眼科設備和眼科設備的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及可用于眼科診斷和治療的眼科設備，并且涉及該眼科設備的控制方法。
【背景技術】
[0002]為了早期診斷并治療生活方式相關疾病或者作為失明的誘因的可能性高的疾病，廣泛進行眼部檢查。掃描激光檢眼鏡(SL0)是可基于共焦激光顯微鏡的原理進行工作的眼科設備。SL0設備可以利用激光(即，測量光)對眼底進行光柵掃描，并且可以基于返回光的強度來獲取高分辨率和高速的平面圖像。以下將SL0設備所獲取到的平面圖像稱為SL0圖像。
[0003]近來的SL0設備被配置為使用光束直徑較大的測量光，以使得所拍攝到的視網膜的SL0圖像在橫向分辨率方面優(yōu)良。然而，如果測量光的光束直徑變大，則在獲取視網膜的SL0圖像時將發(fā)生問題。例如，所獲取到的SL0圖像由于被檢眼的像差而在S/N比和/或分辨率方面不足。為了解決上述問題，自適應光學SL0設備可被配置為包括:波前傳感器，其能夠實時地測量被檢眼的像差；以及波前校正裝置，其能夠校正在被檢眼中發(fā)生的測量光或返回光的像差。具有上述結構的自適應光學SL0設備可以獲取橫向分辨率優(yōu)良的SL0圖像(即，高倍率圖像)。
[0004]上述高倍率圖像可被獲取作為運動圖像，并且例如可用于非侵入性地觀察血流動態(tài)。在這種情況下，可以從各幀中提取視網膜血管并且測量毛細血管中的血球的移動速度。此外，為了使用高倍率圖像來評價與視覺功能的關聯(lián)，可以檢測視細胞P并且測量視細胞P的密度分布和/或排列。圖6B示出高倍率圖像的示例，其中在該高倍率圖像中，可以觀察到視細胞P、表示毛細血管的位置的低亮度區(qū)域Q、以及表示白血球的位置的高亮度區(qū)域W。
[0005]在這種情況下，在使用高倍率圖像來觀察視細胞P或測量視細胞P的分布的情況下，將聚焦位置設置到視網膜外層(參見圖6A的B5)附近以拍攝如圖6B所示的高倍率圖像。另一方面，視網膜血管和分支的毛細血管廣泛分布在視網膜內層(參見圖6A的B2?B4)。在這種情況下，相比高倍率圖像的視角，在對被檢眼攝像時要設置的攝像對象區(qū)域趨于變大。例如，在攝像對象是在寬范圍中延伸的視細胞缺失區(qū)域或者中央凹區(qū)域(即，初期毛細血管病變的好發(fā)部位)的情況下，將識別出上述關系。有鑒于上述，如日本特開2012-213513所論述的，傳統(tǒng)上已知有能夠顯示包括不同的拍攝位置所拍攝到的多個高倍率圖像的圖像組合(蒙太奇圖像)的技術。
[0006]此外，如日本特開2013-169309所論述的，傳統(tǒng)上已知有能夠從特定拍攝位置所拍攝到的高倍率運動圖像中識別影響(例如，固視微動)較大的例外幀、并且能夠顯示高倍率運動圖像中的除所判斷出的例外幀以外的所有幀的技術。

【發(fā)明內容】

[0007]—種眼科設備，用于通過在不同時間拍攝眼部的不同的多個區(qū)域來獲取多個圖像，以通過使用所獲取到的所述多個圖像來生成一個圖像，所述眼科設備包括:確定單元，用于在所述多個區(qū)域中，確定不包括實際被拍攝為所述多個圖像的區(qū)域的至少一個區(qū)域；以及控制單元，用于控制所述眼科設備，以對所述眼部的所確定的區(qū)域進行攝像。
[0008]—種眼科設備，包括:圖像獲取單元，用于獲取眼部的在不同位置所拍攝到的多個圖像；判斷單元，用于判斷表示所獲取到的所述多個圖像之間的特性的連續(xù)性的值；指示單元，用于以所判斷出的值滿足預定條件的方式，給出與在不同位置拍攝所述眼部所用的拍攝條件有關的指示；以及控制單元，用于控制所述眼科設備，以基于所指示的拍攝條件來在不同位置拍攝所
[0009]—種眼科設備，包括:圖像獲取單元，用于獲取眼部的獲取位置不同的多個圖像；判斷單元，用于判斷所獲取到的所述多個圖像的圖像群的適合度；以及指示單元，用于基于所述判斷單元所獲得的判斷結果，來給出與針對要獲取的圖像的拍攝條件有關的指示。
[0010]一種眼科設備的控制方法，所述眼科設備用于通過在不同時間拍攝眼部的不同的多個區(qū)域來獲取多個圖像以通過使用所獲取到的所述多個圖像來生成一個圖像，所述控制方法包括以下步驟:在所述多個區(qū)域中確定不包括實際被拍攝為所述多個圖像的區(qū)域的至少一個區(qū)域；以及控制所述眼科設備，以對所述眼部的所確定的區(qū)域進行攝像。
[0011]—種眼科設備的控制方法，包括以下步驟:獲取眼部的在不同位置所拍攝到的多個圖像；判斷表示所獲取到的所述多個圖像之間的特性的連續(xù)性的值；以所判斷出的值滿足預定條件的方式，給出與在不同位置拍攝所述眼部所用的拍攝條件有關的指示；以及控制所述眼科設備，以基于所指示的拍攝條件來在不同位置拍攝所述眼部。
[0012]—種眼科設備的控制方法，包括以下步驟:獲取眼部的獲取位置不同的多個圖像；判斷所獲取到的所述多個圖像的圖像群的適合度；以及基于判斷結果來給出與針對要獲取的圖像的拍攝條件有關的指示。
[0013]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。
【附圖說明】
[0014]圖1是示出根據本發(fā)明的第一典型實施例的眼科設備的功能結構的框圖。
[0015]圖2A、2B和2C是各自示出包括根據本發(fā)明典型實施例的眼科設備的系統(tǒng)的結構的框圖。
[0016]圖3示出根據本發(fā)明典型實施例的SL0圖像攝像設備的整體結構。
[0017]圖4是示出計算機的硬件結構的框圖，其中該計算機包括能夠從功能上用作存儲單元和圖像處理單元的硬件部分、以及能夠用作其它單元的軟件部分。
[0018]圖5是示出根據本發(fā)明典型實施例的眼科設備可以進行的處理的流程圖。
[0019]圖6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G、6H、6I和6J示出根據本發(fā)明的第一典型實施例的圖像處理的內容。
[0020]圖7是示出根據本發(fā)明的第二典型實施例的眼科設備的功能結構的框圖。
[0021]圖8A、8B、8C、8D、8E和8F示出根據本發(fā)明的第二典型實施例的圖像處理的內容。
[0022]圖9是示出根據本發(fā)明的第三典型實施例的眼科設備的功能結構的框圖。
[0023]圖10是示出根據本發(fā)明的第三典型實施例的眼科設備可以進行的處理的流程圖。
[0024]圖11A、11B、11C、11D和11E示出根據本發(fā)明的第三典型實施例的圖像處理的內容。
[0025]圖12示出根據本發(fā)明的第四典型實施例的斷層圖像攝像設備的整體結構。
[0026]圖13A、13B、13C和13D示出根據本發(fā)明的第四典型實施例的圖像處理的內容。
[0027]圖14是示出根據本發(fā)明的第五典型實施例的眼科設備的功能結構的框圖。
[0028]圖15A、15B和15C示出根據本發(fā)明的另一典型實施例的圖像處理的內容。
【具體實施方式】
[0029]首先，現在假定眼科設備從不同的拍攝位置所拍攝到的多個高倍率運動圖像中獲取代表圖像、然后形成并顯示代表圖像的組合。通常，眼科設備通過從多個高倍率運動圖像中獲取代表圖像來生成寬范圍圖像，并且形成所獲取到的代表圖像的組合。在這種情況下，鄰接的拍攝位置所拍攝到的代表圖像中的兩個代表圖像在彼此進行比較的情況下，在關于拍攝位置、亮度特性或圖像特征的連續(xù)性方面可能不足夠或不充分。如果使用這種寬范圍圖像來測量在寬范圍內延伸的細胞群或組織及其病變(視細胞的缺陷或毛細血管瘤)的分布，則可能發(fā)生不可分析的區(qū)域或者可能無法提取分析對象。
[0030]本典型實施例意圖提供一種能夠基于以提高眼部的不同拍攝位置所拍攝到的多個高倍率圖像的連續(xù)性的方式所確定出的拍攝條件來進行攝像操作的眼科設備。
[0031]因此，根據本典型實施例的眼科設備包括確定單元(例如，圖1所示的指示單元134)，其中該確定單元用于基于眼部的不同位置所拍攝到的多個圖像(S卩，圖像群)之間的特性的連續(xù)性來確定在不同位置拍攝眼部所用的拍攝條件。因此，可以基于能夠提高不同的拍攝位置所拍攝到的多個高倍率圖像之間的連續(xù)性的拍攝條件，來拍攝眼部。
[0032]在這種情況下，多個圖像(圖像群)的特性例如可以是多個圖像的相對位置、亮度特性和圖像特征中的至少一個。此外，拍攝條件可以包括拍攝位置(即，掃描位置)、拍攝視角(即，掃描范圍)、光源的發(fā)光量、光檢測器的增益、以及幀頻。此外，構成圖像群的各個圖像是從運動圖像中所獲取到的代表圖像(其可以是從運動圖像中所選擇的一張圖像)?？蛇x地，可以預先選擇在噪聲和偽影特性方面優(yōu)良的多張圖像，然后疊加所選擇的圖像以獲得合成疊加圖像。
[0033]此外，期望根據本典型實施例的眼科設備包括用于判斷表示連續(xù)性的值的判斷單元，這是因為可以確定拍攝條件，以使得所判斷出的值可以滿足預定條件。例如，在所判斷出的值超過閾值的情況下或者在所判斷出的值最大的情況下，所判斷出的值滿足預定條件。例如，在連續(xù)性的判斷基于亮度特性的情況下，期望確定拍攝條件，以使得所獲取到的圖像中的亮度值的差變得等于或小于閾值。此外，期望使用包括拼揍到一起的多個子圖像的圖像組合來判斷表示連續(xù)性的值。例如，如在以下典型實施例中詳細所述，可以基于構成圖像組合的子圖像的數量、子圖像的面積或無血管區(qū)域邊界的長度來判斷表示連續(xù)性的值。
[0034]此外，在發(fā)生固視微動的情況下，可能無法獲得適合生成全景圖像的多個圖像。如日本特開2012-213513所論述的，傳統(tǒng)上已知在同一部位重復進行拍攝操作，直到可以識別出鄰接的所拍攝圖像的共通部分之間的預定相關關系為止。在這種情況下，即使在同一部位的部分區(qū)域中可以獲得適合生成全景圖像的所拍攝圖像的情況下，也將針對該同一部位的整個區(qū)域重復進行拍攝操作。因此，結果，由于對不必要的區(qū)域進行拍攝因而需要長時間來完成拍攝操作。在對眼部的多個區(qū)域其中之一進行拍攝操作的情況下，拍攝位置可能由于固視微動而發(fā)生偏移。然而，在這種情況下，存在針對其它區(qū)域至少之一的拍攝操作已成功完成的可能性。因此，根據另一典型實施例的眼科設備在針對多個區(qū)域的拍攝操作完成之后對不足區(qū)域進行攝像。因此，眼科設備參考其它區(qū)域至少之一的所拍攝圖像來選擇性地對實際沒有拍攝的區(qū)域進行攝像。因此，不必通過重復拍攝操作來對不必要區(qū)域進行攝像?？梢钥s短整體拍攝時間。
[0035]以下將參考附圖來詳細說明根據本發(fā)明的優(yōu)選典型實施例的眼科設備及其控制方法。然而，本發(fā)明不限于上述示例。
[0036]不同位置所拍攝到的多個圖像在相對位置和亮度特性方面的連續(xù)性
[0037]以下將詳細說明第一典型實施例。根據本典型實施例的眼科設備基于不同位置所拍攝到的多個圖像(即，圖像群)在相對位置和亮度特性至少之一方面的連續(xù)性來判斷該圖像群的適合度。如果該適合度不滿足預定水平，則眼科設備指示操作員針對各不適合圖像再次進行攝像。因而，可以在大致相同的條件下觀察攝像范圍。
[0038]更具體地，如圖6G所示，假定圖像群包括九張高倍率圖像。如以下詳細所述，眼科設備參考屬于不可觀察區(qū)域的圖像數量相對于構成圖像群的圖像數量來判斷圖像群的適入畔
1=1 /又 Ο
[0039]整體結構
[0040]圖2Α示出包括根據本典型實施例的眼科設備10的系統(tǒng)的結構。如圖2Α所示，眼科設備10經由可以包括光纖、USB或IEEE 1394的局域網(LAN) 30連接至SL0圖像攝像設備20和數據服務器40。代替采用上述結構，這些裝置可以經由諸如因特網等的外部網絡彼此連接。此外，眼科設備10可以直接連接至SL0圖像攝像設備20。
[0041]SL0圖像攝像設備20能夠獲取眼部的寬視角圖像D1和高倍率圖像Dh。SL0圖像攝像設備20可以將與所獲取到的圖像(S卩，寬視角圖像D1和高倍率圖像Dh)有關的信息連同與拍攝操作中所使用的固視目標位置F1和Fh有關的信息一起發(fā)送至眼科設備10和數據服務器40這兩者。在不同的拍攝位置拍攝到預定倍率的圖像的情況下，Dli表示各拍攝位置所拍攝到的寬視角圖像并且Dhj表示各拍攝位置所拍攝到的高倍率圖像。更具體地，i和j是各自表示拍攝位置編號的變量(i = 1、2、...、和imax，并且j = 1、2、...、和jmax)。此外，在以不同倍率獲取到多個高倍率圖像的情況下，Dlj、D2k、...表示按倍率大小的降序順次排列的所拍攝圖像。Dlj表示最高倍率圖像，并且D2k、...表示中間倍率圖像。
[0042]此外，數據服務器40除各眼部的圖像特征和與眼部圖像特征的分布有關的正常值外，還可以存儲各被檢眼的寬視角圖像D1和高倍率圖像Dh以及拍攝操作中所使用的拍攝條件數據(例如，固視目標位置F1和Fh)。本發(fā)明中要處理的眼部圖像特征包括視細胞P、毛細血管Q、血球W、視網膜血管和視網膜層邊界。該服務器存儲從SL0圖像攝像設備20輸出的寬視角圖像D1、高倍率圖像Dh、各拍攝操作中所使用的固視目標位置F1和Fh、以及從眼科設備10輸出的眼部圖像特征。此外，響應于來自眼科設備10的請求，數據服務器40除眼部圖像特征和與這些圖像特征有關的正常值數據外，還可以將寬視角圖像D1和高倍率圖像Dh發(fā)送至眼科設備10。
[0043]接著，以下將參考圖1來說明根據本典型實施例的眼科設備10的功能結構。圖1是示出眼科設備10的功能結構的框圖。眼科設備10包括數據獲取單元110、存儲單元120、圖像處理單元130和指示獲取單元140。數據獲取單元110包括圖像獲取單元111。圖像處理單元130包括對準單元131、個體圖像判斷單元132、圖像群判斷單元133、指示單元134和顯示控制單元135。此外，指示單元134包括再攝像必要性指示單元1341。
[0044]配備有自適應光學系統(tǒng)的SL0圖像攝像設備
[0045]接著，將參考圖3來說明包括自適應光學系統(tǒng)的SL0圖像攝像設備20的結構。光源201是超發(fā)光二極管(SLD)光源。在本典型實施例中，光源201可以共通地用于眼底攝像和波前測量。可選地，可以設置專用于眼底攝像的單獨光源和專用于波前測量的另一單獨光源。在這種情況下，該系統(tǒng)可被配置成使從各個光源發(fā)出的光束在中間位置發(fā)生多路復用。來自光源201的光經由單模光纖202到達準直器203。該光從準直器203作為平行測量光205行進。平行測量光205到達并且穿過光分割單元204。光分割單元204包括分束器。然后，該光被引導至自適應光學系統(tǒng)。
[0046]自適應光學系統(tǒng)包括光分割單元206、波前傳感器215、波前校正裝置208和為了將光引導至這三個組件所設置的反射鏡207-1?207-4。在這種情況下，反射鏡207-1?207-4被定位成至少眼部的瞳孔與波前傳感器215和波前校正裝置208光學共軛。在本典型實施例中，光分割單元206是分束器。此外，根據本典型實施例的波前校正裝置208是包括液晶元件的空間相位調制器。作為另一實施例，波前校正裝置208可以包括可變形鏡。利用掃描光學系統(tǒng)209來以一維或二維方式掃描穿過自適應光學系統(tǒng)的光。本典型實施例中所米用的掃描光學系統(tǒng)209包括兩個檢電掃描器，這兩個檢電掃描器其中之一專用于(要在眼底的水平方向上進行的)主掃描并且另一個專用于(要在眼底的垂直方向上進行的)副掃描?？蛇x地，為了實現高速拍攝操作，掃描光學系統(tǒng)209可被配置為包括共振掃描器以供主掃描用。掃描光學系統(tǒng)209所掃描的測量光205經由兩個目鏡透鏡210-1和210-2行進并且到達眼部211。然后，測量光205被眼底反射或散射。可調整各目鏡透鏡210-1或210-2的位置，以根據眼部211的屈光度使照射最優(yōu)。作為另一示例，可以利用球面鏡來替換上述結構中所使用的目鏡透鏡。
[0047]返回光、即被眼部211的視網膜所反射或散射的光沿著與上述路徑相同的路徑在相反方向上行進。光分割單元206使返回光的一部分向著波前傳感器215反射，其中該波前傳感器215可以測量輸入光的波前。波前傳感器215連接至自適應光學控制單元216，并且將輸入光的波前傳輸至自適應光學控制單元216。波前校正裝置208也連接至自適應光學控制單元2