JP2016209198A - 画像生成装置、画像生成方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
OCT信号から時間変調が起こっている信号のみを抽出することで血流からのOCT信号を分離する方法(非特許文献1)が提案されている。また、血流による位相のバラツキを利用した方法(非特許文献2)、血流による強度のバラツキを利用した方法(非特許文献3、特許文献1)、などが提案されている。尚、本明細書中では、OCT信号から時間変調が起こっている信号を画像として表示したものをモーションコントラスト画像、またその画素値をモーションコントラスト、そのデータセットをモーションコントラストデータと呼ぶ場合がある。
本実施形態では、後述する制御部143が撮影された3次元光干渉信号から断層画像を生成し、モーションコントラストを算出する。そして、制御部143は、部位の構造情報を用いてノイズ閾値を調整し、明瞭化された3次元血流部位情報を取得する例を示す。
図1は、本実施形態における光干渉断層法を用いた画像形成装置の構成例を示す図である。図1に示す装置は、光干渉断層信号を取得する光干渉断層取得部100と制御部143を備える。制御部143は、信号処理部144、信号取得制御部145、表示部146および表示制御部149を備えて構成される。信号処理部144は、さらに画像生成部147とマップ生成部148とを備える。ここで、制御部143は例えばコンピュータであり、コンピュータに備えられたCPUが不図示の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで信号処理部144、信号取得制御部145、画像生成部147、マップ生成部148および表示制御部149としてとして機能する。
OCT装置100の構成について説明する。
本装置全体を制御するための制御部143について説明する。
次に、図2を用いて本実施形態のスキャンパターンの一例を説明する。
ステップS101において、信号取得制御部145は光干渉断層像取得部100を制御し、光干渉断層信号を取得する。処理の詳細説明は後述する。ステップS102において、制御部143は表示情報を生成する。処理の詳細説明を、後述する。以上のステップを実施して、本実施形態の画像形成方法の処理の手順を終了する。
次に、図4を用いて本実施形態のステップS101の干渉信号取得の具体的な処理の手順を説明する。ステップS109において、信号取得制御部145は図2のポジションyiのインデックスiを1に設定する。ステップS110において、OCT装置はスキャン位置をyiに移動する。ステップS119において、信号取得制御部145は繰り返しBスキャンのインデックスjを1に設定する。ステップS120において、OCT装置はBスキャンを実施する。
ステップS139において、信号取得制御部145は繰り返しBスキャンのインデックスjをインクリメントする。
次に、図5を用いて本実施形態のステップS102の3次元血流部位情報生成の具体的な処理を説明する。
モーションコントラストの性質によって最適な平滑化処理は異なるが、例えば以下のようなものが考えられる。
上述の第1の実施形態では、検査者が深さ方向の表示範囲を直接選択する形態を示したが、撮像対象である被検眼の眼底は図11に示すように層構造を有することが広く知られている。また、深さ方向の網膜層ごとに血管密度が異なることを考慮すると、層ごとに血流部位検出のための閾値を可変にすることが好ましい。第1の実施形態では使用しなかった図5ステップS300はこの層構造をセグメンテーションする工程であり、本実施形態では6層を検出することが可能である。すなわち、ステップS300における処理は断層像データから層を検出する工程の一例に相当する。なお、検出する層の数は6層に限定されるものではない。ここで、6層の内訳は、(1)神経線維層(NFL) 、(2)神経節細胞層(GCL)+内網状層(IPL)を合わせた層、(3)内顆粒層(INL)+外網状層(OPL) を合わせた層、(4)外顆粒層(ONL)+外境界膜(ELM)を合わせた層、(5)Ellipsoid Zone (EZ) + Interdigitation Zone (IZ)+ 網膜色素上皮(RPE)を合わせた層、(6)脈絡膜(Choroid)である。
第2の実施形態においては、3次元血流部位情報の明瞭化のために部位構造情報として輝度情報に基づいて算出されたセグメンテーション結果を用いた例を説明した。一方、本実施形態では、部位構造情報として光干渉断層の偏光情報を用いた部位構造情報取得の例を説明する。
偏光OCT装置800の構成について説明する。
ディテクタ841および842はいずれも差動検出器となっており、位相が180°反転した二つの干渉信号が入力すると、直流成分を除去し、干渉成分のみを出力する。
本装置全体を制御するための制御部143について説明する。
次に、信号処理部144における画像生成について説明する。信号処理部144はディテクタ841、842から出力された干渉信号に対して、画像生成部147において一般的な再構成処理を行う。この処理により、信号処理部144は、各偏光成分に基づいた2つの断層画像である、H偏光成分に対応する断層画像と、V偏光成分に対応する断層画像を生成する。
画像生成部147は、前述した2つの断層信号から輝度画像を生成する。輝度画像は従来のOCTにおける断層画像と基本的に同じもので(第1実施形態のステップS250と同様)、その画素値rはディテクタ141、142から得られるH偏光成分の断層信号AHおよびV偏光成分の断層信号AVから式1によって計算される。
<DOPU画像生成>
画像生成部147は、取得した断層信号AH、AVとそれらの間の位相差ΔΦから、各画素毎にストークスベクトルSを式2により計算する。
画像生成部147は、取得した断層信号AH、AVとそれらの間の位相差ΔΦから、各画素毎にストークスベクトルSを式2により計算する。
次に、本実施形態の画像形成方法の具体的な処理の手順を説明する。本実施形態での基本的な処理フローは、第1実施形態の処理フローと同じであるため、概要説明を省略する。ただし、ステップS250、ステップS300、ステップS320の詳細処理が異なるため、それぞれに対応する本実施形のステップS250A、ステップS300A、ステップS320Aについて、以下に詳細説明をする。
第3の実施形態においては、部位構造情報として光干渉断層の偏光情報を用いたRPEの構造情報取得の例を説明したが、本実施形態では、RNFLの構造情報取得の例を説明する。
画像生成部147は、互いに直行する偏光成分の断層画像からリターデーション画像を生成する。
信号処理部144は、複数のBスキャン像に対して得たリターデーション(Retardation)画像からリターデーションマップを生成する。
<複屈折マップ生成>
画像生成部147は、先に生成されたリターデーション画像の各Aスキャン画像において、ILMから網膜神経線維層(RNFL)の範囲でリターデーションδの値を線形近似し、その傾きを当該Aスキャン画像の網膜上の位置における複屈折として決定する。この処理を取得した全てのリターデーション画像に対して行うことで、複屈折を表すマップを生成する。そして、マップ生成部148は複屈折値を用いて、RNFLのセグメンテーションを行う。
次に、本実施形態の画像形成方法の具体的な処理の手順を説明する。本実施形態での基本的な処理フローは、第2の実施形態の処理フローと同じであるため、概要説明を省略する。ただし、ステップS250A、ステップS300A、ステップS320Aの詳細処理が異なるため、それぞれに対応する本実施形のステップS250B、ステップS300B、ステップS320Bについて、以下に詳細説明をする。
以上、実施例を詳述したが、本発明は例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記録媒体(記憶媒体)等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、webアプリケーション等)から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
144 信号処理部
145 信号取得制御部
146 表示部
147 画像生成部
148 マップ生成部
149 表示制御部
Claims (16)
- それぞれ被検体の略同一箇所における断層を示す前記被検体の複数の断層像データを取得する工程と、
該算出された複数の断層像データ間の対応する画素データを用いてモーションコントラストを算出する工程と、
前記モーションコントラストと閾値とを比較する工程と、
前記比較の結果に基づいて前記閾値以下のモーションコントラストを無効化する工程と、
前記無効化する工程が行われた後に、前記モーションコントラストに基づいてモーションコントラスト画像を生成する工程と、を有し、
前記閾値が可変または複数あることを特徴とする画像生成方法。 - 前記モーションコントラストを算出する工程は、モーションコントラストを前記算出に用いた複数の断層像データの対応する画素データの平均値を用いて正規化する工程をさらに有することを特徴とする請求項1記載の画像生成方法。
- 前記モーションコントラスト画像の深さ方向の表示範囲を設定する工程と、
前記設定された表示範囲に基づいて前記モーションコントラスト画像を表示する工程と、を更に有し、
前記表示範囲の変更に応じて表示される前記モーションコントラスト画像を更新することを特徴とする請求項1または請求項2記載の画像生成方法。 - 前記表示範囲を設定する工程は、その設定可能な表示範囲を深さ方向の所定の幅に制限可能であることを特徴とする請求項3記載の画像生成方法。
- 前記断層像データから層を検出する工程を更に有し、
前記表示範囲を設定する工程は、該検出された層に基づいて選択可能であることを特徴とする請求項3記載の画像生成方法。 - 前記表示範囲を設定する工程は、検出された層に基づいて任意の層を選択可能であるとともに、選択可能な層の数を制限可能であることを特徴とする請求項5記載の画像生成方法。
- 前記被検体は眼底であり、
前記表示範囲を設定する工程は、網膜上部層の選択が可能であり、かつ
神経線維層(NFL) 、神経節細胞層(GCL)、内網状層(IPL)、内顆粒層(INL)、外網状層(OPL) 、外顆粒層(ONL)、外境界膜(ELM)のいずれかを選択した場合、少なくともEllipsoid Zone (EZ)、 Interdigitation Zone (IZ)、RPE層および脈絡膜の1つを選択不能とすることを特徴とする請求項6記載の画像生成方法。 - 前記被検体は眼底であり、
前記表示範囲を設定する工程は、網膜下部層の選択が可能であり、かつ
内顆粒層(INL)、外網状層(OPL)、外顆粒層(ONL)、外境界膜(ELM)、Ellipsoid Zone (EZ)、 Interdigitation Zone (IZ)、網膜色素上皮(RPE)層、脈絡膜のいずれかを選択した場合、少なくとも神経線維層(NFL) 、神経節細胞層(GCL)、内網状層(IPL)、内顆粒層(INL)、外網状層(OPL) 、外顆粒層(ONL)および外境界膜(ELM)の1つを選択不能とすることを特徴とする請求項6記載の画像生成方法。 - 前記断層像データは3次元断層像データであり、
前記モーションコントラストを算出する工程において、3次元モーションコントラストを算出し、
前記モーションコントラスト画像を生成する工程において、前記3次元モーションコントラストを前記表示範囲において深さ方向に投影または積算して2次元モーションコントラスト画像を生成し、
前記モーションコントラスト画像を表示する工程において、2次元モーションコントラスト画像を表示することを特徴とする請求項3乃至8の何れか1項に記載の画像生成方法。 - 前記モーションコントラスト画像を表示する工程において、モーションコントラスト画像上で指定した位置に対応する位置の断層像を3次元モーションコントラストから選択または生成して表示する請求項9記載の画像生成方法。
- 前記閾値を変更する工程を更に有し、
前記閾値の変更に応じて、モーションコントラスト画像を生成する工程とモーションコントラスト画像を表示する工程とが繰返し実行されることを特徴とする請求項3乃至10の何れか1項に記載の画像生成方法。 - 前記閾値は前記検出された層毎に設定されることを特徴とする請求項5記載の画像生成方法。
- 前記閾値は、前記閾値と比較されるモーションコントラストに対応する画像の周辺画素のモーションコントラストに基づいて決定されることを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項に記載の画像生成方法。
- 所定領域のモーションコントラストのヒストグラムからモーション領域と非モーション領域を推定し、前記モーション領域のヒストグラムおよび前記非モーション領域のヒストグラムから前記閾値を決定する請求項1乃至13の何れか1項に記載の画像生成方法。
- それぞれ被検体の略同一箇所における断層を示す前記被検体の複数の断層像データを取得する取得手段と、
該取得された複数の断層像データ間の対応する画素データを用いてモーションコントラストを算出する算出手段と、
前記モーションコントラストと閾値とを比較する比較手段と、
前記比較の結果に基づいて前記閾値以下のモーションコントラストを無効化する無効化手段と、
前記無効化した後に、前記モーションコントラストに基づいてモーションコントラスト画像を生成する生成手段と、
前記閾値を変更する変更手段と、を備える画像生成装置。 - 請求項1記載の画像生成方法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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