JP5829012B2 - Ｏｃｔデータセットの画像を生成する方法およびｏｃｔシステム - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
本出願は、ドイツにおいて２００９年７月２８日に出願され、「ＯＣＴデータセットの画像を生成するための方法およびシステム」と題された特許出願番号１０ ２００９ ０３４ ９９４の優先権を主張し、その内容が、全体としてここで参照によって援用される。

発明の分野
発明は、ＯＣＴデータセットの画像を生成するための方法、およびその方法を実行するためのＯＣＴシステムに関連する。

発明の背景
光干渉断層法（ＯＣＴ）は、対象物の三次元構造の表示を可能にする比較的新しい画像化方法である。従来のＯＣＴシステムにおいて、対象物の限られたボリュームは、対応する走査位置の錯乱強度を取得するためのＯＣＴ測定ビームプローブを用いて体系的に走査される。典型的に、これらの錯乱強度は、グレースケール画像として表示される。そのようなグレースケール画像は、しばしば理解するのが容易ではなく、表示されたデータから正しい結論を引き出すことができるようにするために、表示された構造の特定の知識ならびにそれらを解釈する訓練が必要である。

発明の概要
目的は、拡張された情報内容を有するＯＣＴ画像を生成するＯＣＴシステムおよびＯＣＴ方法を提供することである。

実施例によると、ＯＣＴシステムおよびＯＣＴ方法は、カラー情報を含むＯＣＴ画像を生成する。

例示の実施例によると、ＯＣＴデータセットの画像を生成する方法は、
３つの空間的座標の値および錯乱強度の値を各々が含む複数のタプルを表わすＯＣＴデータセットを取得するステップと、
２つの空間的座標の値およびカラー値を各々が含む複数のタプルを表わすカラー画像データセットを取得するステップと、
３つの空間的座標の値およびカラー値を各々が含む複数のタプルを表わす画像データセットを生成するステップとを含み、
画像データセットの生成は、ＯＣＴデータセットの分析およびカラー画像データセットの分析に基づいて行なわれる。

カラー画像データセットは、２次元カラー画像を表し得る。
ＯＣＴデータセットの３つの空間的座標の値は、第１の座標系を参照し得る。カラー画像データセットの２つの空間的座標の値は、第２の座標系を参照し得る。画像データセットの３つの空間的座標の値は、第３の座標系を参照し得る。

これらの座標系のうちの２つ、または３つ全ては、同じであり得る。異なる座標系は、それらが同じになるように変換可能である。例として、異なる座標系は、それらが同じになるように平行移動および／または回転によって変換可能である。

したがって、画像データセットを生成するステップは、ＯＣＴデータセット、カラー画像データセットまたは画像データセットのうちの少なくとも１つの空間的座標の値を、これらの座標系の少なくとも２つが同じになるように変換するステップを含む。

実施例によれば、ＯＣＴデータセットの分析は、ＯＣＴデータセットによって表された複数のタプルの第１のグループの錯乱強度の値を分析することを含む。

別の実施例によれば、ＯＣＴデータセットの分析は、第２のグループがＯＣＴデータセットのボリューム内の少なくとも一つの錯乱構造を表すように第１のグループからタプルの第２のグループを選択することをさらに含む。

例として、錯乱構造は、角膜、瞼または虹彩、もしくはこれらの一部であり得る。したがって、錯乱構造は、機能、物理的特性または化学的特性、もしくはこれらの組み合わせであり得る。機能は、生物学的機能であり得る。

別の実施例によると、第１のグループのタプルの各々は、投射方向と平行に方向付けられた線に沿って配置される。

それによって、タプルの第２のグループの各ボクセルは、投射方向と平行に方向付けられた線上に配置され得る。

別の実施例によると、ＯＣＴデータセットの分析は、ＯＣＴデータセットのボリュームの表面から線に沿って測定されたタプルの第２のグループの代表的な深さを定めることをさらに含む。

例として、代表的な深さを定めることは、タプルの第２のグループの深さ値から平均の深さ値を算出することを含み得る。

別の実施例によれば、画像データセットの生成は、
カラー画像データセットによって表されるタプルの分析から得られるカラー値を、ボリュームの表面の位置に割り当てることを含み、表面の位置は、線と表面の交点であり、
画像データセットの生成は、ボリュームの表面の位置から線に沿って、定められた代表的な深さに、割り当てられたカラー値を投射することを含む。

例として、カラー画像のカラー値のグループと、ＯＣＴデータの錯乱強度の値のグループは、対象の少なくとも一つの同じ構造を参照する。

ＯＣＴデータセットの表面とカメラとは、ＯＣＴデータセットの表面上の位置にカラー画像のカラー値が割り当て可能であるように配置され得る。

別の例示の実施例によると、ＯＣＴシステムは、ＯＣＴデータセットを取得するためのＯＣＴ記録装置と、カラー画像データセットを取得するためのカメラと、ＯＣＴデータセットおよびカラー画像データセットから、三次元カラー画像のためのデータセットを算出するように構成された演算装置と、データセットを三次元カラー画像として表示するための表示装置とを含む。

例示の実施例によると、ＯＣＴ記録装置は、時間領域ＯＣＴの原理に従って作動する。他の例示の実施例によると、ＯＣＴ記録装置は、周波数領域ＯＣＴの原理に従って作動し、別の例示の実施例によると、ＯＣＴ記録装置は、別のＯＣＴ作動原理にすら従って作動し得る。さらに、いくつかの例示の実施例によれば、レーザ光のビームは、調査下において対象のボリュームを走査するビームプローブを形成するように集束される。別の例示の実施例によれば、レーザのビームは、サンプルの拡張された領域を同時に照らすように形作られ、対応する範囲のセンサ領域を提供し得る拡張された画像化センサによって、拡張された領域に対して平行に測定が行われる。レーザ光の波長は、任意の適切な波長でありえ、たとえば、８００ナノメートル（ｎｍ）または１３００ナノメートル（ｎｍ）である。

実施例によれば、ＯＣＴ記録装置は、調査下において対象の空間的構造についての情報を取得するように構成される。この情報は、レーザの光を散乱させる、対象の素材の範囲を含み、この範囲はＯＣＴ測定に対して用いられる。しかしながら、この情報から、人間の色知覚に対応する色を導き出すのは可能ではない。

実施例によれば、ＯＣＴシステムは、カラーカメラを用いた調査下において、対象の空間依存するカラー情報を取得するように構成される。カラーカメラは、対象の空間的構造に対応するカラー情報を受信する。カメラによって受信されるカラー情報は、カメラディテクタの二次元表面への投射である。言い換えると、カメラは、対象の二次元カラー画像を取得するように設計される。二次元カラー画像は、カメラディテクタの表面上への対象の投射であり得る。

したがって、そのような実施例において、カメラによって取得される情報は、二次元情報である。この投射に基づいて、対象のボリューム部分にカラー値を割り当てることが可能である。カラー値は、カメラのある部分において検出され、対象のボリューム部分がカメラのこの部分に投射される。対象のボリュームの対応する部分は、拡張された三次元ボリューム領域である。しかしながら、ＯＣＴ記録装置によって取得されたデータの分析によって、このボリューム領域の範囲を低減し、カラーカメラによって取得されたカラー情報を対象のボリュームの比較的小さい空間的な部分に割り当てることが可能である。

たとえば、ＯＣＴ記録装置は、サンプルの表面の異なる位置を横切る複数のＡスキャンを実行し得る。Ａスキャンは、ＯＣＴの軸深さ走査として定義され得る。カラーカメラは、対象の表面上のこれらの位置の一つ以上の対応するカラー画像を記録し得る。言い換えると、オブジェクトの表面を横切るＡスキャンの位置は、カラーカメラにおって画像化され得る。

錯乱構造の深さが判定されるＯＣＴデータを取得するために、Ａスキャンとは異なる別の走査手法が行われることも考えられる。

カラー画像は、Ａスキャンの前または後の間に取得され得る。深さ走査の分析を介して、対象の錯乱構造の深さを判定することが可能である。たとえば対象の表面上または表面下に錯乱構造が位置し得る。投射方向に平行な線に沿って深さが測定され得る。ＯＣＴ記録装置によって走査されるボリュームの表面から深さが測定され得る。それによって、走査されるボリュームの表面上の位置は、判定された深さに対応する。走査されたボリュームの表面は、ＯＣＴ記録装置の光軸に垂直にまたは実質的に垂直であり得る。

いくつかの実施例によると、判定された深さに対応するカラー値は、カメラによって取得されたカラー画像の分析によって判定される。

別の実施例によれば、深さに対応するカラー値を判定するステップは、走査されたボリュームの表面上にカラー画像を投射するステップを含む。それによって、カラー画像のカラー値は、走査されたボリュームの表面上の位置に割り当てられる。

ここでの特定の実施例によれば、判定された深さに対応するカラー値を判定するステップは、走査されたボリュームの表面上の位置に割り当てられたカラー値を用いるステップを含む。

これは、判定された深さ上に選択されたカラー値を投射するという効果を有する。選択されたカラー値の投射は、深さが測定された方向に平行な投射方向に沿って実行され得る。

したがって、選択されたカラー値は、走査されたボリュームの表面から判定された深さ上への投射方向に沿って投射され得る。言い換えると、カラーカメラによって記録された二次元カラー画像は、三次元構造上に投射され得る。三次元構造は、ＯＣＴ記録装置によって測定されたＯＣＴデータセットに基づいて識別され得る。

図面の簡単な説明
前述のもの、ならびに発明の他の有利な特徴は、添付の図面を参照する発明の例示の実施例の以下の詳細な説明からより明らかになる。本発明のすべての可能性のある実施例は、ここで特定される利点の各々、すべて、またはいずれかを必ず示す。

発明の例示の実施例は、図面を参照することによって以下に説明される。

ＯＣＴシステムの概略図を示す。 ＯＣＴデータセット、カラー画像データセットおよび画像データセットの概略図を示す。画像データセットは、ＯＣＴデータセットおよびカラー画像データセットから取得される。 ＯＣＴデータセットの別の概略図を示す。

例示の実施例の詳細な説明
下記に説明される例示の実施例において、機能および構造において同様の要素は、できる限り同様の参照番号によって指定される。したがって、特定の実施例の各々の要素の特徴を理解するために、他の実施例および発明の要約の説明が参照されるべきである。

図１は、カメラ３、ＯＣＴ記録装置５、演算装置７および表示装置９を含むＯＣＴシステム１を示す。図１に示される例は、人間の眼１１の構造の三次元画像を生成するように構成される。眼１１は、まつ毛１４を有する瞼１３と、角膜１５と、前房１６と、虹彩１７と、別の構成とを含む。眼１１の前部は、ＯＣＴシステム１の実施例に関連して、ＯＣＴシステム１を用いて観察および調査がなされ得る適切な対象の一例としてのみ説明される。網膜など、人間の眼の他の構成が観察および調査されることも考えられる。さらに、人間の体の他の部分、または生物学的サンプルの構成、または無生物のサンプル、または技術的なおうちおよび製品の構成も、観察および調査され得る。一般的に、ＯＣＴシステム１は、光干渉断層法（ＯＣＴ）の方法による調査に適した調査サンプルに対して用いられ得る。

ＯＣＴ記録装置５は、干渉計２１を含む。対象１１は、干渉計２１の対象経路（すなわち測定経路）内に配置される。対称経路のレーザビーム２３は、レーザビーム２３を対象１１に向けさせる走査鏡２５に入射する。コントローラ２７は、対象１１におけるレーザビーム２３の入射位置が組織的に変化するように走査鏡２５を制御する。言い換えると、レーザビーム２３は、対象１１上で走査させられる。レーザビーム２３の各走査位置において、すなわち、入射の各位置において、対象の錯乱強度の深さプロファイルは、干渉計２１によって取得され得る。したがって、錯乱データは、図１に示され、参照符号２９によって示されたボリュームから取得され得る。言い換えると、このボリュームは、ＯＣＴ記録装置５の走査されたボリューム２９を表し得る。ボリューム２９は、第１の横方向ｘにおける第１の拡張ｌｘを有する。さらに、ボリューム２９は、第２の横方向ｙにおけｒ第２の拡張ｌｙを有する。第２の横方向は、第１の横方向ｘに対して直角に方向付けされる。ボリューム２９は、横断線方向ｚにおける第３の拡張ｌｚをさらに含む。横断線方向ｚは、第１横方向ｘおよび第２横方向ｙに対して直角に方向付けされる。眼１１は、眼１１の前部がボリューム１１内に位置するように、ＯＣＴ記録装置５と関連して配置される。

カメラ３は、光学システム３１および画像センサ３３を含む。光学システム３１は、オブジェクトフィールド３７を画像センサ３３上に画像化する。光学システム３１は、一つ以上のレンズを含み得る。画像センサ３３は、適切なＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどであり得る。画像センサ３３は、カラー画像を検出するように構成され得る。言い換えると、画像センサ３３は、位置および強度に依存するカラー信号、すなわち、位置に依存するとともに、色を表す強度信号を取得するように構成され得る。示された例において、カメラ３は、３つの異なる色に対して位置に依存した強度値が検出可能であるように設計された単一の画像センサ３３を含む。カメラ３が、一つの色の強度値を検出するように各々が構成された複数の画像センサを含むことも考えられ得る。

カメラ３は、画像センサ３３上に画像化された対称面３７が、ＯＣＴ記録装置によって走査されるボリューム２９と少なくとも部分的に重複するように、ＯＣＴ記憶装置５に関連して配置される。言い換えると、対象面３７は、部分的にボリューム２９の内側に配置されるとともに、部分的にボリューム２９の外側に配置される。対象面３７は、第１の横方向ｘにおいて第１の拡張ｌｘを有し、第２の横方向ｙにおいて第２の拡張ｌｙを有し、下記の関係が成り立つ。

Ｌｘ＞ｌｘおよびＬｙ＞ｌｙ
言い換えると、図１に示された例示の実施例において、カメラ３のオブジェクトフィールド３７の第１の横拡張Ｌｘは、ＯＣＴ記録装置のオブジェクトボリューム２９の横拡張ｌｘよりも大きい。さらに、カメラ２のオブジェクトフィールド３７の第２の横拡張Ｌｙは、オブジェクトボリューム２９の第２の横拡張ｌｙよりも大きい。

しかしながら、この関係は必須ではない。ＯＣＴ記録装置５の記録ボリューム２９の第１の横拡張ｌｘが、カメラ３のオブジェクトフィールド３７の第１の横拡張Ｌｘよりも大きく、ＯＣＴ記録装置５の記録ボリューム２９の第２の横拡張ｌｙが、カメラのオブジェクトフィールドの第２の横拡張Ｌｙよりも大きいことも考えられる。また、ＯＣＴ記録装置５の記録ボリューム２９の第１および第２の横拡張ｌｘ，ｌｙが、カメラ３のオブジェクトフィールド３７の第１および第２の横拡張Ｌｘ，Ｌｙと同じであることが考えられる。

示された例示の実施例において、カメラ３の光学システム３１は、横断線方向ｚにおいて見えるオブジェクト面３７が、オブジェクトボリューム２９のおおよそ中央に位置するように構成される。しかしながら、この関係は必須ではない。オブジェクト面３７は、ボリューム２９に関して異なる位置に配置され得る。得に、オブジェクト面３７は、ボリューム２９の外側に配置され得る。たとえば、図１を参照して、オブジェクト面３７は、横断線方向ｚに沿って見て、ボリューム２９の上または下に配置され得る。ＯＣＴシステム１は、記録ボリューム２９の内側に配置されるオブジェクト１１の表面が、画像センサ３３上で十分な画像鮮明さを有して画像化されるように構成される。

ＯＣＴ記録装置５を用いてボリューム２９を走査することによって、オブジェクト１１の錯乱強度の空間的分布を表すＯＣＴデータセットが取得される。ＯＣＴデータセットは演算装置７によって処理され、表示またはＯＣＴデータセットの画像のために面上に投射可能である。表示または画像は、スクリーン９上に示される。眼１１が配置されるボリューム２９を走査することにより得られるＯＣＴデータセットが直接表示される（すなわち、カラー情報と組み合わせずに表示される）場合、画像は、前述したイレネウシュ グルコワスキ他の文献の図６に示されるものに似ているように見え得る。この文献の図６は、錯乱強度を表すグレースケール値から構成される画像を示す。

カメラ３は、オブジェクト１１のカラー画像を記録するため、カラー画像からカラー情報を抽出することが可能である。たとえば、ＯＣＴデータセットの画像または表示において、瞼１３が肌色に見え、角膜１５が白色に見え、虹彩１７がその自然な色で見えるように、カラー情報がＯＴＣデータセットの空間的構造に割り当てられ得る。

ＯＣＴデータセットおよびカラー画像の記録は、処理されたＯＣＴデータセットの画像または表示と同じく、以下に説明されるように、実時間で実行され得る。したがって、たとえば、ディスプレイ９（図１）上の画像を観察している間に、位置は、医学的または外科的な処置を眼１１に施し得る。

これは、ＯＣＴデータセットの構成上に、カラー画像の情報を投射することによって実行され得る。投射は、投射方向に沿って実行され得る。例として、カラー画像のピクセルのカラー値は、投射方向に沿って、少なくともＯＣＴデータのボクセルに投射され得る。したがって、カラー値は、少なくとも一つのボクセルに割り当てられ得る。投射方向は、カメラ３の光軸と平行に方向付けされ得る。また、投射方向は、ＯＣＴ記録装置５の光軸と平行に方向付けされ得る。

調査中の対象の配置に応じて投射方向が選択されることも考えられ得る。
ＯＣＴデータセットの異なる位置に対して投射方向は異なり得る。

カメラ３の光軸は、ＯＣＴ記録装置５の光軸に対して傾き得る。たとえば、カメラ３の光軸は、ＯＣＴ記録装置５の光軸と交差せず、または、カメラ３の光軸が交差し、傾斜角度を形成する。カメラ３の光軸が、ＯＣＴ記録装置５の光軸と平行または実質的に平行に方向付けされることも考えられる。

ＯＣＴデータセットの構成上にカラー画像の情報を投射する処理が、図２に示される。立方体５１は、ＯＣＴ記録装置５によって取得されたＯＣＴデータセットを表す。ＯＣＴデータセット５１は、走査されたボリューム２９の異なる位置に対する錯乱強度の値を含む。位置は、座標ｘ、ｙおよびｚに対する定期的な格子に分けられ、格子のボリューム要素、またはボクセルの各々に対して、測定された錯乱強度に対する値が割り当てられる。図２においては、これらのボクセルのうちのいくつかのみが、小さな立方体５３として示される。これらのボクセル５３の錯乱強度は、他のボクセルの錯乱強度と比較して高いことが推定される。したがって、ボクセル５３は、対象の比較的強い錯乱強度を表し、したがって容易に眼に見える。画像を生成するステップは、選択されたボクセル５３の、立方体５１の表面５５からの距離を判定するステップをさらに含む。距離はｚ方向に沿って測定され、夫々の位置Ｏ（ｘ，ｙ）に割り当てられる。位置Ｏ（ｘ，ｙ）は、夫々のボクセル５３の上の表面５５上に配置され、ｚ方向に沿った投射を表す。したがって、ｚ方向は、投射方向である。位置Ｏ（ｘ，ｙ）間の距離ａ（ｘ，ｙ）および対応するボクセルは、したがって、錯乱構造が位置する測定ボリューム２９における深さに対応する。

図２に示される領域６１は、カメラ３によって記録されたカラー画像データセットを表す。カラー画像データセットは、画像素子またはピクセル３６の定期的な二次元の格子を含む。ピクセル６３の各々は、位置に依存するカラー値を表す。カラー値は、赤、緑および青（ＲＧＢ）の各々の色に対する３つの強度値のような、適切な値によって表される。代替的にまたは付加的に、カラー値は、色合、彩度および強度（ＨＩＳ）を表す３つの値によって表され得る。さらに付加的に、または代替的に、カラー値を表すのに適した値の別の組み合わせが用いられ得る。

ＯＣＴデータセットの画像を生成するステップは、表面５４上の位置Ｏ（ｘ，ｙ）にピクセル６３を割り当てることを含む。これは、様々な方法で実行され得る。たとえば、位置Ｏ（ｘ，ｙ）へのピクセル６３の割り当ては、ＯＣＴ記録装置５の位置に関連して、カメラ３の位置に基づく演算によって実行され得る。さらに、演算は、画像化光学システム３１または走査ミラー２５の特性、またはこれらの特性の組み合わせに基づき得る。付加的にまたは代替的に、たとえば定期的なパターンを表す試験対象は、位置Ｏ（ｘ，ｙ）へのピクセル６３の割り当てを決定するために用いられ得る。カメラ３の横方向分解能がＯＣＴ記録装置の横方向分解能よりも高い場合は得に、位置Ｏ（ｘ，ｙ）の各々に複数のピクセル６３が割り当てられ得る。この複数のピクセル６３は、隣接するピクセルであり得る。一例として、図２の図面において、位置Ｏ（ｘ，ｙ）の各々に対して、４つのピクセルのグループ６７が割り当てられる。位置Ｏ（ｘ，ｙ）へのピクセル６３の割り当ては、図１において矢印６５によって示される。

一例として、位置Ｏ（ｘ，ｙ）にピクセルを割り当てるステップは、カメラ３のオブジェクト面３７から表面５５に向けてカメラ３の光軸に沿ってピクセル６３を投射することによって実行され得る。

図２において、立方体７１は、ＯＣＴデータセット５１およびカラー画像データセット６１に基づいて、演算装置７によって生成された出力データセットを示す。出力データセットは、ＯＣＴデータセット５１の位置Ｏ（ｘ，ｙ）に対応する複数の位置Ｏ’（ｘ’，ｙ’）を含む。出力データセット７１は、位置Ｏ（ｘ’，ｙ’）に割り当てられ、ＯＣＴデータセット５１の距離ａ（ｘ，ｙ）に対応する距離ａ’（ｘ’，ｙ’）をさらに含む。ＯＣＴデータセット５１の距離ａ（ｘ，ｙ）と、出力データセット７１の距離ａ’（ｘ’，ｙ’）との間の対応は、図２において矢印７５で示される。距離ａ’（ｘ’，ｙ’）は、立方体７１の表面７６から測定された距離を示す。したがって、距離ａ’（ｘ’，ｙ’）は、走査されたボリューム２９のｚ方向に沿って測定された深さを表す。出力データセット７１は、さらに、カラー画像データセット６１のピクセル６３のグループ６７に基づいて算出されたカラー値を各々が表す画像素子７７をさらに含む。出力データセット７１の素子７７への、カラー画像データセット６１のピクセル６３のグループ６７の割り当ては、図２において矢印７９で示される。

したがって、出力データセット７１は、ＯＣＴデータセット５１からの、調査下にある対象の空間的構造の情報の一部と、カラー画像データセット６１からの、調査下にある対象のカラー情報とを含む。出力データセット７１は、平面上での投射およびスクリーン上でのこの投射の表示によって視覚化される。表示された画像は、イレネウシュ グルコワスキ他の刊行物の図６に示されるものに類似し得る。しかしながら、それは、グレースケール値の代わりに自然な色が、調査下にある対象の構造の現実的な三次元画像をもたらすという点において異なる。

得に、以下の局面の一つ以上を適用することによって、非常に現実的な画像が得られ得る。

（ａ）カラー画像データセット６１のピクセル６３のグループ６７への、ＯＣＴデータセット５１の素子Ｏ（ｘ，ｙ）または位置Ｏ（ｘ，ｙ）の割り当て６５。ＯＣＴデータセット５１の素子Ｏ（ｘ，ｙ）または位置Ｏ（ｘ，ｙ）は、ＯＣＴ記録装置５の走査されたボリューム２９の横方向ｘ，ｙにおける座標の値に対応する。

（ｂ）ピクセル６３のグループ６７は、一つ以上のピクセル６３を含み得る。異なり得るグループ６７は、これらのグループ６７の間で同じであるピクセル６３を含み得る。

（ｃ）位置Ｏ（ｘ，ｙ）に対して算出され得る、素子Ｏ（ｘ，ｙ）または位置Ｏ（ｘ，ｙ）から始まる線に沿って隣り合って配置され、横方向ｘ，ｙに対して横断する方向に伸びる、ＯＣＴデータセット５１のボクセル５３に基づく、距離ａ（ｘ，ｙ）。この方向は、投射方向と呼ばれ得る。示された例において、この方向はｚ方向である。言い換えると、示された例において、線は、横方向ｘ，ｙに対して直角に方向付けられる。しかしながら、線、すなわち投射方向は、ｚ方向に正確に平行ではない方向にも伸び得るが、ｚ方向と０度よりも大きい角度を形成する。線が延びる方向は、走査されたボリューム２９と相対的な、カメラ３の方向に対応し得る。したがって、投射方向は、カメラ３の光軸と平行に方向付けられ得る。図１に示される例において、この方向は、垂直方向である。しかしながら、投射方向が、オブジェクト領域におけるＯＣＴ記録装置５の光軸に対して平行または実質的に平行に方向付けられることも考えられる。

（ｄ）位置Ｏ（ｘ，ｙ）の下の説明された投射方向に配置されたボクセル５３のグループは、分離分析の対象である。この分離分析は、たとえば、表面５５の下に位置する強い錯乱構造の距離ａ（ｘ，ｙ）を判定するために行われる。この分離分析は、ボクセル５３の錯乱強度の値に基づく。たとえば、予め定められた、または、予め選択されたしきい値を超える錯乱強度を有するボクセルが、距離ａ（ｘ，ｙ）を定め得る。説明された投射方向に沿って位置するボクセル５３の錯乱強度の局所の最大を表す錯乱強度を有するボクセルが、距離ａ（ｘ，ｙ）を定め得ることも考えられる。さらに、投射方向に沿ったボクセル５３の錯乱強度の値の変化が判定されることも考えられる。したがって、錯乱強度が、予め定められた、または、予め選択された差分値よりも非常に強く増大するボクセルが、距離ａ（ｘ，ｙ）を定め得る。

（ｅ）出力データセット７１の距離ａ’（ｘ’，ｙ’）に、ＯＣＴデータセットの距離ａ（ｘ，ｙ）を割り当てるステップ７５。割り当ては、任意の適した方法によって実行され得り、計測因子またはオフセットの少なくとも一つを適用することを含み得る。

（ｆ）出力データセット７１の画像素子７７のカラー値に、カラー画像データセット６１のグループ６７のピクセル６３のカラー値から定められるカラー値を割り当てるステップ７９。

ボクセル５３を有する立方体としてのＯＣＴデータセット５１の画像、ピクセル６３を有するカラー画像データセットの画像および画像素子７７を有する出力データセット７１の画像は、説明のためのものであって、限定のためのものではない。一般的に、ＯＣＴデータセット５１の情報は、３つの空間的座標ｘ、ｙおよびｚと、錯乱強度ｓとを各々が含むタプルの組として表され得る。図３の、これらのタプルＴ_iのいくつかが示される。タプルＴ１からＴ４は、グループ１０１に結合され、Ｔ５からＴ８がグループ１０１に結合される。グループ１０１の各々は、いわゆるＡスキャンを表す。Ａスキャンは、横断線方向に方向付けされたｚ座標の異なる値ｚ１、ｚ２、ｚ３およびｚ４に対する錯乱強度ｓと、第１横方向ｚおよび第２横方向ｙに方向付けされた座標に対する同じ値を含む。

グループ１０１の各々内で、ｚ座標の値を増大するという点からみてタプルが記憶される。図３の図面において、グループ１０１の各々、すなわち、Ａスキャンの各々は、４つのタプルを有する。しかしながら、実際には、タプルの数はもっと多い。

タプルＴ_iのグループ１０１の各々に対して、錯乱強度のｓ_iの値の分析が行われる。特に、ｚ座標ｚ_iからの錯乱強度の値ｓ_iの依存の分析が行われ得る。分析を通じて、グループ１０１のタプルＴ_iのサブグループ１０３が定められる。サブグループ１０３の各々は、一つ以上のタプルを含み得る。一例として、タプルのグループ１０１におけるタプルのうちのもっとも小さい値ｚ_iを有するタプルから分析が開始されるように、分析が行われ得る。したがって、だんだんと高いｚ_iの値を有するタプルに対して分析が進む。言い換えると、グループ１０１のタプルは、増大するｚ_iの値の順に分析される。したがって、分析はｚ座標ｚ_iに基づく。

一例によると、錯乱強度ｓ_iの、予め定められた、または予め選択されたしきい値を最初に超えるタプルは、グループ１０３に割り当てられる。しきい値は、たとえば、グループ１０１内にあるタプルの錯乱強度の値の分析に基づいて定められ得る。また、別のグループ１０１のタプル、あるいは、ＯＣＴ記録装置によって、ボリューム２９において測定された全てのタプルにすら基づいて、しきい値が定められることも考えられる。

別の例によると、最小の値ｚ_iから開始されるように分析を実行することができ、あれらのタプルは、予め定められた、または、予め選択されたしきい値を、予め定められた、または、予め選択された回数超える錯乱強度の値ｓ_iを有するグループ１０３に割り当てられる。たとえば、あれらのタプルは、しきい値を２回または３回（あるいはそれより多い）超える錯乱強度の値ｓ_iを有するグループ１０３に割り当てられる。

さらに、最小の値ｚ_iから開始されるように分析が実行され、あれらのタプルは、最大値に予め定められた、または、予め選択された回数到達する錯乱強度の値ｓ_iを有するグループ１０３に割り当てられることも考えられる。たとえば、あれらのタプルは、最大値に２回または３回（あるいはそれより多い）到達するグループ１０３に割り当てられる。

さらに、上述した分析の変形のうちの一つまたは同等の方法によってグループ１０３に割り当てられたタプルの付近のタプルもグループ１０３に割り当てられることが考えられる。

たとえば、最小のｚ値から始まるように分析が実行され、互いに隣接するように配置され、予め定められた、または、予め選択されたしきい値を越える、最初の２、５または１０（すなわち、任意の予め定められた、または、予め選択された数）個のタプルが、グループ１０３に割り当てられる。

別の例によれば、最小のｚ値から開始するように分析が実行され、先行するタプルと比べて、予め定められた、または、予め選択されたしきい値を超える錯乱強度の値の変化が生じるタプルが、グループ１０３に割り当てられる。

グループ１０３へのタプルの割り当ては、調査下にある対象の情報に基づいて行われ得る。その情報は、ＯＣＴデータセットから、カラー画像データセットから、または、他の、または別の分析方法から取り出される。たとえば、眼の角膜は、空気に対する境界でのきれいな透明な領域で、検出可能なＯＣＴ信号を反射することが知られている。角膜の表面に対応するタプルは、さらなる分析から除外される。したがって、眼内の深い所に位置する構造の錯乱強度を表すタプルだけがグループ１０３に割り当てられる。したがって、対応するカラー画像が投射される深さの判定は、眼内の深い所に位置するこれらのタプルのみに基づく。

したがって、タプルのグループ１０３は、走査されたボリューム２９内の錯乱構造を表す。

タプルのグループ１０３の各々に対して、代表的なｚ値が判定される。一例として、これは、グループ１０３のタプルのｚ値の平均値を算出することによって実行され得る。別の例によれば、グループ１０３のタプルの最小のｚ値が、代表的なｚ値として取得される。代表的なｚ値は、計測されるか、出力データセットのタプルに含まれるｚ値を表す距離ａ’（ｘ’，ｙ’）を判定するためのオフセットが与えられ得る。

出力データセットは、３つの座標に対する値を含むタプルを含む。一つの座標値は、図３を参照する説明の一節に従う代表的なｚ値に基づいて定められる。２つの別の座標は、図３に示されるタプルの値ｘ_i，ｙ_iから直接定められる。代替的に、これらの別の座標は、計測または移動などにより、図３に示されるタプルの値ｘ_i，ｙ_iから定められる。出力データセット７１のタプルは、カラー画像データのピクセルのグループ６７のカラー値に基づいて算出されるカラー値をさらに含む。

発明は、ある例示の実施例に関して説明されたが、多くの代替案、修正および変形が当業者にとって明らかであることは明白である。したがって、ここで説明された発明の例示の実施例は、説明を意図しており、いかなる限定をも意図するものではない。以下の特許請求の範囲において定められる本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲で、様々な変形がなされ得る。

Claims (25)

1. ＯＣＴデータセットの画像を生成する方法であって、
   三次元空間座標の３つの値および散乱強度の値を各々が含む複数のタプルを表わすＯＣＴデータセットを取得するステップと、
   カラー値および二次元空間座標の２つの値を各々が含む複数のタプルを表わすカラー画像データセットを取得するステップと、
   カラー値および三次元空間の３つの値を各々が含む複数のタプルを表わす画像データセットを生成するステップとを含み、
   前記画像データセットの生成は、前記ＯＣＴデータセットの分析および前記カラー画像データセットの分析に基づいて行なわれ、
   前記ＯＣＴデータセットの分析は、前記散乱強度の値の少なくとも一部に基づいて、タプルのグループが対象の少なくとも１つの散乱構造を表すように、前記ＯＣＴデータセットの前記複数のタプルから前記タプルのグループを選択することを含み、
   前記散乱構造は、前記対象の三次元ボリューム部分であり、
   前記ＯＣＴデータセットの分析は、さらに、前記対象の前記散乱構造の深さを判定することを含み、
   前記カラー画像データセットの分析は、カラー値を判定することを含み、
   前記方法は、さらに、前記散乱構造の前記判定された深さ上に前記カラー値を投射するステップを備え、
   前記散乱構造は、前記対象内において、前記対象の表面に対応する前記複数のタプルのすべてのタプルよりも深くに位置する、方法。
2. 前記画像データセットを生成するステップは、前記選択されたタプルのグループに基づいて、前記カラー画像データセットの分析から判定されたカラー値を、前記対象の対象ボリューム部分に割り当てるステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＯＣＴデータセットの分析は、前記ＯＣＴデータセットによって表された前記複数のタプルの第１のグループの前記散乱強度の値を分析することを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１のグループの前記タプルの各々は、線に沿って配置される、請求項３に記載の方法。
5. ＯＣＴデータセットの分析は、第２のグループが前記ＯＣＴデータセットのボリューム内の少なくとも一つの散乱構造を表すように前記第１のグループからタプルの前記第２のグループを選択することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. ＯＣＴデータセットの分析は、前記ＯＣＴデータセットの前記ボリュームの表面から前記線に沿って測定されたタプルの前記第２のグループの代表的な深さを定めることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記画像データセットの生成は、
   前記カラー画像データセットによって表される前記タプルの分析から得られるカラー値を、前記ボリュームの前記表面の位置に割り当てることを含み、前記表面の位置は、前記線と前記表面の交点であり、
   画像データセットの生成は、前記ボリュームの前記表面の位置から前記線に沿って、定められた代表的な深さに、割り当てられたカラー値を投射することを含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記画像データセットによって表されたタプルの前記三次元空間座標は、第１の横方向に方向付けられた第１の座標、第２の横方向に方向付けられた第２の座標、および、横断線方向に方向付けられた第３の座標を含み、
   前記方法は、前記画像データセットによって表された複数のタプルの少なくとも一つの画像データタプルに対して、
   前記ＯＣＴデータセットの分析から、前記画像データタプルの前記第３の座標の値を定めるステップと、
   前記カラー画像データセットの分析から、前記画像データタプルのカラー値を定めるステップとを含む、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 前記ＯＣＴデータセットの前記タプルの前記三次元空間座標は、第１の横方向に方向付けされた第１の座標と、第２の横方向に方向付けされた第２の座標と、横断線方向に方向付けられた第３の座標とを含み、
   前記画像データタプルの第３の座標の決定は、
   前記第１のグループの各タプルの前記第１の座標および前記第２の座標の値が、前記画像データタプルの前記第１の座標および前記第２の座標の値に対応するように、前記ＯＣＴデータセットのタプルの第１のグループを選択することを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記第１のグループから前記ＯＣＴデータセットのタプルの第２のグループを選択するステップと、
    前記第２のグループのタプルの前記第３の座標の値に基づいて前記画像データタプルの第３の座標の値を決定するステップとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記第２のグループのタプルの各々は、前記第２のグループにはない、前記第１のグループのタプルよりも高い前記散乱強度の値を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１のグループのタプルの前記第３の座標の値に依存する前記第１のグループのタプルの散乱強度の値の変化の判定をさらに含み、前記第２のグループのタプルは、前記判定された変化に基づいて選択される、請求項１０または１１に記載の方法。
13. 前記カラー画像データセットによって表される前記タプルの前記二次元空間座標は、第１の横方向に方向付けされた第１の座標と、第２の横方向に方向付けされた第２の座標とを含み、前記画像データタプルのカラー値の決定は、
    前記第３のグループのタプルの前記第１の座標および前記第２の座標の値が、前記画像データタプルの前記第１および前記第２の座標の値に対応するように、前記カラー画像データセットにより表されるタプルの第３のグループを選択することを含む、請求項８〜１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記第３のグループの前記タプルの前記カラー値に基づく前記画像データタプルの前記カラー値の判定をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記画像データセットの画像を生成するステップをさらに含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
16. ＯＣＴデータセットの画像を生成する方法であって、
    ＯＣＴデータセットを取得するステップを含み、前記ＯＣＴデータセットは制限されたボリュームの散乱強度を表し、前記散乱強度は複数のボクセルに割り当てられ、前記ボリュームは少なくとも表面により制限され、前記方法はさらに、
    ある領域に割り当てられた、カラー値のピクセルを現すカラー画像データセットを取得するステップと、
    前記表面上の位置に割り当てられた、少なくとも１つの深さ値を判定するステップとを含み、前記深さ値は、前記表面から投射方向に沿って測定される距離に対応し、前記深さ値は、ある線に沿って配置された前記複数のボクセルにおけるボクセルの散乱強度の値に基づいて判定され、前記線は、前記深さ値が割り当てられた前記表面上の位置と交わり、前記投射方向に沿って方向付けられ、前記方法はさらに、
    前記カラー画像データセットのピクセルの少なくとも１つのグループを判定するステップを含み、前記ピクセルのグループは、前記深さ値に割り当てられ、前記領域上の前記ピクセルのグループの位置は、前記深さ値が割り当てられた前記表面の位置に対応し、前記方法はさらに、
    前記ピクセルのグループの前記ピクセルの前記カラー値に基づいて前記ピクセルのグループに対してカラー値を判定するステップと、
    前記ピクセルのグループが割り当てられた前記深さ値に基づいて、かつ前記深さ値が割り当てられた前記表面の位置に基づいて判定された表示位置において、前記判定されたカラー値を表示するステップとを含み、
    前記散乱強度の値の少なくとも一部に基づいて、ボクセルのグループが対象の少なくとも１つの散乱構造を表すように、前記複数のボクセルからボクセルのグループを選択するステップをさらに含み、
    前記散乱構造は、前記対象の三次元ボリューム部分であり、
    前記深さ値は、前記散乱構造の深さを表し、
    前記判定されたカラー値を、前記投射方向に沿って、前記判定された深さ値に対応する深さへ投射するステップをさらに備え、
    前記散乱構造は、前記対象内において、前記対象の表面に対応する前記複数のボクセルのすべてのボクセルよりも深くに位置する、方法。
17. 前記選択されたボクセルのグループに基づいて、前記判定されたカラー値を、前記対象の対象ボリューム部分に割り当てるステップをさらに備える、請求項１６に記載の方法。
18. 請求項１〜１７のいずれかに記載の方法を実行するように構成されたＯＣＴシステム。
19. ＯＣＴデータセットを取得するためのＯＣＴ記録装置と、
    カラー画像データセットを取得するためのカメラと、
    前記ＯＣＴデータセットおよび前記カラー画像データセットから、三次元カラー画像のための画像データセットを算出するように構成された演算装置とを含み、
    前記演算装置は、前記三次元カラー画像のための前記画像データセットの計算が、前記ＯＣＴデータセットの分析および前記カラー画像データセットの分析に基づいて実行されるように構成され、
    前記画像データセットを三次元カラー画像として表示するための表示装置をさらに含み、
    前記ＯＣＴデータセットの分析は、前記ＯＣＴデータセットの散乱強度の値の少なくとも一部に基づいて、タプルのグループが対象の少なくとも１つの散乱構造を表すように、前記ＯＣＴデータセットの複数のタプルから前記タプルのグループを選択することを含むみ、
    前記散乱構造は、前記対象の三次元ボリューム部分であり、
    前記ＯＣＴデータセットの分析は、さらに、前記対象の前記散乱構造の深さを判定することを含み、
    前記カラー画像データセットの分析は、カラー値を判定することを含み、
    前記ＯＣＴシステムは、さらに、前記散乱構造の前記判定された深さ上に前記カラー値を投射するように構成され、
    前記散乱構造は、前記対象内において、前記対象の表面に対応する、前記ＯＣＴデータセットの前記複数のタプルのすべてのタプルよりも深くに位置する、ＯＣＴシステム。
20. 前記画像データセットの算出は、前記選択されたタプルのグループに基づいて、前記カラー画像データセットの分析から判定されたカラー値を、前記対象の対象ボリューム部分に割り当てることを含む、請求項１９に記載のＯＣＴシステム。
21. 前記ＯＣＴデータセットの分析は、前記ＯＣＴデータセットによって表された複数のタプルのうちの第１のタプルのグループの散乱強度の値を分析することを含み、
    前記第１のグループの前記タプルの各々は、線に沿って配置される、請求項１９または２０に記載のＯＣＴシステム。
22. ＯＣＴデータセットの分析は、第２のグループが前記ＯＣＴデータセットのボリューム内の少なくとも一つの散乱構造を表すように前記第１のグループからタプルの前記第２のグループを選択することをさらに含む、請求項２１に記載のＯＣＴシステム。
23. ＯＣＴデータセットの分析は、前記ＯＣＴデータセットの前記ボリュームの表面から前記線に沿って測定されたタプルの前記第２のグループの代表的な深さを定めることをさらに含む、請求項２２に記載のＯＣＴシステム。
24. 前記画像データセットの算出は、
    前記カラー画像データセットによって表されるタプルの分析から得られるカラー値を、前記ＯＣＴデータセットの前記ボリュームの前記表面の位置に割り当てることを含み、前記表面の位置は、前記線と前記表面の交点であり、
    画像データセットの算出は、前記ＯＣＴデータセットの前記ボリュームの前記表面の位置から前記線に沿って、前記定められた代表的な深さに、割り当てられたカラー値を投射することを含む、請求項２３に記載のＯＣＴシステム。
25. 前記ＯＣＴ記録装置および前記カメラは、前記カラー画像データセットおよび前記ＯＣＴデータセットが対象の同じ構造を表すように互いに関連して方向付けされる、請求項１９〜２４のいずれかに記載のＯＣＴシステム。

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