JP6188297B2 - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、眼部の画像処理を支援する画像処理技術に関し、特に眼部の断層像を用いた画像処理を行う画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関するものである。
光干渉計(OCT;Optical Coherence Tomography)などの眼部断層像撮像装置は、網膜内部の状態を3次元的に観察することが可能である。この眼部断層像撮影装置は、疾病の診断をより的確に行うのに有用であることから近年注目を集めている。OCTの断層情報は膨大で、1枚々々確認すると非常に効率が悪い。したがって、医師のOCTによる診断の負荷を軽減することを目的として、計算機による画像処理支援(CAD:Computer-Aided-Diagnosis)技術の確立が求められている。例えば、特許文献1には、眼底画像上の特徴量を2点検出し、この2点に基づいて投影画像の基準座標系を決定し、この基準座標系を表示座標系に変換して投影画像を表示座標系で表示することが記載されている。OCTの解析結果を表示座標系に合わせて表示する提案がされている。
特開2011−110158号公報
しかしながら、特許文献1では眼底画像と断層画像とを表示する際の処理については述べていない。ここで、通常断層像は展開されて平面状態で表示されるため、断層像と眼底像とを対応する一点を基準に表示させると、基準座標原点では、断層図像と眼底像とは対応するが、基準座標原点からの距離が長いほど、ズレ量が大きくなる。これについて図14の模式図を用いて説明する。図14(a)は、眼底像である。任意点1401は、観察された眼底像において、該眼底像における垂直方向に延在し且つ該眼底像の略中心を通るライン上の点である。任意点1402は、該ライン上にある黄班部内の点である。任意点1403は、該ライン上にある乳頭部の点である。距離1404および距離1405は、任意点1402から任意点1401までおよび任意点1403までの各々の垂直方向の距離である。図14(b)は、眼底における該ラインに対応した眼の断面である。図14(c)は、該ラインをOCTにより計測した断層像である。該OCT断層像は、通常は展開されて平面状態で表示される。該OCT断層像は、任意点1402を基準点即ち原点として表示されている。距離1406は、断層像における実際の任意点1401の位置の眼底像における任意点1401からのズレ量を示している。距離1407は、断層像における実際の任意点1403の位置の眼底像における任意点1403からのズレ量を示している。このように、表示基準点からの距離1404および1405が長くなるほど、眼底と断層像のズレが大きくなる。
したがって、基準点以外の点(例えば疾患の疑いのある点)に着目したい場合、検査者は断層像と眼底像とが対応していない状態の画面を参照して診断を行うこととなるため、さまざまな疾患の診断に対応することが困難であるとともに、迅速な診断の妨げとなっていた。
本発明は、上記の問題点を解消することを目的として案出されたものである。
上記目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、被検眼の眼底像を取得する手段と、前記眼底像において少なくとも2つの任意点を指定する手段と、前記被検眼の断層像を取得する手段と、前記眼底像において指定された第一の任意点と第二の任意点との間の間隔と、前記第一の任意点に対応する前記断層像における第一の点と前記第二の任意点に対応する前記断層像における第二の点との間隔とのズレ量を算出する手段と、前記ズレ量に基づいて、前記眼底像における前記第一の任意点及び前記第二の任意点が前記断層像の対応する前記第一の点及び前記第二の点と一致するように前記断層像を変換する手段と、を備えたことを特徴とする。
また、他の態様として、本発明に係る画像処理装置は、被検眼の眼底像を取得する手段と、前記眼底像において2つの任意点を指定する手段と、前記2つの任意点の間にて形成されるベクトルを算出する手段と、前記ベクトルを一軸とし且つ前記2つの任意点のいずれか1点を原点とした座標系を算出する手段と、前記被検眼の断層像を取得する手段と、前記座標系の原点と対応する前記断層像の前記任意点を合致させる手段と、合致させなかった前記任意点の前記眼底像上の位置と前記断層像上の位置とのズレ量を算出する手段と、前記ズレ量に基づいて前記眼底像における前記2つの任意点と前記断層像における前記2つの任意点各々に対応する点とが一致するように前記断層像を変換する手段と、を備えたことを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る画像処理方法は、被検眼の眼底像を取得する工程と、前記眼底像において少なくとも2つの任意点を指定する工程と、前記被検眼の断層像を取得する工程と、前記眼底像において指定された第一の任意点と第二の任意点との間の間隔と、前記第一の任意点に対応する前記断層像における第一の点と前記第二の任意点に対応する前記断層像における第二の点との間隔とのズレ量を算出する工程と、前記ズレ量に基づいて、前記眼底像における前記第一の任意点及び前記第二の任意点が前記断層像の対応する前記第一の点及び前記第二の点と一致するように前記断層像を変換する工程と、を含むことを特徴とする。
また、他の態様として、本発明に係る画像処理方法は、被検眼の眼底像を取得する工程と、前記眼底像において2つの任意点を指定する工程と、前記2つの任意点の間にて形成されるベクトルを算出する工程と、前記ベクトルを一軸とし且つ前記2つの任意点のいずれか1点を原点とした座標系を算出する工程と、前記被検眼の断層像を取得する工程と、前記座標系の原点と対応する前記断層像の前記任意点を合致させる工程と、合致させなかった前記任意点の前記眼底像上の位置と前記断層像上の位置とのズレ量を算出する工程と、前記ズレ量に基づいて前記眼底像における前記2つの任意点と前記断層像における前記2つの任意点各々に対応する点とが一致するように前記断層像を変換する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明に係る画像処理装置、画像処理方法およびプログラムによれば、以下の効果が得られる。
即ち、本発明に係る画像処理を行うことにより、注目部位(例えば疾患疑われる部位)に応じて、断層像と眼底像とをマッチングする基点を変更できるので、さまざまな疾患の診断に対応することが可能となるとともに、迅速な診断が可能となる。
本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例1に係る画像処理のプログラムフローを示すチャート図である。 実施例1における画像処理で行われる網膜像解析−網膜座標算出の操作を説明する図である。 実施例1における画像処理で行われる網膜座標算出−表示基準設定の操作を説明する図である。 実施例1においてモニタ114に表示される画像を例示する図である。 被検眼を表示する際に正常眼を並置して表示する例を示す図である。 図5−1の態様にて表示された画像をミラー反転させて表示した場合を例示する図である。 本発明の実施例2に係る画像処理のプログラムフローを示すチャート図である。 実施例2における画像処理で行われる網膜像解析−網膜座標算出の操作を説明する図である。 実施例2における画像処理で行われる網膜座標算出−表示基準設定の操作を説明する図である。 実施例2においてモニタ114に表示される画像を例示する図である。 本発明の実施例3に係る画像処理のプログラムフローを示すチャート図である。 実施例3における画像処理で行われる網膜像解析−網膜座標算出の操作を説明する図である。 実施例3における画像処理で行われる網膜座標算出−表示基準設定の操作を説明する図である。 実施例3においてモニタ114に表示される画像を例示する図である。 従来技術により得られる眼底像と網膜断層画像との関係を模式的に示す図である。 更なる実施例であって、左右眼を同時表示した場合のモニタ画面の一例を示す図である。 図15に示す表示において、断層表示の指定位置を移動した場合の表示例を示す図である。
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
(実施例1)
本発明の実施例1の画像処理装置、画像処理の構成およびプログラムについて、図1,図2に基づき説明する。図1は、本実施例に係る画像処理装置であって、実際に画像処理を行うための構成のブロック図である。
本実施例における撮像装置101は眼底像および眼部の断層像を撮像する装置である。眼底像は、例えば不図示のCharge Coupled Device Image Sensor(CCD)などの固体撮像素子やScanning Laser Ophthalmoscope(SLO)などの構成により撮像される。本例において、眼部の断層像は、例えばタイムドメイン方式のOCT装置やフーリエドメイン方式のOCT装置から得る構成とされている。当該構成では、不図示の被検眼の光路をハーフミラーなどで分割して、眼底像と眼部の断層像を同時に観察、解析し、データ化している。
データサーバ102では、被検眼の眼底画像や断層像、被検眼の画像特徴量などのデータを保持する。即ち、データサーバ102は、眼底/断層像撮像装置101が出力する被検眼の眼底像あるいは断層像や、画像処理部103が出力する解析結果と眼底および網膜基準座標系とを保存する。また、該データサーバ102は、画像処理部103からの要求に応じて、被検眼に関する過去のデータや正常眼のデータを画像処理部103へ送信する。
該画像処理部103は、データ入出力部105、眼底像取得部107、網膜像取得部108、網膜座標算出部109、記憶部106、網膜像解析部110、表示制御部111及び指示取得部112で構成されている。また、画像処理部103は、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)104を介して、データサーバ102や眼底/断層像撮像装置101に接続されている。なお、これらの機器との接続は、USBやIEEE1394等を介してなされる構成であってもよい。
網膜像解析部110は、図3(b)における、3次元断層像の眼球の半径rおよび中心点302の座標を求める。次に図3(a)に示す眼底像上での、本発明における特徴点に対応する指定点301のx、y座標値(眼底上の指定点)から該指定点301の3次元断層像上での座標(x、y、z)を算出する。データ入出力部105は、画像処理部103とデータサーバ102あるいは眼底/断層像撮像装置101とのデータ入出力をするためのインターフェース部として機能する。眼底画像取得部107は、眼底/断層像撮像装置101からLAN104を介してデータ入出力部105へ送出された眼底画像データを取得する。その後、眼底の特徴点の解析と表示座標系への変換を行い、得られた結果データを記憶部106へ送出する。これら眼底像の取得を行う眼底/断層像撮像装置101、眼底画像取得部107等は、本発明において被検眼の眼底像を取得する手段に対応する。また、断層像の取得を行う眼底/断層像撮像装置101、網膜画像取得部108等は、本発明において被検眼の断層像を取得する手段に対応する。
操作部113はポインティングデバイスであり、モニタ114(モニタについては後述する)に表示された眼底像の病変部と推定される任意点を指示する。即ち、該操作部113は、本発明において眼底像において任意点或いは2つの任意点を指定する手段として機能する。該操作部113については、モニタ114上に設置されたタッチパネルやマウスなどがあげられるがこれに限定されない。また、この操作部113はモニタ114上の眼底像の任意位置即ち任意点を指示できればどのような装置でもよい。眼底上の任意点を操作部113で入力すると、指示取得部112は、モニタ114上で入力された該任意点を眼底画像の座標に変換し、記憶部106へその座標データを送出する。
眼底/断層像撮像装置101で取得した、眼底像、断層像及び画像処理装置103にて解析された画像情報が表示座標系へ変換され、モニタ114上に表示される。網膜像取得部108は、眼底/断層像撮像装置101からLAN104を介してデータ入出力部105へ送出された被検眼の断層像データを取得する。網膜座標算出部109は、網膜像取得部108で取得された断層像データから診断対象となる特徴点或いは任意点の3次元データや眼の半径情報などを算出し、表示座標系に変換する処理をする。表示座標系に返還された断層像データは、記憶部106へ転送される。
記憶部106は、眼底像と断面像の座標を対応付ける処理部としても機能する。また、記憶部106は、指示された眼底像の任意点と断層像上の該任意点と対応する位置とを対応させた状態で、モニタ114へこれらを表示させる。
図2は、以上で述べた画像処理装置103等で行われるプログラムのフローを示す。ステップS201は、画像処理プログラムのフローの始まりである。ステップS202で、眼底/断層像撮像装置101により、被検眼の眼底像を取得する。そして、図3に示す黄班部302を原点とするXYの2次元座標系を算出し、当該原点を基準座標の原点として、記憶部106へ送出する。これら処理は、眼底像取得部107によって実行される。
更に、ステップS203で、眼底/断層像撮像装置101により、被検眼の断層像を取得する。ステップS204では、眼底像上の要診断部位についての座標を任意点として指定をする。当該操作は前述した操作部113による任意点の指示等として実行される。
ステップS205では、眼底像上での当該任意点についての座標の入力の有無を判断する。この座標の入力が無ければ、ステップS204へもどって当該座標の入力を待ち、入力がある場合は、次のステップS206へ進む。ステップS206では、網膜像解析として、先に求めた原点について、断層像内の網膜上で後述する3次元座標での座標を算出する。図3で説明すると、図3(b)に示す断面図において、眼球の半径rおよび眼球内における中心点Oを求め、断面像に対して設定される3次元座標において前述した原点とこの中心点を対応させる。更に眼底像に設定したXY座標を一致させた基準座標(x、y、z)を算出する。以上の、本発明における断層像上において眼底像上の任意点に対応する点の算出を行う工程は、該対応する点を算出する手段を構成する網膜像解析部110等により実行される。なお、中心点Oは断層像の曲率から求めることが可能である。
ステップS207では、算出された眼底上の基準座標から、図3(b)に示す断面像における任意点301の該3次元座標上での座標を算出する。続いて、3次元の基準座標(x、y、z)における断層像上の原点302から任意点301までの網膜上での展開距離(rθ)を求める。その後、求めた展開距離と、任意点302の眼底像に対して設定されたXY座標系におけるY軸方向の原点302からの距離とから、その差を算出する。得られた差が、眼底像上の任意点と対応する断層像上での該任意点とを対応表示させた際のズレ量303となる。
ステップS208では、このズレ量303を考慮して、眼底像上で指定した任意点301の座標と断層像上の対応点の座標とが対応するような表示座標系に変換する。その結果、図4に示したように、眼底像上の任意点301と断層像上の任意点301とが対応するように、前述した3次元座標系での座標が表示座標系に変換される。これら座標の変換は、本発明において、任意点と対応する点との位置に基づいて断層像と眼底像をと表示する座標系を変換する手段として機能する表示制御部111等により実行される。
ステップS209では、ステップS208で算出した表示座標系を用いて断層像として得られているデータを表示する。ステップS209においては、例えば図5(a)または図5(b)のように眼底像および断層像が図示しない表示部に表示される。なお、以上のフローにおいて両眼を検査対称とする場合は、図5に示したように、両眼の対応がとれるように表示を行った上で、眼底像上で指定した任意点或いは特徴点と断層像上でのこれら点との対応がとれるように表示する。
図3、および図4は、加齢性黄班変性の眼底像および断層像を例示したものである。本発明によれば、注目部位(例えば疾患疑われる部位)に応じて、断層像と眼底像とをマッチングする基点を変更できるので、さまざまな疾患の診断に対応することが可能となるとともに、迅速な診断が可能となる。また本発明によれば、黄班周辺の正確な網膜の厚みを測定できるようになるので、厚みマップなどを作成する際には、高精細な厚みマップにしても、眼底像からのズレが減少する。また、図5は、図3等の加齢性黄班変性性の被検眼を有した被験者について、その両眼の眼底像および断層像をモニタ114上に表示した場合を例示したものである。本例では、図2に示したプログラムフローにて得られた両眼の画像について、左右眼各々の黄班部302および402、および任意点301および401が一直線上に整列し、且つ対称に表示されるように配置されている。なお、この表示に付随する両眼の画像の配置等の操作は、表示制御部111によって実行される。本例に拠れば、両眼表示をしても、網膜厚みの解析に際して指定点と断層像との対応や、左右眼の特徴点各々の対応が取れた表示ができるので、診断が迅速に行えるようになる。
なお、眼底像および断層図の表示に際して、例えば検査すべき被検眼の画像と比較用としての正常な眼の画像とを複数並べて表示する場合がある。その際、検査の容易性を考慮して被検眼或いは正常眼画像のいずれかを反転させてこれらを表示させることが好ましい。図5−1および図5−2を用いて、このような画像のミラー反転を行って表示する場合を説明する。図5−2(a)は、図5−1(a)の眼底像および断層像をミラー反転させて表示させた例である。図5−1(a)は、正常眼の右眼の眼底像および断層像である。このデータは、緑内障の診断のために、図1のデータサーバ102に格納されていた正常眼データを表示している。図5−1(b)および図5−2(b)は、図5−1(a)と別人の緑内障の疑いのある同一人物の左眼である。図5−1のように表示してしまうと、左右眼で比較するので違和感がある。ここで、不図示のユーザーインターフェースから正常眼をミラー反転表示させる指示を出すと、図5−2(a)のごとく図5−1(a)をミラー反転させて表示する。図5−2の表示であれば、同じ側の眼底像および断層像のように比較できるので、緑内障の疑いのある眼底像および断層像と比較し易くなる。その結果、診断効率が良くなる。また、正常眼のデータが片方の眼のデータだけで済むので、図1のデータサーバ102の容量の節約にもなる。なお、実際の操作は操作部113により表示制御部111にミラー反転の指示を出すことにより実行され、表示制御部111が当該指示に応じて正常眼を電子的に反転させて表示することにより行われる。また、本例では正常眼を反転させているが、被検眼側を反転させることとしても良い。更に複数の片眼(被検眼)を表示させ、各々に対応する正常眼の画像を同時に且つ並置して表示することが好ましい。当該表示制御部111は、本発明における、複数の片眼を比較する際にミラー反転させて表示させる手段として機能する。
(実施例2)
実施例2は、任意の2点を指定して、断層像と眼底を対応させる説明をする。なお、装置構成を示すブロック図は、実施例1と同様であるためここでの説明は省略する。実施例1とは、画像処理プログラムのフローが図6に示したように実施例1とは異なっている。以下プログラムフローについて説明をする。
ステップS601は、画像処理プログラムの始まりである。ステップS602で、眼底/断層像撮像装置101により、被検眼の眼底像を取得する。そして、図7に示す黄班部703を原点とするXYの2次元座標系を算出し、当該原点を基準座標の原点として、記憶部106へ送出する。これら処理は、眼底像取得部107によって実行される。
更にステップS603で、眼底/断層像撮像装置101により、被検眼の断層像を取得する。ステップS602およびS603で実行される操作は前述した実施例1におけるステップS202および203で実行される操作と同じなので、詳細な説明は省略する。
続いてステップS605にて、カウンタ変数Nに0を代入する。ステップS606で、眼底像上の要診断部位等の特徴点についての座標を、任意点として指定する。ステップS607では、この任意点の座標が入力されたか否かを判断する。なお、ステップS606および607では前述した実施例1におけるステップS204および205と同じ処理を実行するので、ここでの説明を省略する。
ステップS607で座標が入力されたと判断された場合にはステップS608に進み、カウンタ変数Nに1を加える。ステップS609では、このカウンタ変数Nが2になるまで、ステップS606からS609までの処理を繰り返す。カウンタ変数がN=2になると、ステップS610へ進む。
ステップS610で実行される処理について図7を参照して説明する。図7(a)は被検眼の眼底像であり、図7(b)は、被検眼の眼球の断面であり、図7(c)は被検眼の断層像を各々示している。第1の任意点701は、眼底像において設定されたXYの座標系において要診断部位と成る特徴点として座標を指定されている。第2の任意点702は、第1の任意点701とは異なる特徴点として座標を指定されている。XYの座標系における原点或いは基準座標として、黄班部703が指定されている。図7(b)では、これら第1の任意点701および第2の任意点702の眼底上での座標が網膜上に投影された点として同一参照番号にて示されている。図7(c)は、眼底像における黄班部703と眼球における黄班部703とを対応させた上で、断層像を展開して示した図である。
ステップS610では、図7(b)に示す断面図において、眼球の半径rおよび眼球内における中心点Oを求め、次に該断面像に対して設定される3次元座標において前述した原点とこの中心点を対応させる。更に眼底像に設定したXY座標を一致させた基準座標(x、y、z)を算出する。その上で、該基準座標における第1の任意点701の座標(x1,y1,z1)および第2の任意点702の座標(x2,y2,z2)を算出する。
ステップS611では、眼底像上の原点を断層像における基準座標の原点に対応させた際の、断層像上の第1の任意点701と眼底像上の第1の任意点701との第1のズレ量704、および断層像上の第2の任意点702と眼底像上の第2の任意点702との第2のズレ量705とを算出する。第1のズレ量704は、図3(b)の断面像において設定された3次元座標から第1の指定点(x1、y1、z1)までの網膜の展開距離(rθ1)を算出し、この網膜展開距離rθ1から眼底像上のXY座標系でのY方向の座標値y1を差し引いた距離として求められる。同様に、第2のズレ量705は、第2の指定点(x2、y2、z2)までの網膜上の展開距離(rθ2)を算出し、該網膜展開距離rθ2からY方向の座標値y2を差し引いた距離として求められる。
ステップS612では、ステップS611で算出された第1および第2のズレ量704、705に基づいて、断層像上の第1および第2の指定点701および702と眼底像上の第1および第2の任意点701および702とが対応するように、断層像の座標を表示座標系に変換する。このステップS612での操作について、図8を用いて説明する。なお、図8(a)および(b)は図7(a)および(b)に各々対応し、図8(c)は表示座標上での断層図を示している。図8(c)における第1の点802は図7(c)における第1の任意点701(x1、y1、z1)に対応する位置として表示される。第2の点803は第2の任意点702(x2、y2、z2)に対応する位置として表示される。図7(c)の断層像表示に用いられる表示座標系をこのような図8(c)の断層像表示に用いられる表示座標系を変更する場合は、図7(b)の断層像のθ座標系に下記の係数を掛けて変換すればよい。即ち、
区間0<y1の係数:y1/rθ1
区間0>y2の係数:y1/rθ2
なお、ステップS602からS612までの操作に関しては左眼の画像を得る場合について説明したが、同時に右目の画像についても同様に処理をしている。ステップS613では、ステップS612で変換したデータをモニタ114上に表示する。実際には図9に例示されるように、両眼の眼底像および断層像が表示される。より詳細には、図6に示したプログラムフローにて得られた両眼の画像について、左右眼各々の黄班部703および903、第1の任意点701および901、および第2の任意点702および902が一直線上に整列し、且つ対称に表示されるように配置されている。なお、この表示に付随する両眼の画像の配置等の操作は、表示制御部111によって実行される。本実施例では、図示のように、実施例1で示したピンポイントの一致ではなく、基準点(前述した原点)の黄班部からy1あるいはy2の座標値までの区間が眼底像に対応するように断層像を表示することができる。
以上に述べたように、本実施例では、特定の任意区間の眼底の状態と網膜の厚みとの対応付けができるので、黄班部周辺や乳頭部周辺の網膜の厚みのアシンメトリー解析ができ、従って緑内障および黄班変性なのどの診断に有効である。本実施例によれば、注目部位(例えば疾患疑われる部位)に応じて、断層像と眼底像とをマッチングする基点を変更できるので、さまざまな疾患の診断に対応することが可能となるとともに、迅速な診断が可能となる。
なお、任意の2点を指定した場合について上記実施例において説明したが、これに限定されるものではなく、3点以上指定する場合に上記実施例を適用することもできる。
(実施例3)
実施例3では、眼底上の特徴点として任意の点の座標を抽出して、この任意点を用いて断層像と眼底像とを対応させている。なお、装置構成を示すブロック図については、図1に示した実施例1の場合と変わらないため、ここでの説明は省略する。本実施例ではプログラムフローが、図10に示したように実施例1の場合と異なる。以下プログラムフローについて述べる。
ステップS1001は画像処理装置103等で行われるプログラムフローの始まりである。ステップS1002で、眼底/断層像撮像装置101により、被検眼の眼底像を取得する。ステップS1003では、ステップS1002で取得した眼底像から任意点を抽出し後述する操作によりベクトルを算出するとともに、被検眼の眼底像上でのXY座標系を構築する。
以上の操作の具体的手順を図11に基づいて説明する。本例において、第1の任意点1101は黄班部であり、第2の任意点1102は乳頭部である。まず、第2の任意点(乳頭部)1102から第1の任意点(黄班部)1101へ向かうベクトル(以下、Y方向ベクトルと呼ぶ)を定義する。次に、第1の特徴点1101からY方向ベクトルに垂直な方向ベクトルをX方向ベクトルと定義する。そして、第1の任意点1101を原点としたXYの基準座標系を構築する。構築された基準座標系の情報は、眼底像取得部107により記憶部106へ送出される。即ち、本実施例では、操作部113が眼底像において2つの任意点を指定する手段として機能し、眼底像取得部107が該2つの任意点の間にて形成されるベクトルを算出する手段として機能する。更に当該眼底像取得部107が該ベクトルを一軸とし且つ2つの任意点の何れか1点を原点とした座標系を算出する手段として機能する。
図11(a)の眼底像において、第1の任意点1101の座標は(x1、y1)として、第2の任意点1102の座標は(x2、y2)として設定される。次のステップS1003では、眼底/断層像撮像装置101により、被検眼の断層像を取得する。ステップS1004では、ステップS1003で得られた断層像から眼球の半径rを算出し、更にステップS1002で算出された第1の任意点1101および第2の任意点1102の座標から、図11(b)に示されるZ方向の座標も算出する。以上で、黄班部に対応する第1の任意点1101および乳頭部に対応する第2の任意点1102の、3次元座標系での各々の座標を算出できたことになる。
ステップS1005では、眼底上の第1の任意点1101の座標と、被検眼断面の3次元座標系における当該第1の任意点1101を断層像として展開させた際の位置の座標とのズレ量1103を算出する。ズレ量1103は、第1の任意点1101の3次元座標系での座標から第2の任意点1102の3次元座標系での座標までの網膜の展開距離(rθ1)を算出する。この網膜展開距離(rθ1)から眼底像上のXY座標系での第2の任意点1102のY方向の座標値であるy1を差し引いた距離としてズレ量1103が求められる。以上の操作は、本実施例において座標系の原点と対応する断層像の任意点とを合致させる手段、および合致させなかった任意点の前記眼底像上の位置と前記断層像上の位置とのズレ量を算出する手段として機能する網膜像解析部110等により実行される。
ステップS1106では、ステップS1005で算出されたズレ量1103に基づいて、第1の任意点である黄班部を座標の基点として、図11(a)の眼底像における第2の任意点1102が展開された眼底像における第2の任意点1102と対応がとれるように、断層像の座標を表示座標系に変換する。この操作について、図12を使用して説明する。第2の任意点1102の座標は(x2、y2、z2)に対応する位置であり、第1の任意点1101の座標は(x1、y1、z1)に対応する位置となる。これら対応する任意点がXY座標系で一致するように表示座標系を変更する場合は、図12(b)に示される断層像のθ座標系に下記の係数を掛けて変換すればよい。即ち
区間y1>y2の係数:y1/rθ1
以上の操作は、本実施例においてズレ量に基づいて眼底像における2つの任意点と断層像における2つの任意点各々に対応する点とが一致するように断層像を変換する手段として機能する表示制御部111等により実行される。
なお、ステップS1002からS1006までの操作に関しては左眼の画像を得る場合について説明したが、同時に右目の画像についても同様に処理をしている。ステップS1007では、ステップS1006で変換したデータをモニタ114上に表示する。実際には図13に例示されるように、両眼の眼底像および断層像が表示される。より詳細には、図10に示したプログラムフローにて得られた両眼の画像について、左右眼各々の第1の任意点たる黄班部1101および1103、および第2の任意点たる乳頭部1102および1302が一直線上に整列し、且つ対称に表示されるように配置されている。当該様式による被検眼の眼底像および断層像の表示は、黄班部1101と乳頭部1102間の網膜厚みと眼底の対応がとれた表示となる。黄班と乳頭の網膜の厚みは、初期の緑内障診断に有効である。また、本実施例によれば、注目部位(例えば疾患疑われる部位)に応じて、断層像と眼底像とをマッチングする基点を変更できるので、さまざまな疾患の診断に対応することが可能となるとともに、迅速な診断が可能となる。
(その他の実施例)
本件は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。例えば、上記の実施例では、被測定物が眼の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被測定物に本発明を適用することも可能である。
さらに、上記実施例のように図示しない表示部に図5(a)または図5(b)に示すように左眼または右眼の眼底像および断層像が表示されている場合に、検者が例えば指定点301をマウス等の操作手段により移動させると表示制御手段111は指定点301の移動に伴い表示部に表示させる断層像を変更する。具体的にはドラッグ操作またはマウスのホイールを回転させることで指定点301を移動させると、移動した指定点301に基づいて図2のステップS206〜S209の動作が行われる。すなわち、指定点301を移動させることで、移動した指定点301の位置における断層像が表示制御部111によって表示部に順次表示される。なお、指定点401を移動させる場合も同様である。
このようにすれば、上記実施例によって得られる効果に加えて、連続して断層像を表示することができるため、より迅速な診断が可能となる。
なお、断層像を順次表示させる例を左右眼の眼底像および断層像が表示されている場合に適用することもできる。すなわち、図5のように表示部に左右眼の眼底像および断層像が表示されている場合には、指定点301の移動に同期して指定点401を移動させるとともに、指定点301、401のそれぞれの位置に応じた断層像を表示制御部111によって表示部に順次表示させることとしてもよい。このようにすれば、指定点301、401は眼底像上の同一の位置を示し、この同一の位置における左右眼それぞれの断層像が表示される。なお、同一とは完全に同一の場合および略同一の場合を含む概念である。また、指定点301の移動に同期して指定点401を移動させるため、画像処理装置103は例えば、左右眼それぞれの眼底像の対応を事前に把握しておく。なお、左右眼それぞれの断層像を表示するのではなく、同一眼の経過観察のため等に同一眼の異なる日時におけるそれぞれの断層像を表示することとしてもよい。
このようにすれば、上記実施例によって得られる効果に加えて、左右眼の同一位置の断層像を比較することは可能となるため、より迅速な診断が可能となる。
ここで、左右両眼の同時表示の形態において、一方の眼において断層像得る指定位置を移動させた場合に、他方の目の断層像を得る位置に関してもこれに追随して指定位置を移動させる形態を例示する。なお、本形態では前述した指定点301、401ではなく眼底像中における指定線を移動させる場合を示すが、指定点或いは指定線の態様はこれら例に限定されない。
図15は、モニタ114に左右眼の眼底像、厚みマップ等を同時表示させた場合を示している。より詳細には、神経線維層(NFL)、神経線維層(GCL)および神経線維層(IPL)の合計厚みマップをともなった、両眼の断面比較実施例を説明する。
図15は、モニタ114の画面表示である。12は、右眼の眼底像である。34は、右眼の乳頭部である。35は、右眼の黄班部である。14は、左眼の眼底象である。36は、左眼の乳頭部である。37は、左眼の黄班部である。
1は、右眼のNFL、GCLおよびIPLの合計厚みマップである。以下では、NFL、GCLおよびIPLの合計厚みマップのことをNFL+GCL+IPL厚みマップと呼ぶ。11は、右眼のNFL+GCL+IPL厚みマップチャートである。2つの同心円と円中心を通る直線2本で四等分したチャートである。前記の直線は直角に交わっている。NFL+GCL+IPL厚みマップチャート11の円中心は黄班中心に配置される。そして、2つの同心円を4等分する2本の直線の内1本は、黄班部35と乳頭部34のそれぞれの中心を通る直線と重なるように配置される。以上により、NFL+GCL+IPL厚みマップチャート11は、2,5,10,7,8,9,3,6の8領域に分割される。38は、NFL+GCL+IPL厚みをグレースケール濃度で表現するための基準濃淡バーである。0μmから250μmの厚みを前記のグレースケール濃淡で表現する。前記のNFL+GCL+IPL厚みマップチャート11内のNFL+GCL+IPL厚みを基準濃淡バー38の濃淡で表示する。20は、NFL+GCL+IPL厚みマップチャート11の8分割された各領域のNFL+GCL+IPL厚みの平均値を表示している。領域26は、領域2と対応する。領域27は、領域5と対応する。領域21は、領域10と対応する。領域24は、領域7と対応する。領域25は、領域6と対応する。領域28は、領域3と対応する。領域22は、領域9と対応する。領域23は、領域8と対応する。
29は、領域25、26、27および28と領域21、22、23および24のNFL+GCL+IPL厚みの平均値を表している。領域25、26、27および28は、上半分の領域に相当する。領域21、22、23および24は、下半分の領域に相当する。
30は、領域25、26、27、28、21、22、23および24のNFL+GCL+IPL厚みの平均値を表している。
人間の眼は、黄班中心と乳頭中心を通るラインで対称性を持っている。黄班中心と乳頭中心を通るラインに相当するのが、NFL+GCL+IPL厚みの平均値20のT−Nのラインである。このマップを見て対称性を確認すれば、右眼が病気か否かの診断が可能になる。
31は、右眼の断層像である。13は、断層像31の眼底上における位置を示す矢印であって前述した指定線に対応する。矢印13と矢印4は同じである。矢印13および矢印4は、それぞれ不図示のポインティングデバイスで位置をずらすことが可能で、ポインティングデバイスで移動させると、もう一方の断面矢印も同じ位置に移動する。
16は、左眼のNFL+GCL+IPL厚みマップである。39は、左眼のNFL+GCL+IPL厚みマップチャートである。2つの同心円と円中心を通る直線2本で四等分したチャートである。前記の直線は直角に交わっている。NFL+GCL+IPL厚みマップチャート39の円中心は黄班中心に配置される。そして、2つの同心円を4等分する2本の直線の内1本は、黄班部37と乳頭部36のそれぞれの中心を通る直線と重なるように配置される。以上により、NFL+GCL+IPL厚みマップチャート39は、40,41,42,43,44,45,46,47の8領域に分割される。48は、NFL+GCL+IPL厚みをグレースケール濃度で表現するための基準濃淡バーである。0μmから250μmの厚みを前記のグレースケール濃淡で表現する。前記のNFL+GCL+IPL厚みマップチャート39内のNFL+GCL+IPL厚みを基準濃淡バー48の濃淡で表示する。17は、NFL+GCL+IPL厚みマップチャート39の8分割された各領域のNFL+GCL+IPL厚みの平均値を表示している。領域49は、領域40と対応する。領域50は、領域41と対応する。領域51は、領域42と対応する。領域52は、領域43と対応する。領域53は、領域44と対応する。領域54は、領域45と対応する。領域55は、領域46と対応する。領域56は、領域47と対応する。
19は、領域49、50、51および52と領域53、54、55および56のNFL+GCL+IPL厚みの平均値を表している。領域49、50、51および52は、上半分の領域に相当する。領域53、54、55および56は、下半分の領域に相当する。
18は、領域49、50、51、52、53、54、55および56のNFL+GCL+IPL厚みの平均値を表している。
人間の眼は、黄班中心と乳頭中心を通るラインで対称性を持っている。黄班中心と乳頭中心を通るラインに相当するのが、NFL+GCL+IPL厚みの平均値17のT−Nのラインである。このマップを見て対称性を確認すれば、左眼が病気か否かの診断が可能になる。
32は、右眼の断層像である。15は、断層像31の眼底上における位置を示す矢印である。矢印15と矢印33は同じ眼底上の位置にある。矢印15および矢印33は、それぞれ不図示のポインティングデバイスで位置をずらすことが可能で、ポインティングデバイスで移動させると、もう一方の断面矢印も同じ位置に移動する。以上が左右眼の個別の説明である。
人間の両眼は、解剖学上ミラー対象になっていることが知られている。左右眼を比較することで、方眼だけではわからなかった病気を診断できることもあるので、両眼のミラー対称性を利用して、両眼の比較をすることも病気の発見に有効である。
左右眼の個別の説明で、断層像の眼底上の断面位置を示す矢印13,4,15,33などを説明した。この矢印を不図示のポインティングデバイスで移動させた場合は、他方眼の断面矢印も前記で説明したミラー対称位置に移動する。図16は指定線たることの矢印をポインティングデバイスにより移動させた後のモニタ114上の表示を示している。例えば、図16のように右眼の断面位置を示す矢印4を不図示のポインティングデバイスで黄班部より左側へ動かすと、左眼の矢印15,33も右眼ミラー対称位置に移動する。以上により、左右眼のミラー対象となる位置の眼底断面を比較することができる。
次に左右眼のNFL+GCL+IPL厚みマップチャートの比較の説明をする。右眼のNFL+GCL+IPL厚みマップチャート11と左眼のNFL+GCL+IPL厚みマップチャート39は、左右眼ミラー対称の法則があるので、以下のように対応している。
領域27は、領域52に対応する。領域26は、領域49に対応する。領域28は、領域51に対応する。領域25は、領域50に対応する。領域21は、領域56に対応する。領域24は、領域53に対応する。領域22は、領域55に対応する。領域23は、領域54に対応する。NFL+GCL+IPL厚みマップチャート29の上下は、NFL+GCL+IPL厚みマップチャート19の上下とそれぞれ対応している。NFL+GCL+IPL厚みマップチャート30は、NFL+GCL+IPL厚みマップチャート18に対応している。
以上に説明したとおり、両眼の同じ位置での断層像の比較やNFL+GCL+IPL厚みマップチャートの比較をすることで、病眼か否かの診断が可能になる。
なお、ここで例示した左右眼を同時表示した場合の他にも、表示制御部111は、この眼底像上の同一の位置における左右眼それぞれの断層像を比較して、一致度が所定閾値以下である場合、指定点301,401の移動に関わらず一致度が所定閾値以下となった断層像を表示したままにすることも可能である。なお、断層像の比較は、断層像全体の比較を行ってもよいし、指定点301,401に対応した位置付近の断層像のみを比較することとしてもよい。一致度が所定閾値以下となった断層像の部位に対して、検者が左右眼それぞれの断層像の異なる部位を認識できるように表示制御部111はマーク等の強調表示を表示部に表示させることとしてもよい。なお、左右眼の比較のみではなく、同一眼の経過観察のため等に同一眼の断層像を比較することとしてもよい。
このようにすれば、上記実施例によって得られる効果に加えて、左右眼の同一位置の断層像が異なることを検者が容易に把握することが可能となり、より迅速な診断が可能となる。また、指定点301,401に対応した位置付近の断層像のみを比較することで、画像処理装置103での処理負荷を軽減することができ、画像処理装置103は迅速に比較結果を決定することが可能となる。なお、指定点付近の断層像を比較対象とするため、検者が比較したいと考える断層像の部位は比較対象となっており診断の質の低下は防止される。
さらに、指定点301はマウス等の操作手段により移動させることとしたが、これに限定されるものではなく予め定められた軌跡を自動的に移動させることとしてよい。この場合、指定点301の移動は移動開始ボタンの押し下げ等をきっかけに指定点301の移動が開始される。なお、指定点401を移動させる場合も同様である。
また、眼底像上で指定する点を複数として上記実施例2,3を断層像が上記の順次表示される例に適用してもよい。
さらに、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
101 眼底/断層像撮像装置
102 データサーバ
103 画像処理装置
104 LAN
105 データ入出力部
106 記憶部
107 眼底像取得部
108 網膜像取得部
109 網膜座標算出部
110 網膜像解析部
111 表示制御部
112 表示取得部
113 操作部

Claims (17)

  1. 被検眼の眼底像を取得する手段と、
    前記眼底像において少なくとも2つの任意点を指定する手段と、
    前記被検眼の断層像を取得する手段と、
    前記眼底像において指定された第一の任意点と第二の任意点との間の間隔と、前記第一の任意点に対応する前記断層像における第一の点と前記第二の任意点に対応する前記断層像における第二の点との間隔とのズレ量を算出する手段と、
    前記ズレ量に基づいて、前記眼底像における前記第一の任意点及び前記第二の任意点が前記断層像の対応する前記第一の点及び前記第二の点と一致するように前記断層像を変換する手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  2. 両眼の前記眼底像及び前記断層像を表示する際には、左右眼における前記眼底像及び前記断層像の各々が互いに対称となる位置に配置されるように表示する手段、を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 複数の片眼を比較する際に、一の片眼をミラー反転させて表示させる手段、を更に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  4. 左右眼の一方の眼の画像をミラー反転させて他方の眼の画像と並べて表示させる手段、を更に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  5. 前記ミラー反転させて表示させる手段は、前記左右眼の眼底像において前記断層像を得た位置を示す表示形態を前記眼底像に重畳表示し、
    前記左右眼の一方の眼の眼底像において前記表示形態が移動される際に、前記左右眼の他方の眼の眼底像に対応して表示される表示形態も追随して移動されることを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
  6. 前記断層像における前記第一の点と前記第二の点との間隔は展開距離であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の画像処理装置。
  7. 被検眼の眼底像を取得する手段と、
    前記眼底像において複数の任意点を指定する手段と、
    前記被検眼の断層像を取得する手段と、
    前記眼底像において指定された前記複数の任意点のうち1つの任意点である基準点を前記断層像における前記基準点に対応する点と一致させた場合における、前記複数の任意点のうち前記基準点とは異なる点と、前記基準点とは異なる点に対応する前記断層像における点とのズレ量を算出する手段と、
    前記ズレ量に基づいて、前記眼底像における前記基準点とは異なる点前記基準点とは異なる点に対応する前記断層像における点と一致するように前記断層像を変換する手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  8. 被検眼の眼底像を取得する手段と、
    前記眼底像において複数の任意点を指定する手段と、
    前記被検眼の断層像を取得する手段と、
    前記眼底像において指定された前記複数の任意点のうち1つの任意点である基準点を前記断層像における前記基準点に対応する点と一致させた場合における、前記複数の任意点のうち前記基準点とは異なる点と、前記基準点とは異なる点に対応する前記断層像における点とのズレ量を算出する手段と、
    前記眼底像における前記基準点とは異なる点前記基準点とは異なる点に対応する前記断層像における点と一致するよう、前記ズレ量に基づいて、前記眼底像及び前記断層像を表示手段に表示させる手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  9. 前記表示させる手段は、前記眼底像と前記断層像とを並べて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
  10. 前記表示させる手段は、前記眼底像における前記基準点とは異なる点と前記基準点とは異なる点に対応する前記断層像における点とが一つの直線上に位置するように前記眼底像及び前記断層像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項8又は9に記載の画像処理装置。
  11. 前記表示させる手段は、前記断層像を平面状態で前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項8乃至10の何れか一項に記載の画像処理装置。
  12. 被検眼の眼底像を取得する手段と、
    前記眼底像において2つの任意点を指定する手段と、
    前記2つの任意点の間にて形成されるベクトルを算出する手段と、
    前記ベクトルを一軸とし且つ前記2つの任意点のいずれか1点を原点とした座標系を算出する手段と、
    前記被検眼の断層像を取得する手段と、
    前記座標系の原点と対応する前記断層像の前記任意点を合致させる手段と、
    合致させなかった前記任意点の前記眼底像上の位置と前記断層像上の位置とのズレ量を算出する手段と、
    前記ズレ量に基づいて前記眼底像における前記2つの任意点と前記断層像における前記2つの任意点各々に対応する点とが一致するように前記断層像を変換する手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  13. 被検眼の眼底像を取得する工程と、
    前記眼底像において少なくとも2つの任意点を指定する工程と、
    前記被検眼の断層像を取得する工程と、
    前記眼底像において指定された第一の任意点と第二の任意点との間の間隔と、前記第一の任意点に対応する前記断層像における第一の点と前記第二の任意点に対応する前記断層像における第二の点との間隔とのズレ量を算出する工程と、
    前記ズレ量に基づいて、前記眼底像における前記第一の任意点及び前記第二の任意点が前記断層像の対応する前記第一の点及び前記第二の点と一致するように前記断層像を変換する工程と、を備えたことを特徴とする画像処理方法。
  14. 被検眼の眼底像を取得する工程と、
    前記眼底像において複数の任意点を指定する工程と、
    前記被検眼の断層像を取得する工程と、
    前記眼底像において指定された前記複数の任意点のうち1つの任意点である基準点を前記断層像における前記基準点に対応する点と一致させた場合における、前記複数の任意点のうち前記基準点とは異なる点と、前記基準点とは異なる点に対応する前記断層像における点とのズレ量を算出する工程と、
    前記ズレ量に基づいて、前記眼底像における前記基準点とは異なる点前記基準点とは異なる点に対応する前記断層像における点と一致するように前記断層像を変換する工程と、を備えたことを特徴とする画像処理方法。
  15. 被検眼の眼底像を取得する工程と、
    前記眼底像において複数の任意点を指定する工程と、
    前記被検眼の断層像を取得する工程と、
    前記眼底像において指定された前記複数の任意点のうち1つの任意点である基準点を前記断層像における前記基準点に対応する点と一致させた場合における、前記複数の任意点のうち前記基準点とは異なる点と、前記基準点とは異なる点に対応する前記断層像における点とのズレ量を算出する工程と、
    前記眼底像における前記基準点とは異なる点前記基準点とは異なる点に対応する前記断層像における点と一致するよう、前記ズレ量に基づいて、前記眼底像及び前記断層像を表示手段に表示させる工程と、を備えたことを特徴とする画像処理方法。
  16. 被検眼の眼底像を取得する工程と、
    前記眼底像において2つの任意点を指定する工程と、
    前記2つの任意点の間にて形成されるベクトルを算出する工程と、
    前記ベクトルを一軸とし且つ前記2つの任意点のいずれか1点を原点とした座標系を算出する工程と、
    前記被検眼の断層像を取得する工程と、
    前記座標系の原点と対応する前記断層像の前記任意点を合致させる工程と、
    合致させなかった前記任意点の前記眼底像上の位置と前記断層像上の位置とのズレ量を算出する工程と、
    前記ズレ量に基づいて前記眼底像における前記2つの任意点と前記断層像における前記2つの任意点各々に対応する点とが一致するように前記断層像を変換する工程と、を備えたことを特徴とする画像処理方法。
  17. 請求項13乃至16の何れか一項に記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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