JP5528467B2 - 撮影制御装置、画像処理装置、撮影制御方法、プログラム、及び撮像システム - Google Patents
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Description
ステップS401において、撮影指示部301は被検眼の眼底に対する2次元の計測範囲及び計測深度を調整する指示情報(以降、指示情報1と呼ぶ)を生成する。この指示情報1は、例えばマウス121を介したユーザの指定により行うが、記憶部306に格納された情報を用いても良い。また、撮影指示部301は、被検眼の瞳孔に対する信号光の入射位置を調整する指示情報(以降、指示情報2と呼ぶ)を生成する。この指示情報2は、被検眼の網膜に対する信号光の照射角度であるθPREを指示する情報である。撮影指示部301は、指示情報1及び指示情報2を撮像部101へと送信する。θPREについては特に限定されず、装置において予め定められた値を用いても、ユーザの指定により微調整ができるようにしてもよく、要は眼底の網膜に信号光が届けばよい。
ステップS402において、指示情報1及び2を受信することに応じて、撮像部101は撮影指示部301から取得した指示情報1及び指示情報2を撮像条件として断層像を撮像する。位置制御部115及び撮像部駆動機構116により、画像形成部104を移動させ、第一の照射角度θPREに応じた瞳孔上の位置に信号光を入射させる、撮像された断層像の画像データIと、事前照射角度θPREの値を記憶部306に格納する。
ステップS403において、形状解析部303は記憶部306に格納された断層像の画像データIを取得し、画像データIから視神経乳頭部の少なくとも一部の表面形状を抽出する。ここで少なくとも一部としているのは、全部の形状が特定されている必要がなく、また正確な形状や構造を特定することが本実施例における処理の目的だからである。視神経乳頭部は、網膜色素上皮層が存在しない部分における網膜の境界面(内境界膜)として抽出される。
ステップS404において再撮影判定部304は、形状解析部303から取得した画像データI及び形状データSに基づいて再撮影をすべきか否かを判定する。この判定は、陥凹部に照射された信号の強度が小さい領域の大きさまたは領域の有無に応じて行う。
ステップS405において、再撮影判定部304は、輝度評価値Vと一定の閾値VTHを比較し、断層像を表示するか否かを判定する。V<VTHの場合は、対象部位の所定位置への信号光の照射角度を再設定する命令(以降、命令情報2と呼ぶ)を再撮影角度決定部305に送信し、ステップS406に移る。V>=VTHの場合は、画像データI及び画像データIの表示を許可する情報(命令情報1と呼ぶ)を表示部103に送信し、ステップS407に移る。なお、画像信号の強度が小さい領域の大きさを評価値としても良い。この場合には、大きさの閾値を変えることにより再撮影するか否かの判定を行うこととなるため、再撮影に必要な時間と再撮影により得られる正確な画像情報とを比較衡量することができる。
ステップS406において、再撮影角度決定部305は、再撮影判定部304から命令情報2を取得した場合に、記憶部306からステップS402における断層像撮像時の事前照射角度θPREの値を取得する。そして、第一の照射角度である事前照射角度θPREと形状解析部303から取得した画像データI及び形状データSに応じて、撮影対象である陥凹部において、信号光の戻り光の強度が所望の強度となる第二の照射角度θMAXを取得する。そして、取得した照射角度θMAXから信号光の被検眼の瞳孔への入射位置PL:(xL,yL)を求め、指示情報3として撮像部101へと送信する。ここでは、信号光が照射されない(或いは照射された後に被験眼から得られる反射光の強度が極端に弱くなる)視神経乳頭部上の表面領域が最も少なくなる照射角度をθMAXとする。この処理については図7のフローチャートを用いて後述する。
ステップS407において、再撮影角度決定部305は、ステップS910で求めた照射角度θMAXを撮像パラメータに変換する。具体的には、ステップS402で述べた、網膜上の信号光が入射する点PL(xL,yL)から照射角度θ:(θ1,θ2)に変換する処理とは逆に、角度θから点PLに変換する。この変換は次の式(7)及び(8)により行うことができる。
ステップS408において、撮像部101は、再撮影角度決定部305から取得した指示情報2を撮像パラメータとして、断層像を撮像し、断層像の画像データIを取得する。撮像方法は、ステップS402と同様である。なお、対象部位への信号光の照射角度を第一の照射角度θPREから第二の照射角度θMAXへと変更する手段として位置制御部115及び撮像部駆動機構116を用いて画像形成部104を移動させるが、これに限らない。例えば被検眼に提示する固視灯の位置を変更し、その位置に固視させて被検眼を回転させることにより、瞳孔への信号光の入射位置を変更させる手段を用いても良い。この場合には装置構成が単純になるというメリットがある。そして、取得した断層像の画像データI及び表示を許可する命令情報1を表示部103へと送信する。
ステップS409において表示部103は、再撮影判定部304または撮像部101から命令情報1を取得した場合に、同様に取得した画像データIを表示部103に表示する。
ステップS601において、再撮影角度決定部305は、記憶部306から事前照射角度θPREを取得し、基準照射方向D0を断層像の画像データI上に対応付ける。
ステップS602において、再撮影角度決定部305は、照射角度の変更回数をNとし、変更する照射角度θ1〜θNを、基準照射方向D0を基準として設定し、記憶部306に格納する。θの角度成分(θ1,θ2)は、
ステップS603において、再撮影角度決定部305は、照射角度を変更する際の処理番号を
ステップS604において、再撮影角度決定部305は、記憶部306から照射角度θiを取得する。
ステップS605において、再撮影角度決定部305は、照射角度θiに基づき、同様に取得した形状データSの勾配情報を解析し、形状データSの勾配マップGMΘiを生成する。この勾配マップは、照射される信号光の光束と陥凹部の各点における勾配のなす角度を表したものである。
ステップS606において、再撮影角度決定部305は、生成された勾配マップGMθiに基づき勾配評価値Giを算出する。この評価値は、陥凹部の各点における信号強度が所定の閾値以下である領域の大きさを示す。ステップS605にて得られた勾配の平均値が所定の閾値以下である領域の数を勾配評価値Giとする。または、各部分領域における勾配値の逆数が所定の閾値以上である領域において、その勾配値の逆数を全領域に渡って加算した値を評価値Giとしても良い。ここでいう所定の閾値は予め設定しておいても、ユーザにより指定してもよく、形状解析のアルゴリズムやユーザの要望等に合わせて変更される。
ステップS607において、再撮影角度決定部305は、記憶部306に評価値の最大値GMAXが格納されていない場合は、GMAX=Giとして記憶部306に格納する。既に最大値GMAXが格納されている場合は、GMAXとGiの値を比較し、GMAX<GiならばGMAX=Giとして値を更新し、記憶部306に格納する。さらに、このときのGMAXに対応する照射角度θMAXをθMAX=θiとして値を更新し、記憶部306に格納する。
ステップS608において、再撮影角度決定部305は、処理番号iを1増加させる。
ステップS609において、再撮影角度決定部305は、処理番号iと変更回数Nを比較し、i>NであればステップS608へ移行し、そうでなければステップS903へ移行する。
ステップS608において、再撮影角度決定部305は、記憶部306から照射角度θMAXを取得する。このとき、θMAX={θM1,θM2}とする。そして、ステップS406の終了処理に移る。
以下に、勾配評価値Giの変形例を示す。特に凹部が湾曲していない通常の陥凹部に対して好適なものである。この勾配評価値は、特に凹部が湾曲していない通常の陥凹部に対して好適なものである。凹部が湾曲していないとは、凹部の中心軸が略直線となっているものをいう。そのような場合には、凹部の中心軸と平行となる照射角度がθMAXとなる。また、凹部の中心軸に対して信号強度が等方性を有するという性質を利用している。図8は、湾曲等の複雑な形状を有しない陥凹部に対して適切な照射角度で照射した状態を示している。このような場合、内境界膜704の陥凹部に照射される信号光の強度が等方性を有し、勾配マップGMΘiは、マップ中心からリング状に等輝度の領域が広がるような輝度分布となる。この場合、領域GMR1〜GMR4は、互いに似た輝度分布となる。
第二の変形例では、第一の断層像にて信号強度が小さい領域に対して最も信号強度が大きくなるように第二の照射角度を求める。この場合には、第一の照射角度により得られた第一の断層像と第二の照射角度により得られた第二の断層像を表示部103に表示させることで陥凹部の形状を正確に確認することができる。また、後述する実施例3の構成を用い、断層像を合成してもよい。この場合には、より正確な形状を表した断層像を得ることができる。具体的には、上述のステップS606にて再撮影角度決定部305が算出する勾配評価値を、第一の照射角度θPREで撮影された断層像において形状が正確に特定できず補完した領域に対して最も光が照射される場合に高い評価とすればよい。
また、実施例1では、視神経乳頭の表面形状の勾配値が全体で等方化されるように信号光の照射角度を求めたが、表面形状の解析方法はこれに限らない。例えば、次の方法で表面形状を解析し、照射角度θMAXを求める。図7に基づいて説明する。実施例1の形状解析部303にて得られた陥凹部の形状データSから陥凹部の最深位置を検出する。この位置を点pDとする。次に、照射角度を擬似的に変更させたときの、形状マップの投影基準面T´における乳頭部領域703の対応領域を703’、点pDの対応点をpD’とする。このとき、点pD’がこの領域703’の重心に一致するような照射角度θをθMAXとして取得する。これにより、乳頭部領域に対して、陥凹の最深部分が中心に来るような照射角度を求めることができる。この方法により、より簡便な画像解析による照射角度の取得を行うことができる。
ステップS1001において、撮影指示部901は指示情報1を生成する。そして照射角度の変更回数をNとし、変更する照射角度θ1〜θNを設定し保持する。照射角度θ1〜θNは、実施例1におけるステップS602と同様の方法で設定する。但し、ステップS602では、θ1〜θNを、取り得る値の範囲において網羅的に設定したのに対し、ここでは、角度の変更間隔をより粗く設定してもよい。これは本実施例では、実施例1のように最適な照射角度を見つけるのではなく、概ね陥凹部の組織が画像化される断層像を取得することを目的とするためである。例えば、θの角度成分θ1に関しては分割数N1=4(0°〜360°を4等分)、角度成分θ2に関しては分割数
ステップS1002において、撮影指示部301は、照射角度を変更する際の処理番号を
ステップS1003において撮影指示部301は、照射角度θiを撮像パラメータに変換し、これを指示情報2として、撮像部101へと送信する。変換方法は、図4のステップS407と同様の方法で設定するため、説明は省略する。
ステップS1004において、撮像部101は、撮影指示部301から取得した指示情報1及び指示情報2を撮像パラメータとして断層像を撮像する。撮像方法は、ステップS402と同様であるため、説明は省略する。このとき、撮像した照射角度θiに対応する断層像の画像データをIiと定義する。断層像取得部302は撮像した画像データIiを撮像部101から取得し、記憶部306に格納する。
ステップS1005において、形状解析部303は、記憶部306に格納された画像データIiを取得し、画像データIiから視神経乳頭の表面形状を抽出する。抽出方法は、ステップS403と同様であるため、説明は省略する。このとき、抽出した表面形状データをSiと定義する。そして、画像データIi及び抽出した形状データSiを輝度情報解析部1305へと送信する。
ステップS1006において、選択部702は、形状解析部303から取得した画像データIi及び形状データSiに基づき輝度情報を解析し、輝度評価値Viを求める。Viの求め方は、ステップS404と同様であるため、説明は省略する。
ステップS1007において、選択部702は、記憶部306に格納された画像データIiに対応する輝度評価値Viを取得し、記憶部306に評価値の最大値VMAXが格納されていない場合は、VMAX=Viとして記憶部306に格納する。既に最大値VMAXが格納されている場合は、VMAXとViの値を比較し、VMAX<ViならばVMAX=Viとして値を更新し、記憶部306に格納する。さらに、このときのVMAXに対応する処理番号をnMAX=i、画像データをIMAX=Iiとして値を更新し、記憶部306に格納する。
ステップS1008において、撮影指示部901は、処理番号iを1増加させる。
ステップS1009において、撮影指示部901は、処理番号iと変更回数Nを比較し、i>Nであれば、記憶部306から画像データIMAXを取得し、表示部103へと送信した後、ステップS1010へ移行する。i≦Nであれば、ステップS1003へ移行する。
ステップS1010において、表示部103は、選択部702により選択された画像データIMAXを不図示のモニタに表示する。
ステップS1201において、撮像指示部1101は指示情報1を生成する。そして、照射角度の変更回数をNとし、変更する照射角度θ1〜θNを設定し保持する。照射角度θ1〜θNは、本実施例ではθ1は取り得る値の範囲で均等に分割するが、瞳孔の外延部から信号光を入射させるため、θ2の値はθ2=θLIMで固定にする。503、画像信号が非常に弱い領域504が示されている。
ステップS1207において、合成部1102は、記憶部306から断層像の画像データI1〜INを取得し、それらを合成した画像データを生成する。合成の方法は先述のとおりである。そして、生成した合成断層像の画像データICを表示部103へ送信する。
ステップS1208において、表示部103は、断層像合成部1192から取得した画像データICを表示する。
第一実施例では、最初に取得した断層像の輝度評価値Vが閾値を満たさない場合に、照射角度θMAXを求め、この角度に基づき断層像を一回のみ再撮像してそのまま表示するが、再撮像の回数は一回に限らない。例えば、図4において、ステップS407からS402に戻る矢印を付け加え、ステップS405における評価値Vが閾値を超えるまでステップS402〜S407の処理を繰り返す手順をとってもよい。これは、再撮影角度決定部305で最適化される照射角度θMAXは、そのとき撮像された断層像の画像データに基づくものであり、陥凹部の画像信号が小さい領域に関しては表面形状が正確に抽出されていない可能性がある。この場合、角度θMAXは、陥凹部の正確な表面形状に基づいて求められていないため、陥凹部が充分に写らない可能性がある。これに対して、得られた照射角度θMAXに基づいて再度撮像を行い、より陥凹部が正確に写った断層像を取得した上で、画像評価・解析を行う。これにより、最終的に陥凹部の写り方が不十分な照射角度で撮像された断層像を表示することを防ぐことができる。
102 情報処理装置
118 CPU
119 RAM
120 ROM
301 撮像指示部
302 断層像取得部
303 形状解析部
304 再撮影判定部
305 再撮影角度決定部
Claims (22)
- 撮影対象の画像情報に基づいて前記撮影対象に対する信号光の入射角を決定する決定手段と、
前記決定された入射角に基づいて前記撮影対象に照射される前記入射角を変更する指示と、該信号光の戻り光に基づいて前記撮影対象の断層像を撮像する指示とを行う指示手段と、
を有することを特徴とする撮影制御装置。 - 前記決定手段は、前記撮影対象に照射される信号光の戻り光が所定の強度となる入射角を決定することを特徴とする請求項1に記載の撮影制御装置。
- 前記決定手段は撮影対象の形状に応じて前記撮影対象に対して照射される信号光の強度が基準より弱い領域を小さくするように前記信号光の入射を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の撮影制御装置。
- 前記撮影対象に対して所定の角度から照射された信号光の戻り光に基づいて撮像された前記撮影対象の断層像を取得する取得手段を有し、
前記決定手段は前記取得された断層像に基づいて前記撮影対象の形状を決定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮影制御装置。 - 前記所定の角度が前記決定された角度と同じになる場合には、前記指示手段による指示を行わないことを特徴とする請求項3に記載の撮影制御装置。
- 前記取得された断層像において前記戻り光の強度が基準より弱い領域、前記撮影対象の形状を特定できなかった領域、前記撮影対象の形状を補間により推定した領域、または前記形状の信頼性が低い領域のいずれかの大きさに応じて前記指示手段による指示を行うか否かを判定する判定手段を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮影制御装置。
- 前記撮影対象は網膜の層の境界面であり、前記決定手段は前記境界面の各領域に対する前記信号光の入射角に応じて前記信号光の強度を評価することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮影制御装置。
- 前記撮影対象は網膜の陥凹部であり、
前記決定手段は前記陥凹部の前記網膜の表面に対する傾きに応じて前記入射角を決定することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮影制御装置。 - 前記指示手段は前記撮像をすべき旨の通知、撮像部への撮影条件の送信、または撮像の指示のいずれかを行うことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮影制御装置。
- 撮影対象に照射する信号光の該撮影対象に対する入射角を複数設定する設定手段と、
前記設定された複数の入射角に基づいて前記信号光の入射角を変更しつつ撮影対象に照射される前記信号光の戻り光の夫々により複数の断層像を取得する取得手段と、
前記取得された複数の断層像の画像情報に基づいて少なくとも一つの断層像を選択する選択手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記選択手段は、前記戻り光の強度が基準より弱い領域の大きさに応じて少なくとも1つの断層像を選択することを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記選択手段は、前記断層像の輝度値またはS/N比に基づいて前記戻り光の強度を評価することを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。
- 所定の角度から撮影対象に照射される信号光の戻り光により生成される断層像を前記所定の角度を変えて複数取得する取得手段と、
前記取得された前記撮影対象の断層像を合成する合成手段と
を有し、
前記撮影対象は網膜であり、
前記信号光は瞳孔の外縁部における複数の異なる位置に入射することにより複数の異なる角度から網膜に照射されることを特徴とする画像処理装置。 - 前記撮影対象は網膜であり、
前記信号光は瞳孔の外縁部における複数の異なる位置に入射することにより複数の異なる角度から網膜に照射されることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記断層像は、光源からの光を信号光と参照光とに分割し、前記信号光を撮影対象に導くと共に前記参照光を参照ミラーに導き、前記撮影対象によって反射あるいは散乱された前記信号光による戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光とを用い、前記撮影対象の断層像を撮像するための光断層像撮像装置により撮影されることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 被検眼の網膜の陥凹部の形状を特定する特定手段と、
前記特定された陥凹部の形状に基づいて前記陥凹部に照射する信号光の戻り光が所定の強度となる前記陥凹部に照射する信号光の入射角を決定する決定手段と、
前記決定された入射角で照射した信号光の戻り光に基づいて干渉光を生成することにより前記陥凹部を撮像した断層像を取得する取得手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 複数の異なる角度から網膜に照射される信号光の戻り光の夫々により複数の断層像を取得する取得手段と、
前記取得された断層像を合成する合成手段とを有し、
前記信号光は瞳孔の外縁部における複数の異なる位置に入射することにより複数の異なる角度から網膜に照射される
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記取得された断層像を合成する合成手段とを有し、
光源からの光を信号光と参照光とに分割し、前記信号光を撮影対象に導くと共に前記参照光を参照ミラーに導き、前記撮影対象によって反射あるいは散乱された前記信号光による戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光との干渉光により生成される断層像を合成する画像処理装置であって、
複数の異なる角度から前記撮影対象に照射される前記信号光の戻り光の夫々により複数の断層像を取得する取得手段と、
前記取得された複数の断層像を合成する合成手段と
を有することを特徴とする請求項17に記載の画像処理装置。 - 撮影対象の画像情報に基づいて前記撮影対象に照射される信号光の戻り光が所定の強度となる前記信号光の該撮影対象に対する入射角を決定するステップと、
前記決定された入射角に基づいて前記撮影対象に照射される信号光の入射角を変更する指示を行うステップと、
該信号光の戻り光に基づいて前記撮影対象の断層像を撮像する指示を行うステップと、
を有することを特徴とする撮影制御方法。 - 撮影対象の画像情報に基づいて前記撮影対象に照射される信号光の戻り光が所定の強度となる前記信号光の該撮影対象に対する入射角を決定する処理と、
前記決定された入射角に基づいて前記撮影対象に照射される信号光の照射角を変更する指示を行う処理と、
該信号光の戻り光に基づいて前記撮影対象の断層像を撮像する指示を行う処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 - 撮影対象に所定の角度から照射する信号光の戻り光により前記撮影対象を撮像して断層像を得る撮像手段と、
撮影対象に対する前記信号光の入射角を第一の入射角として照射した信号光の戻り光に基づき得られる断層像を解析する解析手段と、
前記解析の結果に応じて前記入射角を前記第一の入射角とは異なる第二の入射角へと変更する変更手段と、
前記第二の入射角で前記信号光を照射して前記撮影対象を撮像する指示を前記撮像手段に対して指示手段と、
前記指示手段による指示に応じて撮像手段が撮像した断層像を表示させる表示手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。 - 前記撮像対象は被検眼の眼底であり、
前記被検眼の瞳孔における前記信号光の入射位置を変更することで前記入射角の変更が行われることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮影制御装置。
Applications Claiming Priority (1)
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