JP3625273B2 - 眼科蛍光染色画像表示システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科蛍光染色画像表示システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、眼科用の細隙顕微鏡等で被検眼の前眼部等を対象とする蛍光染色画像の観察や画像出力を行う場合、検者の眼と、近年技術進歩が著しいカラーテレビカメラとの光学的な解像能力の相違により、細隙顕微鏡の接眼鏡で観察される蛍光染色画像と、カラーテレビカメラで撮像され画像表示される蛍光染色画像とでは、輝度分布や色相が異なるものとなり、このため、検者は観察画像に関して違和感を伴いつつ被検眼の検査を行うことを余儀なくされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来においても、被検眼の前眼部等を対象とするカラーテレビカメラで撮像して得られる蛍光染色画像に対する画像処理を行い、その輝度分布や色相を接眼鏡で観察される蛍光染色画像に対して違和感のない画像となるように修正する試みもなされているが、従来の方法は単に前記カラーテレビカメラで撮像した蛍光染色画像に対する赤、青、緑各色の成分をその都度調整して輝度分布や色相の修正を行うものであり、上述した検者の観察時の違和感を除去するまでには至っていないのが現状である。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、カラー画像撮影装置にて撮像した被検眼の蛍光染色画像に対する画像処理過程を改良し、検者の蛍光染色画像の観察時の違和感を払拭し得る眼科蛍光染色画像表示システムを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、被検眼を照明する照明光路中に蛍光染色物質を励起する励起照明光を透過させる励起フィルターを挿脱可能に配置した照明光学系と、前記照明光学系により照明される被検眼からの励起反射光を観察撮像するための観察撮像光路に、前記励起反射光のうち特定の波長の光領域を蛍光として透過させる吸収フィルターを挿脱可能に配置した観察撮像系と、この吸収フィルターを透過する蛍光を含む被検眼の画像を撮像するカラー画像撮像装置と、前記吸収フィルターを透過する蛍光を含む画像を観察する観察部と、前記カラー画像撮像装置より出力されるカラー画像信号を画像処理して、被検眼の蛍光染色画像を背景画像とともに画像出力する画像処理装置と、を有する眼科蛍光染色画像表示システムにおいて、入力された画像信号を処理し、赤色・緑色・青色各色信号の各濃度分布グラフを自動的に表示して、その輝度レベルと背景レベルとを自動的に調整し、その調整した輝度レベルと背景レベルの各値を記憶する画像処理装置を設け、前記画像信号の処理は、前記カラー画像信号における赤色・緑色・青色各信号を基に輝度レベルが最小となる画像信号を抽出し、赤色・緑色・青色各信号の輝度レベルが最小値となる値を背景レベル値として自動的に算出して記憶するとともに、前記カラー画像信号における赤色・緑色・青色の各信号を基に輝度レベルが飽和した信号を抽出して、緑色の輝度レベルが最大となる値と赤色・青色の各信号を基に赤色・青色の各信号の輝度レベルが最小となる値をそれぞれ自動的に算出し、これらの算出値を調整値として記憶し、その後、緑色信号の輝度レベルに関しては、前記観察撮像系で観察される蛍光染色画像Ｊと対比しながら、適切な輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）になるように補正して、その輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）を記憶する処理と、青色信号の背景レベルに関しては、前記観察撮像系で観察される蛍光染色画像Ｊと対比し、かつ、緑色信号の輝度レベルと対比しながら適切な背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）になるように補正して、その背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）を記憶する処理を行うことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明によれば、上述した画像処理装置による背景画像と蛍光染色画像に関する蛍光染色画像処理機能によって、接眼部で観察される蛍光染色画像と比較しても、カラー画像撮像装置で撮像され画像処理装置により処理されて画像表示される蛍光染色画像に違和感がなく、しかも同等以上の画質を有する画像として観察することが可能な眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の眼科蛍光染色画像表示システムにおいて、前記照明光路中への手動での励起フィルターの挿入を検出する検出手段を備えるとともに、前記検出手段の検出信号に基づき、観察撮像光路中へ吸収フィルターを自動挿入するとともに前記蛍光染色画像処理機能を起動する制御手段をさらに備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
励起フィルターの照明光学系への挿入に伴い蛍光染色画像の処理機能を自動的に起動して速やかに蛍光染色画像の画像出力を行うことが可能となり、蛍光染色画像の観察や撮像及び画像出力時の操作性を向上できる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の眼科蛍光染色画像表示システムにおいて、前記照明光路中への励起フィルターの挿脱と、観察撮像光路中への吸収フィルターの挿脱とを各々行うフィルター駆動手段と、蛍光撮像モード、通常撮像モードを設定するモード設定手段と、蛍光撮像モード、通常撮像モードの設定に応じて、前記フィルター駆動手段を制御し、前記照明光路中への励起フィルターの挿脱と、観察撮像光路中への吸収フィルターの挿脱とを連動させて行う制御手段とをさらに備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の眼科蛍光染色画像表示システムにおいて、前記モード設定手段は、前記フィルター駆動手段により、前記照明光路中への励起フィルターの挿脱と、前記観察撮像光路中への吸収フィルターの挿脱とを選択的に実行させる選択撮像モードをさらに有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明によれば、励起フィルターの照明光学系への挿入に伴い蛍光染色画像の処理機能を自動的に起動して速やかに蛍光染色画像の画像出力を行うことが可能となり、操作性に優れた眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【００１２】
請求項３、４記載の発明によれば、励起フィルター、吸収フィルターの各光路への挿脱を組み合わせて蛍光染色画像の観察、撮像時の多様な使用態様を得ることができる眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムを構成する眼科装置の一例である細隙灯顕微鏡１を示すものである。
【００１５】
細隙灯顕微鏡１は、テーブル２上に移動機構部３を介して水平横方向及び水平縦方向に移動可能に支持された基台４と、傾倒操作により基台４を水平横方向及び水平縦方向に変位させる操作ハンドル５と、前記基台４により各々支持された観察撮像系６、被検眼Ｅに照明光を照射する照明光学系８と、観察撮像系６の対物レンズを収納した鏡筒本体９に対峙させた被検者用の顎受部１０ａ、額当て１０ｂを有する顎受け台１０とを具備している。照明光学系８は、詳細は後述するフィルターユニット１５を備えている。
【００１６】
前記鏡筒本体９の側面には、観察倍率変倍用の回転軸を突設し、この回転軸に対して外周に観察撮像系６の観察倍率を示す６，１０，１６，２５，４０等の数字を付した操作ノブ１１を装着するようになっている。
【００１７】
また、鏡筒本体９は、観察部を構成する接眼鏡９ａを備えるとともに、テレビリレーレンズ１３を介してカラー画像撮像装置であるカラーテレビカメラ２０を取り付けている。
【００１８】
図２、図３は、本実施の形態の細隙灯顕微鏡１の光学構成の概略を示すものであり、この細隙灯顕微鏡１は、鏡筒本体９に収納した観察撮像系６と、鏡筒本体９にテレビリレーレンズ１３を介して取り付けたカラーテレビカメラ２０と、観察撮像系６に対し、被検眼Ｅに対峙させるミラー１２に関して直交配置とした照明光学系８とを有している。
【００１９】
前記観察撮像系６は、被検眼Ｅに対峙させる対物レンズ３１と、変倍光学系３２と、ビームスプリッタ３４と、リレーレンズ３５と、光路を接眼鏡（接眼鏡筒）９ａ側に変更するプリズム３６と、接眼鏡９ａに配置した接眼レンズ３７とを具備し、被検眼Ｅの例えば前眼部像を図２に示す結像点Ｐに結像し検者眼Ｅ０ により観察可能とするようになっている。
【００２０】
前記テレビリレーレンズ１３は、前記ビームスプリッタ３４により分岐される光束を集光する集光レンズ４１と、この集光レンズ４１からの光束を９０度直角に曲げ、カラーテレビカメラ２０に入射するミラー４２とを具備している。
【００２１】
尚、観察撮像系６は、検者眼Ｅ０ による立体視が可能なように２系統の構成となっている。
【００２２】
前記照明光学系８は、図２に示すように、ハロゲンランプからなる光源５１と、この光源５１からの光を集光する集光レンズ５２及び５３と、フィルターユニット１５と、この集光レンズ５２及び５３を通過した光の照射野を調整する視野絞り５４と、視野絞り５４を通過した光をミラー１２に投影する投影レンズ５５と、前記光源５１と集光レンズ５２との間に配置したキセノンランプ等のストロボ光源５６とを具備している。
【００２３】
前記視野絞り５４と被検眼Ｅとは、投影レンズ５５に対して共役の位置になるように配置され、これにより、前記ミラー１２を介して被検眼Ｅの例えば角膜に対し、局所的な照明光（スリット光）を照射し、被検眼Ｅの角膜断面に対応する前眼部像を観察可能としている。
【００２４】
本実施の形態１の細隙灯顕微鏡１は、さらに、図２、図３に示すように、変倍光学系３２と集光レンズ３３との間の光路に、蛍光観察及び撮像時に使用する吸収フィルター６１を駆動手段である電磁ソレノイド６５の動作で挿脱可能に配置している。吸収フィルター６１は、後述する励起フィルター８０により蛍光染色物質Ｃが発する波長を適切な波長域で透過する波長特性であり、励起フィルター８０と組み合わせて疑蛍光が発生しないような波長特性（５３０ｎｍ付近に波長特性）を有している。
【００２５】
図３は、フィルターユニット１５の詳細を示すものであり、回転操作用の摘み部７１を備えた円板部７０を照明光学系８内に具備し、この円板部７０を軸部７２の回りに回転可能に構成するとともに、円板部７０の回転に伴い照明光学系８の光軸Ｌ０ に順に臨むフィルター群を備えている。
【００２６】
前記フィルター群としては、円板部７０に円形配置に設けたブルーフィルタ８１、グリーンフィルタ８２、ＮＤフィルター８３、蛍光観察及び撮影時に使用し、蛍光染色物質Ｃを励起する波長の光を透過させる励起フィルター８０が設けられている。さらに円板部７０には、通常の観察撮影時に使用するフィルターの無い空洞部８４も設けられている。励起フィルター８０は、４８０ｎｍ付近に波長特性を有している。
【００２７】
また、前記円板部７０の外周部には、作動子８５ａと前記円板部７０の外周に設けた凹部７０ａとの係合により例えば励起フィルター８０が照明光学系８の光軸Ｌ０ に領域に挿入されたことを検出する検出手段であるマイクロスイッチ８５が配置されている。
【００２８】
図４は、本実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの全体構成を示すブロック図である。
【００２９】
この眼科蛍光染色画像表示システムは、全体の制御を行う制御手段９０を有し、制御手段９０に前記マイクロスイッチ８５の検出信号を入力するとともに、制御手段９０により前記電磁ソレノド６５、カラーテレビカメラ２０の動作制御を行うようになっている。眼科蛍光染色画像表示システムは、被検眼Ｅの蛍光撮像モード、通常撮像モード及び選択撮像モード等を設定するモード設定手段１００を備えるとともに、カラーテレビカメラ２０より出力される画像信号Ｍの画像処理を後述するような処理手順で行う画像処理装置９１及びカラー画像を表示するモニター（カラーモニター）９２を備えている。
【００３０】
次に、本実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの動作を被検眼Ｅの蛍光撮影を行う場合を主にし、図５乃至図９をも参照して説明する。
【００３１】
被検眼Ｅの蛍光撮影を行う場合において、細隙灯顕微鏡１の照明光学系８に設けられた前記摘み部７１を操作して、円板部７０を回転させ、照明光学系８の光軸Ｌ０ に励起フィルター８０を臨ませる。
【００３２】
これにより、マイクロスイッチ８５は、励起フィルター８０が照明光学系８の光軸Ｌ０ に挿入されたことを示す検出信号を制御手段９０に送る。制御手段９０は電磁ソレノイド６５を駆動し、吸収フィルター６１を観察撮像系６の光路に挿入する。制御手段９０は同時に画像処理装置９１の動作を開始させる。
【００３３】
この状態で照明光を発することにより、励起フィルター８０を透過した励起照明光Ｂ（４８０ｎｍ付近に波長特性）により、蛍光染色体物質Ｃが励起反射光Ｄを放ち、その反射光が観察撮像系６に設けられた吸収フィルター６１（５３０ｎｍ付近に波長特性）を透過し、蛍光Ｆとなり、この蛍光Ｆがビームスプリッタ３４により、接眼用蛍光Ｆ１とテレビ用蛍光Ｆ２とに分割されて、接眼鏡用蛍光Ｆ１は接眼鏡９ａで蛍光染色画像Ｊとして観察される。
【００３４】
テレビ用蛍光Ｆ２は、テレビリレーレンズ１３を介してテレビ用蛍光Ｆ２に感度特性のあるカラーテレビカメラ２０に入射し撮像する。カラーテレビカメラ２０により撮像されたテレビ用蛍光Ｆ２は画像信号Ｍとして出力され、画像処理装置９１に送られる。
【００３５】
以上は前記モード設定手段１００にて蛍光撮像モードを設定した場合の動作であり、上述のようにして、画像処理装置９１に取り込まれた画像信号Ｍは、以下のようにして画像処理される。
【００３６】
画像処理装置９１は、入力された画像信号Ｍを処理し、図８、図９に示すように、赤色・緑色・青色各信号の各濃度分布グラフを自動的に表示して、その輝度レベルと背景レベルとを自動的に調整し、その調整した輝度レベルと背景レベルの各値を記録する。
【００３７】
次に、画像処理装置９１により、カラーテレビカメラ２０からの画像信号Ｍにおける赤色・緑色・青色各信号を基に、輝度レベルが最小となる画像信号を抽出し（図８上欄）、赤色・青色・緑色各信号の輝度レベルが最小値になるように、赤色・緑色・青色信号の各濃度分布グラフより各背景レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｇｍｉｎ、Ｂｍｉｎ）を自動的に算出して、各背景レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｇｍｉｎ、Ｂｍｉｎ）を画像処理装置９１の記憶部（図示せず）に記憶する（図８中欄）。以後、赤色・緑色信号の背景レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｇｍｉｎ）は補正しない。
【００３８】
次に、画像処理装置９１によりカラーテレビカメラ２０からの赤色・緑色・青色各信号を基に、輝度レベルが飽和した画像信号を抽出して（図９上欄）、緑色の輝度レベルが最大値になるように、緑色の各濃度分布グラフより輝度レベル値Ｇｍａｘを自動的に算出し、また、赤色、青色各信号を基に赤色、青色各信号の各輝度レベルが最小値になるように算出して、各輝度レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｇｍａｘ、Ｂｍｉｎ）を画像処理装置９１の記憶部に記憶する（図９中欄）。以後、赤色・青色信号の輝度レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｂｍｉｎ）は補正しない。
【００３９】
次に、緑色信号の輝度レベルに関しては、前記接眼鏡９ａで観察される蛍光染色画像Ｊと対比しながら、適切な輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）になるように補正して、その輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）を画像処理装置Ｎの記憶部に記憶する（図９下欄）。
【００４０】
一方、青色信号の背景レベルは、接眼鏡９ａで観察される蛍光染色画像Ｊと対比し、かつ、緑色信号の輝度レベルと対比しながら適切な背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）になるように補正して、その背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）を画像処理装置９１の記憶部に記憶する（図８下欄）。
【００４１】
これ以降、画像処理装置９１は、前記カラーテレビカメラ２０からの画像信号Ｍに対して、上述のようにして設定された輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）と背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）とを使用して画像処理し、処理結果を画像信号Ｑとしてモニター９２に送り、接眼鏡９ａで観察される蛍光染色画像Ｊと同質又は同質以上の色彩的に違和感のない蛍光染色画像Ｓとして表示する。
【００４２】
この場合の蛍光染色画像Ｓの一例を図７に示す。図７は被検眼Ｅの角膜及び結膜周辺領域の蛍光染色画像Ｓを示すものであり、結膜部分（緑色画像）１１０にコンタクトレンズの着用に伴う疾患部分像（点で示す）１１１が観察された。尚、角膜像１１２及び輪郭部像１１３（背景画像である緑色画像 斜線を付して示す）と結膜部分像１１０との輝度差が極めて明瞭となり、接眼鏡９ａで観察される蛍光染色画像Ｊと違和感が無いことが判明した。
【００４３】
次に、図１０、図１１を参照して本実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの変形例を説明する。
【００４４】
図１０、図１１に示す眼科蛍光染色画像表示システムにおいては、前記照明光学系８の光路中への励起フィルター１３０の挿脱と、観察撮像系６の光路中への吸収フィルター６１の挿脱とを行う２系統構成の電磁ソレノイド１３１及び前記電磁ソレノイド６５からなるフィルター駆動手段を備え、前記モード設定手段１００による蛍光撮像モード設定により、制御手段９０により励起フィルター１３０、吸収フィルター６１を自動的各光路に挿入するようにしたものである。
【００４５】
この構成により、蛍光撮像モード設定と同時に直ちに蛍光染色画像Ｊの観察や蛍光染色画像Ｓの撮像及び画像処理動作を行うことが可能となる。
【００４６】
尚、前記モード設定手段１００により選択撮像モードを設定し、前記照明光学系８の光路中への励起フィルター１３０の挿入と、観察撮像系６の光路中への吸収フィルター６１の挿入とを選択的に行うようにすることもできる。これにより、前記励起フィルター１３０を経て励起された蛍光を吸収フィルター６１を通さずに観察又は撮像したり、励起フィルター１３０を経ないで励起されていない被検眼Ｅの画像を吸収フィルター６１を通して観察したりという多様な使用態様を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、接眼部で観察される蛍光染色画像と比較しても、カラー画像撮像装置で撮像され画像処理装置により処理されて画像表示される蛍光染色画像に違和感がなく、しかも同等以上の画質を有する画像として観察することが可能な眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、励起フィルターの照明光学系への挿入に伴い蛍光染色画像の処理機能を自動的に起動して速やかに蛍光染色画像の画像出力を行うことが可能となり、操作性に優れた眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【００４９】
また、本発明によれば、励起フィルターと、吸収フィルターとを組み合わせて蛍光染色画像の観察記録時の多様な使用態様を得ることができる眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムを構成する眼科装置の一例である細隙灯顕微鏡を示す側面図である。
【図２】図１に示す細隙灯顕微鏡の光学構成を示す概略図である。
【図３】図１に示す細隙灯顕微鏡におけるフィルターユニットの概略平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの蛍光染色画像を得る処理の流れを示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムのカラーテレビカメラからモニターに至る蛍光染色画像の処理の流れを示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態における蛍光染色画像の表示例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態における画像信号の背景レベルの濃度分布グラフ及び補正手順を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態における画像信号の輝度レベルの濃度分布グラフ及び補正手順を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態の細隙灯顕微鏡の変形例の光学構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの変形例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 細隙灯顕微鏡
６ 観察撮像系
８ 照明光学系
１０ 顎受け台
１２ ミラー
１３ テレビリレーレンズ
１５ フィルターユニット
２０ カラーテレビカメラ
３１ 対物レンズ
３２ 変倍光学系
３４ ビームスプリッタ
６１ 吸収フィルター
６５ 電磁ソレノイド
８０ 励起フィルター
８５ マイクロスイッチ
９０ 制御手段
９１ 画像処理装置
９２ モニター
１００ モード設定手段
１１１ 疾患部分像
１１２ 角膜像
Ｅ 被検眼
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科蛍光染色画像表示システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、眼科用の細隙顕微鏡等で被検眼の前眼部等を対象とする蛍光染色画像の観察や画像出力を行う場合、検者の眼と、近年技術進歩が著しいカラーテレビカメラとの光学的な解像能力の相違により、細隙顕微鏡の接眼鏡で観察される蛍光染色画像と、カラーテレビカメラで撮像され画像表示される蛍光染色画像とでは、輝度分布や色相が異なるものとなり、このため、検者は観察画像に関して違和感を伴いつつ被検眼の検査を行うことを余儀なくされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来においても、被検眼の前眼部等を対象とするカラーテレビカメラで撮像して得られる蛍光染色画像に対する画像処理を行い、その輝度分布や色相を接眼鏡で観察される蛍光染色画像に対して違和感のない画像となるように修正する試みもなされているが、従来の方法は単に前記カラーテレビカメラで撮像した蛍光染色画像に対する赤、青、緑各色の成分をその都度調整して輝度分布や色相の修正を行うものであり、上述した検者の観察時の違和感を除去するまでには至っていないのが現状である。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、カラー画像撮影装置にて撮像した被検眼の蛍光染色画像に対する画像処理過程を改良し、検者の蛍光染色画像の観察時の違和感を払拭し得る眼科蛍光染色画像表示システムを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、被検眼を照明する照明光路中に蛍光染色物質を励起する励起照明光を透過させる励起フィルターを挿脱可能に配置した照明光学系と、前記照明光学系により照明される被検眼からの励起反射光を観察撮像するための観察撮像光路に、前記励起反射光のうち特定の波長の光領域を蛍光として透過させる吸収フィルターを挿脱可能に配置した観察撮像系と、この吸収フィルターを透過する蛍光を含む被検眼の画像を撮像するカラー画像撮像装置と、前記吸収フィルターを透過する蛍光を含む画像を観察する観察部と、前記カラー画像撮像装置より出力されるカラー画像信号を画像処理して、被検眼の蛍光染色画像を背景画像とともに画像出力する画像処理装置と、を有する眼科蛍光染色画像表示システムにおいて、入力された画像信号を処理し、赤色・緑色・青色各色信号の各濃度分布グラフを自動的に表示して、その輝度レベルと背景レベルとを自動的に調整し、その調整した輝度レベルと背景レベルの各値を記憶する画像処理装置を設け、前記画像信号の処理は、前記カラー画像信号における赤色・緑色・青色各信号を基に輝度レベルが最小となる画像信号を抽出し、赤色・緑色・青色各信号の輝度レベルが最小値となる値を背景レベル値として自動的に算出して記憶するとともに、前記カラー画像信号における赤色・緑色・青色の各信号を基に輝度レベルが飽和した信号を抽出して、緑色の輝度レベルが最大となる値と赤色・青色の各信号を基に赤色・青色の各信号の輝度レベルが最小となる値をそれぞれ自動的に算出し、これらの算出値を調整値として記憶し、その後、緑色信号の輝度レベルに関しては、前記観察撮像系で観察される蛍光染色画像Ｊと対比しながら、適切な輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）になるように補正して、その輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）を記憶する処理と、青色信号の背景レベルに関しては、前記観察撮像系で観察される蛍光染色画像Ｊと対比し、かつ、緑色信号の輝度レベルと対比しながら適切な背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）になるように補正して、その背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）を記憶する処理を行うことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明によれば、上述した画像処理装置による背景画像と蛍光染色画像に関する蛍光染色画像処理機能によって、接眼部で観察される蛍光染色画像と比較しても、カラー画像撮像装置で撮像され画像処理装置により処理されて画像表示される蛍光染色画像に違和感がなく、しかも同等以上の画質を有する画像として観察することが可能な眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の眼科蛍光染色画像表示システムにおいて、前記照明光路中への手動での励起フィルターの挿入を検出する検出手段を備えるとともに、前記検出手段の検出信号に基づき、観察撮像光路中へ吸収フィルターを自動挿入するとともに前記蛍光染色画像処理機能を起動する制御手段をさらに備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
励起フィルターの照明光学系への挿入に伴い蛍光染色画像の処理機能を自動的に起動して速やかに蛍光染色画像の画像出力を行うことが可能となり、蛍光染色画像の観察や撮像及び画像出力時の操作性を向上できる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の眼科蛍光染色画像表示システムにおいて、前記照明光路中への励起フィルターの挿脱と、観察撮像光路中への吸収フィルターの挿脱とを各々行うフィルター駆動手段と、蛍光撮像モード、通常撮像モードを設定するモード設定手段と、蛍光撮像モード、通常撮像モードの設定に応じて、前記フィルター駆動手段を制御し、前記照明光路中への励起フィルターの挿脱と、観察撮像光路中への吸収フィルターの挿脱とを連動させて行う制御手段とをさらに備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の眼科蛍光染色画像表示システムにおいて、前記モード設定手段は、前記フィルター駆動手段により、前記照明光路中への励起フィルターの挿脱と、前記観察撮像光路中への吸収フィルターの挿脱とを選択的に実行させる選択撮像モードをさらに有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明によれば、励起フィルターの照明光学系への挿入に伴い蛍光染色画像の処理機能を自動的に起動して速やかに蛍光染色画像の画像出力を行うことが可能となり、操作性に優れた眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【００１２】
請求項３、４記載の発明によれば、励起フィルター、吸収フィルターの各光路への挿脱を組み合わせて蛍光染色画像の観察、撮像時の多様な使用態様を得ることができる眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムを構成する眼科装置の一例である細隙灯顕微鏡１を示すものである。
【００１５】
細隙灯顕微鏡１は、テーブル２上に移動機構部３を介して水平横方向及び水平縦方向に移動可能に支持された基台４と、傾倒操作により基台４を水平横方向及び水平縦方向に変位させる操作ハンドル５と、前記基台４により各々支持された観察撮像系６、被検眼Ｅに照明光を照射する照明光学系８と、観察撮像系６の対物レンズを収納した鏡筒本体９に対峙させた被検者用の顎受部１０ａ、額当て１０ｂを有する顎受け台１０とを具備している。照明光学系８は、詳細は後述するフィルターユニット１５を備えている。
【００１６】
前記鏡筒本体９の側面には、観察倍率変倍用の回転軸を突設し、この回転軸に対して外周に観察撮像系６の観察倍率を示す６，１０，１６，２５，４０等の数字を付した操作ノブ１１を装着するようになっている。
【００１７】
また、鏡筒本体９は、観察部を構成する接眼鏡９ａを備えるとともに、テレビリレーレンズ１３を介してカラー画像撮像装置であるカラーテレビカメラ２０を取り付けている。
【００１８】
図２、図３は、本実施の形態の細隙灯顕微鏡１の光学構成の概略を示すものであり、この細隙灯顕微鏡１は、鏡筒本体９に収納した観察撮像系６と、鏡筒本体９にテレビリレーレンズ１３を介して取り付けたカラーテレビカメラ２０と、観察撮像系６に対し、被検眼Ｅに対峙させるミラー１２に関して直交配置とした照明光学系８とを有している。
【００１９】
前記観察撮像系６は、被検眼Ｅに対峙させる対物レンズ３１と、変倍光学系３２と、ビームスプリッタ３４と、リレーレンズ３５と、光路を接眼鏡（接眼鏡筒）９ａ側に変更するプリズム３６と、接眼鏡９ａに配置した接眼レンズ３７とを具備し、被検眼Ｅの例えば前眼部像を図２に示す結像点Ｐに結像し検者眼Ｅ０ により観察可能とするようになっている。
【００２０】
前記テレビリレーレンズ１３は、前記ビームスプリッタ３４により分岐される光束を集光する集光レンズ４１と、この集光レンズ４１からの光束を９０度直角に曲げ、カラーテレビカメラ２０に入射するミラー４２とを具備している。
【００２１】
尚、観察撮像系６は、検者眼Ｅ０ による立体視が可能なように２系統の構成となっている。
【００２２】
前記照明光学系８は、図２に示すように、ハロゲンランプからなる光源５１と、この光源５１からの光を集光する集光レンズ５２及び５３と、フィルターユニット１５と、この集光レンズ５２及び５３を通過した光の照射野を調整する視野絞り５４と、視野絞り５４を通過した光をミラー１２に投影する投影レンズ５５と、前記光源５１と集光レンズ５２との間に配置したキセノンランプ等のストロボ光源５６とを具備している。
【００２３】
前記視野絞り５４と被検眼Ｅとは、投影レンズ５５に対して共役の位置になるように配置され、これにより、前記ミラー１２を介して被検眼Ｅの例えば角膜に対し、局所的な照明光（スリット光）を照射し、被検眼Ｅの角膜断面に対応する前眼部像を観察可能としている。
【００２４】
本実施の形態１の細隙灯顕微鏡１は、さらに、図２、図３に示すように、変倍光学系３２と集光レンズ３３との間の光路に、蛍光観察及び撮像時に使用する吸収フィルター６１を駆動手段である電磁ソレノイド６５の動作で挿脱可能に配置している。吸収フィルター６１は、後述する励起フィルター８０により蛍光染色物質Ｃが発する波長を適切な波長域で透過する波長特性であり、励起フィルター８０と組み合わせて疑蛍光が発生しないような波長特性（５３０ｎｍ付近に波長特性）を有している。
【００２５】
図３は、フィルターユニット１５の詳細を示すものであり、回転操作用の摘み部７１を備えた円板部７０を照明光学系８内に具備し、この円板部７０を軸部７２の回りに回転可能に構成するとともに、円板部７０の回転に伴い照明光学系８の光軸Ｌ０ に順に臨むフィルター群を備えている。
【００２６】
前記フィルター群としては、円板部７０に円形配置に設けたブルーフィルタ８１、グリーンフィルタ８２、ＮＤフィルター８３、蛍光観察及び撮影時に使用し、蛍光染色物質Ｃを励起する波長の光を透過させる励起フィルター８０が設けられている。さらに円板部７０には、通常の観察撮影時に使用するフィルターの無い空洞部８４も設けられている。励起フィルター８０は、４８０ｎｍ付近に波長特性を有している。
【００２７】
また、前記円板部７０の外周部には、作動子８５ａと前記円板部７０の外周に設けた凹部７０ａとの係合により例えば励起フィルター８０が照明光学系８の光軸Ｌ０ に領域に挿入されたことを検出する検出手段であるマイクロスイッチ８５が配置されている。
【００２８】
図４は、本実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの全体構成を示すブロック図である。
【００２９】
この眼科蛍光染色画像表示システムは、全体の制御を行う制御手段９０を有し、制御手段９０に前記マイクロスイッチ８５の検出信号を入力するとともに、制御手段９０により前記電磁ソレノド６５、カラーテレビカメラ２０の動作制御を行うようになっている。眼科蛍光染色画像表示システムは、被検眼Ｅの蛍光撮像モード、通常撮像モード及び選択撮像モード等を設定するモード設定手段１００を備えるとともに、カラーテレビカメラ２０より出力される画像信号Ｍの画像処理を後述するような処理手順で行う画像処理装置９１及びカラー画像を表示するモニター（カラーモニター）９２を備えている。
【００３０】
次に、本実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの動作を被検眼Ｅの蛍光撮影を行う場合を主にし、図５乃至図９をも参照して説明する。
【００３１】
被検眼Ｅの蛍光撮影を行う場合において、細隙灯顕微鏡１の照明光学系８に設けられた前記摘み部７１を操作して、円板部７０を回転させ、照明光学系８の光軸Ｌ０ に励起フィルター８０を臨ませる。
【００３２】
これにより、マイクロスイッチ８５は、励起フィルター８０が照明光学系８の光軸Ｌ０ に挿入されたことを示す検出信号を制御手段９０に送る。制御手段９０は電磁ソレノイド６５を駆動し、吸収フィルター６１を観察撮像系６の光路に挿入する。制御手段９０は同時に画像処理装置９１の動作を開始させる。
【００３３】
この状態で照明光を発することにより、励起フィルター８０を透過した励起照明光Ｂ（４８０ｎｍ付近に波長特性）により、蛍光染色体物質Ｃが励起反射光Ｄを放ち、その反射光が観察撮像系６に設けられた吸収フィルター６１（５３０ｎｍ付近に波長特性）を透過し、蛍光Ｆとなり、この蛍光Ｆがビームスプリッタ３４により、接眼用蛍光Ｆ１とテレビ用蛍光Ｆ２とに分割されて、接眼鏡用蛍光Ｆ１は接眼鏡９ａで蛍光染色画像Ｊとして観察される。
【００３４】
テレビ用蛍光Ｆ２は、テレビリレーレンズ１３を介してテレビ用蛍光Ｆ２に感度特性のあるカラーテレビカメラ２０に入射し撮像する。カラーテレビカメラ２０により撮像されたテレビ用蛍光Ｆ２は画像信号Ｍとして出力され、画像処理装置９１に送られる。
【００３５】
以上は前記モード設定手段１００にて蛍光撮像モードを設定した場合の動作であり、上述のようにして、画像処理装置９１に取り込まれた画像信号Ｍは、以下のようにして画像処理される。
【００３６】
画像処理装置９１は、入力された画像信号Ｍを処理し、図８、図９に示すように、赤色・緑色・青色各信号の各濃度分布グラフを自動的に表示して、その輝度レベルと背景レベルとを自動的に調整し、その調整した輝度レベルと背景レベルの各値を記録する。
【００３７】
次に、画像処理装置９１により、カラーテレビカメラ２０からの画像信号Ｍにおける赤色・緑色・青色各信号を基に、輝度レベルが最小となる画像信号を抽出し（図８上欄）、赤色・青色・緑色各信号の輝度レベルが最小値になるように、赤色・緑色・青色信号の各濃度分布グラフより各背景レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｇｍｉｎ、Ｂｍｉｎ）を自動的に算出して、各背景レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｇｍｉｎ、Ｂｍｉｎ）を画像処理装置９１の記憶部（図示せず）に記憶する（図８中欄）。以後、赤色・緑色信号の背景レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｇｍｉｎ）は補正しない。
【００３８】
次に、画像処理装置９１によりカラーテレビカメラ２０からの赤色・緑色・青色各信号を基に、輝度レベルが飽和した画像信号を抽出して（図９上欄）、緑色の輝度レベルが最大値になるように、緑色の各濃度分布グラフより輝度レベル値Ｇｍａｘを自動的に算出し、また、赤色、青色各信号を基に赤色、青色各信号の各輝度レベルが最小値になるように算出して、各輝度レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｇｍａｘ、Ｂｍｉｎ）を画像処理装置９１の記憶部に記憶する（図９中欄）。以後、赤色・青色信号の輝度レベル値（Ｒｍｉｎ、Ｂｍｉｎ）は補正しない。
【００３９】
次に、緑色信号の輝度レベルに関しては、前記接眼鏡９ａで観察される蛍光染色画像Ｊと対比しながら、適切な輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）になるように補正して、その輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）を画像処理装置Ｎの記憶部に記憶する（図９下欄）。
【００４０】
一方、青色信号の背景レベルは、接眼鏡９ａで観察される蛍光染色画像Ｊと対比し、かつ、緑色信号の輝度レベルと対比しながら適切な背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）になるように補正して、その背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）を画像処理装置９１の記憶部に記憶する（図８下欄）。
【００４１】
これ以降、画像処理装置９１は、前記カラーテレビカメラ２０からの画像信号Ｍに対して、上述のようにして設定された輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）と背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）とを使用して画像処理し、処理結果を画像信号Ｑとしてモニター９２に送り、接眼鏡９ａで観察される蛍光染色画像Ｊと同質又は同質以上の色彩的に違和感のない蛍光染色画像Ｓとして表示する。
【００４２】
この場合の蛍光染色画像Ｓの一例を図７に示す。図７は被検眼Ｅの角膜及び結膜周辺領域の蛍光染色画像Ｓを示すものであり、結膜部分（緑色画像）１１０にコンタクトレンズの着用に伴う疾患部分像（点で示す）１１１が観察された。尚、角膜像１１２及び輪郭部像１１３（背景画像である緑色画像 斜線を付して示す）と結膜部分像１１０との輝度差が極めて明瞭となり、接眼鏡９ａで観察される蛍光染色画像Ｊと違和感が無いことが判明した。
【００４３】
次に、図１０、図１１を参照して本実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの変形例を説明する。
【００４４】
図１０、図１１に示す眼科蛍光染色画像表示システムにおいては、前記照明光学系８の光路中への励起フィルター１３０の挿脱と、観察撮像系６の光路中への吸収フィルター６１の挿脱とを行う２系統構成の電磁ソレノイド１３１及び前記電磁ソレノイド６５からなるフィルター駆動手段を備え、前記モード設定手段１００による蛍光撮像モード設定により、制御手段９０により励起フィルター１３０、吸収フィルター６１を自動的各光路に挿入するようにしたものである。
【００４５】
この構成により、蛍光撮像モード設定と同時に直ちに蛍光染色画像Ｊの観察や蛍光染色画像Ｓの撮像及び画像処理動作を行うことが可能となる。
【００４６】
尚、前記モード設定手段１００により選択撮像モードを設定し、前記照明光学系８の光路中への励起フィルター１３０の挿入と、観察撮像系６の光路中への吸収フィルター６１の挿入とを選択的に行うようにすることもできる。これにより、前記励起フィルター１３０を経て励起された蛍光を吸収フィルター６１を通さずに観察又は撮像したり、励起フィルター１３０を経ないで励起されていない被検眼Ｅの画像を吸収フィルター６１を通して観察したりという多様な使用態様を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、接眼部で観察される蛍光染色画像と比較しても、カラー画像撮像装置で撮像され画像処理装置により処理されて画像表示される蛍光染色画像に違和感がなく、しかも同等以上の画質を有する画像として観察することが可能な眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、励起フィルターの照明光学系への挿入に伴い蛍光染色画像の処理機能を自動的に起動して速やかに蛍光染色画像の画像出力を行うことが可能となり、操作性に優れた眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【００４９】
また、本発明によれば、励起フィルターと、吸収フィルターとを組み合わせて蛍光染色画像の観察記録時の多様な使用態様を得ることができる眼科蛍光染色画像表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムを構成する眼科装置の一例である細隙灯顕微鏡を示す側面図である。
【図２】図１に示す細隙灯顕微鏡の光学構成を示す概略図である。
【図３】図１に示す細隙灯顕微鏡におけるフィルターユニットの概略平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの蛍光染色画像を得る処理の流れを示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムのカラーテレビカメラからモニターに至る蛍光染色画像の処理の流れを示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態における蛍光染色画像の表示例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態における画像信号の背景レベルの濃度分布グラフ及び補正手順を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態における画像信号の輝度レベルの濃度分布グラフ及び補正手順を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態の細隙灯顕微鏡の変形例の光学構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態の眼科蛍光染色画像表示システムの変形例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 細隙灯顕微鏡
６ 観察撮像系
８ 照明光学系
１０ 顎受け台
１２ ミラー
１３ テレビリレーレンズ
１５ フィルターユニット
２０ カラーテレビカメラ
３１ 対物レンズ
３２ 変倍光学系
３４ ビームスプリッタ
６１ 吸収フィルター
６５ 電磁ソレノイド
８０ 励起フィルター
８５ マイクロスイッチ
９０ 制御手段
９１ 画像処理装置
９２ モニター
１００ モード設定手段
１１１ 疾患部分像
１１２ 角膜像
Ｅ 被検眼
Claims (4)
- 被検眼を照明する照明光路中に蛍光染色物質を励起する励起照明光を透過させる励起フィルターを挿脱可能に配置した照明光学系と、
前記照明光学系により照明される被検眼からの励起反射光を観察撮像するための観察撮像光路に、前記励起反射光のうち特定の波長の光領域を蛍光として透過させる吸収フィルターを挿脱可能に配置した観察撮像系と、
この吸収フィルターを透過する蛍光を含む被検眼の画像を撮像するカラー画像撮像装置と、
前記吸収フィルターを透過する蛍光を含む画像を観察する観察部と、
前記カラー画像撮像装置より出力されるカラー画像信号を画像処理して、被検眼の蛍光染色画像を背景画像とともに画像出力する画像処理装置と、
を有する眼科蛍光染色画像表示システムにおいて、
入力された画像信号を処理し、赤色・緑色・青色各色信号の各濃度分布グラフを自動的に表示して、その輝度レベルと背景レベルとを自動的に調整し、その調整した輝度レベルと背景レベルの各値を記憶する画像処理装置を設け、
前記画像信号の処理は、前記カラー画像信号における赤色・緑色・青色各信号を基に輝度レベルが最小となる画像信号を抽出し、赤色・緑色・青色各信号の輝度レベルが最小値となる値を背景レベル値として自動的に算出して記憶するとともに、前記カラー画像信号における赤色・緑色・青色の各信号を基に輝度レベルが飽和した信号を抽出して、緑色の輝度レベルが最大となる値と赤色・青色の各信号を基に赤色・青色の各信号の輝度レベルが最小となる値をそれぞれ自動的に算出し、これらの算出値を調整値として記憶し、
その後、緑色信号の輝度レベルに関しては、前記観察撮像系で観察される蛍光染色画像Ｊと対比しながら、適切な輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）になるように補正して、その輝度レベル値（Ｇｌｍａｘ）を記憶する処理と、
青色信号の背景レベルに関しては、前記観察撮像系で観察される蛍光染色画像Ｊと対比し、かつ、緑色信号の輝度レベルと対比しながら適切な背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）になるように補正して、その背景レベル値（Ｂｌｍｉｎ）を記憶する処理を行うこと、
を特徴とする眼科蛍光染色画像表示システム。 - 前記照明光路中への手動での励起フィルターの挿入を検出する検出手段を備えるとともに、前記検出手段の検出信号に基づき、観察撮像光路中へ吸収フィルターを自動挿入するとともに前記蛍光染色画像処理機能を起動する制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の眼科蛍光染色画像表示システム。
- 前記照明光路中への励起フィルターの挿脱と、観察撮像光路中への吸収フィルターの挿脱とを各々行うフィルター駆動手段と、
蛍光撮像モード、通常撮像モードを設定するモード設定手段と、蛍光撮像モード、通常撮像モードの設定に応じて、前記フィルター駆動手段を制御し、前記照明光路中への励起フィルターの挿脱と、観察撮像光路中への吸収フィルターの挿脱とを連動させて行う制御手段と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の眼科蛍光染色画像表示システム。 - 前記モード設定手段は、前記フィルター駆動手段により、前記照明光路中への励起フィルターの挿脱と、前記観察撮像光路中への吸収フィルターの挿脱とを選択的に実行させる選択撮像モードをさらに有することを特徴とする請求項３記載の眼科蛍光染色画像表示システム。
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