JP5693671B2 - 眼科撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば眼科医院等で使用され、網膜などの眼底部の撮像を行う眼科撮影システムに関するものである。

従来から、眼底カメラで撮影されたカラー眼底画像による診断では、最適なカラー眼底画像が得られるように、ゲインやガンマ特性或いは色温度等の画像処理を行い、その画像を診断に用いている。

特許文献１には、複数の撮影モードに応じた最適の処理パラメータを自動的に設定し、画像処理を行うことが開示されている。加えて、近年ではカラー眼底画像は例えば８ビット・（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のカラー画像のみを診断に用いるだけではなく、カラー画像からそれを構成している。例えば、（８ビット・Ｒ）、（８ビット・Ｇ）、（８ビット・Ｂ）画像の各プレーン画像に分離し、それぞれを画像処理、表示することにより診断することが普及しつつある。

特許文献２には、撮影した生画像を各色成分毎に画像処理し、カラー画像、各色成分毎の画像を忠実に再現することが開示されている。

特開２００１−２４５８５１号公報 特開２００１−３５２５５５号公報

カラー眼底画像と共に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各プレーンごとの画像を診断に用いる際に、一般的に次の２つの方法が取られている。

（１）撮影した生画像、例えば１２ビット・（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をカラー画像に圧縮保存する。読影の際に、圧縮保存されたカラー画像、例えば８ビット・（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をプレーン（８ビット・Ｒ）、（８ビット・Ｇ）、（８ビット・Ｂ）画像毎の画像に分離し、それを表示する方法。

（２）撮像した生画像、例えば１２ビット・（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を全て保存し、読影の際に各プレーンごとに画像処理し、画像処理後の各プレーン画像（８ビット・Ｒ）、（８ビット・Ｇ）、（８ビット・Ｂ）画像を表示する方法。

何れの場合も、オリジナル画像であるカラー画像のカラーバランスに基づいた各プレーン画像を個別に調整して表示したものである。

しかし、（１）の方法で表示された各色成分毎の画像は、圧縮後のカラー画像に対して画像処理を行った画像であるため、階調性が失われた病変部位が見辛いものとなる。一方、（２）で表示された各プレーンの画像は、生画像の各プレーンの画像に画像処理を行った画像であるため、階調性は失われないが生画像の記録が必要となる。

近年の撮像素子の高解像度化に伴い、記録される原画像のデータ量は増大しているため、生画像の記録が必要となる（２）の方法は、装置のデータ容量負荷が大きく使い勝手の悪いものである。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、カラー画像と共にＲ、Ｇ、Ｂのプレーンごとに画像表示を行う眼底診断において、診断装置の使い勝手を損うことなく、読影精度の向上が可能な眼科撮影システムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る眼科撮影システムは、眼底を照明する照明手段、該照明手段による照明光の眼底からの反射光を受光し、眼底像を結像する撮影光学系、該撮影光学系で結像された眼底像を三色分解して撮像する撮像手段と、該撮像手段から出力される三色分解された画像信号から画像データを生成する画像データ生成手段と、該画像データ生成手段により生成された画像データを表示又は記録する出力手段とを有する眼科撮影システムにおいて、前記画像データ生成手段は、カラー出力用である第１画像データを出力する第１画像生成プロセスと、Ｒ、Ｇ、Ｂプレーンごとの画像の第２画像データを出力する第２画像生成プロセスとを有し、前記第１画像生成プロセスとＲ、Ｇ、Ｂプレーンごとの前記第２画像データを出力する前記第２画像生成プロセスの２つを実施することを特徴とする。

本発明に係る眼科撮影システムによれば、得られる画像をＲＧＢ独立に画像表示した際にも、ダイナミックレンジの広い階調性の豊かな画像を得ることが可能で得られる画像データは装置への記録容量負荷が小さい。
また、複数の画像を同時に表示可能とすると、画像同士の比較がし易く診断効率が向上する。

実施例１の眼科撮影システムの構成図である。 生画像データから第１眼底画像の生成ヒストグラムの変化図である。 生画像データから第２眼底画像の生成のヒストグラムの変化図である。 生画像データから第２眼底画像の生成のＲプレーンのヒストグラムの変化図である。 生画像データから第２眼底画像の生成のＧプレーンのヒストグラムの変化図である。 生画像データから第２眼底画像の生成のＢプレーンのヒストグラムの変化図である。 画像表示部の画像の説明図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１における眼科撮影システムの構成図を示し、眼科撮影システムは、眼底カメラ１、眼底カメラ１に着脱可能なデジタルカメラ２、画像処理や画像記録用のパーソナルコンピュータ３から構成されている。

眼底カメラ１とパーソナルコンピュータ３は通信経路４を用いて連結されている。眼底カメラ１から通信経路４を介して撮影許可信号Ｓ１が出力され、また、パーソナルコンピュータ３からは、撮影モード情報やデジタルカメラ２の受光センサ部を設定するゲインやガンマ、色温度の撮影設定信号Ｓ２が出力される。加えて、デジタルカメラ２とパーソナルコンピュータ３は通信経路５を用いて通信されており、デジタルカメラ２から撮影された生画像データＤ１がパーソナルコンピュータ３に出力される。

眼底カメラ１には、観察用光源１１から対物レンズ１２に至る眼底照明光学系の光路Ｏ１が設けられている。この光路Ｏ１には、コンデンサレンズ１３、撮影用光源１４、リレーレンズ１５、ミラー１６、リング状の開口を有する絞り１７、リレーレンズ１８、孔あきミラー１９が順次に配列されている。

孔あきミラー１９の透過方向の眼底撮影光学系の光路Ｏ２上には、合焦レンズ２０、撮影レンズ２１、可動ミラー２２が配列されている。可動ミラー２２の反射方向のファインダ光学系の光路Ｏ３上には、ミラー２３、フィールドレンズ２４、接眼レンズ２５が配置されている。

また、眼底カメラ１の内部には、眼底カメラ制御部２６が設けられ、眼底カメラ制御部２６は撮影開始スイッチ２７、観察用光源１１、撮影用光源１４、デジタルカメラ２、パーソナルコンピュータ３に接続されている。

デジタルカメラ２の内部には、眼底カメラ１の光路Ｏ１の延長上に配置され、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色分解手段を有するＣＣＤ等の撮像手段３１、撮像手段３１からの画像信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部３２、デジタルカメラ制御部３３が設けられている。そして、デジタルカメラ制御部３３は眼底カメラ１の眼底カメラ制御部２６と接続されている。

パーソナルコンピュータ３には、画像生成プロセス切換手段４１が設けられている。画像生成プロセス切換手段４１の２つの出力はそれぞれ画像データ生成のための第１画像生成プロセス４２、第２画像生成プロセス４３を経てパーソナルコンピュータ制御部４４に接続されている。パーソナルコンピュータ制御部４４には撮影モード選択部４５、患者名やその他の設定条件を設定する撮影条件情報入力部４６、画像記録部４７、モニタ等から成る画像表示部４８が接続されている。また、画像生成プロセス切換手段４１には、通信経路５を経てデジタルカメラ２のＡ／Ｄ変換部３２の出力である生画像データＤ１が接続され、パーソナルコンピュータ制御部４４は通信経路４を介して眼底カメラ１の眼底カメラ制御部２６と接続されている。

撮影する患者が決まると、パーソナルコンピュータ３では撮影条件情報入力部４６を用いて患者の選択や患者情報の入力、撮影モード選択部４５を用いて撮影モードの選択、実施例１ではカラーモードの選択が行われる。その際に、通信経路４を介して撮影設定信号Ｓ２が出力され、眼底カメラ制御部２６を介して、眼底カメラ１、デジタルカメラ２に設定される。この状態で、被検眼Ｅに対するアライメント操作やフォーカス操作を行う。撮影部位が決定すると、操作者は眼底カメラ１の撮影開始スイッチ２７を操作して眼底撮影を行う。

眼底カメラ１の眼底カメラ制御部２６は撮影開始スイッチ２７の入力に応じて、撮影用光源１４を発光する。撮影用光源１４から発光された撮影光は眼底照明光学系を介して被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明し、眼底Ｅｒからの反射光がデジタルカメラ２の撮像手段３１に結像し撮像がなされる。撮像された眼底像は撮像手段３１により電気信号に変換され、更にＡ／Ｄ変換部３２で生画像データＤ１が生成される。生成された生画像データＤ１は通信経路５を通ってパーソナルコンピュータ３の画像生成プロセス切換手段４１に入力される。

本実施例１には、第１、第２画像生成モードの２つのモードがある。第１画像生成モードは生画像データＤ１の入力を受けた画像生成プロセス切換手段４１が、その出力を第１画像生成プロセス４２に出力する場合である。一方、第２画像生成モードは画像生成プロセス切換手段４１が、その出力を第１、第２画像生成プロセス４２、４３の両方に出力する場合である。

画像生成プロセス切換手段４１による出力切換によって、図２（ａ）に示すＲ、Ｇ、Ｂプレーンの生画像データＤ１が入力されると、第１画像生成プロセス４２では入力された生画像データＤ１に対してゲイン、ガンマ、色温度等の処理を行う。カラー眼底画像が表示された際に、最適に表示されるカラーバランスが保持され、図２（ｂ）に示すように生画像データＤ１に対して階調圧縮処理がされたカラー出力用の第１画像データＤ２を生成する。なお、圧縮処理を行う際に、同時に空間周波数圧縮も行ってもよい。

第２画像生成プロセス４３に生画像データＤ１が入力されると、第２画像生成プロセス４３では、入力された生画像データＤ１のＲ、Ｇ、Ｂ各プレーンに対してそれぞれ画像処理を行い、最終的に図３に示す第２画像データＤ３を生成する。

この場合に、生画像データＤ１のＲプレーンは画像処理前の各輝度値は飽和気味の画像であるため、ゲイン処理により画像平均輝度値を下げるガンマ処理により、図４に示すようにダイナミックレンジの広い画像となるように画像処理を行う。

生画像データＤ１のＧ、Ｂプレーンは画像処理前の各輝度値はやや不足気味で、かつ階調性の若干乏しい画像である。そこで、ゲイン処理により画像平均輝度値をやや上げ、それぞれ図５、図６に示すようにガンマ処理によりダイナミックレンジの広い画像となるように画像処理を行う。

カラー表示つまりＲ、Ｇ、Ｂプレーンを表示した際には、生画像データＤ１は図３（ａ）に示すようにカラーバランスが崩れた画像ではある。しかし、Ｒ、Ｇ、Ｂの各プレーンごとに分離し、階調圧縮処理がされた図３（ｂ）に示す第２画像データＤ３は、表示した際にはそれぞれのプレーンごとの画像が見易い画像となっている。

このように画像生成プロセスにより生成された第１、第２画像データＤ２、Ｄ３はパーソナルコンピュータ制御部４４に入力され、画像記録部４７で記録又は画像表示部４８に表示される。

本実施例１により生成される第２画像データＤ３は、生画像データＤ１の各プレーンに対して画像処理、その後に階調圧縮した画像データである。一方、前述の「発明が解決しようとする課題」の欄の（１）は、階調圧縮したカラー画像データの各プレーンに対して画像処理を行うものである。従って、本実施例１は（１）に比べてダイナミックレンジが広く、階調性の豊かな画像を得ることができる。

加えて、本実施例１で記録される第１、第２画像データＤ２、Ｄ３は階調圧縮後のデータである。一方、前述の（２）で記録されるデータは生画像データである。従って、本実施例１は（２）に比べて装置のデータ容量負荷が軽く使い勝手が良いと云える。加えて、本実施例１により生成される第２画像データＤ３を各プレーンごとに表示したとしても、表示された画像は生画像データに対して画像処理、その後の階調圧縮処理をされた画像であるため、診断に充分な画像が得られる。

なお、本実施例１は第１、第２画像生成モードの２つの画像生成モードを備えているので、例えば操作者がカラー画像に加えＲプレーン、Ｇプレーン、Ｂプレーンの画像を診断に用いる場合には、第２画像生成モードを選択する。一方、カラー画像しか診断に用いない場合には、第１画像生成モードを選択することが可能である。操作者の撮影条件情報入力部４６を用いた操作用途に応じて、前者又は後者を選択することが可能であるため使い勝手が良い。

なお、パーソナルコンピュータ制御部４４は第１画像データＤ２を１つの画像データとして画像記録部４７に記録し、第２画像データＤ３を１つの画像データとして画像記録部４７に記録してもよい。

つまり、記録する画像数は２つに増えるが、その画像は階調圧縮後の画像であり、前述の（２）で記録されるデータは生画像データである。従って、（２）に比べて装置のデータ容量負荷が軽く、使い勝手が良い。加えて、生成される第２画像データＤ３を各プレーンごとに表示したとしても、表示された画像は生画像データに対して画像処理し、その後の階調圧縮処理をされた画像であるため、診断に充分な画像が得られている。

実施例２の構成は実施例１と同一であるが、実施例２では得られた第１画像データＤ２、第２画像データＤ３を同時に画像表示部４８に表示するようにしている。

実施例１で説明したように、第２画像生成モードが選択されると、第１画像生成プロセス４２、第２画像生成プロセス４３から第１画像データＤ２、第２画像データＤ３が出力される。実施例２では、パーソナルコンピュータ制御部４４は第１画像データＤ２、第２画像データＤ３を図７に示すように計４種の画像を画像表示部４８に表示する。ここで、（Ｃ）は第１画像データＤ２、（Ｒ）は第２画像データＤ３のＲプレーンのみを抽出した画像、（Ｇ）は第２画像データＤ３のＧプレーンのみを抽出した画像、（Ｂ）は第２画像データＤ３のＢプレーンのみを抽出した画像である。

このように、４画像を１画面に表示することにより、カラー画像、Ｒプレーン画像、Ｇプレーン画像、Ｂプレーン画像を並べて見ることが可能となり、画像同士を比較し易く使い勝手が良いものとなる。診断用途には、画像表示部４８に表示されたカラー画像、Ｒプレーン画像、Ｇプレーン画像、Ｂプレーン画像を見て診断を行う。

なお、図７に表示した画像を見た操作者が、第１画像データＤ２のみを画像記録部４７に記録し、第２画像データＤ３を破棄可能とすることもできる。このように、記録用途にはカラー画像毎のみで充分、つまりＲプレーン画像、Ｇプレーン画像、Ｂプレーン画像の記録を不要の場合に、装置の記録容量負荷を減少できるので、使い勝手が良くなる。

１ 眼底カメラ
２ デジタルカメラ
３ パーソナルコンピュータ
４、５ 通信経路
２６ 眼底カメラ制御部
３１ 撮像手段
３３ デジタルカメラ制御部
４１ 画像生成プロセス切換手段
４２ 第１画像生成プロセス
４３ 第２画像生成プロセス
４４ パーソナルコンピュータ制御部
４５ 撮影モード選択部
４６ 撮影条件情報入力部
４７ 画像記録部
４８ 画像表示部
Ｄ１ 生画像データ
Ｄ２ 第１画像データ
Ｄ３ 第２画像データ
Ｓ１ 撮影設定情報
Ｓ２ 撮影許可信号

Claims (4)

1. 眼底を照明する照明手段、該照明手段による照明光の眼底からの反射光を受光し、眼底像を結像する撮影光学系、該撮影光学系で結像された眼底像を三色分解して撮像する撮像手段と、該撮像手段から出力される三色分解された画像信号から画像データを生成する画像データ生成手段と、該画像データ生成手段により生成された画像データを表示又は記録する出力手段とを有する眼科撮影システムにおいて、前記画像データ生成手段は、カラー出力用である第１画像データを出力する第１画像生成プロセスと、Ｒ、Ｇ、Ｂプレーンごとの画像の第２画像データを出力する第２画像生成プロセスとを有し、前記第１画像生成プロセスとＲ、Ｇ、Ｂプレーンごとの前記第２画像データを出力する前記第２画像生成プロセスの２つを実施することを特徴とする眼科撮影システム。
2. 前記出力手段は撮影した画像を表示する表示手段を有し、前記第１画像データの画像と前記第２画像データのＲ、Ｇ、Ｂプレーンごとに分離した画像との計４種の画像を前記表示手段に同時に表示することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影システム。
3. 前記第１、第２画像生成プロセスは画像を空間周波数圧縮する圧縮処理手段を有することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影システム。
4. 前記出力手段は撮影した画像を記録する記録手段を有し、前記出力手段は前記第１、第２画像データの２画像として記録することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影システム。

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