JP6624945B2 - 画像形成方法及び装置 - Google Patents
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Description
被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するための異なる複数の断面について取得する信号取得工程と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成工程と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の一方の画像における選択された一部の領域から得られる情報を、該選択された一部の領域に対応する領域であって、他方の画像における該対応する領域の位置に重ねて表示する表示工程と、を有する。
本実施形態では、撮影された3次元光干渉信号から断層画像を生成し、モーションコントラストを算出して、3次元血流部位情報を取得する例を示す。
図1は、本発明の実施形態における光干渉断層法を用いた画像形成方法及び装置の構成例を示す図である。画像形成方法及び装置は、光干渉断層信号を取得する光干渉断層取得部であるOCT装置100と制御部143とから構成される。なお、OCT装置としては、例えば上述したSD−OCTやSS−OCTが本発明に適用可能である。以下に述べる実施形態では、OCT装置がSS−OCTである場合の構成を示す。
OCT装置100の構成について以下に図1を参照して説明する。
光源101は波長掃引型(Swept Source:以下SS)光源であり、例えば、掃引中心波長1050nm、掃引幅100nmで掃引しながら光を出射する。
本装置全体を制御するための制御部143について説明する。
制御部143は信号処理部144、信号取得制御部145、表示部146、及び表示制御部149によって構成される。また、信号処理部144はさらに、画像生成部147とマップ生成部148を持つ構成となっている。画像生成部147は送られる電気信号から輝度画像及びモーションコントラスト画像を生成する機能を有し、マップ生成部148は輝度画像から層情報(網膜のセグメンテーション)を生成する機能を有する。
<OCT装置における測定光の走査様式>
ここで、OCT装置において測定光を走査する様式について説明する。上述したように被検眼118の眼底上の任意の点に照射した測定光の戻り光と、対応する参照光とから干渉光を得ている。信号処理部144では、ディテクタ141で検出された干渉光の強度に応じた電気信号を処理して当該任意の点における深さ方向の画像データを得る。以上が、被検眼118のある1点における断層に関する情報の取得のプロセスの説明である。このように被検眼118の奥行き方向の断層に関する情報を取得することをA−scanと呼ぶ。
OCTAでは血流によるOCT干渉信号の時間変化を計測するため、同じ場所で複数回の計測が必要となる。本実施形態ではOCT装置は同じ場所でのBスキャン(X軸方向のスキャン)をm回繰り返しつつ、n箇所のyポジション(Y軸方向に測定光の照射位置を移動させた位置)に走査位置を移動するスキャンを行う。具体的なスキャンパターンを図2に示す。同図に示すように、本実施形態では、眼底平面上でy1〜ynのn箇所のyポジションについて、それぞれBスキャンを繰り返しm回ずつ実施する。
本実施形態のスキャン範囲は、x方向がp×Δx=3mm、y方向がn×Δy=3mmである。
OCT干渉信号の取得と、OCTAの信号の取得とは、同一の工程であっても別々の工程であってもよい。ここでは、OCT干渉信号の取得とOCTAの信号の取得を同一の工程で取得する場合について説明する。同一の工程で取得する場合、信号取得制御部145は、測定光でのスキャンにおいて同一位置を複数回測定することで、3次元断層画像を形成する際に用いる複数フレーム分の干渉信号セットを取得する。ここで、該信号取得制御部145は、信号取得手段として機能する。なお、干渉信号セットとは、上述した一Bスキャンにより得られる干渉信号のセットであって、Bスキャンによる断層画像を一フレーム分生成可能な干渉信号のセットを意味する。また、被検眼は常に固視微動を行うため、被検眼における同一位置を複数回走査して複数フレーム分の干渉信号セット得て被検眼の同一断面の画像を構成しようとしても、実際には同一断面を正確に得ることは困難である。よって、ここで述べる複数フレーム分の干渉信号セットは、同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットとして把握される。
以上のステップを実施して、本実施形態の画像形成方法の処理の手順を終了する。
次に、図4を用いて、上述した本実施形態の第一及び第二の信号取得ステップS101及びS102の具体的な処理の手順を説明する。
次に、図5を用いて、本実施形態として図3に示したステップS103のOCTの3次元画像情報及びOCTAの3次元血流部位情報からなる表示情報生成の具体的な処理を説明する。本発明では、OCTA情報から3次元血流部位情報を生成するために、OCTAのモーションコントラストを計算する。
なお、後述する領域分割処理により、各々の画像において血管の連結状態(太い血管及び該太い血管から分岐した細い血管の一群)はあらかじめ把握されていることとする。従って、血管の選択及び重畳はこの連結状態を勘案して(血管群同士を対応付ける様式で)実行される。この重畳表示は、後述するようにカーソル407からの入力等によって選択された強度画像とモーションコントラスト画像との一方の画像の情報(血管に関する情報)を他方の画像において当該情報が表示される領域に重ねるように実行される。この重畳表示は、このように重畳された画像を表示手段である表示部146に表示させる表示制御手段たる表示制御部149により実行される。
まず、血管候補抽出工程であるステップS601において、信号処理部144は、注目画素のモーションコントラストに対応するボリュームデータを表す画素値に対し、所定閾値以上のものを血管候補の画素として抽出する処理を実行する。
次に、本発明の第二の実施形態として、深さ方向の表示範囲の変更について説明する。
図8のスライダ405を操作することで、強度画像とモーションコントラスト画像の表示する深さ方向の表示範囲を変更する。スライダ405は、前述したように表示する深さ範囲を表すスライド部405aと網膜の深さ方向における調整可能範囲を示すバー405bからなる。スライド部405aは画像として表示する深さ方向での幅及び位置を変更可能とし、深さ方向の表示範囲を選択するために用いられる。このスライド部405aの操作による表示範囲の変更に応じて、表示する強度画像400とモーションコントラスト画像401とを同時に更新する。本実施形態とすることにより、深さ方向の変更が同時になされるので、画像の表示深さの範囲を変更しても、どの位置を見ているのか理解しやすくできる。
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態では、OCTによるモーションコントラスト画像の取得とは、別に眼底像の取得を行う。眼底像の取得手段としては、眼底カメラ、走査型レーザ検眼鏡(SLO)、あるいは蛍光造影による血管像が挙げられる。これら構成は、第一の実施形態におけるOCTからなる強度画像を生成する構成と同様に、被検眼118の第一の所定範囲における被検体画像を取得する被検体画像取得手段を構成する。OCTによる強度画像と同様に、これらにより得られた眼底像からも第三の血管連結関係を算出する。算出した血管連結関係と、モーションコントラスト画像による第一の血管連結関係に対し、血管の特徴量を元に位置合わせを行う。位置合わせには既知の位置合わせアルゴリズムを用いることができる。
次に、本発明の第四の実施形態について説明する。本実施形態では、測定されたモーションコントラスト画像による血管の連結関係と他のモーションコントラスト画像による血管の連結関係とを並べて表示する。他のモーションコントラスト画像は、以前に撮影した像とすればよい。第四の実施形態の表示例を図18に示す。図18の例では、過去に撮影した右側のモーションコントラスト画像430に対し、左側のモーションコントラスト画像401の比較を行っている。これら画像間では第三の実施形態同様にそれぞれの血管の連結関係に基づき、位置合わせを行う。また、両画像の拡大や移動を同時に行えるようにすればよい。なお、この場合、上述した実施形態において被検体画像を取得する工程において実行された操作は、測定時である信号取得工程時のモーションコントラスト画像とは異なる時間において他のモーションコントラスト画像を取得する工程に置き換えられる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。例えば、実施形態として、被検体が眼の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被検体に本発明を適用することも可能である。この場合、本発明は眼科装置以外の、例えば内視鏡等の医療機器より得られるデータに基づいて画像を形成する画像形成方法あるいは装置としての態様を有する。また、上述したOCT装置は眼科装置に例示される検査装置として把握され、被検眼は被検査物の一態様として把握されることが望ましい。
143 制御部
144 信号処理部
145 信号取得制御部
146 表示部
147 画像生成部
148 マップ生成部
149 表示制御部
Claims (29)
- 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得工程と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成工程と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の一方の画像における選択された一部の領域から得られる情報を、該選択された一部の領域に対応する領域であって、他方の画像における該対応する領域の位置に重ねて表示する表示工程と、
を有する画像形成方法。 - 前記表示工程において、検者からの指示に応じて前記選択された一部の領域から得られる前記被検体の血管に関する情報を、前記他方の画像における該対応する領域の位置に重ねて表示する請求項1に記載の画像形成方法。
- 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得工程と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成工程と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の一方の画像の一部から得られる前記被検体の血管に関する情報を、他方の画像における対応する位置に重ねて表示する表示工程と、
を有する画像形成方法。 - 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得工程と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成工程と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の一方の画像に対して位置の指定を受け付ける工程と、
前記指定された位置に対応する前記一方の画像の一部から得られる前記被検体の血管に関する情報を、他方の画像における対応する位置に重ねて表示する表示工程と、
を有する画像形成方法。 - 前記3次元断層像における深さ方向の範囲の変更を指示する工程をさらに有し、
前記深さ方向の範囲の変更に応じて前記表示するモーションコントラスト画像が更新される請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成方法。 - 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得工程と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成工程と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の一方の画像の一部から得られる情報を、他方の画像における対応する位置に重ねて表示する表示工程と、
前記3次元断層像における深さ方向の範囲の変更を指示する工程と、を有し、
前記深さ方向の範囲の変更に応じて前記表示するモーションコントラスト画像が更新される画像形成方法。 - 前記信号取得工程にて取得された前記3次元断層像のデータから前記被検体の断層像の層構造を検出する工程をさらに有し、
前記深さ方向の範囲を変更する工程では、前記検出された層構造に基づいて前記深さ方向の範囲を選択的に指示する請求項5又は6に記載の画像形成方法。 - 前記被検体画像は、前記深さ方向の範囲における前記被検体の前記3次元断層像のデータを用いて生成して得ており、
前記表示工程において、前記モーションコントラスト画像のボリュームデータを用いて得た前記深さ方向の範囲に対応する2次元モーションコントラスト画像と、前記被検体画像とを表示する請求項5乃至7のいずれか一項に記載の画像形成方法。 - 前記表示工程において、前記被検体画像と前記2次元モーションコントラスト画像のいずれか一方で指定した位置に対応する位置の断層像を前記3次元断層像のデータ及び前記モーションコントラスト画像のボリュームデータの少なくともいずれか一方から生成して表示する請求項8に記載の画像形成方法。
- 前記表示工程において、前記被検体画像及び前記生成されたモーションコントラスト画像を並べて表示し、
前記被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の倍率、表示する位置及び視点位置のうちの少なくともいずれかの変更を、前記被検体画像及び前記モーションコントラスト画像に対して同時に実行する工程をさらに有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成方法。 - 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得工程と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成工程と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像を並べて表示する表示工程と、
前記被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の倍率、表示する位置及び視点位置のうちの少なくともいずれかの変更を、前記被検体画像及び前記モーションコントラスト画像に対して同時に実行する工程と、
を有する画像形成方法。 - 前記被検体画像と前記モーションコントラスト画像との対応する位置を同時に指し示すカーソルを表示する工程をさらに有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記モーションコントラスト画像生成工程は、前記モーションコントラスト画像のボリュームデータに対して平滑化処理を加える工程と、前記平滑化処理が加えられたボリュームデータに対して領域分割処理を加える工程とを有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記被検体は血管を含み、
前記領域分割処理は、前記ボリュームデータを表す画素値が所定閾値以上のものを血管候補の画素とする工程と、
前記血管候補とされた画素に対して血管連結関係を有する画素を推定する血管連結推定工程と、
所定数以上の画素と血管連結関係を有すると推定された前記血管候補とされた画素を血管として認識する工程と、を有することを特徴とする請求項13に記載の画像形成方法。 - 前記被検体画像から第二の血管連結関係を推定する第二の血管連結推定工程と、
前記第二の血管連結関係と前記血管連結関係とにおいて前記血管の連結状態を比較する工程と、をさらに有し、
前記表示工程において、前記血管の連結状態を比較した結果の少なくとも一部を前記被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の少なくともいずれかに重ねて表示することを特徴とする請求項14に記載の画像形成方法。 - 前記血管と認識された画素の近傍の画素を選択する工程をさらに有し、
前記選択された近傍の画素と前記血管連結関係があると推定された画素の表示を、前記選択された画素及び近傍の画素とは異なる様式にて行うことを特徴とする請求項14又は15に記載の画像形成方法。 - 前記血管と認識された画素に基づいて算出された血管径と所定の径とを比較して前記所定の径より細い血管を抽出する工程と、
前記モーションコントラスト画像の所定の領域において前記抽出された細い血管として認識された画素とその他の画素の存在比率をマップ化して表示する工程と、をさらに有することを特徴とする請求項14乃至16のいずれか一項に記載の画像形成方法。 - 前記信号取得工程と異なる時間において得た干渉信号セットを用いた生成されたモーションコントラスト画像が前記被検体画像として取得される請求項1乃至17のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記第一の所定範囲において取得された干渉信号セットに基づいて得た前記被検体の3次元断層像のデータと、前記信号取得工程で取得された干渉信号セットに基づいて得た前記被検体の3次元断層像のデータと、の位置あわせを行う工程をさらに有する請求項1乃至17のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記信号取得工程において取得される前記複数フレーム分の干渉信号セットのうちの少なくとも一部を用いて、前記被検体画像が生成される請求項1乃至17のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記被検体画像は、前記干渉信号セットより得られる前記3次元断層像のデータを少なくとも2つのフレーム分を重ね合わせて生成した画像である請求項1乃至17のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記被検体は、被検眼である請求項1乃至21のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 請求項1乃至22のいずれか一項に記載の画像形成方法の各工程をコンピュータに実行させるプログラム。
- 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得手段と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成手段と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の一方の画像における選択された一部の領域から得られる情報を、該選択された一部の領域に対応する領域であって、他方の画像における該対応する領域の位置に重ねて表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備える画像形成装置。 - 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得手段と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成手段と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の一方の画像の一部から得られる前記被検体の血管に関する情報を、他方の画像における対応する位置に重ねて表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備える画像形成装置。 - 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得手段と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成手段と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の一方の画像に対して位置の指定を受け付ける手段と、
前記指定された位置に対応する前記一方の画像の一部から得られる前記被検体の血管に関する情報を、他方の画像における対応する位置に重ねて表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備える画像形成装置。 - 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得手段と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成手段と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の一方の画像の一部から得られる情報を、他方の画像における対応する位置に重ねて表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記3次元断層像における深さ方向の範囲の変更を指示する手段と、を備え、
前記深さ方向の範囲の変更に応じて前記表示するモーションコントラスト画像が更新される画像形成装置。 - 被検体の第一の所定範囲に含まれる第二の所定範囲において同一断面を意図して取得される複数フレーム分の干渉信号セットを、3次元断層像を形成するために異なる複数の断面について取得する信号取得手段と、
前記同一断面を意図して取得された複数フレーム分の干渉信号セットにおいて各フレームの間で対応する画素データを用いてモーションコントラスト画像を生成するモーションコントラスト画像生成手段と、
前記第一の所定範囲における被検体画像及び前記モーションコントラスト画像を並べて表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記被検体画像及び前記モーションコントラスト画像の倍率、表示する位置及び視点位置のうちの少なくともいずれかの変更を、前記被検体画像及び前記モーションコントラスト画像に対して同時に実行する手段と、
を備える画像形成装置。 - 請求項24乃至28のいずれか一項に記載の画像形成装置と、
光源から出射された光を分割して得た測定光を前記被検体に照射して得た戻り光と、前記光を分割して得た参照光と、を干渉して得た干渉光を検出する検出手段と、
を備える光干渉断層撮像装置。
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