JP6278295B2 - 脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置及びその画像処理プログラム - Google Patents
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Description
(1)従来、眼科診断に必須であるにもかかわらず侵襲的にしか得られなかった眼底造影と近しい画像情報を非侵襲に得ることが可能とする。
光干渉断層計で得られたOCT計測データの処理を、コンピュータ17を用いて画像処理する画像処理手段の構成、及びコンピュータ17に搭載される本発明に係る画像処理プログラムについて、以下説明する。
OCT計測データにより、被計測物体である眼底の3次元の断層画像が得られるが、画像処理プログラムは、コンピュータを、この3次元の断層画像のうち、大まかに脈絡膜の領域に相当する断層画像についての画像データを抽出するように機能させる。
画像処理プログラムは、コンピュータを、網膜色素上皮から、脈絡膜の深さ方向に等間隔の複数の深さ位置において、脈絡膜の3次元の断層画像をスライス(より詳しくは、深さ方向に直交して厚みを薄く切り取ること)し、各深さ位置における眼の正面から見た2次元の画像(正面像(en-face像))を抽出するように機能させる。
画像処理プログラムは、コンピュータを、上記(2)でスライスした複数の画像のデータについて、血管推定部分を抽出するように機能させる。ここで、血管推定部分とは、「脈絡膜の血管であろうと推定できる程度の部分」であって、実際は、血管以外の部分、陰等、非血管部分を含んでいる。
上記(3)の血管推定部分を抽出し2値画像を形成する手段により、図5(b)に示すような白黒の2値画像が得られるが、この2値画像に、血管でなく単なる背景部分(バックグラウンド)であっても血管と識別される非血管部分(これを「疑血管」と言う)が含まれてしまう。
ウィンドウの大きさが血管の直径に対してかなり大きい場合は、血管におけるコントラストの変化部分が、血管と非血管を識別の支障となる。
脈絡膜のOCT断層画像には、その手前にある網膜の血管の陰が投影されており、これが脈絡膜の血管として誤認されてしまう。この誤認は、脈絡膜の厚さや脈絡膜の血管の太さを正確に定量評価する際に、阻害要因となる。この陰を取り除く必要がある。
上記(6)で説明したとおり、網膜血管は、脈絡膜の画像データに陰として入り込み、スライスした画像のデータ内で脈絡膜の血管として誤認されてしまう。この誤認は、脈絡膜の厚さや脈絡膜の血管の太さを正確に定量評価する際に、阻害要因となる。
前記したとおり、大きさの異なる4つのウィンドウについて、上記(3)〜(5)のプロセスを行うが、後記する理由によって、4つのウィンドウについて得られたデータについて、適切に組み合わせて、最終的に、脈絡膜の血管の厚さ、直径等の定量的評価を行う。
観測している全視野(たとえば6mm四方)を複数の領域に分割する場合、いくつかのスケールに分割し、それぞれから血管構造を抽出し、合成する手段が有効である。
/32、1/16に相当する大きさである。
本発明に係る画像処理プログラムは、上記(9)において最終的に得られた2値画像のデータに基づき、白黒の2値画像の各部の血管の直径を見積もる手段として機能させる。
本発明に係る画像処理プログラムは、上記(10)において得られた2値画像の各部の血管の直径の見積もりデータに基づき、脈絡膜の血管の直径の分布データを作成する手段として機能させる。
本発明に係る画像処理プログラムは、上記(10)において得られた2値画像の各部の血管の直径の見積もりデータに基づき、脈絡膜の血管網の厚さを計測する手段として機能させる。
ここで、τは繰り返し数、jは制御点の番号であり、Gは負の定数(重力のようなもの)でメッシュ(制御点)全体に下向きの力をかける。Rj (τ)は変形表面の局所的な硬直性で、次の式(数3)で表される。
本発明に係る画像処理プログラムは、上記(12)において得られた脈絡膜の血管網の厚さを計測データに基づき、脈絡膜の血管網の厚さマップを作成する手段として機能させる。
2 波長走査型OCT
3 波長走査型光源
4、6、8、15 ファイバー
5 ファイバーカップラー
7 被計測物体
9 固定参照鏡
11 走査鏡
10、12、13、14 レンズ
16 光検知器
17 コンピュータ
18 ディスプレー
21 入力部
22 出力部
23 CPU
24 記憶装置
25 データバス
43 OCT
44 光源
45 コリメートレンズ
46 ビームスプリッター
47 物体アーム内の対物レンズ
48 被計測物体
49 参照アーム内の対物レンズ
50 参照鏡
51 集光レンズ
52 光検出器(フォトダイオード等)
Claims (8)
- 光干渉断層計と、該光干渉断層計で取得したOCT計測データに基づき三次元のOCT断層画像を得て、該三次元のOCT断層画像の画像処理を行うコンピュータと、を備えた脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置であって、
前記コンピュータは、前記三次元のOCT断層画像から脈絡膜の血管の画像のみを選択的に分離して脈絡膜の血管の画像データを取得する手段、及び脈絡膜の血管の画像データに基づき脈絡膜の血管の形状の定量評価を行うためのデータを得る手段、として機能し、
前記脈絡膜の血管の画像データを取得する手段は、OCT計測データから脈絡膜の断層画像データを抽出し、該脈絡膜の断層画像データから脈絡膜における深さ方向の等間隔ごとの位置でスライスした画像のデータを抽出して、該スライスした画像のデータから脈絡膜の血管の画像データを得る構成であり、
前記脈絡膜の血管の画像データを取得する手段は、大きさの異なる複数のウィンドウのそれぞれについて、
前記スライスした画像の画素の色濃度が、予め定めた所定の閾値以上であるか否かに応じて画素毎に2値化し、血管推定部分が抽出された2値画像を得て、
該血管推定部分が抽出された2値画像において、当該ウィンドウ内における各画素に対する2値データの異なる画素の存在する割合が、予め定めた所定値以上の領域は擬血管として消去するとともに、当該ウィンドウの寸法に対する予め定めた所定の大きさの直径より小さな直径の前記血管推定部分を、ノイズであり非血管として消去して、脈絡膜の血管網の2値画像のデータを得る構成であることを特徴とする脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置。 - 前記脈絡膜の血管の画像データを取得する手段は、前記三次元のOCT断層画像から眼底におけるブルッフ膜の前側の領域の深さ方向の勾配を検出することで、眼底における視細胞との内節外節結合部の位置のデータを得て、該内節外節結合部及びブルッフ膜の位置のデータを使用して網膜色素上皮周辺の高反射構造体を抽出し、該高反射構造体における光強度を平均することによって、高反射構造体における網膜血管による陰を特定する画像データを得て、該画像データを、線状を強調するフィルターであるフランジフィルターにかけて得られた画像データを2値化し、網膜血管の陰の2値画像のデータを得る構成であることを特徴とする請求項1に記載の脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置。
- 前記脈絡膜の血管の画像データを取得する手段は、前記脈絡膜の断層画像データに基づき、血管の部分に相当する全ての画素について、光強度の大小により、中小の血管と大きな血管に分類した分類データを作成し、該分類データに基づき、大きさの異なる複数のウィンドウのそれぞれについて得た前記脈絡膜の血管網の2値画像のデータを選択的に組み合わせるとともに、前記網膜血管の陰の2値画像のデータに基づき、脈絡膜の血管のみを分離した脈絡膜網の血管の2値画像のデータを形成する構成であることを特徴とする請求項2に記載の脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置。
- 前記脈絡膜の血管の形状の定量評価を行うためのデータを得る手段は、前記脈絡膜の血管のみを分離した脈絡膜網の血管の2値画像のデータに基づき、脈絡膜の血管の直径を見積もり、該見積もりで得られたデータを基に脈絡膜の血管の直径分布データを作成するとともに、脈絡膜血管網の厚さを計測し、該計測で得られたデータを基に脈絡膜血管網の厚さマップを作成する構成であることを特徴とする請求項3に記載の脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置。
- 光干渉断層計と、該光干渉断層計で取得したOCT計測データに基づき三次元のOCT断層画像を得て、該三次元のOCT断層画像の画像処理を行うコンピュータと、を備えた脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置におけるコンピュータに搭載される画像処理プログラムであって、
前記コンピュータを、前記三次元のOCT断層画像から脈絡膜の血管の画像のみを選択的に分離して脈絡膜の血管の画像データを取得する手段、及び脈絡膜の血管の画像データに基づき脈絡膜の血管の形状の定量評価を行うためのデータを得る手段、として機能させるものであり、
前記脈絡膜の血管の画像データを取得する手段は、OCT計測データから脈絡膜の断層画像データを抽出し、該脈絡膜の断層画像データから脈絡膜における深さ方向の等間隔ごとの位置でスライスした画像のデータを抽出して、該スライスした画像のデータから脈絡膜の血管の画像データを得ることができ、
前記脈絡膜の血管の画像データを取得する手段は、大きさの異なる複数のウィンドウのそれぞれについて、
前記スライスした画像の画素の色濃度が、予め定めた所定の閾値以上であるか否かに応じて画素毎に2値化し血管推定部分が抽出された2値画像を得て、
該血管推定部分が抽出された2値画像において、当該ウィンドウ内における各画素に対する2値データの異なる画素の存在する割合が、予め定めた所定値以上の領域は擬血管として消去するとともに、当該ウィンドウの寸法に対する予め定めた所定の大きさの直径より小さな直径の前記血管推定部分を、ノイズであり非血管として消去して、脈絡膜の血管網の2値画像のデータを得ることを特徴とする脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置におけるコンピュータに搭載される画像処理プログラム。 - 前記脈絡膜の血管の画像データを取得する手段は、前記三次元のOCT断層画像から眼底におけるブルッフ膜の前側の領域の深さ方向の勾配を検出することで、眼底における視細胞との内節外節結合部の位置のデータを得て、該内節外節結合部及びブルッフ膜の位置のデータを使用して網膜色素上皮周辺の高反射構造体を抽出し、該高反射構造体における光強度を平均することによって、高反射構造体における網膜血管による陰を特定する画像データを得て、該画像データを、線状を強調するフィルターであるフランジフィルターにかけて得られた画像データを2値化し、網膜血管の陰の2値画像のデータを得ることを特徴とする請求項5に記載の脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置におけるコンピュータに搭載される画像処理プログラム。
- 前記脈絡膜の血管の画像データを取得する手段は、前記脈絡膜の断層画像データに基づき、血管の部分に相当する全ての画素について、光強度の大小により、中小の血管と大きな血管に分類した分類データを作成し、該分類データに基づき、大きさの異なる複数のウィンドウのそれぞれについて得た前記脈絡膜の血管網の2値画像のデータを選択的に組み合わせるとともに、前記網膜血管の陰の2値画像のデータに基づき、脈絡膜の血管のみを分離した脈絡膜網の血管の2値画像のデータを形成することを特徴とする請求項6に記載の脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置におけるコンピュータに搭載される画像処理プログラム。
- 前記脈絡膜の血管の形状の定量評価を行うためのデータを得る手段は、前記脈絡膜の血管のみを分離した脈絡膜網の血管の2値画像のデータに基づき、脈絡膜の血管の直径を見積もり、該見積もりで得られたデータを基に脈絡膜の血管の直径分布データを作成するとともに、脈絡膜血管網の厚さを計測し、該計測で得られたデータを基に脈絡膜血管網の厚さマップを作成することを特徴とする請求項7に記載の脈絡膜の血管網を選択的に可視化し解析する光干渉断層計装置におけるコンピュータに搭載される画像処理プログラム。
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