專利名稱：眼科攝像設備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼科攝像設備和測量方法，尤其涉及一種用于通過使用被檢眼的圖像來測量該被檢眼的移動的眼科攝像設備及其控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，作為用于拍攝被檢眼的圖像的設備，已經(jīng)常使用諸如能夠獲取三維圖像的光學相干斷層成像儀(OCT)以及用于獲取高分辨率運動圖像的共焦掃描激光檢眼鏡(SLO)等的、通過利用測量光掃描被檢眼來拍攝該被檢眼的圖像的眼科攝像設備。這種眼科攝像設備從開始拍攝圖像起直到結(jié)束拍攝圖像為止需要若干時間，因而易受到無意識眼動、由于固視不佳所引起的眼移動或者由于面部移動所引起的眼移動的影響。因此，追蹤眼移動更加重要。作為追蹤被檢眼的方法，美國專利4856891公開了如下追蹤方法，其中該追蹤方法涉及將矩形的追蹤光束照射至眼底上的對象血管，并且利用二維傳感器上的兩條正交線檢測該追蹤光束的反射光從而測量眼底的二維移動。另外，美國專利5943115公開了如下追蹤技術(shù)，其中該追蹤技術(shù)涉及照射以圓形方式掃描眼底的特征部位的追蹤光束，并且基于反射光的相位來測量眼底的二維移動。然而，在這些文獻的方法中，需要用于追蹤的附加光學系統(tǒng)，并且無法檢測眼轉(zhuǎn)動。因此，日本特開2011-56069公開了如下技術(shù):從眼底觀察圖像提取作為具有特征的小區(qū)域圖像的模板圖像，并且通過搜索最近似該模板圖像的部位的模式匹配來測量眼底的移動。這里，日本特開2011-56069中所公開的技術(shù)進行二維圖像處理，因而測量被檢眼的移動花費時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在使用SLO的眼科攝像設備中以與傳統(tǒng)設備相比更高的速度來測量被檢眼的移動。根據(jù)本發(fā)明的典型實施例，提供一種眼科攝像設備，用于基于來自經(jīng)由掃描單元利用測量光所照射的被檢眼的返回光來獲取所述被檢眼的圖像，所述眼科攝像設備包括:位置獲取單元，用于基于分別與所述被檢眼的圖像中由所述掃描單元所生成的多個掃描線相對應的來自所述被檢眼的返回光，來獲取所述被檢眼的圖像中的特征部位的多個位置；以及測量單元，用于基于所述被檢眼的圖像各自的所述多個位置來測量所述被檢眼的移動。根據(jù)本發(fā)明的典型實施例，提供一種眼科攝像設備的控制方法，所述眼科攝像設備用于基于來自經(jīng)由掃描單元利用測量光所照射的被檢眼的返回光來獲取所述被檢眼的圖像，所述控制方法包括:基于分別與所述被檢眼的圖像中由所述掃描單元所生成的多個掃描線相對應的來自所述被檢眼的返回光，來獲取所述被檢眼的圖像中的特征部位的多個位置；以及基于所述被檢眼的圖像各自的所述多個位置來測量所述被檢眼的移動。
根據(jù)本發(fā)明的典型實施例，可以以與傳統(tǒng)設備相比更高的速度來測量被檢眼的移動。通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的眼底攝像設備的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2A示出利用根據(jù)第一實施例的LSLO的眼底圖像的示例，并且圖2B是過程的說明圖。圖3是根據(jù)第一實施例的流程圖。圖4A、4B和4C是根據(jù)第一實施例的過程的說明圖。圖5A和5B是根據(jù)第一實施例的過程的說明圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的眼底攝像設備的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7是根據(jù)第二實施例的流程圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的眼底攝像設備的結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖9是根據(jù)第二實施例的流程圖。圖10是根據(jù)第三實施例的過程的說明圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的前眼部攝像設備的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖12是根據(jù)第四實施例的過程的說明圖。圖13是根據(jù)第四實施例的流程圖。
具體實施例方式將參考附圖來詳細說明用于執(zhí)行本發(fā)明的實施例。第一實施例以下說明本發(fā)明的第一實施例。在本實施例中，獲取被檢眼的眼底圖像(被檢眼的圖像的示例)，并且獲取掃描被檢眼的測量光的多個掃描線(例如，線形光束)與多條血管(被檢眼的特征部位的示例)之間的交叉位置。然后，基于獲取到的位置來測量被檢眼的移動。注意，本發(fā)明不限于用于拍攝被檢眼的眼底的圖像的眼底攝像設備，而且可以應用于能夠拍攝被檢眼的圖像的任何眼科攝像設備。設備的整體結(jié)構(gòu)參考圖1來說明本實施例的眼底攝像設備的結(jié)構(gòu)。在本實施例中，使用作為向眼底照射線狀光束的SLO的線型SLO(LSLO)設備。在LSLO設備101中，來自光源102的照明光經(jīng)由照明光學系統(tǒng)103和目鏡光學系統(tǒng)104的光學構(gòu)件對被檢眼E的眼底Ea進行照明。然后，作為來自眼底Ea的返回光的反射或散射光的圖像經(jīng)由目鏡光學系統(tǒng)104和照明光學系統(tǒng)103的一部分以及成像光學系統(tǒng)105形成在線傳感器106上。因而，獲取到眼底圖像。注意，在圖1中，目鏡光學系統(tǒng)104的光軸方向?qū)赯軸,在紙面內(nèi)的與Z軸垂直的方向?qū)赮軸，并且與紙面垂直的方向?qū)赬軸。另外，從一側(cè)觀看圖1中的被檢眼E，y軸與被檢眼E的上下方向相對應，并且X軸與被檢眼E的左右方向相對應。
作為光源102，可能適合使用半導體激光或超發(fā)光二極管(SLD)光源。關(guān)于要使用的波長，為了減輕被檢體的眩光并且維持眼底觀察時的分辨率，適合使用700nnTl，OOOnm的近紅外波長區(qū)域。在本實施例中，使用波長為780nm的半導體激光。從光源102發(fā)出的激光在光纖107內(nèi)傳播并且從光纖準直器108作為準直光束出射。然后，該準直光束入射到柱面透鏡109 (用于使照射被檢眼的測量光成形為線形的光學構(gòu)件的示例)。在與實際方向相差90度的方向上例示該柱面透鏡109以進行說明。因柱面透鏡109而在X軸方向上聚光的光束經(jīng)由中繼透鏡110和111穿過穿孔鏡112的中心。穿孔鏡112具有中心孔和位于該孔周圍的鏡部。在穿過穿孔鏡112之后，該光束穿過中繼透鏡113和114并且被引導至掃描器115。作為掃描器115,使用檢電掃描器。進一步，該光束被鏡116反射，穿過掃描透鏡117和目鏡透鏡118，并且入射到被檢眼E。入射到被檢眼E的光束以作為線狀光束的線形光束被照射到被檢眼E的眼底Ea。該線形光束由被檢眼E的眼底Ea反射或散射，并且沿著同一光路傳播從而返回至穿孔鏡112。穿孔鏡112的位置與被檢眼E的瞳孔位置共軛。因此，照射至眼底Ea的線形光束的反射或散射光中的穿過瞳孔外周的光被穿孔鏡112反射、并且經(jīng)由透鏡119在線傳感器106上形成圖像。將線傳感器106的各元件檢測到的強度信息發(fā)送至控制部120并且進行處理，由此生成眼底圖像。除了線傳感器106以外，控制部120還連接至掃描器115、檢查者所操作的輸入裝置122、以及用于顯示所生成的眼底圖像和輸入操作用的顯示的監(jiān)視器121。在控制部120控制掃描器115轉(zhuǎn)動了微小角度的情況下，線形光束在被檢眼E的上下方向上、即在y軸方向上掃描眼底Ea，由此獲取到二維眼底圖像。控制部120控制監(jiān)視器121以顯示該眼底圖像。眼移動測丨量

圖2A示出如上所述獲取到的眼底圖像的示例。這里，坐標軸X和Y是針對眼底圖像所設置的坐標軸。X軸和Y軸分別平行于圖1的X軸和y軸，但具有不同的原點。符號LO表示在特定時刻照射至眼底Ea的線形光束，其中該線形光束如由圖2A的箭頭所示從上向下掃描眼底Ea，由此獲取到眼底圖像的一幀。重復該掃描從而在監(jiān)視器121上(顯示部的示例)實時顯示眼底圖像。該顯示由控制部120的用作顯示控制單元的模塊區(qū)域來進行，其中該顯示控制單元用于控制顯示部(顯示單元)以實時顯示被檢眼的圖像。另外，在這種情況下，用于獲得如以下所述的交叉點的操作過程中的對象掃描線在所顯示的圖像上與該掃描線相對應的位置以線狀顯示形式顯示。被檢眼的圖像上的該顯示位置的指定由控制部120的用作指定單元的模塊區(qū)域來進行。如圖2B所示，在監(jiān)視器121的眼底圖像上顯示作為與X軸平行的線的光標123。檢查者在觀看眼底圖像的同時操作輸入裝置122從而使光標123在Y軸方向上移動，并且指定如下的位置:光標123與眼底上的多條血管交叉、靠左的(X值小的)兩條血管彼此不平行、并且在近旁這些血管未分支。注意，在本實施例中使用靠左的兩條血管，因而指定了血管彼此不平行的位置(彼此交叉的兩條血管的位置)。然而，可以根據(jù)提取血管要使用的方法來改變用于選擇該位置的標準。在本發(fā)明中，各血管是第一血管和第二血管各自的示例。這些血管可以作為傾斜度不同的兩條血管來提取或者可以作為延長線彼此交叉的不平行血管來提取。另外，在本實施例中使用血管，但本發(fā)明不限于此。可以使用在根據(jù)被檢眼所獲得的各種圖像中能夠作為線狀圖像被提取的任何特征部位。在通過來自檢查者的輸入使光標123固定的情況下，控制部120開始測量眼移動。控制部120是用于測量眼移動的測量單元。將說明眼移動測量的測量流程。首先，使用作為開始測量時的最新幀的第一幀、即第一區(qū)域掃描中的數(shù)據(jù)。在步驟SlOl中，如圖4A所示，基于光標123固定的位置處的線L1、即Y=Y1處的線傳感器106的信號強度來提取靠左的兩條血管。然后，將該線與這兩條血管的中央部之間的交叉點的X位置分別識別為各血管與該線、即掃描線交叉的位置(獲取到與掃描線交叉的血管的位置)。由A11和A12來分別表示該線和兩條血管的中央部之間的交叉點，并且由(Xn，Y1)和(X12J1)來表示這些交叉點坐標。在這種情況下，線傳感器106的信號強度如圖4B所示，其中將X值小的兩條血管的中央部的位置識別為X11和X12。注意，由于直徑大于100 μ m的相對粗的血管通常為中央處的正反射大且信號強度高，因此獲取不是最小值而是最大值的位置。另外，在本實施例中識別血管的中央部的位置，但是，可以識別血管的邊緣。接著，在步驟S102中，如圖4A所示，在與光標123所固定的線LI的位置在Y方向上相距5個間距的線L2上、即在線Y=Y2上，與步驟SlOl相同地提取該線與相同的兩條血管之間的交叉點的X位置。由A13和A14來表示該線與兩條血管的中央部之間的交叉點，并且由(X13, Y2)和(X14，Y2)來表示這些交叉點的坐標。上述的掃描線LI的位置與第一掃描位置相對應，掃描線L2的位置與第二掃描位置相對應，并且與掃描線交叉的血管的位置(XmY1K(X12, Y1) > (X13, Y2)和(Χ14，Υ2)是第一血管位置。另外，在本發(fā)明中，線LI和L2與掃描線相對應。根據(jù)線傳感器106的信號強度來識別血管與不同的掃描線LI和L2交叉的位置(獲取與掃描線相交的血管的位置)的操作由作為測量單元的控制部120中的如下模塊區(qū)域來進行，其中該模塊區(qū)域用作第一血管位置獲取單元或位置獲取單元。另外，優(yōu)選適當?shù)卦O置上述各線之間在Y方向上的距離。將第二掃描線的位置設置在與所指定的第一掃描線的位置相距預定距離的位置處的操作由控制部120的用作確定單元的模塊區(qū)域來進行。

注意，線形光束在標準眼底上的Y軸方向上的高度約為20 μ m。由于生成圖像所用的數(shù)據(jù)獲取間距為20 μ m，因此5個間距與100 μ m相對應。在步驟S103中，如圖4C所示，基于第一幀的上述交叉點，確定線段A11-A13的延長線和線段A12-A14的延長線之間的交叉點A15的位置。由(X15，Y15)來表示交叉點A15的坐標。然后，可以使用An、A12、A13和A14的坐標來通過以下等式確定值X15和Y15。
權(quán)利要求
1.一種眼科攝像設備，用于基于來自經(jīng)由掃描單元利用測量光所照射的被檢眼的返回光來獲取所述被檢眼的圖像，所述眼科攝像設備包括: 位置獲取單元，用于基于分別與所述被檢眼的圖像中由所述掃描單元所生成的多個掃描線相對應的來自所述被檢眼的返回光，來獲取所述被檢眼的圖像中的特征部位的多個位置；以及 測量單元，用于基于所述被檢眼的圖像各自的所述多個位置來測量所述被檢眼的移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科攝像設備，其中，還包括提取單元，所述提取單元用于提取所述被檢眼的圖像中的多個線狀特征部位， 其中，所述位置獲取單元獲取所述多個掃描線和所述多個線狀特征部位之間的交叉位置作為所述多個位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科攝像設備，其中， 所述位置獲取單元從所述被檢眼的第一圖像中的第一掃描線的圖像獲取第一線狀特征部位和第二線狀特征部位的位置、以及從與所述第一掃描線的圖像不同的第二掃描線的圖像獲取所述第一線狀特征部位和所述第二線狀特征部位的位置，并且從在與所述第一圖像不同的時間獲取到的所述被檢眼的第二圖像中的所述第一掃描線的圖像和所述第二掃描線的圖像獲取所述第一線狀特征部位和所述第二線狀特征部位的位置；以及 所述測量單元基于所述第一圖像和所述第二圖像中的所述第一線狀特征部位和所述第二線狀特征部位的位置來測量所述被檢眼的移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼科攝像設備，其中， 所述位置獲取單元獲取與第三掃描線和第四掃描線交叉的所述第一線狀特征部位和所述第二線狀特征部位的位置，其中所述第三掃描線和所述第四掃描線與所述第一掃描線和所述第二掃描線相距所測量到的移動的量；以及 所述測量單元基于所述第一線狀特征部位和所述第二線狀特征部位的位置來測量所述被檢眼的移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼科攝像設備，其中，所述測量單元根據(jù)基于所述第一線狀特征部位和所述第二線狀特征部位的位置所獲得的交叉點的位置來測量所述被檢眼的移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的眼科攝像設備，其中， 所述位置獲取單元從所述被檢眼的第一圖像中的第一掃描線的圖像獲取第三線狀特征部位的位置、以及從所述第二掃描線的圖像獲取所述第三線狀特征部位的位置，并且從在與所述第一圖像不同的時間獲取到的所述第二圖像中的所述第一掃描線的圖像和所述第二掃描線的圖像獲取所述第三線狀特征部位的位置；以及 所述測量單元還基于所述第一圖像和所述第二圖像中的所述第一線狀特征部位和所述第二線狀特征部位中的任一個的位置以及所述第三線狀特征部位的位置，來測量所述被檢眼的移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科攝像設備，其中，所述被檢眼的圖像包括所述被檢眼的眼底的眼底圖像，并且所述線狀特征部位包括所述眼底的血管。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科攝像設備，其中，所述被檢眼的圖像包括所述被檢眼的前眼部的前眼部圖像，并且所述線狀特征部位包括所述前眼部的血管。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科攝像設備，其中，所述多個線狀特征部位包括所述圖像中的傾斜度不同的兩條血管。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的眼科攝像設備，其中，所述多個線狀特征部位包括所述圖像中的兩條不平行血管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科攝像設備，其中，還包括能夠配置在所述掃描單元和所述被檢眼之間的光學構(gòu)件，所述光學構(gòu)件用于改變所述測量光相對于所述被檢眼的照射位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科攝像設備，其中，還包括: 第一光學系統(tǒng)，其包括所述掃描單元； 第二光學系統(tǒng)，其與所述第一光學系統(tǒng)部分相同并且包括第二掃描單元；以及 控制單元，用于將測量到的所述被檢眼的移動反饋至所述第二掃描單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的眼科攝像設備，其中，所述第二光學系統(tǒng)包括自適應光學掃描激光檢眼鏡光學系統(tǒng)和光學相干斷層成像光學系統(tǒng)中的至少之一。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的眼科攝像設備，其中，所述第一光學系統(tǒng)包括用于使所述測量光成形為線形的光學構(gòu)件。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科攝像設備，其中，還包括: 顯示控制單元，用于控制顯示單元以實時顯示所述被檢眼的圖像；以及 指定單元，用于通過使用線狀顯示形式來在所述被檢眼的圖像上指定與所述多個掃描線中的一個掃描線相對應的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的眼科攝像設備，其中，還包括確定單元，所述確定單元用于將與所指定的所述多個掃描線中的一個掃描線的位置相距預定距離的位置確定為第二個掃描線的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科攝像設備，其中，所述測量單元測量所述被檢眼的平移移動和轉(zhuǎn)動移動至少之一作為所述被檢眼的移動。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼科攝像設備，其中， 所述眼科攝像設備具有眼底獲取模式和前眼部獲取模式作為圖像獲取模式，其中所述眼底獲取模式用于獲取所述被檢眼的眼底圖像，所述前眼部獲取模式用于獲取所述被檢眼的前眼部圖像；以及 所述眼科攝像設備還包括獲取部位切換單元，所述獲取部位切換單元用于在所述位置獲取單元獲取所述特征部位的多個位置的情況下，根據(jù)所述圖像獲取模式來使要獲取的特征部位在所述眼底圖像中的特征部位和所述前眼部圖像中的特征部位之間切換。
19.一種眼科攝像設備的控制方法，所述眼科攝像設備用于基于來自經(jīng)由掃描單元利用測量光所照射的被檢眼的返回光來獲取所述被檢眼的圖像，所述控制方法包括: 基于分別與所述被檢眼的圖像中由所述掃描單元所生成的多個掃描線相對應的來自所述被檢眼的返回光，來獲取所述被檢眼的圖像中的特征部位的多個位置；以及 基于所述被檢眼的圖像各自的所述多個位置來測量所述被檢眼的移動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種眼科攝像設備及其控制方法。該眼科攝像設備用于以與傳統(tǒng)設備相比更高的速度來測量被檢眼的移動。該眼科攝像設備用于基于來自經(jīng)由掃描單元利用測量光所照射的被檢眼的返回光來獲取所述被檢眼的圖像，所述眼科攝像設備包括位置獲取單元，用于基于分別與所述被檢眼的圖像中的所述掃描單元所生成的多個掃描線相對應的來自所述被檢眼的返回光，來獲取所述被檢眼的圖像中的特征部位的多個位置；以及測量單元，用于基于所述被檢眼的圖像中的多個位置來分別測量所述被檢眼的移動。
文檔編號A61B3/14GK103202686SQ20131001480
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者沼尻泰幸, 牧平朋之 申請人:佳能株式會社