均画像を作成した際に、画質の低下を防ぐ。なお、加算処理に用いる画像として、適正な画像であるか否かの判定においてはこれに限定されない。例えば、検出される位置ずれ量が許容範囲を超えた正面像を加算処理の対象から除外するようにしてもよい。

以上のように、位置ずれ量及び位置ずれ方向が検出され、加算処理に用いる画像としての適否が判定される。そして、制御部７０は、加算処理用の画像として適正であると判定された画像に対して、制御部７０は、位置ずれが補正されるように、位置ずれ量分、各正面像を基準画像に対して、それぞれ偏位させる。そして、位置ずれ補正後、制御部７０は、基準画像に対して、正面像の画素値を加算させる。

正面像の加算処理後、制御部７０は、フレームメモリ７２に記憶されている全フレームの正面像の処理（ずれ検出、適正判定、加算処理）が終了したか否かを判定する。全正面像の処理が終了していない場合、制御部７０は、フレームメモリ７２に記憶されている他の正面像の処理を開始する。本実施形態においては、フレームメモリ７２に記憶されている全正面像において、処理が終了した場合に、加算画像の平均化処理に進む。

以上のようにして、制御部７０は、加算処理用の画像として適正であると判定された正面像において位置ずれ検出及び位置ずれ補正の処理を繰り返し、正面像を形成する画素毎に画素値の合計を算出する。その後、平均化処理として、加算処理に使用した画像枚数で画素値の合計値が画素毎に除算されることで、加算平均画像が作成される。

本実施形態においては、基準画像に対して、フレームメモリ７２に記憶された最大２０枚の正面像が処理される。そして、最大２１枚の正面像（基準画像を含む）から１枚の正面加算平均画像を作成する。なお、本実施形態においては、フレームメモリ７２に記憶されている正面像の全てを加算処理の対象として加算処理する構成としたがこれに限定されない。複数の画像で加算平均画像を作成する構成であれよい。例えば、基準画像から新しいものから順に５枚の加算処理を行うとしてもよい。すなわち、メモリ７５内に記憶されている全正面像を用いる必要はない。もちろん、加算処理は新しいものから順に行う必要はなく、基準画像と相関値が高いものを選択しておこなってもよい。

作成された加算平均画像は、モニタ７５上に表示される。そして、制御部７０は、新たに正面像を取得した際に、逐次、新たに加算平均画像を作成し、モニタ７５上に表示する。これにより、モニタ７５上に表示される加算平均画像が更新されていき正面像の加算平均画像が動画像として表示される。

＜加算平均画像の更新＞
ここで、加算平均画像の更新について、図５に示すフローチャート用いて、より具体的に説明していく。

ＯＣＴ光学系２００によって新たに正面像が１フレーム分取得された後、取得された正面像が適正と判定され、フレームメモリ７２に正面像が記憶されると、加算平均画像が更新される。すなわち、制御部７０は、フレームメモリ７２内に記憶された複数の正面像が所定枚数に達した場合に、過去に取得された観察画像を消去し、新たに取得された正面像と入れ換えを行う。

以下、フレームメモリ７２内の正面像の更新について説明する。本実施形態においては、メモリ７５に記憶可能な撮影画像の最大枚数が２０枚であり、新たに正面像（２１枚目に記憶される正面像）を取得した場合には、フレームメモリ７２に記憶させることができない。このため、図６に示すように、新規に正面像Ｆ２１が取得された場合、過去の正面像（例えば、もっとも過去の正面像Ｆ１）を削除し、正面像Ｆ２０の次に新規の正面像Ｆ２１を記憶する。これにより、過去の正面像が削除され、フレームメモリ７２の容量が確保される。このようにして、フレームメモリ７２に記憶されている正面像の更新が行われる。

以上のようにして、フレームメモリ７２に記憶されている正面像が更新されると、制御部７０は、フレームメモリ７２に記憶された２０枚の正面像（例えば、正面像Ｆ２〜正面像Ｆ２１）を用いて、基準画像に対して加算処理を行っていき、新たに加算平均画像を作成する。

加算平均画像の作成は、上記記載の方法と同様にして行われる。なお、新たに正面像が更新された場合には、加算処理の基準画像として、最新の正面像Ｆ２１が設定される。そして、基準画像に対して、フレームメモリ７２内に記憶されている全ての各正面像（Ｆ２〜Ｆ２０）の処理（ずれ検出、適正判定、加算処理）が行われていく。

制御部７０は、新たに加算平均画像を作成すると、モニタ７５に表示をする。すなわち、過去の加算平均画像を新たに作成した加算平均画像に置き換えることによって、モニタ７５上に表示される正面像の加算平均画像が更新される。そして、新しい正面像を取得するたびに、加算平均画像を更新することにより、モニタ７５上で加算平均画像の動画像を観察することが可能となる。

＜制御動作＞
以上のようにして、モニタ７５上に正面像の加算平均画像が動画像として表示される。そして、モニタ７５上に表示される正面像は加算平均画像であるため、明瞭な画像となる。検者は、図無きジョイスティック等を用いて、正面像を観察しながら、眼底像に対するアライメントを行う。また、病変部等の観察を行う。

そして、検者により、所望の位置にて、図無き撮影スイッチが操作されると、モニタ７５上に表示されている正面像の加算平均画像が静止画として、メモリ７７に記憶される。これにより、撮影後にも、加算平均画像にて解析を行うことができ、解析の精度を向上させることができる。なお、取得される正面像は、モニタ７５表示されている加算平均画像でもよいし、加算処理の行われていない最新の正面像でもよい。

以上のように、モニタ７５に表示されている正面像を加算平均画像とすることによって、白内障等によって取得される信号が弱い画像に対しても、加算処理によって、感度と分解能が増加し、ノイズを除去することが可能となり、Ｓ／Ｎ比が高くなる。このため、信号が弱くても、モニタ７５上で、画質が向上した明瞭な正面像を観察できるようになる。また、加算処理をリアルタイムに行っていくことによって、モニタ７５上には、常時、画質の向上した明瞭な正面像が動画像として表示される。このため、検者は、モニタ７５上の画像を観察しながら、好適に病変部の観察や眼底像に対するアライメントを行うことが可能となる。

その後、検者は、正面像を観察しながら、走査位置を設定することにより、所望する眼底部位の眼底断層像を取得する。例えば、コントロール部７４に設けられた走査位置設定部（例えば、マウス）からの操作信号に基づいて眼底上の走査位置が設定され、設定された走査位置に応じて走査部（光スキャナ）２３が駆動される。このようにすれば、例えば、白内障眼に対して眼底断層像を取得する場合であっても、病変部等の位置が観察しやすいため、検者の所望する走査位置の画像を好適に取得できる。

なお、本実施形態においては、フレームメモリ７２に記憶されている加算処理に用いるための正面像が所定枚数に到達した場合に、新たに取得された正面像に対して、加算処理を開始していく構成としたがこれに限定されない。例えば、図７のフローチャートに示すように、ＯＣＴ光学系２００によって正面像の取得を開始してから、直ちに加算処理を開始する構成でもよい。

制御部７０は、位置ずれの検出とともに、新たに取得された正面像と時系列に取得された複数の正面像との加算平均処理の適否を判定処理する。そして、制御部７０は、適正と判定された場合、新たに取得された正面像含む加算平均処理によって取得された加算平均画像をモニタ７５上に表示させ、適正でないと判定された場合、新たに取得された正面像をモニタ７５上に表示する。

この場合、新しい正面像が取得されると、この正面像が加算処理を行うための基準画像として設定される。そして、基準画像に対して加算処理を行う。このとき、新しく取得された正面像（基準画像）とフレームメモリ７２に記憶された正面像との間の加算処理の適否について判定される。例えば、前述のように、フレームメモリ７２に記憶された各正面像と、新たに取得された正面像との間の相関値に基づいて、適否が判定される。なお、本実施形態においては、基準画像に対する加算処理の適否の判定を相関値に基づいて行ったがこれに限定されない。正面像を形成する信号により適否を判定してもよい。例えば、新たに取得された正面像の信号強度（例えば、ＳＳＩ）、正面像を形成するＡスキャンの輝度情報、正面像を形成する干渉信号によって取得される断層像を用いて適否が判定されてもよい。

初めて取得された正面像（１枚目の正面像）の場合、加算処理されない状態でモニタ７５上に表示される。次いで、２枚目の正面像が取得されると、まず、１枚目の正面像が適正か否か（例えば、上記ＳＳＩ）が判定され、適正と判定されると、フレームメモリ７２に記憶され、適正でないと判定されると正面像は破棄される。

例えば、１枚目の正面像がフレームメモリ７２に記憶されると、制御部７０は、２枚目の正面像を基準画像として、１枚目の正面像との加算処理の適否を判定する。そして、加算処理が適正と判定された場合に、２枚目の画像を基準画像として加算処理させる。そして、２枚目の正面像を含む加算平均画像をモニタ７５上に表示させる。加算処理が適正でないと判定された場合、２枚目の正面像が加算処理しない状態にて、モニタ７５上に表示される。

次いで、３枚目の正面像が取得されると、まず、２枚目の正面像が適正か否かが判定され、適正と判定されると、フレームメモリ７２に記憶され、適正でないと判定されると、その正面像は破棄される。

次に、制御部７０は、３枚目の正面像を基準画像として、１枚目と２枚目の正面像との加算処理の適否を判定する。そして、適正と判定された場合、３枚目の画像を基準画像として加算処理させる。そして、３枚目の正面像を含む加算平均画像をモニタ７５上に表示させる。加算処理が適正でないと判定された場合、３枚目の正面像が加算処理しない状態にて、モニタ７５上に表示される。

以上のように処理を繰り返すことにより、モニタ７５上には、最新の状態の正面像を含む加算平均画像、又は最新の状態の正面像がそのまま表示される。このようにすれば、被検眼が大きく動いたり、瞬きをした場合、加算処理を経ずに最新の正面像が表示されるため、被検眼の状態をリアルタイムで観察できる。

一方、被検眼が大きく動いたり、瞬きをした場合、時系列にて取得された複数の正面像に基づく加算平均画像が表示されると、過去に取得された複数の正面像を中心とする加算平均画像が構築されるため、実際の被検眼の状態とは異なる画像となり、被検眼の現状がリアルタイムで把握できない可能性がある。このような点で、上記処理は有用である。

もちろん、最新の正面像を含む加算平均画像を随時取得し、加算平均処理が適正でないと判定されたとき、最新の正面像をモニタ７５に直接的に表示する制御であっても、同様の効果が得られる。

なお、正面像が適正か否かの判定において、適正でないと判定された正面像は、加算平均画像の作成には利用されないので、２枚目以降に取得された正面像について、加算平均画像を作成するためにフレームメモリ７２に記憶された正面像と、新たに取得された正面像との間で加算平均処理が行われる。したがって、２枚目以降であっても、加算平均画像を得るための正面像がフレームメモリ７２に記憶されていなければ、基準画像がモニタ７５上に表示される。

上記説明では、ＯＣＴ光学系２００によって取得される眼底正面像を例に挙げて説明をしたが、断層画像を観察画像として取得する場合であっても、上記手法の適用は可能である。

なお、本実施形態においては、ある１つの基準画像に対して加算処理を行う構成としたがこれに限定されない。例えば、所定毎数の撮影画像が記憶された時点で一旦加算処理を行い、その後、新たに所定毎数の撮影画像が記憶された時点で加算処理を行う。そして、これらの加算画像と加算画像を加算処理するような構成としてもよい。

なお、上記説明において、スペクトルメータを用いたスペクトルドメインＯＣＴを例にとって説明したが、これに限定されない。例えば、波長可変光源を備えるＳＳ−ＯＣＴ（Swept source OCT）やＴＤ−ＯＣＴ（Time domain OCT）であってもよい。

なお、測定光の光路長と参照光の光路長との光路長差を変更するための構成としては、測定光の光路長を変化させて参照光との光路長を調整するような構成としてもよい。例えば、コリメータレンズ２１及び光ファイバー３９ｂの端部を光軸方向に移動するようにしてもよい。

なお、加算処理の際に、正面像の一部に瞬き等による欠損がある場合、欠損部分の領域に関して、加算処理を行わないようにしてもよい。この場合、例えば、加算処理を行う際に、副走査方向における各走査線の輝度分布を求め、輝度値が所定値以下の走査線が複数あった場合には、加算処理しないようにすればよい。これにより、加算平均画像の画質がよりよくなる。もちろん、加算処理するか否かの判定は、フレームメモリ７２に正面像を記憶させるか否かの判定を行う際に行ってもよいし、加算処理を行うか否かの判定の際におこなってもよい。ＳＳＩによって、フレームメモリ７２に正面像を記憶させるか否かの判定の際に行う場合に、例えば、正面像を形成する全走査線のＳＳＩを判定し、所定の走査線数が所定のＳＳＩを取得できなかった場合に、正面像を記憶させないようにしてもよい。

なお、本実施形態においては、加算平均処理によって眼底画像を取得する構成としたがこれに限定されない。複数の画像を用いて、複合画像を構成する処理であればよい。例えば、異なる波長の光束を出射する複数の光源を設け、各光源によってそれぞれ取得された正面像を合成し、複合画像を作成する構成でもよい。この場合、波長によって取得される正面像の情報が異なるため、各波長で取得された正面像を合成することによって、より多くの情報を含んだ明瞭な眼底画像を動画像として取得できる。

なお、上記説明においては、ＯＣＴ光学系２００によって取得される眼底正面像を例に挙げて説明をしたが、これに限定されるものではない。例えば、眼底カメラやＳＬＯ等によって取得される眼底画像に対しても適用される。

本実施形態に係る眼底撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。 加算平均画像を作成する場合の流れについて説明するフローチャートである。 正面像の所定位置における走査線について説明する図である。 断層像における深さ方向（Ａスキャン方向）に走査する複数の走査線について説明する図である。 加算平均画像の更新の流れについて説明するフローチャートである。 フレームメモリ内の正面像の更新について説明する図である。 加算平均処理の変容例の流れについて説明するフローチャートである。

２３ 走査部
７０ 制御部
７２ フレームメモリ
７４ コントロール部
７５ モニタ
７６ 操作部
７７ メモリ
２００ 干渉光学系（ＯＣＴ光学系）
３００ 固視標投影ユニット

Claims (6)

1. 測定光源から発せられた光を被検眼眼底上で二次元的に走査する光スキャナと、測定光源から発せられた測定光と参照光との干渉状態を検出する検出器と、を有し、検出器からの出力信号を処理して被検眼眼底の断層像又は正面像を観察画像として取得する光コヒーレンストモグラフィーデバイスと、
   時系列に取得された複数の観察画像と、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを複合処理させることによって複合画像を取得する複合画像処理手段と、
   複合画像を動画像としてモニタに表示するため、前記複合画像処理手段によって新たに複合画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された複合画像を更新する表示制御手段と、を備えることを特徴とする眼底撮影装置。
2. 前記複合画像形成手段は、時系列に取得された複数の観察画像と、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって新たに取得される観察画像とを加算平均処理することにより加算平均画像を取得する加算平均処理手段であって、
   前記表示制御手段は、加算平均画像を動画像としてモニタに表示するため、前記加算平均処理手段によって新たに加算平均画像が取得されるのに応じて、モニタ上に表示された加算平均画像を更新することを特徴とする請求項１の眼底撮影装置。
3. 前記時系列に取得された複数の観察画像は、正面画像であって、
   前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって時系列に取得された複数の観察画像を記憶する記憶手段を備え、
   前記加算平均処理手段は、前記記憶手段に記憶された複数の観察画像が所定枚数に達した場合に、過去に取得された観察画像を消去し、新たに取得された正面像と入れ換えを行い、
   前記加算処理手段は、該記憶手段に記憶された複数の観察画像を加算平均処理することを特徴とする請求項１〜２のいずれかの眼底撮影装置。
4. 前記加算平均処理手段は、新たに取得された観察画像と，時系列に取得された複数の観察画像との加算平均処理の適否を判定処理し、
   前記表示制御手段は、適正と判定された場合、加算平均処理手段によって取得された該観察画像を含む加算平均画像をモニタ上に表示させ、適正でないと判定された場合、新たに取得された観察画像をモニタ上に表示する請求項１〜３のいずれかの眼底撮影装置。
5. 前記加算平均処理手段は、新たに取得された観察画像を判定処理し、該記憶手段に前記観察画像を記憶させるか否かを判定する請求項１〜４の眼底撮影装置。
6. 前記加算平均処理手段は、前記コヒーレンストモグラフィーデバイスによって取得された観察画像において、加算平均処理の基準となる基準画像を設定し、該基準画像と複数の観察画像とのずれを画像処理により検出し、ずれ検出結果に基づいて、加算処理の適否を判定処理すると共に、基準画像と複数の観察画像とのずれを補正する請求項１〜５の眼底撮影装置。