JP2021000177A - Ophthalmologic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検者眼の眼底を撮影する眼科装置に関する。 The present invention relates to an ophthalmic apparatus for photographing the fundus of a subject's eye.
従来より、被検者眼の眼底を撮影する撮影装置が知られている。例えば、被検者眼の眼底画像を得る撮影手段と、眼底画像に硝子体等の中間透光体の混濁情報を取得する混濁情報取得手段と、眼底画像と混濁情報とを関連付けて記憶手段に記憶する記憶制御手段と、混濁情報による混濁の程度に応じたコントラスト調整を画像処理として実行する画像処理手段とを備えた眼底撮影装置がある(例えば、特許文献1参照)。この眼底撮影装置によれば、被検者眼の硝子体等の混濁が眼底画像に画質に影響しにくくなり、眼底画像を好適に診断することが可能である。 Conventionally, an imaging device for photographing the fundus of the subject's eye has been known. For example, an imaging means for obtaining a fundus image of the subject's eye, a turbidity information acquisition means for acquiring opacity information of an intermediate translucent body such as a vitreous body in the fundus image, and a storage means for associating the fundus image with the turbidity information. There is a fundus photography apparatus including a memory control means for storing and an image processing means for performing contrast adjustment according to the degree of turbidity based on turbidity information as image processing (see, for example, Patent Document 1). According to this fundus photography apparatus, opacity of the vitreous body of the subject's eye is less likely to affect the image quality of the fundus image, and the fundus image can be preferably diagnosed.
ところで、眼の病気の一つとして、飛蚊症と呼ばれる症状ある。飛蚊症は、硝子体の混濁のため、特に明るい場所で黒い点状や紐状のようなもの、または薄い雲のようなものが視野の中に見える症状である。異物像は、眼球を動かしてもその動きにつられて場所を変えながら様々な方向に細かく揺れながら移動する。こうした症状は、光源様のものを見つめるような眼科検査を受けているときにも感じるが、特にレーザ光を眼底に受けるような眼科検査では、かなり鮮明に硝子体の混濁を自覚することができる。 By the way, one of the eye diseases is a symptom called floater. Floater is a symptom in which black dots, strings, or thin clouds are visible in the field of vision, especially in bright places due to the opacity of the vitreous. Even if the eyeball is moved, the foreign object image moves while swaying in various directions while changing the location according to the movement. These symptoms can be felt even when undergoing an ophthalmic examination that looks at something like a light source, but especially in an ophthalmic examination that receives laser light on the fundus, you can notice the opacity of the vitreous body quite clearly. ..
一方、レーザを用いた眼科検査装置では、撮影された眼底画像上に硝子体の混濁の影が認められる。このような硝子体混濁は、眼底観察においてはアーチファクトになる。 On the other hand, in an ophthalmologic examination apparatus using a laser, a shadow of opacity of the vitreous body is observed on the photographed fundus image. Such vitreous opacity becomes an artifact in fundus observation.
したがって、本発明は、被検者眼の硝子体に混濁が存在していても、その影響の少ない眼底画像の取得を可能とする眼科装置を提供することを課題とするものである。 Therefore, it is an object of the present invention to provide an ophthalmic apparatus capable of acquiring a fundus image having less influence on the vitreous body of the subject's eye even if the vitreous body is opaque.
上記課題を解決するために、本発明が採った手段は、被検者眼の眼底に照明光を照射しながら前記被検者眼の眼底を動画像として撮影する眼底撮影手段と、前記眼底撮影手段によって取得された眼底画像の複数のフレームにおける特徴点を一致させて加算平均処理することにより、前記眼底画像から硝子体混濁領域を除去する加算手段と、を備えることを特徴とする眼科装置、である。 In order to solve the above problems, the means adopted by the present invention include a fundus photography means for photographing the fundus of the subject's eye as a moving image while irradiating the fundus of the subject's eye with illumination light, and the fundus photography. An ophthalmologic apparatus comprising: an addition means for removing a vitreous opaque region from the fundus image by matching feature points in a plurality of frames of the fundus image acquired by the means and performing addition averaging processing. Is.
また、上記眼科装置において、前記加算手段によって得られた加算枚数の異なる2つの眼底画像を差分処理することにより、前記硝子体混濁領域を抽出する混濁領域抽出手段を備えてもよい。 In addition, the ophthalmic apparatus may include a turbid region extraction means for extracting the vitreous turbid region by performing difference processing on two fundus images having different addition numbers obtained by the addition means.
また、上記眼科装置において、前記混濁領域抽出手段によって特定された領域の大きさと明るさを、前記眼底画像との位置関係において3次元表示する混濁領域評価手段を備えてもよい。 In addition, the ophthalmic apparatus may include a turbid region evaluation means that three-dimensionally displays the size and brightness of the region specified by the turbid region extraction means in relation to the fundus image.
また、上記眼科装置において、視標を眼底に投影する視標呈示手段をさらに備え、前記視標が前記硝子体混濁領域を通過する場合に、その領域の混濁程度に応じて前記視標の光量を増加させるようにしてもよい。 Further, the ophthalmic apparatus further includes an optotype presenting means for projecting an optotype onto the fundus, and when the optotype passes through the vitreous opaque region, the amount of light of the optotype according to the degree of opacity in the region. May be increased.
また、上記眼科装置において、前記眼底画像の特徴部位の位置情報を用いて、フレーム毎にずれ量を算出するオートトラッキング手段を備えてもよい。 Further, the ophthalmic apparatus may include an auto-tracking means for calculating the amount of deviation for each frame by using the position information of the featured portion of the fundus image.
本発明によれば、取得した眼底画像における硝子体混濁領域をアーチファクトとして眼底画像から除去することができるので、眼底観察を好適に行うことができる。 According to the present invention, since the vitreous opaque region in the acquired fundus image can be removed from the fundus image as an artifact, fundus observation can be preferably performed.
以下、本発明にかかる眼科装置の一実施例を図に基づいて説明する。なお、本発明は実施例の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせも権利範囲に含むものである。 Hereinafter, an embodiment of the ophthalmic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments, and various modifications and combinations are possible within the scope of the claims and the scope of the embodiments, and these modifications and combinations are also possible. It is included in the scope of rights.
図1に示すように、眼科装置は、眼底撮影手段として、レーザ光を被験者眼Eの眼底上で走査することで眼底画像を取得する眼底画像取得光学系10を備える。また、視標呈示手段として、DLP(登録商標)(Digital Light Processing)方式プロジェクタにより被験者眼Eの眼底に対して視標や背景、固視灯を呈示する視標光学系20を有している。
As shown in FIG. 1, the ophthalmologic apparatus includes a fundus image acquisition
[眼底撮影手段]
眼底撮影手段には、一般的な走査レーザ検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope:SLO)が用いられる。SLOは、レーザ光により眼底上の十分小さい領域を照明し、これを高速に走査してそれぞれの反射を高感度の検出器でとらえ、走査した領域の全体像をモニタ上で再構築するものである。これによって取得された眼底の動画像が後述する画像処理に供される。
[Fundus photography]
As a fundus photographing means, a general scanning laser optical probe (SLO) is used. SLO illuminates a sufficiently small area on the fundus with laser light, scans it at high speed, captures each reflection with a high-sensitivity detector, and reconstructs the entire image of the scanned area on the monitor. is there. The moving image of the fundus acquired by this is used for image processing described later.
眼底画像取得光学系10は、ライン状の光を出射するラインレーザ光源40を用いる。ラインレーザ光源40から出射されたライン状の光はミラー41で反射され、ホールミラー42の中央部に空いた穴を通り、スキャナ43に照射される。本実施例では、スキャナ43は、ガルバノメーターであり、ガルバノメーターに装着されたミラー(ガルバノミラー)44によって、所定の方向に反射される。そして、レンズ50,51を通り、ダイクロイックミラー52、レンズ53を介して、被験者眼Eの眼底に照射される。被験者眼Eの眼底からの反射光は、レンズ53、ダイクロイックミラー52、レンズ50,51、スキャナ43を介して、ホールミラー42でリング状のミラーにあたり反射する。そしてレンズ54を通り、ラインセンサ60で検出される。ラインセンサ60で検出された光強度情報は、デジタル信号に変換され制御装置80に入力される。
The fundus image acquisition
[視標呈示手段]
視標の呈示は、被検者眼の固視方向の誘導を行うことを目的の一つとしている。視標光学系20は、被験者眼Eの眼底の所定の位置に所定の視標を呈示(投影)するためにDLPプロジェクタ70を光源として用いる。DLPプロジェクタ70は、マトリクス状に敷き詰められたミクロンサイズのマイクロミラーの角度をそれぞれ可変制御することにより呈示パターンを作り出す。すなわち、各マイクロミラーの傾斜角度をオン/オフし、オンの場合は、光がレンズを通り投影され、オフの場合は、光が光吸収板に吸収される。そのため、各マイクロミラーの傾斜角度をオン/オフ制御することにより、眼底の任意の位置に任意の形状や大きさの視標を形成し呈示することが可能となる。また、呈示する視標は記号だけではなく文字も形成することが可能であり、その文字数も自由に変更ができる。なお、DLPプロジェクタ70は、視標の他に、被検者眼を固定させておく目的で被験者に注視させるための固視灯および背景も投影させることができる。さらに、DLPプロジェクタ70は、各マイクロミラーのオン/オフの時間の割合を変更することにより輝度を変更することができるため、白地の背景に黒地の視標を呈示することが可能である。
[Means for presenting visual targets]
One of the purposes of presenting the optotype is to guide the subject's eye in the direction of fixation. The optotype
DLPプロジェクタ70から出射された光は、レンズ71を通りミラー72で反射され、レンズ73を介してダイクロイックミラー52で反射されて、被験者眼Eの眼底面に照射される。
The light emitted from the
次に、本実施例の眼科装置の制御系の構成を説明する。図2に示すように、眼科装置は、制御装置80によって制御される。制御装置80は、CPU,ROM,RAM等からなるマイクロコンピュータ(マイクロプロセッサ)によって構成されている。制御装置80には、DLPプロジェクタ70と、スキャナ43と、ラインセンサ60と、タッチパネル81のモニタ82と、メモリ83とが接続されている。
Next, the configuration of the control system of the ophthalmic apparatus of this embodiment will be described. As shown in FIG. 2, the ophthalmic apparatus is controlled by the
制御装置80は、スキャナ43の駆動を制御することで、被験者眼Eの眼底上でライン状の光を走査する。すなわち、本実施例では、ラインレーザ光源40から出力される光は、X方向にライン状に伸びているため、制御装置80は、スキャナ43をY方向(図1の紙面に直交する方向)に駆動制御し、光を走査する。また、制御装置80には、ラインセンサ60で1ラインずつ検出された反射光の強度に応じた電気信号が入力され、複数ラインの電気信号から被験者眼Eの2次元の眼底画像100を生成し、その生成した眼底画像100をモニタ82に表示する。なお、本実施例では、ラインレーザ光源40から出力されるライン状の光をY方向に走査しているが、スポット状の光をXY方向に走査するようにしてもよい。
The
以上のような構成を備える眼科装置を用いて、被験者眼を撮影する場合の動作を説明する。 The operation when the subject's eye is photographed by using the ophthalmic apparatus having the above configuration will be described.
検者は図示しないジョイスティック等の操作部材を操作して、被験者眼Eと装置のアライメントを行う。アライメントが完了すると、ラインレーザ光源40の光束が被験者眼Eの眼底に照射され、制御装置80はスキャナ43を駆動させ、眼底画像100の取得が開始される。本実施例では、ラインセンサ60で被験者眼Eの眼底画像100を連続的に取得し、リアルタイムな動画像としてモニタ82に表示される。
The examiner operates an operating member such as a joystick (not shown) to align the subject eye E with the device. When the alignment is completed, the luminous flux of the line
[オートトラッキング手段]
図3に示すように、眼底撮影手段によって得られる20〜30frames/sec程度の眼底動画像100において、視神経乳頭の位置や血管の走行位置といった特徴部位を指定して、フレーム毎にずれ量を算出する。具体的には、Δx、Δyずらして差分値の和が最小になる位置からずれ量を求める。そして、算出の高速化を図るために、間引いた縮小画像を用いて粗検出をし、間引かない画像で詳細検出を行う。また、間引き状態での精度を出すために、間引き画像は単純な画素単位の間引きではなく、間引き画素が代表するブロック内の最小値で作成する。
[Auto tracking means]
As shown in FIG. 3, in the
[加算手段]
図4(a)に示すように、硝子体に混濁がある場合、眼底画像には混濁の影が黒っぽくアーチファクト110として現れる。眼底動画像撮影中は、眼底の血管配置等の状態は変化しないため、加算処理を行って眼底とは無関係なアーチファクトの混入しないベース画像となる眼底画像を取得する。加算処理を行う際には、フレーム毎の血管配置等の特徴点を一致させる処理も行う。硝子体混濁は固視と連動しているので、固視がわずかに動く状態での加算枚数が多いと、図4(b)に示すように最終加算画像からアーチファクトは消える。なお、ここでは512frames加算を行っている。
[Addition means]
As shown in FIG. 4A, when the vitreous body is opaque, the shadow of the opacity appears as
[混濁領域抽出手段]
上記の加算画像より少ない加算処理を行った場合には、図5に示すように、硝子体混濁を残したまま高周波ノイズのみを除去した眼底画像100を得ることができる。ここでは32frames加算を行っている。
[Muddy area extraction means]
When less addition processing is performed than the above addition image, as shown in FIG. 5, it is possible to obtain a
そして、512frames加算画像と32frames加算画像とで差分処理を行う。ここでは、差分値0でグレイレベルを127になるように変換し、+側は白っぽく、−側は黒っぽく表現する。そうすると、図6に示すように、硝子体混濁領域210のみが抽出された画像200を得ることができる。
Then, the difference processing is performed between the 512 frames addition image and the 32 frames addition image. Here, the gray level is converted to 127 with a difference value of 0, and the + side is expressed whitish and the-side is expressed blackish. Then, as shown in FIG. 6, an
差分処理時の問題には、一致するpixel間の単純差分ではなく個別に対応する。
1)フレーム毎の回旋
被検者の顔が固定されていれば補正の必要はないが、手法としてはΔθ毎に一致度を判定する。
2)フレーム毎の拡大率の違い
被検者の顔が固定されていれば補正の必要がないが、手法としてはΔ拡大率毎に一致度を判定する。
上記の2点に関しては、簡易手法として(x、y)毎に、周辺数pixel内で差分値が最小になるものを採用する。
The problem at the time of difference processing is dealt with individually instead of the simple difference between matching pixels.
1) Rotation for each frame If the subject's face is fixed, correction is not necessary, but the method is to determine the degree of agreement for each Δθ.
2) Difference in enlargement ratio for each frame If the subject's face is fixed, correction is not necessary, but the method is to determine the degree of agreement for each Δ enlargement ratio.
Regarding the above two points, as a simple method, the one that minimizes the difference value within the number of peripheral pixels for each (x, y) is adopted.
以上のようにして、眼底画像処理を行なうことで硝子体混濁領域が抽出され、以下のような利用が可能となる。 By performing the fundus image processing as described above, the vitreous opaque region is extracted, and the following uses become possible.
[硝子体混濁領域の評価]
特定された領域の大きさと明るさは、硝子体混濁の程度に相関している、それらを眼底画像との位置関係において3次元表示する。具体的には、硝子体混濁領域の輝度は混濁の程度を表し、硝子体混濁領域のエッジのシャープさは眼底からの距離におおよそ相関しているので、3Dマッピング表示を行うことができる。実際には、何らかのキャリブレーションを行わなければ距離表示(例えばmm)を行うことはできないが、眼底画像の持つ輝度を使って正規化し、エッジに関しては微分値を使って、無次元量での3D化までは行うことができるので、有用な表示を行うことができる。また、硝子体混濁領域が揺らぐ状態から、動く速さ、眼球の動きとの連動性を評価値として表示することができる。
[Evaluation of vitreous turbid region]
The size and brightness of the identified areas correlate with the degree of vitreous opacity, and they are displayed three-dimensionally in relation to the fundus image. Specifically, the brightness of the vitreous opaque region represents the degree of opacity, and the sharpness of the edge of the vitreous opaque region roughly correlates with the distance from the fundus, so that 3D mapping display can be performed. Actually, distance display (for example, mm) cannot be performed without some calibration, but normalization is performed using the brightness of the fundus image, and differential values are used for edges to make 3D in a dimensionless quantity. Since it is possible to perform the conversion, a useful display can be performed. In addition, from the state in which the vitreous opaque region fluctuates, the speed of movement and the interlocking with the movement of the eyeball can be displayed as evaluation values.
[眼底画像の補正]
加算していないか、加算が十分でない画像から、硝子体混濁の陰を除去する。上述のように、多数のフレームを加算すれば、硝子体混濁は消える方向に補正されるので、その補正画像を眼底画像として扱えば良い。しかし、何らかの理由で単独フレームや加算フレームの少ない画像(対象画像)を扱うことが必要な場合がある。この場合には、画像上に硝子体混濁が残っている。前提として、計測中のどこかで十分な加算処理により上述の差分処理によって混濁領域を抽出できた場合があるとして、この領域は短い時間では変形したり、出現量に変化があるわけではないので、この混濁領域抽出画像と対象画像との相関度の高いずれ位置を計算することで、対象画像上における混濁領域の位置を特定し、その位置での差分処理を行うことで混濁領域を除去した眼底画像を得ることができる。
[Correction of fundus image]
Remove the shadow of vitreous opacity from images that have not been added or have not been added sufficiently. As described above, if a large number of frames are added, the vitreous opacity is corrected in the direction of disappearing, and the corrected image may be treated as a fundus image. However, for some reason, it may be necessary to handle an image (target image) having a small number of single frames or addition frames. In this case, vitreous turbidity remains on the image. As a premise, if there is a case where the turbid region can be extracted by the above-mentioned difference processing by sufficient addition processing somewhere during measurement, this region is not deformed or the appearance amount does not change in a short time. , The position of the turbid region on the target image was specified by calculating the position of the high degree of correlation between the turbid region extracted image and the target image, and the turbid region was removed by performing the difference processing at that position. A fundus image can be obtained.
[投影光の調整]
レーザに限らず、DLPプロジェクタ等を用いて眼底撮影とは異なる波長の光を眼底に投影する場合(例えば、パターンやスポットの光刺激を与えるなど)、硝子体混濁領域を通過する場合は、その領域の程度に応じて強度を強くする。具体的には、被検者に何らかの画像を見せる場合や、視力検査の検査パターンや、ランドルト環画像を見せることを想定している。この場合、硝子体混濁があると、表示すべきピクセルの明るさが低下して見にくくなるので、それを明るくして見やすくすることができる。
[Adjustment of projected light]
Not limited to lasers, when projecting light with a wavelength different from that of fundus photography onto the fundus using a DLP projector or the like (for example, giving light stimulation of a pattern or spot), when passing through a vitreous opaque region, Increase the strength according to the degree of the area. Specifically, it is assumed that the subject is shown some kind of image, the test pattern of the visual acuity test, or the Randold ring image. In this case, if there is vitreous turbidity, the brightness of the pixel to be displayed decreases and it becomes difficult to see, so that it can be brightened to make it easier to see.
10 眼底画像取得光学系(眼底撮影手段)
20 視標光学系(視標呈示手段)
10 Fundus image acquisition optical system (fundus imaging means)
20 Optical system for optotypes (means for presenting optotypes)
Claims (5)
前記眼底撮影手段によって取得された眼底画像の複数のフレームにおける特徴点を一致させて加算平均処理することにより、前記眼底画像から硝子体混濁領域を除去する加算手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。 Fundus photography means for photographing the fundus of the subject's eye as a moving image while irradiating the fundus of the subject's eye with illumination light.
It is characterized by comprising an addition means for removing a vitreous opaque region from the fundus image by matching feature points in a plurality of frames of the fundus image acquired by the fundus photography means and performing addition averaging processing. Ophthalmic device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019114182A JP2021000177A (en) | 2019-06-20 | 2019-06-20 | Ophthalmologic apparatus |
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Cited By (1)
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CN113963591A (en) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 中国人民解放军陆军特色医学中心 | Fundus disease simulation teaching instrument |
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2019
- 2019-06-20 JP JP2019114182A patent/JP2021000177A/en active Pending
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CN113963591A (en) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 中国人民解放军陆军特色医学中心 | Fundus disease simulation teaching instrument |
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