光學斷層成像裝置及其控制方法
【專利摘要】本公開內(nèi)容涉及光學斷層成像裝置及其控制方法。一種光學斷層成像裝置包括：指令單元，被配置為發(fā)出關于斷層圖像的成像范圍的大小的指令；以及控制單元，被配置為控制測量光光路長度改變單元以在指令單元的指令之后相對于物體在深度方向上執(zhí)行對準，并且將測量光的光路長度改變與發(fā)出指令所關于的大小的改變相對應的距離。
【專利說明】光學斷層成像裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光學斷層成像裝置及其控制方法。例如，本發(fā)明涉及用在眼科診療中的光學斷層成像裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002]利用光來形成待測物體的表面和/或內(nèi)部的圖像的光學圖像測量技術近年來吸引了注意。與傳統(tǒng)的X射線計算機斷層成像術(computed tomography,CT)不同,光學圖像測量技術對人體不是侵入性的。特別是在醫(yī)療領域中期待光學圖像測量技術的應用的發(fā)展。尤其在眼科領域中已取得了顯著進展。
[0003]在用于光學圖像測量的典型技術中有一種被稱為光學相干斷層成像術(opticalcoherence tomography,OCT)的方法。此方法使用干涉計,這使得能夠進行高分辨率、高靈敏度的測量。利用寬帶弱光 作為照明光提供了對被檢體的安全性高的優(yōu)點。
[0004]基于利用光干涉的OCT的光學斷層成像裝置(以下稱為OCT裝置)能夠以高分辨率獲得樣本的斷層圖像。特別地，OCT裝置涉及用于形成被檢體眼睛的前眼部的圖像的前眼部光學斷層成像裝置。
[0005]OCT裝置能夠以低相干光作為測量光來照射樣本，并且通過利用干涉系統(tǒng)或干涉光學系統(tǒng)以高靈敏度測量來自樣本的后方散射光(backscattered light)。OCT裝置能夠以測量光掃描樣本以獲得高分辨率斷層圖像。從而可獲得被檢體眼睛的前眼部的角膜部位的斷層圖像并將其用于眼科診斷。
[0006]日本專利申請?zhí)亻_N0.2011-147612論述了一種既可捕捉前眼部的斷層圖像又可捕捉眼底的斷層圖像的光學斷層成像裝置。根據(jù)成像模式是前眼部成像模式還是眼底成像模式，光學斷層成像裝置將其干涉光學系統(tǒng)中包括的參照鏡移動到與成像模式相對應的位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種光學斷層成像裝置，該光學斷層成像裝置被配置為基于來自用測量光照射的物體的返回光和與該測量光相對應的參照光組合成的光來獲得該物體的斷層圖像，該光學斷層成像裝置包括:測量光光路長度改變單元，被配置為改變測量光的光路長度；指令單元，被配置為發(fā)出關于斷層圖像的成像范圍的大小的指令；以及控制單元，被配置為控制測量光光路長度改變單元以在指令單元的指令之后相對于物體在深度方向上執(zhí)行對準，并且將測量光的光路長度改變與發(fā)出指令所關于的大小的改變相對應的距離。
[0008]通過以下參考附圖對示范性實施例的描述，本發(fā)明的進一步特征將變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是圖示出根據(jù)第一示范性實施例的整個光學斷層成像裝置的示圖。[0010]圖2是圖示出根據(jù)第一示范性實施例的測量光學系統(tǒng)的配置的示圖。
[0011]圖3是圖示出根據(jù)第一示范性實施例的在X方向上掃描被檢體眼睛的前眼部的狀態(tài)的說明圖。
[0012]圖4A、4B和4C是圖示出根據(jù)第一示范性實施例的前眼部的成像位置中的掃描范圍和根據(jù)該掃描范圍獲得的圖像的說明圖。
[0013]圖5是圖示出根據(jù)第一示范性實施例的測量操作畫面的示例的示圖。
[0014]圖6是圖示出根據(jù)第一示范性實施例的測量操作畫面的另一示例的示圖。
[0015]圖7是圖示出根據(jù)第一示范性實施例的測量流程的流程圖。
[0016]圖8A、8B、8C、8D、8E和8F是圖示出根據(jù)第一實施例的前眼部的斷層圖像的顯示示例和經(jīng)校正的圖像的顯示示例的示圖。
[0017]圖9是圖示出根據(jù)第二示范性實施例的整個光學斷層成像裝置的示圖。
[0018]圖1OA和IOB 是圖示出根據(jù)第四示范性實施例的多面鏡的示圖。
[0019]圖11是圖示出根據(jù)第五示范性實施例的參數(shù)的示圖。
【具體實施方式】
[0020]考慮改變諸如被檢體眼睛之類的物體的斷層圖像的成像范圍的大小的情況?？赡艿姆椒砂ㄍㄟ^在光軸方向上相對于物體移動裝置主體來改變測量光的光路長度。利用這種方法，操作者不能容易地知道要將測量光的光路長度改變多少來獲得具有操作者期望的大小的斷層圖像。
[0021]鑒于上述問題，示范性實施例的一方面涉及提供一種光學斷層成像裝置及其控制方法，由此操作者可通過指定物體的斷層圖像的成像范圍的大小來容易地獲得具有期望大小的斷層圖像。
[0022]根據(jù)本示范性實施例，如果發(fā)出與斷層圖像的成像范圍的大小有關的指令，則可根據(jù)該指令來改變測量光的光路長度。操作者從而可通過指定物體的斷層圖像的成像范圍的大小來獲得具有期望大小的斷層圖像。
[0023]下面將描述根據(jù)第一示范性實施例的光學斷層成像裝置(0CT裝置)。
[0024][裝置的一般配置]
[0025]將參考圖1來描述根據(jù)本示范性實施例的光學斷層成像裝置的一般配置。
[0026]圖1是光學斷層成像裝置的側(cè)視圖。光學斷層成像裝置200包括光學頭900，該光學頭900包括用于捕捉前眼部的二維圖像和斷層圖像的測量光學系統(tǒng)。平臺單元950是能夠通過利用未圖示的電機在示圖中的x、y和z方向上移動光學頭900的移動單元。底座單兀951包括下文要描述的分光器。作為包括測量光的光路的光學單兀的不例的光學頭900是測量光學系統(tǒng)的殼體。平臺單元950是相對于物體移動的光學單元移動機構(gòu)的示例。
[0027]個人計算機925構(gòu)造斷層圖像。個人計算機925也充當平臺單元950的控制單元并且控制平臺單元950。硬盤926存儲用于斷層成像的程序。硬盤926也充當被檢體信息存儲單元。監(jiān)視器928充當顯示單元。輸入單元929用于向個人計算機925發(fā)出指令。具體而言，輸入單元929包括鍵盤和鼠標。下巴支架323固定被檢體的下巴和前額以促使被檢體固定眼睛(被檢體眼睛)。外部固視燈(fixation lamp) 324用于固定被檢體的眼睛。外部固視燈324和下文將描述的內(nèi)部固視燈可被切換并使用。[0028][測量光學系統(tǒng)和分光器的配置]
[0029]將參考圖2描述根據(jù)本示范性實施例的測量光學系統(tǒng)和分光器的配置。
[0030]將描述光學頭900的內(nèi)部。對著被檢體眼睛100定位物鏡101-1和101_2。反射鏡102和分色鏡103布置在物鏡101-1和101-2的光軸上。通過反射鏡102和分色鏡103，來自物鏡101-1和101-2的光被分支到具有各不相同的波長帶的光路LI和L2中。光路LI是OCT光學系統(tǒng)的光路。光路L2意圖用于前眼部觀察并用于內(nèi)部固視燈。
[0031]光路L2被第三分色鏡104像上述那樣根據(jù)各波長帶進一步分支到去往用于前眼部觀察的電荷耦合器件(CXD) 105和內(nèi)部固視燈106的光路中。透鏡101-3、107和108布置在光路L2上。未圖示的電機為了意圖用于內(nèi)部固視燈106和前眼部觀察的聚焦調(diào)整的目的而驅(qū)動透鏡107。CCD105對于未圖示的前眼部觀察照明光的波長具有靈敏性。具體而言，CCD105對于780nm左右的波長具有靈敏性。內(nèi)部固視燈106生成可見光并促使被檢體的眼睛固定。
[0032]光路LI如上所述構(gòu)成OCT光學系統(tǒng)。光路LI意圖捕捉被檢體眼睛100的前眼部100-1的斷層圖像。更具體而言，光路LI意圖獲得用于形成斷層圖像的干涉信號。透鏡101-4、反射鏡113,X掃描器114-UY掃描器114-2和透鏡115 (0CT聚焦透鏡115)和116布置在光路LI上。X掃描器114-1和Y掃描器114-2意圖用光掃描被檢體眼睛100的前眼部100-1。來自光源 118的光從連接到光耦合器117的光纖117-2出射。未圖示的電機驅(qū)動透鏡115以將從光纖117-2出射的光聚焦并調(diào)整在前眼部100-1上。通過這種聚焦調(diào)整，來自前眼部100-1的光也入射在光纖117-2的末端并在光纖117-2的末端上形成斑狀圖像。也稱為OCT聚焦透鏡的透鏡115是聚焦透鏡的示例。
[0033]將描述來自光源118的光路、參照光學系統(tǒng)和分光器的配置。
[0034]光源118、參照鏡119、色散補償玻璃120、以上所述的光耦合器117、與光耦合器117連接成一體的單模光纖117-1至117-4、透鏡121和分光器180構(gòu)成邁克爾遜(Michelson)干涉儀。
[0035]從光源118出射的光經(jīng)過光纖117-1并且通過光耦合器117被分割成光纖117_2側(cè)的測量光和光纖117-3側(cè)的參照光。測量光經(jīng)過上述OCT光學系統(tǒng)的光路。要觀察的被檢體眼睛100的眼底被測量光照射。測量光被視網(wǎng)膜反射和散射，并且經(jīng)過相同的光路到達光稱合器117。
[0036]參照光經(jīng)過光纖117-3、透鏡121和色散補償玻璃120以到達參照鏡119。色散補償玻璃120被插入來將參照光的色散調(diào)整到測量光的色散。參照光被參照鏡119反射并通過相同光路返回以到達光耦合器117。光耦合器117將測量光和參照光組合成干涉光。當測量光的光路長度和參照光的光路長度滿足預定的條件時，發(fā)生干涉。參照鏡119被未圖示的電機和未圖示的驅(qū)動機構(gòu)以可在光軸方向上調(diào)整的方式支持。測量光的光路長度依據(jù)前眼部100-1而變。參照鏡119可將參照光的光路長度調(diào)整到測量光的光路長度。干涉光通過光纖117-4被引導至分光器180。
[0037]分光器180包括透鏡181和183、衍射光柵182以及線傳感器184。從光纖117_4出射的干涉光通過透鏡181被轉(zhuǎn)換成大體平行光。大體平行光被衍射光柵182在光譜上分散，并且被透鏡183聚焦在線傳感器184上。線傳感器184是本示范性實施例中的接收干涉光并且根據(jù)干涉光生成并輸出輸出信號的光接收元件的示例。[0038]接下來，將描述光源118。光源118是超福射發(fā)光二極管(superluminescentdiode, SLD)，其是典型的低相干光源。光源118具有855nm的中心波長和約IOOnm的波長帶寬。帶寬是重要參數(shù)，因為帶寬影響所得到的斷層圖像在光軸方向上的分辨率。雖然選擇SLD作為光源118，但可以使用任何類型的可發(fā)出低相干光的光源。示例包括放大自發(fā)射(amplified spontaneous emission,ASE)器件?？紤]到眼睛測量,近紅外光具有適當?shù)闹行牟ㄩL。由于中心波長影響所得到的斷層圖像在橫向方向上的分辨率，所以中心波長可以盡可能短。根據(jù)這兩個原因，采用855nm的中心波長。
[0039]在本示范性實施例中，邁克爾遜干涉儀被用作干涉儀。替代地，可以使用馬赫-策德爾(Mach-Zehnder)干涉儀。使用哪種干涉儀可根據(jù)測量光與參照光之間的光強度差異來確定。如果光強度差異大，則可以使用馬赫-策德爾干涉儀。如果光強度差異相對小，則可以使用邁克爾遜干涉儀。
[0040][獲得斷層圖像的方法]
[0041]將描述通過利用光學斷層成像裝置來獲得斷層圖像的方法。光學斷層成像裝置可通過控制X掃描器114-1和Y掃描器114-2來獲得被檢體眼睛100的前眼部100-1的期望部位的斷層圖像。
[0042]圖3圖示出用測量光201照射被檢體眼睛100并且在x方向上掃描前眼部100_1的狀態(tài)。線傳感器184從前眼部100-1的X方向上的成像范圍捕捉關于預定量圖像的信息。對在X方向上的位置中獲得的線傳感器184上的亮度分布執(zhí)行快速傅立葉變換(FFT)。由FFT獲得的線性亮度分布被轉(zhuǎn)換成用于監(jiān)視器顯示的密度或顏色信息。這種密度或顏色信息將被稱為掃描圖 。根據(jù)從由用作光接收元件的線傳感器184接收的干涉光獲得的輸出信號，光學斷層成像裝置獲得A掃描圖像。多個A掃描圖像被布置成二維圖像，該二維圖像將被稱為B掃描圖像。在獲得用于構(gòu)造B掃描圖像的多個A掃描圖像之后，光學斷層成像裝置在y方向上移動掃描位置，并且再次在X方向上執(zhí)行掃描。這樣，光學斷層成像裝置獲得多個B掃描圖像。多個B掃描圖像或從多個B掃描圖像構(gòu)造的三維斷層圖像被顯示在監(jiān)視器928上。操作者可使用(一個或多個)所顯示的圖像來診斷被檢體眼睛100。
[0043]用于獲得前眼部100-1的斷層圖像的視角或成像范圍通常是根據(jù)下文將描述的圖4A中所示的X方向上的掃描范圍RO來決定的。掃描范圍RO是由X掃描器114-1的掃描角度Θ和從物鏡101-1到被檢體眼睛100的前眼部100-1的成像距離PO決定的。換言之，為了改變成像范圍的大小，可以改變掃描角度Θ或成像距離PO。通過改變測量光的光路長度，例如通過在z軸方向上移動光學頭900，可容易地改變成像距離PO。在本示范性實施例中，通過改變光學頭900的測量光的光路長度來改變成像距離PO。這種配置將被定義為測量光光路長度改變單元。有與本示范性實施例不同的其他用于改變測量光的光路長度的配置。根據(jù)本示范性實施例的測量光光路長度改變單元被定義為覆蓋這樣的配置的概念。
[0044]為了通過組合測量光和參照光來獲得期望的干涉，測量光的光路長度和參照光的光路長度如上所述需要聯(lián)鎖(interlock)以滿足預定的條件。根據(jù)在成像距離為PO的前眼部100-1的位置中測量光的光路長度，參照鏡119從而被移動以改變參照光的光路長度。
[0045]參照鏡119和用于移動參照鏡119的配置是根據(jù)本示范性實施例的用于改變參照光的光路長度的參照光光路長度改變單元的示例。如上所述，為了通過組合光獲得干涉，需要根據(jù)測量光的光路長度來改變參照光的光路長度。例如，在本示范性實施例中，個人計算機925包括用作控制單元(也稱為“光路長度聯(lián)鎖單元”)的模塊區(qū)域。該控制單元使得參照光光路長度改變單元隨著測量光光路長度改變單元對測量光的光路長度的改變以聯(lián)鎖方式改變參照光的光路長度。
[0046]圖4A、4B和4C示出了圖示當成像距離PO被改變時前眼部100_1的位置中的掃描范圍的示圖、以及在各個視角中顯示的相應斷層圖像。通過改變成像距離PO并根據(jù)該改變來移動參照鏡119，光學斷層成像裝置可以在不改變掃描角度Θ的情況下改變前眼部
100-1的成像范圍的大小。圖4B圖示了如下情況:成像距離PO被改變到Pmax以增大被檢體眼睛100與光學斷層成像裝置之間的距離，并且參照鏡119被移動到與成像距離Pmax相當?shù)奈恢?。在這種情況下，能夠以寬掃描范圍(視角)Rmax對前眼部100-1成像。圖4C圖示了如下情況:成像距離PO被改變到Pmin以減小被檢體眼睛100與光學斷層成像裝置之間的距離，并且參照鏡119被移動到與成像距離Pmin相當?shù)奈恢?。在這種情況下，能夠以放大掃描范圍Rmin對前眼部100-1成像。
[0047][測量操作畫面][0048]接下來,將參考圖5和6描述根據(jù)本示范性實施例的測量操作畫面。圖5是圖示出根據(jù)本示范性實施例的測量操作畫面1000的示例的示圖。圖6是圖示出根據(jù)本示范性實施例的測量操作畫面1000的另一示例的示圖。
[0049]前眼部觀察畫面1101顯示由用于前眼部觀察的(XD105獲得的前眼部圖像1102。斷層圖像顯示畫面1301意圖檢查所獲得的斷層圖像。L和R按鈕1001意圖在被檢體的左眼和右眼之間切換。按壓L和R按鈕1001以將光學頭900移動到左眼和右眼各自的初始位置。當操作者操作輸入單元929中包括的鼠標時，鼠標光標1002的位置移動。此光學斷層成像裝置被配置成使得鼠標光標位置檢測單元能夠根據(jù)鼠標光標1002的位置來改變對準單元。鼠標光標位置檢測單元根據(jù)鼠標光標1002在畫面上的像素位置來計算鼠標光標1002的位置。在測量操作畫面上設定范圍，并且預先設定所設定的范圍與對準驅(qū)動之間的對應關系。如果鼠標光標1002落在所設定的范圍的像素內(nèi)，則可以執(zhí)行為所設定的范圍定義的對準。鼠標的對準操作通過旋轉(zhuǎn)鼠標的輪來執(zhí)行。
[0050]布置在各圖像附近的滑塊1103和1203用于調(diào)整。滑塊1103意圖用于指定對被檢體眼睛100的成像距離PO。當滑塊1103被移動時，前眼部觀察畫面1101中的符號1003以聯(lián)鎖方式大小改變。符號1003的大小也與前眼部100-1的成像范圍(視角)的大小的改變聯(lián)鎖，由此用于前眼部觀察的透鏡107被移動到預定的位置。透鏡107是根據(jù)本示范性實施例的包括對前眼部100-1執(zhí)行聚焦的聚焦透鏡的前眼部觀察單元的示例?；瑝K1103的上限對應于上述前眼部100-1的成像范圍Rmax。滑塊1103的下限對應于前眼部100-1的成像范圍Rmin?；瑝K1203意圖用于執(zhí)行OCT聚焦調(diào)整。OCT聚焦調(diào)整是用于在圖2中所示的箭頭所指示的方向上移動透鏡115以針對前眼部100-1進行聚焦調(diào)整的調(diào)整?；瑝K1103和1203還被配置為隨著通過利用鼠標在各個圖像中執(zhí)行的對準操作以聯(lián)鎖方式移動。更具體而言，獨立于由滑塊1203進行的OCT聚焦調(diào)整或者以與由滑塊1203進行的OCT聚焦調(diào)整聯(lián)鎖的方式，個人計算機925的控制單元(也稱為“聚焦聯(lián)鎖單元”)使得OCT聚焦透鏡115隨著測量光光路長度改變單元對測量光的光路長度的改變以聯(lián)鎖方式對前眼部100-1執(zhí)行聚焦。前眼部觀察單元對前眼部100-1的聚焦操作需要根據(jù)伴隨著成像距離PO的改變的測量光的光路長度的改變來執(zhí)行。在本示范性實施例中，前述控制單元(也稱為“前眼部聚焦聯(lián)鎖單元”)使得前眼部觀察單元隨著測量光光路長度改變單元對測量光的光路長度的改變以聯(lián)鎖方式對前眼部100-1執(zhí)行聚焦。
[0051]圖6圖示出測量操作畫面1000，其中圖5中所示的滑塊1103被成像范圍選擇按鈕1004所替換。設定包括標準(R0=6mmX 6mm)、最大(Rmax=9mmX 9mm)和最小(Rmin=3mmX3mm)o如果操作者選擇成像范圍選擇按鈕1004中的任何一個,則光學斷層成像裝置可以相應地改變斷層圖像的成像范圍的大小。即使操作者在沒有獲得前眼部圖像1102的情況下進行這種選擇，光學斷層成像裝置也可以改變成像范圍的大小。
[0052][獲得前眼部的斷層圖像的流程]
[0053]將參考圖7來描述根據(jù)本示范性實施例的通過利用OCT裝置來獲得前眼部100-1的斷層圖像的流程。圖7是圖示出根據(jù)本示范性實施例的測量流程的流程圖。該流程圖圖示出操作者和個人計算機925的操作。
[0054]在步驟SlOl中，個人計算機925開始本測量流程。在步驟S102中，光學斷層成像裝置根據(jù)來自個人計算機925的指令獲得前眼部圖像1102。用未圖示的前眼部照明光來對被檢體眼睛100照明。反射光經(jīng)過物鏡101-1和101-2以及上述的光路L2，并且在(XD105上形成圖像。在(XD105上形成的前眼部圖像1102被未圖示的CXD控制單元讀取、放大、經(jīng)歷模擬到數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換，并輸入到計算單元。輸入到計算單元的前眼部圖像1102被取入到個人計算機925中。
[0055]在步驟S103中，操作者通過利用向個人計算機925發(fā)出指令的輸入單元929向滑塊1103發(fā)出將成像范圍 的大小改變到期望大小的指令。滑塊1103的條在畫面上移動。根據(jù)操作者的指令，用作控制單元的示例的個人計算機925在光軸方向上將光學頭900移動到與所改變的大小相對應的距離。在步驟S104中，用作控制單元的示例的個人計算機925執(zhí)行控制以根據(jù)光學頭900的移動將參照鏡119移動到與測量光的光路長度被改變到的距離相對應的位置。結(jié)果，相干門被調(diào)整以使得前眼部斷層圖像位于成像框內(nèi)。個人計算機925可隨著參照鏡119的移動而移動透鏡107。當個人計算機925根據(jù)改變成像范圍的大小的指令以聯(lián)鎖方式移動光學頭900和參照鏡119時，個人計算機925也可以以聯(lián)鎖方式移動OCT聚焦透鏡115以改變聚焦位置。代替于以聯(lián)鎖方式移動參照鏡119，個人計算機925可以以聯(lián)鎖方式移動OCT聚焦透鏡115。在這種情況下，可省略下文要描述的步驟S106。個人計算機925可同時移動這樣的構(gòu)件。個人計算機925可以在有時間差的情況下移動這樣的構(gòu)件。
[0056]在步驟S105中，用作控制單元的示例的個人計算機925根據(jù)來自操作者的指令相對于前眼部100-1移動光學頭900，從而執(zhí)行光學頭900相對于前眼部100-1的對準。對準可通過相對于光學頭900移動被檢體的臉部支架來執(zhí)行。除了操作者的手動操作以外，光學頭900也可自動移動。具體而言，個人計算機925通過圖像處理從由(XD105捕捉的前眼部圖像1102中檢測被檢體眼睛100的瞳孔位置。基于檢測到的瞳孔位置，個人計算機925可找出光學斷層成像裝置與被檢體眼睛100之間的對準位置關系。個人計算機925可通過利用未圖示的XYZ平臺來驅(qū)動光學頭900，使得檢測到的被檢體眼睛100的瞳孔位置去到理想位置。個人計算機925可在捕捉斷層圖像的同時保持跟蹤前眼部100-1。在這種情況下，操作者可以更方便地繼續(xù)監(jiān)視被檢體眼睛100的前眼部100-1。[0057]在步驟S106中，操作者通過利用輸入單元929向滑塊1203發(fā)出改變前眼部斷層圖像的聚焦位置的指令。滑塊1203的條在畫面上移動。根據(jù)操作者的指令，用作控制單元的示例的個人計算機925執(zhí)行控制以移動OCT聚焦透鏡115。這樣，可以調(diào)整OCT聚焦。在步驟S107中，操作者通過利用輸入單元929按壓捕捉按鈕1005。根據(jù)操作者的指令，用作控制單元的示例的個人計算機925執(zhí)行控制以獲得前眼部100-1的斷層圖像。在步驟S108中，用作顯示控制單元的示例的個人計算機925使得監(jiān)視器928顯示前眼部100-1的斷層圖像。在步驟S108中，個人計算機925可以校正前眼部100-1的斷層圖像并且使得監(jiān)視器928顯示經(jīng)校正的斷層圖像。在步驟S109中，個人計算機925結(jié)束本測量流程。
[0058]注意，與例如在標準成像距離PO下獲得的斷層圖像相比，在步驟S107中獲得的斷層圖像在相同大小的畫面中可包括更寬或更窄范圍的部位。如下文將描述的，校正是用于如下的操作:放大或縮小顯示范圍(視角)，以使得這樣的捕捉圖像中包括的部位被以與在成像距離PO下獲得的部位的大小相同的大小顯示。上述操作由個人計算機925的模塊區(qū)域執(zhí)行，該模塊區(qū)域用作用于校正和改變圖像的顯示模式的圖像校正單元?？刂茊卧邪ǖ挠米黠@示控制單元的模塊區(qū)域顯示用于發(fā)出改變顯示單元上的成像范圍的指令的光標或顯示圖樣。
[0059]如果成像距離PO大于標準成像距離，則前眼部100-1的斷層圖像僅在橫向方向上變得較窄，而在斷層深度上沒有改變。如果成像距離PO小于標準成像距離，則斷層圖像僅在橫向方向上變得較寬，而在斷層深度上沒有改變。圖8A、8B、8C、8D、8E和8F圖示了校正前眼部100-1的斷層 圖像的顯示圖像的示例。圖8A圖示出具有與成像距離PO相對應的橫向視域x0的前眼部100-1的斷層圖像。如果成像距離PO增大到Pmax,則橫向視域xO減小到xm，如圖8C中所示。如圖8D中所示，通過利用已知的圖像處理方法，可以容易將橫向視域xm轉(zhuǎn)換成視域xO并顯示。如圖8F中所示，可以類似地處理并顯示與成像距離Pmin相對應的斷層圖像。基于圖8D和8F中所示的斷層圖像可執(zhí)行各種測量。通過利用圖SC和8E中所示的原始圖像，乘以成像距離P和橫向視域X的相應比率，可執(zhí)行各種測量。
[0060]如上所述，根據(jù)本示范性實施例的光學斷層成像裝置可提供一種裝置，操作者利用該裝置可指定各種成像范圍并捕捉圖像。換言之，在維持光學系統(tǒng)的性能的同時，可提供具有各種視域和高分辨率的光學斷層成像裝置。由于可以改變被檢體眼睛100與光學斷層成像裝置之間的操作距離，所以通過根據(jù)被檢體的狀況以增大的操作距離來捕捉圖像，可以減輕被檢體的負擔。
[0061][對準前指定斷層圖像的成像范圍的大小]
[0062]將參考圖9描述第二示范性實施例。在本示范性實施例中，在操作者指定斷層圖像的成像范圍的大小之后，個人計算機925執(zhí)行對準(或再對準)。個人計算機925隨后將測量光的光路長度改變與指定的大小相對應的距離。結(jié)果，即使在操作者指定斷層圖像的成像范圍的大小之前對準是混亂的，操作者也可容易地獲得期望大小的斷層圖像。
[0063]在第二示范性實施例中，如圖9中所示，圖2中所示的反射鏡102被分色鏡113所替換，并且設有對準光學系統(tǒng)的光路L3。透鏡109、分割棱鏡110、透鏡111和(XD112布置在光路L3上。(XD112用于觀察前眼部圖像。分割棱鏡110被配置成使得如果Z方向上的對準(相對于物體的深度方向上的對準)不正確，則前眼部圖像的一部分位置偏離。如果Z方向上的對準正確，則前眼部圖像的一部分的位置偏離消失。個人計算機925從而可基于前眼部圖像的偏離方向和偏離量來檢測Z方向上的失準。個人計算機925可相對于被檢體眼睛100移動裝置主體以消除這種Z方向上的失準，由此可執(zhí)行Z方向上的對準。在X和Y方向上，個人計算機925可通過在由(XD112獲得的前眼部觀察圖像中檢測瞳孔位置來執(zhí)行對準。
[0064]例如，為了對角膜厚度分布成像，操作者指定寬成像范圍，使得能夠?qū)φ麄€角膜成像。例如，為了對虹膜角膜角成像，操作者指定窄成像范圍，窄的程度是能夠?qū)缒そ悄そ浅上?。未圖示的成像模式選擇單元可被配置為在獲得斷層圖像之前選擇諸如成像部位之類的成像模式。在操作者在對準之后指定斷層圖像的成像范圍的大小之前，個人計算機925可再次執(zhí)行對準，以使得將測量光的光路長度可靠地改變與指定的大小相對應的距離。在這種情況下，操作者可在觀察前眼部觀察圖像的同時指定成像范圍的大小。
[0065][在測量光的光路長度的改變到達其極限的情況下調(diào)整掃描角度]
[0066]將描述根據(jù)第三示范性實施例的光學斷層成像裝置(0CT裝置)與第一示范性實施例中描述的OCT裝置之間的差異。
[0067]如圖4B和4 C中所示，第一示范性實施例中描述的OCT裝置可以在不相對于圖4A改變掃描單元的掃描角度Θ的情況下改變前眼部100-1的成像范圍的大小。換言之，OCT裝置可以在不改變光學頭900內(nèi)的光路的情況下執(zhí)行放大和縮小。這消除了考慮透鏡邊緣處的像差的影響、光束的陰影的影響和由掃描角度Θ的改變引起的采樣密度的改變的需要。
[0068]在本示范性實施例中，如果成像距離PO達到最大成像距離Pmax或最小成像距離Pmin，則個人計算機925可進一步改變掃描角度Θ以進一步改變成像范圍。如果達到最大成像距離Pmax，則個人計算機925增大X掃描器114-1和Y掃描器114-2的掃描幅度。結(jié)果，掃描角度Θ增大。這可進一步增大掃描范圍RO以提供對更寬范圍的縮小視野。
[0069]如果成像距離PO達到最小成像距離Pmin并且希望進一步放大，則個人計算機925減小X掃描器114-1和Y掃描器114-2的掃描幅度。這使得能夠?qū)Ω瓛呙璺秶鶵O的視野放大，由此可獲得進一步放大的圖像。
[0070]最大成像距離Pmax是基于OCT聚焦透鏡115和參照鏡119的驅(qū)動極限來決定的。可以增大成像距離PO以增大掃描范圍R0。結(jié)果，可以查看更寬的范圍。換言之，可以查看縮小的圖像。最小成像距離Pmin是基于OCT聚焦透鏡115和參照鏡119的前述驅(qū)動極限以及從被檢體眼睛100與OCT裝置之間的接觸來看確保了被檢體眼睛100的安全性的距離來決定的。
[0071][多面鏡]
[0072]將參考圖1OA和IOB來描述第四示范性實施例。在第一示范性實施例中，移動X掃描器114-1和Y掃描器114-2以獲得期望部位的斷層圖像。例如，如圖1OA中所示，X掃描器114-1和Y掃描器114-2可分別包括進行往復旋轉(zhuǎn)運動的反射鏡201和202。X掃描器114-1和Y掃描器114-2可被配置成使得入射在反射鏡201和202上的光束搖擺以在X和Y方向上往復。反射鏡201和202的示例包括由具有高定位精確度和反復可再現(xiàn)性的檢流計(galvanometer)電機驅(qū)動的檢流計反射鏡。
[0073]在本示范性實施例中，X掃描器114-1和Y掃描器114-2中的至少任一者是如圖1OB中所示可在一個方向上旋轉(zhuǎn)的多面鏡203。多面體的每個面經(jīng)過光束的入射位置時的旋轉(zhuǎn)角度ψ決定掃描寬度。新的面相繼在光束的掃描位置中出現(xiàn)，由此光束可在X或Y方向上反復搖擺。由于多面鏡在一個方向上移動，所以多面鏡與往復鏡面的前述檢流計反射鏡相比能夠以更高的速度執(zhí)行掃描。
[0074]如果前述檢流計反射鏡用于往復鏡面，則可以改變檢流計反射鏡的傾斜角度來改變掃描寬度。如果使用多面鏡，則掃描寬度由多面鏡的形狀唯一決定。對多面鏡的使用使得難以通過改變掃描寬度來改變成像范圍的大小。在這種情況下，在第一示范性實施例中描述的用于改變成像范圍的大小的機構(gòu)可用于在增大掃描速度的同時改變成像范圍的大小。
[0075][參數(shù)的對應表]
[0076]將參考圖11描述第五示范性實施例。如果發(fā)出關于斷層圖像的成像范圍的大小的指令，則個人計算機925以聯(lián)鎖方式控制測量光的光路長度、參照光的光路長度、OCT聚焦和前眼部聚焦。這樣的參數(shù)之間的對應關系可被存儲在用作存儲單元的示例的硬盤926中。個人計算機925可通過參考存儲的對應關系來執(zhí)行前述控制。
[0077]例如，如圖11中所示，可預先通過仿真確定決定成像范圍的掃描寬度R0、測量光的光路長度PO、參照光的光路長度Pr、OCT聚焦透鏡位置Lo和前眼部聚焦透鏡位置La之間的對應關系。其對應表可被生成并存儲在硬盤926中?；趯恚扇缫韵陆票磉_式(I)至(4)那樣確定參數(shù)之間的關系。這樣的表達式可被存儲在硬盤926中。
【權利要求】
1.一種光學斷層成像裝置，被配置為基于來自用測量光照射的物體的返回光和與測量光相對應的參照光被組合成的光來獲得所述物體的斷層圖像，所述光學斷層成像裝置包括: 測量光光路長度改變單元，被配置為改變測量光的光路長度； 指令單元，被配置為發(fā)出關于斷層圖像的成像范圍的大小的指令；以及 控制單元，被配置為控制所述測量光光路長度改變單元以在所述指令單元的指令之后相對于所述物體在深度方向上執(zhí)行對準，并且將測量光的光路長度改變與發(fā)出指令所關于的大小的改變相對應的距離。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學斷層成像裝置，其中，所述測量光光路長度改變單元包括光學單元移動機構(gòu)，所述光學單元移動機構(gòu)被配置為相對于所述物體移動包括測量光的光路的光學單元，以及 其中，所述控制單元被配置為控制所述光學單元移動機構(gòu)以在所述指令單元的指令之后相對于所述物體在深度方向上執(zhí)行對準，并且將測量光的光路長度改變與發(fā)出指令所關于的大小的改變相對應的距離。
3.根據(jù)權利要求1所述的光學斷層成像裝置，還包括顯示控制單元，所述顯示控制單元被配置為使得顯示單元顯示用于發(fā)出與斷層圖像的成像范圍的大小的改變有關的指令的顯示圖樣， 其中，所述指令單元被配置為根據(jù)操作單元的操作來發(fā)出關于所述改變的指令。
4.根據(jù)權利要求1所述的光學斷層成像裝置，還包括參照光光路長度改變單元，所述參照光光路長度改變單元被配置為改變參照光的光路長度， 其中，所述控制單元被配置為根據(jù)所述指令單元的指令以聯(lián)鎖方式控制所述測量光光路長度改變單元和所述參照光光路長度改變單元。
5.根據(jù)權利要求1所述的光學斷層成像裝置，還包括移動單元，所述移動單元被配置為沿著光路移動聚焦透鏡，所述聚焦透鏡將測量光聚焦在所述物體上， 其中，所述控制單元被配置為根據(jù)所述指令單元的指令以聯(lián)鎖方式控制所述測量光光路長度改變單元和所述移動單元。
6.根據(jù)權利要求1所述的光學斷層成像裝置，還包括固視燈顯示改變單元，所述固視燈顯示改變單元被配置為改變固視燈的顯示大小， 其中，所述控制單元被配置為根據(jù)所述指令單元的指令以聯(lián)鎖方式控制所述測量光光路長度改變單元和所述固視燈顯示改變單元。
7.根據(jù)權利要求6所述的光學斷層成像裝置，其中，所述控制單元被配置為，在增大成像范圍的指令被發(fā)出的情況下，以聯(lián)鎖方式控制所述測量光光路長度改變單元和所述固視燈顯示改變單元，以增大測量光的光路長度并增大固視燈的顯示大小。
8.根據(jù)權利要求1所 述的光學斷層成像裝置，還包括存儲單元，所述存儲單元被配置為存儲指示斷層圖像的成像范圍的大小和測量光的光路長度之間的關系的表達式和表格中的至少一者， 其中，所述控制單元被配置為根據(jù)所述指令單元的指令通過利用存儲在所述存儲單元中的所述至少一者來控制所述測量光光路長度改變單元。
9.根據(jù)權利要求1所述的光學斷層成像裝置，還包括掃描單元，所述掃描單元被配置為用測量光掃描所述物體并且能夠在一個方向上旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權利要求1所述的光學斷層成像裝置，還包括掃描單元，所述掃描單元被配置為用測量光掃描所述物體， 其中，所述控制單元被配置為，在測量光的光路長度的改變達到極限的情況下，改變所述掃描單元的掃描角度以改變成像范圍。
11.根據(jù)權利要求1所述的光學斷層成像裝置，其中，所述物體是被檢體的眼睛。
12.一種光學斷層成像裝置，被配置為基于來自用測量光照射的物體的返回光和與測量光相對應的參照光被組合 成的光來獲得所述物體的斷層圖像，所述光學斷層成像裝置包括: 測量光光路長度改變單元，被配置為改變測量光的光路長度； 固視燈顯示改變單元，被配置為改變固視燈的顯示大??； 指令單元，被配置為發(fā)出關于斷層圖像的成像范圍的大小的指令；以及 控制單元，被配置為根據(jù)所述指令單元的指令以聯(lián)鎖方式控制所述測量光光路長度改變單元和所述固視燈顯示改變單元。
13.一種用于控制光學斷層成像裝置的方法，所述光學斷層成像裝置被配置為基于來自用測量光照射的物體的返回光和與測量光相對應的參照光組合成的光來獲得所述物體的斷層圖像，所述方法包括: 發(fā)出關于斷層圖像的成像范圍的大小的指令；以及 控制測量光光路長度改變單元以在所述指令之后相對于所述物體在深度方向上執(zhí)行對準，并且將測量光的光路長度改變與發(fā)出指令所關于的大小的改變相對應的距離，所述測量光光路長度改變單元被配置為改變測量光的光路長度。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，還包括根據(jù)所述指令以聯(lián)鎖方式控制所述測量光光路長度改變單元和固視燈顯示控制單元，所述固視燈顯示改變單元被配置為改變固視燈的顯示大小。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，還包括:在發(fā)出增大成像范圍的指令的情況下，以聯(lián)鎖方式控制所述測量光光路長度改變單元和所述固視燈顯示控制單元，以增大測量光的光路長度并增大固視燈的顯示大小。
16.一種用于控制光學斷層成像裝置的方法，所述光學斷層成像裝置被配置為基于來自用測量光照射的物體的返回光和與測量光相對應的參照光組合成的光來獲得所述物體的斷層圖像，所述方法包括: 發(fā)出關于斷層圖像的成像范圍的大小的指令；以及 根據(jù)所述指令以聯(lián)鎖方式控制測量光光路長度改變單元和固視燈顯示改變單元，所述測量光光路長度改變單元被配置為改變測量光的光路長度，所述固視燈顯示改變單元被配置為改變固視燈的顯示大小。
【文檔編號】A61B3/12GK103961062SQ201410042949
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權日:2013年1月31日
【發(fā)明者】小柳津圭介, 青木博, 坂川幸雄, 吉田拓史 申請人:佳能株式會社