JP3931080B2 - Fundus photographing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は心電図測定装置から入力される心電図信号のタイミングを用いて眼底血管の撮影タイミングを決定する眼底撮影装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
狭心症、心筋梗塞、脳梗塞、脳出血などの循環器疾患が動脈硬化に起因することはよく知られている。動脈硬化の状態を客観的に測定できる装置があれば、必要な予防措置を講じることができる。特に、動脈硬化は加齢にともない進展することから、日本のように高齢者化が進んでいる社会では、動脈硬化の測定を行なえる装置は重要度が高いと考えられる。
【0003】
国際特許出願公開公報WO 01/30235 A1には、眼底カメラで撮影した画像から眼底血管のサイズを測定することにより、動脈硬化を測定する技術が開示されている。この測定原理は、図2に示すように眼底の動脈1と静脈2が交差している領域において、動脈1の拍動にともなう静脈2の変形を評価しようとするものである。
【0004】
具体的には、動脈の直径Aに基づき、動脈1と静脈2の交差点より距離A*3だけ末梢側に離れた位置の静脈2の直径V1と、交差点より距離A/10だけ末梢側に離れた位置の静脈2の直径V2を測定し、V2とV1の比から動脈硬化の状態を評価する。たとえば、V2/V1の比が1に近ければ動脈硬化なし、V2/V1の比が0に近ければより高度の動脈硬化、と判定する。測定は、1測定点のみについて行なうのではなく、眼底乳頭部より1乳頭以上離れた眼底の動脈と静脈の複数の交差点について実施し、それぞれで得られたV2/V1の比の平均などを算出することにより行なうのが望ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
国際特許出願公開公報WO 01/30235 A1に記載された測定方式は、眼底動脈に拍動が生じた状態で測定を行なうことを前提としており、このために心電図信号を用いて眼底カメラによる目的の部位の撮影タイミングを生成することが開示されている。心電図信号の拍動タイミングを直接用いないのは、心臓の拍動と、眼底のように末梢に近い部位の血流にはタイムラグがあり、完全に同期していないためである。
【0006】
しかし、同公報においては、心電図信号を用いて眼底カメラの撮影タイミングを生成する技術の細部は記載されておらず、正確に、また毎回の撮影において再現性よく心電図信号を用いて眼底カメラの撮影タイミングを生成する技術が望まれている。
【0007】
本発明の課題は、上記の問題を解決し、動脈硬化測定などの目的で、心電図信号に同期して眼底血管を含む眼底の画像を正確かつ良好な撮影条件の再現性をもって撮影できる眼底撮影装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、心電図測定装置から入力される心電図信号のタイミングを用いて撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを決定する眼底撮影装置において、前記心電図信号タイミングに遅延時間を加え前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを生成するタイミング制御手段と、検者が眼底画像を観察しつつ眼底血管の拍動を認めたタイミングで操作されるタイミングスイッチと、前記遅延時間を検者の前記タイミングスイッチの操作に応じて設定する設定手段を有し、前記設定手段は、検者が眼底画像を観察しつつ前記タイミングスイッチを介して入力した眼底血管の拍動タイミングと、前記心電図信号のタイミングから前記遅延時間値を演算して求める構成を採用した。
【0013】
あるいはさらに、前記撮影手段による撮影を指令するシャッタ操作信号を入力するシャッタボタンが設けられ、前記シャッタ操作信号が有効となってから前記タイミング制御手段により前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングが生成される構成を採用した。
【0014】
あるいは心電図測定装置から入力される心電図信号のタイミングを用いて撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを決定する眼底撮影装置において、前記心電図信号タイミングに遅延時間を加え前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを生成するタイミング制御手段と、前記撮影手段による撮影を指令するシャッタ操作信号を入力するシャッタボタンを有するとともに、さらに、前記タイミング制御手段は、前記心電図信号タイミングに前記遅延時間を加えた遅延タイミングをシャッタ操作に関係なく常時、生成する信号処理手段を有し、この信号処理手段が前記シャッタ操作信号が有効となってから最も速い前記遅延タイミングを前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングとして生成する構成を採用した。
【0015】
あるいはさらに、前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミング信号を外部装置に供給する供給手段を有する構成を採用した。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0017】
図1に本発明を採用した測定装置の構成を示す。図1において符号10は眼底カメラで、眼底カメラ光学系11を有する。図1においては、撮影系の要部のみをブロックにより示しており、筐体や眼底カメラ光学系11のアライメント機構などの図示は従来同様であるものとして省略してある。
【0018】
眼底カメラ光学系11による眼底画像はCCD13により入力し、ファイリング装置30にファイルすることができるようになっている。
【0019】
眼底カメラ光学系11とCCD13の間にはシャッタ12を示してあるが、このシャッタ12は必ずしも機械式のものである必要はなく、純電子的に構成されていてもよい。つまり、シャッタ12は、CCD13による画像取得タイミングを制御できるものであればよい。
【0020】
ファイリング装置30は、PC(パーソナルコンピュータ)ハードウェアを利用して構成され、キーボード31、マウス32、CRTディスプレイなどからなるモニタ40のようなユーザーインターフェース手段を含む。また、撮影画像や測定結果などのデータを外部の装置と交換するためのネットワークインターフェース33(あるいはモデムなどの通信手段でも可)を有する。
【0021】
ファイリング装置30は、撮影画像や測定結果などのデータをファイリングするとともに、CCD13により撮影した眼底血管の画像に対する画像処理を行なう画像処理装置、およびその結果に基づき動脈硬化を測定する動脈硬化測定装置(の主要部)としても機能する。データファイリングおよび動脈硬化測定のためのプログラムは、ファイリング装置30のハードディスクなどに格納され、ファイリング装置30のOS(オペレーティングシステム)により実行される。これらのプログラムは、あらかじめハードディスクに格納した状態で出荷するか、あるいはフレキシブルディスク、MO、CD−ROMなどの媒体により供給したり、あるいはネットワークインターフェース33を介してダウンロードすることができる。
【0022】
本装置では、前述の国際特許出願公開公報WO 01/30235 A1に記載された測定方式を用い、CCD13により撮影した眼底血管の画像に対して画像処理を行ない、動脈硬化の状態を測定(評価)する。測定原理は図2により関連して説明した通りである。
【0023】
図2の測定方式によれば、動脈中に血流(拍動)が存在する状態において眼底の目的の部位をCCD13により撮影し、撮影した眼底血管の画像に対して画像処理を行ない、静脈2の直径V1およびV2を測定しなければならない。
【0024】
このために、心電図測定装置20から出力される心電図信号Hと、検者が操作するシャッタボタン14のシャッタ操作信号Sを入力し、シャッタ12の駆動タイミングを決定するシャッタタイミング信号ST(撮影タイミング信号)を生成するタイミング制御回路15を設けてある。
【0025】
シャッタボタン14は眼底カメラ10本来のものを流用するのが望ましいが、装置の仕様などによっては、動脈硬化測定専用の外付けのスイッチ(ペダルスイッチなどでも可)などから構成してもよい。眼底カメラでは、カメラと被検眼のアライメントを常時調整しつつシャッタ操作を行なわなければならないので、シャッタボタン14は本発明のような動脈硬化測定のための撮影においても必須のものである。
【0026】
心電図測定装置20から出力可能な心電図信号Hには種々のタイプがあるが、動脈硬化測定に適した信号を用いる。国際特許出願公開公報WO 01/30235 A1において既に認識されているように、心電図信号と、実際の眼底血管の拍動にはタイムラグがあるので、心電図信号Hのタイミングを直接用いてシャッタを切ることはできない。
【0027】
そこで、本実施形態においては、心電図信号Hのタイミングに、心電図信号と眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間を加えることによりシャッタ12を駆動するシャッタタイミング信号STを生成する。本実施形態では、心電図信号Hに加える遅延時間は、遅延時間設定部16により設定できるようにしてある。遅延時間設定部16の構成および動作については後述する。
【0028】
また、上記のようにカメラと被検眼のアライメントを常時調整しつつシャッタ操作を行なうため、シャッタタイミング信号STの生成にシャッタボタン14の操作タイミングを用いれば、より正確な眼底範囲を撮影することができる。
【0029】
図3および図4に、心電図信号H、シャッタ操作信号Sからシャッタタイミング信号STを生成するためのタイミング制御回路15の構成例を示す。
【0030】
図3および図4は、タイミング制御回路15の要部の異なる構成および動作を模式的に示したものである。図3および図4の下部はタイミング制御回路15の回路構成を、また上部は回路中の信号のタイミングを示している。なお、図3、図4に示した構成はあくまでも模式的なものであり、同様の機能をたとえばDSPおよびそのプログラムなどにより構成することができるのはもちろんである。
【0031】
まず、図4の構成から説明する。図4の構成はごく単純な構成であり、その設計思想は心電図信号H、シャッタ操作信号Sの論理積信号のエッジに遅延時間を加えてシャッタタイミング信号STを生成するものである。
【0032】
このため、図4の回路は心電図信号Hを入力するゲート102、およびシャッタ操作信号Sを入力するゲート101の出力をANDゲート103に入力し、このANDゲート103の出力によりさらに心電図信号と眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間を設定した遅延時間生成回路104を駆動し、遅延時間生成回路104の出力のネガティブエッジをフリップフロップなどから成る波形整形回路105により取り出し、シャッタタイミング信号STとして出力する。
【0033】
ゲート101、102はシュミットトリガなどの回路から構成される。遅延時間生成回路104は本実施形態ではモノマルチバイブレータとするが、カウンタ、タイマ回路などから構成することもできる。
【0034】
図4の構成では、検者のシャッタ操作により生成されたシャッタ操作信号Sが入力されてから心電図信号と眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間の加算がスタートする。このため、心電図信号Hとシャッタ操作のタイミングのずれ方によっては検者が意図したタイミングよりもかなり遅れてシャッタ12が駆動されるおそれがある。
【0035】
そこで、シャッタ操作信号Sが有効となってから、最も速いタイミングで心電図信号タイミングに眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間を加えたシャッタタイミング信号STを得られるようにしたのが図3の構成である。
【0036】
図3では、図4の遅延時間生成回路104とフリップフロップなどから構成した波形整形回路105をゲート102とANDゲート103の間に設けてある。また、波形整形回路105を構成するフリップフロップのリセット端子Rはゲート101の出力信号(シャッタ操作信号S)のローレベルによりリセットされるように配線してある。
【0037】
すなわち、図3の構成では、波形整形回路105が心電図信号タイミングに前記遅延時間を加えた遅延タイミングを(シャッタ操作に関係なく)常時、生成する信号処理手段として機能する。
【0038】
したがって、図3の構成によれば、シャッタ操作信号Sが有効となってから、最も速いタイミングで遅延時間生成回路104の出力信号のネガティブエッジに同期して心電図信号タイミングに眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間を加えたシャッタタイミング信号STを出力でき、検者のシャッタ操作との時間的なずれをより小さくすることができ、眼底カメラのアライメントの状態を大きく崩すことなく撮影および測定を行なえる、という効果がある。
【0039】
シャッタタイミング信号STに同期してCCD13により取り込まれた画像はファイリング装置30に入力され、前述の測定方式により眼底の動脈と静脈の複数の交差点において静脈の直径V2/V1の比が算出され、その結果に基いて動脈硬化の状態が評価される。動脈硬化の状態の評価は、同一被検眼(あるいは被検者)に対して、撮影、静脈直径比の算出は、前述のように複数個所において実行し、それぞれ得られた値の平均などを算出することにより行なうのが望ましい。
【0040】
なお、ファイリング装置30は画像中の測定すべき眼底の静脈および動脈の特定、直径を測定すべき静脈の部位の検出、および実際の静脈直径の測定などを画像データ認識に基づき可能な限り自動的に行なえるのが望ましいが、場合によっては、これらの処理の一部を手動で行なう(たとえばモニタ40に表示した眼底画像中で直径を測定すべき静脈をマウス32を用いて指示する、など)ようにしてもよい。
【0041】
なお、撮影、測定、および評価を複数回行なう場合、同一被検者について、心電図信号タイミングに加えるべき眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間は撮影、測定、および評価を開始する前に1回だけ設定するようにしてもよいし、状況(たとえば心電図測定装置20でモニタされる被検者の脈拍など)などに応じて上記のような手動設定、あるいは後述のような設定手法を用いて繰り返し行なうこともでき、これにより測定精度を高めることができる。
【0042】
なお、タイミングスイッチ163や手動操作により設定した遅延時間は、遅延時間メモリ152に記憶され、次に更新されるまでそのまま記憶されるので、状況(被検者の脈拍など)に変化がなければ1回の測定セッションの最初に遅延時間を設定するだけで撮影、測定を繰り返すことができる。
【0043】
さらに、本実施形態では、心電図信号タイミングに加えるべき眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間は、遅延時間設定部16で設定できるようにしてある。図5にタイミング制御回路15および遅延時間設定部16の構成例を示す。
【0044】
図5(あるいはさらに後述の図6)は、上記遅延時間を検者が手動で数値入力したり、アップ/ダウン設定したり、あるいは眼底を観察しつつ眼底動脈の拍動タイミングを手動入力して、その入力タイミングと心電図信号から遅延時間を算出し、設定するための構成を示している。
【0045】
図5のタイミング制御回路15は、遅延時間制御回路151、遅延時間メモリ152、および遅延時間生成回路104から構成されている。
【0046】
遅延時間制御回路151は、図3あるいは図4に示した基本構成を含み、遅延時間生成回路104は図3あるいは図4と同じものを特にブロックとして図示したものである。
【0047】
そして、遅延時間制御回路151は、右側の遅延時間設定部16の各操作手段の操作に応じて遅延時間メモリ152に遅延時間値を設定する。
【0048】
遅延時間メモリ152の遅延時間値は遅延時間生成回路104が生成すべきパルス長を決定する。
【0049】
遅延時間設定部16は、図5に示した操作手段163〜168と表示器169を有し、これら操作手段163〜168により遅延時間メモリ152に設定すべき遅延時間値を入力することができる。操作手段163〜168はその全てを設ける必要はなく、装置の仕様などに応じて適当なものを眼底カメラ10の操作パネル(あるいは、眼底カメラ10に外付けするユニットとして構成された操作パネル)上に実装しておくことができる。もちろん、遅延時間制御回路151は、操作手段163〜168から操作情報を入力し、また、表示器169の表示を制御する回路を内蔵する。
【0050】
以下各操作手段163〜168、および表示器169につき説明する。
【0051】
符号164は、遅延時間入力手段で、この遅延時間入力手段164はたとえばロータリースイッチや、可変抵抗などから構成することができ、検者が1ms〜1000ms程度(本装置で取り扱う遅延時間の単位は、msに限定されるものでない)の範囲の遅延時間値を入力できるものであればどのようなものでもよい。あるいは遅延時間入力手段164はテンキーなどのキーボードから構成してもよい。
【0052】
遅延時間入力手段164で設定した遅延時間値の現在値は、LCDあるいはLEDパネルなどから構成した表示器169で表示することができ、検者はこの表示により設定した遅延時間値の現在値を確認できる。
【0053】
さらにアップキー167およびダウンキー168を設けておけば、これらのキー167、168の1操作により適当な単位(1〜10ms程度)で現在の遅延時間の値を上下に調節することができる。また、クリアキー166を設けておけば、一旦設定した遅延時間値を無効な値にリセットすることもできる。
【0054】
以上のようにして、遅延時間設定部16を用いて、検者は、心電図信号タイミングに加えるべき眼底血管の拍動のタイムラグに相当する所望の遅延時間を設定することができる。
【0055】
以上に示した遅延時間設定部16の操作手段は、検者がマニュアル操作により心電図信号タイミングに加えるべき眼底血管の拍動のタイムラグに相当する所望の遅延時間を直接入力(数値入力、アップ/ダウン設定)するためのものである。
【0056】
本実施形態では、さらに実際の眼底血管の拍動タイミングを検者が操作入力し、この操作入力された拍動タイミングと心電図信号Hを用いて遅延時間を決定できるようにしてある(遅延時間は直接入力せず、演算により求められる)。このため、本実施形態では、タイミングスイッチ163、設定キー165を設けている。
【0057】
タイミングスイッチ163および設定キー165は次のようにして用いる。
【0058】
たとえば、検者は眼底カメラ光学系11に含まれる接眼部(不図示)か、あるいはモニタ40上のCCD13のリアルタイム撮影画像により眼底の乳頭部など眼底血管の拍動を視認できる部位を観察しながら、眼底血管の拍動を認めたタイミングでタイミングスイッチ163を操作する。
【0059】
そして、タイミングスイッチ163の操作タイミング直前の心電図信号Hの所定波形部位(波形ピークなど、1波形を代表する部位であれば任意である)からの時間値を遅延時間として入力する。
【0060】
なお、タイミングスイッチ163の操作は、眼底血管の拍動を視認してから操作するのではなく、眼底血管の拍動のテンポを読みながら、検者が次の拍動を予測して押下するようなものであっても実用上は差しつかえないものと考えられ、むしろ、検者の反応時間のバラツキなどを考えると取扱説明書などにおいては上記のような予測的な操作を推奨した方が望ましいかもしれない。
【0061】
また、タイミングスイッチ163による眼底血管の拍動タイミング入力を1回だけではなく、複数回行なうことにしてもよく、その場合、設定キー165は複数回(たとえば最新の10回など)行なったタイミングスイッチ163の操作で演算された遅延時間に対して所定の演算(たとえば算術平均など)を行なうことにより最終的な遅延時間を決定するために用いることができる。このように、タイミングスイッチ163を操作して得たタイミングから遅延時間を決定することによって、より正確に遅延時間を得ることができる。
【0062】
さらに、タイミングスイッチ163および設定キー165を用いた遅延時間設定はモニタ40で図6に示すような表示を行なうことによって、より判りやすいユーザーインターフェースとすることができる。
【0063】
図6は、ファイリング装置30のモニタ40で遅延時間設定、あるいは動脈硬化測定時に行なうべき表示の例を示している。
【0064】
図6において符号400はモニタ40の表示画面で、表示画面400中には、眼底画像表示部401、書誌事項表示部402、および心電図波形表示部404を設けてある。
【0065】
眼底画像表示部401には、CCD13の撮影画像をリアルタイムで表示する。書誌事項表示部402には、測定データに付すID番号、日付、被検者の年齢、性別、測定(撮影)方式、撮影時のフィルタの種別などの書誌事項を表示するとともに、動脈硬化測定のための遅延時間値403(表示器169で表示する値と同様に遅延時間メモリ152に設定された現在値)を表示する。
【0066】
心電図波形表示部404には、現在の心電図信号Hの波形をオシロスコープと同様の表示様式で表示し、タイミングスイッチ163で入力設定された遅延時間幅Dを心電図信号Hの波形上にグラフィック表示する。このような表示によって、より視覚的に心電図信号タイミングに加えるべき眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間を検者に認識させることができる。
【0067】
また、心電図波形表示部404の波形上に遅延時間を表示する方式は、上述のマニュアル設定により設定された遅延時間の表示にも利用できる。
【0068】
あるいはマウス32により適当な時間範囲、たとえば、波形代表部位T0から、所望のタイミングT1までをドラッグすることにより遅延時間幅Dを直感的かつ容易に入力することもできる。
【0069】
なお、ファイリング装置30のモニタ40で図6のようなユーザーインターフェースを実施するためには、当然ながらファイリング装置30とタイミング制御回路15(あるいはさらに遅延時間設定部16)との間に必要な情報を入出力できる経路(図1の破線の経路)が必要である。このような経路は、ファイリング装置30とタイミング制御回路15(あるいはさらに遅延時間設定部16)との間に適当な入出力インターフェース(パラレルポートやUSBなど任意の方式でよい)を設けることにより構成できる。あるいは、タイミング制御回路15(あるいはさらに遅延時間設定部16)の機能を全てファイリング装置30を構成するPCのハードウェア(その一部あるいは全ては拡張カード上などに実装されるものであってよい)およびソフトウェアにより構成することもできる。
【0070】
以上のようにして、動脈硬化測定のため、心電図信号タイミングに加えるべき眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間を設定することができる。
【0071】
上記のうち、特に手動設定により遅延時間を設定する構成では、任意の遅延時間値を設定することができるため、たとえば検者の研究用途、あるいは診療用途に適した任意の遅延時間値を設定できる。
【0072】
また、眼底血管の拍動を観察しつつタイミングスイッチ163を用いて遅延時間を設定する方式によれば、非常に容易な操作により直感的に遅延時間を設定することができる。
【0073】
また、シャッタ操作との関連においては、図3に示したようにシャッタ操作信号Sが有効となってから、最も速いタイミングで心電図信号タイミングに眼底血管の拍動のタイムラグに相当する遅延時間を加えたシャッタタイミング信号STを出力でき、検者のシャッタ操作との時間的なずれをより小さくすることができ、眼底カメラのアライメントの状態を大きく崩すことなく撮影および測定を行なえる、という効果がある。
【0074】
なお、シャッタタイミング信号STは、眼底カメラ10およびファイリング装置30で利用するだけではなく、他の外部装置で利用できるよう供給する手段(外部端子など)を設けるようにしてもよい。
【0075】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、心電図測定装置から入力される心電図信号のタイミングを用いて撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを決定する眼底撮影装置において、前記心電図信号タイミングに遅延時間を加え前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを生成するタイミング制御手段と、検者が眼底画像を観察しつつ眼底血管の拍動を認めたタイミングで操作されるタイミングスイッチと、前記遅延時間を検者の前記タイミングスイッチの操作に応じて設定する設定手段を有し、前記設定手段は、検者が眼底画像を観察しつつ前記タイミングスイッチを介して入力した眼底血管の拍動タイミングと、前記心電図信号のタイミングから前記遅延時間値を演算して求める構成、あるいは、心電図測定装置から入力される心電図信号のタイミングを用いて撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを決定する眼底撮影装置において、前記心電図信号タイミングに遅延時間を加え前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを生成するタイミング制御手段と、前記撮影手段による撮影を指令するシャッタ操作信号を入力するシャッタボタンを有するとともに、さらに、前記タイミング制御手段は、前記心電図信号タイミングに前記遅延時間を加えた遅延タイミングをシャッタ操作に関係なく常時、生成する信号処理手段を有し、この信号処理手段が前記シャッタ操作信号が有効となってから最も速い前記遅延タイミングを前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングとして生成する構成を採用することにより、動脈硬化測定などの目的で、心電図信号に同期して眼底画像を正確かつ良好な撮影条件の再現性をもって撮影できる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を採用した眼科測定装置の構成を示したブロック図である。
【図2】本発明を採用した眼科測定装置の動脈硬化測定の原理を示した説明図である。
【図3】図1のタイミング制御回路の構成の一例を示した説明図である。
【図4】図1のタイミング制御回路の構成の異なる一例を示した説明図である。
【図5】図1のタイミング制御回路および遅延時間設定部の構成例を示したブロック図である。
【図6】図1のモニタを用いたユーザーインターフェース例を示した説明図である。
【符号の説明】
1 動脈
2 静脈
10 眼底カメラ
11 眼底カメラ光学系
12 シャッタ
13 CCD
14 シャッタボタン
15 タイミング制御回路
16 遅延時間設定部
20 心電図測定装置
30 ファイリング装置
31 キーボード
32 マウス
33 ネットワークインターフェース
40 モニタ
101 ゲート
102 ゲート
103 ANDゲート
104 遅延時間生成回路
105 波形整形回路
151 遅延時間制御回路
152 遅延時間メモリ
163 タイミングスイッチ
164 遅延時間入力手段
165 設定キー
166 クリアキー
167 アップキー
168 ダウンキー
169 表示器
400 表示画面
401 眼底画像表示部
402 書誌事項表示部
403 遅延時間値
404 心電図波形表示部
D 遅延時間幅
H 心電図信号
S シャッタ操作信号
ST シャッタタイミング信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fundus imaging apparatus that determines the imaging timing of a fundus blood vessel using the timing of an electrocardiogram signal input from an electrocardiogram measurement apparatus.
[0002]
[Prior art]
It is well known that cardiovascular diseases such as angina pectoris, myocardial infarction, cerebral infarction, and cerebral hemorrhage are caused by arteriosclerosis. If there is a device that can objectively measure the state of arteriosclerosis, the necessary precautions can be taken. In particular, since arteriosclerosis progresses with aging, a device capable of measuring arteriosclerosis is considered to be highly important in an aging society such as Japan.
[0003]
International Patent Application Publication No. WO 01/30235 A1 discloses a technique for measuring arteriosclerosis by measuring the size of a fundus blood vessel from an image taken by a fundus camera. This measurement principle is intended to evaluate the deformation of the
[0004]
Specifically, based on the diameter A of the artery, the diameter V1 of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The measurement method described in International Patent Application Publication No. WO 01/30235 A1 is based on the premise that measurement is performed in a state in which pulsation occurs in the fundus artery. It is disclosed that the imaging timing of a part is generated. The reason why the pulsation timing of the electrocardiogram signal is not directly used is that there is a time lag between the heart pulsation and the blood flow near the periphery, such as the fundus, and is not completely synchronized.
[0006]
However, this publication does not describe the details of the technique for generating the fundus camera shooting timing using the electrocardiogram signal, and accurately and reproducibly captures the fundus camera using each ECG signal. A technique for generating timing is desired.
[0007]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to fundus photographing apparatus capable of photographing a fundus image including a fundus blood vessel with accuracy and good reproducibility in synchronism with an electrocardiogram signal for the purpose of measuring arteriosclerosis or the like. Is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, according to the present invention, in the fundus imaging apparatus that determines the imaging timing of the fundus image by the imaging unit using the timing of the electrocardiogram signal input from the electrocardiogram measurement apparatus, the electrocardiogram signal timing is delayed. Timing control means for adding time to generate photographing timing of the fundus image by the photographing means; A timing switch operated at the timing when the examiner observes the fundus image and recognizes the pulsation of the fundus blood vessel, Examine the delay time Depending on the operation of the timing switch Has setting means to set The setting means calculates the delay time value from the pulsation timing of the fundus blood vessel inputted through the timing switch while the fundus image is observed by the examiner and the timing of the electrocardiogram signal. Adopted the configuration.
[0013]
Alternatively, a shutter button for inputting a shutter operation signal for instructing photographing by the photographing means is provided, and the timing control means generates a fundus image photographing timing by the photographing means after the shutter operation signal becomes effective. The configuration is adopted.
[0014]
Or In the fundus imaging apparatus for determining the fundus image capturing timing by the imaging unit using the timing of the electrocardiogram signal input from the electrocardiogram measurement apparatus, a delay time is added to the electrocardiogram signal timing to generate the fundus image capturing timing by the imaging unit And a shutter button for inputting a shutter operation signal for instructing photographing by the photographing means, and The timing control means calculates a delay timing obtained by adding the delay time to the electrocardiogram signal timing. Regardless of the shutter operation, The signal processing means for generating is used, and the signal processing means generates the earliest delay timing after the shutter operation signal becomes effective as the fundus image photographing timing by the photographing means.
[0015]
Alternatively, a configuration having a supply unit that supplies a photographing timing signal of the fundus image by the photographing unit to an external device is adopted.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows the configuration of a measuring apparatus employing the present invention. In FIG. 1,
[0018]
The fundus image by the fundus camera optical system 11 can be input by the CCD 13 and filed in the
[0019]
Although a
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
In this apparatus, using the measurement method described in the above-mentioned International Patent Application Publication WO 01/30235 A1, image processing is performed on the image of the fundus blood vessel photographed by the CCD 13 to measure (evaluate) the state of arteriosclerosis. To do. The measurement principle is as described in relation to FIG.
[0023]
According to the measurement method of FIG. 2, a target region of the fundus is imaged by the CCD 13 in a state where blood flow (pulsation) is present in the artery, image processing is performed on the captured image of the fundus blood vessel, and the
[0024]
For this purpose, an electrocardiogram signal H output from the
[0025]
Although it is desirable to use the
[0026]
There are various types of electrocardiogram signals H that can be output from the
[0027]
Therefore, in the present embodiment, a shutter timing signal ST for driving the
[0028]
Further, as described above, since the shutter operation is performed while always adjusting the alignment between the camera and the eye to be examined, if the operation timing of the
[0029]
3 and 4 show a configuration example of the
[0030]
FIGS. 3 and 4 schematically show different configurations and operations of the main part of the
[0031]
First, the configuration of FIG. 4 will be described. The configuration of FIG. 4 is a very simple configuration, and its design concept is to generate a shutter timing signal ST by adding a delay time to the edge of the logical product signal of the electrocardiogram signal H and the shutter operation signal S.
[0032]
Therefore, the circuit of FIG. 4 inputs the output of the
[0033]
The
[0034]
In the configuration of FIG. 4, the addition of the delay time corresponding to the time lag of the pulsation of the fundus blood vessel starts after the shutter operation signal S generated by the examiner's shutter operation is input. For this reason, depending on how the ECG signal H and the shutter operation timing are shifted, there is a possibility that the
[0035]
Therefore, the shutter timing signal ST obtained by adding a delay time corresponding to the time lag of the pulsation of the fundus blood vessel to the electrocardiogram signal timing at the fastest timing after the shutter operation signal S becomes effective is shown in FIG. It is the composition.
[0036]
In FIG. 3, the
[0037]
That is, in the configuration of FIG. 3, the
[0038]
Therefore, according to the configuration of FIG. 3, after the shutter operation signal S becomes valid, the pulsation of the fundus blood vessel is synchronized with the electrocardiogram signal timing in synchronization with the negative edge of the output signal of the delay
[0039]
An image captured by the CCD 13 in synchronization with the shutter timing signal ST is input to the
[0040]
The
[0041]
When imaging, measurement, and evaluation are performed multiple times, for the same subject, the delay time corresponding to the time lag of the pulsation of the fundus blood vessel to be added to the electrocardiogram signal timing is the same as before the imaging, measurement, and evaluation are started. The setting may be performed only once, or the manual setting as described above or the setting method as described later may be used according to the situation (for example, the pulse of the subject monitored by the electrocardiogram measurement apparatus 20). The measurement accuracy can be improved.
[0042]
Note that the delay time set by the
[0043]
Furthermore, in this embodiment, a delay time corresponding to the time lag of the pulsation of the fundus blood vessel to be added to the ECG signal timing can be set by the delay time setting unit 16. FIG. 5 shows a configuration example of the
[0044]
In FIG. 5 (or FIG. 6 described later), the examiner manually inputs the delay time, sets up / down, or manually inputs the pulsation timing of the fundus artery while observing the fundus. 1 shows a configuration for calculating and setting a delay time from the input timing and an electrocardiogram signal.
[0045]
The
[0046]
The delay time control circuit 151 includes the basic configuration shown in FIG. 3 or FIG. 4, and the delay
[0047]
Then, the delay time control circuit 151 sets a delay time value in the
[0048]
The delay time value of the
[0049]
The delay time setting unit 16 includes operation means 163 to 168 and a
[0050]
The operation means 163 to 168 and the
[0051]
Reference numeral 164 is a delay time input means, and this delay time input means 164 can be composed of, for example, a rotary switch or a variable resistor. The examiner can measure about 1 ms to 1000 ms (the unit of delay time handled by this apparatus is Any delay time value in the range of (not limited to ms) can be input. Alternatively, the delay time input means 164 may be constituted by a keyboard such as a numeric keypad.
[0052]
The current value of the delay time value set by the delay time input means 164 can be displayed on a
[0053]
Further, if an up
[0054]
As described above, by using the delay time setting unit 16, the examiner can set a desired delay time corresponding to the time lag of the pulsation of the fundus blood vessel to be added to the electrocardiogram signal timing.
[0055]
The operation means of the delay time setting unit 16 described above directly inputs a desired delay time corresponding to the time lag of the pulsation of the fundus blood vessel to be added to the ECG signal timing by the examiner by manual operation (numerical value input, up / down input) Setting).
[0056]
In the present embodiment, the examiner inputs the actual pulsation timing of the fundus blood vessel, and the delay time can be determined by using the pulsation timing input by the operation and the electrocardiogram signal H (the delay time is (It does not input directly, but is calculated.) For this reason, in this embodiment, a
[0057]
The
[0058]
For example, the examiner observes an eyepiece (not shown) included in the fundus camera optical system 11 or a part where the pulsation of the fundus blood vessel such as the fundus of the fundus can be visually recognized by a real-time captured image of the CCD 13 on the monitor 40. However, the
[0059]
Then, a time value from a predetermined waveform portion of the electrocardiogram signal H immediately before the operation timing of the timing switch 163 (any portion representing one waveform such as a waveform peak) is input as a delay time.
[0060]
The
[0061]
In addition, it is possible to input the pulsation timing of the fundus blood vessel by the
[0062]
Further, the delay time setting using the
[0063]
FIG. 6 shows an example of display to be performed at the time of delay time setting or arteriosclerosis measurement on the monitor 40 of the
[0064]
In FIG. 6,
[0065]
The fundus
[0066]
The electrocardiogram
[0067]
The method of displaying the delay time on the waveform of the electrocardiogram
[0068]
Alternatively, the delay time width D can be input intuitively and easily by dragging the
[0069]
In order to implement the user interface as shown in FIG. 6 on the monitor 40 of the
[0070]
As described above, the delay time corresponding to the time lag of the pulsation of the fundus blood vessel to be added to the electrocardiogram signal timing can be set for the measurement of arteriosclerosis.
[0071]
Among the above, especially in the configuration in which the delay time is set by manual setting, any delay time value can be set. For example, any delay time value suitable for the research use of the examiner or the medical use can be set. .
[0072]
Further, according to the method of setting the delay time using the
[0073]
Further, in relation to the shutter operation, after the shutter operation signal S becomes effective as shown in FIG. 3, a delay time corresponding to the time lag of the fundus blood vessel pulse is added to the electrocardiogram signal timing at the fastest timing. The shutter timing signal ST can be output, the time lag with the examiner's shutter operation can be further reduced, and photographing and measurement can be performed without greatly changing the alignment state of the fundus camera. .
[0074]
The shutter timing signal ST may be provided not only with the
[0075]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the fundus imaging apparatus that determines the imaging timing of the fundus image by the imaging means using the timing of the electrocardiogram signal input from the electrocardiogram measurement apparatus, the electrocardiogram signal timing is determined. Timing control means for adding a delay time and generating photographing timing of the fundus image by the photographing means; A timing switch operated at the timing when the examiner observes the fundus image and recognizes the pulsation of the fundus blood vessel, Examine the delay time Depending on the operation of the timing switch Has setting means to set The setting means calculates the delay time value from the pulsation timing of the fundus blood vessel inputted through the timing switch while the fundus image is observed by the examiner and the timing of the electrocardiogram signal. Constitution Alternatively, in a fundus imaging apparatus that determines the timing of imaging of the fundus image by the imaging means using the timing of the electrocardiogram signal input from the electrocardiogram measurement apparatus, a delay time is added to the electrocardiogram signal timing and the imaging of the fundus image is performed by the imaging means A timing control means for generating timing; and a shutter button for inputting a shutter operation signal for instructing photographing by the photographing means; and the timing control means is a delay timing obtained by adding the delay time to the electrocardiogram signal timing. Signal processing means for always generating the image regardless of the shutter operation, and the signal processing means generates the earliest delay timing after the shutter operation signal becomes valid as the fundus image shooting timing by the imaging means. By adopting the configuration, it is possible to obtain an excellent effect that a fundus image can be photographed accurately and with good reproducibility of photographing conditions in synchronization with an electrocardiogram signal for the purpose of measuring arteriosclerosis.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ophthalmologic measuring apparatus employing the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle of arteriosclerosis measurement of an ophthalmologic measuring apparatus adopting the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the timing control circuit of FIG. 1;
4 is an explanatory diagram showing an example of a different configuration of the timing control circuit of FIG. 1; FIG.
5 is a block diagram showing a configuration example of a timing control circuit and a delay time setting unit in FIG. 1. FIG.
6 is an explanatory diagram showing an example of a user interface using the monitor of FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Arteries
2 Veins
10 Fundus camera
11 Fundus camera optical system
12 Shutter
13 CCD
14 Shutter button
15 Timing control circuit
16 Delay time setting section
20 ECG measurement device
30 Filing equipment
31 keyboard
32 mice
33 Network interface
40 monitors
101 gate
102 gate
103 AND gate
104 Delay time generation circuit
105 Waveform shaping circuit
151 Delay time control circuit
152 Delay time memory
163 Timing switch
164 Delay time input means
165 Setting key
166 Clear key
167 Up key
168 Down key
169 Display
400 display screen
401 Fundus image display unit
402 Bibliographic Information Display
403 Delay time value
404 ECG waveform display
D Delay time width
H ECG signal
S Shutter operation signal
ST Shutter timing signal
Claims (6)
前記心電図信号タイミングに遅延時間を加え前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを生成するタイミング制御手段と、
検者が眼底画像を観察しつつ眼底血管の拍動を認めたタイミングで操作されるタイミングスイッチと、
前記遅延時間を検者の前記タイミングスイッチの操作に応じて設定する設定手段を有し、
前記設定手段は、検者が眼底画像を観察しつつ前記タイミングスイッチを介して入力した眼底血管の拍動タイミングと、前記心電図信号のタイミングから前記遅延時間値を演算して求めることを特徴とする眼底撮影装置。In the fundus imaging apparatus for determining the imaging timing of the fundus image by the imaging means using the timing of the electrocardiogram signal input from the electrocardiogram measurement apparatus,
Timing control means for adding a delay time to the electrocardiogram signal timing and generating a fundus image photographing timing by the photographing means;
A timing switch operated at the timing when the examiner observes the fundus image and recognizes the pulsation of the fundus blood vessel,
Have a setting means for setting in accordance with the delay time in the operation of the timing switch examiner,
The setting means calculates and calculates the delay time value from the pulsation timing of the fundus blood vessel input through the timing switch while the fundus image is observed by the examiner and the timing of the electrocardiogram signal. Fundus photographing device.
前記心電図信号タイミングに遅延時間を加え前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングを生成するタイミング制御手段と、
前記撮影手段による撮影を指令するシャッタ操作信号を入力するシャッタボタンを有するとともに、
さらに、前記タイミング制御手段は、前記心電図信号タイミングに前記遅延時間を加えた遅延タイミングをシャッタ操作に関係なく常時、生成する信号処理手段を有し、この信号処理手段が前記シャッタ操作信号が有効となってから最も速い前記遅延タイミングを前記撮影手段による眼底画像の撮影タイミングとして生成することを特徴とする眼底撮影装置。 In the fundus imaging apparatus for determining the imaging timing of the fundus image by the imaging means using the timing of the electrocardiogram signal input from the electrocardiogram measurement apparatus,
Timing control means for adding a delay time to the electrocardiogram signal timing and generating a fundus image photographing timing by the photographing means;
A shutter button for inputting a shutter operation signal for instructing photographing by the photographing means;
Further, the timing control means has signal processing means for always generating a delay timing obtained by adding the delay time to the electrocardiogram signal timing irrespective of a shutter operation, and the signal processing means is configured to make the shutter operation signal valid. The fundus photographing apparatus characterized in that the earliest delay timing is generated as a fundus image photographing timing by the photographing means.
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