醫療系統的制作方法
【專利摘要】一種醫療系統，包括：獲取單元，用于基于通過將從使用測量光束照射的檢查對象返回的返回光束、和與所述測量光束相對應的參考光束進行合成而生成的合成光束，來獲取所述檢查對象的斷層圖像；焦點位置變更單元，用于變更所述檢查對象上的焦點位置；光路長度差變更單元，用于變更所述測量光束和所述參考光束之間的光路長度差；以及控制單元，用于對所述光路長度差變更單元進行控制，使得所述光路長度差處于預定范圍內，然后接收使焦點位置變更單元進行變更的指示。
【專利說明】醫療系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種例如在眼科檢查和治療中使用的醫療系統。
【背景技術】
[0002]在眼科設備中，大多數是使用光學相干斷層成像(OCT)來獲取被檢眼的眼底的高分辨率斷層圖像的設備以及激光掃描檢眼鏡(SLO)。
[0003]日本特開2009-291252A討論了如下技術:檢查者在監視器上觀察被檢眼的前眼部的觀察圖像的同時，使用操縱桿針對被檢眼進行對準，并且在對準完成之后，獲得SLO眼底圖像。這時，通過按下自動聚焦開始開關，檢查者可以基于SLO眼底圖像，移動設置在SLO光學系統中的聚焦透鏡。在移動設置在SLO光學系統中的聚焦透鏡之后，基于SLO眼底圖像移動設置在OCT光學系統中的聚焦透鏡，以在OCT光學系統中進行粗略自動聚焦。然后，基于OCT斷層圖像移動參考鏡，以自動調節相干門，從而在OCT光學系統中進行精確自動聚焦。
[0004]日本特開2010-181172A也討論了如下技術:檢查者通過操作控制桿朝向被檢者移動眼底照相機單元，并且將顯示屏幕上的圖像從被檢眼的前眼部的圖像切換為其眼底的觀察圖像，以調節對準。在這種技術中，在切換圖像之后，檢查者打開對準光源，以將對準亮點投射到被檢眼上。在對準調節完成之后，檢查者調節聚焦。然后，在判斷為獲得了合適的對準狀態后，對通過移動參考鏡而獲得的OCT斷層圖像的亮度值進行分析，以自動檢測OCT斷層圖像。在日本特開2010-181172A中，可以手動或者自動進行對準調節。
[0005][引用文獻列表]
[0006][專利文獻]
[0007][專利文獻I]
[0008]日本特開2OO9-29I252A
[0009][專利文獻2]
[0010]日本特開2010-181172A
[0011][專利文獻3]
[0012]日本特開平01-23134A

【發明內容】

[0013][技術問題]
[0014]在這些技術中，期望將眼科設備配置為使得檢查者能夠選擇是手動還是自動地調節對準、焦點位置和相干門位置。在這種情況下，優選按照對準、焦點位置和相干門位置的順序來進行自動調節。這是因為使用前眼部、眼底、以及眼底的目標部分各自的圖像來進行這些調節，因此優選以從最大的區域的調節開始的順序進行這些調節。在對相干門位置的調節期間，如果檢查者手動調節對準和/或焦點位置，則不能始終一直確定合適的相干門位置，這導致調節所需時間不必要的增加。[0015][問題的解決方案]
[0016]根據本發明的一方面，提供一種醫療系統，包括:獲取單元，用于基于通過將從使用測量光束照射的檢查對象返回的返回光束、和與所述測量光束相對應的參考光束進行合成而生成的合成光束，來獲取所述檢查對象的斷層圖像；焦點位置變更單元，用于變更所述檢查對象上的焦點位置；
[0017]光路長度差變更單元，用于變更所述測量光束和所述參考光束之間的光路長度差；以及控制單元，用于對所述光路長度差變更單元進行控制，使得所述光路長度差處于預定范圍內，然后接收使所述焦點位置變更單元進行變更的指示。
[0018][發明的有益效果]
[0019]根據本發明的一方面，在相干門位置的自動調節完成之后，檢查者可以手動調節焦點位置。在相干門位置的自動調節期間，檢查者無法手動調節焦點位置。這種配置可以防止調節所需時間的不必要的增加。
[0020]根據以下參考附圖對典型實施例的詳細描述，本發明的其它特征和方面將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]包含在說明書中并構成說明書的一部分的附圖，示出了本發明的典型實施例、特征和方面，并且與文字描述一起，用于解釋本發明的原理。
[0022]圖1A示出了根據本發明的典型實施例的眼科系統的測量畫面。
[0023]圖1B示出了具有鼠標輪的鼠標。
[0024]圖2A示出了根據典型實施例的眼科設備中的部件。
[0025]圖2B示出了根據典型實施例的眼科設備中的部件。
[0026]圖3是示出根據典型實施例的眼科系統中的各個部件進行的處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面，參考附圖，詳細描述本發明的各個典型實施例、特征和方面。
[0028]在根據典型實施例的眼科系統(或者眼科設備)中，在相干門位置的自動調節(也稱為自動變更)完成之后，檢查者可以對焦點位置進行手動調節(也稱為手動變更)。在相干門位置的自動調節期間(自動變更期間，即，在光路長度差變更單元經受控制的時間段內)，檢查者無法手動調節焦點位置(也就是說，無法給出變更焦點位置的指示)。
[0029]更具體地，在自動調節期間禁止進行手動調節。當自動調節完成時，允許進行手動調節(解除禁止)。這種配置可以防止調節所需時間的不必要的增加。焦點位置的變更也稱為焦點位置變更單元。相干門位置的變更也稱為光路長度差變更單元。本發明不僅可以應用于眼科系統，還可以應用于諸如內窺鏡的用來觀察人的皮膚和其它被檢對象的醫療系統(或者醫療設備)。
[0030]這里使用的術語“相干門”意為與參考光束的光路相對應的測量光束的光路中的位置。可以通過使用光路長度差變更單元變更測量光束和參考光束之間的光路長度差，來變更相干門的位置。光路長度差變更單元可以被配置為沿著光軸移動參考鏡的位置，或者可以被配置為相對于被檢眼沿著光軸移動設備。光路長度差變更單元的示例可以包括針對參考鏡和設備而設置的可移動臺。
[0031]可以以檢查者能夠選擇自動模式或者手動模式的方式，構成根據本典型實施例的眼科系統或者眼科設備。在自動模式下，按照對準、焦點位置和相干門位置的順序進行自動調節(代替調節焦點位置，可以由光變更單元來調節測量光束或者參考光束至少之一的偏振、或者參考光束的光量)。在手動模式下，對這些進行手動調節。例如，在測量畫面1000上設置對準模式選擇按鍵1004。如果檢查者選擇了自動模式(“自動”)，則在自動調節完成之后，將自動選擇手動模式(“手動(檢查者可以通過指示單元給出指示以進行變更的模式)。這種配置使得檢查者能夠在自動進行粗調之后，手動進行微調，從而可以提高調節的效率。
[0032][設備的主要結構]
[0033]參考圖2A來描述根據本典型實施例的眼科設備的主要結構，圖2A是該眼科設備的側視圖。光學頭900是用于獲得前眼部的圖像以及眼底的二維圖像和斷層圖像的測量光學系統。利用工作臺單元950 (也稱為移動單元)，光學頭900可相對于基座單元951移動。利用電機等在圖2A中的X、Y和Z方向上移動工作臺單元950。基座單元951包括下面將要描述的分光器。
[0034]個人計算機925能夠在對工作臺單元950進行控制的同時構建斷層圖像，并且還用作工作臺單元950的控制單元。硬盤926例如存儲用于拍攝斷層圖像的程序，并且還用作存儲與被檢者有關的信息的存儲單元。顯示控制單元(未示出)使諸如監視器的顯示單元928顯示獲取到的圖像 和其它圖像。輸入單元929向個人計算機925提供指示。更具體地，輸入單元929包括鍵盤和鼠標(也稱為指示裝置)。下頜托架323用于固定被檢者的下頜和前額。
[0035][測量光學系統和分光器的結構]
[0036]下面，參考圖2B描述根據本典型實施例的眼科設備中的測量光學系統和分光器的結構。
[0037]首先，描述光學頭900的內部結構。物鏡135-1被設置為與被檢眼107相對。在物鏡135-1的光軸上，第一分色鏡132-1和第二分色鏡132-2根據波長帶將光分割為OCT光學系統的光路351、用于眼底觀察和用于固視燈的光路352以及用于前眼部觀察的光路353中。類似地，第三分色鏡132-3根據波長帶將光路352中的光分割為眼底觀察電荷耦合器件(CXD) 172的光路以及固視燈191的光路。光學頭900還包括透鏡135-3和135-4。透鏡135-3由電機(未示出)驅動，以調節用于固定燈和用于眼底觀察的聚焦。CCD172對用于眼底觀察的照明光(未示出)的波長敏感，具體為大約780nm的波長。固視燈191產生可見光，以便于固定被檢眼107。
[0038]用于眼底觀察的光學系統例如可以包括諸如激光掃描檢眼鏡(SLO)的光學系統。在光路353中，設置了透鏡135-2和前眼觀察紅外(XD171。(XD171對用于前眼部觀察的照明光(未示出)的波長敏感，具體為大約970nm的波長。此外，在光路353中，設置了圖像分割棱鏡(未示出)，使得能夠將Z方向上的從光學頭900到被檢眼107的距離作為在前眼觀察圖像中獲得的分割圖像進行檢測。
[0039]光路351形成如先前所述的OCT光學系統，并且用于獲取被檢眼107的眼底的斷層圖像。更具體地，使用光路351來獲得用于形成斷層圖像的干涉信號。XY掃描器134使用光束對眼底進行掃描。作為鏡而示出的XY掃描器134在X和Y這兩個軸的方向上進行掃描。光學頭900還包括透鏡135-5和135-6。透鏡135-5由電機(未示出)驅動，以進行用于將從光纖131-2出射的來自光源101的光束聚焦到被檢眼107的眼底上的焦點調節。光纖131-2連接到光耦合器131。同時，來自被檢眼107的眼底的光因聚焦調節而形成點圖像，并且入射到光纖131-2的邊緣。
[0040]下面來說明從光源101開始的光路、參考光學系統和分光器的結構。光源101、鏡132-4、色散補償玻璃115、光耦合器131、連接到光耦合器131并作為光耦合器131的組成部分的單模光纖131-1至131-4、透鏡135-7以及分光器180，形成邁克爾遜(Michelson)干涉儀。從光源101出射的光束經由光纖131-1和光耦合器131傳播，在光耦合器131中，光束被分割為到光纖131-2的測量光束和到光纖131-3的參考光束。
[0041]測量光束經由上述OCT光學系統的光路傳播，以照射作為觀察對象的被檢眼107的眼底。測量光束被視網膜反射并散射，由此經由同樣的光路傳播到光耦合器131。參考光束途徑光纖131-3、透鏡135-7和色散補償玻璃115，到達鏡132-4而反射。插入色散補償玻璃115，以補償測量光束和參考光束的色散。參考光束經由同樣的光路返回到光耦合器131。光耦合器131將測量光束和參考光束合成為干涉光(也稱為合成光)。當測量光束和參考光束具有基本相同的光路長度時，發生干涉。鏡132-4由電機和驅動機構(未示出)支撐，從而可以在光軸方向上進行調節。因此，可以將參考光束的光路長度調節為與根據被檢眼107而變化的測 量光束的光路長度相等。經由光纖131-4將干涉光引導至分光器180。
[0042]在光纖131-2中設置用于測量光束的偏振調節單元139-1。在光纖131_3中設置用于參考光束的偏振調節單元139-2。偏振調節單元139-1和139-2包括各自形成為環形路徑的光纖131-2和131-3的一部分。可以通過以各個光纖的軸向方向為中心轉動這些環形部分從而扭曲光纖131-2和131-3，來互相調節測量光束和參考光束的偏振狀態。在根據本典型實施例的設備中，預先調節并固定測量光束和參考光束的偏振狀態。分光器180包括透鏡135-8和135-9、衍射光柵181以及線傳感器182。透鏡135-8將從光纖131-4出射的干涉光校準為基本平行的光。然后，衍射光柵181使平行光分散，以經由透鏡135-3在線傳感器182上形成圖像。
[0043]下面，更詳細地描述光源101及其外圍設備。光源101是超輻射發光二極管(SLD)，典型的低相干光源。光源101具有855nm的中心波長和大約IOOnm的波長帶寬。帶寬是重要的參數，其影響獲取的斷層圖像在光軸方向上的分辨率。在本典型實施例中，采用的光源的類型是SLD。然而，只要可以發出低相干光，也可以使用其它任意類型的光源，例如放大式自發射(ASE)裝置。由于人眼是測量對象，因此近紅外光適合作為中心波長。中心波長影響獲取的斷層圖像在橫向方向上的分辨率，優選為短波長。由于這兩個原因，將中心波長設置為855nm。
[0044]在本典型實施例中，采用邁克爾遜干涉儀。然而，也可以使用馬赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉儀。當測量光束和參考光束之間的光量的差相對小時，設置了單個分光合成單元的邁克爾遜干涉儀要優于分開設置分光單元和合成單元的馬赫-曾德干涉儀。
[0045][獲取斷層圖像的方法]
[0046]接下來，描述獲取斷層圖像的方法。控制單元(未示出)通過對XY掃描器134進行控制，獲取被檢眼107眼底的期望部分的斷層圖像。首先，在X方向上掃描測量光束105，從而利用線傳感器182從眼底上的X方向上的成像區域中獲取預定數量的成像線的信息。對在X方向上的位置獲得的線傳感器182上的亮度分布進行快速傅立葉變換(FFT)。將根據FFT獲得的線亮度分布轉換為用于在監視器928上進行顯示的密度信息或者顏色信息。將該密度或顏色信息稱為A掃描圖像。將通過排列多個A掃描圖像而獲得的二維圖像稱為B掃描圖像。在獲取到用于構建單個B掃描圖像的多個A掃描圖像之后，移動Y方向上的掃描位置，并且再次在X方向上進行掃描，以獲得多個B掃描圖像。檢查者可以通過查看在監視器928上顯示的多個B掃描圖像或者根據多個B掃描圖像而構建出的三維斷層圖像，對被檢眼107進行診斷。
[0047][測量畫面]
[0048]將參考圖1A和IB來說明在顯示屏幕中顯示的測量畫面1000。前眼觀察畫面1101顯示由前眼觀察(XD171獲取的圖像。眼底二維圖像顯示畫面1201顯示由眼底觀察(XD172獲取的圖像。使用設置在前眼觀察系統中的圖像分割棱鏡來獲得前眼部的分割圖像1102。在進行對準時使用分割圖像1102。日本特開平01-23134A討論了將圖像分割棱鏡應用到眼底照相機。眼底二維圖像顯示畫面1201包括拍攝了眼底圖像的斷層圖像的成像區域1202。斷層圖像顯示在斷層圖像顯示畫面1301上的對應于相干門位置的顯示位置上。
[0049]按鍵1001用來在右眼和左眼之間切換被檢眼。當檢查者按下L或R按鍵時，光學頭900被移動到與按下的按鍵相對應的左眼或右眼的位置。隨著檢查者例如在桌子上移動鼠標，光標1002的位置相應地移動。在根據本典型實施例的眼科設備中，對準等可以根據位置檢測單元(未示出)檢測到的光標1002的位置而變化。位置檢測單元(未示出)可以根據光標1002在顯示屏幕上的像素位置，計算光標1002的位置。在顯示屏幕上定義預定區域。當光標1002位于這些預定區域的像素內時，檢查者可以進行針對這些區域所確定的各種調節。
[0050]檢查者可以通過轉動鼠標輪來操作鼠標。如圖1B所示，通常，鼠標輪931設置在鼠標930的上部。通過轉動鼠標輪931,檢查者可以給出進行與光標1002所在的顯示區域上的圖像相對應的調節的指示。例如，當光標1002位于前眼部圖像顯示區域上時，檢查者可以調節對準。當光標1002位于眼底圖像顯示區域上時，檢查者可以調節眼底上的焦點位置。當光標1002位于斷層圖像顯示區域上，檢查者可以調節相干門位置。在這種情況下，檢查者在測量畫面1000上選擇了對準模式選擇按鍵1004中的“手動”。檢查者還可以通過以不同的方式操作鼠標930，例如通過進行拖動，來給出進行諸如對準調節等的調節的指示。在諸如對準調節等的調節完成之后，檢查者按下拍攝按鍵1003，以拍攝需要的圖像。
[0051]使用設置在各個圖像附近的滑塊來進行調節。滑塊1103用來調節光學頭900相對于被檢眼107在Z方向上的位置。使用滑塊1203來調節焦點位置。滑塊1302用來調節相干門位置。在調節焦點位置時，在圖2B中示出的箭頭所指示的方向上移動透鏡135-3和135-5，以進行調節從而在眼底上實現聚焦。在調節相干門位置時，在圖2B中示出的箭頭所指示的方向上移動鏡132-4，以允許在斷層圖像顯示畫面1301上的期望的位置上觀察斷層圖像。當光標1002位于各個圖像上時，這些滑塊1103、1203和1302還隨著檢查者對鼠標輪931的操作而移動。
[0052][自動拍攝][0053]下面將參考圖3中的流程圖，描述當檢查者在測量畫面1000上選擇對準模式選擇按鍵1004中的“自動”時所進行的處理。在步驟I中，拍攝處理開始。然后，在步驟2中，對準處理(被檢眼和設備之間的對準)開始。
[0054]在步驟3中，如果實現了合適的對準，則檢查者完成對準處理(步驟3:是)，然后處理進入步驟4或步驟5。如果沒有實現合適的對準(步驟3:否)，則繼續進行對準處理，直到實現合適的對準為止。或者，在對準沒有完成的情況下可以繼續進行對準處理，并且當實現了合適的對準時，處理可以進入步驟4或步驟5。
[0055]在步驟4中，在SLO和OCT中進行焦點調節。在步驟5中，調節測量光束或者參考光束的偏振。在步驟5中，還調節參考光束的光量。雖然在該流程圖中進行步驟4或者步驟5，但是可以進行步驟4和步驟5這兩者。
[0056]在步驟6中，調節相干門位置。在步驟7中，如果相干門位置的調節完成(步驟7:是)，則處理進入步驟8。否則(步驟7:否)，繼續進行調節處理，直到調節完成為止。
[0057]在步驟8中，開始拍攝斷層圖像。在步驟9中，完成拍攝。
[0058]在從自動調節到圖像拍攝的時間段內，禁止進行手動調節。例如，在相干門位置的自動調節期間(在光路長度差變更單元經受控制的時間段內)，檢查者無法手動調節焦點位置(也就是說，無法給出變更焦點位置的指示)。這種配置可以防止調節所需時間不必要的增加。
[0059]可選地，可以自動進行使用預覽進行的調節之前的前述處理，然后可以手動地拍攝圖像。更具體地，在步驟7 中調節完成之后，檢查者可以按下拍攝按鍵1003，以拍攝需要的圖像。在這種情況下，在自動調節完成之后，自動選擇手動調節模式，并且解除在自動調節期間對手動調節的禁止(也就是說，允許進行手動調節)。此外，在圖像拍攝期間，可以繼續進行對準處理。因此，即使在圖像拍攝期間，出現了在被檢眼的視線固定等期間的無意識的眼運動，也可以使設備和被檢眼之間的對準誤差最小化。
[0060]本發明的各方面還能夠通過讀出并執行記錄在存儲裝置上的程序以執行上述實施例的功能的系統或設備的計算機(或諸如CPU或MPU的裝置)以及如下方法來實現，其中利用系統或設備的計算機例如讀出并執行記錄在存儲裝置上的程序以執行上述實施例的功能來進行該方法的步驟。鑒于此，例如將程序經由網絡或者從用作存儲裝置的各種類型的記錄介質(例如計算機可讀介質)中提供至計算機。
[0061]雖然參考典型實施例對本發明進行了說明，但是應當理解，本發明不限于所公開的典型實施例。所附權利要求的范圍符合最寬的解釋，以包含所有變型、等同結構及功能。
[0062]本申請要求2011年3月31日提交的申請號為2011-079363的日本專利申請的優先權,在此通過引用將其全部內容合并于此。
【權利要求】
1.一種醫療系統，包括: 獲取單元，用于基于通過將從使用測量光束照射的檢查對象返回的返回光束、和與所述測量光束相對應的參考光束進行合成而生成的合成光束，來獲取所述檢查對象的斷層圖像； 焦點位置變更單元，用于變更所述檢查對象上的焦點位置； 光路長度差變更單元，用于變更所述測量光束和所述參考光束之間的光路長度差；以及 控制單元，用于對所述光路長度差變更單元進行控制，使得所述光路長度差處于預定范圍內，并且在對所述光路長度差變更單元進行控制之后，接收使所述焦點位置變更單元進行變更的指示。
2.根據權利要求1所述的醫療系統，還包括:顯示控制單元，用于使顯示單元顯示所述斷層圖像， 其中，如果所述 斷層圖像顯示在預定顯示位置，則所述光路長度差處于所述預定范圍內。
3.根據權利要求1所述的醫療系統，其中，所述控制單元在所述光路長度差變更單元經受控制的時間段內，不接收使所述焦點位置變更單元進行變更的指示。
4.根據權利要求1所述的醫療系統，其中，在完成了所述光路長度差變更單元所進行的自動變更的情況下，所述控制單元允許所述焦點位置變更單元進行手動變更。
5.根據權利要求1所述的醫療系統，其中，在所述光路長度差變更單元進行自動變更期間，所述控制單元禁止所述焦點位置變更單元進行手動變更。
6.根據權利要求1所述的醫療系統，其中，還包括:光變更單元，用于變更所述參考光束的光量、以及所述參考光束和所述測量光束至少之一的偏振中的至少一者， 其中，在所述光路長度差變更單元進行自動變更期間，禁止所述光變更單元進行手動變更。
7.根據權利要求1所述的醫療系統，其中，在完成了所述焦點位置變更單元所進行的自動變更的情況下，所述控制單元使所述光路長度差變更單元進行自動變更。
8.根據權利要求1所述的醫療系統，其中，還包括:選擇單元，用于選擇自動變更模式或者手動變更模式， 其中，如果所述選擇單元選擇了所述自動變更模式，則在所述自動變更模式完成的情況下，自動選擇所述手動變更模式。
9.一種醫療系統,包括: 獲取單元，用于基于通過將從使用測量光束照射的檢查對象返回的返回光束、和與所述測量光束相對應的參考光束進行合成而生成的合成光束，來獲取所述檢查對象的斷層圖像； 光變更單元，用于變更所述參考光束的光量、以及所述參考光束和所述測量光束至少之一的偏振中的至少一者； 光路長度差變更單元，用于變更所述測量光束和所述參考光束之間的光路長度差；以及 控制單元，用于對所述光路長度差變更單元進行控制，使得所述光路長度差處于預定范圍內，然后接收使所述光變更單元進行變更的指示。
10.一種醫療系統,包括: 獲取單元，用于基于通過將從使用測量光束照射的檢查對象返回的返回光束、和與所述測量光束相對應的參考光束進行合成而生成的合成光束，來獲取所述檢查對象的斷層圖像； 光變更單元，用于變更所述參考光束的光量、以及所述參考光束和所述測量光束至少之一的偏振中的至少一者； 光路長度差變更單元，用于變更所述測量光束和所述參考光束之間的光路長度差；以及 控制單元，用于在完成了所述光變更單元所進行的自動變更的情況下，使所述光路長度差變更單元進行自動變更。
11.一種非瞬態計算機可讀記錄介質，其存儲用于使計算機執行根據權利要求1所述的醫療系統的功能的程序。
12.—種攝像設備，包括: 獲取單元，用于基于通過將從使用測量光束照射的檢查對象返回的返回光束、和與所述測量光束相對應的參考光束進行合成而生成的合成光束，來獲取所述檢查對象的斷層圖像； 焦點位置變更單元，用于變更所述檢查對象上的焦點位置； 光路長度差變更單元，用于變`更所述測量光束和所述參考光束之間的光路長度差；以及 控制單元，用于對所述光路長度差變更單元進行控制，使得所述光路長度差處于預定范圍內，然后接收使所述焦點位置變更單元進行變更的指示。
【文檔編號】A61B3/00GK103458774SQ201280016667
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月19日 優先權日:2011年3月31日
【發明者】高井元也 申請人:佳能株式會社