JP5271157B2 - 眼底画像解析装置、眼底撮影装置及びプログラム - Google Patents
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Description
この実施形態に係る眼底撮影装置の全体構成を図1に示す。この眼底撮影装置は、眼底カメラ本体1とコンピュータ200とを有する。
眼底カメラ本体1の光学系の構成について図2を参照しながら説明する。眼底カメラ本体1の光学系は、照明光学系100と撮影光学系120を含んで構成される。照明光学系100は、眼底Efに照明光を照射する。撮影光学系120は、照明光の眼底反射光を接眼レンズ部8bや撮像装置9、10に導く。
照明光学系100は、観察光源101、コンデンサレンズ102、撮影光源103、コンデンサレンズ104、フィルタ部105、リング透光板107、ミラー108、黒点板109、照明絞り110、リレーレンズ111、孔開きミラー112、対物レンズ113を含んで構成されている。
撮影光学系120について説明する。撮影光学系120は、対物レンズ113、孔開きミラー112(の孔部112a)、撮影絞り121、フィルタ部122、フォーカスレンズ124、変倍レンズ125、結像レンズ126、クイックリターンミラー127及び撮像装置9を含んで構成される。
この実施形態に係る眼底撮影装置の制御系について説明する。この制御系の構成例を図3に示す。制御部210、記憶部220、画像処理部230、ユーザインターフェイス(UI)270(の一部)はコンピュータ200に設けられている。フィルタ駆動機構105Aは照明光学系100のフィルタ部105を駆動する。フィルタ駆動機構122Aは撮影光学系120のフィルタ部122を駆動する。
制御部210は、この眼底撮影装置の各部を制御する。たとえば制御部210は、観察光源101や撮影光源103の点灯/消灯の制御を行う。また、制御部210は、各撮像装置9、10の露光時間(電荷蓄積時間)や撮影感度や撮影画素数の制御を行う。更に、制御部210は、記憶部220に情報を記憶させたり、記憶部220に記憶されている情報を読み出したりする。
記憶部220は各種の情報を記憶する。特に、記憶部220は、眼底カメラ本体1により撮影された眼底画像を記憶する。各眼底画像は、患者ID等の患者識別情報、被検眼Eが左眼か右眼かを示す左右眼情報、撮影日時情報、撮影種別(カラー撮影、自発蛍光撮影等)、撮影条件(照明光量、絞り値等)などの各種情報に関連付けられて記憶される。
画像処理部230は、各単色階調画像Giに対して所定の画像処理を施す。画像処理部230は、マイクロプロセッサや記憶装置を含んで構成される。画像処理部230には、画像領域指定部240、許容範囲設定部250及び画像解析部260が設けられている。
画像領域指定部240は、各単色階調画像Giを解析するための基準となる画像領域(基準領域)を当該単色階調画像Gi中に指定する。眼底Efには血管が走行している。また、一般に、眼底Efの全体又は一部は健常部位である。基準領域は、眼底Efの血管部位に相当する血管領域と、健常部位に相当する健常領域とを含む。特に、基準領域には、眼底Efの疾患部位に相当する疾患領域が含まれていないことが望ましい。画像領域指定部240は、この発明の「指定手段」の一例である。
画像位置調整部241は、解析対象となる複数の単色階調画像Giの位置合わせを行う。そのためにまず、各単色階調画像Gi中に複数の特徴点を指定する。複数の特徴点のそれぞれは、眼底Efの同じ部位に相当する。特徴点としては、たとえば視神経乳頭や黄斑や血管の分岐点のように、眼底Efにおいて特徴的な部位が指定される。
基準領域指定部242は、各単色階調画像Giに対して上記の基準領域を指定する。この指定処理は手作業で行ってもよいし自動で行ってもよい。なお、基準領域の形状は任意であり、血管領域と健常領域とが含まれており、望ましくは疾患領域が含まれていないことが基準領域としては重要である。
乳頭領域指定部243は、解析対象領域を指定するために、眼底Efの視神経乳頭に相当する画像領域(乳頭領域)を各単色階調画像Gi中に指定する。乳頭領域指定部243は、この発明の「乳頭領域指定手段」の一例である。乳頭領域の指定は手作業で行ってもよいし自動で行ってもよい。
対象領域指定部244は、乳頭領域指定部243により指定された乳頭領域に基づいて単色階調画像Gi中に解析対象領域を指定する。
許容範囲設定部250は、基準領域指定部242により指定された基準領域に基づいて階調値の許容範囲を設定する。この許容範囲は疾患領域を特定するために使用される。許容範囲設定部250は、この発明の「設定手段」の一例である。
許容範囲設定部250には階調分布演算部251が設けられている。階調分布演算部251は、基準領域中の画素の階調値の分布情報(階調分布)を作成する。この階調分布は、たとえば階調値毎の頻度(個数)を表すヒストグラムである。このようなヒストグラムは、たとえば、基準領域中の画素を階調値毎にグループ分けし、各グループに含まれる画素の個数をカウントし、そのカウント結果を階調値毎に棒グラフで表現することにより作成できる。
画像解析部260は、許容範囲設定部250により設定された許容範囲に基づいて、対象領域指定部244により指定された単色階調画像の解析対象領域を解析する。画像解析部260はこの発明の「特定手段」の一例である。画像解析部260には画素特定部261と画素数カウント部262が設けられている。
画素特定部261は、各単色階調画像Gi中の解析対象領域中の画素のうち、当該単色階調画像Giに基づく許容範囲外の階調値を有する画素を特定する。そのために、画素特定部261は、解析対象領域中の各画素について、その階調値が許容範囲に含まれるか否か判断する。更に、画素特定部261は、この判断結果に基づいて、解析対象領域中の画素を、階調値が許容範囲内の画素(許容画素)と、階調値が許容範囲外の画素(非許容画素)とに分類する。この非許容画素が許容範囲外の画素として特定される。
画素数カウント部262は、画素特定部261により特定された非許容画素の個数(非許容画素数)をカウントする。この処理は、非許容画素として分類された画素の個数をカウントするものである。
制御部210の表示制御部211について説明する。表示制御部211は、画素特定部261による非許容画素の特定結果に基づいて単色階調画像を表示部271に表示させる。このとき、単色階調画像中における非許容画素の位置を、この単色階調画像の元々の色(単色)と異なる表示色で表示させる。
制御部210の画素数情報生成部212について説明する。画素数情報生成部212は、画素数カウント部262により求められた非許容画素数を表す情報(画素数情報)を生成する。画素数情報は、非許容画素数を表す数値情報であってもよいし、数値情報以外の形式(グラフ情報等)であってもよい。表示制御部211は、画素数情報生成部212により生成された画素数情報を表示部271に表示させる。
ユーザインターフェイス270には、表示部271と操作部272が設けられている。
表示部271は、制御部210により制御されて各種の画面や情報を表示する。表示部271は、たとえばLCD(Liquid Crystal Display)等の任意の表示デバイスによって構成される。表示部271は、たとえば、眼底カメラ本体1に設けられた表示デバイスや、コンピュータ200の表示デバイスなどを含む。表示部271は、この発明の「表示手段」の一例である。
操作部272は、眼底撮影装置を操作するためにオペレータにより使用される。操作部272は、たとえば、眼底カメラ本体1に設けられたボタン、キー、コントロールパネル3a、ジョイスティック4、操作ボタン4aとともに、コンピュータ200に設けられたキーボードやマウスを含む。
以上のように構成された眼底撮影装置の動作を説明する。この眼底撮影装置の動作例を図4に示す。この動作例では、同一の被検眼Eの眼底Efについて異なる日時に撮影された複数(4枚とする)の単色階調画像Gi(i=1〜4)が記憶部220に記憶されているものとする。
以上のような眼底撮影装置の作用及び効果を説明する。
この実施形態の眼底撮影装置の変形例を説明する。
100 照明光学系
120 撮影光学系
200 コンピュータ
210 制御部
211 表示制御部
212 画素数情報生成部
220 記憶部
230 画像処理部
240 画像領域指定部
241 画像位置調整部
242 基準領域指定部
243 乳頭領域指定部
244 対象領域指定部
250 許容範囲設定部
251 階調分布演算部
260 画像解析部
261 画素特定部
262 画素数カウント部
270 ユーザインターフェイス
271 表示部
272 操作部
Gi 単色階調画像
B 基準領域
H 解析対象領域
Claims (16)
- 所定の単色の階調値を画素値とする画素で被検眼の眼底を表現する単色階調画像を記憶する記憶手段と、
前記眼底の血管部位に相当する血管領域と前記眼底の健常部位に相当する健常領域とを含む基準領域を前記単色階調画像中に指定する指定手段と、
前記指定された基準領域中の画素の階調値の分布に基づいて階調値の許容範囲を設定する設定手段と、
前記単色階調画像中の所定の解析対象領域中の画素のうち、前記許容範囲外の階調値を有する画素を特定する特定手段と、
表示手段と、
前記特定された画素の位置を前記所定の単色と異なる表示色にして前記単色階調画像を前記表示手段に表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする眼底画像解析装置。 - 前記特定手段は、前記特定された画素の個数を求め、
前記制御手段は、該求められた個数を表す画素数情報を前記表示手段に表示させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底画像解析装置。 - 前記特定手段は、前記範囲外の階調値を有する画素として、前記許容範囲よりも高い階調値を有する高階調画素と低い階調値を有する低階調画素とを特定し、
前記制御手段は、前記高階調画素の位置と前記低階調画素の位置とを互いに異なる前記表示色で表示させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底画像解析装置。 - 前記特定手段は、前記特定された高階調画素の個数と低階調画素の個数とを求め、
前記制御手段は、該特定された高階調画素の個数を表す高階調画素数情報と低階調画素の個数を表す低階調画素数情報とを前記表示手段に表示させる、
ことを特徴とする請求項3に記載の眼底画像解析装置。 - 前記制御手段は、前記記憶された単色階調画像を前記表示手段に表示させ、
前記指定手段は、該表示された単色階調画像中の画像領域を指定するための操作手段を含み、前記操作手段により指定された画像領域を前記基準領域とする、
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の眼底画像解析装置。 - 前記指定手段は、前記記憶された単色階調画像中の画素のうち所定範囲内に階調値が含まれる画素を特定し、該特定された画素のみを含む画像領域を前記基準領域として指定する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の眼底画像解析装置。 - 前記指定手段は、前記記憶された単色階調画像中の画素の階調値に基づいて、前記眼底の静脈に相当する静脈領域を特定する静脈領域特定手段を含み、該特定された静脈領域を前記血管領域として含む前記基準領域を指定する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の眼底画像解析装置。 - 前記指定手段は、前記眼底の視神経乳頭に相当する乳頭領域を前記単色階調画像中に指定する乳頭領域指定手段と、該指定された乳頭領域のサイズに基づくサイズの前記所定の解析対象領域を前記単色階調画像中に指定する解析対象領域指定手段とを含む、
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の眼底画像解析装置。 - 前記指定手段は、複数の基準領域を指定し、
前記設定手段は、前記複数の基準領域のそれぞれについて前記許容範囲を設定し、
特定手段は、該設定された各許容範囲について、前記所定の解析対象領域中の画素のうち当該許容範囲外の階調値を有する画素を特定し、
前記制御手段は、前記各許容範囲について特定された画素の位置を前記異なる表示色にして前記単色階調画像を前記表示手段に表示させる、
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の眼底画像解析装置。 - 前記記憶手段は、同一の眼底について異なる日時に撮影された二以上の前記単色階調画像を記憶し、
前記指定手段は、前記二以上の単色階調画像のそれぞれについて前記基準領域を指定し、
前記設定手段は、前記二以上の単色階調画像のそれぞれについて前記許容範囲を設定し、
前記特定手段は、前記二以上の単色階調画像のそれぞれについて、当該単色階調画像中の前記所定の解析対象領域中の画素のうち当該許容範囲外の階調値を有する画素を特定し、
前記制御手段は、前記二以上の単色階調画像のそれぞれについて、該特定された画素の位置を前記異なる表示色にして当該単色階調画像を前記表示手段に表示させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の眼底画像解析装置。 - 前記特定手段は、前記二以上の単色階調画像のそれぞれについて特定された画素の個数を求め、
前記制御手段は、前記二以上の単色階調画像について求められた前記個数の時系列変化を表す画素数情報を前記表示手段に表示させる、
ことを特徴とする請求項10に記載の眼底画像解析装置。 - 前記指定手段は、前記二以上の単色階調画像のそれぞれにおける複数の特徴点の位置を一致させることにより前記二以上の単色階調画像の位置合わせを行う位置調整手段と、前記二以上の単色階調画像のうちの一の単色階調画像の前記基準領域を指定し、更に、前記一の単色階調画像中に指定された基準領域と前記位置合わせの結果とに基づいて他の単色階調画像の前記基準領域を指定する基準領域指定手段とを含む、
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の眼底画像解析装置。 - 前記指定手段は、前記二以上の単色階調画像のそれぞれにおける複数の特徴点の位置を一致させることにより前記二以上の単色階調画像の位置合わせを行う位置調整手段と、前記二以上の単色階調画像のうちの一の単色階調画像中に前記眼底の視神経乳頭に相当する乳頭領域を指定する乳頭領域指定手段と、該指定された乳頭領域のサイズに基づくサイズの前記所定の解析対象領域を前記一の単色階調画像中に指定し、更に、前記一の単色階調画像中に指定された所定の解析対象領域と前記位置合わせの結果とに基づいて他の単色階調画像の前記所定の解析対象領域を指定する解析対象領域指定手段とを含む、
ことを特徴とする請求項10〜請求項12のいずれか一項に記載の眼底画像解析装置。 - 前記単色階調画像は、グレースケール画像、又はカラー画像を構成する原色画像である、
ことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載の眼底画像解析装置。 - 被検眼の眼底を撮影し、所定の単色の階調値を画素値とする画素で前記眼底を表現する単色階調画像を形成する撮影手段と、
前記眼底の血管部位に相当する血管領域と前記眼底の健常部位に相当する健常領域とを含む基準領域を、前記撮影された単色階調画像中に指定する指定手段と、
前記指定された基準領域中の画素の階調値の分布に基づいて階調値の許容範囲を設定する設定手段と、
前記単色階調画像中の所定の解析対象領域中の画素のうち、前記許容範囲外の階調値を有する画素を特定する特定手段と、
表示手段と、
前記特定された画素の位置を前記所定の単色と異なる表示色にして前記単色階調画像を前記表示手段に表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする眼底撮影装置。 - 所定の単色の階調値を画素値とする画素で被検眼の眼底を表現する単色階調画像を記憶する記憶手段と、表示手段とを有するコンピュータを、
前記眼底の血管部位に相当する血管領域と前記眼底の健常部位に相当する健常領域とを含む基準領域を前記単色階調画像中に指定する指定手段、
前記指定された基準領域中の画素の階調値の分布に基づいて階調値の許容範囲を設定する設定手段、
前記単色階調画像中の所定の解析対象領域中の画素のうち、前記許容範囲外の階調値を有する画素を特定する特定手段、及び、
前記特定された画素の位置を前記所定の単色と異なる表示色にして前記単色階調画像を前記表示手段に表示させる制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
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