JP5709937B2 - 眼科装置および変換方法 - Google Patents

Description

本発明は、眼科医院や集団検診等で使用される眼科撮影装置に関するものである。

従来から、眼科撮影装置にＣＣＤカメラを接続し、被検眼を撮影する例えば眼底カメラ等が知られている。眼底カメラでは、カラー撮影又は蛍光撮影を行う際には、ＣＣＤカメラにより受像された眼底画像の電気信号を例えば１０ビットにＡ／Ｄ変換し、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の設定による画像処理によって８ビットに階調変換して、それらを表示又は記録する方式が一般に知られている。

図６は眼底像全体の輝度のヒストグラム図であり、（ａ）はカラー撮影の場合、（ｂ）は蛍光撮影の場合である。横軸は輝度、縦軸は頻度を示しており、Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれアパーチャ部、黄班部、乳頭部に相当する。

通常の階調変換では、図６のＬの範囲を８ビットのデジタルデータに変換して、画像データを取得している。

しかしながら上述の従来例においては、カラー撮影された画像と蛍光撮影された画像とでは画像の特性が異なっており、カラー画像の場合には、濃淡情報に加えて色情報が必要となるが、蛍光画像の場合は濃淡情報に重点がおかれている。

従って、これらの画像をデジタル変換（８ビット変換）する際に、例えばカラー画像には図６（ａ）のＨ及びＩ部の濃度分解能を重視したルックアップテーブルを適用するが、蛍光画像では特に静脈注射後の初期から中期の段階においては、暗部の頻度が高い。従って、カラー画像用のルックアップテーブルを適用すると、暗部の画像情報が失われてしまい、診断に支障をきたしてしまう。このため、図６（ｂ）のＨ’及びＩ部の濃度分解能に適したルックアップテーブルを設定した方が、より診断し易い画像が得られる。更には、これらの画像処理選択を撮影者に委ねると撮影者に手間を掛けさせてしまい煩わしい。

本発明の目的は上述の従来例の改良であり、より具体的な目的の１つは、撮影モードに適した階調変換の設定を行うことによって、より好ましい画像を生成し、診断効率を向上させることができる眼科撮影装置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装置は、バリアフィルタを用いる蛍光撮影モード、前記バリアフィルタを用いないカラー撮影モードのいずれかに応じて異なる特性の照明光で被検眼を照明する照明手段と、前記照明手段によって照明された前記被検眼の静止画を撮像する撮像手段と、前記蛍光撮影モードおよび前記カラー撮影モードのいずれかを選択する選択手段と、前記蛍光撮影モード、前記カラー撮影モードのいずれかに応じて異なる階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換する変換手段と、を備え、前記変換手段は、前記バリアタフィルタを用いて撮像された場合に前記蛍光撮影モード用の第１の階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換する一方、前記バリアフィルタを用いずに撮像された場合に前記第１の階調変換特性とは異なる特性である前記カラー撮影モード用の第２の階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換する。

また、本発明に係る変換方法は、照明手段が、バリアフィルタを用いる蛍光撮影モードおよび前記バリアフィルタを用いないカラー撮影モードのいずれかに応じて異なる特性の照明光で被検眼を照明する照明工程と、撮像手段が、前記照明手段によって照明された前記被検眼の静止画を撮像する撮像工程と、変換手段が、前記バリアフィルタを用いて撮像された場合に前記蛍光撮影モード用の第１の階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換する一方、前記バリアフィルタを用いずに撮像された場合に前記第１の階調変換特性とは異なる前記カラー撮影モード用の第２の階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換する変換工程とを備える。

以上説明したように本発明に係る眼科撮影装置は、撮影モードに適した設定で画像変換するので、何れの撮影モードにおいても好ましい画像が得られ、より高度な診断が可能となる。

眼科撮影装置の構成図である。 画像データの出力手順を示すフローチャート図である。 被検眼眼底像の説明図である。 カラー撮影画像用に設定されたルックアップテーブルの特性図である。 蛍光撮影画像用に設定されたルックアップテーブルの特性図である。 眼底像全体の輝度のヒストグラムの特性図である。

本発明を図１〜図５に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。

図１は眼底カメラの構成図である。被検眼Ｅの前方には対物レンズ１を配置し、その後方の光路上には孔あきミラー２、フォーカスのために移動可能な撮影レンズ３、蛍光撮影用に矢印方向に光路から挿脱可能なバリアフィルタ４、可動ミラー５、テレビカメラ等の撮像手段６を配置する。

可動ミラー５の反射方向にはハーフミラー７、眼底Ｅｒと共役にした固視灯８を配置し、ハーフミラー７の反射方向には、リレーレンズ９、赤外波長領域に感度を有するテレビカメラ１０を配置する。

また、孔あきミラー２への照明光の入射方向には、ハロゲンランプ等の可視光を発する観察光源１１側から、コンデンサレンズ１２、可視光カットフィルタ１３、可視光の閃光を発する撮影光源１４、蛍光撮影用として矢印方向に光路から挿脱可能なエキサイタフィルタ１５、リング状開口を有する絞り１６、レンズ１７を配列する。

このように、対物レンズ１、撮影レンズ３により、眼底観察撮影光学系を構成し、撮像手段６と共に被検眼Ｅの眼底Ｅｒを撮像する眼底撮像光学系を構成する。更に可動ミラー５、ハーフミラー７、リレーレンズ９、テレビカメラ１０により撮影者に眼底像を提示する観察光学系を構成し、観察光源１１から孔あきミラー２の光路によって照明光学系を構成する。

撮像手段６の出力はＡ／Ｄ変換部２０を介してフレームメモリ２１に接続する。フレームメモリ２１の出力はルックアップテーブル２２及びルックアップテーブル設定部２３に接続し、ルックアップテーブル２２の出力は、表示用メモリ２４及び記録媒体２５に接続する。

また、ルックアップテーブル設定部２３に接続した画像制御部２６は、制御回路２７、情報入力手段２８、表示用メモリ２４、記録媒体２５に接続する。制御回路２７は固視灯８、カラー撮影又は蛍光撮影を行うための選択スイッチ２９に接続する。テレビカメラ１０の出力はテレビモニタ３０に接続し、表示用メモリ２４の出力はＤ／Ａ変換部３１を介してテレビモニタ３２に接続する。

図２は画像データの出力手順を示すフローチャート図である。

撮影者は撮影前に、被検者のＩＤ番号、氏名、生年月目、性別等の患者情報及び撮影画像を出力する際のファイルフォーマットを情報入力手段２８から画像制御部２６に入力する。次に、撮影者は対物レンズ１の正面に被検眼Ｅを位置させ、眼底撮影のためのアライメントを行う。

観察光源１１を点灯すると、その光はコンデンサレンズ１２により集光され、可視光カットフィルタ１３により赤外光のみになった観察光は、撮影光源１４、絞り１６、レンズ１７を通り、孔あきミラー２により左方に反射され、対物レンズ１を通り被検眼Ｅの瞳Ｅｐを介して眼底Ｅｒを照明する。そして、この観察光で照明された眼底像は、再び対物レンズ１、孔あきミラー２の孔部を通過し、撮影レンズ３を通り可動ミラー５により上方に反射され、更にハーフミラー７により左方に反射され、リレーレンズ９を通りテレビカメラ１０に達する。赤外光に感度を有するテレビカメラ１０は、受光した眼底像をテレビ信号に変換してテレビモニタ３０に出力する。撮影者はテレビモニタ３０に提示された眼底像を見ながら、被検眼Ｅと眼底カメラとの精密な位置合わせ、ピント合わせ及び撮影範囲の確認を行う。

撮影者は撮影範囲、位置、ピント合わせが良好であることを確認した後に、図示しない撮影スイッチを操作し静止画撮影を行う。撮影スイッチの入力を検知した制御回路２７は、可動ミラー５を跳ね上げて光路外に退避させると共に、撮影光源１４を発光する。撮影光源１４から発した光束は、観察光と同様に絞り１６のリング状開口を通過し、レンズ１７を通り、孔あきミラー２の周辺のミラー部により左方に反射され、対物レンズ１を介して眼底Ｅｒを照明する。このように照明された眼底像は、再び対物レンズ１、孔あきミラー２の孔部を通過し、撮影レンズ３を通り撮像手段６の撮像面に結像し、撮像手段６はテレビ信号をＡ／Ｄ変換部２０に出力する。

画像制御部２６は撮像手段６が出力するテレビ信号を撮影光源１４の発光と同期をとり、Ａ／Ｄ変換部２０によりデジタルデータに変換した後に、フレームメモリ２１に取り込む。このとき、Ａ／Ｄ変換時のビット数は、通常ではカメラのＳＮ比が６０ｄＢ以上あることから、最終的なファイルとして出力する際の８ビットよりも多いビット数である１０ビットで変換を行う。

ここで、カラー撮影の場合には、バリアフィルタ４及びエキサイタフィルタ１５を光路外に退避させ、蛍光撮影の場合には、バリアフィルタ４及びエキサイタフィルタ１５を光路内に挿入するようにしておく。これらの選択は選択スイッチ２９により行う。

次に、上述のようにして得られた画像データに対し、ルックアップテーブル２２を設定することにより、画像データを出力する。図３（ａ）はカラー眼底像全体、（ｂ）は蛍光眼底像全体を表しており、Ｅｒ’は眼底像、Ｅｏは黄班部、Ｅａはアパーチャ部を示している。また、それぞれのヒストグラム図は図６（ａ）、（ｂ）にそれぞれ対応しており、横軸は輝度、縦軸は頻度である。

ルックアップテーブル設定部２３は図４、図５で示すルックアップテーブル２２を選択し、カラー画像用には、Ｄ及びＥにより変極点を持つようなルックアップテーブル、即ち図６（ａ）の輝度範囲Ｈの部分を強調するようなルックアップテーブルを適用し、蛍光撮影の際には、Ｄ’及びＥ’で変極点を持つようなルックアップテーブル、即ち図６（ｂ）の輝度範囲Ｈ’の部分を強調するようなルックアップテーブルを適用する。

ここで、図４のＤ、Ｅはそれぞれ図６（ａ）のＤ、Ｅに相当し、同様にＤ’、Ｅ’はそれぞれ図６（ｂ）のＤ’、Ｅ’に相当している。このようにして設定したルックアップテーブル２２を介して、フレームメモリ２１内の眼底画像データの階調変換を行う。

また必要に応じて、画像制御部２６はフレームメモリの画像データを選択されたルックアップテーブル２２で階調変換した後に、表示用メモリ２４に書き込み、書き込まれた画像データを、Ｄ／Ａ変換してテレビモニタ３２に出力することにより、撮影者が画像を確認することができる。

更に、画像制御部２６はこの画像データをＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＶＴＲテープ、ハードディスク等の記憶保持可能な記録媒体２５への書き込みを行う。

なお、本実施例では、カラー撮影又は蛍光撮影のモードを選択スイッチ２９等により行ったが、バリアフィルタ４又はエキサイタフィルタ１５の光路内への挿入により、モード検出するようにしてもよい。

６ 撮像手段
１０ テレビカメラ
１１ 観察光源
１４ 撮影光源
２０ Ａ／Ｄ変換部
２１ フレームメモリ
２２ ルックアップテーブル
２３ ルックアップテーブル設定部
２５ 記録媒体
２６ 画像制御部
２７ 制御回路
３０、３２ テレビモニタ

Claims (10)

1. バリアフィルタを用いる蛍光撮影モード、前記バリアフィルタを用いないカラー撮影モードのいずれかに応じて異なる特性の照明光で被検眼を照明する照明手段と、
   前記照明手段によって照明された前記被検眼の静止画を撮像する撮像手段と、
   前記蛍光撮影モード、前記カラー撮影モードのいずれかに応じて異なる階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換する変換手段と、を備え、
   前記変換手段は、前記バリアフィルタを用いて撮像された場合に前記蛍光撮影モード用の第１の階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換する一方、前記バリアフィルタを用いずに撮像された場合に前記第１の階調変換特性とは異なる特性である前記カラー撮影モード用の第２の階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換することを特徴とする眼科装置。
2. 前記被検眼に対向する位置に設けられた対物レンズを更に備え、
   前記バリアフィルタは前記対物レンズと前記撮像手段とを結ぶ光路に備えられたことを特徴とする請求項１記載の眼科装置。
3. 前記バリアフィルタを前記光路に対し挿脱する制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項２記載の眼科装置。
4. 前記撮像手段によって得られる前記静止画を示す画像信号を記憶する記憶手段を更に備え、
   前記変換手段は、前記記憶手段に記憶された画像信号を前記第１の階調変換特性を示すルックアップテーブルまたは前記第２の階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて変換することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の眼科装置。
5. 前記変換手段により変換された画像信号が示す画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科装置。
6. 前記表示手段を更に備えることを特徴とする請求項５記載の眼科装置。
7. 前記照明手段は前記被検眼の眼底を照明し、
   前記撮像手段は前記被検眼の眼底を撮像することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の眼科装置。
8. 照明手段が、バリアフィルタを用いる蛍光撮影モードおよび前記バリアフィルタを用いないカラー撮影モードのいずれかに応じて異なる特性の照明光で被検眼を照明する照明工程と、
   撮像手段が、前記照明手段によって照明された前記被検眼の静止画を撮像する撮像工程と、
   変換手段が、前記バリアフィルタを用いて撮像された場合に前記蛍光撮影モード用の第１の階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換する一方、前記バリアフィルタを用いずに撮像された場合に前記第１の階調変換特性とは異なる前記カラー撮影モード用の第２の階調変換特性を示すルックアップテーブルを用いて前記撮像手段によって得られる画像信号を変換する変換工程とを備えたことを特徴とする変換方法。
9. 表示制御手段が、前記変換工程において変換された画像信号が示す画像を表示手段に表示させる表示制御工程を更に備えることを特徴とする請求項８記載の変換方法。
10. 前記照明工程は前記被検眼の眼底を照明し、
    前記撮像工程は前記被検眼の眼底を撮像することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の変換方法。

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