JP6090505B1 - 眼底画像解析システムとそのプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】神経乳頭を中心として放射状に延びる網膜血管に対し、長さ方向に精度の高い血管壁を描画可能で血管壁の壁厚（肉厚）あるいは血管径の解析も可能な眼底画像解析システムとそのプログラムを提供することである。【解決手段】眼底画像中に存在する画素を基準として神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算しながら、隣接画素同士でかい離度がしきい値内である隣接画素を抽出して基準とする画素を更新し、更新された画素を結んで連続線で描画し、この連続線を出力する。【選択図】図１
Description
本発明は、眼底画像中に存在する画素を解析することで血管壁を描画する眼底画像解析システムとそのプログラムに関する。
近年、網膜血管をバイオマーカーとして脳動脈硬化症や高血圧症などの診断に利用する研究が進んでいる。その際には眼底カメラによって撮影された眼底画像を医師が目視診断し、網膜変性の出現を分析することで対応していたが、医師の熟練度等によって診断にバラツキが生じるおそれや、目視診断の結果を必要とする内科医や外科医が多数存在しており、眼科医による目視診断のみではニーズに応えることが難しくなってきている。従って、眼底画像に撮影された網膜血管に対して、客観的かつ定量的に精度の高い解析を行うことの強いニーズがあった。
このような状況の中、これまでいくつかの眼底画像の解析装置やシステムが開発されてきた。
このような状況の中、これまでいくつかの眼底画像の解析装置やシステムが開発されてきた。
例えば、特許文献１には、「眼底画像解析装置、眼底撮影装置及びプログラム」という名称で、被検眼の眼底の疾患部位を効果的に特定する発明が開示されている。
この特許文献１では、眼底の血管部位に相応する血管領域と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指定する技術、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技術、画像領域の例として視神経乳頭の半径の４倍との記載、特徴点の指定に関する技術として、画像領域の概略形状のテンプレートを予め用意しておき、このテンプレートと特定された画素の分布領域との照合によって特徴点を抽出する技術が開示されている。
この特許文献１では、眼底の血管部位に相応する血管領域と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指定する技術、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技術、画像領域の例として視神経乳頭の半径の４倍との記載、特徴点の指定に関する技術として、画像領域の概略形状のテンプレートを予め用意しておき、このテンプレートと特定された画素の分布領域との照合によって特徴点を抽出する技術が開示されている。
また、特許文献２には、「画像解析装置及び画像解析プログラム」という名称で、眼底画像から血管交叉部における定量的な特性値を算出し、この算出結果に基づいて、血管の異常の判定を客観的で信頼性高く実施できる発明が開示されている。
この特許文献２では、眼底画像において、血管の交叉部付近の口径比を算出して血管の異常の判定に利用する技術、血管の識別に関する技術として血管部に固有の画素値を有する画素と血管部以外の画素値を有する画素を識別し、識別された各々の画素毎に０又は１のデータを割り当てる技術（２値化）等が開示されている。
この特許文献２では、眼底画像において、血管の交叉部付近の口径比を算出して血管の異常の判定に利用する技術、血管の識別に関する技術として血管部に固有の画素値を有する画素と血管部以外の画素値を有する画素を識別し、識別された各々の画素毎に０又は１のデータを割り当てる技術（２値化）等が開示されている。
さらに、特許文献３にも、「画像解析装置及び画像解析プログラム」という名称で、特許文献２と同一の出願人から眼底画像に撮影されている血管を効率よく抽出し、精度高く解析するための発明が開示されている。
この特許文献３では、視神経乳頭位置を検出し、別に検出された血管の径を解析し、血管が視神経乳頭部から延びる方向を計算し、血管が延びる方向の比較と血管の径の比較を行うことで、解析に適した血管を選択する技術が開示されている。
この特許文献３では、視神経乳頭位置を検出し、別に検出された血管の径を解析し、血管が視神経乳頭部から延びる方向を計算し、血管が延びる方向の比較と血管の径の比較を行うことで、解析に適した血管を選択する技術が開示されている。
特許文献４には、「画像解析システム、及び画像解析プログラム」という名称で、やはり特許文献２と同一の出願人から眼底画像の血管径を精度良く決定し、高血圧症や糖尿病等の疾病の診断に有用な情報を提供可能な発明が開示されている。
この特許文献４では、眼底画像において、血管領域と背景領域を抽出し、血管領域を構成する複数の画素から注目画素を選択し、血管径を演算し、血管径の変化量を測定し、血管領域の口径不同の部位を判定し、動脈と静脈を判別し、異常所見を行う技術が開示されている。て
この特許文献４では、眼底画像において、血管領域と背景領域を抽出し、血管領域を構成する複数の画素から注目画素を選択し、血管径を演算し、血管径の変化量を測定し、血管領域の口径不同の部位を判定し、動脈と静脈を判別し、異常所見を行う技術が開示されている。て
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、単色階調画像Ｇｉ中の基準領域を指定して、この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し、単色階調画像Ｇｉ中の解析対象領域中の画素のうち許容範囲外の階調値を有する画素（非許容画素）を特定し、この非許容画素の位置を所定の表示色にして単色階調画像Ｇｉを表示し、この許容範囲外の階調値を有する非許容画素を疾患領域と推定しているが、基準領域中の画素の階調値で設定された許容範囲を眼底画像内の広い範囲に亘って適用すると誤差を生じる可能性があり、精度の点で課題があった。
また、特許文献２に開示される技術では、眼底画像の画素値データを２値化することで血管の識別を行う。２値化は具体的には、血管部に固有の画素値を有する画素と、血管部以外の画素値を有する画素を識別し、識別された各々の画素毎に０又は１のデータを割り当てるものである。しかしながら、この技術においても、血管部に固有の画素値は血管のすべての長さ方向で一定とは限らず、変化するものであり画素値の範囲を狭くすると血管の長さ方向に誤差を生じる可能性があり、広くすると血管壁の範囲に誤差を生じる可能性があり、精度について課題を生じる可能性があった。
特許文献３に開示される技術においても、特許文献２の技術と同様に眼底画像から血管部分を抽出する際に、眼底画像に対して血管部に固有の画素値を有する領域と血管部以外の画素値を有する領域を識別することで行うが、この抽出もまた、血管のすべてで画一的な固有値を用いるものであり、特許文献２と同様な課題を有していた。
さらに、特許文献４に開示される技術においても血管部の抽出には血管領域と背景領域の２つの領域に固有な閾値に従って２値化処理を行い、処理された２値化データからこれらの２つの領域に分けられる。その後、血管径を求めて、その血管径の変化に応じて疾病の診断を実施している。しかしながら、この技術でも最初に定められる血管領域と背景領域に固有の閾値は画一的であり、血管の長さ方向に亘ってその閾値が適用されてしまうと、その後の血管口径の算出や疾病診断に大きく影響し、ひいては疾病診断の精度も大きく影響を受けてしまうという課題があった。
また、特許文献２に開示される技術では、眼底画像の画素値データを２値化することで血管の識別を行う。２値化は具体的には、血管部に固有の画素値を有する画素と、血管部以外の画素値を有する画素を識別し、識別された各々の画素毎に０又は１のデータを割り当てるものである。しかしながら、この技術においても、血管部に固有の画素値は血管のすべての長さ方向で一定とは限らず、変化するものであり画素値の範囲を狭くすると血管の長さ方向に誤差を生じる可能性があり、広くすると血管壁の範囲に誤差を生じる可能性があり、精度について課題を生じる可能性があった。
特許文献３に開示される技術においても、特許文献２の技術と同様に眼底画像から血管部分を抽出する際に、眼底画像に対して血管部に固有の画素値を有する領域と血管部以外の画素値を有する領域を識別することで行うが、この抽出もまた、血管のすべてで画一的な固有値を用いるものであり、特許文献２と同様な課題を有していた。
さらに、特許文献４に開示される技術においても血管部の抽出には血管領域と背景領域の２つの領域に固有な閾値に従って２値化処理を行い、処理された２値化データからこれらの２つの領域に分けられる。その後、血管径を求めて、その血管径の変化に応じて疾病の診断を実施している。しかしながら、この技術でも最初に定められる血管領域と背景領域に固有の閾値は画一的であり、血管の長さ方向に亘ってその閾値が適用されてしまうと、その後の血管口径の算出や疾病診断に大きく影響し、ひいては疾病診断の精度も大きく影響を受けてしまうという課題があった。
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、神経乳頭を中心として放射状に延びる血管の長さ方向に精度の高い血管壁を描画可能で血管壁の壁厚（肉厚）あるいは血管径の解析も可能な眼底画像解析システムとそのプログラムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、第１の発明である眼底画像解析システムは、眼底画像中に存在する画素（ピクセル）を解析することで血管壁を描画するシステムであって、眼底画像を格納する眼底画像データベースから読み出した眼底画像又は入力部から入力された眼底画像に示された神経乳頭の領域を指定する神経乳頭指定部と、この神経乳頭指定部で指定された神経乳頭の領域の周囲に前記画素の解析領域を設定する解析エリア設定部と、前記解析を行うためのテンプレートを選択するテンプレート選択部と、前記解析領域内で前記テンプレートに従ってテンプレート形成用画素を指定する解析画素指定部と、前記テンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を新たにテンプレート形成用画素として、順次テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値と隣接画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出してテンプレート形成用画素を更新する隣接画素解析部と、前記更新されたテンプレート形成用画素を結び連続線で描画する描画部と、この描画部で描かれた前記連続線を出力する出力部と、を有することを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析システムでは、テンプレート選択部によって選択されたテンプレートに従って解析画素指定部がテンプレート形成用画素を指定し、隣接画素解析部がテンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、隣接画素の色彩に関する特性値と前記テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算して、かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出して次のテンプレート形成用画素として更新するという作用を有する。
すなわち、一旦基準として指定されたテンプレート形成用画素の色彩に関する特性値に対し、更新されたテンプレート形成用画素の色彩に関する特性値が一定の範囲内で変動することを許容している。
なお、本願特許請求の範囲及び明細書中における色彩に関する特性値とは、ＲＧＢ値（Ｒ＝Ｒｅｄ，Ｇ＝Ｇｒｅｅｎ，Ｂ＝Ｂｌｕｅ）やＣＭＹＫ値（Ｃ＝Ｃｙａｎ，Ｍ＝Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙ＝Ｙｅｌｌｏｗ，Ｋ＝Ｋｅｙ Ｐｌａｔｅ）があるが、色彩を表現する特性値であればどのようなものでもよい。また、かい離度は、比較対象となっている画素の色彩に関する特性値がどの程度離反しているかを定量的に表現しているもので、それぞれの値の標準偏差、分散、差分あるいは統計的手法に用いられる量を用いてもよい。
また、色彩に関する「特性値を演算する」とはデジタルカメラの撮像素子による撮影画像から「画像処理によって特性値を得る」ことを意味するものである。
また、本願における「神経乳頭から遠ざかる方向」とは、神経乳頭の半径の倍数で描かれた円の接線に垂直な方向で神経乳頭から離れる方向を意味し、「神経乳頭に近づく方向」とは、その円の接線に垂直な方向で神経乳頭に近づく方向を意味している。従って、「神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に垂直な方向」とは、神経乳頭の半径の倍数で描かれた円の接線方向の意味である。
上記構成の眼底画像解析システムでは、テンプレート選択部によって選択されたテンプレートに従って解析画素指定部がテンプレート形成用画素を指定し、隣接画素解析部がテンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、隣接画素の色彩に関する特性値と前記テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算して、かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出して次のテンプレート形成用画素として更新するという作用を有する。
すなわち、一旦基準として指定されたテンプレート形成用画素の色彩に関する特性値に対し、更新されたテンプレート形成用画素の色彩に関する特性値が一定の範囲内で変動することを許容している。
なお、本願特許請求の範囲及び明細書中における色彩に関する特性値とは、ＲＧＢ値（Ｒ＝Ｒｅｄ，Ｇ＝Ｇｒｅｅｎ，Ｂ＝Ｂｌｕｅ）やＣＭＹＫ値（Ｃ＝Ｃｙａｎ，Ｍ＝Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙ＝Ｙｅｌｌｏｗ，Ｋ＝Ｋｅｙ Ｐｌａｔｅ）があるが、色彩を表現する特性値であればどのようなものでもよい。また、かい離度は、比較対象となっている画素の色彩に関する特性値がどの程度離反しているかを定量的に表現しているもので、それぞれの値の標準偏差、分散、差分あるいは統計的手法に用いられる量を用いてもよい。
また、色彩に関する「特性値を演算する」とはデジタルカメラの撮像素子による撮影画像から「画像処理によって特性値を得る」ことを意味するものである。
また、本願における「神経乳頭から遠ざかる方向」とは、神経乳頭の半径の倍数で描かれた円の接線に垂直な方向で神経乳頭から離れる方向を意味し、「神経乳頭に近づく方向」とは、その円の接線に垂直な方向で神経乳頭に近づく方向を意味している。従って、「神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に垂直な方向」とは、神経乳頭の半径の倍数で描かれた円の接線方向の意味である。
また、第２の発明である眼底画像解析システムは、第１の発明において、前記更新されたテンプレート形成用画素同士が形成する更新方向の角度を演算し、この角度が予め定められた値以上の場合には更新方向とは逆方向に１画素戻り、この戻った手前画素からさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った先手前画素との間で形成する更新方向に前記手前画素から連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた超越画素を前記手前画素に対して隣接した隣接画素として色彩に関する特性値を演算し、この超越画素の色彩に関する特性値と前記手前画素を前記テンプレート形成用画素として計算した色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して、この抽出された隣接画素を前記手前画素の次のテンプレート形成用画素として更新して補完する隣接画素校正部を備えることを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析システムでは、第１の発明の作用に加えて、隣接画素解析部が網膜血管に生じた枝血管の影響を受けて、本来描画しようとしている血管から離れた血管の画像に存在する画素をテンプレート形成用画素として更新するような場合に、隣接画素校正部がテンプレート形成用画素を校正して更新するという作用を有する。
上記構成の眼底画像解析システムでは、第１の発明の作用に加えて、隣接画素解析部が網膜血管に生じた枝血管の影響を受けて、本来描画しようとしている血管から離れた血管の画像に存在する画素をテンプレート形成用画素として更新するような場合に、隣接画素校正部がテンプレート形成用画素を校正して更新するという作用を有する。
そして、第３の発明である眼底画像解析システムは、第１の発明又は第２の発明において、前記解析画素指定部によって指定されたテンプレート形成用画素を水平方向に反転させた反転テンプレート形成用画素を生成し、この反転テンプレート形成用画素と前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向と垂直方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記反転テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を逆側テンプレート形成用画素として決定する逆側画素解析部を有し、前記隣接画素解析部は、逆側テンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記逆側テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を新たに逆側テンプレート形成用画素として、順次逆側テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値と隣接画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して逆側テンプレート形成用画素を更新し、前記描画部は、前記更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線及び前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線を描画することを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析システムでは、第１の発明の作用に加えて、逆側画素解析部が反転テンプレート形成用画素を用いて、網膜血管の一方の血管壁から他方側の血管壁の探索を行うという作用を有している。すなわち、網膜血管の軸対称性を利用して、一方の血管壁のテンプレート形成用画素を網膜血管の軸に対称に反転させて、他方（逆側）の血管壁の描画のためのテンプレート形成用画素の指定を行うように作用するものである。
上記構成の眼底画像解析システムでは、第１の発明の作用に加えて、逆側画素解析部が反転テンプレート形成用画素を用いて、網膜血管の一方の血管壁から他方側の血管壁の探索を行うという作用を有している。すなわち、網膜血管の軸対称性を利用して、一方の血管壁のテンプレート形成用画素を網膜血管の軸に対称に反転させて、他方（逆側）の血管壁の描画のためのテンプレート形成用画素の指定を行うように作用するものである。
さらに、第４の発明である眼底画像解析システムは、第３の発明において、前記更新された逆側テンプレート形成用画素同士が形成する更新方向の角度を演算し、この角度が予め定められた値以上の場合には更新方向とは逆方向に１画素戻り、この戻った手前画素からさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った先手前画素との間で形成する更新方向に前記手前画素から前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた超越画素を前記手前画素に対して隣接した隣接画素として色彩に関する特性値を演算し、この超越画素の色彩に関する特性値と前記手前画素を前記逆側テンプレート形成用画素として計算した色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して、この抽出された隣接画素を前記手前画素の次の逆側テンプレート形成用画素として更新して補完する逆側隣接画素校正部を備えることを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析システムでは第３の発明の作用に加えて、隣接画素解析部が網膜血管に生じた枝血管の影響を受けて、本来描画しようとしている血管から離れた血管の画像に存在する画素を逆側テンプレート形成用画素として更新するような場合に、逆側隣接画素校正部が逆側テンプレート形成用画素を校正して更新するという作用を有する。
上記構成の眼底画像解析システムでは第３の発明の作用に加えて、隣接画素解析部が網膜血管に生じた枝血管の影響を受けて、本来描画しようとしている血管から離れた血管の画像に存在する画素を逆側テンプレート形成用画素として更新するような場合に、逆側隣接画素校正部が逆側テンプレート形成用画素を校正して更新するという作用を有する。
第５の発明である眼底画像解析システムは、第３の発明又は第４の発明おいて、前記更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線と前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線との距離を血管径として演算する眼底血管解析部を有することを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析システムでは、第３の発明又は第４の発明の作用に加えて、眼底血管解析部が更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線と前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線との距離を演算することで、網膜血管の血管径を演算するという作用を有する。
上記構成の眼底画像解析システムでは、第３の発明又は第４の発明の作用に加えて、眼底血管解析部が更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線と前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線との距離を演算することで、網膜血管の血管径を演算するという作用を有する。
そして、第６の発明である眼底画像解析システムは、第５の発明において、前記眼底血管解析部は、前記連続線方向に前記血管径が予め定めた所望の第１の変化量を超えて太くなったのち、さらに予め定めた所望の第２変化量を超えて細くなった箇所については動脈瘤や数珠状静脈の可能性があると判断し、他の箇所とは識別可能に描画すべく前記描画部に制御信号を送信することを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析システムでは、第５の発明の作用に加えて、眼底血管解析部が動脈瘤や数珠状静脈の可能性がある箇所を他の正常な箇所とは識別可能に描画するために描画部に制御信号を発信することで、動脈瘤や数珠状静脈の可能性のある個所を容易に判別可能に描画されるという作用を有する。
上記構成の眼底画像解析システムでは、第５の発明の作用に加えて、眼底血管解析部が動脈瘤や数珠状静脈の可能性がある箇所を他の正常な箇所とは識別可能に描画するために描画部に制御信号を発信することで、動脈瘤や数珠状静脈の可能性のある個所を容易に判別可能に描画されるという作用を有する。
第７の発明である眼底画像解析プログラムは、コンピュータによって、眼底画像中に存在する画素を解析することで血管壁を描画するために実行されるプログラムであって、眼底画像を格納する眼底画像データベースから読み出した眼底画像又は入力部から入力された眼底画像に示された神経乳頭の領域を指定する神経乳頭指定工程と、この神経乳頭指定工程で指定された神経乳頭の領域の周囲に前記画素の解析領域を設定する解析エリア設定工程と、前記解析を行うためのテンプレートを選択するテンプレート選択工程と、前記解析領域内で前記テンプレートに従ってテンプレート形成用画素を指定する解析画素指定工程と、前記テンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を新たにテンプレート形成用画素として、順次テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値と隣接画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出してテンプレート形成用画素を更新する隣接画素解析工程と、前記更新されたテンプレート形成用画素を結び連続線で描画する描画工程と、この描画工程で描かれた前記連続線を出力する出力工程と、を有することを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析プログラムでは、第１の発明である眼底画像解析システムをプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は第１の発明の作用と同様である。
上記構成の眼底画像解析プログラムでは、第１の発明である眼底画像解析システムをプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は第１の発明の作用と同様である。
第８の発明である眼底画像解析プログラムは、第７の発明において、前記更新されたテンプレート形成用画素同士が形成する更新方向の角度を演算し、この角度が予め定められた値以上の場合には更新方向とは逆方向に１画素戻り、この戻った手前画素からさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った先手前画素との間で形成する更新方向に前記手前画素から前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた超越画素を前記手前画素に対して隣接した隣接画素として色彩に関する特性値を演算し、この超越画素の色彩に関する特性値と前記手前画素を前記テンプレート形成用画素として計算した色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して、この抽出された隣接画素を前記手前画素の次のテンプレート形成用画素として更新して補完する隣接画素校正工程を備えることを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第２の発明である眼底画像解析システムをプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は第２の発明の作用と同様である。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第２の発明である眼底画像解析システムをプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は第２の発明の作用と同様である。
第９の発明で眼底画像解析プログラムは、第７の発明又は第８の発明において、前記解析画素指定工程によって指定されたテンプレート形成用画素を水平方向に反転させた反転テンプレート形成用画素を生成し、この反転テンプレート形成用画素と前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向と垂直方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記反転テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を逆側テンプレート形成用画素として決定する逆側画素解析工程を有し、前記隣接画素解析工程は、逆側テンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記逆側テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を新たに逆側テンプレート形成用画素として、順次逆側テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値と隣接画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して逆側テンプレート形成用画素を更新し、前記描画工程は、前記更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線及び前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線を描画することを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第３の発明である眼底画像解析システムをプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は、第３の発明の作用と同様である。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第３の発明である眼底画像解析システムをプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は、第３の発明の作用と同様である。
第１０の発明である眼底画像解析プログラムは、第９の発明において、前記更新された更新された逆側テンプレート形成用画素同士が形成する更新方向の角度を演算し、この角度が予め定められた値以上の場合には更新方向とは逆方向に１画素戻り、この戻った手前画素からさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った先手前画素との間で形成する更新方向に前記手前画素から前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた超越画素を前記手前画素に対して隣接した隣接画素として色彩に関する特性値を演算し、この超越画素の色彩に関する特性値と前記手前画素を前記逆側テンプレート形成用画素として計算した色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して、この抽出された隣接画素を前記手前画素の次の逆側テンプレート形成用画素として更新して補完する逆側隣接画素校正工程を備えることを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第４の発明である眼底画像解析システムをプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は、第４の発明の作用と同様である。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第４の発明である眼底画像解析システムをプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は、第４の発明の作用と同様である。
第１１の発明である眼底画像解析プログラムは、第９の発明又は第１０の発明において、前記更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線と前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線との距離を血管径として演算する眼底血管解析工程を有することを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第５の発明をプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は、第５の発明の作用と同様である。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第５の発明をプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は、第５の発明の作用と同様である。
第１２の発明である眼底画像解析プログラムは、第１１の発明において、前記眼底血管解析工程は、前記連続線方向に前記血管径が予め定めた所望の第１の変化量を超えて太くなったのち、さらに予め定めた所望の第２変化量を超えて細くなった箇所については動脈瘤や数珠状静脈の可能性があると判断し、他の箇所とは識別可能に描画すべく前記描画部に制御信号を送信することを特徴とするものである。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第６の発明をプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は、第６の発明の作用と同様である。
上記構成の眼底画像解析プログラムは、第６の発明をプログラム発明として捉えた発明であるので、その作用は、第６の発明の作用と同様である。
本発明の第１の発明である眼底画像解析システムでは、隣接画素解析部がテンプレート形成用画素を順次更新するので、網膜血管の色彩が神経乳頭近傍から放射状に延びていく過程において徐々に変化するような場合でもテンプレート形成用画素をその変化に追従させて途切れることなく精度の高い解析を行うことができる。従って、血管壁の描画処理も途切れることなく円滑に実行することが可能である。
本発明の第２の発明である眼底画像解析システムでは、第１の発明の効果に加えて、隣接画素解析部が網膜血管に生じた枝血管の影響を受けて、本来描画しようとしている血管から離れた血管の画像に存在する画素をテンプレート形成用画素として更新しても、そのテンプレート形成用画素を校正した上で更新することができ、枝血管等などのノイズを排除することができる。従って、血管壁の描画の精度を高めることが可能である。
本発明の第３の発明である眼底画像解析システムでは、第１の発明又は第２の発明の効果に加えて、逆側画素解析部が、網膜血管の軸対称性を利用することで、一方の血管壁のテンプレート形成用画素を反転させて、反転テンプレート形成用画素を生成し、これを用いて、一方の血管壁から効率的に他方側（逆側）の血管壁の探索を行うことが可能である。
本発明の第４の発明である眼底画像解析システムでは、第３の発明の効果に加えて、逆側隣接画素校正部が、血管壁の他方側（逆側）においても逆側テンプレート形成用画素の更新に対して、枝血管等のノイズを排除する校正を行うことが可能であり、従って、血管壁の描画の精度を高めることが可能である。
本発明の第５の発明である眼底画像解析システムでは、第３の発明又は第４の発明の効果に加えて、眼底血管解析部によって網膜血管の血管径を演算可能であるので、血管径やその変化量を必要とする病状や症状の診断を行うことができる。
本発明の第６の発明である眼底画像解析システムでは、第５の発明の効果に加えて、眼底血管解析部から描画部に対して動脈瘤や数珠状静脈の可能性がある箇所を他の正常な箇所とは識別可能とするための制御信号を発信されるので、動脈瘤や数珠状静脈の可能性のある個所を容易に判別可能に確認することができ、病状や症状の診断をより容易に性格に行うことが可能である。
本発明の第７の発明である眼底画像解析プログラムは、第１の発明をプログラム発明として捉えたものであるので、その効果は第１の発明と同様である。
本発明の第８の発明である眼底画像解析プログラムは、第２の発明をプログラム発明として捉えたものであるので、その効果は第２の発明と同様である。
本発明の第９の発明である眼底画像解析プログラムは、第３の発明をプログラム発明として捉えたものであるので、その効果は第３の発明と同様である。
本発明の第１０の発明である眼底画像解析プログラムは、第４の発明をプログラム発明として捉えたものであるので、その効果は第４の発明と同様である。
本発明の第１１の発明である眼底画像解析プログラムは、第５の発明をプログラム発明として捉えたものであるので、その効果は第５の発明と同様である。
本発明の第１２の発明である眼底画像解析プログラムは、第６の発明をプログラム発明として捉えたものであるので、その効果は第６の発明と同様である。
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る眼底画像解析システムについて図１乃至図８を参照しながら説明する。
図１は、本発明の本実施の形態に係る眼底画像解析システムの概念図である。
図１において、眼底画像解析システム１は、入力部２、演算部３、出力部４及びデータベース群として、眼底画像データベース５、解析支援データベース６及び評価支援データベース７から構成されている。
図１は、本発明の本実施の形態に係る眼底画像解析システムの概念図である。
図１において、眼底画像解析システム１は、入力部２、演算部３、出力部４及びデータベース群として、眼底画像データベース５、解析支援データベース６及び評価支援データベース７から構成されている。
入力部２は、眼底画像解析システム１の演算部３によって解析される眼底画像に関するデータや解析時のパラメータや条件に関するデータなど、様々なデータ情報がデータベースに読み出し可能に予めに入力されたり、解析時や解析結果に基づく評価時にも随時入力される。
入力部２の具体例としては、キーボード、マウス、ペンタブレット、光学式の読取装置あるいはコンピュータ等の解析装置や計測機器等から通信回線を介してデータを受信する受信装置など複数種類の装置のいずれでもあるいは組み合わせでもよく、目的に応じて使い分け可能な装置の採用も考えられる。また、眼底画像解析システム１への入力に対するインターフェースのようなものであってもよい。
また、出力部４は、演算部３から解析や評価の結果やデータ入力を促すための入力画面（インターフェース画面）等の情報について、あるいは各データベースからデータを読み出して外部へ出力するものである。具体的にはＣＲＴ、液晶、プラズマあるいは有機ＥＬなどによるディスプレイ装置、あるいはプリンタ装置などの出力装置、さらには外部装置への伝送を行うためのトランスミッタなどの発信装置などが考えられる。もちろん、外部装置への伝送のための出力に対するインターフェースのようなものであってもよい。
入力部２の具体例としては、キーボード、マウス、ペンタブレット、光学式の読取装置あるいはコンピュータ等の解析装置や計測機器等から通信回線を介してデータを受信する受信装置など複数種類の装置のいずれでもあるいは組み合わせでもよく、目的に応じて使い分け可能な装置の採用も考えられる。また、眼底画像解析システム１への入力に対するインターフェースのようなものであってもよい。
また、出力部４は、演算部３から解析や評価の結果やデータ入力を促すための入力画面（インターフェース画面）等の情報について、あるいは各データベースからデータを読み出して外部へ出力するものである。具体的にはＣＲＴ、液晶、プラズマあるいは有機ＥＬなどによるディスプレイ装置、あるいはプリンタ装置などの出力装置、さらには外部装置への伝送を行うためのトランスミッタなどの発信装置などが考えられる。もちろん、外部装置への伝送のための出力に対するインターフェースのようなものであってもよい。
眼底画像解析システム１は、データベースとして、眼底画像データベース５、解析支援データベース６及び評価支援データベース７の３つのデータベースを備えている。
眼底画像データベース５には、医療機関や検診センター等で撮影された眼底画像データ１９が格納されている。
解析支援データベース６には、解析パラメータデータ２０、解析条件データ２１、テンプレートデータ２２（単一セルテンプレート２７，複数セルテンプレート２８）、テンプレート形成用画素２３、反転テンプレート形成用画素２９及び逆側テンプレート形成用画素２４が格納されている。
解析パラメータデータ２０とは、眼底画像中の神経乳頭の位置座標及びその半径Ｒに関する神経乳頭データ等、解析を行う際に用いられるパラメータに関するデータを意味している。
解析条件データ２１とは、後述するテンプレート形成用画素と隣接画素のＲＧＢ値の許容されるかい離度として予め設定したしきい値や、同様に反転テンプレート形成用画素と隣接画素のＲＧＢ値の許容されるかい離度（しきい値）あるいは逆側テンプレート形成用画素と隣接画素のＲＧＢ値の許容されるかい離度（しきい値）もこの解析条件データ２１に含まれる。さらに、演算部３の隣接画素校正部１５によって解析される枝血管であるか否かの判断基準としての更新方向の角度のしきい値や超越画素を選択する際に手前画素から何画素を越えて選択するかという数値、演算部３の眼底血管解析部１７によって解析される動脈瘤・静脈瘤の有無の判断基準としての連続線方向における血管径の変化量も解析条件データ２１である。すなわち、解析を行う際の判断や評価の基準値として採用されるデータを意味している。なお、本実施の形態においては、色彩に関する特性値としてＲＧＢ値を採用して説明しているが、既に述べたとおり、ＲＧＢ値のみには限定せず、色彩を特定可能な特性値であればどのような特性値であってもよい。
眼底画像データベース５には、医療機関や検診センター等で撮影された眼底画像データ１９が格納されている。
解析支援データベース６には、解析パラメータデータ２０、解析条件データ２１、テンプレートデータ２２（単一セルテンプレート２７，複数セルテンプレート２８）、テンプレート形成用画素２３、反転テンプレート形成用画素２９及び逆側テンプレート形成用画素２４が格納されている。
解析パラメータデータ２０とは、眼底画像中の神経乳頭の位置座標及びその半径Ｒに関する神経乳頭データ等、解析を行う際に用いられるパラメータに関するデータを意味している。
解析条件データ２１とは、後述するテンプレート形成用画素と隣接画素のＲＧＢ値の許容されるかい離度として予め設定したしきい値や、同様に反転テンプレート形成用画素と隣接画素のＲＧＢ値の許容されるかい離度（しきい値）あるいは逆側テンプレート形成用画素と隣接画素のＲＧＢ値の許容されるかい離度（しきい値）もこの解析条件データ２１に含まれる。さらに、演算部３の隣接画素校正部１５によって解析される枝血管であるか否かの判断基準としての更新方向の角度のしきい値や超越画素を選択する際に手前画素から何画素を越えて選択するかという数値、演算部３の眼底血管解析部１７によって解析される動脈瘤・静脈瘤の有無の判断基準としての連続線方向における血管径の変化量も解析条件データ２１である。すなわち、解析を行う際の判断や評価の基準値として採用されるデータを意味している。なお、本実施の形態においては、色彩に関する特性値としてＲＧＢ値を採用して説明しているが、既に述べたとおり、ＲＧＢ値のみには限定せず、色彩を特定可能な特性値であればどのような特性値であってもよい。
テンプレートデータ２２は、後述するテンプレートに含まれる画素（ピクセル）の配列に関するデータ、例えば１つの画素から構成されるテンプレート（単一セルテンプレート２７）に関するデータ、水平方向に複数（行状に）連なって構成されるテンプレート（複数セルテンプレート２８）に関するデータを意味する。テンプレート形成用画素２３は、後述するテンプレート形成用画素に関するデータである。順次更新されるテンプレート形成用画素に関するデータも含まれる。また、このデータにはテンプレート形成画素各々のＲＧＢ値に関するデータも含まれる。
反転テンプレート形成用画素２９は、演算部３の解析画素指定部１２によって指定されたテンプレート形成用画素を、逆側画素解析部１３が水平方向に反転させて生成する反転テンプレート形成用画素に関するデータである。このデータにはテンプレートを形成する画素の各々のＲＧＢ値に関するデータも含まれる。
さらに、逆側テンプレート形成用画素２４は、後述する逆側テンプレート形成用画素に関するデータである。順次更新される逆側テンプレート形成用画素に関するデータも含まれる。また、このデータにはテンプレートを形成する画素の各々のＲＧＢ値に関するデータも含まれる。
評価支援データベース７には、演算部３に含まれる解析部や校正部で解析された結果を反映して加工された眼底画像データや描画部１８によって描画された血管壁を含む眼底画像データを眼底解析画像データ２５として格納されている。
これらのデータは出力部４を介して医療関係者や患者、あるいは医療機関などデータを必要とする個人や組織に対して提供することが可能である。もちろん、データの内容に沿って閲覧や出力などに対する制限をかけて提供することも可能である。
反転テンプレート形成用画素２９は、演算部３の解析画素指定部１２によって指定されたテンプレート形成用画素を、逆側画素解析部１３が水平方向に反転させて生成する反転テンプレート形成用画素に関するデータである。このデータにはテンプレートを形成する画素の各々のＲＧＢ値に関するデータも含まれる。
さらに、逆側テンプレート形成用画素２４は、後述する逆側テンプレート形成用画素に関するデータである。順次更新される逆側テンプレート形成用画素に関するデータも含まれる。また、このデータにはテンプレートを形成する画素の各々のＲＧＢ値に関するデータも含まれる。
評価支援データベース７には、演算部３に含まれる解析部や校正部で解析された結果を反映して加工された眼底画像データや描画部１８によって描画された血管壁を含む眼底画像データを眼底解析画像データ２５として格納されている。
これらのデータは出力部４を介して医療関係者や患者、あるいは医療機関などデータを必要とする個人や組織に対して提供することが可能である。もちろん、データの内容に沿って閲覧や出力などに対する制限をかけて提供することも可能である。
演算部３は、眼底画像選択部８、神経乳頭指定部９、解析エリア設定部１０、テンプレート選択部１１、解析画素指定部１２、逆側画素解析部１３、隣接画素解析部１４、隣接画素校正部１５、逆側隣接画素校正部１６、眼底血管解析部１７及び描画部１８から構成されている。
以下、これらの構成要素については、図２の解析フロー図も参照しながら説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る眼底画像解析システムにおけるデータ解析の流れを示すフローチャートである。
以下、これらの構成要素については、図２の解析フロー図も参照しながら説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る眼底画像解析システムにおけるデータ解析の流れを示すフローチャートである。
眼底画像選択部８は、解析を行う眼底画像を選択するものであり、具体的には、予め眼底画像データベース５に入力部２を介して入力された眼底画像データ１９を読み出して、その中から選択する。
図２の解析フロー図では、ステップＳ１に示される眼底画像選択工程を実行する構成要素である。複数の眼底画像データ１９をディスプレイ装置としての出力部４で表示させ、その中から解析者がカーソルを移動させたり、キーボード等としての入力部２から選択できるように構成される。眼底画像データ１９は眼底画像データベース５から読み出されることに加えて、入力部２から入力されたものを直接選択可能としてもよい。眼底画像データ１９の例としては、図３に示されるものが考えられる。
図２の解析フロー図では、ステップＳ１に示される眼底画像選択工程を実行する構成要素である。複数の眼底画像データ１９をディスプレイ装置としての出力部４で表示させ、その中から解析者がカーソルを移動させたり、キーボード等としての入力部２から選択できるように構成される。眼底画像データ１９は眼底画像データベース５から読み出されることに加えて、入力部２から入力されたものを直接選択可能としてもよい。眼底画像データ１９の例としては、図３に示されるものが考えられる。
神経乳頭指定部９は、解析対象となった眼底画像の中で神経乳頭を指定するものである。指定の方法は、図４に示されるように、眼底画像データ１９を出力部４に表示させ、解析者がその眼底画像データ１９中でカーソルを移動させて円形状に指定する。神経乳頭指定部９は、解析者によって指定された範囲を神経乳頭として、その位置座標及びその半径Ｒに関する神経乳頭データを解析パラメータデータ２０として解析支援データベース６に読み出し可能に格納する。図４において神経乳頭は、符号１Ｒとして示される円形の部分である。このＲは神経乳頭の半径を意味しており、後で説明する２Ｒや３Ｒの円状の線は、それぞれ神経乳頭の中心から神経乳頭の半径の２倍及び３倍の位置にそれぞれ描かれている円である。また、（２＋ｋ／ｎ）Ｒ （但し、ｋ，ｎは自然数、１≦ｋ≦ｎ）も同様である。自然数ｎについても予め定めておき、解析パラメータデータ２０として解析支援データベース６に読み出し可能に格納しておく。
図２の解析フロー図では、神経乳頭指定部９はステップＳ２に示される神経乳頭指定工程を実行する構成要素となる。
図２の解析フロー図では、神経乳頭指定部９はステップＳ２に示される神経乳頭指定工程を実行する構成要素となる。
解析エリア設定部１０は、解析対象となった眼底画像の中で神経乳頭が指定された後に、解析エリアを設定するものである。具体的には、図４中、２Ｒ及び３Ｒとして示される円形を設定する。この２Ｒと３Ｒで囲まれたドーナツ状の範囲が解析エリアとなる。
また、この解析エリアの範囲内で特定の網膜血管を選択するために図４中白い四角の枠で示されるような範囲にさらに絞って解析エリア２６として設定してもよい。図中の白い四角の枠の外側にある矢印は神経乳頭の中心から遠ざかる方向を示している。
なお、この２Ｒ及び３Ｒは眼底画像を解析して網膜血管を描画し、これを脳動脈硬化症や高血圧症などの診断に利用するための解析エリアであるので、その診断に有用であれば、これらの２Ｒや３Ｒに限定するものではないが、これまで発明者らが鋭意研究した結果としては、この範囲に存在する網膜血管に関する眼底画像を解析することで十分な効果が確認されている。
図２の解析フロー図では、ステップＳ３に示される解析エリア設定工程を実行する構成要素となっている。
また、この解析エリアの範囲内で特定の網膜血管を選択するために図４中白い四角の枠で示されるような範囲にさらに絞って解析エリア２６として設定してもよい。図中の白い四角の枠の外側にある矢印は神経乳頭の中心から遠ざかる方向を示している。
なお、この２Ｒ及び３Ｒは眼底画像を解析して網膜血管を描画し、これを脳動脈硬化症や高血圧症などの診断に利用するための解析エリアであるので、その診断に有用であれば、これらの２Ｒや３Ｒに限定するものではないが、これまで発明者らが鋭意研究した結果としては、この範囲に存在する網膜血管に関する眼底画像を解析することで十分な効果が確認されている。
図２の解析フロー図では、ステップＳ３に示される解析エリア設定工程を実行する構成要素となっている。
次に、テンプレート選択部１１は、眼底画像の解析を行う際に用いるテンプレートを選択するものである。本願でいうテンプレートとは、図５（ａ）に示されるような単一のセル及び（ｂ）に示されるような複数のセルの集合体の両方を意味している。それぞれのセルが画素（ピクセル）に相当している。このテンプレートは、眼底画像の中でその後に指定される解析画素をどのような単位で指定するか、その配列を示している。図５（ａ）で示される単一セルテンプレート２７は、解析画素としては１つのみを指定するためのテンプレートであり、図５（ｂ）に示される複数セルテンプレート２８は複数画素を解析画素として指定するためのテンプレートである。
このテンプレート選択部１１によって選択されるテンプレートは、解析パラメータデータ２０として、予め解析支援データベース６に格納されているものである。テンプレート選択部１１は、解析支援データベース６から解析パラメータデータ２０としてテンプレートに関するデータを読み出して選択する。
具体的には、テンプレート選択部１１は解析支援データベース６からテンプレートに関するデータを読み出して、選択肢として出力部４を介して解析者に表示し、解析者による指示入力を入力部２から受けて、その指示に従ってテンプレートとして選択する。
なお、図５（ｂ）では７つのセル（ａ−ｇ）から構成されている複数セルテンプレート２８を示しているが、このセルの数自体は特に限定するものではなく、眼底画像データ１９やその中の解析エリア、さらには解析対象となる網膜血管の状態に応じて、そのセルの数は自由に変えることが可能である。
図２の解析フロー図では、ステップＳ４に示されるテンプレート選択工程を実行する構成要素となっている。
このテンプレート選択部１１によって選択されるテンプレートは、解析パラメータデータ２０として、予め解析支援データベース６に格納されているものである。テンプレート選択部１１は、解析支援データベース６から解析パラメータデータ２０としてテンプレートに関するデータを読み出して選択する。
具体的には、テンプレート選択部１１は解析支援データベース６からテンプレートに関するデータを読み出して、選択肢として出力部４を介して解析者に表示し、解析者による指示入力を入力部２から受けて、その指示に従ってテンプレートとして選択する。
なお、図５（ｂ）では７つのセル（ａ−ｇ）から構成されている複数セルテンプレート２８を示しているが、このセルの数自体は特に限定するものではなく、眼底画像データ１９やその中の解析エリア、さらには解析対象となる網膜血管の状態に応じて、そのセルの数は自由に変えることが可能である。
図２の解析フロー図では、ステップＳ４に示されるテンプレート選択工程を実行する構成要素となっている。
解析画素指定部１２は、眼底画像の解析を行う網膜血管の一部を解析画素としてテンプレートで指定するものである。具体的には、図６を参照しながら、図４に示された解析エリア２６で、図５（ａ）に示された単一セルテンプレート２７を用いて解析する場合で説明する。
図６において、解析者は図６に示すように、ステップＳ４で選択した単一セルテンプレート２７を２Ｒ線上で網膜血管壁と認定した箇所に重ねるように指定する。画素の座標で表現すれば、１ａ（Ｆ，１１）の画素となる。このように解析エリア２６において示された網膜血管の画像に対して、単一セルテンプレート２７を用いて１点の画素位置の指定を解析者によって受けるのである。解析画素指定部１２は、解析者による画素位置の指定を受けて、その単一セルテンプレート２７が重ねられた画素をテンプレート形成用画素２３として指定する。
図２の解析フロー図では、解析画素指定部１２はステップＳ５として示されるテンプレート形成用画素指定工程を実行する構成要素となっている。
図６において、解析者は図６に示すように、ステップＳ４で選択した単一セルテンプレート２７を２Ｒ線上で網膜血管壁と認定した箇所に重ねるように指定する。画素の座標で表現すれば、１ａ（Ｆ，１１）の画素となる。このように解析エリア２６において示された網膜血管の画像に対して、単一セルテンプレート２７を用いて１点の画素位置の指定を解析者によって受けるのである。解析画素指定部１２は、解析者による画素位置の指定を受けて、その単一セルテンプレート２７が重ねられた画素をテンプレート形成用画素２３として指定する。
図２の解析フロー図では、解析画素指定部１２はステップＳ５として示されるテンプレート形成用画素指定工程を実行する構成要素となっている。
逆側画素解析部１３については後述するとして、次に隣接画素解析部１４について図６及び図７も参照しながら説明する。
図２の解析フロー図では、隣接画素解析部１４はステップＳ６として示される隣接画素解析工程を実行する構成要素となり、また、このステップＳ６をその工程内で分割して詳細に示した図７では、ステップＳ６−１からステップＳ６−３で示される工程を実行する構成要素となっている。
隣接画素解析部１４は、テンプレート形成用画素２３として指定された画素１ａを基準として神経乳頭から遠ざかる方向に隣接する隣接画素２ａ１−２ａ３のＲＧＢ値を演算し（ステップＳ６−１）、この隣接画素２ａ１−２ａ３のＲＧＢ値とテンプレート形成用画素２３（１ａ）のＲＧＢ値とのかい離度を演算し（ステップＳ６−２）、かい離度が予め定められたしきい値以内となる適合隣接画素を抽出し（ステップＳ６−３）、抽出された隣接画素を新たにテンプレート形成用画素２３とする。
ＲＧＢ値とは、例えば、Ｒ（赤）を（２５５，０，０）、Ｇ（緑）を（０，２５５，０）、Ｂ（青）を（０，０，２５５）と表現するほか、黒（０，０，０）、白（２５５，２５５，２５５）、黄（２５５，２５５，０）、シアン（０，２５５，２５５）、マゼンタ（２５５，０，２５５）など１画素（ピクセル）あたり、色相（赤、緑、青）毎に８ビット（０−２５５の２５６通り）で明度、彩度、輝度を表現し、１画素全体では２４ビットで色に関する情報を表現するものである。
このＲＧＢ値を用いた隣接画素２ａ１−２ａ３とテンプレート形成用画素２３（１ａ）のかい離度の演算について説明する。図６に示される点１ａのＲＧＢ値を（Ｒ＝２２０，Ｇ＝１１０，Ｂ＝５３）、隣接画素の点２ａ１のＲＧＢ値を（Ｒ＝２１０，Ｇ＝１０８，Ｂ＝５０）とすれば、その標準偏差は、｛（２１０−２２０）２＋（１０８−１１０）２＋（５０−５３）２）｝０．５＝１０．６となる。この標準偏差をかい離度とし、許容されるかい離度を予めしきい値として定めておき、これを解析条件データ２１として読み出し可能に解析支援データベース６に格納しておく。
図２の解析フロー図では、隣接画素解析部１４はステップＳ６として示される隣接画素解析工程を実行する構成要素となり、また、このステップＳ６をその工程内で分割して詳細に示した図７では、ステップＳ６−１からステップＳ６−３で示される工程を実行する構成要素となっている。
隣接画素解析部１４は、テンプレート形成用画素２３として指定された画素１ａを基準として神経乳頭から遠ざかる方向に隣接する隣接画素２ａ１−２ａ３のＲＧＢ値を演算し（ステップＳ６−１）、この隣接画素２ａ１−２ａ３のＲＧＢ値とテンプレート形成用画素２３（１ａ）のＲＧＢ値とのかい離度を演算し（ステップＳ６−２）、かい離度が予め定められたしきい値以内となる適合隣接画素を抽出し（ステップＳ６−３）、抽出された隣接画素を新たにテンプレート形成用画素２３とする。
ＲＧＢ値とは、例えば、Ｒ（赤）を（２５５，０，０）、Ｇ（緑）を（０，２５５，０）、Ｂ（青）を（０，０，２５５）と表現するほか、黒（０，０，０）、白（２５５，２５５，２５５）、黄（２５５，２５５，０）、シアン（０，２５５，２５５）、マゼンタ（２５５，０，２５５）など１画素（ピクセル）あたり、色相（赤、緑、青）毎に８ビット（０−２５５の２５６通り）で明度、彩度、輝度を表現し、１画素全体では２４ビットで色に関する情報を表現するものである。
このＲＧＢ値を用いた隣接画素２ａ１−２ａ３とテンプレート形成用画素２３（１ａ）のかい離度の演算について説明する。図６に示される点１ａのＲＧＢ値を（Ｒ＝２２０，Ｇ＝１１０，Ｂ＝５３）、隣接画素の点２ａ１のＲＧＢ値を（Ｒ＝２１０，Ｇ＝１０８，Ｂ＝５０）とすれば、その標準偏差は、｛（２１０−２２０）２＋（１０８−１１０）２＋（５０−５３）２）｝０．５＝１０．６となる。この標準偏差をかい離度とし、許容されるかい離度を予めしきい値として定めておき、これを解析条件データ２１として読み出し可能に解析支援データベース６に格納しておく。
隣接画素解析部１４は、３つの隣接画素２ａ１−２ａ３のＲＧＢ値とテンプレート形成用画素１ａのＲＧＢ値からそれぞれかい離度を演算し、解析支援データベース６から読み出した解析条件データ２１に含まれるかい離度の許容しきい値と比較して、しきい値以下となっている隣接画素を新たに抽出されたテンプレート形成用画素としている。
図６中では、３つの隣接画素２ａ１−２ａ３のうち、隣接画素２ａ３（Ｇ，１２）が新たに抽出されたテンプレート形成用画素となっている。隣接画素解析部１４は、このテンプレート形成用画素２ａ３（Ｇ，１２）のＲＧＢ値と、このテンプレート形成用画素２ａ３（Ｇ，１２）とさらに隣接する隣接画素３ａ１−３ａ３のＲＧＢ値のかい離度を演算し、かい離度が前述の予め定められた許容されるしきい値以内である隣接する隣接画素３ａ２（Ｇ，１３）を抽出してテンプレート形成用画素を更新する。
なお、かい離度としては、標準偏差の他、ＲＧＢ値のそれぞれの分散を用いることも可能である。このほか、統計的な計算量であってＲＧＢ値間のかい離を表現可能な量であればこれらに限定するものではない。この計算されたかい離度に関するデータ及びテンプレート形成用画素におけるＲＧＢ値に関するデータはテンプレートデータ２２として解析支援データベース６に読み出し可能に格納される。
また、そのしきい値は解析の精度や眼底画像の程度などに影響を受ける値であると考えられ、解析者が解析結果を踏まえて適宜定めることが望ましい。また、変更してもよい。さらに、隣接画素のうち、複数がしきい値以内であることも考えられるが、その中で最もかい離度が小さい画素を次のテンプレート形成用画素としてもよいし、しきい値以内を満足するすべての画素を次のテンプレート形成用画素としてもよい。いずれを選択するかは、しきい値と同様に解析者が解析結果を踏まえて適宜定めることが望ましい。また、そのいずれを選択するかの条件についても解析条件データ２１として予め解析支援データベース６に読み出し可能に格納しておく。
図６中では、３つの隣接画素２ａ１−２ａ３のうち、隣接画素２ａ３（Ｇ，１２）が新たに抽出されたテンプレート形成用画素となっている。隣接画素解析部１４は、このテンプレート形成用画素２ａ３（Ｇ，１２）のＲＧＢ値と、このテンプレート形成用画素２ａ３（Ｇ，１２）とさらに隣接する隣接画素３ａ１−３ａ３のＲＧＢ値のかい離度を演算し、かい離度が前述の予め定められた許容されるしきい値以内である隣接する隣接画素３ａ２（Ｇ，１３）を抽出してテンプレート形成用画素を更新する。
なお、かい離度としては、標準偏差の他、ＲＧＢ値のそれぞれの分散を用いることも可能である。このほか、統計的な計算量であってＲＧＢ値間のかい離を表現可能な量であればこれらに限定するものではない。この計算されたかい離度に関するデータ及びテンプレート形成用画素におけるＲＧＢ値に関するデータはテンプレートデータ２２として解析支援データベース６に読み出し可能に格納される。
また、そのしきい値は解析の精度や眼底画像の程度などに影響を受ける値であると考えられ、解析者が解析結果を踏まえて適宜定めることが望ましい。また、変更してもよい。さらに、隣接画素のうち、複数がしきい値以内であることも考えられるが、その中で最もかい離度が小さい画素を次のテンプレート形成用画素としてもよいし、しきい値以内を満足するすべての画素を次のテンプレート形成用画素としてもよい。いずれを選択するかは、しきい値と同様に解析者が解析結果を踏まえて適宜定めることが望ましい。また、そのいずれを選択するかの条件についても解析条件データ２１として予め解析支援データベース６に読み出し可能に格納しておく。
本実施の形態では、テンプレートのセルに１つの画素を対応させる場合について説明したが、ステップＳ５のテンプレート形成用画素２３の指定の際に、眼底画像の状態からテンプレートのセルに対して１つの画素が選択できない場合には、１つのセルに対して複数の画素を選択するようにしてもよい。その際には、複数の画素をこれまでの説明における１画素のように処理すればよい。その場合には、複数のそれぞれの画素におけるＲＧＢ値を合算し、その平均を取るなどして複数画素を１単位として取り扱えるように工夫するとよい。以下の複数セルテンプレート２８におけるそれぞれのセルについても同様である。
テンプレートの１つのセルに対して複数の画素が選択されるような場合には、隣接するその複数の画素を１つの単位としてテンプレート形成用画素２３の更新を行う。
また、テンプレートの１つのセルに対して複数の画素が選択されるような場合には、図４に示される（２＋ｋ／ｎ）Ｒでｋを１からｎまで変化させて描かれる複数円の線上で、隣接画素解析部１４が隣接画素を解析してもよい。ｎの大小によって更新の回数が決定されるので解析の精度に応じてｎを決定するとよい。
また、画素毎に隣接画素の解析が可能な場合であっても（２＋ｋ／ｎ）Ｒの円の線上のみを解析することも可能である。画素単位で隣接画素解析部１４が円の線に沿って隣接する画素を解析することで実現される。単一セルテンプレート２７のみならず、複数セルテンプレート２８を用いる場合でも同様である。これは神経乳頭から放射状、すなわち、（２＋ｋ／ｎ）Ｒの複数円のそれぞれの接線に対して垂直方向に網膜血管が延びており、画素毎に隣接して解析を行わなくとも、連続的な解析が可能であるためである。
但し、ｎの数が小さくなってしまうと、画素毎に隣接画素の解析を行う場合よりも精度が低下するので、ｎの数の決定には十分に気をつける必要がある。
以上説明したとおり、本願発明に関し、「神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する」とは、画素間における隣接の他、（２＋ｋ／ｎ）Ｒ（１≦ｋ≦ｎ、ｋ，ｎは自然数）で表現される同心円のうち、隣り合う同心円上に存在する画素間における隣接をも含む概念である。具体的には、（２＋３／ｎ）Ｒの同心円上に存在する画素と、（２＋３／ｎ）Ｒの同心円に隣り合う（２＋４／ｎ）Ｒの同心円上に存在する画素も隣接する概念に含まれるのである。
テンプレートの１つのセルに対して複数の画素が選択されるような場合には、隣接するその複数の画素を１つの単位としてテンプレート形成用画素２３の更新を行う。
また、テンプレートの１つのセルに対して複数の画素が選択されるような場合には、図４に示される（２＋ｋ／ｎ）Ｒでｋを１からｎまで変化させて描かれる複数円の線上で、隣接画素解析部１４が隣接画素を解析してもよい。ｎの大小によって更新の回数が決定されるので解析の精度に応じてｎを決定するとよい。
また、画素毎に隣接画素の解析が可能な場合であっても（２＋ｋ／ｎ）Ｒの円の線上のみを解析することも可能である。画素単位で隣接画素解析部１４が円の線に沿って隣接する画素を解析することで実現される。単一セルテンプレート２７のみならず、複数セルテンプレート２８を用いる場合でも同様である。これは神経乳頭から放射状、すなわち、（２＋ｋ／ｎ）Ｒの複数円のそれぞれの接線に対して垂直方向に網膜血管が延びており、画素毎に隣接して解析を行わなくとも、連続的な解析が可能であるためである。
但し、ｎの数が小さくなってしまうと、画素毎に隣接画素の解析を行う場合よりも精度が低下するので、ｎの数の決定には十分に気をつける必要がある。
以上説明したとおり、本願発明に関し、「神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する」とは、画素間における隣接の他、（２＋ｋ／ｎ）Ｒ（１≦ｋ≦ｎ、ｋ，ｎは自然数）で表現される同心円のうち、隣り合う同心円上に存在する画素間における隣接をも含む概念である。具体的には、（２＋３／ｎ）Ｒの同心円上に存在する画素と、（２＋３／ｎ）Ｒの同心円に隣り合う（２＋４／ｎ）Ｒの同心円上に存在する画素も隣接する概念に含まれるのである。
次に、解析者によって、ステップＳ４で複数セルテンプレート２８が選択された場合について図８を参照しながら説明を加える。
選択した複数セルテンプレート２８は、図５（ｂ）で示した７つのセル（ａ−ｇ）から構成されているとする。単一セルテンプレート２７と同様に、２Ｒ線上で網膜血管壁と認定した箇所に重ねるように指定する。ここで重要なのは、血管外壁の外側から血管内壁の内側まで網羅するような複数セルテンプレート２８の指定である。
このように指定したのが図８に示される２Ｒ線上の７つの画素である。画素の座標で表現すれば、１ｄ（Ｅ，１１），１ａ（Ｆ，１１），１ａ（Ｇ，１１），１ｂ（Ｈ，１１），１ｂ（Ｉ，１１），１ｃ（Ｊ，１１），１ｄ（Ｋ，１１）の計７つの画素となる。このように解析エリア２６において示された網膜血管の画像に対して、複数セルテンプレート２８を用いて７点の画素位置の指定を解析者によって受ける。解析画素指定部１２は、解析者による画素位置の指定を受けて、その複数セルテンプレート２８が重ねられた画素をテンプレート形成用画素２３として指定する。なお、１ａ−１ｄは選択された画素の色彩に応じてテンプレート形成用画素２３の更新の説明上便宜的に付した符号である。
選択した複数セルテンプレート２８は、図５（ｂ）で示した７つのセル（ａ−ｇ）から構成されているとする。単一セルテンプレート２７と同様に、２Ｒ線上で網膜血管壁と認定した箇所に重ねるように指定する。ここで重要なのは、血管外壁の外側から血管内壁の内側まで網羅するような複数セルテンプレート２８の指定である。
このように指定したのが図８に示される２Ｒ線上の７つの画素である。画素の座標で表現すれば、１ｄ（Ｅ，１１），１ａ（Ｆ，１１），１ａ（Ｇ，１１），１ｂ（Ｈ，１１），１ｂ（Ｉ，１１），１ｃ（Ｊ，１１），１ｄ（Ｋ，１１）の計７つの画素となる。このように解析エリア２６において示された網膜血管の画像に対して、複数セルテンプレート２８を用いて７点の画素位置の指定を解析者によって受ける。解析画素指定部１２は、解析者による画素位置の指定を受けて、その複数セルテンプレート２８が重ねられた画素をテンプレート形成用画素２３として指定する。なお、１ａ−１ｄは選択された画素の色彩に応じてテンプレート形成用画素２３の更新の説明上便宜的に付した符号である。
隣接画素解析部１４によって実行される隣接画素解析工程（ステップＳ６）は、単一セルテンプレート２７の場合と同様に、テンプレート形成用画素２３として指定された画素１ｄ，１ａ，１ａ，１ｂ，１ｂ，１ｃ，１ｄを基準として神経乳頭から遠ざかる方向に隣接する隣接画素のＲＧＢ値を演算し（ステップＳ６−１）、この隣接画素のＲＧＢ値とテンプレート形成用画素２３（１ｄ，１ａ，１ａ，１ｂ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）のＲＧＢ値とのかい離度を演算し（ステップＳ６−２）、かい離度が予め定められたしきい値以内となる適合隣接画素を抽出し（ステップＳ６−３）、抽出された隣接画素を新たにテンプレート形成用画素２３とする。
図８の１２行に示された新たなテンプレート形成用画素２３では、画素１ｃに対する更新がなされておらず、画素１ｃに代わって画素１ｄが更新によって増えている。隣接画素のＲＧＢ値とテンプレート形成用画素２３のＲＧＢ値のかい離度に関するしきい値を、テンプレート形成用画素２３を構成する画素毎に定めておくことによって、このように更新ができない画素が存在する場合を許容することも可能である。すなわち、テンプレート形成用画素２３を構成する全体の画素数は変化しないものの、テンプレート形成用画素２３を構成するＲＧＢ値の異なる種類毎の画素数が増減する可能性がある。
このように複数セルテンプレート２８を用いてそれぞれのセルに対応する画素のＲＧＢ値に関するかい離度のしきい値を画素毎に予め定めて解析条件データ２１として解析支援データベース６に格納しておき、テンプレート形成用画素２３を構成する画素毎に、複数のかい離度のしきい値を適用して更新すると、テンプレート形成用画素２３の中には、更新時に欠ける画素が発生するものの、元々のテンプレート形成用画素２３のそれぞれにしきい値が存在しているので、次の更新時には、例えば欠けた画素に対するしきい値を他の画素の更新時のしきい値として用いて、欠けた画素が次回更新時に復活させることも可能である。
図８の１２行に示された新たなテンプレート形成用画素２３では、画素１ｃに対する更新がなされておらず、画素１ｃに代わって画素１ｄが更新によって増えている。隣接画素のＲＧＢ値とテンプレート形成用画素２３のＲＧＢ値のかい離度に関するしきい値を、テンプレート形成用画素２３を構成する画素毎に定めておくことによって、このように更新ができない画素が存在する場合を許容することも可能である。すなわち、テンプレート形成用画素２３を構成する全体の画素数は変化しないものの、テンプレート形成用画素２３を構成するＲＧＢ値の異なる種類毎の画素数が増減する可能性がある。
このように複数セルテンプレート２８を用いてそれぞれのセルに対応する画素のＲＧＢ値に関するかい離度のしきい値を画素毎に予め定めて解析条件データ２１として解析支援データベース６に格納しておき、テンプレート形成用画素２３を構成する画素毎に、複数のかい離度のしきい値を適用して更新すると、テンプレート形成用画素２３の中には、更新時に欠ける画素が発生するものの、元々のテンプレート形成用画素２３のそれぞれにしきい値が存在しているので、次の更新時には、例えば欠けた画素に対するしきい値を他の画素の更新時のしきい値として用いて、欠けた画素が次回更新時に復活させることも可能である。
具体的には、図８において、１１行のテンプレート形成用画素２３から更新された１２行のテンプレート形成用画素２３では画素数は７であるものの、その画素の構成としては画素１ｃが欠けて画素１ｄが増えているが、その次の更新時である１３行では画素１ｃが復活している。
このように最初にテンプレート形成用画素２３として指定した画素の組合せのそれぞれのＲＧＢ値を基準として、隣接画素解析部１４によって更新することによれば、血管壁の外側から内側までを網羅可能であり、その血管壁の壁厚（肉厚）を把握することが可能であり、長さ方向における血管壁の壁厚（肉厚）の変化を把握することが可能であり、血管の動脈瘤や静脈瘤を把握することも可能である。
なお、複数セルテンプレート２８を採用する場合には、上述のように複数セルテンプレート２８を構成するセルの数を一定とする場合とセルの数の増減を許容する場合がある。いずれの場合も図６を参照して説明した（１）線で隣接（隣接画素２ａ2）と（２）点で隣接（隣接画素２ａ１，２ａ３）の２つの隣接概念を採用してもよいが、特にセルの数の増減を許容する場合には、そのセルの数の上限値や下限値を予め定めて解析条件データ２１として解析支援データベース６に読み出し可能に格納しておくとよい。
セルの数の増減を許容する場合には、隣接画素解析部１４はこの上限値あるいは下限値を用いて、テンプレート形成用画素２３の画素数を制限することで、テンプレート形成用画素２３を構成する画素の増大や消滅を抑制することが可能である。
このように最初にテンプレート形成用画素２３として指定した画素の組合せのそれぞれのＲＧＢ値を基準として、隣接画素解析部１４によって更新することによれば、血管壁の外側から内側までを網羅可能であり、その血管壁の壁厚（肉厚）を把握することが可能であり、長さ方向における血管壁の壁厚（肉厚）の変化を把握することが可能であり、血管の動脈瘤や静脈瘤を把握することも可能である。
なお、複数セルテンプレート２８を採用する場合には、上述のように複数セルテンプレート２８を構成するセルの数を一定とする場合とセルの数の増減を許容する場合がある。いずれの場合も図６を参照して説明した（１）線で隣接（隣接画素２ａ2）と（２）点で隣接（隣接画素２ａ１，２ａ３）の２つの隣接概念を採用してもよいが、特にセルの数の増減を許容する場合には、そのセルの数の上限値や下限値を予め定めて解析条件データ２１として解析支援データベース６に読み出し可能に格納しておくとよい。
セルの数の増減を許容する場合には、隣接画素解析部１４はこの上限値あるいは下限値を用いて、テンプレート形成用画素２３の画素数を制限することで、テンプレート形成用画素２３を構成する画素の増大や消滅を抑制することが可能である。
描画部１８は、隣接画素解析部１４によって順次更新されたテンプレート形成用画素２３を結び連続線で描画するものである。これによって、網膜血管の外壁あるいは内壁等を表現する。これまで説明した解析では、テンプレートとして図５（ａ）に示された単一セルテンプレート２７を用いている場合には、ステップＳ５で解析画素指定部１２によって指定されたテンプレート形成用画素２３が、網膜血管の外壁を示している画素であれば、描画された連続線は網膜血管の外壁を示すものであり、テンプレート形成用画素２３が網膜血管の内壁を示している画素であれば、描画された連続線は網膜血管の内壁を示すものである。
一方、テンプレートとして図５（ｂ）に示された複数セルテンプレート２８を用いている場合には、画素１ａ−１ｄ毎に更新されたテンプレート形成用画素２３を結び連続線で描画する。但し、図８に示すように画素１ａや画素１ｃ等が行方向に複数存在するような場合にはいずれか一方を選択したり、複数の画素の中間を通過させたり、連続線を太くする等の方策が必要と考えられる。複数セルテンプレート２８を用いた場合には、網膜血管の外壁から内壁まで連続線で描くことが可能であるので、前述の血管壁の壁厚（肉厚）やその変化をより正確に把握することが可能である。
この更新されたテンプレート形成用画素２３を結んだ連続線に関するデータは眼底解析画像データ２５として、描画部１８によって読み出し可能に評価支援データベース７に格納される。
図２の解析フロー図では、描画部１８はステップＳ８として示される描画工程を実行する構成要素となっている。
一方、テンプレートとして図５（ｂ）に示された複数セルテンプレート２８を用いている場合には、画素１ａ−１ｄ毎に更新されたテンプレート形成用画素２３を結び連続線で描画する。但し、図８に示すように画素１ａや画素１ｃ等が行方向に複数存在するような場合にはいずれか一方を選択したり、複数の画素の中間を通過させたり、連続線を太くする等の方策が必要と考えられる。複数セルテンプレート２８を用いた場合には、網膜血管の外壁から内壁まで連続線で描くことが可能であるので、前述の血管壁の壁厚（肉厚）やその変化をより正確に把握することが可能である。
この更新されたテンプレート形成用画素２３を結んだ連続線に関するデータは眼底解析画像データ２５として、描画部１８によって読み出し可能に評価支援データベース７に格納される。
図２の解析フロー図では、描画部１８はステップＳ８として示される描画工程を実行する構成要素となっている。
出力部４は描画部１８によって描画された連続線をはじめとして隣接画素解析部１４によって実行された解析結果に関するテンプレートデータ２２や眼底解析画像データ２５、また、解析に用いた解析パラメータデータ２０、解析条件データ２１を解析支援データベース６や評価支援データベース７から読み出して、外部に出力するものである。前述のとおり、その出力はディスプレイ装置として表示するものであってもよいし、プリンタ装置として印字、印刷するものであってもよいし、外部装置への発信装置として伝送を行うものであってもよい。
図２の解析フロー図では、出力部４はステップＳ９として示される出力工程を実行する構成要素となっている。
解析者は出力部４によって出力される上記のデータを基に解析結果を評価しながら、患者の脳動脈硬化症や高血圧症などの診断あるいは治療に利用することができる。複数セルテンプレート２８を用いた場合の描画部１８による連続線では、網膜血管の血管壁の壁厚（肉厚）から網膜血管に動脈瘤や静脈瘤の発生有無をも評価することが可能であり、患者に対する精度の高い診断や治療を提供することができる。
図２の解析フロー図では、出力部４はステップＳ９として示される出力工程を実行する構成要素となっている。
解析者は出力部４によって出力される上記のデータを基に解析結果を評価しながら、患者の脳動脈硬化症や高血圧症などの診断あるいは治療に利用することができる。複数セルテンプレート２８を用いた場合の描画部１８による連続線では、網膜血管の血管壁の壁厚（肉厚）から網膜血管に動脈瘤や静脈瘤の発生有無をも評価することが可能であり、患者に対する精度の高い診断や治療を提供することができる。
なお、本実施の形態の説明においては、隣接画素解析部１４は、神経乳頭から遠ざかる方向に隣接する隣接画素のＲＧＢ値を演算し、テンプレート形成用画素２３のＲＧＢ値とのかい離度を演算して、かい離度のしきい値内となる適合隣接画素を抽出してテンプレート形成用画素２３の更新を行っているが、これを逆方向に更新してもよい。すなわち、神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素のＲＧＢ値を演算し、テンプレート形成用画素２３のＲＧＢ値とのかい離度を演算して、かい離度のしきい値内となる適合隣接画素を抽出してテンプレート形成用画素２３の更新を行ってもよい。
この場合のメリットは、網膜血管の画像の中に存在し得る枝血管は、一般的には血管の進行方向から鋭角に枝別れするため、神経乳頭から遠ざかる方向に更新を進めていくと枝血管を追跡してしまう可能性があるが、逆に近づく方向に更新を進めていくと枝血管を追跡する可能性が低くなるので、この後で説明する第２の実施の形態に係る眼底画像解析システムが備える隣接画素校正部の機能を発揮し得るという点である。
この場合のメリットは、網膜血管の画像の中に存在し得る枝血管は、一般的には血管の進行方向から鋭角に枝別れするため、神経乳頭から遠ざかる方向に更新を進めていくと枝血管を追跡してしまう可能性があるが、逆に近づく方向に更新を進めていくと枝血管を追跡する可能性が低くなるので、この後で説明する第２の実施の形態に係る眼底画像解析システムが備える隣接画素校正部の機能を発揮し得るという点である。
次に、図１の他、図９乃至図１１を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る眼底画像解析システムについて説明する。
第２の実施の形態に係る眼底画像解析システム１ａは、第１の実施の形態に係る眼底画像解析システム１に加えて、隣接画素校正部１５を備えるものである。隣接画素校正部１５は既に図１に記載されているが、この隣接画素校正部１５の機能及び発揮する効果については図９乃至図１１を参照しながら説明する。
図９は本発明の第２の実施の形態に係る眼底画像解析システムにおけるデータ解析の流れを示すフローチャートであり、図１０は隣接画素校正部の機能を説明するための概念図である。また、図１１は図９のフローチャートのうち、ステップＳ７の適合画素校正工程を詳細に示すフローチャートである。
隣接画素校正部１５は、ステップＳ６で新たに抽出されたテンプレート形成用画素２３に対して、その適合性をチェックして校正する機能を有している。この隣接画素校正部１５は、図９の解析フロー図では、ステップＳ７として示される適合画素校正工程を実行する構成要素となり、また、このステップＳ７をその工程内で分割して詳細に示した図１１では、ステップＳ７−１からステップＳ７−２で示される工程を実行する構成要素となっている。
具体的には、図１０において、解析画素指定部１２によってテンプレート形成用画素２３として指定された画素を１ａとし、その後、隣接画素解析部１４によって更新されたテンプレート形成用画素２３として画素２ａ，画素３ａ，画素４ａと続き、画素１１ａまで更新されたとする。
その際、隣接画素校正部１５は更新された画素間において画素の中心を結ぶ直線で形成される更新方向がなす角度（血管壁縁走行角度）を演算する（ステップＳ７−１）。図１０においては、画素１ａ画素７ａ間の直線Ａと画素７ａ画素１１ａ間の直線Ｂが、それぞれそれらの画素間の更新方向として認識され、それらの直線のなす角度としてθが演算されている。
なお、本来直線Ａ，Ｂはそれぞれの画素上に形成されるが、本図では直線と画素の重なりを避けるために便宜上正面視して右下側に直線をずらして示している。
第２の実施の形態に係る眼底画像解析システム１ａは、第１の実施の形態に係る眼底画像解析システム１に加えて、隣接画素校正部１５を備えるものである。隣接画素校正部１５は既に図１に記載されているが、この隣接画素校正部１５の機能及び発揮する効果については図９乃至図１１を参照しながら説明する。
図９は本発明の第２の実施の形態に係る眼底画像解析システムにおけるデータ解析の流れを示すフローチャートであり、図１０は隣接画素校正部の機能を説明するための概念図である。また、図１１は図９のフローチャートのうち、ステップＳ７の適合画素校正工程を詳細に示すフローチャートである。
隣接画素校正部１５は、ステップＳ６で新たに抽出されたテンプレート形成用画素２３に対して、その適合性をチェックして校正する機能を有している。この隣接画素校正部１５は、図９の解析フロー図では、ステップＳ７として示される適合画素校正工程を実行する構成要素となり、また、このステップＳ７をその工程内で分割して詳細に示した図１１では、ステップＳ７−１からステップＳ７−２で示される工程を実行する構成要素となっている。
具体的には、図１０において、解析画素指定部１２によってテンプレート形成用画素２３として指定された画素を１ａとし、その後、隣接画素解析部１４によって更新されたテンプレート形成用画素２３として画素２ａ，画素３ａ，画素４ａと続き、画素１１ａまで更新されたとする。
その際、隣接画素校正部１５は更新された画素間において画素の中心を結ぶ直線で形成される更新方向がなす角度（血管壁縁走行角度）を演算する（ステップＳ７−１）。図１０においては、画素１ａ画素７ａ間の直線Ａと画素７ａ画素１１ａ間の直線Ｂが、それぞれそれらの画素間の更新方向として認識され、それらの直線のなす角度としてθが演算されている。
なお、本来直線Ａ，Ｂはそれぞれの画素上に形成されるが、本図では直線と画素の重なりを避けるために便宜上正面視して右下側に直線をずらして示している。
図１０では、このθが２Ｒの円に対してほぼ垂直方向となっている画素１ａ−画素７ａ間の直線に対して大きく左側に傾いており、この画素７ａ−画素１１ａの間のテンプレート形成用画素２３は網膜血管から延びる枝血管を追跡して更新したものと考えられる。
そこで、このθに対して予め定めたしきい値を解析支援データベース６に解析条件データ２１として格納しておき、隣接画素校正部１５が読み出して、演算した角度θと比較して、許容されるしきい値よりも大きい場合にはその角度を生じた更新方向のうち、更新の順序として後側の更新方向をなした直線を形成している画素群が、枝血管を構成していると判定する（ステップＳ７−２）。また、角度θがしきい値以下の場合には枝血管でないと判定する（ステップＳ７−２）。
そこで、このθに対して予め定めたしきい値を解析支援データベース６に解析条件データ２１として格納しておき、隣接画素校正部１５が読み出して、演算した角度θと比較して、許容されるしきい値よりも大きい場合にはその角度を生じた更新方向のうち、更新の順序として後側の更新方向をなした直線を形成している画素群が、枝血管を構成していると判定する（ステップＳ７−２）。また、角度θがしきい値以下の場合には枝血管でないと判定する（ステップＳ７−２）。
次に、枝血管であると判定した場合の隣接画素校正部１５の機能について、再度図１０を参照しながら説明する。先ほどの図１０の例では、画素７ａから画素１１ａが枝血管として判定されるが、その場合、隣接画素校正部１５はその起点である画素７ａから更新方向とは逆方向に１画素戻る。すなわち、画素７ａに更新された直前の画素６ａに戻る。この画素６ａを本願では手前画素と呼ぶ。
また、この手前画素６ａからさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った画素５ａとの間で形成される更新方向を演算する。この画素５ａを本願では先手前画素と呼ぶ。本実施の形態では、この更新方向は直線Ａで示される方向と同一である。
さらに、隣接画素校正部１５は、この手前画素６ａから演算された更新方向に連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた画素８ｂ，８ｃを手前画素６ａに対して隣接した隣接画素としてＲＧＢ値を演算する。これらの画素８ｂ，８ｃを本願では超越画素と呼ぶ。
これらの超越画素８ｂ，８ｃのＲＧＢ値と手前画素６ａをテンプレート形成用画素２３として計算したＲＧＢ値とのかい離度をそれぞれ演算し、このかい離度が予め定められたしきい値以内である隣接する隣接画素（例えば、画素８ｂ）を抽出して、この抽出された隣接画素８ｂを手前画素６ａの次のテンプレート形成用画素２３として更新して補完するものである（ステップＳ７−３）。
このようにしてテンプレート形成用画素２３として補完されたデータも、隣接画素校正部１５によって解析支援データベース６に読み出し可能に格納される。
隣接画素校正部１５によって補完された後は、図９に矢印で示されるとおり、再びステップＳ６に戻って隣接画素解析を実行する。
また、この手前画素６ａからさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った画素５ａとの間で形成される更新方向を演算する。この画素５ａを本願では先手前画素と呼ぶ。本実施の形態では、この更新方向は直線Ａで示される方向と同一である。
さらに、隣接画素校正部１５は、この手前画素６ａから演算された更新方向に連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた画素８ｂ，８ｃを手前画素６ａに対して隣接した隣接画素としてＲＧＢ値を演算する。これらの画素８ｂ，８ｃを本願では超越画素と呼ぶ。
これらの超越画素８ｂ，８ｃのＲＧＢ値と手前画素６ａをテンプレート形成用画素２３として計算したＲＧＢ値とのかい離度をそれぞれ演算し、このかい離度が予め定められたしきい値以内である隣接する隣接画素（例えば、画素８ｂ）を抽出して、この抽出された隣接画素８ｂを手前画素６ａの次のテンプレート形成用画素２３として更新して補完するものである（ステップＳ７−３）。
このようにしてテンプレート形成用画素２３として補完されたデータも、隣接画素校正部１５によって解析支援データベース６に読み出し可能に格納される。
隣接画素校正部１５によって補完された後は、図９に矢印で示されるとおり、再びステップＳ６に戻って隣接画素解析を実行する。
なお、本実施例においては超越画素として手前画素６ａから１つ画素を越えた画素８ｂと画素８ｃを選択しているが、２つ以上の画素を越えてもよく、いくつの画素を超越するかについては解析者がその解析の感度や精度に鑑みて適宜定めることが望ましい。その超越する画素の数については、解析条件データ２１として予め解析支援データベース６に読み出し格納され、隣接画素校正部１５が読み出してステップＳ７−３の処理を実行する。また、超越画素として画素８ａを含めていないのは枝血管として判定された直線Ｂを構成している画素だからであり、隣接画素校正部１５はそのような画素を排除して超越画素として選択する。
図９のステップＳ７以降の描画工程（ステップＳ８）及び出力工程（ステップＳ９）については既に第１の実施の形態で説明したとおりである。
以上説明したとおり、隣接画素校正部１５によれば、枝血管の存在を判定することが可能であり、しかも、枝血管を追跡しているような場合には、補完して本来の網膜血管を追跡するように軌道修正を行うことが可能である。従って、解析の精度を向上させることが可能である。
図９のステップＳ７以降の描画工程（ステップＳ８）及び出力工程（ステップＳ９）については既に第１の実施の形態で説明したとおりである。
以上説明したとおり、隣接画素校正部１５によれば、枝血管の存在を判定することが可能であり、しかも、枝血管を追跡しているような場合には、補完して本来の網膜血管を追跡するように軌道修正を行うことが可能である。従って、解析の精度を向上させることが可能である。
次に、図１の他、図１２乃至図１５を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係る眼底画像解析システムについて説明する。
第３の実施の形態に係る眼底画像解析システム１ｂは、第１の実施の形態に係る眼底画像解析システム１に加えて、逆側画素解析部１３及び逆側隣接画素校正部１６を備えるものである。逆側画素解析部１３及び逆側隣接画素校正部１６は既に図１に記載されているが、逆側画素解析部１３及び逆側隣接画素校正部１６の機能及び発揮する効果については図１２乃至図１５を参照しながら説明する。
図１２は本発明の第３の実施の形態に係る眼底画像解析システムにおけるデータ解析の流れを示すフローチャートであり、図１３はテンプレートの反転と逆側テンプレート形成用画素の構成を説明するための概念図、図１４は逆側画素解析部の機能を説明するための概念図である。また、図１５は図１２のフローチャートのうち、ステップＳ５ａの逆側画素解析工程を詳細に示すフローチャートである。
逆側画素解析部１３は、テンプレート選択部１１によるテンプレート選択工程（ステップＳ４）の後に、ステップＳ５として解析画素指定部１２が眼底画像データ１９中の網膜血管の管壁でテンプレート形成用画素２３として選択した画素とは、血管の中央部分を挟んで逆側の管壁の画素に対して解析を行う機能を有している。
第３の実施の形態に係る眼底画像解析システム１ｂは、第１の実施の形態に係る眼底画像解析システム１に加えて、逆側画素解析部１３及び逆側隣接画素校正部１６を備えるものである。逆側画素解析部１３及び逆側隣接画素校正部１６は既に図１に記載されているが、逆側画素解析部１３及び逆側隣接画素校正部１６の機能及び発揮する効果については図１２乃至図１５を参照しながら説明する。
図１２は本発明の第３の実施の形態に係る眼底画像解析システムにおけるデータ解析の流れを示すフローチャートであり、図１３はテンプレートの反転と逆側テンプレート形成用画素の構成を説明するための概念図、図１４は逆側画素解析部の機能を説明するための概念図である。また、図１５は図１２のフローチャートのうち、ステップＳ５ａの逆側画素解析工程を詳細に示すフローチャートである。
逆側画素解析部１３は、テンプレート選択部１１によるテンプレート選択工程（ステップＳ４）の後に、ステップＳ５として解析画素指定部１２が眼底画像データ１９中の網膜血管の管壁でテンプレート形成用画素２３として選択した画素とは、血管の中央部分を挟んで逆側の管壁の画素に対して解析を行う機能を有している。
逆側画素解析部１３は、図１２に示されるように、解析画素指定部１２によるテンプレート形成用画素指定工程（ステップＳ５）、隣接画素解析部１４による隣接画素解析工程（ステップＳ６）、隣接画素校正部１５による適合画素校正工程（ステップＳ７）がそれぞれ実行された後に、ステップＳ５ａとして示される逆側画素解析工程を実行する構成要素となる。また、ステップＳ５ａをその工程内で分割して詳細に示した図１５では、ステップＳ５ａ−１及びステップＳ５ａ−２で示される工程を実行する構成要素となっている。
逆側画素解析部１３は、テンプレート選択部１１によって選択されたテンプレートを反転させ（ステップＳ５ａ−１）、その反転させたテンプレートに対し、解析画素指定部１２によって指定されたテンプレート形成用画素２３も反転させて対応させた反転テンプレート形成用画素２９を生成する。この反転テンプレート形成用画素２９を生成する位置は、解析画素指定部１２によって指定された位置と同一である。さらに、逆側画素解析部１３は、この反転テンプレート形成用画素２９を構成する各画素と神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向と垂直方向に隣接する各隣接画素のＲＧＢ値を演算し、各隣接画素のＲＧＢ値と反転テンプレート形成用画素２９を構成する各画素のＲＧＢ値とのかい離度を演算し、かい離度が予め定められた値以内である各隣接画素の集合を探索、抽出し（ステップＳ５ａ−２）、抽出された隣接画素の集合を逆側テンプレート形成用画素２４として決定する。
逆側画素解析部１３は、テンプレート選択部１１によって選択されたテンプレートを反転させ（ステップＳ５ａ−１）、その反転させたテンプレートに対し、解析画素指定部１２によって指定されたテンプレート形成用画素２３も反転させて対応させた反転テンプレート形成用画素２９を生成する。この反転テンプレート形成用画素２９を生成する位置は、解析画素指定部１２によって指定された位置と同一である。さらに、逆側画素解析部１３は、この反転テンプレート形成用画素２９を構成する各画素と神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向と垂直方向に隣接する各隣接画素のＲＧＢ値を演算し、各隣接画素のＲＧＢ値と反転テンプレート形成用画素２９を構成する各画素のＲＧＢ値とのかい離度を演算し、かい離度が予め定められた値以内である各隣接画素の集合を探索、抽出し（ステップＳ５ａ−２）、抽出された隣接画素の集合を逆側テンプレート形成用画素２４として決定する。
具体的には、図１３及び図１４を用いて説明する。
図１３（ａ）に示される複数セルテンプレート２８を用いて、図１４に示されるように、解析画素指定部１２によって図１３（ｂ）のようなテンプレート形成用画素２３が指定される。
逆側画素解析部１３は、図１３（ｂ）に示されるテンプレート形成用画素２３を反転させて、図１３（ｃ）に示されるような反転テンプレート形成用画素２９を生成する。生成された反転テンプレート形成用画素２９は、図１４には示されていないが、テンプレート形成用画素２３として図示されている画素１ｄ，１ａ，１ａ，１ｂ，１ｂ，１ｃ，１ｄの位置に、図１３（ｃ）に示される画素１ｄ，１ｃ，１ｂ，１ｂ，１ａ，１ａ，１ｄの順序で配置されるものである。
さらに、この反転テンプレート形成用画素２９の各々に対して、神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向と垂直方向に隣接する各隣接画素のＲＧＢ値を演算するが、この隣接画素とは、例えば図１３（ｃ）の反転テンプレート形成用画素２９の左端の画素１ｄに対しては、隣の画素１ｃが隣接画素であり、それぞれ１画素ずつずれてＲＧＢ値を演算し、それぞれの画素のＲＧＢ値とのかい離度を演算する。従って、本図の右端の画素１ｄに対しては、図１４の座標（Ｌ，１１）の位置の画素が対応する。また、かい離度のしきい値を越える場合には、さらにそれぞれ１画素ずつ隣接する画素に移動して再度反転テンプレート形成用画素２９を構成する各画素のＲＧＢ値と、新たに隣接する画素のＲＧＢ値を演算し、そのかい離度を演算する。そして、かい離度が予め定めた値以内に収まる各隣接画素の集合を探索し抽出する。
そして、抽出された隣接画素の集合を逆側テンプレート形成用画素２４として決定する。この状態が図１４の逆側テンプレート形成用画素２４である。テンプレート形成用画素２３と網膜血管の中央を軸として線対称に構成されていることが理解できる。
図１３（ａ）に示される複数セルテンプレート２８を用いて、図１４に示されるように、解析画素指定部１２によって図１３（ｂ）のようなテンプレート形成用画素２３が指定される。
逆側画素解析部１３は、図１３（ｂ）に示されるテンプレート形成用画素２３を反転させて、図１３（ｃ）に示されるような反転テンプレート形成用画素２９を生成する。生成された反転テンプレート形成用画素２９は、図１４には示されていないが、テンプレート形成用画素２３として図示されている画素１ｄ，１ａ，１ａ，１ｂ，１ｂ，１ｃ，１ｄの位置に、図１３（ｃ）に示される画素１ｄ，１ｃ，１ｂ，１ｂ，１ａ，１ａ，１ｄの順序で配置されるものである。
さらに、この反転テンプレート形成用画素２９の各々に対して、神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向と垂直方向に隣接する各隣接画素のＲＧＢ値を演算するが、この隣接画素とは、例えば図１３（ｃ）の反転テンプレート形成用画素２９の左端の画素１ｄに対しては、隣の画素１ｃが隣接画素であり、それぞれ１画素ずつずれてＲＧＢ値を演算し、それぞれの画素のＲＧＢ値とのかい離度を演算する。従って、本図の右端の画素１ｄに対しては、図１４の座標（Ｌ，１１）の位置の画素が対応する。また、かい離度のしきい値を越える場合には、さらにそれぞれ１画素ずつ隣接する画素に移動して再度反転テンプレート形成用画素２９を構成する各画素のＲＧＢ値と、新たに隣接する画素のＲＧＢ値を演算し、そのかい離度を演算する。そして、かい離度が予め定めた値以内に収まる各隣接画素の集合を探索し抽出する。
そして、抽出された隣接画素の集合を逆側テンプレート形成用画素２４として決定する。この状態が図１４の逆側テンプレート形成用画素２４である。テンプレート形成用画素２３と網膜血管の中央を軸として線対称に構成されていることが理解できる。
このようにして逆側テンプレート形成用画素２４として決定されたデータも逆側画素解析部１３によって読み出し可能に解析支援データベース６に格納される。
続いて、逆側テンプレート形成用画素２４が決定された後の処理について図１２に戻って説明する。
逆側画素解析部１３によって逆側テンプレート形成用画素２４が決定されると、その次にはステップＳ６ａとして、隣接画素解析部１４によって、逆側テンプレート形成用画素２４に対する隣接画素解析工程が実行される。この工程については既に図１や図７を参照しながら説明したとおりである。また、その後は必要に応じてステップＳ７ａとして、逆側隣接画素校正部１６によって、逆側テンプレート形成用画素２４に対する適合画素校正工程が実行される。
この逆側隣接画素校正部１６によって実行される適合画素校正工程の内容は、すでに図９や図１１を参照しながら説明した隣接画素校正部１５によるものと同様であり、工程の実行の後に隣接画素解析工程に戻ることも同様である。すなわち、逆側隣接画素校正部１６の機能や効果は隣接画素校正部１５と同等である。
また、ステップＳ７ａの適合画素校正工程はステップＳ７と同様、必須の工程というものではなく、隣接画素解析の精度を高めるための付加的な工程である。
ステップＳ６で隣接画素解析部１４によって更新されたテンプレート形成用画素２３を結んだ連続線、そしてステップＳ５ａで逆側画素解析部１３によって探索及び決定された反転テンプレート形成用画素２９及びステップＳ６ａで隣接画素解析部１４によって更新された逆側テンプレート形成用画素２４を結んだ連続線に関するデータは眼底解析画像データ２５として、描画部１８によって読み出し可能に評価支援データベース７に格納される。
これら２つの連続線を描画部１８で描くことで、網膜血管の両側の管壁を描くことが可能であり、血管径の変化を把握することができるため、患者に対するより精度の高い診断や治療を提供することが可能である。
続いて、逆側テンプレート形成用画素２４が決定された後の処理について図１２に戻って説明する。
逆側画素解析部１３によって逆側テンプレート形成用画素２４が決定されると、その次にはステップＳ６ａとして、隣接画素解析部１４によって、逆側テンプレート形成用画素２４に対する隣接画素解析工程が実行される。この工程については既に図１や図７を参照しながら説明したとおりである。また、その後は必要に応じてステップＳ７ａとして、逆側隣接画素校正部１６によって、逆側テンプレート形成用画素２４に対する適合画素校正工程が実行される。
この逆側隣接画素校正部１６によって実行される適合画素校正工程の内容は、すでに図９や図１１を参照しながら説明した隣接画素校正部１５によるものと同様であり、工程の実行の後に隣接画素解析工程に戻ることも同様である。すなわち、逆側隣接画素校正部１６の機能や効果は隣接画素校正部１５と同等である。
また、ステップＳ７ａの適合画素校正工程はステップＳ７と同様、必須の工程というものではなく、隣接画素解析の精度を高めるための付加的な工程である。
ステップＳ６で隣接画素解析部１４によって更新されたテンプレート形成用画素２３を結んだ連続線、そしてステップＳ５ａで逆側画素解析部１３によって探索及び決定された反転テンプレート形成用画素２９及びステップＳ６ａで隣接画素解析部１４によって更新された逆側テンプレート形成用画素２４を結んだ連続線に関するデータは眼底解析画像データ２５として、描画部１８によって読み出し可能に評価支援データベース７に格納される。
これら２つの連続線を描画部１８で描くことで、網膜血管の両側の管壁を描くことが可能であり、血管径の変化を把握することができるため、患者に対するより精度の高い診断や治療を提供することが可能である。
最後に、図１の他、図１６及び図１７を参照しながら、本発明の第４の実施の形態に係る眼底画像解析システムについて説明する。
第４の実施の形態に係る眼底画像解析システム１ｃは、第３の実施の形態に係る眼底画像解析システム１ｂに加えて、眼底血管解析部１７を備えるものである。眼底血管解析部１７は既に図１に記載されているが、この眼底血管解析部１７の機能及び発揮する効果については図１６及び図１７を参照しながら説明する。
図１６は本発明の第４の実施の形態に係る眼底画像解析システムにおけるデータ解析の流れを示すフローチャートであり、図１７は図１６のフローチャートのうち、ステップＳ８の眼底血管解析工程を詳細に示すフローチャートである。
図１６において、眼底血管解析部１７は逆側画素解析工程（ステップＳ５ａ）、隣接画素解析工程（ステップＳ６ａ）及び適合画素校正工程（ステップＳ７ａ）までの工程で得られる更新されたテンプレート形成用画素２３に関するデータの集合、反転テンプレート形成用画素２９及び更新された逆側テンプレート形成用画素２４に関するデータの集合に対して、ステップＳ８として眼底血管解析を実行する。
第４の実施の形態に係る眼底画像解析システム１ｃは、第３の実施の形態に係る眼底画像解析システム１ｂに加えて、眼底血管解析部１７を備えるものである。眼底血管解析部１７は既に図１に記載されているが、この眼底血管解析部１７の機能及び発揮する効果については図１６及び図１７を参照しながら説明する。
図１６は本発明の第４の実施の形態に係る眼底画像解析システムにおけるデータ解析の流れを示すフローチャートであり、図１７は図１６のフローチャートのうち、ステップＳ８の眼底血管解析工程を詳細に示すフローチャートである。
図１６において、眼底血管解析部１７は逆側画素解析工程（ステップＳ５ａ）、隣接画素解析工程（ステップＳ６ａ）及び適合画素校正工程（ステップＳ７ａ）までの工程で得られる更新されたテンプレート形成用画素２３に関するデータの集合、反転テンプレート形成用画素２９及び更新された逆側テンプレート形成用画素２４に関するデータの集合に対して、ステップＳ８として眼底血管解析を実行する。
具体的には、テンプレート形成用画素２３と反転テンプレート形成用画素２９を含めた逆側テンプレート形成用画素２４との間の距離を血管径として演算する（ステップＳ８−１）。例えば、テンプレート形成用画素２３の個々の画素から最短に位置する反転テンプレート形成用画素２９を含めた逆側テンプレート形成用画素２４との距離を求めることで演算が可能である。
この血管径に関するデータは、眼底解析画像データ２５として眼底血管解析部１７によって読み出し可能に評価支援データベース７に格納される。
眼底解析画像データ２５は、この血管径に関するデータに対して、予め定めて解析支援データベース６に解析条件データ２１として格納された動脈瘤・静脈瘤の有無の判断基準としての連続線方向における血管径の変化量のしきい値を読み出して、ステップＳ８−１で演算された血管径の変化量と比較して、しきい値を越えている場合には動脈瘤、静脈瘤あるいは数珠状静脈が発生していると判断する（ステップＳ８−２）。この判断結果についても眼底解析画像データ２５として眼底血管解析部１７によって評価支援データベース７に格納される。
図１６におけるステップＳ８の後のステップＳ９及びステップＳ１０については既にこれまでの実施の形態の説明時に説明したとおりである。血管径に関するデータや動脈瘤や静脈瘤の発生についての判断は出力部４を介して示される眼底解析画像データ２５によって確認が可能である。
なお、しきい値については、血管壁の内壁に対するもの、外壁に対するもの、さらに動脈瘤に対するもの及び静脈瘤に対するものなど臨床の現場でそれぞれ判断可能なように予め種類を分けて解析条件データ２１として格納しておくことも可能である。
この血管径に関するデータは、眼底解析画像データ２５として眼底血管解析部１７によって読み出し可能に評価支援データベース７に格納される。
眼底解析画像データ２５は、この血管径に関するデータに対して、予め定めて解析支援データベース６に解析条件データ２１として格納された動脈瘤・静脈瘤の有無の判断基準としての連続線方向における血管径の変化量のしきい値を読み出して、ステップＳ８−１で演算された血管径の変化量と比較して、しきい値を越えている場合には動脈瘤、静脈瘤あるいは数珠状静脈が発生していると判断する（ステップＳ８−２）。この判断結果についても眼底解析画像データ２５として眼底血管解析部１７によって評価支援データベース７に格納される。
図１６におけるステップＳ８の後のステップＳ９及びステップＳ１０については既にこれまでの実施の形態の説明時に説明したとおりである。血管径に関するデータや動脈瘤や静脈瘤の発生についての判断は出力部４を介して示される眼底解析画像データ２５によって確認が可能である。
なお、しきい値については、血管壁の内壁に対するもの、外壁に対するもの、さらに動脈瘤に対するもの及び静脈瘤に対するものなど臨床の現場でそれぞれ判断可能なように予め種類を分けて解析条件データ２１として格納しておくことも可能である。
以上説明したとおり、眼底画像解析システム１ｃでは、眼底血管解析部１７を備えることで、網膜血管の血管径を演算し、網膜血管における動脈瘤や静脈瘤の発生を判断する機能を有する。
網膜血管における動脈瘤や静脈瘤については、テンプレートデータ２２として複数セルテンプレート２８を用いることで片側でも血管内壁及び外壁についての描画が可能となるため、その発生の評価が可能であるが、眼底画像解析システム１ｃでは、複数セルテンプレート２８を用いることなく単一セルテンプレート２７で血管の内壁あるいは外壁の一方についての描画を行っても、両側の血管の内壁あるいは外壁の画素間の距離を演算することで血管径を演算可能であるという特徴がある。
もちろん、複数セルテンプレート２８を用いても内壁間及び外壁間の２通りの血管径を演算することが可能であるので、より精度を高めた網膜血管における動脈瘤や静脈瘤の発生を判断することが可能となる。
網膜血管における動脈瘤や静脈瘤については、テンプレートデータ２２として複数セルテンプレート２８を用いることで片側でも血管内壁及び外壁についての描画が可能となるため、その発生の評価が可能であるが、眼底画像解析システム１ｃでは、複数セルテンプレート２８を用いることなく単一セルテンプレート２７で血管の内壁あるいは外壁の一方についての描画を行っても、両側の血管の内壁あるいは外壁の画素間の距離を演算することで血管径を演算可能であるという特徴がある。
もちろん、複数セルテンプレート２８を用いても内壁間及び外壁間の２通りの血管径を演算することが可能であるので、より精度を高めた網膜血管における動脈瘤や静脈瘤の発生を判断することが可能となる。
以上、第１乃至第４の実施の形態に係る眼底画像解析システム１，１ａ−１ｃについて説明したが、これらの眼底画像解析システムにおけるデータ処理の流れはそれぞれ図２，図９，図１２，図１６のフローチャート、及びフローチャートに含まれる工程をさらに詳細に示すフローチャートである図７，図１１，図１５，図１７において示されている。従って、これらの眼底画像解析システムにおけるデータ処理をコンピュータによって実行されるソフトウェアプログラムによるデータ処理の実行工程として捉えると、これまでの眼底画像解析システムの各実施の形態におけるデータ処理の流れを説明したことは、眼底画像解析プログラムの実施の形態について説明することと同義である。
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項１２に記載された発明は、眼底画像の中の網膜血管の状態を精度よく解析可能であり、個人病院から地域の中核病院まで広く医療機関における診察に利用可能であり、また、眼科のみならず内科等でもニーズが高い。また、医療検査機関における検査や医学研究機関における研究においても利用可能である。
１…眼底画像解析システム ２…入力部 ３…演算部 ４…出力部 ５…眼底画像データベース ６…解析支援データベース ７…評価支援データベース ８…眼底画像選択部 ９…神経乳頭指定部 １０…解析エリア設定部 １１…テンプレート選択部 １２…解析画素指定部 １３…逆側画素解析部 １４…隣接画素解析部 １５…隣接画素校正部 １６…逆側隣接画素校正部 １７…眼底血管解析部 １８…描画部 １９…眼底画像データ ２０…解析パラメータデータ ２１…解析条件データ ２２…テンプレートデータ ２３…テンプレート形成用画素 ２４…逆側テンプレート形成用画素 ２５…眼底解析画像データ ２６…解析エリア ２７…単一セルテンプレート ２８…複数セルテンプレート ２９…反転テンプレート形成用画素
Claims (12)
- 眼底画像中に存在する画素を解析することで血管壁を描画するシステムであって、
眼底画像を格納する眼底画像データベースから読み出した眼底画像又は入力部から入力された眼底画像に示された神経乳頭の領域を指定する神経乳頭指定部と、
この神経乳頭指定部で指定された神経乳頭の領域の周囲に前記画素の解析領域を設定する解析エリア設定部と、
前記解析を行うためのテンプレートを選択するテンプレート選択部と、
前記解析領域内で前記テンプレートに従ってテンプレート形成用画素を指定する解析画素指定部と、
前記テンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を新たにテンプレート形成用画素として、順次テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値と隣接画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出してテンプレート形成用画素を更新する隣接画素解析部と、
前記更新されたテンプレート形成用画素を結び連続線で描画する描画部と、
この描画部で描かれた前記連続線を出力する出力部と、
を有することを特徴とする眼底画像解析システム。 - 前記更新されたテンプレート形成用画素同士が形成する更新方向の角度を演算し、この角度が予め定められた値以上の場合には更新方向とは逆方向に１画素戻り、この戻った手前画素からさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った先手前画素との間で形成する更新方向に前記手前画素から連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた超越画素を前記手前画素に対して隣接した隣接画素として色彩に関する特性値を演算し、この超越画素の色彩に関する特性値と前記手前画素を前記テンプレート形成用画素として計算した色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して、この抽出された隣接画素を前記手前画素の次のテンプレート形成用画素として更新して補完する隣接画素校正部を備えることを特徴とする請求項１記載の眼底画像解析システム。
- 前記解析画素指定部によって指定されたテンプレート形成用画素を水平方向に反転させた反転テンプレート形成用画素を生成し、この反転テンプレート形成用画素と前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向と垂直方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記反転テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を逆側テンプレート形成用画素として決定する逆側画素解析部を有し、
前記隣接画素解析部は、逆側テンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記逆側テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を新たに逆側テンプレート形成用画素として、順次逆側テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値と隣接画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して逆側テンプレート形成用画素を更新し、
前記描画部は、前記更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線及び前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線を描画することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の眼底画像解析システム。 - 前記更新された逆側テンプレート形成用画素同士が形成する更新方向の角度を演算し、この角度が予め定められた値以上の場合には更新方向とは逆方向に１画素戻り、この戻った手前画素からさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った先手前画素との間で形成する更新方向に前記手前画素から前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた超越画素を前記手前画素に対して隣接した隣接画素として色彩に関する特性値を演算し、この超越画素の色彩に関する特性値と前記手前画素を前記逆側テンプレート形成用画素として計算した色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して、この抽出された隣接画素を前記手前画素の次の逆側テンプレート形成用画素として更新して補完する逆側隣接画素校正部を備えることを特徴とする請求項３記載の眼底画像解析システム。
- 前記更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線と前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線との距離を血管径として演算する眼底血管解析部を有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の眼底画像解析システム。
- 前記眼底血管解析部は、前記連続線方向に前記血管径が予め定めた所望の第１の変化量を超えて太くなったのち、さらに予め定めた所望の第２変化量を超えて細くなった箇所については動脈瘤又は数珠状静脈の可能性があると判断し、他の箇所とは識別可能に描画すべく前記描画部に制御信号を送信することを特徴とする請求項５に記載の眼底画像解析システム。
- コンピュータによって、眼底画像中に存在する画素を解析することで血管壁を描画するために実行されるプログラムであって、
眼底画像を格納する眼底画像データベースから読み出した眼底画像又は入力部から入力された眼底画像に示された神経乳頭の領域を指定する神経乳頭指定工程と、
この神経乳頭指定工程で指定された神経乳頭の領域の周囲に前記画素の解析領域を設定する解析エリア設定工程と、
前記解析を行うためのテンプレートを選択するテンプレート選択工程と、
前記解析領域内で前記テンプレートに従ってテンプレート形成用画素を指定する解析画素指定工程と、
前記テンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を新たにテンプレート形成用画素として、順次テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値と隣接画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出してテンプレート形成用画素を更新する隣接画素解析工程と、
前記更新されたテンプレート形成用画素を結び連続線で描画する描画工程と、
この描画工程で描かれた前記連続線を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする眼底画像解析プログラム。 - 前記更新されたテンプレート形成用画素同士が形成する更新方向の角度を演算し、この角度が予め定められた値以上の場合には更新方向とは逆方向に１画素戻り、この戻った手前画素からさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った先手前画素との間で形成する更新方向に前記手前画素から前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた超越画素を前記手前画素に対して隣接した隣接画素として色彩に関する特性値を演算し、この超越画素の色彩に関する特性値と前記手前画素を前記テンプレート形成用画素として計算した色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して、この抽出された隣接画素を前記手前画素の次のテンプレート形成用画素として更新して補完する隣接画素校正工程を備えることを特徴とする請求項７記載の眼底画像解析プログラム。
- 前記解析画素指定工程によって指定されたテンプレート形成用画素を水平方向に反転させた反転テンプレート形成用画素を生成し、この反転テンプレート形成用画素と前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向と垂直方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記反転テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を逆側テンプレート形成用画素として決定する逆側画素解析工程を有し、
前記隣接画素解析工程は、逆側テンプレート形成用画素を基準として前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に隣接する隣接画素の色彩に関する特性値を演算し、この隣接画素の色彩に関する特性値と前記逆側テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が予め定められた値以内である前記隣接画素を抽出し、前記抽出された隣接画素を新たに逆側テンプレート形成用画素として、順次逆側テンプレート形成用画素の色彩に関する特性値と隣接画素の色彩に関する特性値とのかい離度を演算し前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して逆側テンプレート形成用画素を更新し、
前記描画工程は、前記更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線及び前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線を描画することを特徴とする請求項７又は請求項８記載の眼底画像解析プログラム。 - 前記更新された更新された逆側テンプレート形成用画素同士が形成する更新方向の角度を演算し、この角度が予め定められた値以上の場合には更新方向とは逆方向に１画素戻り、この戻った手前画素からさらに更新方向とは逆方向に１画素戻った先手前画素との間で形成する更新方向に前記手前画素から前記神経乳頭から遠ざかる方向又は神経乳頭に近づく方向に連続して隣接する少なくとも１の画素を越えた超越画素を前記手前画素に対して隣接した隣接画素として色彩に関する特性値を演算し、この超越画素の色彩に関する特性値と前記手前画素を前記逆側テンプレート形成用画素として計算した色彩に関する特性値とのかい離度を演算し、前記かい離度が前記予め定められた値以内である隣接する隣接画素を抽出して、この抽出された隣接画素を前記手前画素の次の逆側テンプレート形成用画素として更新して補完する逆側隣接画素校正工程を備えることを特徴とする請求項９記載の眼底画像解析プログラム。
- 前記更新されたテンプレート形成用画素を結ぶ連続線と前記更新された逆側テンプレート形成用画素を結ぶ連続線との距離を血管径として演算する眼底血管解析工程を有することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の眼底画像解析プログラム。
- 前記眼底血管解析工程は、前記連続線方向に前記血管径が予め定めた所望の第１の変化量を超えて太くなったのち、さらに予め定めた所望の第２変化量を超えて細くなった箇所については動脈瘤又は数珠状静脈の可能性があると判断し、他の箇所とは識別可能に描画すべく前記描画部に制御信号を送信することを特徴とする請求項１１に記載の眼底画像解析プログラム。
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