JP6580448B2 - 眼科撮影装置及び眼科情報処理装置 - Google Patents
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Description
実施形態の眼科情報処理装置は、3次元データ受付部と、解析部と、表示制御部とを備える。3次元データ受付部は、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を用いて被検眼の3次元領域を走査することにより生成された3次元データを受け付ける。解析部は、3次元データにおける複数の部分3次元データを解析することにより複数の解析マップを生成する。表示制御部は、複数の解析マップと前記被検眼の正面画像とを重ねて表示手段に表示させる。複数の部分3次元データのうちの2以上が部分的に重複している場合、表示制御部は、当該2以上の部分3次元データに基づく2以上の解析マップを部分的に重ねて表示させる。
図1に示すように、眼科撮影装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100及び演算制御ユニット200を含む。眼底カメラユニット2には、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系が設けられている。OCTユニット100には、OCTを実行するための光学系や機構が設けられている。演算制御ユニット200はプロセッサを含む。被検者の顔を支持するための顎受けや額当てが、眼底カメラユニット2に対向する位置に設けられている。
眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efを撮影するための光学系が設けられている。眼底Efを撮影して得られる画像(眼底像、眼底写真等と呼ばれる)には、観察画像や撮影画像がある。観察画像は、例えば、近赤外光を用いた動画撮影により得られる。撮影画像は、例えば、可視フラッシュ光を用いて得られるカラー画像若しくはモノクロ画像、又は近赤外フラッシュ光を用いて得られるモノクロ画像である。眼底カメラユニット2は、更に、フルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能でもよい。
図2に例示するように、OCTユニット100には、被検眼EのOCTを実行するための光学系が設けられている。この光学系の構成は、従来のスウェプトソースタイプの光干渉断層計と同様である。すなわち、この光学系は、波長掃引型(波長走査型)光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼Eからの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光を検出する干渉光学系を含む。干渉光学系により得られる検出結果(検出信号)は、干渉光のスペクトルを示す信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
演算制御ユニット200は、眼底カメラユニット2、表示装置3及びOCTユニット100の各部を制御する。また、演算制御ユニット200は、各種の演算処理を実行する。例えば、演算制御ユニット200は、一連の波長走査毎に(Aライン毎に)、検出器125により得られた検出結果に基づくスペクトル分布にフーリエ変換等の信号処理を施すことにより、各Aラインにおける反射強度プロファイルを形成する。更に、演算制御ユニット200は、各Aラインの反射強度プロファイルを画像化することにより画像データを形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースOCTと同様である。
眼科撮影装置1の制御系の構成例を図3及び図4に示す。
制御部210は、眼科撮影装置1の各部を制御する。制御部210はプロセッサを含む。制御部210には、主制御部211と記憶部212が設けられている。
主制御部211は各種の制御を行う。例えば、主制御部211は、撮影合焦駆動部31A、CCD(イメージセンサ)35及び38、LCD39、光路長変更部41、光スキャナ42、OCT合焦駆動部43A、フォーカス光学系駆動部60A、反射棒駆動部67Aなどを制御する。また、主制御部211は、光源ユニット101、参照駆動部114A、検出器125、DAQ130などを制御する。
主制御部211は、表示制御部211aを含む。表示制御部211aは、表示部241に表示される情報に関する各種制御や、表示部241に情報を表示させるための各種制御を実行する。表示制御部211aが実行する処理については後述する。
記憶部212は各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、例えば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者情報や、左眼/右眼の識別情報や、電子カルテ情報などを含む。
画像形成部220は、DAQ130から入力された検出信号のサンプリング結果に基づいて、眼底Efの断面像の画像データを形成する。この処理には、従来のスウェプトソースOCTと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などの信号処理が含まれる。画像形成部220により形成される画像データは、スキャンラインに沿って配列された複数のAライン(z方向のライン)における反射強度プロファイルを画像化することにより形成された一群の画像データ(一群のAスキャン像データ)を含むデータセットである。
データ処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して画像処理や解析処理を施す。例えば、データ処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の補正処理を実行する。また、データ処理部230は、眼底カメラユニット2により得られた画像(眼底像、前眼部像等)に対して画像処理や解析処理を施す。データ処理部230は、例えば、プロセッサ及び専用回路基板の少なくともいずれかを含む。データ処理部230には、3次元データ作成部(3Dデータ作成部)231と、解析部232と、正面画像生成部233とが設けられている。
前述したように、眼底Efの3次元スキャンが実行された場合、xy方向に配列された複数のAスキャン像データを含む3次元データセットが得られる。3次元データ作成部231は、3次元データセットに基づいて、眼底Efの3次元データを作成する。3次元データは、3次元データセット自体でもよいし、3次元データセットを処理して得られるデータでもよい。
解析部232は、3次元データ作成部231により作成された3次元データにおける複数の部分3次元データを解析することにより複数の解析マップを生成する。3次元データにおける部分3次元データの位置(範囲)は、予め設定されてもよいし、その都度設定されてもよい。前者の場合、解析部232は、例えば、3次元データ中の所定範囲に属するピクセル又はボクセルのセットを部分3次元データとして特定する。また、解析マップは、3次元データの解析結果を分布として表現した情報である。
層領域特定部232aは、上記のようにして特定された部分3次元データを解析することにより、眼底Efの所定の層組織に相当する層領域を特定する。所定の層組織は、例えば、RNFL、GCL+、GCL++などである。層領域を特定する処理はセグメンテーションと呼ばれる。セグメンテーションは、一般に、OCT画像(2次元断層像、3次元画像など)の輝度値に基づき行われる。眼底Efの層組織はそれぞれ特徴的な反射率を有し、その層組織の画像領域も特徴的な輝度値を有する。セグメンテーションにおいては、そのような特徴的な輝度値に基づいて目的の画像領域が特定される。
層厚算出部232bは、層領域特定部232aにより特定された層領域の厚さを複数の位置において算出する。層領域の厚さは、例えば、層領域の上面(眼底表面側の面)と下面(眼底深部側の面)との間の距離として計測される。この距離は、例えばz方向に沿って計測される。厚さが計測される複数の位置は、例えば、部分3次元データを構成する複数のAスキャン像データの少なくとも一部の位置(x座標値及びy座標値)に設定される。このような層厚算出部232bにより、部分3次元データの範囲における層厚の分布が得られる。
データ比較部232cは、層厚算出部232bにより算出された複数の位置における層領域の厚さと、記憶部212に格納されている正常眼データ212aとを比較する。データ比較部232cは、必要に応じ、部分3次元データと正常眼データ212aとの間のスケール調整や位置合わせを行う。つまり、データ比較部232cは、層領域の厚さが算出された複数の位置と、正常眼データ212a(正常層厚分布)が定義された複数の位置とを対応付けることができる。
マップ生成部232dは解析マップを生成する。解析マップには様々な種別がある。例えば、層厚算出部232bにより得られた層領域の厚さを疑似カラーで表現した層厚マップがある。他の例として、データ比較部232cにより得られた層領域の厚さ分布と正常眼データ212aとの比較結果を疑似カラーで表現した層厚評価マップがある。
正面画像生成部233は、OCTを用いて取得された眼底Efの3次元データに基づいて正面画像(OCT正面画像)を生成する。OCT正面画像(OCT en−faceimage)の例として、Cモード画像(xy断面像、水平断面像)、プロジェクション画像、シャドウグラムなどがある。Cモード画像のような任意断面の画像は、指定された断面上の画素(ピクセル、ボクセル)を3次元データから選択することにより形成される。プロジェクション画像は、3次元データをz方向に投影することによって形成される。シャドウグラムは、3次元データの一部(例えば特定層に相当する部分データ)をz方向に投影することによって形成される。また、セグメンテーションにより特定層が選択された場合、選択された特定層が平坦になるようにOCT正面画像(平坦化画像)を再構築することが可能である。
ユーザインターフェイス240は表示部241と操作部242とを含む。表示部241は表示装置3を含む。操作部242は各種の操作デバイスや入力デバイスを含む。ユーザインターフェイス240は、例えばタッチパネルのような表示機能と操作機能とが一体となったデバイスを含んでいてもよい。ユーザインターフェイス240の少なくとも一部を含まない実施形態を構築することも可能である。例えば、表示デバイス(表示手段)は、眼科撮影装置に接続された外部装置であってよい。
眼科撮影装置1の動作について説明する。動作の一例を図5に示す。
アライメント、フォーカス調整等の準備動作が行われた後、眼科撮影装置1は、OCTを用いて眼底Efの3次元スキャンを実行する。本例では、視神経乳頭と中心窩とを含む眼底Efの3次元領域のスキャンが行われる。
ステップS1の3次元スキャンにより収集されたデータに基づいて、画像形成部220は、xy方向に配列された複数のAスキャン像データを形成する。これらAスキャン像データに基づいて、3次元データ作成部231が、ステップS1でスキャンされた3次元領域に相当する3次元データを作成する。
解析部232は、ステップS2で作成された3次元データにおける複数の部分3次元データを設定する。本例では、図7に示すように、乳頭領域Dを含む乳頭周囲3次元データVdと、中心窩領域Cを含む黄斑3次元データVmとが設定される。乳頭周囲3次元データVdと黄斑3次元データVmとは部分的に重複している。
層領域特定部232aは、ステップS3で設定された各部分3次元データを解析することにより、眼底Efの所定の層組織に相当する層領域を特定する。本例では、乳頭周囲3次元データVdにおけるRNFL領域が特定され、且つ、黄斑3次元データVmにおけるGCL++領域が特定される。
層厚算出部232bは、ステップS4で特定された層領域の厚さを複数の位置において算出する。本例では、乳頭周囲3次元データVdにおけるRNFL厚分布と、黄斑3次元データVmにおけるGCL++厚分布とが算出される。
データ比較部232cは、ステップS5で算出された層厚分布と正常眼データ212aとを比較する。本例では、ステップS5で得られた乳頭周囲3次元データVdにおけるRNFL厚分布と、正常眼データ212aに含まれる正常乳頭周囲RNFL厚分布との比較が行われ、且つ、ステップS5で得られた黄斑3次元データVmにおけるGCL++厚分布と、正常眼データ212aに含まれる正常黄斑GCL++厚分布との比較が行われる。
マップ生成部232dは、ステップS6で取得された比較結果に基づいて解析マップを生成する。本例では、乳頭周囲3次元データVdにおけるRNFL厚分布と正常乳頭周囲RNFL厚分布との比較結果を疑似カラーで表現した乳頭周囲層厚評価マップが生成され、且つ、黄斑3次元データVmにおけるGCL++厚分布と正常黄斑GCL++厚分布との比較結果を疑似カラーで表現した黄斑層厚評価マップが生成される。
眼科撮影装置1は、眼底カメラユニット2を用いて眼底Efを撮影することにより、又は、OCTを用いて眼底Efの3次元スキャンを行うことにより、眼底Efの正面画像を生成する。或いは、眼科撮影装置1は、過去に取得された眼底Efの正面画像を外部から取得する。
ステップS2で取得された3次元データに基づき正面画像が生成された場合、つまり、同じ3次元データに基づき解析マップと正面画像の双方が生成された場合、解析マップと正面画像とのレジストレーションを行う必要はない。これ以外の正面画像が用いられる場合、データ処理部230は、例えば、ステップS2で取得された3次元データと正面画像とのレジストレーションを行い、この結果に用いて解析マップと正面画像とのレジストレーションを行う。表示制御部211aは、ステップS7で生成された複数の解析マップと、ステップS8で生成された正面画像とを重ねて表示させる。
正面画像及び複数の解析マップの表示態様について説明する。上記動作例における表示態様の一例を図8Aに示す。図8Aに示す表示例では、乳頭周囲層厚評価マップMdと黄斑層厚評価マップMmとが正面画像Fの上に重ねて表示される。本例では、乳頭周囲3次元データVdと黄斑3次元データVmとが部分的に重複している。図8Aに示す表示例では、この重複領域において黄斑層厚評価マップMmが乳頭周囲層厚評価マップMd上に配置されている。なお、これとは逆に、乳頭周囲層厚評価マップMdを黄斑層厚評価マップMm上に配置させてもよい。また、乳頭周囲層厚評価マップMdと黄斑層厚評価マップMmとを別々のレイヤに表示させ、上側のレイヤの不透明度(アルファ値)を任意に設定して双方を視認できるようにしてもよい。
実施形態に係る眼科撮影装置の作用及び効果について説明する。
実施形態に係る眼科情報処理装置は、1以上の情報処理装置を含み、表示手段を備えていてもよい。また、眼科情報処理装置は、例えば眼底カメラやSLOなどの眼科撮影装置としての機能を備えてもよい。
以上に説明した構成は、本発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、本発明の要旨の範囲内における任意の変形(省略、置換、付加等)を適宜に施すことが可能である。適用される構成は、例えば目的に応じて選択される。また、適用される構成に応じ、当業者にとって自明の作用効果や、本明細書において説明された作用効果が得られる。
100 OCTユニット
220 画像形成部
232 解析部
211a 表示制御部
300 眼科情報処理装置
311 表示制御部
320 3次元データ受付部
330 解析部
Claims (8)
- 光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を用いて被検眼の3次元領域を走査することにより3次元データを生成する3次元データ生成部と、
前記3次元データにおける複数の部分3次元データを解析することにより複数の解析マップを生成する解析部と、
前記複数の解析マップと前記被検眼の正面画像とを重ねて表示手段に表示させる表示制御部と
を備え、
前記3次元データ生成部は、前記被検眼の眼底の3次元領域を走査して前記3次元データを生成し、
前記正面画像は、眼底カメラにより取得された眼底写真、走査型レーザ検眼鏡により取得された眼底走査画像、又は、OCTを用いて取得された前記眼底の3次元データの少なくとも一部から生成されたOCT正面画像であり、
前記解析部は、
前記複数の部分3次元データの少なくとも1つを解析することにより前記眼底の所定の層組織に相当する層領域を特定する層領域特定部と、
前記層領域の厚さを複数の位置において算出する層厚算出部と
を含み、
前記複数の位置における前記層領域の厚さに基づいて前記解析マップを生成し、
正常眼における前記所定の層組織の厚さの許容範囲の分布を表す正常眼データが予め記憶された記憶部を更に備え、
前記解析部は、
前記層厚算出部により算出された前記複数の位置における前記層領域の厚さと前記正常眼データとを比較する比較部を更に含み、
前記比較部により得られた比較結果に基づいて前記解析マップとしての層厚評価マップを生成し、
前記3次元データ生成部は、前記眼底の視神経乳頭及び中心窩を含む3次元領域を走査して前記3次元データを生成し、
前記解析部は、少なくとも、前記視神経乳頭を含む部分3次元領域に相当する第1部分3次元データを解析して第1層厚評価マップを形成し、且つ、前記中心窩を含む部分3次元領域に相当する第2部分3次元データを解析して第2層厚評価マップを形成し、
前記表示制御部は、少なくとも前記第1層厚評価マップ及び前記第2層厚評価マップを前記正面画像に重ねて表示させ、
前記第1部分3次元データと前記第2部分3次元データとが部分的に重複している場合、前記表示制御部は、前記第1層厚評価マップの一部と前記第2層厚評価マップの一部とを重ねて表示させる
ことを特徴とする眼科撮影装置。 - 前記表示制御部は、前記第1層厚評価マップの上に前記第2層厚評価マップを部分的に重ねて表示させる
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科撮影装置。 - 光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を用いて被検眼の3次元領域を走査することにより3次元データを生成する3次元データ生成部と、
前記3次元データにおける複数の部分3次元データを解析することにより複数の解析マップを生成する解析部と、
前記複数の解析マップと前記被検眼の正面画像とを重ねて表示手段に表示させる表示制御部と
を備え、
前記複数の部分3次元データのうちの2以上が部分的に重複している場合、前記表示制御部は、当該2以上の部分3次元データに基づく2以上の解析マップを部分的に重ねて表示させる
ことを特徴とする眼科撮影装置。 - 前記表示制御部は、前記2以上の部分3次元データに対応する前記被検眼の2以上の部位に基づいて前記2以上の解析マップの順位を決定し、前記順位に応じて前記2以上の解析マップを部分的に重ねて表示させる
ことを特徴とする請求項3に記載の眼科撮影装置。 - 前記解析部は、少なくとも、前記2以上の部分3次元データの一部に対して第1解析処理を実行し、且つ、他の一部に対して前記第1解析処理と異なる第2解析処理を実行し、
前記表示制御部は、前記解析部により実行される解析処理の種別に基づいて前記2以上の解析マップの順位を決定し、前記順位に応じて前記2以上の解析マップを部分的に重ねて表示させる
ことを特徴とする請求項3に記載の眼科撮影装置。 - 前記表示制御部は、前記解析部により実行された解析処理の単位領域に基づく格子状画像を前記複数の解析マップの少なくとも1つに重ねて表示させる
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の眼科撮影装置。 - 光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を用いて被検眼の3次元領域を走査することにより生成された3次元データを受け付ける3次元データ受付部と、
前記3次元データにおける複数の部分3次元データを解析することにより複数の解析マップを生成する解析部と、
前記複数の解析マップと前記被検眼の正面画像とを重ねて表示手段に表示させる表示制御部と
を備え、
前記3次元データ受付部は、前記被検眼の眼底の3次元領域を走査することにより生成された前記3次元データを受け付け、
前記正面画像は、眼底カメラにより取得された眼底写真、走査型レーザ検眼鏡により取得された眼底走査画像、又は、OCTを用いて取得された前記眼底の3次元データの少なくとも一部から生成されたOCT正面画像であり、
前記解析部は、
前記複数の部分3次元データの少なくとも1つを解析することにより前記眼底の所定の層組織に相当する層領域を特定する層領域特定部と、
前記層領域の厚さを複数の位置において算出する層厚算出部と
を含み、
前記複数の位置における前記層領域の厚さに基づいて前記解析マップを生成し、
正常眼における前記所定の層組織の厚さの許容範囲の分布を表す正常眼データが予め記憶された記憶部を更に備え、
前記解析部は、
前記層厚算出部により算出された前記複数の位置における前記層領域の厚さと前記正常眼データとを比較する比較部を更に含み、
前記比較部により得られた比較結果に基づいて前記解析マップとしての層厚評価マップを生成し、
前記3次元データ受付部は、前記眼底の視神経乳頭及び中心窩を含む3次元領域を走査することにより生成された前記3次元データを受け付け、
前記解析部は、少なくとも、前記視神経乳頭を含む部分3次元領域に相当する第1部分3次元データを解析して第1層厚評価マップを形成し、且つ、前記中心窩を含む部分3次元領域に相当する第2部分3次元データを解析して第2層厚評価マップを形成し、
前記表示制御部は、少なくとも前記第1層厚評価マップ及び前記第2層厚評価マップを前記正面画像に重ねて表示させ、
前記第1部分3次元データと前記第2部分3次元データとが部分的に重複している場合、前記表示制御部は、前記第1層厚評価マップの一部と前記第2層厚評価マップの一部とを重ねて表示させる
ことを特徴とする眼科情報処理装置。 - 光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を用いて被検眼の3次元領域を走査することにより生成された3次元データを受け付ける3次元データ受付部と、
前記3次元データにおける複数の部分3次元データを解析することにより複数の解析マップを生成する解析部と、
前記複数の解析マップと前記被検眼の正面画像とを重ねて表示手段に表示させる表示制御部と
を備え、
前記複数の部分3次元データのうちの2以上が部分的に重複している場合、前記表示制御部は、当該2以上の部分3次元データに基づく2以上の解析マップを部分的に重ねて表示させる
ことを特徴とする眼科情報処理装置。
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