專利名稱：光學(xué)斷層圖像攝像設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)斷層圖像攝像設(shè)備及其控制方法。
背景技術(shù)：
近年，能夠獲取眼底的斷層圖像的光學(xué)相干斷層圖像攝像(OCT)裝置已經(jīng)受到關(guān)注。受到關(guān)注的原因之ー是OCT裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)眼底的斷層結(jié)構(gòu)的非侵入性及高分辨率的觀察。特別地，能夠進(jìn)行高速和高靈敏度測(cè)量的SD-OCT (譜域)裝置在市場(chǎng)上占據(jù)主要地位。這些SD-OCT裝置通過設(shè)置眼底照相機(jī)或掃描激光檢眼鏡(SLO)而更加復(fù)雜。另ー方面，為了通過早期診斷和早期治療檢測(cè)微小的腫瘤或其它異常，需要提高斷層圖像的圖像質(zhì)量。作為用于實(shí)現(xiàn)高圖像質(zhì)量的単元，公開了ー種用于使OCT光束跟隨眼球的移動(dòng)的裝置(日本特表2004-512125)。在日本特表2004-512125所公開的發(fā)明中， OCT裝置設(shè)置有用于檢測(cè)眼球的移動(dòng)的裝置。說明了裝置跟蹤眼底的視神經(jīng)乳頭并實(shí)時(shí)控制跟蹤掃描器以便于獲取期望部位的斷層圖像。然而，存在眼球的各種移動(dòng)，并且將移動(dòng)分類如下作為快速和直線移動(dòng)的微掃視；作為略微慢的移動(dòng)的漂移；以及作為漂移期間發(fā)生的小振幅的快速振動(dòng)的震顫。盡管移動(dòng)的移動(dòng)速度和頻率取決于個(gè)體，但是相對(duì)于具有l(wèi)OOym/sec的量級(jí)的速度的漂移，微掃視具有不能相比的幾mm/sec的量級(jí)的速度。微掃視的周期是每幾秒種一次或兩次的量級(jí)。漂移在不中斷的情況下持續(xù)移動(dòng)。震顫是具有5μπι的幅度的小的移動(dòng)，但具有IOOHz量級(jí)的周期。其中，在通過使用眼底圖像檢測(cè)眼球的移動(dòng)時(shí)，微掃視有時(shí)在用于拍攝眼底圖像的時(shí)間內(nèi)發(fā)生。基于發(fā)生該現(xiàn)象時(shí)的眼底圖像來移動(dòng)掃描器使得掃描器被移動(dòng)至不期望的位置。因此，需要基于眼底圖像來檢測(cè)突然的眼部移動(dòng)以防止這種情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是在獲取斷層圖像時(shí)使測(cè)量光跟隨被檢體的移動(dòng)的設(shè)備中適當(dāng)?shù)貓?zhí)行測(cè)量光掃描。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明，提供了ー種攝像設(shè)備的控制方法，所述攝像設(shè)備在不同時(shí)間點(diǎn)獲取被檢眼的第一眼底圖像和第二眼底圖像，所述控制方法包括以下步驟提取步驟，用于從所述第一眼底圖像提取多個(gè)特征圖像；從所述第二眼底圖像搜索所提取的多個(gè)特征圖像；以及判斷在所提取的多個(gè)特征圖像的位置關(guān)系和捜索到的多個(gè)特征圖像的位置關(guān)系之間是否存在空間變化。此外，為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明，提供了ー種攝像設(shè)備，包括眼底圖像攝像部，用于在不同時(shí)間點(diǎn)獲取被檢眼的第一眼底圖像和第二眼底圖像；提取單元，用于從所述第一眼底圖像提取多個(gè)特征圖像；搜索單元，用于從所述第二眼底圖像搜索所提取的多個(gè)特征圖像；以及判斷単元，用于判斷在所提取的多個(gè)特征圖像的位置關(guān)系和捜索到的多個(gè)特征圖像的位置關(guān)系之間是否存在空間變化。
根據(jù)本發(fā)明，在獲取斷層圖像時(shí)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)膾呙杩刂啤Ｍㄟ^以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖I是本發(fā)明第一實(shí)施例中的光學(xué)斷層圖像攝像設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例中的信號(hào)處理的流程圖。圖3A、3B和3C是分別用于說明本發(fā)明第一實(shí)施例中的模式匹配的圖。圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例中的信號(hào)處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。第一實(shí)施例之后將說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。本實(shí)施例中的攝像設(shè)備具有內(nèi)部固視燈，使用SLO攝像部來獲取眼底圖像，從使用SLO攝像部所獲取的眼底圖像計(jì)算眼球的移動(dòng)量，并在OCT攝像部上反映計(jì)算結(jié)果以獲取斷層圖像。OCT攝像部的結(jié)構(gòu)圖I是本實(shí)施例中的攝像設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。低相干光源101用作光源。作為光源101，可以使用超發(fā)光二極管(SLD)光源或放大自發(fā)射(ASE)光源。針對(duì)低相干光，850nm及其附近和1050nm及其附近的波長(zhǎng)用于拍攝眼底。在本實(shí)施例中，使用中心波長(zhǎng)為 840nm 且半高寬(full-width at half-maximum)為 45nm 的 SLD 光源。從低相干光源101發(fā)射的低相干光經(jīng)由光纖進(jìn)入光纖耦合器102，并被分割成測(cè)量光(0CT光束)和參考光。盡管這里說明了使用光纖的干涉計(jì)的結(jié)構(gòu)，但可以采用在空間光光學(xué)系統(tǒng)中使用分束器的結(jié)構(gòu)。經(jīng)由光纖103從光纖準(zhǔn)直器104以平行光的形式發(fā)射測(cè)量光。所發(fā)射的測(cè)量光還經(jīng)由OCT掃描器⑴105以及中繼透鏡106和107穿過OCT掃描器⑴108，穿過二色分束器109、掃描透鏡110、分色鏡111和目鏡112，從而照射被檢眼121。這里，作為OCT掃描器(X) 108和OCT掃描器(Y) 105，使用檢流計(jì)掃描器。在被檢眼121中的測(cè)量光被視網(wǎng)膜散射和反射，并且經(jīng)由同一光路返回至光纖耦合器102作為返回光。將參考光從光纖耦合器102引導(dǎo)至光纖準(zhǔn)直器113，并以平行光的形式發(fā)射參考光。所發(fā)射的參考光穿過色散補(bǔ)償玻璃114并被光路長(zhǎng)度可變臺(tái)115上的參考鏡116反射。由參考鏡116反射的參考光經(jīng)由同一光路返回至光纖I禹合器102。將返回的返回光和參考光在光纖稱合器102中合成為合成光,并將合成光引導(dǎo)至光纖準(zhǔn)直器117。利用分光器將合成光轉(zhuǎn)換成各波長(zhǎng)的強(qiáng)度信息,然后測(cè)量強(qiáng)度信息。光纖準(zhǔn)直器117、光柵118、透鏡119和線傳感器120構(gòu)成分光器。將線傳感器120所測(cè)量得到的各波長(zhǎng)的強(qiáng)度信息傳送至PC 125，并將強(qiáng)度信息生成為被檢眼的斷層圖像。在OCT測(cè)量中，固視燈150用于穩(wěn)定固視。針對(duì)固視燈150，使用以矩陣方式配置的發(fā)光二極管(LED)。利用PC 125的控制根據(jù)期望拍攝的部位來改變所點(diǎn)亮的LED的位置。來自LED的光具有500nm的波長(zhǎng)。從固視燈發(fā)射的光束經(jīng)由透鏡151和二色鏡111來照射被檢眼121。二色鏡111設(shè)置在掃描透鏡110和目鏡112之間以將具有較短波長(zhǎng)(500nm量級(jí))的光與OCT光束和SLO光束(700nm以上)相分離。SLO攝像部的結(jié)構(gòu)隨后說明用于獲取眼底圖像的 SLO攝像部的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。作為激光光源130，可以使用半導(dǎo)體激光或SLD光源。要在光源中使用的波長(zhǎng)不受限制，只要可以利用二色分束器109將其與OCT用的低相干光源101的波長(zhǎng)分離即可。一般地，使用對(duì)眼底圖像的圖像質(zhì)量?jī)?yōu)選的700 IOOOnm的近紅外波長(zhǎng)范圍。在本實(shí)施例中，使用具有使光能夠被分離的760nm的波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光。從激光光源130發(fā)射的激光束(SL0光束)經(jīng)由光纖131從光纖準(zhǔn)直器132以平行光的形式發(fā)射，并經(jīng)由環(huán)形鏡133和透鏡134被引導(dǎo)至SLO掃描器(Y) 135。激光束經(jīng)由透鏡136和137穿過SLO掃描器(X) 138并由二色分束器109反射，以入射至作為目標(biāo)的被檢眼121。二色分束器109用于透過OCT光束并反射SLO光束。與OCT攝像部相同，使用檢流計(jì)掃描器作為SLO攝像部的掃描器。入射在被檢眼121上的SLO光束照射被檢眼121的眼底。該光束由被檢眼121的眼底反射或散射，并經(jīng)由同一光路返回至環(huán)形鏡133。將環(huán)形鏡133設(shè)置在與被檢眼121的瞳孔的位置共軛的位置處。在照射眼底的光束的背散射光中，穿過瞳孔的周圍的光被環(huán)形鏡133反射并通過透鏡139在光檢測(cè)元件140上形成圖像。光檢測(cè)元件140是例如雪崩光電ニ極管(APD)。基于光檢測(cè)元件140的強(qiáng)度信息來生成眼底的平面圖像。盡管在本實(shí)施例中使用用于通過利用具有光斑直徑的光束照射眼底并進(jìn)行掃描來獲取眼底圖像的SL0，但可以采用使用線光束的線SLO(LSL)結(jié)構(gòu)。PC 125不僅控制OCT掃描器、光路長(zhǎng)度可變臺(tái)115、線傳感器120、SLO掃描器、光檢測(cè)元件140和固視燈150并獲取數(shù)據(jù)，還執(zhí)行信號(hào)處理和數(shù)據(jù)的獲取或存儲(chǔ)。信號(hào)處理以下參考圖2的流程圖說明信號(hào)處理。在本實(shí)施例中針對(duì)SLO攝像部和OCT攝像部具有相同幀頻的情況進(jìn)行說明。SLO攝像部和OCT攝像部幾乎在同一時(shí)刻進(jìn)行攝像。基于來自SLO攝像部的眼底圖像來控制使用OCT攝像部拍攝斷層圖像的攝像位置。在步驟SI中，開始測(cè)量。在該狀態(tài)下，攝像設(shè)備已經(jīng)啟動(dòng)，并且將被檢眼121放置在測(cè)量位置處。另外，選擇用于使用OCT攝像部進(jìn)行攝像的模式。該模式包括測(cè)量范圍、測(cè)量位置和重復(fù)次數(shù)。在本實(shí)施例中，通過給出用于對(duì)視網(wǎng)膜上的相同部位進(jìn)行50次攝像的模式的例子來進(jìn)行說明。在步驟S2中，針對(duì)眼底圖像和斷層圖像來執(zhí)行攝像前的攝像設(shè)備的調(diào)整。需要在拍攝斷層圖像之前執(zhí)行攝像設(shè)備和被檢眼的對(duì)準(zhǔn)。在觀察SLO攝像部所獲取的眼底圖像的同吋，對(duì)被檢眼121和攝像設(shè)備(特別是光學(xué)系統(tǒng))之間的距離以及對(duì)掃描透鏡110的位置執(zhí)行調(diào)整，以使得眼底圖像清晰可見。隨后，移動(dòng)固視燈的點(diǎn)亮位置以使得能夠測(cè)量期望區(qū)域。此外，調(diào)整光路長(zhǎng)度可變臺(tái)115以包括用于使用OCT攝像部拍攝斷層圖像所需的范圍。在該步驟中，從SLO攝像部所獲取的眼底圖像提取多個(gè)特征區(qū)域，然后將特征區(qū)域存儲(chǔ)為模板。盡管這里針對(duì)提取4個(gè)區(qū)域的情況進(jìn)行了說明，但不限制區(qū)域的數(shù)量，只要提取了兩個(gè)以上的區(qū)域即可。如后所述，在與被分割成4個(gè)象限的眼底圖像執(zhí)行模式匹配的情況下，優(yōu)選從對(duì)角方向上相互相対的象限提取特征區(qū)域。為了在該狀態(tài)下較佳地檢測(cè)微掃視，更優(yōu)選從其它象限提取特征區(qū)域以使用三個(gè)以上的特征區(qū)域。盡管增大所提取的區(qū)域數(shù)增加了精確檢測(cè)諸如微掃視等的快速移動(dòng)的可能性，但導(dǎo)致了計(jì)算時(shí)間的增加。在本發(fā)明中的PC 125的用作提取單元的區(qū)域中執(zhí)行提取特征圖像的上述步驟。這里，參考圖3A 3C說明特征區(qū)域的提取。假定眼底圖像具有600像素高和800像素寬的尺寸。利用掃描器進(jìn)行的掃描從圖3A的左上方開始，并且每當(dāng)掃描器在X軸上往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次時(shí)將I軸移動(dòng)一歩，以執(zhí)行直到右下方的測(cè)量。X軸在所謂的“快速掃描”方向上，以及I軸在所謂的“慢速掃描”方向上。作為第一眼底圖像的圖3A中的眼底圖像301包括乳頭302和血管303。以中心作為原點(diǎn)的X和y軸將所獲取的眼底圖像分割成4個(gè)象限、即第一至第四象限。另外，從各象限中提取特征區(qū)域，諸如從每個(gè)象限提取ー個(gè)特征區(qū)域等。盡管以血管的分支為例說明了特征區(qū)域，但特征當(dāng)然可以是諸如乳頭等的任意其它特征。特征區(qū)域具有例如50X50像素的尺寸。第一至第四象限是分別由304 307表示的區(qū)域。將特征區(qū)域存儲(chǔ)為模板，然后處理進(jìn)入步驟S3。在步驟S3中，判斷是否接通了攝像開關(guān)。如果接通了攝像開關(guān)，則處理進(jìn)入步驟 S4以開始拍攝斷層圖像。否則，處理返回至步驟S2中的攝像前攝像設(shè)備的調(diào)整以執(zhí)行攝像前的調(diào)整和模板的提取。在步驟S4中，獲取眼底圖像和斷層圖像。首先，利用SLO攝像部獲取眼底圖像。SLO掃描器⑴138提供快速掃描以及SLO掃描器⑴135提供慢速掃描，由此獲取xy平面上的ニ維眼底圖像。假定眼底圖像在X方向上具有800像素，以及在y方向上具有600像素。另ー方面，利用OCT攝像部獲取斷層圖像。OCT掃描器(X) 108利用在x軸上往復(fù)運(yùn)動(dòng)來提供快速掃描，以及OCT掃描器(Y) 105在y軸上維持固定值。結(jié)果，獲取XZ平面上的ニ維斷層圖像。注意，通過一次攝像獲取1000行作為從分光器的輸出。在信號(hào)處理吋，以相對(duì)于波長(zhǎng)相等的間隔進(jìn)行分光器的輸出，因此進(jìn)行轉(zhuǎn)換從而以具有相對(duì)于波數(shù)的相等間隔的方式輸出。隨后，執(zhí)行傅立葉變換。切出必要的部分以獲取Xz平面上的斷層圖像(在X方向上是1000像素，以及在z方向上是500像素)。在步驟S5中，針對(duì)多個(gè)模板執(zhí)行模式匹配。首先，在作為第二眼底圖像所獲取的眼底圖像和各象限的模板之間執(zhí)行模式匹配的處理。針對(duì)模式匹配，可以采用一般的方法，因此這里不說明其細(xì)節(jié)。作為各象限的匹配檢測(cè)區(qū)域的坐標(biāo)，輸出區(qū)域的中心坐標(biāo)Ui (t)，yi⑴)，其中，i是表示4個(gè)象限中的各象限的I 4的整數(shù)，以及t是從提取出模板起的時(shí)間。以這種方式，通過模式匹配判斷是否存在與模板匹配的檢測(cè)區(qū)域，并檢測(cè)這些檢測(cè)區(qū)域的數(shù)量。如果不存在匹配區(qū)域，則輸出錯(cuò)誤。在該處理中，如后所述，還可以通過判斷4個(gè)模板之間的距離或從對(duì)角線之間的角度計(jì)算得到的空間變化是否滿足預(yù)定條件(例如，判斷是否是預(yù)定值以上)來判斷匹配。在錯(cuò)誤的情況下，例如，眼底圖像與任意模板不匹配或者與ー個(gè)模板不匹配。在本實(shí)施例中，將圖像與ー個(gè)以上模板不匹配的狀態(tài)考慮為錯(cuò)誤。在本發(fā)明中，通過在PC 125中用作用于執(zhí)行捜索與上述特征圖像相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)區(qū)域、即搜索區(qū)域的步驟的搜索單元的區(qū)域來執(zhí)行上述檢測(cè)檢測(cè)區(qū)域的步驟。另外，可以顯示錯(cuò)誤的發(fā)生以使得檢查者能夠利用警告顯示等來警告被檢者不移動(dòng)。此外，優(yōu)選地從中心坐標(biāo)相對(duì)于預(yù)定值的偏移來確定錯(cuò)誤的發(fā)生，預(yù)定值例如是通過將特征區(qū)域的垂直方向上的像素?cái)?shù)和水平方向上的像素?cái)?shù)中的各像素?cái)?shù)乘以預(yù)定縮放因數(shù)所獲得的像素?cái)?shù)、或者通過將特征區(qū)域的垂直方向上的像素?cái)?shù)和水平方向上的像素?cái)?shù)中的各像素?cái)?shù)加上預(yù)定像素?cái)?shù)所獲得的像素?cái)?shù)。
在步驟S6中，判斷是否存在匹配區(qū)域。如果存在匹配區(qū)域，則處理進(jìn)入步驟S7。如果不存在匹配區(qū)域，則處理返回至步驟S4。如果存在匹配區(qū)域(圖3B)，則基于第一眼底圖像和第二眼底圖像來執(zhí)行跟蹤操作。此外，如果不存在匹配區(qū)域(圖3C)，則獲取第三眼底圖像，并基于第一和第三眼底圖像來執(zhí)行跟蹤操作。換句話說，如果不存在匹配區(qū)域，則第二眼底圖像不用于跟蹤操作。在因?yàn)檠鄄恳苿?dòng)所以在眼底圖像中不存在與模板匹配的部分的情況下、在拍攝被提取為模板的特征區(qū)域期間發(fā)生微掃視的情況下、以及在閉眼的情況下，不存在匹配區(qū)域。在發(fā)生錯(cuò)誤的圖像中，與該圖像同時(shí)獲取的斷層圖像同樣可能是不適當(dāng)?shù)膱D像，因此該斷層圖像不包括在所獲取的圖像的數(shù)量中。換句話說，如果所計(jì)算得到的空間變化大于預(yù)定值，則丟棄與以下的眼底圖像同時(shí)獲取的斷層圖像獲取用于檢測(cè)與特征區(qū)域的匹配的檢測(cè)區(qū)域時(shí)的眼底圖像。具體地，具有大于預(yù)定值的空間變化的眼底圖像不用于跟蹤操作，但通過使用具有等于或小于預(yù)定值的空間變化的眼底圖像來執(zhí)行跟蹤操作。這里所述的空間變化與由圖像在存在包括所獲取的眼底圖像或斷層圖像的視網(wǎng)膜的空間內(nèi)的配置的移動(dòng)或歪斜而引起的變化相對(duì)應(yīng)，換句話說，與特征圖像的各位置關(guān)系的空間變化相對(duì)應(yīng)。通過本發(fā)明的PC 125中的用作丟棄單元的區(qū)域來執(zhí)行以上丟棄。此外，盡管基于所提取的特征圖像和捜索到的已經(jīng)提取的特征圖像之間的位置關(guān)系來判斷是否存在空間變化，但通過PC 125中的用作判斷単元的區(qū)域來執(zhí)行該步驟。
在步驟S7中，檢測(cè)匹配坐標(biāo)值之間的空間變化，并且通過使用以下數(shù)學(xué)表達(dá)式來計(jì)算變化的大小。作為被選擇為與特征區(qū)域匹配的區(qū)域的檢測(cè)區(qū)域之間的距離的變化和由通過將檢測(cè)區(qū)域連接成對(duì)所獲取的線段的交點(diǎn)所形成的角度(線段之間的角度)的變化來檢測(cè)空間變化。首先，將距離假定為各象限中的匹配檢測(cè)區(qū)域之間的距離。例如，通過以下數(shù)學(xué)表達(dá)式I表示象限i和象限j的匹配坐標(biāo)值之間的距離FljCt) ニ— Xj(t)] + Iyi(I) - y}(t)]數(shù)學(xué)表達(dá)式 I在使用4個(gè)模板的情況下，由模板形成的四邊形的對(duì)角線的長(zhǎng)度比四邊形的邊長(zhǎng)。此外，獲取時(shí)間在Y方向上變化。因此，這里使用第一象限和第三象限的對(duì)角線的r13(t)。當(dāng)然，可以使用第二象限和第四象限的對(duì)角線，可以使用兩個(gè)對(duì)角線，并且可以使用距離上較長(zhǎng)的對(duì)角線。一般地，在微掃視的情況下，可以使用任意一個(gè)對(duì)角線進(jìn)行檢測(cè)。這里，通過以下數(shù)學(xué)表達(dá)式2來表示距離變化Ar13 (t) = r13(t)-r13(0)數(shù)學(xué)表達(dá)式 2隨后，通過以下數(shù)學(xué)表達(dá)式3來表示連接象限i和象限j中的匹配檢測(cè)區(qū)域的矢量a1}(t) - (X1 (t) — Xj (t), Y1 (I) — Jj.(t))數(shù)學(xué)表達(dá)式 3通過以下數(shù)學(xué)表達(dá)式4來表示分別連接第一和第三象限、第二和第四象限中的檢測(cè)區(qū)域的對(duì)角線之間的角度Θ 308 e(t) ニ cos-1數(shù)學(xué)表達(dá)式 4因此，通過以下數(shù)學(xué)表達(dá)式5來表示對(duì)角線之間的角度Θ的變化Δ Θ (t) = Θ ⑴-Θ (O)數(shù)學(xué)表達(dá)式 5在步驟S8中，將所檢測(cè)到的變化與閾值進(jìn)行比較。如以下數(shù)學(xué)表達(dá)式6-1和6-2表示，針對(duì)距離和角度中的至少ー個(gè)來執(zhí)行與閾值的比較Ar13⑴く R13數(shù)學(xué)表達(dá)式6-1Δ Θ (t) ^ T 數(shù)學(xué)表達(dá)式 6-2如上所述，作為從多個(gè)檢測(cè)區(qū)域選擇的檢測(cè)區(qū)域之間的距離的變化或者連接所選擇的檢測(cè)區(qū)域的兩個(gè)線段之間的角度的變化來計(jì)算空間變化。此外，在該情況下，優(yōu)選多個(gè)特征區(qū)域是4個(gè)以上的區(qū)域、并且作為至少一對(duì)檢測(cè)區(qū)域之間的距離的變化來計(jì)算空間變化。可選地，優(yōu)選多個(gè)特征區(qū)域是4個(gè)以上的區(qū)域、并且作為連接眼底圖像中的對(duì)角方向上相互相対的檢測(cè)區(qū)域的兩個(gè)對(duì)角線之間的角度的變化來計(jì)算空間變化。這里參考圖3B說明了眼部漂移的情況。按第一至第四象限的順序由309 312表示匹配檢測(cè)區(qū)域。在漂移的情況下，眼底圖像整體平行移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)。因此，匹配檢測(cè)區(qū)域之間的距離和對(duì)角線之間的角度不發(fā)生變化。在該情況下，處理進(jìn)入步驟S 9。另一方面，說明了在如圖3C所示由虛線表示的區(qū)域313中發(fā)生微掃視的情況。血管看上去不自然 地延伸。在該狀態(tài)下，匹配坐標(biāo)值之間的距離和兩個(gè)對(duì)角線之間的角度308與初始值不同，這不滿足數(shù)學(xué)表達(dá)式6-1和6-2。所比較的值例如是數(shù)學(xué)表達(dá)式I和4中的t = O時(shí)的值的百分之幾。如果不滿足該條件，則眼部已經(jīng)移動(dòng)至與第一象限304和第二象限305的匹配檢測(cè)區(qū)域的坐標(biāo)不同的位置。因此，即使通過使用該眼底圖像來控制掃描器，也不能拍攝期望部位。處理返回至步驟S4以再次獲取眼底圖像來檢查眼部的位置。然而，只要通過使用第三象限306和第四象限307來計(jì)算移動(dòng)量，就可能能夠獲取期望區(qū)域。具體地，如果特征圖像的空間變化滿足預(yù)定條件，在本實(shí)施例中即值等于或小于閾值的條件，則基于第一眼底圖像和第二眼底圖像來執(zhí)行跟蹤操作，其中針對(duì)第一眼底圖像和第二眼底圖像執(zhí)行上述匹配操作。否則，獲取本實(shí)施例中的其它眼底圖像、即第三眼底圖像，然后使用該眼底圖像來執(zhí)行跟蹤操作。在步驟S9中，控制OCT掃描器的掃描模式(掃描開始位置、掃描范圍等)來校正所獲取的斷層圖像。首先通過計(jì)算OCT掃描器的移動(dòng)量來控制OCT掃描器。這里，假定為相對(duì)于4個(gè)檢測(cè)區(qū)域的重心的變化量。假定匹配模板的4個(gè)區(qū)域的重心是(xm(t)，ym(t))，則通過以下數(shù)學(xué)表達(dá)式7來表示關(guān)系
「ハハm /.A、- fKi{t)+%(t)+^3Ct)+s4Ct} yi(t) + (Q +y3{l) +F4(t). ^ ^,n
LUUD/」JmWi ~ \^^4J1雙子衣込A (因此，通過以下數(shù)學(xué)表達(dá)式8來表示檢測(cè)區(qū)域相對(duì)于提取區(qū)域的移動(dòng)量(Axm(t) , Aym(t)) = (xm (t) _xm (O) , ym (t) _ym (O))數(shù)學(xué)表達(dá)式 8在計(jì)算移動(dòng)量之后，控制OC T掃描器。通過改變?cè)赬和y方向上的偏移量來控制OCT掃描器。換句話說，可以利用檢測(cè)區(qū)域相對(duì)于特征區(qū)域的移動(dòng)量作為檢測(cè)區(qū)域的重心的移動(dòng)來計(jì)算空間變化。 在步驟SlO中，判斷是否滿足結(jié)束條件。結(jié)束條件是完成拍攝所需圖像數(shù)(50張)，或者在開始測(cè)量之后經(jīng)過了預(yù)設(shè)預(yù)定時(shí)間(例如，2分鐘)、并且在該情況下輸出錯(cuò)誤并結(jié)束處理。除非滿足結(jié)束條件，否則處理返回至步驟S4以執(zhí)行攝像。從步驟S4至步驟SlO的處理針對(duì)一次處理例如花費(fèi)40 msec的量級(jí)。換句話說，只要能夠持續(xù)拍攝50張圖像，就花費(fèi)2秒。在步驟Sll中，處理結(jié)束。在測(cè)量結(jié)束之后，被檢眼從檢查位置移開，然后，執(zhí)行后處理。在后處理中，檢查所獲取的斷層圖像并執(zhí)行疊加處理。可選地，根據(jù)需要，處理返回至步驟SI以不同模式執(zhí)行測(cè)量。以這種方式，可以通過基本實(shí)時(shí)地分析眼底圖像來檢測(cè)是否發(fā)生了微掃視。這防止掃描器移動(dòng)至不期望位置。如上所述使掃描器跟蹤眼部移動(dòng)，并且同時(shí)消除冗余的攝像，從而增大僅獲取所需數(shù)量的期望圖像的可能性。上述PC 125中的用作坐標(biāo)值計(jì)算單元、空間變化計(jì)算單元和掃描控制単元的區(qū)域分別在上述眼底圖像中執(zhí)行以下操作各自與多個(gè)先前獲取的特征區(qū)域匹配的多個(gè)檢測(cè)區(qū)域的坐標(biāo)值的計(jì)算，所計(jì)算得到的多個(gè)坐標(biāo)值之間的空間變化的計(jì)算，以及為了利用斷層圖像攝像部拍攝被檢眼的斷層圖像所執(zhí)行的、基于該計(jì)算結(jié)果對(duì)測(cè)量光的掃描控制、即跟蹤操作。第二實(shí)施例
該部分僅說明與第一實(shí)施例的不同之處。與第一實(shí)施例的不同之處是假定相互獨(dú)立地執(zhí)行利用SLO攝像部進(jìn)行的眼底圖像的攝像和利用OCT攝像部進(jìn)行的斷層圖像的攝像。在以上攝像之間的攝像幀數(shù)不同的情況下，可以通過在不同時(shí)刻拍攝這些圖像來消除冗余。參考圖4的流程圖說明該情況下的信號(hào)處理。盡管在眼底圖像和斷層圖像的流程圖中部分使用共同的處理，但不意味著兩者之間的定時(shí)的一致。信號(hào)處理在步驟SI中，開始測(cè)量。在該狀態(tài)下，攝像設(shè)備已經(jīng)啟動(dòng)，并且將被檢眼放置在測(cè)
量位置。在步驟S2中，針對(duì)眼底圖像和斷層圖像執(zhí)行攝像前的攝像設(shè)備的調(diào)整。在該步驟中，提取4個(gè)模板。在步驟S3中，判斷是否接通了攝像開關(guān)。如果接通了攝像開關(guān)，則處理進(jìn)入步驟Al以拍攝眼底圖像，或者進(jìn)入步驟BI以拍攝斷層圖像。首先，說明了眼底圖像的攝像循環(huán)。假定眼底圖像的攝像每幀花費(fèi)5毫秒。在步驟Al中，拍攝眼底圖像。利用SLO攝像部來獲取眼底圖像。SLO掃描器(X) 138提供快速掃描，以及SLO掃描器(Y) 135提供慢速掃描，由此獲取xy平面中的ニ維眼底圖像。結(jié)果，所獲取的圖像在X方向上具有800像素，以及在y方向上具有600像素。在步驟A2中，在眼底圖像和模板之間執(zhí)行匹配評(píng)價(jià)。如果不存在與模板匹配的區(qū)域，則輸出錯(cuò)誤。在步驟A3中，判斷是否存在匹配區(qū)域。如果作為匹配評(píng)價(jià)的結(jié)果不存在匹配區(qū)域，則處理進(jìn)入步驟A6。此時(shí)，不控制OCT掃描器。因此，將當(dāng)前值直接作為移動(dòng)量輸出。如果存在匹配區(qū)域，則處理進(jìn)入步驟A4。在步驟A4中，檢測(cè)空間變化。根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式2和5從匹配檢測(cè)區(qū)域檢測(cè)空間變化。在步驟A5中，將所檢測(cè)到的空間變化與閾值進(jìn)行比較。然后評(píng)價(jià)是否滿足數(shù)學(xué)表達(dá)式6-1和6-2。在步驟A6中，計(jì)算移動(dòng)量。如果空間變化等于或小于閾值，則基于數(shù)學(xué)表達(dá)式8來計(jì)算移動(dòng)量。如果空間變化大于閾值，則在不改變當(dāng)前值的情況下將當(dāng)前值作為移動(dòng)量輸出。
隨后，說明斷層圖像的攝像循環(huán)。假定利用OCT攝像部的攝像每幀花費(fèi)25毫秒。在步驟BI中，控制OCT掃描器。通過參考步驟A6中的移動(dòng)量的計(jì)算結(jié)果來控制OCT掃描器。在OCT掃描器的控制中，改變X和y方向上的偏移。在X方向上獲取1000行的數(shù)據(jù)的情況下，每200行更新控制。在步驟B2中，移動(dòng)OCT掃描器(準(zhǔn)確地說，改變角度)。將OCT掃描器在x方向上
移動(dòng)一歩。 在步驟B3中，獲取線數(shù)據(jù)。在步驟B4中，判斷是否成功獲取了斷層圖像。 如果完成所有行的數(shù)據(jù)的獲取，則處理進(jìn)入步驟S10。此時(shí)，所獲取的斷層圖像在X方向上具有1000像素，以及在Z方向上具有500像素。除非已完成獲取，否則處理返回至步驟BI。在步驟SlO中，判斷是否完成期望數(shù)量的圖像的獲取。除非已完成期望數(shù)量的圖像的獲取，否則處理返回至用于拍攝眼底圖像的步驟Al。另ー方面，處理返回至用于拍攝斷層圖像的步驟BI。如果各圖像的攝像完成或者如果測(cè)量時(shí)間超過指定時(shí)間，則執(zhí)行結(jié)束處理。在步驟Sll中，處理結(jié)束。通過如上所述基本實(shí)時(shí)地分析眼底圖像，可以防止掃描器移動(dòng)至不期望的位置。此外，只要SLO攝像部比OCT攝像部獲取到斷層圖像充分早地獲取到眼底圖像，就可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的掃描器控制。其它實(shí)施例此外，可以通過執(zhí)行以下處理來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。具體地，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或各種存儲(chǔ)介質(zhì)中的任意介質(zhì)將用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能的軟件(程序)供給至系統(tǒng)或設(shè)備，然后系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)(或CPU、MPU等)讀出并執(zhí)行程序。盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功倉(cāng)^:。
權(quán)利要求
1.ー種攝像設(shè)備的控制方法，所述攝像設(shè)備在不同時(shí)間點(diǎn)獲取被檢眼的第一眼底圖像和第二眼底圖像，所述控制方法包括以下步驟 提取步驟，用于從所述第一眼底圖像提取多個(gè)特征圖像； 從所述第二眼底圖像搜索所提取的多個(gè)特征圖像；以及 判斷在所提取的多個(gè)特征圖像的位置關(guān)系和捜索到的多個(gè)特征圖像的位置關(guān)系之間是否存在空間變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備的控制方法，其特征在于，還包括以下步驟在所述空間變化滿足預(yù)定條件的情況下，基于所述第一眼底圖像和所述第二眼底圖像來執(zhí)行跟蹤操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像設(shè)備的控制方法，其特征在于，還包括以下步驟 在所述空間變化不滿足所述預(yù)定條件的情況下，獲取所述被檢眼的第三眼底圖像；以及 基于所述第一眼底圖像和所述第三眼底圖像來執(zhí)行跟蹤操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述提取步驟包括在所述第一眼底圖像中的三個(gè)以上部位提取多個(gè)特征圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備的控制方法，其特征在于，還包括以下步驟作為從捜索到的多個(gè)特征圖像中選擇的特征圖像之間的距離的變化或連接搜索到的多個(gè)特征圖像的兩個(gè)線段之間的角度的變化來計(jì)算所述空間變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像設(shè)備的控制方法，其特征在于 所述提取步驟包括在所述第一眼底圖像的4個(gè)以上部位提取多個(gè)特征圖像；以及 作為搜索到的特征圖像中的至少ー對(duì)特征圖像之間的距離的變化來計(jì)算所述空間變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像設(shè)備的控制方法，其特征在于，多個(gè)特征圖像存在于4個(gè)以上部位，并且作為連接如下的多個(gè)特征圖像的兩個(gè)對(duì)角線之間的角度的變化來計(jì)算所述空間變化該多個(gè)特征圖像是已搜索到的、在眼底圖像中在對(duì)角方向上相互相対的多個(gè)特征圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備的控制方法，其特征在干，以搜索到的特征圖像相對(duì)于提取出的特征圖像的移動(dòng)量作為搜索到的特征圖像的重心的移動(dòng)來計(jì)算所述空間變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備的控制方法，其特征在于，還包括以下步驟控制在獲取所述被檢眼的斷層圖像時(shí)所使用的、利用測(cè)量光掃描所述被檢眼的掃描模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備的控制方法，其特征在于，如果所計(jì)算出的空間變化大于預(yù)定值，則丟棄與獲取以下特征圖像時(shí)的眼底圖像同時(shí)地獲取到的斷層圖像該特征圖像是通過捜索與所提取的特征圖像的匹配來獲取的。
11.ー種攝像設(shè)備，包括 眼底圖像攝像部，用于在不同時(shí)間點(diǎn)獲取被檢眼的第一眼底圖像和第二眼底圖像； 提取單元，用于從所述第一眼底圖像提取多個(gè)特征圖像； 搜索單元，用于從所述第二眼底圖像搜索所提取的多個(gè)特征圖像；以及 判斷単元，用于判斷在所提取的多個(gè)特征圖像的位置關(guān)系和捜索到的多個(gè)特征圖像的位置關(guān)系之間是否存在空間變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像設(shè)備，其特征在于，還包括掃描控制単元，其中，在所述空間變化滿足預(yù)定條件的情況下，所述掃描控制單元基于所述第一眼底圖像和所述第二眼底圖像來執(zhí)行跟蹤操作。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的攝像設(shè)備，其特征在干 在所述空間變化不滿足所述預(yù)定條件的情況下，所述眼底圖像攝像部獲取所述被檢眼的第三眼底圖像；以及 所述掃描控制單元基于所述第一眼底圖像和所述第三眼底圖像來執(zhí)行跟蹤操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)斷層圖像攝像設(shè)備及其控制方法。具有跟蹤功能的光學(xué)斷層圖像攝像設(shè)備能夠在獲取斷層圖像時(shí)適當(dāng)?shù)乜刂茠呙琛８鶕?jù)本發(fā)明的光學(xué)斷層圖像攝像設(shè)備包括用于拍攝被檢眼的眼底圖像的眼底圖像攝像部和用于拍攝被檢眼的斷層圖像的斷層圖像攝像部。光學(xué)斷層圖像攝像設(shè)備的控制方法包括以下步驟計(jì)算與眼底圖像中多個(gè)預(yù)先獲取的特征區(qū)域匹配的坐標(biāo)值；計(jì)算多個(gè)坐標(biāo)值之間的空間變化；以及利用用于基于計(jì)算結(jié)果獲取斷層圖像的斷層圖像攝像部控制測(cè)量光的掃描。
文檔編號(hào)A61B3/14GK102670170SQ201210064119
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
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