JP2011120655A - 断層画像撮影装置、画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 眼球の固視微動や頭の動き等の影響を極力抑えた、低ノイズかつ高解像度の断層画像を生成できるようにする。
【解決手段】 断層画像撮影装置１２０及び眼底画像撮影装置１３０と接続される画像処理装置１１０であって、前記眼球の深さ方向の動き量と、前記眼底の平面方向の動き量を検出する検出部（１１３、１１４）と、前記検出された動き量が、予め定められた閾値を超えない範囲で、前記断層画像撮影装置による前記断層画像の撮影が行われるよう、前記断層画像を撮影する際の走査線数を決定し、撮影条件として前記断層画像撮影装置に設定する決定部（１１５）とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、断層画像撮影装置、及び該断層画像撮影装置により撮影された断層画像を処理する画像処理装置ならびに画像処理方法に関するものである。

光干渉断層計（ＯＣＴ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）などの眼部断層画像撮影装置では、網膜に照射した近赤外光の反射光と参照光とを干渉させることにより干渉光を取得し、該取得した干渉光に基づいて断層画像を生成する。一般に、このように干渉光に基づいて生成される断層画像の画質は、網膜に入射される近赤外光の強度に依存する。このため、断層画像の画質を向上させるためには、網膜に照射する近赤外光の強度を上げる必要があるが、安全性の観点から、網膜に照射可能な近赤外光の強度には一定程度の限界がある。

このため、安全上、問題のない強度範囲で近赤外光の照射を行いつつ、高画質な断層画像を生成することが望まれている。このような要求に対して、主として、これまで以下の２つの手法による取り組みがなされてきた。
（ｉ）オーバーサンプリングを用いる方法
（ｉｉ）重ね合わせを用いる方法
そこで、以下、当該２つの手法による取り組みについて簡単に説明する。

はじめにオーバーサンプリング法について図９を参照しながら説明する。図９（ａ）は断層画像撮影装置において撮影された網膜の断層画像の一例を示す図である。図９（ａ）において、Ｔ_ｉは２次元断層画像（Ｂ−ｓｃａｎ像）を表しており、Ａ_ｉｊは走査線（Ａ−ｓｃａｎ）を表している。図９（ａ）に示すように、２次元断層画像Ｔ_ｉは、同一平面上に位置する複数の走査線Ａ_ｉｊによって構成されている。

図９（ｃ）は、図９（ａ）に示す２次元断層画像Ｔ_ｉの撮影において、網膜に照射される近赤外光を、眼底表面から網膜の深度方向に向かって見た場合の照射分布の一例を示す図である。図９（ｃ）においてＡ_ｉ１〜Ａ_ｉｍに示す楕円は、近赤外光のビーム径を表している。

一方、図９（ｂ）は、断層像撮影装置において撮影された網膜の断層画像の一例であり、図９（ａ）と同じ撮影範囲を２倍の走査線数で撮影した場合の２次元断層画像Ｔ_ｉ’を示す図である。また、図９（ｄ）は、図９（ｂ）に示す２次元断層画像Ｔ_ｉ’の撮影において、網膜に照射される近赤外光を、眼底表面から網膜の深度方向に向かって見た場合の照射分布の一例を示す図である。図９（ｄ）において、Ａ_ｉ１〜Ａ_ｉ２ｍに示す楕円は、近赤外光のビーム径を表している。

図９（ａ）、（ｂ）からわかるように、撮影範囲が同じである場合、走査線数が増えるほど、２次元断層画像の解像度は上がる。また、図９（ｃ）、（ｄ）からわかるように、解像度を上げるために走査線数を増やすにあたっては、網膜に照射される近赤外光を、隣接するビーム同士でオーバーラップするように照射させる必要がある。

そして、このように、隣接するビーム同士でオーバーラップするように照射させることで、解像度の高い２次元断層画像を生成する手法を、一般に、オーバーサンプリング法と呼んでいる。

一方、重ね合わせ法とは、同一の撮影範囲を同一の走査線数で複数回走査することで撮影された複数の断層画像を、互いに重ね合わせて合成することにより、ノイズの少ない断面画像を生成する手法である（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００８−２３７２３８号公報

C. Tomasi and T. Kanade, "Detection and tracking of point features", Technical report, CMUCS-91-132, 1991

しかしながら、高画質な断層画像を生成するための上記２つの手法の場合、以下のような課題がある。例えば、特許文献１に開示された重ね合わせ法の場合、重ね合わせて合成される複数の断層画像は、互いに異なる時刻に撮影された断層画像である。そして、それぞれの断層画像を用いて、対応する画素の画素値を平均化するため、各断層画像内に含まれるノイズの低減において有効である。しかしながら、それぞれの断層画像自体の解像度は同じであるため、合成することにより高解像度の断層画像を生成することは困難である。

一方、オーバーサンプリング法の場合、走査線数を増やし、オーバーラップの幅を広げることで、より高解像度の断層画像を生成することができる。しかしながら、走査線数が増えると、１枚の断層画像を撮影するのにかかる時間が増加し、眼球の固視微動や頭の動き等の影響を受けやすくなる。この結果、撮影された断層画像内に歪みが生じることとなる。

このため、高画質な断層画像を生成するためには、眼球の固視微動や頭の動き等の影響を受けにくい撮影条件のもとで、極力、ノイズの少ない高解像度の断層画像が生成できるように撮影を行うことが望ましい。一方で、眼球の固視微動の大きさや頭の動きの大きさ等には個人差があり、眼球の固視微動や頭の動き等の影響を受けにくい撮影条件は、常に一定とは限らない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、眼球の固視微動や頭の動き等の影響を極力抑えた、低ノイズかつ高解像度の断層画像を生成できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る画像処理装置は以下のような構成を備える。即ち、
眼球の断層画像を撮影する断層画像撮影装置及び眼底画像を撮影する眼底画像撮影装置と接続され、前記断層画像撮影装置により撮影された断層画像を処理する画像処理装置であって、
前記断層画像撮影装置による撮影により得られた信号を用いて、１枚の前記断層画像を撮影する間の前記眼球の深さ方向の動き量を検出するとともに、前記眼底画像撮影装置による撮影により得られた眼底画像を用いて、１枚の前記断層画像を撮影する間の前記眼底の平面方向の動き量を検出する検出手段と、
前記断層画像撮影装置による撮影により得られた前記眼球の同一断面における複数の断層画像から、撮影の際に前記検出手段により検出された前記眼球の深さ方向及び前記眼底の平面方向の動き量が最も小さい断層画像を基準断層画像として選択する選択手段と、
前記基準断層画像に含まれる画素のうち、前記検出手段により予め定められた閾値を超えた動き量が検出された際に前記断層画像撮影装置により撮影された画素について、当該画素の画素値を、当該画素に対応する他の断層画像に含まれる画素の画素値または当該画素に重なる複数の走査線に対応する各画素値を用いて加算平均処理することで、断層画像を生成する生成手段とを備える。

本発明によれば、眼球の固視微動や頭の動き等の影響を極力抑えた、低ノイズかつ高解像度の断層画像を生成することができるようになる。

画像処理システムの構成を示す図である。 画像処理装置における断層画像処理の流れを示すフローチャートである。 断層画像及び眼底画像の一例を示す概略図である。 走査線数と撮影枚数との関係の一例を示す概略図である。 断層画像生成処理を説明するための図である。 画像処理システムの構成を示す図である。 画像処理装置における断層画像処理の流れを示すフローチャートである。 画像処理装置における断層画像処理の流れを示すフローチャートである。 オーバーサンプリング法を説明するための図である。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る画像処理装置は、オーバーサンプリング法または重ね合わせ法による撮影を行うにあたり、被検眼の動き量を検出し、該検出した動き量に応じた撮影条件に基づいて撮影を行うことを特徴としている。

本実施形態によれば、個人ごとの眼の動き量に応じた撮影条件のもとでオーバーサンプリング法または重ね合わせ法による撮影を行うため、眼球の固視微動や頭の動き等の影響を極力抑えた、低ノイズかつ高解像度の断層画像を生成することが可能となる。

以下、本実施形態に係る画像処理装置を備える画像処理システムについて、詳細を説明する。

＜画像処理システムの構成＞
図１は、本実施形態に係る画像処理装置１１０を備える画像処理システム１００の構成を示す図である。図１に示すように、画像処理システム１００は、画像処理装置１１０が、インタフェースを介して断層画像撮影装置１２０及び眼底画像撮影装置１３０と接続されることにより構成されている。

断層画像撮影装置１２０は、眼部の断層画像を撮影する装置であり、当該装置としては、例えば、タイムドメイン方式のＯＣＴやフーリエドメイン方式のＯＣＴ等が挙げられる。なお、断層画像撮影装置１２０は既知の装置であるため、詳細な説明は省略し、ここでは、画像処理装置１１０からの指示により設定される、走査線数、撮影枚数等によって動作内容が変更される機能についてのみ説明を行う。

図１において、ガルバノミラー１２１は、参照光の光路長を変更することで深度方向の撮影範囲を規定する。また、ガルバノミラー駆動部１２２は、ガルバノミラー１２１の回転数（深度方向の走査速度）を制御するとともに、ガルバノミラー１２１による近赤外光の照射位置を制御することで、平面方向の撮影範囲及び走査線数（平面方向の走査速度）を規定する。

パラメータ設定部１２３は、ガルバノミラー駆動部１２２によるガルバノミラー１２１の動作制御に用いられる各種パラメータを、ガルバノミラー駆動部１２２に設定する。パラメータ設定部１２３により設定されるパラメータにより、断層画像撮影装置１２０による断層画像の撮影における撮影条件が決定される。具体的には、画像処理装置１１０からの指示により設定される走査線数、撮影枚数により、深度方向及び平面方向の走査速度が決定される。

眼底画像撮影装置１３０は、眼部の眼底画像を撮影する装置であり、当該装置としては、例えば、眼底カメラやＳＬＯ等が挙げられる。

画像処理装置１１０は、断層画像撮影装置１２０により撮影された断層画像を処理し、表示部１１７において表示される断層画像を生成する。画像処理装置１１０は、画像取得部１１１と、記憶部１１２と、第１の動き検出部１１３と、第２の動き検出部１１４と、決定部１１５と、画像作成部１１６と、表示部１１７とを備える。

画像取得部１１１は、断層画像撮影装置１２０や眼底画像撮影装置１３０で撮影された断層画像や眼底画像を取得し、記憶部１１２に格納する。第１の動き検出部１１３は、断層画像撮影装置１２０において撮影時に計測された反射光強度（信号強度）に基づいて、被検眼の深度方向の動き量を検出する。第２の動き検出部１１４は、眼底画像撮影装置１３０において撮影された眼底画像に基づいて、被検眼の平面方向の動き量を検出する。

決定部１１５は、第１の動き検出部１１３と第２の動き検出部１１４とにおいて検出された被検眼の動き量に基づいて、オーバーサンプリング法または重ね合わせ法による撮影を行うためのパラメータ（走査線数、撮影枚数等）を決定する。

画像作成部１１６は、決定部１１５により決定されたパラメータのもとで、オーバーサンプリング法または重ね合わせ法により撮影された断層画像を処理し、表示部１１７において表示される断層画像を生成する。表示部１１７は、画像作成部１１６において生成された断層画像を表示する。

＜画像処理装置における断層画像処理の流れ＞
次に、図２及び図３を参照しながら、本実施形態の画像処理装置１１０における断層画像処理の流れについて説明する。

ステップＳ２０１では、画像処理装置１１０からの指示に基づいて、断層画像撮影装置１２０及び眼底画像撮影装置１３０が、それぞれ被検眼の動き量を検出するために被検眼を撮影する。画像取得部１１１では、断層画像撮影装置１２０において撮影された断層画像及び眼底画像撮影装置１３０において撮影された眼底画像（これらを総称して、動き検出用画像ともいう）を取得する。

図３は、画像取得部１１１において取得された動き検出用画像の一例を示す図である。このうち、図３（Ａ）は、断層画像撮影装置１２０において撮影した断層画像の一例を、図３（Ｂ）は、眼底画像撮影装置１３０において撮影された眼底画像の一例をそれぞれ示している。なお、図３（Ｂ）において、参照記号Ｆは、眼底を示している。

ステップＳ２０２では、第１の動き検出部１１３と第２の動き検出部１１４が、被検眼の動き量を検出する。第１の動き検出部１１３では、断層画像撮影装置１２０において断層画像を撮影する際に被検眼に照射された近赤外光の反射光強度（反射信号の強度）に基づいて、眼の深度方向（図３（Ａ）のｚ軸方向）の動き量を検出する。

また、第２の動き検出部１１４では、眼底画像撮影装置１３０より取得した眼底画像において、血管分岐部などの特徴点を追跡することで、眼の平面方向（図３（Ｂ）のｘ−ｙ軸方向）の動き量を検出する。なお、特徴点の検出及び追跡は、例えば、ＫＬＴ法（非特許文献１参照）等を用いて実行されるものとする（ただし、特徴点の検出及び追跡は、ＫＬＴ法に限定されるものではない）。

ステップＳ２０３では、決定部１１５が、第１の動き検出部１１３、第２の動き検出部１１４で検出した被検眼の動き量に応じて、断層画像撮影装置１２０が撮影を行う際の撮影条件を構成するパラメータを決定する。更に、決定したパラメータを断層画像撮影装置１２０のパラメータ設定部１２３に設定する。なお、決定部１１５におけるパラメータ決定処理の詳細については後述する。

ステップＳ２０４では、画像処理装置１１０からの指示に基づいて、決定部１１５において決定されたパラメータを用いて断層画像撮影装置１２０が撮影を行うことにより得られた断層画像を、画像取得部１１１が取得する。

ステップＳ２０５では、画像作成部１１６が、ステップＳ２０４において取得した断層画像を処理し（例えば、複数画素の加算平均処理を行うことで、各画素の画素値を算出し）、表示部１１７において表示される断層画像を生成する。なお、画像作成部１１６における当該断層画像生成処理の詳細は後述する。ステップＳ２０６では、表示部１１７が、画像作成部１１６において生成された断層画像を表示する。

＜各部における処理の詳細＞
次に、画像処理装置１１０を構成する各部の処理の詳細について説明する。

＜決定部１１５におけるパラメータ決定処理の詳細＞
はじめに、決定部１１５におけるパラメータ決定処理の詳細について説明する。なお、本実施形態に係る画像処理装置１１０では、高画質な断層画像を生成すべく、１画素あたりの加算平均処理に用いる画素数として画素数ｎ（ｎ＞１）を用いることとする。

決定部１１５では、当該画素数ｎによる加算平均処理を実現しつつ、かつ１枚の断層画像内に歪みが生じることがないように、各パラメータ（撮影枚数、走査線数）を決定していく。以下、詳細に説明する。

断層画像生成時の横方向解像度をｒｘ、同一断面における断層画像の撮影枚数をｋ、１枚の断層画像における走査線数をＡ_ｍとすると、横方向解像度ｒｘと、撮影枚数ｋと走査線数Ａ_ｍとの関係は（１）式のようになる。

一方、断層画像撮影装置１２０で用いられる光源の周波数をｆ［Ｈｚ］とすると、１枚の断層画像を撮影するのに要する時間ｔ［ｓ］は（２）式により求めることができる。

ここで、断層画像撮影装置１２０で用いられる光源の波長に基づいて、断層画像の横方向分解能ＯＲｘと深度方向分解能ＯＲｚとを求めることができる。

そして、決定部１１５では、１枚の断層画像内において歪みが生じることがないようにするために、１枚の断層画像を撮影する時間内に検出された被検眼の動き量の平均値あるいは中央値が、当該分解能を超えないようにパラメータを決定する。

つまり、被検眼が、横方向分解能ＯＲｘ移動するのに要する時間をｔ_ＯＲｘ［ｓ］、深度方向分解能ＯＲｚ移動するのに要する時間をｔ_ＯＲｚ［ｓ］とすると、ｔ_ＯＲｘ及びｔ_ＯＲｚがｔを超えないようにパラメータを決定する。具体的には、走査線数Ａ_ｍは、（２）式を用いて、（３）式により求める。

更に、撮影枚数ｋは、（１）式と（３）式とを用いて、（４）式により求める。

次に、図４を用いて、１枚の断層画像における走査線数Ａ_ｍと、同一断面における撮影枚数ｋとの関係について説明する。図４における縦軸目盛りは、断層画像撮影時の横方向解像度ｒｘを５１２、加算平均処理に用いる画素数ｎを４とした場合の数値である。

図４において、左の縦軸とグラフの実線が走査線数Ａ_ｍを表し、右の縦軸とグラフの破線が撮影枚数ｋを表している。また、横軸は眼の動き量を表している。図４に示すように、１枚の断層画像内に歪みが生じることがないようにパラメータが決定された場合、眼の動き量が大きくなるにつれ、走査線数Ａ_ｍの数は少なくなり、撮影枚数が増えることとなる。

なお、図４では、走査線数Ａ_ｍを５１２、１０２４、２０４８の３段階としているため、グラフはステップ関数状になっているが、走査線数Ａ_ｍは、これに限定されるものではない。例えば、任意の走査線数に対応した右下がりの線形関数、あるいは非線形関数となるように構成してもよい。

＜画像作成部１１６における断層画像生成処理の詳細＞
次に、画像作成部１１６における断層画像生成処理の詳細について説明する。図５（ａ）は、オーバーサンプリング法により撮影された断層画像を処理し断層画像を生成する断層画像生成処理（同一断層画像上に位置する走査線の加算平均処理）を説明するための図である。

図５（ｂ）は、重ね合わせ法により撮影された複数の断層画像を処理し断層画像を生成する断層画像生成処理（異なる時刻に撮影された、異なる断層画像上に位置する走査線の加算平均処理）を説明するための図である。

図５（ｃ）は、オーバーサンプリング法及び重ね合わせ法の組み合わせにより撮影された断層画像を処理し断層画像を生成する断層画像生成処理（同一断層画像上及び異なる断層画像上に位置する走査線の加算平均処理）を説明するための図である。図５（ｄ）は、断層画像生成処理により生成された断層画像を示す図である。以下、各処理の詳細について説明する。

（１）オーバーサンプリング法で撮影された断層画像に基づく断層画像生成処理
まず、図５（ａ）を用いて、オーバーサンプリング法で撮影した断層画像に基づく断層画像生成処理について説明する。ここでは、横方向解像度ｒｘの２倍の解像度で撮影が行われた場合の例について説明する。

図５（ａ）において、Ａ_ｉ２ｊ’、Ａ_{ｉ２ｊ＋１}’は、各走査線を表している。なお、Ａ_{ｉ２ｊ＋１}’は、Ａ_ｉ２ｊ’を撮影した１／ｆ［ｓ］後に撮影された走査線を示している。図５（ｄ）は、各画素あたり、ｎ個の画素を用いて加算平均処理を行うことにより生成された断層画像である。

つまり、図５（ｄ）において、Ａ_ｉｊは対応する走査線について加算平均処理を行うことにより算出された新たな走査線である。図５（ａ）の場合、Ａ_ｉｊは、Ａ_ｉ２ｊ’、Ａ_{ｉ２ｊ＋１}’の走査線について加算平均処理を行うことにより算出される。なお、オーバーサンプリング法により撮影された断層画像についての断層画像生成処理の方法は、加算平均処理に限定されるものではなく、中央値算出処理、重み付加算平均処理などを用いてもよい。

（２）重ね合わせ法で撮影された断層画像についての断層画像生成処理
次に、図５（ｂ）を用いて、重ね合わせ法により撮影された断層画像に基づく断層画像生成処理について説明する。ここでは、同一断面における撮影枚数ｋが２の場合について説明する。

複数の断層画像に基づいて重ね合わせ処理を行う場合には、不図示の位置合わせ部において、事前に断層画像同士（Ｔ_ｉ’’とＴ_ｉ＋１’’）の位置合わせを行っておく必要がある。断層画像間の位置合わせ処理としては、例えば、２つの断層画像の類似度を表す評価関数を事前に定義しておき、この評価関数の値が最も良くなるように断層画像を変形する。評価関数としては、例えば、画素値で評価する方法が挙げられる（例えば、相互情報量を用いて評価を行う方法が挙げられる）。また、断層画像の変形処理としては、例えば、アフィン変換を用いて並進や回転を行ったり、拡大率を変化させたりする処理が挙げられる。なお、以下、複数断層画像での重ね合わせ処理においては、断層画像間の位置合わせ処理は既に完了しているものとする。

図５（ｂ）において、Ｔ_ｉ’’とＴ_ｉ＋１’’とは、同一断面をそれぞれ異なる時刻に撮影された断層画像である。Ａ_ｉｊ’’、Ａ_{（ｉ＋１）ｊ}’’は、断層画像Ｔ_ｉ’’とＴ_ｉ＋１’’におけるそれぞれの走査線を表している。なお、Ａ_{（ｉ＋１）ｊ}’’は、Ａ_ｉｊ’’を撮影したＡ_ｍ／ｆ＋β［ｓ］後に撮影した走査線を示している。ここでβは、走査線の位置を断層画像の最後の位置（図５（ｂ）のＡ_ｉｍ）から最初の位置（図５（ｂ）のＡ_ｉ１）に戻すための時間である。

図５（ｂ）の断層画像から図５（ｄ）の断層画像を生成する場合、図５（ｄ）におけるＡ_ｉｊは、Ａ_ｉｊ’’、Ａ_{（ｉ＋１）ｊ}’’の走査線について加算平均処理を行うことにより算出される。

（３）オーバーサンプリング法及び重ね合わせ法の組み合わせにより撮影された断層画像についての断層画像生成処理
次に、図５（ｃ）を用いて、オーバーサンプリング法と重ね合わせ法との組み合わせにより撮影された断層画像に基づく断層画像生成処理について説明する。ここでは、１画素あたりの重ねあわせを行う数ｎを４とし、横方向解像度をｒｘの２倍の解像度とし、同一断面における撮影枚数ｋが２の場合について説明する。

図５（ｃ）において、Ａ_ｉ２ｊ’’’、Ａ_{ｉ２ｊ＋１}’’’は、断層画像Ｔ_ｉ’’’における各走査線を表し、Ａ_{（ｉ＋１）２ｊ}’’’、Ａ_{（ｉ＋１）２ｊ＋１}’’’は、断層画像Ｔ_ｉ＋１’’’における各走査線を表している。

図５（ｃ）の断層画像から図５（ｄ）の断層画像を生成する場合、図５（ｄ）におけるＡ_ｉｊは、Ａ_ｉ２ｊ’’’、Ａ_{ｉ２ｊ＋１}’’’、Ａ_{（ｉ＋１）２ｊ}’’’、Ａ_{（ｉ＋１）２ｊ＋１}’’’の走査線について加算平均処理を行うことにより算出される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、個人ごとの眼の動き量を検出した上で撮影条件を設定し、当該撮影条件のもとでオーバーサンプリング法または重ね合わせ法により撮影することで得られた断層画像を処理する構成とした。

この結果、眼球の固視微動や頭の動き等の影響を極力抑えた、低ノイズかつ高解像度の断層画像を生成することが可能となった。

なお、本実施形態では、１枚の高画質な２次元断層画像を生成する方法について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、同様の方法を用いて３次元断層画像を生成するように構成してもよい。更には、放射線状や円形状に走査した断層画像においても、同様の方法により高画質な断層画像を生成することが可能である。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、動き量を検出するための撮影を行い、撮影条件を設定した上で、再度、断層画像を撮影する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、所定の撮影条件のもとで撮影を行い、取得された断層画像を処理する際に、被検眼の動き量に応じた処理を行うように構成してもよい。以下、本実施形態の詳細について説明する。

＜画像処理システムの構成＞
図６は、本実施形態に係る画像処理装置６１０を備える画像処理システム６００の構成を示す図である。図６に示すように、上記第１の実施形態において説明した画像処理システム１００とは、画像処理装置６１０の機能構成が相違する。したがって、以下では、当該相違点を中心に説明する。

図６に示すように、画像処理装置６１０は、画像取得部１１１と、記憶部１１２と、第１の動き検出部６１３と、第２の動き検出部６１４と、画像作成部６１６と、表示部１１７と、決定部６１５とを備える。このうち、画像取得部１１１と、記憶部１１２と、表示部１１７については、上記第１の実施形態と同様の機能を有するため、ここでは説明を省略する。

第１の動き検出部６１３は、断層画像撮影装置１２０において撮影時に計測された反射光強度（信号強度）に基づいて、被検眼の深さ方向の動き量を検出する。更に、断層画像撮影装置１２０で用いる光源の波長から求められる深度方向分解能ＯＲｚを超える動き量を検出した場合に、当該検出時の時刻を記憶部１１２に記録する。

第２の動き検出部６１４は、眼底画像撮影装置１３０において撮影された眼底画像に基づいて、被検眼の平面方向の動き量を検出する。更に、断層画像撮影装置１２０が断層画像を撮影している間に、眼底画像に基づいて、断層画像撮影装置１２０で用いる光源の波長から求められる横方向分解能ＯＲｘを超える動き量を検出した場合に、当該検出時の時刻を記憶部１１２に記録する。

決定部６１５は、動き量の小さい断面画像を基準断面画像として選択するとともに、動き量が所定の閾値を超えている画素の有無を記憶部１１２の記録結果に基づいて判断する。更に、動き量が所定の閾値を超えている画素があった場合には、当該画素について、加算平均処理に用いる走査線を選択する。

画像作成部６１６は、記憶部１１２に記録された断面画像のうち、決定部６１５において基準断面画像として選択された断面画像について、動き量が所定の閾値を超えている画素に対して、選択された走査線を用いて加算平均処理を行う。

＜画像処理装置における断層画像処理の流れ＞
次に、図７を参照しながら、本実施形態の画像処理装置６１０における断層画像処理の流れについて説明する。

ステップＳ７０１では、画像処理装置６１０からの指示に基づいて、断層画像撮影装置１２０及び眼底画像撮影装置１３０が、それぞれ被検眼の撮影を行う。なお、断層画像撮影装置１２０では、予めパラメータ設定部１２３に設定されているパラメータを用いて被検眼の撮影を行う（例えば、走査線数Ａ_ｍを２０４８、同一断面における撮影枚数ｋを４として撮影を行う）。

ステップＳ７０２では、第１の動き検出部６１３と第２の動き検出部６１４が、被検眼の動き量を検出する。なお、動き量の検出方法は、上記第１の実施形態において説明済みであるため、ここでは説明を省略する。第１の動き検出部６１３、第２の動き検出部６１４では、更に、１枚の断層画像を撮影する間に、光源の波長から求められる横方向分解能ＯＲｘ、深度方向分解能ＯＲｚを超える動き量があった場合にこれを検出し、該検出した時刻を記憶部１１２に記録していく。

ステップＳ７０３では、ステップＳ７０２で検出した動き量と、ステップＳ７０１で撮影した断層画像とに基づいて、決定部６１５が、加算平均処理を行う画素を選択する合成画像選択処理を行う。ここで、当該合成画素選択処理（ステップＳ７０３）の詳細について、図７（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。

なお、合成画素選択処理（ステップＳ７０３）の説明にあたっては、選択された画素において加算平均処理に用いられる画素数ｎが４、横方向解像度ｒｘが５１２、走査線数Ａ_ｍが２０４８、同一断面における撮影枚数ｋが４であるものとする。

ステップＳ７１０では、決定部６１５が、複数の断層画像の中から基準となる断層画像を選択する。基準断層画像の選択は、ステップＳ７０２において、１枚の断層画像を撮影する時間内に、横方向分解能ＯＲｘ、深度方向分解能ＯＲｚを超える被検眼の動き量がない断層画像を選択する。その条件を満たす断層画像がない場合には、１枚の断層画像を撮影する時間内で最大動き量が最も小さい断層画像、もしくは、動き量の平均値が最も小さい断層画像を選択する。あるいは、各断層画像をそれぞれ基準断層画像に設定し、その他の断層画像とそれぞれの断層画像との間で位置合わせを行い、その他の断層画像との位置合わせ評価値の平均値が高かった断層画像を最終的に選択する。

ステップＳ７２０では、基準断層画像が所定の条件を満たしているかを判断する。具体的には、ステップＳ７１０において選択した基準断層画像の被検眼の動き量が、横方向分解能及び深度方向分解能を超えているか否かを判断する。ステップＳ７２０において横方向分解能及び深度方向分解能を超えていないと判断した場合には、合成画素選択処理を終了する。

一方、基準断層画像の被検眼の動き量が横方向分解能または深度方向分解能を超えていると判断した場合には、オーバーサンプリング法と重ね合わせ法の組み合わせにより撮影された断層画像の走査線について加算平均処理を行うべく、ステップＳ７３０に進む。

ステップＳ７３０では、決定部６１５が、基準断層画像の各走査線において、各走査線が撮影された時刻と、横方向分解能ＯＲｘまたは深度方向分解能ＯＲｚを超える動き量が検出された時刻とを対応付ける。そして、横方向分解能または深度方向分解能を超える動き量を検出した時刻に撮影された基準断層画像の走査線と、その走査線との間で加算平均処理を行う同一断面上の基準断層画像以外の断層画像の走査線とを選択する。

図７（ａ）の説明に戻る。ステップＳ７０４では、画像作成部６１６が、断層画像撮影装置１２０で撮影した断層画像を処理する。ここでは、ステップＳ７１０において選択された基準断層画像について、ステップＳ７３０において選択された走査線を用いて加算平均処理を行い、表示部１１７において表示される断層画像を生成する。なお、加算平均処理は、走査線毎に、ステップＳ２０５で示す方法に基づいて行われるものとする。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、被検眼の撮影を行いながら、被検眼の動き量を検出し、取得された断層画像に対して、当該検出した動き量に応じた処理を行う構成とした。

この結果、眼球の固視微動や頭の動き等の影響を極力抑えた、低ノイズかつ高解像度の断層画像を生成することが可能となった。

［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、被検眼の動き量を検出するための撮影において取得された断層画像及び眼底画像に基づいてパラメータを決定し、当該決定したパラメータを用いて撮影することにより取得された断層画像を処理する構成とした。しかしながら、本発明はこれに限られない。例えば、決定したパラメータを用いて撮影する間も、動き量を検出しておき、所定の閾値以上の動き量が検出された場合には、再度、パラメータを決定しなおし、自動的に撮影をやり直すように構成してもよい。

このような構成とすることにより、撮影中にまばたきやマイクロサッカードなど大きな変化が生じた場合であっても、撮影中に検出した動き量からパラメータが再設定されるため、高画質な断層画像の生成を維持することが可能となる。

以下、本実施形態の詳細について図８を参照しながら説明する。なお、本実施形態の画像処理装置の機能構成は、上記第１の実施形態の画像処理装置の機能構成と同じである。また、本実施形態の画像処理装置における断層画像処理（図８）のうち、ステップＳ８０１からステップＳ８０４までの処理は、上記第１の実施形態の画像処理装置における断層画像処理（図２）のステップＳ２０１からステップＳ２０４までの処理と同様である。更に、ステップＳ８０５、ステップＳ８０７、ステップＳ８０８の処理は、ステップＳ２０２、ステップＳ２０５、ステップＳ２０６の処理と同様である。このため、以下では、ステップＳ８０６の処理についてのみ説明する。

ステップＳ８０６では、決定部１１５が、被検眼の動き量が一定の閾値を超えた場合に、再度、撮影を行うか否かを判断する。具体的には、１枚の断層画像を撮影している途中で、被検者のまばたきやマイクロサッカードにより、眼の位置が大幅にずれるといった事態が起きた場合に、決定部１１５では、ステップＳ８０３に戻り、パラメータを再設定する決定を行う。被検眼の位置ずれが起きた場合は、それまでに撮影した同一断面の断層画像とも位置がずれている。このため、再度パラメータを設定しなおし、撮影を行う（ステップＳ８０４）。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、断層画像の撮影中も動き量を検出し、検出した動き量が所定の閾値を超えた場合には、再度撮影を行う構成とした。この結果、撮影中に、例えば、まばたきやマイクロサッカードなどといった大きな変化が生じた場合であっても、自動的に再撮影が行われるため、高画質な断層画像の生成を維持することが可能となる。

［他の実施形態］
また、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。

Claims (12)

1. 眼球の断層画像を撮影する断層画像撮影装置であって、
   前記眼球の動き量を検出する検出手段と、
   前記断層画像を撮影するための走査線を、前記検出手段の信号に基づいて制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする断層画像撮影装置。
2. 前記制御手段は、走査線の数を制御することを特徴とする請求項１に記載の断層画像撮影装置。
3. 断層画像撮影装置により撮影された眼球の断層画像を処理する画像処理装置であって、
   前記断層画像の撮影により得られる信号を用いて前記眼球の動き量を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記動き量に基づいて、前記断層画像を撮影するための走査線数を決定する決定手段と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
4. 前記検出手段は、前記断層画像の撮影により得られる信号を用いて前記眼球の深さ方向の動き量を検出することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記検出手段は、前記断層画像の撮影により得られる信号と前記眼球の眼底画像とに基づいて、前記眼球の平面方向の動き量を検出することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記決定手段は、前記眼球の深さ方向または平面方向のいずれかの動き量が、前記断層画像撮影装置による撮影の際の分解能を超えることがないように、前記走査線数を決定する決定手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
7. 前記決定手段により決定された撮影条件のもとで、前記断層画像撮影装置により撮影された断層画像が複数あった場合に、該撮影された複数の断層画像の対応する画素の画素値を加算平均処理することで、１枚の断層画像を生成する生成手段を更に備えることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 眼球の断層画像を撮影する断層画像撮影装置及び眼底画像を撮影する眼底画像撮影装置と接続され、前記断層画像撮影装置により撮影された断層画像を処理する画像処理装置であって、
   前記断層画像撮影装置による撮影により得られた信号を用いて、１枚の前記断層画像を撮影する間の前記眼球の深さ方向の動き量を検出するとともに、前記眼底画像撮影装置による撮影により得られた眼底画像を用いて、１枚の前記断層画像を撮影する間の前記眼底の平面方向の動き量を検出する検出手段と、
   前記断層画像撮影装置による撮影により得られた前記眼球の同一断面における複数の断層画像から、撮影の際に前記検出手段により検出された前記眼球の深さ方向及び前記眼底の平面方向の動き量が最も小さい断層画像を基準断層画像として選択する選択手段と、
   前記基準断層画像に含まれる画素のうち、前記検出手段により予め定められた閾値を超えた動き量が検出された際に前記断層画像撮影装置により撮影された画素について、当該画素の画素値を、当該画素に対応する他の断層画像に含まれる画素の画素値または当該画素に重なる複数の走査線に対応する各画素値を用いて加算平均処理することで、断層画像を生成する生成手段と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
9. 断層画像撮影装置により撮影された眼球の断層画像を処理する画像処理装置における画像処理方法であって、
   前記断層画像の撮影により得られる信号を用いて前記眼球の動き量を検出する検出工程と、
   前記検出工程において検出された前記動き量に基づいて、前記断層画像を撮影するための走査線数を決定する決定工程と
   を備えることを特徴とする画像処理方法。
10. 眼球の断層画像を撮影する断層画像撮影装置及び眼底画像を撮影する眼底画像撮影装置と接続され、前記断層画像撮影装置により撮影された断層画像を処理する画像処理装置における画像処理方法であって、
    前記断層画像撮影装置による撮影により得られた信号を用いて、１枚の前記断層画像を撮影する間の前記眼球の深さ方向の動き量を検出するとともに、前記眼底画像撮影装置による撮影により得られた眼底画像を用いて、１枚の前記断層画像を撮影する間の前記眼底の平面方向の動き量を検出する検出工程と、
    前記断層画像撮影装置による撮影により得られた前記眼球の同一断面における複数の断層画像から、撮影の際に前記検出工程において検出された前記眼球の深さ方向及び前記眼底の平面方向の動き量が最も小さい断層画像を基準断層画像として選択する選択工程と、
    前記基準断層画像に含まれる画素のうち、前記検出工程において予め定められた閾値を超えた動き量が検出された際に前記断層画像撮影装置により撮影された画素について、当該画素の画素値を、当該画素に対応する他の断層画像に含まれる画素の画素値または当該画素に重なる複数の走査線に対応する各画素値を用いて加算平均処理することで、断層画像を生成する生成工程と
    を備えることを特徴とする画像処理方法。
11. 請求項９または１０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ためのプログラム。
12. 請求項９または１０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ためのプログラムを記憶した記憶媒体。

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