JP6411387B2 - 眼科診断データの取得、表示、および分析のための改善されたユーザ・インターフェース - Google Patents

Description

本発明は、眼科診断試験および撮像に関し、特に、眼科診断データの取得、表示、および分析のためのグラフィカル・ユーザ・インターフェースの改善に関する。

眼科診断の分野は、目の中の様々な症状を診断および監視するために、撮像に基づく技法または構造的な技法と、機能的な手法との両方を含む。１つの関心のある症状は緑内障であり、これは特徴的な視野欠損を招く視神経障害である。緑内障は、視神経（ＯＮ：ｏｐｔｉｃ ｎｅｒｖｅ）および網膜神経節細胞（ＲＧＣ：ｒｅｔｉｎａｌ ｇａｎｇｌｉｏｎ ｃｅｌｌ）ならびにそれらの軸索、網膜神経線維層（ＲＮＦＬ：ｒｅｔｉｎａｌ ｎｅｒｖｅ ｆｉｂｅｒ ｌａｙｅｒ）に対する進行性の損傷に起因する。視野内の機能的損傷の経過とＲＮＦＬの構造的な緑内障の変化との関係を調べることは、多数の研究の目的となってきた［１〜５］。

緑内障の定量的な分析を提供する診断計器は、この病気の構造的または機能的な側面を評価する。光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、網膜を撮像してＲＮＦＬ測定の定量的な分析を提供し、視神経頭を測定することが可能な１つの技法である。ＯＣＴとは、ＲＮＦＬ（ＲＮＦＬＴ）を含む様々な網膜層の横断面画像および厚さ測定を高い分解能［６］および良好な再現性［７〜９］で提供する非侵襲的な干渉分光技法である。標準的な自動ホワイト・オン・ホワイト視野測定（ＳＡＰ：Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｗｈｉｔｅ−ｏｎ−ｗｈｉｔｅ Ｐｅｒｉｍｅｔｒｙ）は、視野の検査によって視覚機能を評価する標準である。パラメトリック試験は、視野内の多くの試験点の位置で差分光感度の定量的な測定を提供することが可能であり、市販の統計的分析パッケージは、臨床医が顕著な視野損失を識別するのに役立つ［１０］。緑内障におけるＯＣＴとＳＡＰの両方の診断性能、ならびにＳＡＰ測定とＯＣＴ測定との相関関係が調べられてきた［１１〜１４］。

臨床研究により、これらの診断試験は、単独で使用されるときは、病気の診断および経過に関する有用な情報を提供し、併用されるときは、病気の検出および経過の監視の精度の改善につながる可能性のある支持および補完情報を提供することが提案されている。しかし、単独で使用して、患者の正規母集団および病気の動作範囲全体にわたって十分な診断精度および応用性を提供する診断試験は１つもない。したがって、顧客が複数のモダリティからの眼科診断データおよび分析を統合および記憶し、組み合わせられたデータに関して追加の分析を実行することを可能にするＦＯＲＵＭ（カール・ツァイス・メディテック社（Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ Ｍｅｄｉｔｅｃ，Ｉｎｃ．）［米国カリフォルニア州ダブリン（Ｄｕｂｌｉｎ）所在］）のソフトウェア・パッケージで市販の複数の眼科診断デバイスからデータを収集、表示、および分析することが望ましい。また、複数の診断モダリティからのデータを単一の計器上に表示することも望ましく、したがって、計器の操作者は、データの取得を指示する際に使用するための患者の最も完全な図を有することができる。緑内障に関する状況については詳細に記載されてきたが、ともに精査されるときに互いに補完し合って診断および治療管理の決定を支援することができる構造的および機能的な測定を含む複数のモダリティからの情報が、眼科分野で一般に必要とされている。

市販の眼科診断システムでは、計器の操作者は、典型的には、目の中で特有の症状に関連しうる既知の位置に基づいて、１連の走査の選択肢から選択する。このデータは、計器の製造業者によって指定された標準的な形式で表示および分析される。ＯＣＴ技術の改善により、目に見えるほどの患者の運動アーティファクトを生じることなく、より大量のデータの収集が可能になったため、ますます多くのデータが分析および解釈される。これらの大量のデータの表示および分析において自動化および解釈を増大させて、この技術の臨床的な適用分野を改善および拡大することが望ましい。

本発明の目的は、ＯＣＴおよび他の眼科診断データがユーザに表示、分析、および提示される方法を改善することである。本発明の一態様では、ユーザは、グラフィカル・ユーザ・インターフェース上の異なる表示要素をドラッグおよびドロップすることによって、カスタマイズ可能な図または報告を作成することが可能になる。本発明の別の態様では、ユーザには、特有の症状に対するプロトコルに基づいて走査を命令するための選択肢が提供される。ユーザ・インターフェースのさらなる向上は、特定のＢスキャンをブックマークし、参考ライブラリからの情報にアクセスし、レビュー画面から直接フォローアップ走査を命令できることを含む。本発明のさらなる態様は、単一の制御パラメータを使用して表示されたＢスキャンのコントラストおよび品質を最適化できることである。本発明のさらなる態様では、運動にかかわらず同じ深さ位置で表示データを維持する事実上リアルタイムのｚ追跡手法が記載されている。この実施形態は、外科システムにおけるＯＣＴの使用に特有の適用分野を有することができる。本発明の最終の態様では、ユーザが、計器の製造業者によって提供される標準的な規範的データベースではなく、自身にとって重要な正規母集団に関するデータのデータベースを使用して、分析を収集および実行できる眼科診断計器が提供される。

本発明の様々な実施形態で使用することができる眼科ＯＣＴデバイスの概略図。 図２は、本発明の一実施形態による眼科診断データの取得、表示、および分析を駆動するためのユーザがカスタマイズ可能なインターフェース画面の２つの例を示す図。 １つまたは複数の組の眼科診断データの図を作成するために、緑内障に関連する様々な表示要素がユーザによって表示および選択される、緑内障フォローアップ臨床図に対する表示を示す図。 湿潤型ＡＭＤフォローアップに対する新しい臨床図が選択されたときの表示を示す図。ユーザには、表示要素の既存のテンプレートから選択するか、またはスクラッチから開始するかという選択肢が与えられる。 図３は、本発明の一実施形態による眼科診断データの取得、表示、および分析を駆動するためのユーザがカスタマイズ可能な報告画面の２つの例を示す図。 特定の患者に関する報告を生成するために、様々なタイプの分析がユーザによって選択され得る、湿潤型ＡＭＤに対するワークアップ画面を示す図。ユーザは、既存のデータから選択すること、ならびに後の診察時に取得すべきデータを示すことが可能である。 図３ａに示す表示画面からなされた選択に基づいて生成される報告を示す図。事前に収集されたデータが表示され、取得保留中のデータに対する位置は空白のままである。 本発明の一態様によるプロトコル駆動式のワークフローに対して使用することができるユーザ・インターフェース画面を示す図。 ワークフロー要求に基づいて収集された結果のデータを表示する図。 ＯＣＴデータのキューブに対する特定のＢスキャンを後の参照のためにブックマークすることができる、本発明の一実施形態に対するスクリーン・ショットを示す図。 本発明の一態様による眼科診断データの取得、表示、または分析中に参考ライブラリからアクセスすることができる目のモデルを示す図。 眼底の画像が様々なＯＣＴスライスに沿って表示されるレビュー画面を示す図。 本発明の一態様による図７ａに示すレビュー画面から直接命令することができる高品質の断層写真またはＢスキャンを表示する図。 時間とともに一定の深さの図を維持するために、減少された深さの情報のサブセットが使用される、事実上リアルタイムのｚ追跡の基礎的な概念を示す図。 ６４個のＢスキャンが登録および平均化された、ＯＣＴ Ｂスキャンを示す図。 本発明の一態様による図９ａの画像のコントラストが強調されたバージョンの画像を示す図。

光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）とは、ミクロン規模の組織構造の画像を原位置でリアルタイムに提供することができる高分解能の横断面撮像を実行する技法である［１５］。ＯＣＴは、ＯＣＴビームに沿ってサンプルの散乱プロファイルを判定する干渉分光法である。各散乱プロファイルを、軸方向走査またはＡスキャンと呼ぶ。横断面画像（Ｂスキャン）、および拡張による３Ｄ体積は、ＯＣＴビームをサンプル上の１組の横方向位置へ動かしながら得た多くのＡスキャンから構築される。ＯＣＴは、分解能がマイクロメートルの測定機構を提供する。

周波数領域ＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）では、参照からの光とサンプル点からの後方散乱光との間の干渉信号が、時間領域ではなく周波数領域で記録される。波長較正後、１次元のフーリエ変換を行って、対象散乱ポテンシャルの線Ａの空間分布を得る。ＦＤ−ＯＣＴにおけるスペクトル情報の識別は、典型的には、スペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ：ｓｐｅｃｔｒａｌ−ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）の場合は検出アーム内で分散分光計を使用することによって実現され、または掃引源ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ：ｓｗｅｐｔ−ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ）の場合は掃引レーザ源を急速に走査することによって実現される。

ＯＣＴを使用する生物材料の評価は、１９９０年代初頭に最初に開示された［１６］。周波数領域ＯＣＴ技法は、生体サンプルに適用されてきた［１７］。周波数領域技法には、時間領域ＯＣＴと比較すると、速度および信号対雑音比において顕著な利点がある［１８］。現代のＯＣＴシステムの速度がより速くなったことで、人間組織の３Ｄ体積画像を含むより大きなデータ・セットの取得が可能になった。この技術は、眼科学で広く普及してきた。本発明での使用に適した３Ｄ画像データを収集するために使用される汎用のＦＤ−ＯＣＴシステムを、図１に示す。

ＦＤ−ＯＣＴシステムは、光源１０１を含み、これは、それだけに限定されるものではないが時間コヒーレンス長の短い広帯域光源または掃引レーザ源を含む典型的な光源である［１９〜２０］。光源１０１からの光は、典型的には光ファイバ１０５によって、サンプル１１０を照明するように経路指定される。典型的なサンプルは、人間の目の裏側の組織である。光は、典型的にはファイバの出力とサンプルとの間に位置するスキャナ１０７によって走査され、その結果、光ビーム（破線１０８）が、撮像すべき面積または体積全体にわたって走査される。サンプルから散乱した光は、典型的には照明光を経路指定するために使用される同じファイバ１０５内へ収集される。同じ光源１０１から導出される参照光は、この場合、ファイバ１０３および再帰反射器１０４を伴う別個の経路を進む。透過性の参照経路を使用することもできることが、当業者には認識される。収集されたサンプル光は、典型的にはファイバ結合器１０２内で参照光と組み合わされて、検出器１２０における光干渉を形成する。検出器からの出力は、プロセッサ１３０へ供給される。これらの結果は、プロセッサ内に記憶するか、またはディスプレイ１４０上に表示することができる。処理および記憶機能は、ＯＣＴ計器内に集中させるか、または収集されたデータが転送される外部処理ユニット上で実行することができる。このユニットは、データ処理専用とすることができるか、またはＯＣＴデバイス専用ではないかなり一般的な他のタスクを実行することもできる。

干渉により、干渉光の強度がスペクトル全体にわたって変動するようになる。干渉光のフーリエ変換により、異なる経路長における散乱強度のプロファイルが明らかになり、したがってサンプル内の深さ（ｚ方向）に応じた散乱が明らかになる［２１］。深さに応じた散乱プロファイルを、軸方向走査（Ａスキャン）と呼ぶ。サンプル内の隣接する位置で測定される１組のＡスキャンにより、サンプルの横断面画像（断層写真またはＢスキャン）が作成される。サンプル上の異なる横方向位置で収集される１群のＢスキャンが、データ体積またはキューブを構成する。

干渉計内のサンプルおよび参照アームは、バルク光学系、光ファイバ、またはハイブリッドバルク光学系から構成することができ、マイケルソン（Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ）、マッハ−ツェンダー（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）、または当業者には周知の共通経路に基づく設計など、異なるアーキテクチャを有することもできる。本明細書では、光ビームは、慎重に誘導される任意の光路と解釈されるべきである。時間領域システムでは、参照アームは、干渉を生成するために調整可能な光遅延を有する必要がある。典型的には、ＴＤ−ＯＣＴおよびＳＳ−ＯＣＴシステムでは均衡のとれた検出システムが使用され、ＳＤ−ＯＣＴシステムの検出ポートでは分光計が使用される。本明細書に記載する本発明は、任意のタイプのＯＣＴシステムに適用することができる。本発明の様々な態様は、それだけに限定されるものではないが眼底撮像システム、視野試験デバイス、および走査レーザ偏光計を含む、他のタイプの眼科診断システムおよび複数の眼科診断システムのうちの少なくとも一方に当てはまる。本発明は、眼科診断データの取得制御、処理、および表示に関し、これらは、特定の計器自体の上で行うことができ、または収集された診断データが手動もしくはネットワーク接続を介して転送される別個のコンピュータもしくはワークステーション上で行うこともできる。ディスプレイは、計器または操作者がシステムおよびその結果得られるデータと対話するためのグラフィカル・ユーザ・インターフェースを提供する。計器のユーザは、それだけに限定されるものではないがマウスのクリック、タッチスクリーン要素、スクロール・ホイール、ボタン、ノブなどを含む様々な方法で、インターフェースと対話して入力を提供することができる。ＯＣＴ適用分野向けのユーザ・インターフェース設計の様々な態様が記載されている［２２］。本明細書に記載する本発明は、眼科診断データの取得、表示、および分析の最適化を可能にするために、ユーザ・インターフェースがどのように設計および構成されるかに関する改善を対象とする。

カスタマイズ可能なユーザ・インターフェースおよび報告
本発明の一実施形態では、ユーザ・インターフェースは、完全にカスタマイズ可能な報告／臨床図の機能性を提供する。ユーザは、ＯＣＴ撮像のための好ましい実施形態に対して、図２ａに示すような要素またはウィジェットに対する表示アイコンのリストからドラッグすることによって、独自の臨床図テンプレートを作成するという選択肢を有する。図２ａは、画面の上部パネル内で「緑内障フォローアップ」ボタン２０１をクリックまたは接触することによって、緑内障フォローアップの臨床図がユーザによって選択されたときに表示される画面を示す。それだけに限定されるものではないが、緑内障および加齢黄斑変性（ＡＭＤ：ａｇｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｍａｃｕｌａｒ ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）を含み、異なる症状または病状に対する特有の図を作成することができる。臨床図が選択された後、ディスプレイには、１群の表示要素またはウィジェットが追加される。ウィジェットは、１つまたは複数の計器（ＯＣＴ、視野試験、眼底カメラなど）からのデータ表示またはデータ分析（規範的データに対する比較、測定、経過分析）に関係するものとすることができる。図２ａでは、表示されたウィジェットの２つは、ＨＦＡ２０２および経過２０３である。さらに、ユーザは、画面上のどこかに表示することができるカテゴリ（コンボ・ウィジェット、ＯＣＴ、眼底、ＨＦＡなど）のリストから選択することによって、既存のテンプレートにウィジェットを「オンザフライ」で追加することができる。本発明の好ましい実施形態では、ユーザ・インターフェースは、追加の走査情報を必要としない所与の時間に利用可能な１組のウィジェットを表示し、これらのウィジェットは、選択されたとき、データを即座に表示する。追加の患者走査情報を必要とするウィジェットをユーザが選択した場合、ユーザ・インターフェースは、要求された情報を収集するために後に実施されるべき特有の走査に対する命令を生成し、これらの命令を１つまたは複数の計器の取得制御部へ送る。データは、すべての必要な走査が実行されて患者記録上に保存されたときに表示される。ウィジェットまたは表示要素が選択された後、ユーザは、ウィジェットを異なるデータで追加するという選択肢を有する。利用可能なデータおよび分析のリスト２０４を表示することができ、ユーザは、このリストから選択して、ウィジェット内のどこにデータを表示するべきかを示すことができる。

ユーザはまた、湿潤型ＡＭＤの臨床図に対して、図２ｂに示すようなテンプレートとして送達された図を使用して、スクラッチから新しい図を作成するという選択肢を有する。ユーザが図２ａの「新しい図を追加する」２０５を選択したとき、図２ｂに示す図を画面上に表示することができる。ユーザには、所定のテンプレートで開始するか、またはスクラッチから開始するという選択肢２１０が与えられる。この選択を行った後、図は図２ａに示す図に変わり、選択された臨床図に関連するウィジェットが、画面上のどこかに位置するリストまたはメニューを介してアクセス可能になる。このリストは、臨床的に意味のあるデータの表示に利用可能な画面空間を増大させるために、使用されていないときは隠すことができる。複数の診察からのデータを横に並べて表示して、図２ｂの下の分析パネル２１１に示すように、病気経過の分析を容易にすることができる。

本発明の関連する実施形態では、ユーザは、スクラッチから、または図３に示すようなユーザ・インターフェースと同様に既存のプロトコル／報告テンプレートを変化させることによって、１つまたは複数のプロトコル／報告を設計するという選択肢を有する。図３ａは、「湿潤型ＡＭＤワークアップ」表示を示し、湿潤型ＡＭＤに関連する報告を生成するために抜き出すことができる構成要素は、ユーザによって選択することができる。様々なタイプの眼科撮像データに加えて、患者３０１の識別に関する様々な情報を含むことができる。ユーザは、既存の報告に、追加の分析、画像、または走査をオンザフライで追加することができる。データを即座に表示することが望ましい場合、１組の分析、走査、および画像は、既存の走査データに制限される。これは、ディスプレイ上に示される「利用可能」な選択肢３０２のメニューによって示される。ユーザは、画面の下部の利用可能なウィジェットのリストから、報告に追加したいと考える分析の選択肢またはウィジェットを選択してドラッグするだけでよい。ユーザは、以前の既存のデータ・セットの指示が提供される画面上の「履歴」表示要素を使用して、これまでの診察で収集されたデータから選択することができる。ユーザはまた、ウィジェットまたはデータセットを選択することができ、すべての診察にわたって収集された同じタイプのウィジェットまたはデータをすべて見ることを選ぶことができる。個々の診察を追加または除去して、所望の経過報告を作成することができる。ユーザはまた、「追加の分析を必要とする」という選択肢３０４のメニューから、データが現在利用可能でない分析を選択することができる。その場合、追加の走査データを必要とする分析が要求され、システムは走査命令を自動的に生成し、この命令を診断計器の取得ヘッドへ送る。図３ａのインターフェースを使用して要素の選択から生成された報告を、図３ｂに示す。すでに収集されたデータを見ることができる。このデータを表示すべき報告上の位置は、後日収集されるまで、空白のままであり、または「命令済み」３１０というラベルが示される。

プロトコル駆動式のワークフロー
典型的には、ＯＣＴ撮像の場合、特有の走査または一連の走査が計器のユーザによって選択され、所望の情報に基づいて患者に実行される。これには、どの走査パターンが所望の情報を提供する可能性が高いかということに関する知識が必要である。本発明の態様は、ユーザが単一の検査、または１つもしくは複数の走査の組合せである特定のプロトコル、あるいは単一または複数の異なる診断デバイスからの分析を命令することができることである。このプロトコル駆動式のワークフローは、緑内障または乾燥型もしくは湿潤型ＡＭＤなどの特有の病状に関する所望の情報に基づくものとすることができる。このワークフローはまた、ユーザが、次の診察のために、検査の終わりに特定の患者に対するプロトコルを命令することができることを示唆する。この情報は記憶され、次に患者を検査するときに呼び出される。ユーザは、既存のプロトコル・テンプレートを使用するか、または所望の情報に関する知識に基づいて独自のテンプレートを生成することができる。ユーザは、現在の診察中に次の診察のプロトコル／報告を命令することができる。ユーザは、主画面の下部の命令制御アイコン上をクリックするだけでよく、図４ａに示すようなポップアップ画面が現れる。この画面上で、ユーザは、特定のアイコンを選択することによって、次の診察に対してどのプロトコルを命令するかを選択することができる。現在の診察と同じプロトコルを命令するか、新しいプロトコル（既存のテンプレートに基づく）を命令するか、または既存のプロトコルを命令して追加の走査をそれに追加することができる。次いで、これらの命令は、１またはそれ以上の診断取得デバイス上で検索を行う。特有の検査プロトコルの１例を、図４ａに示す。ここでは、乾燥型ＡＭＤに関するフォローアップ検査が所望されており、患者のフォローアップ検査を可能にするために、１対のＯＣＴ走査ならびに眼底画像が命令されている。図４ｂは、命令された検査プロトコルに基づいて後の診察で収集されるデータの一部を示す。ユーザが新しいプロトコルを選択した場合、システムは、そのモードに対する標準的な走査の提示によって必要とされる完全なデータ・セットを作成するために必要とされる走査を判定し、それらの走査の取得のための命令を作成することができる。

Ｂスキャンのブックマーク
ユーザには、図５に示すような取得ユニットにおける精査中に、取得後のデータのキューブ内で１つまたは複数の走査をブックマークする機能が提供される。この機能は、計器を操作している技師または分析を準備している医者が、患者もしくは同僚または参照する臨床医と共用するために実行するか、あるいは今後の精査者のための注意喚起として実行することができる。ユーザは、それだけに限定されるものではないがタッチスクリーン・インターフェース、スクロール・ホイール、マウス、または前後に進むための１つもしくは複数のボタンを含むいくつかのユーザ入力デバイスのいずれか１つを使用して、キューブ・バー上で上下にスクロールすることによって、データの体積内で強調したいと考える走査を選択する。走査を選択した後、ユーザは、任意のユーザ入力手段を使用して、ブックマーク・アイコンをその走査へドラッグする。Ｂスキャンをブックマークするこの事前選別ステップは、取得中に気付いた任意のタイプの症状または異常を強調するのに役立つ。ブックマークに加えて、ユーザは、特定の走査に注記または測定情報の注釈を付けることができ、この情報は、後に呼び出すためにデータとともに記憶される。

参考ライブラリ
本発明のさらなる実施形態では、ユーザ・インターフェースは、図６に示すような眼科診断データの取得および分析全体にわたってユーザがアクセスできる目の解剖学的構造に関する教材、健康な参照走査、および病気のある走査の例を有する参考ライブラリへのアクセスを可能にする。ユーザは、ページの下部のライブラリ・アイコン６０１上をクリックしてライブラリにアクセスすることができる。スクロール・バー６０２は、この画面上のナビゲーション・ツールとすることができる。特定の走査／画像を選択した後、ユーザは、標準画面から全画面へトグルすることができる。加えて、走査／画像はそれぞれ、比較のために患者の走査と健康な参照走査との間でトグルするための制御部を右上の角に有する。また、医者が独自の情報をライブラリに加えることも可能である。モデルの目をクリックして、中心窩、視神経頭、アーケード、角度、または角膜など、参照画像が望ましい目の一部分を選択することができる。

走査のためのクリック
過去、操作者は、位置合わせ中にＯＣＴデータまたは別個の眼底撮像モダリティから生成された眼底図上で関心点（複数可）を識別し、その情報を使用してさらなるデータ取得を指示しなければならなかった。これは、患者の運動、および前向きの眼底画像と比較するとＯＣＴ横断面Ｂスキャンでは構造の視覚化に固有の違いがあることを考えると、困難になる可能性がある。前向きの眼底画像は、カラー画像とするか、またはフルオレセイン血管造影などの機能情報を含むことができる。本発明のさらなる実施形態では、計器の操作者は、患者の頭部が走査すべき定位置にあるままで、レビュー画面内の比較的運動のない眼底画像上で関心領域を識別し、より微細なまたはより高精細度の走査を得ることが可能になる。図７ａは、特定の患者に対する１群のデータを示す。このデータは、色コーディングを介して患者の網膜または眼底の図７０２上の位置にリンクすることができる低精細度のＢスキャン７０１を含むことができる。眼底画像は、ＯＣＴデータから生成するか［２３］、またはそれだけに限定されるものではないが線走査検眼鏡（ＬＳＯ：ｌｉｎｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）、眼底カメラ、共焦点走査レーザ検眼鏡（ｃＳＬＯ：ｃｏｎｆｏｃａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｌａｓｅｒ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）を含む代替の撮像モダリティから生成することができる。加えて、患者の虹彩および瞳孔の図７０３を表示して、ＯＣＴビームが患者の目のどこを通過しているかを表示することもできる。

ＯＣＴデータの取得中、目の概観走査を得た後、操作者は、マウスのクリック、タッチ・スクリーンを含む様々なユーザ入力デバイスのいずれか１つを使用して、全体的な走査を精査し、眼底画像７０２上で関心領域を指定する。システムは、中心窩もしくは視神経乳頭などの関心領域を自動的に識別するか、またはユーザは、眼底画像上に表示されるラインを調整して、さらなるデータ取得を指示することができる。次いで、ユーザは、ディスプレイ上のユーザ・インターフェース要素を使用して、高精細度のデータ走査をクリックまたは選択することができる。機械は、図７ｂに示すようなより高い分解能で関心領域のより微細な走査を取得する。分解能の増大は、同じ位置で複数の走査を収集して平均化するか、またはより高い密度でサンプリングすることによって得ることができる。高精細度走査７１０の位置の詳細は、データとともに表示される。

本発明の好ましい実施形態では、ＯＣＴデータの取得中、
１．操作者は、患者の目の概観走査を得る。
２．患者の頭部が次の走査のために定位置にあるままで、操作者は概観走査を精査する。

３．操作者は、マウスまたはスライス・ナビゲータをドラッグすることによって、中心窩などの自動的に識別された標認点によって指示される関心領域を指定する。
４．計器は、関心領域上の概観走査より高い分解能で走査を得る。

好ましい実施形態は、患者の頭部がまだ計器内に位置決めされている間に追加のデータ収集のための領域を選択することを伴うが、同じ概念は、後の診察に対するデータの精査および走査の命令に適用することもできる。加えて、追加のデータ収集のための位置は、キューブ内の任意の軸または方向に沿って任意の位置を選択して走査を収集することができるように、予備のＯＣＴデータ・キューブから選択することができる。

事実上リアルタイムのｚ追跡方法
現在のＯＣＴシステムでは、組織が軸方向に動くため、ＯＣＴ信号内の組織の位置は著しく変動する可能性がある。したがって、各Ｂスキャン内の組織を最適の位置に位置決めしようとする何らかの形のｚ追跡を有することが望ましい。しかし、現在の方法は、組織の位置を見出し、次いで参照ミラーを動かして、組織が最適に位置決めされるように取得したデータの位置を調整することに依拠している。これは、典型的には、干渉計のアームの１つの機械的な動きによって実現される。しかし、この機械的な動き（低速である）のため、一定の運動が生じている場合、組織を最適に位置決めすることができない可能性があり、アルゴリズムは常に組織に追い付こうとする。これは、ユーザがＯＣＴ信号に基づいていくつかの行動をとっている場合、特に望ましくない。たとえば、手術用顕微鏡に統合されたＯＣＴシステムでは、医師は、ディスプレイ上に見える信号に基づいていくつかの行動をとる。したがって、最適の位置（ユーザが設定できる）にリアルタイムで組織を表示することができる場合が非常に望ましい。本発明のさらなる態様は、ユーザに対して、ＯＣＴデータのリアルタイムｚ追跡表示を可能にする。本発明は、取得されているＯＣＴデータの安定した「図」を有することが非常に重要な適用分野で特に有用である。１例は、眼科手術向けのＯＣＴである。

本発明の主な概念は、関心領域と比較するとより大きい深さまでＯＣＴ撮像深さを増大させることである。たとえば、外科医が手術のために目の後部領域を見ている場合、外科医は主に、組織の２〜４ｍｍに注目している。組織のより大きい領域を撮像することができる場合、自動アルゴリズムを使用して、その組織領域を画像内でリアルタイムに分割することができる。次いで、ユーザに表示される領域は、関心領域上で中心に位置決めすることができ、したがって、組織は常に、ユーザによって選択された最適の位置に確実に位置決めされる。この方法の主な利点は、本発明がｚ追跡表示をリアルタイムで実現することができることである。

新しいＯＣＴ技術、特に掃引源ＯＣＴの発展により、より大きい撮像深さが実現可能になる。掃引源システムでは、６ｍｍ以上の撮像深さが可能であることが示されている。本発明の説明では、本発明者らは、６ｍｍの撮像深さおよび３ｍｍの関心領域の例を使用する（後部セグメントを撮像する場合、通常は関心領域のこの深さで十分である）。

図８は、この概念の概観を示す。時間ｔ１で、左端に示すようなデータが取得される（例：６ｍｍの撮像深さ）。自動アルゴリズムは、線８０２および８０４で示すように、関心組織を分割することができ、関心組織の周りに関心領域が配置される（例：３ｍｍ）。この関心領域は、矢印の右側の第１の画像に示すように、ユーザに表示される。時間ｔ２で、組織は軸方向に沿って動いており、したがって、第２の画像に示すように、取得されたデータ・ウィンドウ上の異なる位置に配置される。組織を再び分割することができ、関心領域を動かして関心組織領域に整合させることができる。時間ｔ２に表示される画像では、組織は時間ｔ１に表示される画像と同じ位置に配置されている。分割アルゴリズムは非常に速くすることができるため、この表示はリアルタイムで実現することができ、事実上リアルタイムのｚ追跡機能をユーザに提示することができる。

関心領域の深さは制限ではないことに留意されたい。撮像されている組織が現在設定されている関心領域より厚いことを自動アルゴリズムが判定した場合、関心領域自体を拡張させて、関心組織を含むようにすることができる。唯一の制限は、考慮される計器によって可能な撮像深さである。組織が走査の拡張領域の範囲からも出た場合、組織を範囲内へ戻すために、参照ミラーを動かす従来の方法が必要になることがある。

組織領域は、非常に速い閾値アルゴリズムを使用して、ＯＣＴ Ｂスキャンから分割することができる。本発明者らは主に関心領域を見出すことに注目しているため、分割アルゴリズムは精密である必要はない。関心領域を中心に位置決めするには、組織を粗く分割するだけで十分である。さらに、検出速度を増大させるために、データは必要に応じてダウンサンプリングされる。閾値手法は、分割を提供する１つの方法に過ぎない。データを分割する追加の方法は、当業者には想定されるであろう。

単一の制御パラメータを使用する平均化されたＢスキャンのコントラストおよび視覚品質の改善
典型的には、明るさおよびコントラスト（Ｂ、Ｃ）設定がユーザに提供され、ユーザは、特定のＯＣＴデータの表示に対する最適の設定に達するために、これらの設定を変動させることができる。これは、広い範囲内で変動し得る１対のパラメータを用いる２次元の網羅的な検索である。本発明のさらなる態様は、表示の品質を制御するように０と１との間で変動する１つのパラメータだけをユーザに提供し、したがって理解、設定、および解釈が容易である。

信号対雑音（ＳＮＲ）を改善するために、登録された１群のＢスキャンを平均化した後、提案される方法は、このデータから大域的な単一の値を計算し、平均化されたデータからその端数を除去し、その結果、層内コントラスト、細部の視認性、および対象物と背景のコントラストにおいて顕著な改善を示すＢスキャンをもたらす。この方法の主要な用途は、平均化されたＢスキャンの画像品質を改善することである。代替実施形態では、この方法を使用して、より良好なコントラストを提供する画像の強度レベルを設定するために、低減された制御パラメータ・セット（ｎ＝１）をユーザに提供することができる。パラメータは、特有の最適化処理に関する詳細な知識をもたないユーザでも表示および調整することができる。

図９ａは、平均化処理の結果を示し、ほぼ同じ解剖学的な位置で走査された６４個のフレームのスタックがともに登録され、各画素位置で中央強度値が得られた。提案される方法の好ましい実施形態では、まず、この段階で画像を構成するこれらの中央値の平均が計算される。中央画像をｍとし、平均を＜ｍ＞とする。次いで、たとえば次式にしたがって、このｍから＜ｍ＞の端数を引くことによって、コントラストの強調が得られる。

ｍ’（改善済）＝ｍ−（アルファ）＜ｍ＞．．．．．．．（１）
改善された画像の１例を図９ｂに示す。ここでは、層間のコントラストが増大しているが、硝子体から脈絡膜の外側までの細部はやはり維持している。図９ｂでは、コントラストの強調と細部の維持との両方を提供するために主観的に判定されたα値は０．５８である。また、この修正は、単一の制御パラメータ（上記の等式１）によって元の画像内で引き起こされるため、ＩＳ／ＯＳ境界（矢印９０１）のような微細な層の視認性が著しく増大されていることは、注目に値する。

ユーザによって生成される規範的データベース
Ｃｉｒｒｕｓ ＨＤ−ＯＣＴ（カール・ツァイス・メディテック社（Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ Ｍｅｄｉｔｅｃ，Ｉｎｃ．）［米国カリフォルニア州ダブリン（Ｄｕｂｌｉｎ）所在］）などの現在市販されているＯＣＴシステムは、医者が分析および病気の診断のために特定の患者と１群の規範的データとを比較する機会を提供する。カール・ツァイス（Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ）などの会社は、広範な患者正規母集団に当てはまる１群のデータの提供を試みている。場合によっては、医者は、民族的な相違または特有の病気条件による相違のため、自身の患者とその地域の正規母集団とを比較したいと考える。臨床医は、典型的には、自身の研究のために多数の患者を撮像しており、自身の患者の正規母集団を参照として使用したいと考える。

本発明のさらなる態様は、ユーザが独自の参照データベースを生成し、この参照データベースと患者を比較することを可能にすることである。ユーザによって生成された参照データベースからの偏差は、規範的データベースからの偏差と同様に視覚化することができる。さらなる実施形態では、ユーザは、規範的データに応じて意味のある比較を提供するために、偏差の閾値を調整することができる。加えて、ユーザ・インターフェースは、医者が自身のカスタマイズした参照データベースを移出および移入することを可能にし、医者同士での共有を可能にする。

本発明の教示を組み込む様々な適用分野および実施形態について、本明細書で詳細に図示および記載したが、これらの教示をやはり組み込む他の変形実施形態が、当業者には容易に考案されるであろう。

以下の文献を、参照により本願明細書に援用する。
1. Ajtony C, Balla Z, Somoskeoy S, Kovacs B: Relationship between Visual Field Sensitivity and Retinal Nerve Fiber Layer Thickness as Measured by Optical Coherence Tomography. Investigative Ophthalmology & Visual Science 2007, 48(l):258-263.
2. Sommer A, Katz J, Quigley HA, Miller NR, Robin AL, Richter RC, Witt KA: Clinically detectable nerve fiber atrophy precedes the onset of glaucomatous field loss. Arch Ophthalmol 1991, 109(l):77-83.
3. Sato S, Hirooka K, Baba T, Yano I, Shiraga F: Correlation between retinal nerve fibre layer thickness and retinal sensitivity. Acta Ophthalmologica 2008, 86(6):609-613.
4. Harwerth RS, Wheat JL, Fredette MJ, Anderson DR: Linking structure and function in glaucoma. Progress in retinal and eye research １例0, 29(4):249-271.
5. Gardiner SK, Johnson CA, Cioffi GA: Evaluation of the Structure-Function Relationship in Glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science 2005, 46(10):3712-3717.
6. Chang R, Budenz DL: New developments in optical coherence tomography for glaucoma. Curr Opin Ophthalmol 2008, 19(2): 127-135.
7. Schuman JS, Pedut-Kloizman T, Hertzmark E, Hee MR, Wilkins JR, Coker JG, Puliafito CA, Fujimoto JG, Swanson EA: Reproducibility of nerve fiber layer thickness measurements using optical coherence tomography. Ophthalmology 1996, 103(11): 1889-1898.
8. Paunescu LA, Schuman JS, Price LL, Stark PC, Beaton S, Ishikawa H, Wollstein G, Fujimoto JG: Reproducibility of nerve fiber thickness, macular thickness, and optic nerve head measurements using StratusOCT. Invest Ophthalmol Vis Sci 2004, 45(6): 1716-1724.
9. Budenz DL, Chang RT, Huang X, Knighton RW, Tielsch JM: Reproducibility of retinal nerve fiber thickness measurements using the stratus OCT in normal and glaucomatous eyes. Invest Ophthalmol Vis Sci 2005, 46(7):2440-2443.
10. Bengtsson B, Olsson J, Heijl A, Rootzen H: A new generation of algorithms for computerized threshold perimetry, SITA. Acta Ophthalmologica Scandinavica 1997, 75(4):368-375.
11. Budenz DL, Michael A, Chang RT, McSoley J, Katz J: Sensitivity and specificity of the StratusOCT for perimetric glaucoma. Ophthalmology 2005, 112(l):3-9.
12. Hougaard JL, Heijl A, Bengtsson B: Glaucoma detection by Stratus OCT. J Glaucoma 2007, 16(3):302-306.
13. Leung CK, Chong KK, Chan WM, Yiu CK, Tso MY, Woo J, Tsang MK, Tse KK, Yung WH: Comparative study of retinal nerve fiber layer measurement by StratusOCT and GDx VCC, II: structure/function regression analysis in glaucoma. Invest Ophthalmol Vis Sci 2005, 46(10):3702-3711.
14. El Beltagi TA, Bowd C, Boden C, Amini P, Sample PA, ZangwiU LM, Weinreb RN: Retinal nerve fiber layer thickness measured with optical coherence tomography is related to visual function in glaucomatous eyes. Ophthalmology 2003, 110(11):2185-2191.
15. Huang et al. "Optical Coherence Tomography" Science 254(5035): 1178 1991
16. U.S. Pat. No. 5,321,501
17. Nassif et al. "In vivo human retinal imaging by ultrahigh-speed spectral domain optical coherence tomography" Optics Letters 29(5): 480 2004
18. Choma, M. A., et al. "Sensitivity advantage of swept source and Fourier domain optical coherence tomography" Optics Express 11(18): 2183 2003
19. Wojtkowski, et al., "Three-dimensional retinal imaging with high-speed ultrahigh -resolution optical coherence tomography," Ophthalmology 112(10): 1734 2005
20. Lee et al. "In vivo optical frequency domain imaging of human retina and choroid," Optics Express 14(10): 4403 2006
21. Leitgeb et al. "Ultrahigh resolution Fourier domain optical coherence tomography," Optics Express 12(10):2156 (2004)
22. US Patent Publication No. 2008/0100612.
23. US Patent No. 7,301,644.

Claims (10)

1. 眼科診断デバイスとともに使用するためのグラフィカル・ユーザ・インターフェースであって、
   ディスプレイと、
   患者の目の測定に関係する臨床情報を記憶するプロセッサと、
   該プロセッサに接続されたユーザ入力デバイスと
   を備え、該プロセッサが、該ディスプレイ上に初期テンプレートを生成し、該ユーザ入力デバイスからの入力に応答して、記憶された臨床情報から選択された特定の臨床情報をテンプレートに追加して、カスタマイズされた表示を作成し、前記初期テンプレートが複数のアイコンを含み、各アイコンが、異なるタイプの記憶された臨床情報に対応し、ユーザからの前記入力が、前記プロセッサに選択されたアイコンに対応する前記臨床情報を表示させるアイコンの選択を含む、グラフィカル・ユーザ・インターフェース。
2. １つまたは複数のアイコンが、今後測定される臨床情報に対応する、請求項１に記載のインターフェース。
3. ユーザ入力が、選択された臨床情報が表示される前記ディスプレイ上の位置を示す位置情報をさらに含む、請求項１に記載のインターフェース。
4. 前記カスタマイズされた表示が、報告を生成するために使用される、請求項１に記載のインターフェース。
5. 前記ユーザ入力デバイスが、前記ディスプレイに付随するタッチ・スクリーンである、請求項１に記載のインターフェース。
6. 前記臨床情報が、光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）デバイスから導出されたデータに関係している、請求項１に記載のインターフェース。
7. 前記カスタマイズされた表示が、ＯＣＴ体積データに関する報告を生成するために使用される、請求項６に記載のインターフェース。
8. 表示された臨床情報の少なくとも一部分が、ＯＣＴ以外の眼科撮像モダリティから導出されたデータに基づくものである、請求項６に記載のインターフェース。
9. 表示された臨床情報を緑内障または黄斑変性の管理で使用することができる、請求項１に記載のインターフェース。
10. 表示された臨床情報が、異なる患者診察中に得られたものである、請求項１に記載のインターフェース。