JP6363275B2 - 眼科装置 - Google Patents

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Description

本発明は角膜の健全性を診断する為の角膜の内皮細胞を撮影する眼科装置に関するものである。
角膜内皮の測定を行う眼科装置では、角膜内皮画像を撮影し、該角膜内皮画像を解析することにより角膜内皮を測定し、内皮細胞の形状や大きさ等を検出している。
角膜内皮は再生不能な内皮細胞によって形成されており、内皮細胞の健全性は、内皮細胞の大きさ、形状によって診断される。又、内皮細胞の大きさは、内皮細胞の密度によって判定することができ、形状は内皮細胞の面積の変動によって判断できる。内皮細胞の密度は、撮影された画像内の内皮細胞の個数を数えることで、撮影した範囲と個数により統計値としての内皮細胞の密度が得られる。
撮影された角膜内皮画像からは、内皮細胞の形状や大きさを特定する為の、内皮細胞の境界を網がけした境界線を解析により得ることができるが、境界線の位置は境界の位置と必ずしも一致しているわけではなく、解析を行う際には、検者が角膜内皮画像をモニタ等に表示し、表示された角膜内皮画像から境界と境界線の位置が一致しているかを判断し、必要に応じて境界線の追加や削除等の編集処理を行う必要がある。
然し乍ら、従来の眼科装置では、角膜内皮画像の境界線をON/OFFする機能しか有しておらず、角膜内皮画像の明るさによっては境界線が見え難いことがあり、境界と境界線の位置が一致しているかを判断するのが困難であった。
特開2007−130246号公報
本発明は斯かる実情に鑑み、角膜内皮画像の明暗に拘らず、内皮細胞の境界と境界線とを容易に判別可能な眼科装置を提供するものである。
本発明は、非接触にて内皮細胞の撮影及び被検眼の角膜の膜厚測定を行う眼科装置であって、被検眼の角膜内皮を撮影する撮像部と、該撮像部で撮影された角膜内皮画像から内皮細胞の境界を検出して該境界を境界線で網がけする画像処理を行う制御部と、前記内皮細胞の前記境界が前記境界線で網がけされた解析画像を表示する表示部と、操作部とを具備し、前記制御部は前記操作部からの入力に基づき前記境界線の透明度を変更する眼科装置に係るものである。
又本発明は、前記表示部は前記操作部を兼ねるタッチパネルであり、前記制御部は前記表示部に対する画面の押下を検出し、押下位置からのスライド方向及び距離に基づき前記境界線の透明度を変更する眼科装置に係るものである。
更に又本発明は、前記制御部は、前記角膜内皮画像と前記解析画像とを前記表示部に並べて表示させる眼科装置に係るものである。
本発明によれば、非接触にて内皮細胞の撮影及び被検眼の角膜の膜厚測定を行う眼科装置であって、被検眼の角膜内皮を撮影する撮像部と、該撮像部で撮影された角膜内皮画像から内皮細胞の境界を検出して該境界を境界線で網がけする画像処理を行う制御部と、前記内皮細胞の前記境界が前記境界線で網がけされた解析画像を表示する表示部と、操作部とを具備し、前記制御部は前記操作部からの入力に基づき前記境界線の透明度を変更するので、前記角膜内皮画像の明暗により前記境界線を単にON/OFFするだけでは判別し難かった箇所についても、前記境界の位置と前記境界線の位置とが一致しているかを容易に判別することができ、作業性及び作業の正確性を向上させることができる。
又本発明によれば、前記表示部は前記操作部を兼ねるタッチパネルであり、前記制御部は前記表示部に対する画面の押下を検出し、押下位置からのスライド方向及び距離に基づき前記境界線の透明度を変更するので、操作性が向上し、作業性及び作業の正確性を更に向上させることができる。
更に又本発明によれば、前記制御部は、前記角膜内皮画像と前記解析画像とを前記表示部に並べて表示させるので、境界の位置と境界線の位置とが一致しているかを容易に判別することができ、作業性を向上させることができるという優れた効果を発揮する。
本発明の実施例に係る眼科装置の概略構成図である。 該眼科装置に於けるXYアライメント投影系、固視投影系を示す概略構成図である。 前記固視投影系に用いられる固視標の一例である固視光源の説明図である。 前記眼科装置の制御装置の概略構成図である。 前記眼科装置の表示部に表示される解析結果画面の表示例を示す説明図である。 前記眼科装置の表示部に表示されるマニュアル編集画面の表示例を示す説明図であり、(A)は境界線の濃さを最小にした場合を示し、(B)は該境界線の濃さを最大にした場合を示している。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
先ず、本発明の実施例に係る眼科装置の概略構成について、図1〜図3により説明する。
図1中、Eは被検眼、2はXYZの三軸方向に移動可能な装置本体を示している。該装置本体2の内部に、前眼部観察光学系3と、撮影用照明光学系4と、撮影光学系5と、Zアライメント投影系6と、Zアライメント検出系7とを有している。
更に、図2に示される様に、前記装置本体2の内部にはXYアライメント投影系8、固視投影系9が設けられ、XYアライメント検出系10は前記前眼部観察光学系3と兼用となっている。
更に、構成を説明する。
図1に於いて、前記前眼部観察光学系3は左右の被検眼Eに対応して配設され、前記前眼部観察光学系3の主光軸O1はそれぞれ前記被検眼Eの光軸と合致する様に設けられ、前記主光軸O1は前記被検眼Eの角膜の頂点Pを通過する様に設定される。
前記主光軸O1上に前記被検眼E側からハーフミラー15、対物レンズ16、受光素子17が設けられ、前記主光軸O1に対して挿脱可能な遮光板18が設けられている。前記受光素子17には、CCD素子が用いられ、又、該受光素子17は前記対物レンズ16に関して被検眼Eの角膜Cと共役の位置に配置されている。前記撮影光学系5及び前記受光素子17等は撮像部19を構成する。
前記遮光板18は、前眼部観察時には前記主光軸O1から退避し、且つ、後述の角膜内皮細胞撮影時には光路中に挿入される。
前記撮影用照明光学系4は、前記主光軸O1に対して所定角度、例えば17゜〜22゜のいずれかの角度で傾斜し、前記頂点Pを通過する投光光軸O2を有し、該投光光軸O2上に被検眼Eから離反する位置から撮影用照明光源21、集光レンズ22、スリット板23、ダイクロイックミラー24、対物レンズ25が設けられている。
前記撮影用照明光源21としては、可視光、例えば、緑色光を発する発光ダイオード(LED)が用いられる。前記スリット板23はスリット孔が穿設されており、前記撮影用照明光源21から発せられた可視光がスリット光として、照射される。又、前記スリット板23で形成されるスリット幅は、前記角膜C表面で反射された反射光と内皮からの反射光とが分離できる幅に制限される。
前記Zアライメント投影系6は前記ダイクロイックミラー24によって分岐される光軸O3上に光源26、集光レンズ27、スリット板28が設けられている。前記光源26としては、赤外光を射出する発光ダイオード(LED)が用いられる。
前記ダイクロイックミラー24は緑色光を透過し、赤外光を反射する様になっている。又、前記スリット板23及び前記スリット板28と前記角膜Cとは前記対物レンズ25に関して共役となっている。
前記撮影光学系5は、前記主光軸O1に対して前記投光光軸O2に関し対称となっている撮影光軸O4を有し、該撮影光軸O4は前記頂点Pを透過する。
該撮影光軸O4上には、前記被検眼E側から対物レンズ31、ダイクロイックミラー32、ミラー34を有し、該撮影光軸O4は前記ミラー34で偏向され、更に撮影光軸O4上には焦点調整用のリレーレンズ35、ミラー37が設けられ、該ミラー37で反射された光束は前記受光素子17に結像される様になっている。前記リレーレンズ35を通過した撮影光軸O4には遮蔽板36が挿脱可能となっている。又、前記ダイクロイックミラー32は可視光を透過させて赤外光を反射する透過特性を有する。前記リレーレンズ35は、レンズ駆動機構39によって光軸方向に移動可能となっている。
前記ダイクロイックミラー32で反射され偏向される光軸O5上には受光センサ38が設けられ、該受光センサ38と前記角膜Cとは前記対物レンズ31に関し共役となっている。前記ダイクロイックミラー32は赤外光を反射し、緑色光を透過する光学特性を有しており、前記光源26で射出され、前記角膜Cで反射された赤外光を前記受光センサ38に導く。前記ダイクロイックミラー32、前記受光センサ38は前記Zアライメント検出系7を構成する。
前記ハーフミラー15で分岐された光軸O6上にはリレーレンズ41、ダイクロイックミラー42が設けられ、更に該ダイクロイックミラー42の通過光軸上には固視光源43が設けられている。
該固視光源43は、図3に示される様に、発光素子保持板44に複数の発光ダイオード(LED)45が設けられたものである。該LED45は、前記光軸O6の通過位置を中心とし、スリット光の幅方向に複数、例えば2個又は3個(図示では3個45a,45b,45c)配設され、更に前記光軸O6の通過位置を中心とした円周上に所定角度ピッチで配設される。図示では、スリット幅方向に3、2つの同心円上に8及び6の前記LED45が配置された例が示されている。前記複数のLED45は、可視光、例えば緑色光を発光し、個々に独立して点灯可能となっている。
尚、幅方向に設けられた前記LED45a,45b,45cのピッチは、被検者が前記LED45a,45b,45cを固視した場合に、前記撮影光学系5を介し前記受光素子17(撮像部19)で得られる角膜内皮画像が所要範囲でオーバラップする様に設定される。
前記ダイクロイックミラー42で反射された光軸上には、リレーレンズ47、XYアライメント用光源46が設けられている。該XYアライメント用光源46には、赤外光を発する発光ダイオードが用いられる。前記リレーレンズ47、前記XYアライメント用光源46等は、前記XYアライメント投影系8を構成する。
前記受光センサ38が受光した結果、及び前記受光素子17が受光した結果は、アライメント検出部48で検出され、検出結果は制御部49に出力される。該制御部49は検出結果に基づき本体駆動部52(図4参照)を制御し、前記装置本体2を、XYZの所要の方向に移動させ、被検眼Eと前記装置本体2とのアライメントを実行する。
図4は、眼科装置の制御装置51の概略を示している。
該制御装置51は、主に前記撮像部19、前記アライメント検出部48、前記固視光源43、前記本体駆動部52、記憶部53、操作部55、表示部54を具備している。尚、本実施例に於いては、該表示部54は操作部を兼ねるタッチパネルであり、該表示部54を介して各種操作が行える様になっている。
前記アライメント検出部48からアライメント検出結果が入力されると、前記制御部49は検出結果に基づき前記本体駆動部52を駆動し、前記装置本体2をアライメントさせる方向に変位させる。又、前記制御部49は前記撮像部19及び前記固視光源43を同期制御し、前記LED45a,45b,45cの個々の点灯を制御し、合わせて前記撮像部19による内皮細胞の画像(角膜内皮画像)を取得する。
又、前記撮像部19で取得された角膜内皮画像59(後述)は前記制御部49に送出され、内皮細胞の境界の検出、内皮細胞の数及び密度の演算、角膜厚の演算等の所定の解析処理が行われる。その後、解析結果に基づき前記角膜内皮画像59に対して所要の画像処理がなされ、前記記憶部53に格納され、或は前記表示部54に表示される。
図5は、前記撮像部19による角膜内皮の撮影後、前記表示部54に表示される解析結果画面57を示している。
該解析結果画面57の画面中央部には、前記角膜内皮画像59と解析画像61が並んで表示され、該解析画像61の画面右側に前眼部画像62及び各種解析結果63が表示される。
前記角膜内皮画像59は、画像処理を施していない角膜内皮の元画像となっており、前記解析画像61は、前記角膜内皮画像59に対して画像処理を行い、検出した内皮細胞64の境界を所定の色、例えば黒色の境界線65で網がけした画像となっている。
又、前記解析結果63としては、角膜厚(CCT)、細胞密度(CD)、変動係数(CV)、六角細胞出現率(HEX)、解析細胞数(N)、最小細胞面積(MIN)、最大細胞面積(MAX)、平均細胞面積(AVG)、細胞面積標準偏差(SD)等の解析値が表示されると共に、前記内皮細胞64の形状の分布や面積の分布等を表すグラフ等が表示される。
尚、前記解析結果画面57では、前記解析画像61を指等で押下した際に、前記制御部49が指をスライドさせた方向及び距離を検出できる様になっており、検出したスライド方向及び距離に基づき、前記境界線65の濃淡(透明度)を変更できる様になっている。
例えば、前記解析画像61を押下した指を下方向にスライドさせることで前記境界線65の色が薄くなり、最終的には該境界線65が消えて前記角膜内皮画像59と一致する。又、前記解析画像61を押下した指を上方向にスライドさせることで前記境界線65の色が濃くなり、最終的には該境界線65が黒く表示されて図5に示される前記解析画像61と一致する様になっている。
又、前記解析結果画面57は画面下部には、再撮影ボタン67、マニュアル編集ボタン68、次の部位へボタン69等の各種指示入力ボタンが表示され、検者が指等で指示入力ボタンを押下することで、各指示入力ボタンに対応した指示が前記制御部49に入力される様になっている。
前記再撮影ボタン67を押下することで、同一部位について再度撮影を行わせることができ、前記マニュアル編集ボタン68を押下することで、前記表示部54の表示をマニュアル編集画面71(後述)に切替えることができ、又撮影する部位が2つ以上ある場合には、前記次の部位へボタン69を押下することで次の部位の撮影を行わせることができる。
図6(A)(B)は、前記マニュアル編集画面71を示している。
該マニュアル編集画面71の画面中央部には編集画像72が表示され、該編集画像72の画面左端部にはサムネイル画像73が表示されている。又、前記マニュアル編集画面71の画面右端部及び下端部には、境界線追加ボタン74、境界線削除ボタン75、除外ボタン76、画像処理ボタン77、拡大縮小ボタン78、元に戻すボタン79、適用ボタン81、キャンセルボタン82等の各種指示入力ボタンが表示され、検者が指等で指示入力ボタンを押下することで、各指示入力ボタンに対応した指示が前記制御部49に入力される様になっている。
前記サムネイル画像73は、前記解析画像61全体を表す画像であり、前記編集画像72は、前記サムネイル画像73中の指定された箇所を指定倍率で拡大した拡大画像となっている。尚、図中に於いては、指定倍率が1倍となっているので、前記サムネイル画像73と前記編集画像72とは同一となっている。
前記マニュアル編集画面71では、例えば検者が指により該サムネイル画像73中の所定の箇所を押下することで、指定位置が変更され、前記編集画像72として表示される画像を切替えることができる。
又、該編集画像72が前記サムネイル画像73の一部の拡大画像となっている場合には、前記編集画像72を押下し、押下状態を維持したまま指を任意の方向にスライドさせることで、スライドさせた方向及び距離に応じて該編集画像72の表示位置をずらすことができる。
又、前記マニュアル編集画面71では、前記解析結果画面57と同様、前記マニュアル編集画面71の前記編集画像72及び前記サムネイル画像73以外の箇所を指で押下した際に、前記制御部49が指をスライドさせた方向及び距離を検出できる様になっており、検出したスライド方向及び距離に基づき、前記境界線65の濃淡を変更できる様になっている。
例えば、前記マニュアル編集画面71に押下された指を下方向にスライドさせた際には、図6(A)に示される様に、前記境界線65の色が薄くなり、最終的には該境界線65が消えて前記解析結果画面57に表示された前記角膜内皮画像59と一致する。又、前記マニュアル編集画面71に押下された指を上方向にスライドさせた際には、図6(B)に示される様に、前記境界線65の色が濃くなり、最終的には該境界線65が黒く表示されて前記解析結果画面57に表示された前記解析画像61と一致する様になっている。
前記編集画像72の編集を行う際には、前記境界線追加ボタン74を押下することで、前記編集画像72中の前記境界線65を追加するモードへと切替えることができ、境界の箇所に前記境界線65が存在しない場合に、画面上で境界をなぞることで前記境界線65を追加することができる。
又、前記境界線削除ボタン75を押下することで、前記編集画像72中の前記境界線65を削除するモードへと切替えることができ、該境界線65が境界以外の箇所に存在する場合に、画面上で余分な前記境界線65を押下することで、該境界線65を削除することができる。
又、前記除外ボタン76を押下することで、前記境界線65で囲まれた前記編集画像72中の前記内皮細胞64を解析から除外するモードへと切替えることができ、画面上で前記内皮細胞64を押下することで、押下した該内皮細胞64を解析対象から除外することができる。
又、前記画像処理ボタン77を押下することで、前記制御部49に画像処理を行わせ、前記内皮細胞64を見易くする為にエッジを強調した画像を表示させることができる。又、前記拡大縮小ボタン78を押下することで、前記編集画像72の指定倍率を変更し、前記編集画像72を拡大或は縮小させることができる。
又、前記元に戻すボタン79を押下することで、前記マニュアル編集画面71に於いて編集された内容を破棄し、元の状態に戻すことができ、前記適用ボタン81を押下することで、前記マニュアル編集画面71に於いて編集された内容を適用し、前記解析結果画面57へと戻ることができ、前記キャンセルボタン82を押下することで、前記マニュアル編集画面71に於いて編集された内容を破棄し、前記解析結果画面57へと戻ることができる。
而して、検者が前記表示部54に表示された各指示入力ボタンを押下することで、前記制御部49に撮影に必要な条件、撮影開始等の指示が入力されると共に、表示された画像の編集及び所要の処理の実行等の指示が入力される。
以下、眼科装置の作用について説明する。
先ず、前記光源26を点灯し、前記角膜Cでの反射光を前記受光センサ38により受光し、該受光センサ38上での受光位置と基準位置との偏差を求め、該偏差が0になる様にZ方向に前記装置本体2を変位させる。尚、前記Zアライメント投影系6から射出される検出光は、スリット状であるので、前記受光センサ38はスリット光の幅方向に延びるラインセンサとしてもよい。
Zアライメントが完了した後、或はZアライメントと並行して前記XYアライメント用光源46から点状の検出光が射出され、前記角膜Cで反射され、反射された検出光は前記受光素子17で受光され、該受光素子17上での受光位置と基準位置との偏差が求められる。該偏差が0になる様にX方向又はY方向に前記装置本体2を変位させ、アライメントを実行する。
アライメント完了後、角膜内皮撮影が開始される。
前記固視光源43の中心に位置する前記LED45a,45b,45cが所定の時間間隔で1つずつ点灯される。更に、前記撮影用照明光源21が前記LED45a,45b,45cの点灯と同期して点灯され、前記スリット板23を経てスリット光となった照明光が前記角膜Cに照射される。
前記LED45a,45b,45cの1つ、例えば前記LED45aが点灯されることで、被検者の視軸が前記LED45aに固視され、その時の被検眼Eの状態での内皮撮影が行われる。更に前記LED45b,45cを個々に点灯させることで、視軸の向きが変り、異なる部位の角膜内皮撮影を行うことができる。
撮影結果は前記解析結果画面57として前記表示部54に表示される。
検者は、前記解析結果画面57に並んで表示されている前記角膜内皮画像59と前記解析画像61を見比べ、又該解析画像61を押下した指を上下にスライドさせて前記境界線65の濃淡を調整し、前記角膜内皮画像59が正常に撮影されているか、又前記内皮細胞64の境界に前記境界線65が正しく網がけされているかを判断する。
前記角膜内皮画像59が正常に撮影され、前記境界線65が正しく網がけされていると検者が判断した場合には、前記次の部位へボタン69を押下して次の部位の撮影を行い、次の部位に於ける前記解析結果画面57についても上記と同様の判断を行う。
前記角膜内皮画像59が正常に撮影されていないと検者が判断した場合には、前記再撮影ボタン67を押下して同一部位の撮影を行い、前記表示部54に表示された前記解析結果画面57について再度判断を行う。
又、前記角膜内皮画像59は正常に撮影されているが、前記境界線65が正しく網がけされていないと検者が判断した場合には、前記マニュアル編集ボタン68を押下し、前記表示部54の表示が前記解析結果画面57から前記マニュアル編集画面71へと切替えられ、編集処理が行われる。
該マニュアル編集画面71に於いては、検者は前記拡大縮小ボタン78を押下して前記編集画像72の倍率を変化させ、前記サムネイル画像73の所要の位置を押下して確認したい箇所の概略位置を前記編集画像72として表示させ、該編集画像72を押下した指をスライドさせて確認したい箇所を表示させる。
更に、前記マニュアル編集画面71の前記編集画像72及び前記サムネイル画像73以外の箇所を指で押下し、押下した指を上下にスライドさせて前記境界線65の濃淡を変化させることで、検者が前記内皮細胞64の境界の位置と前記境界線65の位置が一致しているかを判断する。
上記判断に基づき、検者は各指示入力ボタンを押下して前記境界線65の追加や削除等の所定の編集処理を行う。編集後は、前記適用ボタン81を押下して前記表示部54の表示を前記解析結果画面57へ戻し、編集処理を終了する。
最後に、該解析結果画面57に於いて前記次の部位へボタン69を押下することで、当該部位に於ける角膜内皮の撮影が終了する。
上述の様に、本実施例では、前記解析結果画面57に於いて、指等により前記解析画像61を押下し、押下した指を上下にスライドさせることで、前記制御部49がスライド方向及び距離に基づいて前記境界線65の濃淡を変更する様になっている。又、前記マニュアル編集画面71に於いても、前記編集画像72及び前記サムネイル画像73以外の部分を指等で押下し、押下した指を上下にスライドさせることで、前記制御部49がスライド方向及び距離に基づいて前記境界線65の濃淡を変更する様になっている。
従って、画像の明暗により該境界線65を単にON/OFFするだけでは判別し難かった箇所についても、前記内皮細胞64の境界の位置と前記境界線65の位置が一致しているかを容易に判別することができ、作業性及び編集処理の正確性を向上させることができる。
又、前記解析結果画面57に於いて、前記撮像部19にて撮影された角膜内皮の元画像である前記角膜内皮画像59と、該角膜内皮画像59中の前記内皮細胞64の境界を前記境界線65で網がけした前記解析画像61とを並べて表示しており、同じ画面上で前記角膜内皮画像59と前記解析画像61とを見比べることができるので、前記内皮細胞64の境界の位置と前記境界線65の位置が一致しているかを容易に判別することができ、作業性を向上させることができる。
更に、本実施例では、前記表示部54をタッチパネルとしているので、各種指示を画面上から直接入力可能であり、操作性を向上させることができる。
尚、本実施例に於いては、前記表示部54をタッチパネルとしているが、マウス等の前記操作部55により画面上をクリックし、クリックした状態で前記操作部55を上下に移動させることで前記境界線65の濃淡を変更する様にしてもよい。
又、前記解析結果画面57及び前記マニュアル編集画面71にスクロールバーを設け、指により、或は前記操作部55によりスクロールバーを移動させることで前記境界線65の濃淡を変更する様にしてもよい。
2 装置本体
19 撮像部
49 制御部
51 制御装置
54 表示部
55 操作部
57 解析結果画面
59 角膜内皮画像
61 解析画像
64 内皮細胞
65 境界線
71 マニュアル編集画面
72 編集画像
73 サムネイル画像

Claims (3)

  1. 非接触にて内皮細胞の撮影及び被検眼の角膜の膜厚測定を行う眼科装置であって、被検眼の角膜内皮を撮影する撮像部と、該撮像部で撮影された角膜内皮画像から内皮細胞の境界を検出して該境界を境界線で網がけする画像処理を行う制御部と、前記内皮細胞の前記境界が前記境界線で網がけされた解析画像を表示する表示部と、操作部とを具備し、前記制御部は前記操作部からの入力に基づき前記境界線の透明度を変更することを特徴とする眼科装置。
  2. 前記表示部は前記操作部を兼ねるタッチパネルであり、前記制御部は前記表示部に対する画面の押下を検出し、押下位置からのスライド方向及び距離に基づき前記境界線の透明度を変更する請求項1の眼科装置。
  3. 前記制御部は、前記角膜内皮画像と前記解析画像とを前記表示部に並べて表示させる請求項1又は請求項2の眼科装置。
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