JP4481601B2 - 眼科用撮影装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影画像の読影が容易な眼科用撮影装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
眼科における医用画像は、画像として正確に記録されていることは当然なことであるが、眼科医用画像においてこれと同程度に重要な要件として、撮影画像に対する撮影意図、即ち撮影された画像がどのような必要性を持って撮影されたかを記録することも、また重要なことである。
【0003】
医用画像の撮影意図の記録は、カルテや撮影指示書などに撮影の記録を残したり、特許文献1、特許文献2のように撮影された画像に記録を書き込んだり、電子画像の場合には記録をデータ添付したりすることで残すことは可能である。
【0004】
ただし、実際の画像診断においては、逐一これらの記録を参照することは非効率的であるので、画像自体から直感的に撮影意図を読み取りながら診断を行うことが好ましい。そのために、注目部位を画面中央に撮影したり、その部位の拡大した画撮影が行われる。この撮影方法により撮影した画像を閲覧した読影者は、直感的かつ短時間に画像の撮影意図を理解でき、効率の良い画像読影診断が行える。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−165763号公報
【特許文献2】
特開平9−173295号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来から広く行われている銀塩媒体による写真撮影では、上記のように拡大画像を撮影する場合には、光学的な画像拡大を行う必要があり、撮影された画像は拡大された画像以外にはなり得ない。近年、普及してきたデジタル写真撮影などにおいても、撮影時に撮影部位を拡大観察しながら、拡大した画像撮影を行うことは当然可能である。
【0007】
この事例においては、撮影部位を中心にして拡大された状態で観察された画像を見ることになるので、読影者には前述のように撮影意図を直感的に理解することができる反面で、画像範囲外の部位については読影者は見ることができず、他の画像から必要とする部位の画像を探さなければならない。
【0008】
一方、電子画像の取り扱いの簡便さを生かして、広画角つまり低倍率で画像を撮影し、詳細観察が必要な場合にはパーソナルコンピュータのビュワ機能などを利用して、読影者が随時に画像拡大を行うことで、拡大画像と広角画像を別々に撮影する回数を少なくすることが可能である。
【0009】
この事例においては、広範囲の画像を見ることが可能で、画像の拡大率や拡大部位の自由度が高い。しかし拡大画像を見る場合には、必ず画像の拡大や拡大範囲の検索など所定の操作を必要としてしまうために、画像閲覧が煩雑になる。更に、撮影時の注目部位やその撮影倍率、即ちその部位に対する注目度などの当該画像の撮影意図が画像からだけでは、極めて分かり難くなってしまう。
【0010】
また、眼底画像を例にとれば、患者の負担を軽減する目的で、1枚の写真によりできるだけ多くの情報を得るために、周辺部に存在する病変と共に、乳頭や黄斑を含む後極部を中心とする広画角な画像を撮影した場合や、散瞳不良や白内障などの被検眼の障害によって、眼底周辺部の病変を中心に据えた画像の撮影が困難な場合がある。とりあえず、病変部を画像の何処かに写っている状態の画像を撮影した場合には、その1枚の画像からだけでは撮影の意図、即ち後極部が中央に写ってはいるが、最大の注目点は周辺の病変であるということや、画像のどこかに病変部が存在するということが直感的に分かり難いことになる。
【0011】
更に、観察対象に応じてエッジ強調、コントラスト強調、RGB補正表示、帯域圧縮・伸長などの画像処理を施した観察画像を見ながら撮影を行えば、撮影対象をより明確に観察することが可能になり、その画像を撮影して残せば、読影時に撮影の意図を直感的に把握するために大きく寄与できる。しかし、画像処理を施さない原画像を見ることができず、意図的な処理をした画像のみを見ることができて、原画像を見ることができないのは、医用画像としては大きな問題がある。
【0012】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、画像であっても撮影意図を直感的に読み取れるようにした眼科用撮影装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る眼科用撮影装置は、被検眼を撮影するための光学系と、該光学系により結像した被検眼の画像を撮影する撮影手段と、該撮影手段で撮影された画像を表示する表示手段と、前記撮影手段で撮影された動画像の注目範囲及び前記光学系の基礎結像倍率に対する相対倍率を入力する入力手段と、前記撮影手段で撮像された前記動画像を前記注目範囲及び相対倍率で前記表示手段に表示し、前記撮影手段で撮影され前記基礎結像倍率による複数の静止画像を前記動画像で入力された前記注目範囲及び相対倍率と関連付けて記録する画像取扱手段と、該画像取扱手段に記録された複数の前記静止画像を選択する画像選択手段と、該画像選択手段により選択された複数の前記静止画像を前記注目範囲及び相対倍率により生成処理し、処理された前記静止画像を並列して前記表示手段に表示する処理手段とを有することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の装置の外観概要図である。光学系等を内蔵した筐体1は被検眼Eへのアライメントのためにステージ2上に位置及び姿勢を三次元的に移動可能に搭載されており、筐体1には変倍スイッチ3、フォーカスノブ4、デジタルカメラ等から成る電子撮像手段5が取り付けられ、電子撮像手段5の出力は画像取扱手段6を介して表示手段7に接続されている。ステージ2上には、複数のスイッチ類を有する操作パネル8が設置されており、操作パネル8上に頂部撮影スイッチ9を取り付けた操作桿10が設けられている。
【0015】
図2は眼底カメラに応用した筐体1内の光学的、電気的な構成図である。連続発光光源である観察光源11から対物レンズ12に至る光路中には、観察光源11側からコンデンサレンズ13、撮影光源であるストロボ管14、コンデンサレンズ15、フィールドレンズ16、リングスリット17、有害光に対するの遮光部材18、リレーレンズ19、遮光部材20、孔あきミラー21が配列されている。また、観察光源11の後方には凹面ミラー22が配置されている。
【0016】
孔あきミラー21の後方には、フォーカスノブ4により光軸方向に移動可能なフォーカスレンズ23、結像レンズ24、電子撮像手段5が配置されている。電子撮像手段5は撮影光学系における最低結像倍率(最広画角)である「撮影光学系基礎結像倍率」で結像した眼底部Eaの光学像を電荷に変換する撮像素子25と、撮像素子25からこの電荷を同期制御を行いながら信号波形として読み込む撮像回路26によって構成されている。
【0017】
撮像回路26の出力は画像取扱手段6、制御手段27に接続され、また画像取扱手段6は表示手段7、制御手段27に接続されている。制御手段27には、観察光源11、ストロボ管14、変倍スイッチ3、操作パネル8、撮影スイッチ9が接続されている。
【0018】
制御手段27は変倍スイッチ3、撮影スイッチ9等からの操作信号入力を受け、観察光源11及びストロボ管14を始め装置全体の制御を行い、更に電子撮像手段5と画像取扱手段6に対して制御信号やトリガ信号、入力データ等の送受信を行う。
【0019】
図3は画像取扱手段6の構成図を示し、画像取扱手段6はメモリ31、処理ユニット32、記録手段33から構成され、処理ユニット32はメモリ31、記録手段33に接続されている。更に、メモリ31には電子撮像手段5の出力が接続され、処理ユニット32は制御手段27、表示手段7に接続されている。
【0020】
観察光源11又はストロボ管14から発した照明光は、コンデンサレンズ13、15を経て、フィールドレンズ16とリングスリット17でリング状に成形され、リレーレンズ19と遮光部材18、20の照明光学系を経て、孔あきミラー21の周辺部で反射されて、対物レンズ12を介して被検眼Eの眼底部Eaに照射される。
【0021】
眼底部Eaからの反射光は再び対物レンズ12と孔あきミラー21の孔部分、フォーカスレンズ23、結像レンズ24を経た電子撮像手段5から成る撮影光学系において撮影される。
【0022】
電子撮像手段5の撮像素子25から読み込んだ信号波形を、撮像回路26はAD変換を行ってデジタル画像データに変換し、同期信号と共に画像取扱手段6に出力する。画像取扱手段6に入力された画像データと同期信号は、メモリ31で一時記憶される。処理ユニット32はメモリ31に記憶された画像データに所定の処理を施して記録手段33に記憶させたり、表示手段7に画像表示をする。また、処理ユニット32は後述するように制御手段27からの入力に従ってデータ処理内容の変更を行う。
【0023】
眼底部Eaの撮影では、撮影部位への位置合わせや合焦を行うために、通常は動画モードで動作している。制御手段27はこの動画モード時に、画像取扱手段6と電子撮像手段5に対して動画モードで動作するように指令する。これを受けて、電子撮像手段5は連続して1秒当り数フレーム〜数10フレーム分の眼底部Eaの画像を撮影し、画像取扱手段6はこれらの画像データを取り込む。画像取扱手段6に取り込まれた複数の画像データは、順次に1フレーム毎の画像に生成され、これをリアルタイムで連続的に表示手段7に表示させることで、検者に被検眼Eの動画像を提示する。
【0024】
検者は表示手段7に表示された被検眼Eの動画像を観察しながら、眼底部Eaの所定部位へのアライメント及びピント合わせを行い、操作桿10上の撮影スイッチ9を押すと、制御手段27は既知の制御方法を用いて、ストロボ管14を所定光量で所定時間発光させ、同時に電子撮像手段5、画像取扱手段6に対して制御信号及びトリガ信号を送り、動画像の取り込みを停止し、ストロボ管14の発光に同期して電子撮像手段5で眼底部Eaの静止画像(1フレーム画像)の撮影が行われる。図1、図2に示す撮影された静止画像Fは画像取扱手段6に保存され、同時に静止画像Fは表示手段7に表示される。
【0025】
図4は拡大撮影を行う場合のフローチャート図である。画像拡大撮影においては、上述のような動画観察時に図5の矢印で示すように変倍スイッチ3を操作して、拡大率をn倍(*n)に設定する(S201〜S203)。制御手段27を介して、変倍スイッチ3から入力された*nを画像取扱手段6に入力する(S204)。
【0026】
ここで述べるn倍とは、前述の撮影光学系基礎結像倍率である*n0に対する相対倍率である。図5に示すように、動画モードにおいて取り込まれた眼底部Eaの*n0画像F0からは、画像取扱手段6内において処理ユニット32により、画像中央を中心とした*nに相当する領域の画像F1が抽出され、抽出された*nの拡大画像F2が表示手段7に表示される(S205)。
【0027】
拡大率n倍に相当する領域の抽出は、既知の様々な画像処理手法があって、何れを用いてもよいが、一例として次のように行える。撮像素子25の撮影有効画素数が縦L、横Wであった場合にn倍で抽出する領域のピクセル数を、縦Ln=INT(L/n)、横Wn=INT(W/n)で算出する。ここで、「INT(
)」は( )内の実数を整数に丸める関数である。
【0028】
撮像素子25における画像の結像中心付近の画素の位置であるピクセルアドレスCx、Cyを決定し、このピクセルアドレスを中心としたLn、Wnの範囲のピクセルのデータを*n0画像F0から抽出して、これを1枚の画像として再構成することで、*n0画像F0から*nの拡大画像F2を抽出することができる。
【0029】
変倍スイッチ3が*nに設定された状態で、撮影スイッチ9を押して静止画撮影を行うと(S206)、制御手段27により動画観察が停止され(S207)、画像取扱手段6において処理ユニット32は電子撮像手段5で撮影された*n0画像F0(S208)から*n拡大画像を生成せずに、*n0画像F0に*nをヘッダ情報として付帯して記録手段33に記録する(S209)。
【0030】
また、この場合に*nの情報を画像データに付帯させずに、*nと画像データとをそれぞれ別も保存し、相互にデータベース的な関連付けを行ってもよい。
【0031】
図6は上述のように撮影されて画像取扱手段6において記録された画像F3、F4、F5を画像リストやサムネイルなど既知の選択方法で操作パネル8上に設けた選択スイッチや表示手段7上に設置したタッチセンサなどにより選択し、表示手段7において表示をした例である。
【0032】
画像取扱手段6において、画像F3、F4、F5はそれぞれに拡大率が付帯記録されている、即ち、画像F3には*n1、画像F4には*n2、画像F5には*n3(=等倍)が付帯されて、記録手段33に*n0画像として記録されている。
【0033】
例えば図7のフローチャート図に従って、制御手段27により画像取扱手段6に画像F3の画像選択が入力されると(S213)、処理ユニット32は画像F3を*n1と共に記録手段33から読み出して(S214)、前述の図5に関する説明と同様に、*n0画像F3から*n1に相当する領域を抽出した画像F6を生成して、表示手段7に拡大表示する(S215〜S216)。画像F4、F5に対しても連続して同様の処理を行い、図6に示すように画像F4の*n2画像F7、画像F5の*n3画像F8を並列して表示する。
【0034】
このように、撮影意図再現モードで画像を表示させると、初期状態において撮影時に観察していた視野で表現されるが、操作パネル8中に設けられた倍率変更スイッチにより、画像表示倍率の変更操作を制御手段27に入力すると(S218〜S219)、制御手段27は当該画像処理を行うように画像取扱手段6に指示を送信する。この指示の入力に従って、画像取扱手段6は処理ユニット32において選択された画像の表示倍率を変更を行い、表示手段7に表示させる処理を行うことが可能である(S220)。このような表示倍率の変更により、当初表示されていた画像の周辺部を見ることや、更なる高倍率での詳細観察も可能となる。
【0035】
図8は第2の実施の形態の撮影動作のフローチャート図を示している。図9に示すように、表示手段7に表示された動画像F10を見ながら(S223)、検者が被検眼Eにアライメントを行う中で、操作パネル8中に設けられたポインタスイッチの操作により、制御手段27を介して動画像F10上でポインタを移動させて点Pを指定し(S224)、点Pの情報を画像取扱手段6に送る(S225)。画像取扱手段6において、処理ユニット32は指定された点Pの位置を撮像素子25上のピクセルアドレスP=(x,y)に変換する(S226)。撮影スイッチ9を押して撮影を行うと(S227)、撮影された画像F10は画像取扱手段6において、ピクセルアドレスPを付帯されて記録手段33に記録される(S228〜S230)。
【0036】
図10は上述のように撮影された画像の合成画像の表示のフローチャート図を示す。図11は上述のように撮影された後に画像取扱手段6に記録された画像F11、F12、F13を、前述のような再現モードで表示手段7に表示した例である。
【0037】
前述のように撮影されて画像取扱手段6において記録された画像F11、F12、F13を画像を選択する(S234)。画像取扱手段6において、処理ユニット32は記録されている画像F1と、撮影時に付帯記録されている指定点P1のピクセルアドレス(P1)を読み出し(S235)、画像F1上にピクセルアドレス(P1)=(x1,y1)を中心とした図11中で方形のエリアである所定のポインタP1を合成した合成画像F14上を生成して(S236)、表示手段7に表示する(S237)。他の画像F12、F13においても同様に表示処理を行い、表示画像F15のポインタP2、画像F16のポインタP3のように表示する。ポインタP1、P2、P3は合成表示されているだけなので、必要に応じて消去が可能である(S239〜S241)。
【0038】
ポインタの設定には、既知の視線検知装置を用いて観察画像における撮影者の視点位置を検知して入力させてもよいし、表示手段7の表面にタッチセンサを配置して、観察画像上を直接触れることで位置の入力を行ってもよい。
【0039】
図12は第3の実施の形態の撮影のフローチャート図を示す。図13において、前述と同様に被検眼Eの眼底Eaを電子撮像手段5により撮影されている眼底画像F20の動画観察を行っている。観察をしながら前述したように点P4を注目範囲として指定し、更に変倍スイッチ3を操作して、拡大率をn倍(*n)に設定すると(S244〜S246)、前述の図4、図8で説明した処理を複合的に行い、表示手段7に点P4中心の*n拡大画像F21が表示される(S247〜S249)。撮影スイッチ9を押して静止画撮影を行うと(S250〜S252)、前述の図4、図8で説明した処理を複合的に行い、画像取扱手段6において*n0画像F20に、*nとピクセルアドレス(P)=(x,y)をヘッダ情報として付帯して記録を行う(S253)。
【0040】
被検眼Eに対するアライメントのし易さを考慮し、観察時に拡大画像F21を表示せずに*n0画像を表示することもよい。また、拡大画像との切換手段を設けてもよい。
【0041】
図14はこのように撮影された画像の表示動作のフローチャート図を示す。図15はこのように記録された静止画像データを表示手段7に再表示させた例を示している。前述のように、画像F23、F24、F25を選択する(S257)。例えば、画像F23を表示する場合に、画像取扱手段6において、画像F23と撮影時に付帯記録されている注目範囲の指定点P5のピクセルアドレス(P5)=(x5,y5)、*n5を読み出し(S258)、表示画像F23上の位置に変換し、ピクセルアドレス(P5)=(x5,y5)を中心とした*n5の拡大画像F26を生成し(S259)、表示手段7に表示する(S260)。
【0042】
他の画像F24、F25においても同様に表示処理を行い、P6を中心とした*n6拡大画像F27、P7を中心とした*n7拡大画像F28のように表示する。必要に応じて、拡大率や拡大画像の中心を変更することは(S262〜S264)、既知の手段によって可能であるので説明を省略する。
【0043】
図16は第4の実施の形態であり、撮影観察時に観察対象をより見易くするために、既知の手法を用いて観察画像に対してエッジ強調処理を行いながら撮影する例を示している。
【0044】
図17はそのフローチャート図であり、動画像F30を観察中に操作パネル8中に設けられたエッジ強調スイッチを操作して、画像取扱手段6に所定のエッジ強調処理がされた動画像F31を表示手段7に表示させる(S271〜S275)。撮影スイッチ9を押して静止画撮影を行うと(S276〜S278)、*n0画像F30にどのようなエッジ強調処理をしたかという情報Aを付加して、画像取扱手段6により記録を行う(S279)。
【0045】
図18は上述のようにして撮影された画像の表示についてのフローチャート図である。前述したように、表示させる画像を選択し(S283)、画像取扱手段6において、画像F30とエッジ強調処理情報Aを読み出して(S284)、エッジ処理情報Aに基づいて画像F30にエッジ強調処理を施した画像F31を表示手段7に表示する(S285〜S286)。必要に応じて、エッジ強調処理を解除してオリジナルの画像F30を表示することは(S288〜S290)、既知の手法を用いて容易に実現できる。
【0046】
上述のエッジ強調だけでなく、コントラスト強調、RGB補正表示、帯域圧縮・伸長などの既知の画像処理においても、同様な手法を用いることができることは自明である。
【0047】
本発明においては、撮影対象の撮影光学系における最低結像倍率(最広画角)を「撮影光学系基礎結像倍率」と定義し、拡大画像撮影においても常時この倍率による最広画角画像を撮影し、この画像に対する拡大倍率の情報を撮影画像と共に同時記録する。そして当該画像を表示手段において再表示する際には、記録されている広画角画像ではなく、同時記録された拡大倍率を基に画像処理が施された拡大画像を常に表示する表示手段を提供する。必要に応じて表示拡大率を下げれば元々記録されている広画角画像を見ることが可能で、周辺部読影も一挙に可能となる。
【0048】
更に、撮影部位の観察時の撮影者の注目範囲を簡便に記録しその位置情報を撮影画像と共に動じ記録する。当該画像の再表示の際には、同時記録されている注目範囲位置情報に基づいて当該範囲示すマーカを画像上に重ねて表示させる。これにより、注目部位を中心から外して撮影した医用画像においても画像の撮影意図を直感的に把握することが可能になる。
【0049】
また、画層処理を施した観察像を残すために、上述と同じ手法で撮影光学系基礎結像倍率の原画像を撮影し、画像処理に関する情報を同時記録する。当該画像の再表示の際には画像処理情報を基に原画像を画像処理して表示する。これにより、処理済み画像だけではなく原画像も必要に応じて見ることが可能になる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼科用撮影装置は、処理を施した眼科画像の読影時に、撮影意図を直感的かつ迅速に把握可能にして読影作業の正確化や効率化が図れるだけでなく、撮影可能な限りの広範囲の原画像を随時利用可能となるので、詳細読影の効率化や画像の多目的応用の容易化など、1枚の医用画像の使用価値を飛躍的に大きくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】装置の外観概要図である。
【図2】光学的、電気的な構成図である。
【図3】画像取扱手段の構成図である。
【図4】変倍撮影動作のフローチャート図である。
【図5】変倍撮影の説明図である。
【図6】変倍撮影画像の表示例の説明図である。
【図7】変倍撮影画像の表示動作のフローチャート図である。
【図8】視点入力撮影動作のフローチャート図である。
【図9】視点入力撮影の説明図である。
【図10】視点入力撮影の表示動作のフローチャート図である。
【図11】視点入力撮影の表示例の説明図である。
【図12】指定点入力と変倍の複合撮影動作のフローチャート図である。
【図13】指定点入力と変倍の複合撮影の説明図である。
【図14】指定点入力と変倍の複合撮影画像の表示動作のフローチャート図である。
【図15】指定点入力と変倍の複合撮影画像の表示例の説明図である。
【図16】エッジ強調撮影の説明図である。
【図17】エッジ強調撮影動作のフローチャート図である。
【図18】エッジ強調撮影画像の表示動作のフローチャート図である。
【符号の説明】
1 筐体
2 ステージ
3 変倍スイッチ
4 フォーカスカメラ
5 電子撮像手段
6 画像取扱手段
7 表示手段
9 撮影スイッチ
10 操作桿
11 撮影光源
14 ストロボ管
21 孔あきミラー
27 制御手段
Claims (2)
- 被検眼を撮影するための光学系と、
該光学系により結像した被検眼の画像を撮影する撮影手段と、
該撮影手段で撮影された画像を表示する表示手段と、
前記撮影手段で撮影された動画像の注目範囲及び前記光学系の基礎結像倍率に対する相対倍率を入力する入力手段と、
前記撮影手段で撮像された前記動画像を前記注目範囲及び相対倍率で前記表示手段に表示し、前記撮影手段で撮影され前記基礎結像倍率による複数の静止画像を前記動画像で入力された前記注目範囲及び相対倍率と関連付けて記録する画像取扱手段と、
該画像取扱手段に記録された複数の前記静止画像を選択する画像選択手段と、
該画像選択手段により選択された複数の前記静止画像を前記注目範囲及び相対倍率により生成処理し、処理された前記静止画像を並列して前記表示手段に表示する処理手段とを有することを特徴とする眼科用撮影装置。 - 前記入力手段は前記動画像の注目範囲及び相対倍率の入力の外に、エッジ強調処理、コントラスト強調、RGB補正表示、帯域圧縮・伸長の何れかの情報を入力し、前記処理手段は前記情報に基づいて前記選択された静止画像に対して画像処理をすることを特徴とする請求項1に記載の眼科用撮影装置。
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