JP2009183332A - 眼底観察装置、眼底画像処理装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】眼底観察装置1は、被検眼Eの固視位置を変更することにより、眼底Efの異なる部位を表す複数の3次元画像G(k)を形成する。また、眼底観察装置1は、これら3次元画像G(k)を解析して互いの位置関係を求め、この位置関係に基づいて各3次元画像G(k)を一の3次元座標系で表現する。それにより、複数の3次元画像G(k)を含むパノラマ3次元画像データGが形成される。更に、眼底観察装置1は、基準3次元座標系で表現されたパノラマ3次元画像データGに基づいて複数の3次元画像G(k)を含むパノラマ3次元画像を表示する。
【選択図】図9
Description
まず、この発明に係る眼底観察装置の実施形態を説明する。この発明に係る眼底観察装置は、OCT技術を用いて眼底の断層画像や3次元画像を形成する装置である。この眼底観察装置に適用される手法は、フーリエドメインタイプ、スウェプトソースタイプ、フルフィールドタイプなど、任意の手法でよい。
眼底観察装置1は、図1に示すように、眼底カメラユニット1A、OCTユニット150及び演算制御装置200を含んで構成される。眼底カメラユニット1Aは、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。眼底カメラは、眼底の表面の形態を表す2次元画像を撮影する装置である。OCTユニット150は、眼底のOCT画像を取得するための光学系を格納している。演算制御装置200は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。
眼底カメラユニット1Aは、眼底表面の形態を表す2次元画像を形成するための光学系を有する。ここで、眼底表面の2次元画像とは、眼底表面を撮影したカラー画像やモノクロ画像、更には蛍光画像(フルオレセイン蛍光画像、インドシアニングリーン蛍光画像等)などを表す。眼底カメラユニット1Aは、この発明の「撮影手段」及び「形成手段」の例である。
次に、OCTユニット150の構成について図3を参照しつつ説明する。OCTユニット150は、従来のOCT装置と同様の光学系を備えている。すなわち、OCTユニット150は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、被検眼を経由した信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する光学系と、この干渉光を検出する検出手段とを備えている。干渉光の検出結果(検出信号)は演算制御装置200に入力される。
次に、演算制御装置200の構成について説明する。演算制御装置200は、CCD184から入力される検出信号を解析して眼底EfのOCT画像を形成する。このときの解析処理は、従来のフーリエドメインタイプのOCT装置と同様にフーリエ変換等のデータ処理を用いて行われる。
次に、眼底観察装置1の制御系の構成について図5及び図6を参照しつつ説明する。
眼底観察装置1の制御系は、演算制御装置200の制御部210を中心に構成される。制御部210は、マイクロプロセッサ201、RAM202、ROM203、ハードディスクドライブ204(制御プログラム204a)、通信インターフェイス209等を含んで構成される。制御部210は、この発明の「制御手段」の一例である。
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、たとえば、眼底EfのOCT画像(断層画像、3次元画像)、眼底画像Ef′、被検眼情報などがある。被検眼情報は、たとえば電子カルテ情報に含まれ、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含んでいる。主制御部211は、記憶部212にデータを書き込む処理や、記憶部212からデータを読み出す処理を行う。
固視位置取得部213は、信号光LSが眼底Efに照射されるときの被検眼Eの固視位置を表す情報(固視位置情報)を取得する。被検眼Eの固視位置は、LCD140による内部固視標の表示位置に対応する。すなわち、LCD140による内部固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Eの固視位置を変更することができる。これは、従来の眼底カメラによるパノラマ撮影と同様である。
画像形成部220は、撮像装置10、12からの映像信号に基づいて眼底画像Ef′の画像データを形成する。
画像処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理などを実行する。
3次元画像形成部231は、画像形成部220により形成された複数の断層画像(たとえば図7に示す断層画像G1〜Gm)の間の画素を補間する補間処理等の公知の画像処理を実行することにより、眼底Efの3次元画像の画像データを形成する。
画像解析部232は、眼底Efの異なる部位を表す複数の3次元画像が取得されているときに動作する。画像解析部232は、これら複数の3次元画像を解析することにより、これら複数の3次元画像の位置関係(相対的な位置関係)を求める。更に、画像解析部232は、この位置関係に基づいて、これら複数の3次元画像のそれぞれを単一の3次元座標系で表現する。ここで、「単一の3次元座標系により表現する」とは、各3次元画像の各ボクセル(又は各ピクセル)の位置を当該3次元座標系により定義される座標で表すことを意味する。それにより、当該3次元座標系により定義される3次元空間に各3次元画像を埋め込むことができる。画像解析部232は、この発明の「解析手段」の一例である。
積算画像形成部233は、画像形成部220により形成された各断層画像Giを深度方向(z方向)に積算した画像(積算画像)を作成する。より具体的に説明すると、積算画像形成部233は、各断層画像Giを構成する各深度方向の画像Gij(後述:図8を参照)を深度方向に積算して点状の画像を形成する。
血管領域特定部234は、積算画像形成部233から送られた各積算画像における血管領域を特定する。血管領域とは、眼底の血管に相当する画像領域を意味する。血管領域特定部234は、この発明の「画像領域特定手段」の一例である。
層領域特定部235は、3次元画像形成部231により形成された眼底Efの複数の3次元画像を受け付ける。層領域特定部235は、各3次元画像における層領域を特定する。層領域とは、眼底の所定の層に相当する画像領域を意味する。層領域特定部235は、この発明の「画像領域特定手段」の一例である。
配列特定部236は、3次元画像形成部231により形成された眼底Efの複数の3次元画像を受け付ける。記憶部212には、各3次元画像に関連付けられた固視位置情報が記憶されている。配列特定部236は、これらの固視位置情報に基づいて、複数の3次元画像の配列を特定する。配列特定部236は、この発明の「配列特定手段」の一例である。
眼底画像解析部237は、眼底画像Ef′を受け付ける。眼底画像解析部237は、眼底画像Ef′を解析して、眼底画像Ef′中の血管領域を特定する。この処理は、たとえば血管領域特定部234と同様にして実行される。眼底画像解析部237は、眼底画像Ef′の血管領域の特定結果(たとえば血管領域の座標値)を3次元座標系設定部238に送る。
3次元座標系設定部238は、複数の積層画像の血管領域の特定結果と、複数の3次元画像の層領域の特定結果と、複数の3次元画像の配列の特定結果と、眼底画像Ef′の血管領域の特定結果とを受け付ける。3次元座標系設定部238は、これらの情報に基づいて複数の3次元画像の位置関係を求め、この位置関係に基づいて各3次元画像のそれぞれを一の3次元座標系で表現する。
ユーザインターフェイス(User Interface;UI)240には、表示部240Aと操作部240Bが設けられている。表示部240Aは、ディスプレイ207等の表示デバイスにより構成される。表示部240Aは、この発明の「表示手段」の一例である。また、操作部240Bは、キーボード205やマウス206などの入力デバイスや操作デバイスにより構成される。
信号光LSの走査態様及び画像処理の態様の一例を説明する。
眼底観察装置1の動作態様について図9〜図12を参照しつつ説明する。以下、眼底Efの複数の3次元画像を取得するための動作態様と、眼底Efのパノラマ画像を形成するための動作態様とに分けて説明する。なお、以下の説明において図示しない符号を適宜に用いる。
図9及び図10を参照して、眼底Efの複数の3次元画像を取得するための動作態様を説明する。図9は、この動作態様の一例を表すフローチャートである。
図11及び図12を参照して、眼底Efのパノラマ画像を形成するための動作態様を説明する。図11は、この動作態様の一例を表すフローチャートである。
眼底Efのパノラマ3次元画像データGを用いた各種情報の表示例を説明する。
眼底疾患の診断においては、網膜の層の厚さを参照することが多々ある。たとえば緑内障や網膜色素変性症の診断においては、網膜の層の厚さは重要な診断材料とされている。
眼底観察装置1は、前述のように、複数の3次元画像G(k)の層領域M(k)を繋ぎ合わせるようにしてパノラマ3次元画像データGを形成する。一方、各層領域M(k)は、一般に、図14に示すように深度方向に凹凸を有する画像領域となる。
以上のような眼底観察装置1の作用及び効果について説明する。
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形を適宜に施すことが可能である。
この発明に係る眼底画像処理装置の実施形態について説明する。この実施形態に係る眼底画像処理装置は、一般的なコンピュータと同様のハードウェア構成を有する(図4を参照)。また、この実施形態に係る眼底画像処理装置は、上記実施形態の演算制御装置200と同様の機能的構成を有する(図6を参照)。ただし、眼底カメラユニット1AやOCTユニット150を制御するための構成部分は不要である。
この発明に係るプログラムの実施形態について説明する。この実施形態に係るプログラムは、一般的なコンピュータにより実行される。上記実施形態の制御プログラム204a(図4を参照)は、この実施形態に係るプログラムの一例である。
1A 眼底カメラユニット
140 LCD
141 走査ユニット
150 OCTユニット
160 低コヒーレンス光源
174 参照ミラー
180 スペクトロメータ
184 CCD
200 演算制御装置
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
213 固視位置取得部
220 画像形成部
230 画像処理部
231 3次元画像形成部
232 画像解析部
233 積算画像形成部
234 血管領域特定部
235 層領域特定部
236 配列特定部
237 眼底画像解析部
238 3次元座標系設定部
240 ユーザインターフェイス
240A 表示部
Claims (17)
- 低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被検眼の眼底を経由した前記信号光と参照物体を経由した前記参照光とを重畳させて干渉光を生成する光学系と、
前記干渉光を検出する検出手段と、
を有し、前記検出手段による検出結果に基づいて前記眼底の3次元画像を形成する眼底観察装置であって、
眼底の異なる部位を表す複数の3次元画像を解析して前記複数の3次元画像の位置関係を求め、前記位置関係に基づいて前記複数の3次元画像のそれぞれを一の3次元座標系で表現する解析手段と、
表示手段と、
前記一の3次元座標系で表現された前記複数の3次元画像を前記表示手段に表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする眼底観察装置。 - 前記解析手段は、前記複数の3次元画像のそれぞれにおける前記眼底の所定部位に相当する画像領域を特定する画像領域特定手段を含み、前記特定された複数の画像領域の位置関係を求めることにより前記複数の3次元画像の位置関係を求める、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底観察装置。 - 前記画像領域特定手段は、前記画像領域として、前記眼底の血管に相当する血管領域を特定し、
前記解析手段は、前記特定された複数の血管領域を繋ぎ合わせるようにして眼底表面方向における前記複数の3次元画像の位置関係を求める、
ことを特徴とする請求項2に記載の眼底観察装置。 - 前記画像領域特定手段は、前記画像領域として、前記眼底の所定の層に相当する層領域を特定し、
前記解析手段は、前記特定された複数の層領域を繋ぎ合わせるようにして眼底深度方向における前記複数の3次元画像の位置関係を求める、
ことを特徴とする請求項2に記載の眼底観察装置。 - 前記眼底の表面の形態を表す2次元画像を形成する形成手段を更に備え、
前記解析手段は、前記位置関係として、前記2次元画像に対する前記複数の3次元画像のそれぞれの位置を求め、前記2次元画像が定義された眼底表面方向の2次元座標系と前記2次元座標系に直交する眼底深度方向の座標軸とからなる3次元座標系によって前記複数の3次元画像のそれぞれを表現する、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底観察装置。 - 前記形成手段は、眼底に照明光を照射し、その眼底反射光を検出して前記眼底の表面を撮影することにより前記2次元画像を形成する撮影手段を含む、
ことを特徴とする請求項5に記載の眼底観察装置。 - 前記解析手段は、前記複数の3次元画像のそれぞれを眼底深度方向に積算することにより複数の積算画像を形成する積算画像形成手段を含み、前記2次元画像における前記複数の積算画像のそれぞれの位置を求めることにより前記複数の3次元画像の眼底表面方向の位置関係を求める、
ことを特徴とする請求項6に記載の眼底観察装置。 - 前記形成手段は、前記2次元画像として、前記複数の3次元画像のそれぞれを眼底深度方向に積算することにより複数の積算画像を形成する積算画像形成手段を含み、
前記解析手段は、前記複数の積算画像の位置関係を求めることにより前記複数の3次元画像の眼底表面方向の位置関係を求める、
ことを特徴とする請求項5に記載の眼底観察装置。 - 前記解析手段は、前記複数の3次元画像の縁端部の画像領域を解析して当該画像領域を位置合わせすることにより、前記複数の3次元画像の位置関係を求める、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底観察装置。 - 前記光学系は、被検眼に固視標を投影する投影手段を含み、
前記制御手段は、前記信号光が眼底に照射されるときの当該被検眼の固視位置情報を取得する取得手段と、当該信号光に基づく該眼底の3次元画像に関連付けて当該固視位置情報を記憶する記憶手段とを含み、
前記解析手段は、前記複数の3次元画像のそれぞれに関連付けられて記憶された前記固視位置情報に基づいて前記複数の3次元画像の配列を特定する配列特定手段を含み、前記特定された配列に基づいて前記3次元画像の位置関係を求める、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底観察装置。 - 前記光学系は、被検眼に固視標を投影する投影手段を含み、
前記複数の3次元画像を形成するときに、前記制御手段は、投影手段を制御し、隣接する3次元画像が重複領域を含むように前記固視標の投影位置を変更させ、
前記解析手段は、隣接する3次元画像のそれぞれの重複領域を解析して該重複領域の画像を位置合わせすることにより前記複数の3次元画像の位置関係を求める、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底観察装置。 - 前記眼底の表面の形態を表す2次元画像を形成する形成手段を更に備え、
前記光学系は、前記被検眼に固視標を投影する投影手段を含み、
前記解析手段は、前記被検眼に対する固視標の投影位置が変更されたときに、当該変更の前後にそれぞれ前記形成手段により形成された2つの2次元画像に基づいて、前記被検眼の回旋角度を検出し、
前記制御手段は、前記投影手段を制御し、前記回旋角度を打ち消すように前記固視標の投影位置を変更させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底観察装置。 - 前記被検眼の回旋角度を予め記憶する記憶手段を更に備え、
前記光学系は、前記被検眼に固視標を投影する投影手段を含み、
前記制御手段は、前記投影手段を制御し、前記回旋角度を打ち消すように前記固視標の投影位置を変更させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底観察装置。 - 前記眼底の表面の形態を表す2次元画像を形成する形成手段と、
前記光学系と前記被検眼との相対位置を変更する駆動手段と、
を更に備え、
前記解析手段は、前記被検眼に対する固視標の投影位置が変更されたときに、当該変更の前後にそれぞれ前記形成手段により形成された2つの2次元画像に基づいて、前記被検眼の回旋角度を検出し、
前記制御手段は、前記駆動手段を制御し、前記回旋角度を打ち消すように前記光学系と前記被検眼との相対位置を変更させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底観察装置。 - 前記被検眼の回旋角度を予め記憶する記憶手段を更に備え、
前記光学系と前記被検眼との相対位置を変更する駆動手段と、
前記制御手段は、前記駆動手段を制御し、前記回旋角度を打ち消すように前記光学系と前記被検眼との相対位置を変更させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底観察装置。 - 被検眼の眼底の異なる部位を表す複数の3次元画像を受け付ける受付手段と、
前記受け付けられた複数の3次元画像を解析して前記複数の3次元画像の位置関係を求め、前記位置関係に基づいて前記複数の3次元画像のそれぞれを一の3次元座標系で表現する解析手段と、
表示手段と、
前記一の3次元座標系で表現された前記複数の3次元画像を前記表示手段に表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする眼底画像処理装置。 - 被検眼の眼底の異なる部位を表す複数の3次元画像を予め記憶するコンピュータに、
前記複数の3次元画像を解析させて前記複数の3次元画像の位置関係を求めさせ、
前記位置関係に基づいて前記複数の3次元画像のそれぞれを一の3次元座標系で表現させ、
前記一の3次元座標系で表現された前記複数の3次元画像を表示手段に表示させる、
ことを特徴とするプログラム。
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