JP2001314374A

JP2001314374A - 角膜内皮細胞測定装置

Info

Publication number: JP2001314374A
Application number: JP2000136035A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishio; 幸治西尾
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2000-05-09
Filing date: 2000-05-09
Publication date: 2001-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】より簡単に且つ撮影像を見にくくすることな
く細胞壁を検出することができ、角膜内皮細胞の各種解
析を正確に行うことのできる角膜内皮細胞測定装置を提
供する。【解決手段】本発明に係る角膜内皮細胞測定装置１
は、撮影された角膜内皮細胞像を表示するモニタ６と、
モニタ６に表示された細胞像の各細胞の中心点をマーキ
ングする入力装置７と、マーキングされた中心点の座標
を特定するとともにそのマーキングされた中心点同士の
間にある細胞壁を検出し、且つ、この検出結果に基づい
て各細胞の面積を演算する演算処理装置５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるスペキュ
ラーマイクロスコープ等により撮影された角膜内皮細胞
像について細胞面積、細胞密度等を測定し、角膜内皮細
胞の検査に供する角膜内皮細胞測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、角膜内皮細胞を検査する方法
として、撮影された角膜内皮細胞像の細胞壁の座標をデ
ジタイザーを用いてコンピュータに入力するデジタイザ
ー法、撮影された角膜内皮細胞像の各頂点を入力する頂
点入力法、撮影された角膜内皮細胞像に長方形状の枠を
重ね合わせ枠内の細胞数を数えて細胞密度を求めるグリ
ッド法、撮影された角膜内皮細胞像に画像処理を施して
解析する自動解析方法、及び細胞一つ一つの面積を算出
して各種値を計測する簡易解析方法等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
イザー法では手作業による細胞壁のトレースが必要で多
大な時間と労力が要求される上、作業者による解析誤差
を避けることができないという問題があった。

【０００４】また、頂点入力法では入力した頂点のすべ
てにマークが付いてしまうので、撮影された角膜内皮細
胞像が見にくくなるという問題があった。

【０００５】グリッド法では長方形状の枠の各辺で切り
取られる細胞について切り取られ方如何により数え方を
調整することが難しく、さらに細胞密度以外のデータを
求めることができないという問題があった。

【０００６】自動解析方法では前処理工程としてノイズ
除去及び局所的濃度勾配補正を行い、次に境界抽出処理
工程として二値化処理及び細線化処理を行うが、このよ
うな工程において例えばオペレーターが画像の局所的な
濃度分布異常やコントラスト不足を解消するため、ある
いは、細胞内の細胞核による解析装置の誤認識を補うた
め、手作業によるデータ修正に膨大な時間を費やす必要
があるという問題があった。

【０００７】簡易解析方法は、以上のような問題に鑑み
て新たに発案された方法ではあるが、大きな細胞をも考
慮して画像データを検出することが難しいため、細胞壁
を誤って検出するという問題や、細胞内の細胞核による
誤認識を避けることができないという問題が残った。ま
た、細胞の細胞壁部分を手作業で特定する場合、その特
定した部分すべてにマークが付いてしまい、撮影像が非
常に見にくくなるという問題があった。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、より簡単に且つ撮影像を見にくくすることなく細
胞壁を検出することができ、角膜内皮細胞の各種解析を
正確に行うことのできる角膜内皮細胞測定装置を提供す
ることを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、撮影された角膜内皮細胞像を表
示する表示手段と、該表示手段に表示された細胞像の各
細胞の中心点をマーキングするマーキング手段と、該マ
ーキング手段によりマーキングされた中心点の座標を特
定する座標特定手段と、前記マーキング手段によりマー
キングされた中心点同士の間にある細胞壁を検出する細
胞壁検出手段と、該細胞壁検出手段の検出結果に基づい
て前記各細胞の面積を演算する細胞面積演算手段とを有
する角膜内皮細胞測定装置を特徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、撮影された角膜内皮細
胞像を表示する表示手段と、該表示手段に表示された細
胞像の各細胞の中心点をマーキングするマーキング手段
と、該マーキング手段によりマーキングされた中心点の
座標を特定する座標特定手段と、前記マーキング手段に
よりマーキングされた複数の中心点を結んで得られる閉
曲線上の隣接する２つの中心点間にある細胞壁を検出す
るとともに、その２つの中心点の一方の中心点と前記閉
曲線上になく前記一方の中心点の最も近くにある中心点
との間にある細胞壁を検出する細胞壁検出手段と、該細
胞壁検出手段の検出結果に基づいて前記一方の中心点を
含む細胞の面積を演算する細胞面積演算手段とを有する
角膜内皮細胞測定装置を特徴とする。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２に記載の角膜
内皮細胞測定装置において、前記細胞壁検出手段は、前
記マーキング手段によりマーキングされた複数の中心点
を結んで得られる第一の閉曲線を特定し、該第一の閉曲
線の内側にある中心点を結んで得られる閉曲線のうち最
大のものを第二の閉曲線として特定し、前記第一の閉曲
線上の隣接する２つの中心点間にある細胞壁を検出する
とともに、その２つの中心点の一方の中心点と前記第二
の閉曲線上で且つ前記一方の中心点の最も近くにある中
心点との間にある細胞壁を検出することを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
のいずれか１項に記載の角膜内皮細胞測定装置におい
て、前記細胞面積演算手段の演算結果に基づいて、複数
の細胞に関する平均面積、最小面積、最大面積、標準偏
差又は変動係数を算出する算出手段を有することを特徴
とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１４】図１は本発明に係る角膜内皮細胞測定装置
の概略構成を示す。この角膜内皮細胞測定装置１は、画
像入力インターフェース２と、Ａ／Ｄ変換器３と、画像
メモリ４と、演算処理装置５と、表示手段としてのモニ
タ６と、入力装置７とを備える。

【００１５】画像入力インターフェース２には、ＣＣＤ
カメラ等からなる撮像装置８が接続され、角膜内皮を撮
像した画像信号が取り込まれるようになっている。この
撮像装置８からの画像信号がＮＴＳＣコンポジット信号
である場合には、画像入力インターフェース２には輝度
信号を取り出してＤＣレベルの変動を防止するクランプ
回路や、同期信号を分離するための同期分離回路等が内
蔵される。なお、この撮像装置８の代わりに、角膜内皮
を写真撮影してその写真画像を画像信号に変換し、画像
入力インターフェース２に送出するシステムが用いられ
てもよい。

【００１６】Ａ／Ｄ変換器３は輝度信号をデジタル化す
るためのものであり、輝度信号の黒レベルから白レベル
までをＡ／Ｄ変換するように構成されている。画像メモ
リ４はＡ／Ｄ変換器３によりデジタル化された画像信号
を記憶し、記憶された画像が演算処理装置５によりモニ
タ６に表示されるようになっている。

【００１７】入力装置７はマウス、トラックボール等の
作業者の意思を入力することができる装置からなり、作
業者がモニタ６に表示された角膜内皮細胞像のうち任意
の細胞の中心点をマーキングするために使用される。こ
の入力装置７からの入力に応じて、演算処理装置５はモ
ニタ６に表示された細胞の中心点に点状のマークを表示
させるとともに、このマークの座標位置を演算して特定
する役割を果たす。

【００１８】また、演算処理装置５は、それらマーキン
グされた複数の中心点を結ぶことによりつくられる閉曲
線のうち、その囲む面積が最大となる閉曲線、換言すれ
ば、マーキングした中心点のすべてがその内側又は線上
にあるような第一の閉曲線を形成し、この第一の閉曲線
の内側にある中心点を結ぶことによりつくられる閉曲線
のうち最大のものを第二の閉曲線として形成し、以降、
同様に第ｎの閉曲線まで形成した後、個々の細胞の面積
等を演算する。この点の詳細については後述する。

【００１９】次に、この角膜内皮細胞測定装置１の動作
について説明する。

【００２０】例えば図２の左側に示す角膜内皮細胞像が
撮像装置８により得られると、モニタ６の画面上にはそ
の角膜内皮細胞像を区画してなる部分Ｒ’の像が同図右
側に示すように表示される。この区画は角膜内皮細胞像
の任意の箇所について行うことができ、モニタ６にはそ
の部分Ｒ’の像を予め設定されている複数の倍率のうち
所望の倍率で表示させることができる。作業者は、その
モニタ表示を見ながら入力装置７を使用して、互いに隣
接する複数の細胞の中心点をマーキングする。ここで
は、計２２個の細胞の中心点Ａ₁、Ｂ₁、Ｃ₁、Ｄ₁、
Ａ₂、Ｂ₂、Ｃ₂、Ｄ₂、Ａ₃、ア₁、イ₁、ウ₁、エ₁、オ₁、
カ₁、キ₁、ク₁、ケ₁、コ₁、ア₂、イ₂、ウ₂にマーキング
した例を示している。

【００２１】マーキングが終了すると、マークされた各
中心点のそれぞれの座標位置が演算処理装置５により特
定される。その座標値はモニタ６の画面左上隅を原点Ｏ
とし、右向き及び下向きにとられたＸ軸及びＹ軸により
規定される。

【００２２】ここで求められた各座標（Ｘ，Ｙ）は演算
処理装置５に記憶され、この演算処理装置５により実行
される以下のステップ１〜ステップ９に従ってまず第一
の閉曲線が形成される。

【００２３】ところで、計測精度を保つためには、所定
個数以上の細胞をマーキングする必要があるため、作業
者がその所定個数以上の細胞をマークせずにマーキング
を終了しようとした場合には、モニタ６の画面上に警告
表示が出されて作業者はマーキングの続行を促される。

【００２４】また、被検眼の細胞密度が小さい場合に
は、モニタ６の画面中に当該所定個数以上の細胞が表示
されず、そのために所定個数以上の細胞のマーキングが
できないことも生じうる。この場合には、作業者が図示
しないリセットボタンを押すと自動的にモニタ６の画面
上における表示倍率が低くなり、所定個数以上のマーキ
ングが可能な状態に変更される。あるいは、リセットボ
タンの押下げに対応してモニタ６の表示倍率を下げる必
要がある旨の表示をし、作業者自身に表示倍率を下げさ
せるようにしてもよい。

【００２５】〔ステップ１〕まず、マークされた中心点
のうち画面上最も左上にある点が、閉曲線描画の基準と
なる第一基点として決定される。すなわち、座標原点Ｏ
からマーキングされた各中心点までの距離ｒ＝（Ｘ²＋
Ｙ²）^1/2がそれぞれ算出され、この距離ｒを最小とする
点が第一基点として決定され記憶される。ここでは、点
Ａ₁までの距離が他点までの距離よりも小さいため、点
Ａ₁が第一基点となる。なお、距離ｒを最小とする点が
複数ある場合には、それらのうちＸ座標の値が最小のも
のを第一基点とする。

【００２６】同様に、画面右上隅（Ｘ１，０）からの距
離に基づいて画面上最も右上にある点が第二基点として
決定され、画面右下隅（Ｘ１，Ｙ１）からの距離に基づ
いて画面上最も右下にある点が第三基点として決定さ
れ、画面左下隅（０，Ｙ１）からの距離に基づいて画面
上最も左下にある点が第四基点として決定される。ここ
では、点Ｂ₁、点Ｃ₁、点Ｄ₁がそれぞれ第二基点、第三
基点、第四基点となる。

【００２７】〔ステップ２〕次に、第一基点である点Ａ
₁から右回りに第一の閉曲線の描画が開始される。ま
ず、点Ａ₁よりもＸ座標の値が大きい中心点が検索さ
れ、点ケ₁を除くすべての点（全部で２０点）が選ばれ
る。そして、これら各点と点Ａ₁とを結んだ線分のそれ
ぞれの傾きｄＹ／ｄＸが演算され、傾きｄＹ／ｄＸが一
番小さい線分に対応する点（点イ₁）と、傾きｄＹ／ｄ
Ｘが二番目に小さい線分に対応する点（点ア₁）とが選
出される。これらの２点は描画の進行先となる「次なる
点」の候補として残り、他の点はその「次なる点」の対
象外と判断される。

【００２８】続いて、その候補として残った２点に対応
する２線分（線分Ａ₁イ₁、線分Ａ₁ア₁）の長さが比較さ
れる。一方の線分の長さが他方の線分の長さのα倍（こ
こではα＝２とする）以上である場合には、短い方の線
分に対応する点が次なる点として決定され、この点と点
Ａ₁とが線分により結ばれて本ステップにおける描画が
完了する。一方、一方の線分の長さが他方の線分の長さ
のα倍未満である場合には、傾きｄＹ／ｄＸが一番小さ
い線分に対応する点が次なる点として決定され、この点
と点Ａ₁とを結ぶ線分が描画される。ここでは、線分Ａ₁
イ₁の長さが線分Ａ₁ア₁の長さよりも２倍以上長く、そ
の次なる点として点ア₁が選定されるので、線分Ａ₁ア₁
がモニタ６の画面上に表示される（図３（ａ））。

【００２９】なお、一番小さい線分の傾きｄＹ／ｄＸが
所定の基準値以下である場合には、上記のような比較の
ステップを省略してその線分に対応する点を次なる点と
して選定してもよい。

【００３０】〔ステップ３〕前ステップで点Ａ₁に関し
て次なる点が決定されたと同様に、本ステップでは点ア
₁に関して次なる点が決定され、その点と点ア₁とを結ぶ
線分が描画される。ここでは、その次なる点として点イ
₁が選定されるので、線分ア₁イ₁がモニタ６の画面上に
表示される（図３（ｂ））。

【００３１】以降、同様に点イ₁に関して次なる点ウ₁が
決定され、点ウ₁に関して次なる点Ｂ₁が決定されて、曲
線イ₁Ｂ₁が順次描画される（図３（ｃ）、（ｄ））。

【００３２】〔ステップ４〕描画が第二基点である点Ｂ
₁に到達すると、次なる点の決定方法が変更される。す
なわち、点Ｂ₁は最も右上にある点であるから、点Ｂ₁よ
りもＹ座標の値が大きい中心点が検索され、これまで線
分で結ばれた点を除くすべての点（全部で１７点）が選
ばれる。そして、これら各点と点Ｂ₁とを結んだ線分の
それぞれの傾きｄＸ／ｄＹが演算され、傾きｄＸ／ｄＹ
が一番大きい線分に対応する点（点オ ₁）と、傾きｄＸ
／ｄＹが二番目に大きい線分に対応する点（点エ₁）と
が選出される。

【００３３】続いて、その２点に対応する２線分（線分
Ｂ₁オ₁、線分Ｂ₁エ₁）の長さが比較される。一方の線分
の長さが他方の線分の長さのα倍（ここではα＝２とす
る）以上である場合には、短い方の線分に対応する点が
次なる点として決定され、この点と点Ｂ₁とが線分によ
り結ばれて本ステップにおける描画が完了する。一方、
一方の線分の長さが他方の線分の長さのα倍未満である
場合には、傾きｄＸ／ｄＹが一番大きい線分に対応する
点が次なる点として決定され、この点と点Ｂ₁とを結ぶ
線分が描画される。ここでは、線分Ｂ₁オ₁の長さが線分
Ｂ₁エ₁の長さよりも２倍以上長く、その次なる点として
点エ₁が選定されるので、線分Ｂ₁エ₁がモニタ６の画面
上に表示される（図３（ｅ））。

【００３４】なお、一番大きい線分の傾きｄＸ／ｄＹが
所定の基準値以上である場合には、上記のような比較の
ステップを省略してその線分に対応する点を次なる点と
して選定してもよい。

【００３５】〔ステップ５〕前ステップで点Ｂ₁に関し
て次なる点が決定されたと同様に、本ステップでは点エ
₁に関して次なる点が決定され、その点と点エ₁とを結ぶ
線分が描画される。ここでは、その次なる点として点オ
₁が選定されるので、線分エ₁オ₁がモニタ６の画面上に
表示される（図３（ｆ））。

【００３６】以降、同様に点オ₁に関して次なる点カ₁が
決定され、点カ₁に関して次なる点Ｃ₁が決定されて、曲
線オ₁Ｃ₁が順次描画される（図３（ｇ）、（ｈ））。

【００３７】〔ステップ６〕描画が第三基点である点Ｃ
₁に到達すると、次なる点の決定方法が変更される。す
なわち、点Ｃ₁は最も右下にある点であるから、点Ｃ₁よ
りもＸ座標の値が小さく、且つ、未だ選定されていない
中心点が検索され、点Ｄ₁、Ａ₂、Ｂ₂、Ｃ₂、Ｄ₂、Ａ₃、
キ₁、ク₁、ケ₁、コ₁、ア₂、イ₂、ウ₂の１３点が選ばれ
る。そして、これら各点と点Ｃ₁とを結んだ線分のそれ
ぞれの傾きｄＹ／ｄＸが演算され、傾きｄＹ／ｄＸが一
番小さい線分に対応する点（点キ₁）と、傾きｄＹ／ｄ
Ｘが二番目に小さい線分に対応する点（点ク₁）とが選
出される。

【００３８】続いて、その２点に対応する２線分（線分
Ｃ₁キ₁、線分Ｃ₁ク₁）の長さが比較される。一方の線分
の長さが他方の線分の長さのα倍（ここではα＝２とす
る）以上である場合には、短い方の線分に対応する点が
次なる点として決定され、この点と点Ｃ₁とが線分によ
り結ばれて本ステップにおける描画が完了する。一方、
一方の線分の長さが他方の線分の長さのα倍未満である
場合には、傾きｄＹ／ｄＸが一番小さい線分に対応する
点が次なる点として決定され、この点と点Ｃ₁とを結ぶ
線分が描画される。ここでは、その次なる点として点キ
₁が選定されるので、線分Ｃ₁キ₁がモニタ６の画面上に
表示される（図３（ｉ））。

【００３９】なお、一番小さい線分の傾きｄＹ／ｄＸが
所定の基準値以下である場合には、上記のような比較の
ステップを省略してその線分に対応する点を次なる点と
して選定してもよい。

【００４０】〔ステップ７〕前ステップで点Ｃ₁に関し
て次なる点が決定されたと同様に、本ステップでは点キ
₁に関して次なる点が決定され、その点と点キ₁とを結ぶ
線分が描画される。ここでは、その次なる点として点ク
₁が選定されるので、線分キ₁ク₁がモニタ６の画面上に
表示される（図３（ｊ））。

【００４１】以降、同様に点ク₁に関して次なる点Ｄ₁が
決定され、線分ク₁Ｄ₁が描画される（図３（ｋ））。

【００４２】〔ステップ８〕描画が第四基点である点Ｄ
₁に到達すると、次なる点の決定方法が再度変更され
る。すなわち、点Ｄ₁は最も左下にある点であるから、
点Ｄ₁よりもＹ座標の値が小さく、且つ、未だ選定され
ていない中心点が検索され、点Ａ₂、Ｂ₂、Ｃ₂、Ｄ₂、Ａ
₃、ケ₁、コ₁、ア₂、イ₂、ウ₂の１０点が選ばれる。そし
て、これら各点又は点Ａ₁と点Ｄ₁とを結んだ線分のそれ
ぞれの傾きｄＸ／ｄＹが演算され、傾きｄＸ／ｄＹが一
番大きい線分に対応する点（点ケ₁）と、傾きｄＸ／ｄ
Ｙが二番目に大きい線分に対応する点（点コ₁）とが選
出される。

【００４３】続いて、その２点に対応する２線分（線分
Ｄ₁ケ₁、線分Ｄ₁コ₁）の長さが比較される。一方の線分
の長さが他方の線分の長さのα倍（ここではα＝２とす
る）以上である場合には、短い方の線分に対応する点が
次なる点として決定され、この点と点Ｄ₁とが線分によ
り結ばれて本ステップにおける描画が完了する。一方、
一方の線分の長さが他方の線分の長さのα倍未満である
場合には、傾きｄＸ／ｄＹが一番大きい線分に対応する
点が次なる点として決定され、この点と点Ｄ₁とを結ぶ
線分が描画される。ここでは、その次なる点として点ケ
₁が選定されるので、線分Ｄ₁ケ₁がモニタ６の画面上に
表示される（図３（ｌ））。

【００４４】なお、一番大きい線分の傾きｄＸ／ｄＹが
所定の基準値以上である場合には、上記のような比較の
ステップを省略してその線分に対応する点を次なる点と
して選定してもよい。

【００４５】〔ステップ９〕前ステップで点Ｄ₁に関し
て次なる点が決定されたと同様に、本ステップでは点ケ
₁に関して次なる点が決定され、その点と点ケ₁とを結ぶ
線分が描画される。ここでは、その次なる点として点コ
₁が選定されるので、線分ケ₁コ₁がモニタ６の画面上に
表示される（図３（ｍ））。

【００４６】以降、同様に点コ₁に関して次なる点とし
て第一基点である点Ａ₁が選定されるので、線分コ₁Ａ₁
がモニタ６の画面上に表示されて第一の閉曲線Ｌ₁が完
成する（図３（ｎ））。

【００４７】次に、第一の閉曲線の内側にある残余の中
心点（点Ａ₂、Ｂ₂、Ｃ₂、Ｄ₂、Ａ₃、ア₂、イ₂、ウ₂）を
結んで得られる閉曲線のうち最大のものを第二の閉曲線
とし、この第二の閉曲線を第一の閉曲線と同様な方法で
形成する。

【００４８】すなわち、第二の閉曲線についての第一基
点、第二基点、第三基点及び第四基点としてそれぞれ点
Ａ₂、Ｂ₂、Ｃ₂及びＤ₂が選定され、ステップ２〜ステッ
プ３と同様に線分Ａ₂Ｂ₂が描画され（図４（ａ））、ス
テップ４〜ステップ５と同様に線分Ｂ₂ア₂及び線分ア₂
Ｃ₂（曲線Ｂ₂Ｃ₂）が描画される（図４（ｂ）、
（ｃ））。さらに、ステップ６〜ステップ７と同様に線
分Ｃ₂イ₂及び線分イ₂Ｄ₂（曲線Ｃ₂Ｄ₂）が描画され（図
４（ｄ）、（ｅ））、ステップ８〜ステップ９と同様に
線分Ｄ₂ウ₂及び線分ウ₂Ａ₂（曲線Ｄ₂Ａ₂）が描画され
（図４（ｅ）、（ｆ））、これにより第二の閉曲線Ｌ₂
が完成する。

【００４９】続いて、第二の閉曲線の内側にある残余の
中心点を結んで得られる閉曲線のうち最大のものを第三
の閉曲線とし、この第三の閉曲線を第二の閉曲線と同様
な方法で形成するが、ここでは点Ａ₃が残っているのみ
でもはや中心点を結んで閉曲線を描くことはできないか
ら、第三の閉曲線Ｌ₃はこの点Ａ₃のみによって構成され
るとみなして描画作業を中止する（図５）。なお、さら
に多くの中心点が閉曲線の内側に残っているときには、
閉曲線を描くことができなくなるまでこの閉曲線形成作
業を繰り返し、マーキングしたすべての中心点をいずれ
かの閉曲線上に位置づけるようにする。また、最後に残
された中心点が本実施例のように１点ではなく２点であ
る場合には、その２点を結ぶ線分を最後の閉曲線（第ｎ
の閉曲線）とみなすことにする。

【００５０】このようにすべての中心点を閉曲線上に位
置づけた後、演算処理装置５は中心点同士の間にある細
胞壁を検出して細胞面積を演算するが、このとき、まず
第一の閉曲線Ｌ₁上にある中心点を含む細胞について細
胞壁を検出する。

【００５１】図６に示すように、第一の閉曲線Ｌ₁上に
おいて隣接する点Ａ₁と点ア₁との間には細胞壁Ｗ₁が存
在するはずであり、この細胞壁Ｗ₁を検出するために演
算処理装置５は第一の閉曲線Ｌ₁に沿って画像データを
調べる。一般に、細胞壁の箇所は輝度（明るさ）が最も
暗く表現されるので、第一の閉曲線Ｌ₁に沿った各画素
の輝度変化は同図に示すようになり、演算処理装置５は
その最も暗く表現された箇所を細胞壁Ｗ₁の場所として
特定する。なお、点Ａ₁と点ア₁との間のコントラストの
状態が悪い場合には、コントラストを強調したりデータ
スキャンする位置を第一の閉曲線Ｌ₁から若干ずらした
りして細胞壁Ｗ₁の検出を行えばよく、それでもなお検
出が不可能な場合には作業者が入力装置７により細胞壁
Ｗ₁を指定してもよい。

【００５２】同様に、図７（ａ）に示すように点ア₁と
点イ₁との間に細胞壁Ｗ₂が存在し、点ア₁と第二の閉曲
線Ｌ₂上で且つ点ア₁の最も近くにある点Ａ₂との間にも
細胞壁Ｗ₃が存在するはずであるため、演算処理装置５
はこれらの細胞壁Ｗ₂、Ｗ₃についても線分ア₁イ₁、ア₁
Ａ₂に沿って輝度変化を調べる。これにより、点ア₁を含
む細胞の３つの細胞壁Ｗ₁、Ｗ₂、Ｗ₃上の点Ｐ₁、Ｐ₂、
Ｐ₃が特定され、細胞壁Ｗ ₁、Ｗ₂、Ｗ₃がそれぞれ検出さ
れる。

【００５３】さらに、点ア₁はそれを含む細胞のほぼ中
心位置にあることから、演算処理装置５は点ア₁に関す
る点Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃の対称位置付近の画像データを調べ
ることにより、細胞壁上の他の点Ｐ₄、Ｐ₅、Ｐ₆を特定
する（図７（ｂ））。

【００５４】点ア₁を含む細胞の細胞壁上の６点Ｐ₁、Ｐ
₂、Ｐ₃、Ｐ₄、Ｐ₅、Ｐ₆が検出されると、演算処理装置
５はその６点から楕円近似により細胞の輪郭Ｈを求め
（図７（ｃ））、点ア₁を含む細胞の面積を演算する。
以降、第一の閉曲線Ｌ₁に沿って点イ₁、点ウ₁、…を含
む各細胞の面積が同様に求められるが、基点である点Ａ
₁、Ｂ₁、Ｃ₁、Ｄ₁を含む細胞については必ずしも第二の
閉曲線Ｌ₂上にある細胞と隣接しておらず、細胞壁上の
６つの点を検出し得ない可能性があるので、ここではそ
の面積を求めないことにする。

【００５５】第一の閉曲線Ｌ₁上にあるマーキングされ
た中心点を含む細胞について一通り面積が求められる
と、続いて第二の閉曲線Ｌ₂上にあるマーキングされた
中心点を含む細胞について同様に面積が求められる。こ
の実施の形態では第三の閉曲線Ｌ₃をなす中心点は点Ａ₃
のみであり、この点Ａ₃には第二の閉曲線Ｌ₂について基
点をなす点Ａ₂、Ｂ₂、Ｃ₂、Ｄ₂が隣接している可能性が
高いが（図では現に隣接しているが）、ここでは第一の
閉曲線Ｌ₁の場合と同様その点Ａ₂、Ｂ₂、Ｃ₂、Ｄ ₂を含
む細胞については面積が演算されず、点Ａ₃を含む細胞
についても面積が算出されないものとする。

【００５６】以上のように複数の細胞（点ア₁、イ₁、ウ
₁、エ₁、オ₁、カ₁、キ₁、ク₁、ケ₁、コ₁、ア₂、イ₂、ウ
₂を中心点とする各細胞）について細胞面積が求められ
ると、演算処理装置５は面積を求めた細胞の数とその面
積の総和から細胞密度を算出し、算出結果をモニタ６に
表示させる。また、演算処理装置５はその複数の細胞の
細胞面積に基づいて、平均面積、最小面積、最大面積、
面積についての標準偏差及び変動係数（＝標準偏差／平
均面積）を求めることができる。

【００５７】本実施の形態に係る角膜内皮細胞測定装置
１では、細胞の中心点がマーキングされるのでマーキン
グが容易で且つ撮影像が見にくくならず、また、中心点
間を結ぶ曲線（線分）に沿って存在が確実な細胞壁を検
出するので検出動作の無駄が少なく迅速、正確にその検
出を行うことができる。さらに、細胞壁を検出する際
に、上記のように細胞が属する閉曲線とその内側の閉曲
線とを考えるので細胞壁上にある３点を容易に特定する
ことができ、この３点の中心点に関する対称位置付近を
重点的に走査するので細胞壁上にある他の３点をも容易
に特定することができ、ひいては演算処理の高速化を図
ることが可能になる。

【００５８】なお、本発明は上述した形態に限られるも
のではなく、例えば形成した閉曲線は演算処理装置５が
把握していれば十分であるので必ずしもモニタ６に表示
させる必要はなく、点Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄、Ｐ₅、Ｐ₆の
６点で楕円近似するのではなく点Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃の３点
で円近似してもよい。あるいは、上記実施の形態では第
一の閉曲線上に中心点がある細胞についても面積を求め
たが、第一の閉曲線は第二の閉曲線上に中心点がある細
胞の細胞壁を検出するためにのみ用いることとしてもよ
く、この場合には一つの細胞について検出される細胞壁
の情報が６点ではなく８点や１０点等となって、細胞面
積を初めとする各種値の算出精度が向上する。

【００５９】

【発明の効果】本発明に係る角膜内皮細胞測定装置は、
以上説明したように構成したので、より簡単に且つ撮影
像を見にくくすることなく細胞壁を検出することがで
き、角膜内皮細胞の各種解析を正確に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る角膜内皮細胞測定装置の概略構成
を示す説明図である。

【図２】モニタ画面上に表示される角膜内皮細胞像の例
を示す説明図である。

【図３】第一の閉曲線の形成過程を（ａ）〜（ｏ）に従
って順に示す説明図である。

【図４】第二の閉曲線の形成過程を（ａ）〜（ｆ）に従
って順に示す説明図である。

【図５】第三の閉曲線を示す説明図である。

【図６】第一の閉曲線上にある中心点を含む隣接する２
つの細胞間にある細胞壁の検出方法を示す説明図であ
る。

【図７】第一の閉曲線上にある中心点を含む細胞の細胞
壁を検出する過程を（ａ）〜（ｃ）に従って順に示す説
明図である。

【符号の説明】

１角膜内皮細胞測定装置２画像入力インターフェース３Ａ／Ｄ変換器４画像メモリ５演算処理装置６モニタ（表示手段）７入力装置８撮像装置Ｌ₁ 第一の閉曲線Ｌ₂ 第二の閉曲線Ｌ₃ 第三の閉曲線Ｗ₁、Ｗ₂、Ｗ₃ 細胞壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影された角膜内皮細胞像を表示する表示
手段と、該表示手段に表示された細胞像の各細胞の中心点をマー
キングするマーキング手段と、該マーキング手段によりマーキングされた中心点の座標
を特定する座標特定手段と、前記マーキング手段によりマーキングされた中心点同士
の間にある細胞壁を検出する細胞壁検出手段と、該細胞壁検出手段の検出結果に基づいて前記各細胞の面
積を演算する細胞面積演算手段とを有することを特徴と
する角膜内皮細胞測定装置。
【請求項２】撮影された角膜内皮細胞像を表示する表示
手段と、該表示手段に表示された細胞像の各細胞の中心点をマー
キングするマーキング手段と、該マーキング手段によりマーキングされた中心点の座標
を特定する座標特定手段と、前記マーキング手段によりマーキングされた複数の中心
点を結んで得られる閉曲線上の隣接する２つの中心点間
にある細胞壁を検出するとともに、その２つの中心点の
一方の中心点と前記閉曲線上になく前記一方の中心点の
最も近くにある中心点との間にある細胞壁を検出する細
胞壁検出手段と、該細胞壁検出手段の検出結果に基づいて前記一方の中心
点を含む細胞の面積を演算する細胞面積演算手段とを有
することを特徴とする角膜内皮細胞測定装置。
【請求項３】前記細胞壁検出手段は、前記マーキング手
段によりマーキングされた複数の中心点を結んで得られ
る第一の閉曲線を特定し、該第一の閉曲線の内側にある
中心点を結んで得られる閉曲線のうち最大のものを第二
の閉曲線として特定し、前記第一の閉曲線上の隣接する
２つの中心点間にある細胞壁を検出するとともに、その
２つの中心点の一方の中心点と前記第二の閉曲線上で且
つ前記一方の中心点の最も近くにある中心点との間にあ
る細胞壁を検出することを特徴とする請求項２に記載の
角膜内皮細胞測定装置。
【請求項４】前記細胞面積演算手段の演算結果に基づい
て、複数の細胞に関する平均面積、最小面積、最大面
積、標準偏差又は変動係数を算出する算出手段を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項
に記載の角膜内皮細胞測定装置。