JP4630106B2 - 角膜内皮細胞画像処理装置 - Google Patents
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Description
[構成]
この角膜内皮細胞撮影装置は、被検眼の角膜内皮細胞を撮影するCCDカメラ等の撮像手段1と、撮像手段1で撮像された角膜内皮細胞像から角膜内皮細胞を計測や画像処理をする角膜内皮細胞計測装置2と、角膜内皮細胞計測装置2で処理された画像やデータを表示する液晶表示器(ディスプレイ)等の表示手段(表示装置)3と、表示手段3に表示された画像やデータに操作を加えるマウス等の入力手段(セル指定手段)4を備えている。
<角膜内皮細胞計測装置2>
この角膜内皮細胞計測装置2は、演算処理手段(演算処理手段)5と、画像メモリ(記憶手段)6を有する。
[作用]
以下、このような構成の角膜内皮細胞撮影装置の演算制御回路7による制御作用を図3〜図5のフローチャートに基づいて説明する。
(1)細胞密度解析のフローチャートの概略
図3は、細胞密度を解析するための全体のフローチャートを概略的に示したものであり、図6は撮像手段1で撮像されて原画像メモリ部6aに記憶され且つ表示手段3に表示された角膜内皮細胞画像を示したものである。この図6において、角膜内皮細胞画像は多数のセル(セル画像すなわち角膜内皮細胞像)10からなり、隣接するセル10同士の間の黒い部分がセル10,10間の細胞壁になる。尚、図6においては、説明の便宜上、画像の一部のセル10同士の間の黒い部分に白色の線(撮像直後の画像にはない線)を仮想細胞壁11として図示している。
(2)細胞密度解析のフローチャートの詳細
図4は、細胞密度を解析するための全体のフローチャートをより具体的に示したものである。
このステップS23において演算制御回路7は、画像処理手段8を動作制御して、図16,図17(a)に示したセル10の細胞壁14とは異なるヒゲ15や点16等を除去して、図17(b)に示したように隣接する複数のセル10の色を異ならせてラベル(例えば、複数のセル10にラベルL1,L2,L3,…Ln等)を付けるラベリング処理をし、ステップS24に移行する。尚、この図17(b)のラベリング処理を施した各セル10に上述したように指定点13を入れる。
(3)セルの統合処理のより具体例
図4のステップS22でエッジが細線化処理された角膜内皮細胞画像のセルの統合処理を行う場合には、図5に示した様にステップS31において演算制御回路7は、画像処理手段8を動作制御して、図16,図17(a)に示したセル10の細胞壁14とは異なるヒゲ15や点16等を除去して、図17(b)に示したように隣接する複数のセル10の色を異ならせてラベル(例えば、複数のセル10にラベルL1,L2,L3,…Ln等)を付けるラベリング処理をして、ステップS32に移行する。尚、この図17(b)のラベリング処理を施した各セル10に上述したように指定点13を入れる。
(小面積部の統合)
このステップS32において演算制御回路7は、ラベリングした画像に図20(a)に示した様にラベルL1,L2の平均的な大きさのセル10,10内にラベルL1a,L2aの小面積部(小セル)が10a,10bがある場合、図2のセル統合手段8kを制御して、ラベルL1aの小面積部10aをラベルL1のセル10に統合し、ラベルL2aの小面積部10bをラベルL2のセル10に統合して、小面積部10a,10bが図20(b)のようにない状態としステップS33に移行する。この処理は、所定面積以下(例えば面積が10画素以下)のラベルを隣接するラベルと統合する処理である。この場合、隣接するラベルの中から、最も接触面の大きいラベルと統合する。
(接触数が1の統合)
ステップS33において演算制御回路7は、図20Aの(a)のように指定点13を含むラベルL1の小面積部(小セル)10aがある場合、図2のセル統合手段8kを制御して、このラベルL1の小面積部10aをラベルLのセル10に統合して、小面積部10aが図20Aの(b)のようにない状態としステップS34に移行する。また、ステップS33において演算制御回路7は、図20Bの(a)のように指定点13を含まないラベルL2の小面積部10bがある場合、図2のセル統合手段8kを制御して、ラベルL2の小面積部10bをラベルLのセル10に統合して、小面積部10bが図20Bの(b)のようにない状態としステップS34に移行する。このようなステップS33の処理は、指定点13のあるラベルが接触しているラベルが1個しかない時、指定点13のある方のラベルに統合する。
(円形度で統合)
また、図20Cの(a)のようにラベルL1〜L3を付した小面積部(小セル)10a〜10cがある場合において、指定点13はラベルL1の小面積部10aにはあるがラベルL2,L3の小面積部10b,10cにはない場合がある。
(穴の統合)
また、図20Dの(a)のようにラベルL1〜L4のセル10には指定点13があるが、ラベルL1〜L4のセル10で囲まれたラベルL5の小面積部(小セル)10aには指定点がない場合がある。この指定点がないラベルL5の小面積部10aは指定点13のあるラベルL1〜L4のセル10で囲まれた穴になる。尚、ここで言う「穴」とは指定点が無く、隣接するラベルが全て指定点13のあるラベルのことである。
(空きラベルの統合)
また、図20Eの(a1)のように、ラベルL1〜L3の小面積部(小セル)10a〜10c、及び小面積部(小セル)10a〜10cで囲まれた指定点13を含むラベルL4の小面積部10dがある場合がある。
(接触数が1の統合)
ステップS37において演算制御回路7は、図20Eの(b)のように指定点13を含む小面積部(小セル)10dがある場合、図2のセル統合手段8kを制御して、この小面積部10dをセル10に統合して、小面積部10dが図20Eの(c)のようにない状態としステップS34に戻りループする。
(変形例)
図24は、細胞密度を解析するための全体のフローチャートの他の例を概略的に示したものである。
3…表示手段
4…入力手段(セル指定手段)
10…セル(角膜内皮細胞像)
10a〜10d…小面積部(小セル)
13…指定点
14…細胞壁(エッジ)
8a…ズーム手段(サイズ変更手段)
8c…極座標変換手段
8d…エッジ検出手段(フィルタ手段)
8f…X-Y画像変換手段
8g…核除去手段(不要部除去手段)
8h…細線化手段
8j…セル細胞壁検出手段
8k…セル統合手段(細胞壁像処理手段)
8L…セル分割手段(細胞壁像処理手段)
8m…セル密度算出手段(細胞密度検出手段)
R,R1,R2,R3…円
Claims (9)
- 角膜内皮細胞像の細胞壁を検出する細胞壁検出手段と、
前記細胞壁検出手段により細胞壁が検出されたセルの面積・形状からセルの分割・統合を判断する演算制御回路と、
前記面積・形状から分割すべきと判断された大セルがある場合に前記演算制御回路により作動制御されて前記大セルを分割するセル分割手段と、
前記面積・形状から統合すべきと判断された小セルがある場合に前記演算制御回路により作動制御されて前記小セルを統合するセル統合手段を備え、
前記演算制御回路は、前記セルの分割・統合処理をした後、セル密度算出手段を作動制御して前記セルの数からセル密度を求めるようになっていることを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置。 - 前記演算制御回路は、前記細胞壁を検出可能であるか否かを判断し、検出可能であれば自動的に前記セルの分割・統合処理をした後、セル密度算出手段を作動制御して前記セルの数からセル密度を求めるようになっていることを特徴とする請求項1に記載の角膜内皮細胞画像処理装置。
- 細胞壁情報を有する角膜内皮細胞像の複数の各セルに基準点を付して前記セルを指定するセル指定手段と、
画像処理のための前記基準点を内在させる所定の周形状情報を形成する形状情報形成手段と、
前記基準点から前記周形状情報を膨張させる周形状膨張手段と、
前記周形状膨張手段により膨張される前記周形状情報と前記細胞壁情報から前記細胞壁情報の形状をエッジとして検出する細胞壁検出手段と、
を有することを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置。 - 請求項3に記載の角膜内皮細胞画像処理装置において、互いに隣接し且つ前記周形状膨張手段により膨張させられる複数の前記周形状情報が隣接する方向において前記細胞壁情報に接触せず互いに接触したときに、互いに接触した複数の前記周形状情報が分割すべき一つの大きな面積のセル内に存在すると判断して、互いに接触した複数の前記周形状情報がそれぞれ含まれるように前記一つの大きな面積のセルを複数に分割処理するセル分割手段が設けられていることを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置。
- 請求項3に記載の角膜内皮細胞画像処理装置において、前記複数のセルにラベルを付したときに、ラベルを付されたセルが前記基準点のない小セルの場合、前記小セルをこれに隣接する基準点のあるセルに統合して一つのセルとするセル統合手段が設けられていることを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置。
- 請求項3に記載の角膜内皮細胞画像処理装置において、
前記セル指定手段により付された前記基準点を中心として所定範囲を極座標変換像とする極座標変換手段と、
前記極座標変換像を二値化処理することにより二値化極座標変換像とするフィルタ手段と、
前記二値化極座標をX−Y座標像に変換するX−Y座標変換手段と、
前記X−Y座標変換手段により変換されたX−Y座標像の隣接するセル間のエッジを細線化する細線化手段と、を備える処理手段により、二値化された前記細胞壁情報が形成されることを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置。 - 前記セル指定手段が、画像処理のための前記基準点を自動的に指定することを特徴とする請求項3に記載の角膜内皮細胞画像処理装置。
- 請求項3に記載の角膜内皮細胞画像処理装置において、
前記セル指定手段が、画像処理のための前記基準点を自動的に指定する自動基準点モードと、手動で基準点を指定する手動基準点指定モードと、切換するためのモード切替手段を有することを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置。 - 撮像手段により撮像された角膜内皮細胞像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示された角膜内皮細胞像の細胞密度を検出する細胞密度検出手段と、前記細胞密度検出手段で検出された前記角膜内皮細胞像の細胞密度から前記セルのサイズを予測して、各セルのサイズが画像解析に適したサイズとなるように、前記角膜内皮細胞像のサイズを変更するサイズ変更手段を有することを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置。
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