JP6909020B2 - 眼底情報表示装置、眼底情報表示方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は被検眼の眼底を診断するために用いられる眼底情報表示装置、眼底情報表示方法及びプログラムに関する。

眼科分野においては、被検眼の状態を観察するために各種の画像を取得する。このように眼科分野で取得される画像を眼科画像と呼ぶ。

眼科画像は、各種の眼科撮影装置によって取得される。眼科撮影装置の例として、光コヒーレンストモグラフィ（ＯｐｔｉｃａｌＣｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＯＣＴ）を用いて断層像を得る光干渉断層計、眼底を写真撮影する眼底カメラ、共焦点光学系を用いたレーザ走査により眼底の画像を得る走査型レーザ検眼鏡（ＳｃａｎｎｉｎｇＬａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ、ＳＬＯ）、スリット光を用いて角膜の光切片を切り取ることにより画像を得るスリットランプ等がある。

また、ＯＣＴ信号より得た眼底の層厚情報に基づいて，層厚の二次元分布を表す厚みマップを生成することが行われる。生成した厚みマップを表示手段に表示することで、眼底の層厚の状態を観察することができる。さらに、この厚みマップと正常眼の統計データベースの層厚情報とを比較することで、被検眼の疾患の有無を検査することができる。

特許文献１には、網膜層の形状の解析結果と、データベースに保持されている統計データベースとの両方を比較可能に表示する装置が記載されている。

特開２０１３−１５３８８４号公報

しかしながら、統計データベースの情報との比較では、層厚の時間的な変化が認識できないという欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、眼底の層厚の時間的変化を視覚的に容易に把握することを可能にする眼底情報表示装置、眼底情報表示方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために眼底情報表示装置の一の態様は、眼底の層厚の二次元的な分布を示す厚みデータであって、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる第１の厚みデータ及び第２の厚みデータを取得する厚みデータ取得部と、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの差分から眼底の層厚の二次元的な分布の経時変化を示す変化データを算出する変化データ算出部と、変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成する変化マップ作成部と、作成した厚み変化マップを表示する表示部と、を備えた。

本態様によれば、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる第１の厚みデータ及び第２の厚みデータを取得し、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの差分から眼底の層厚の二次元的な分布の経時変化を示す変化データを算出し、変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成して表示するようにしたので、眼底の層厚の時間的変化を視覚的に容易に把握することができる。

第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの位置合わせを行う位置合わせ部を備えることが好ましい。これにより、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータから適切に差分を算出することができる。

第１の厚みデータに対応する第１眼底画像及び第２の厚みデータに対応する第２眼底画像を取得する眼底画像取得部と、第１眼底画像と第２眼底画像との間の回転移動量を算出する回転移動量算出部と、回転移動量算出部により算出された回転移動量に基づいて第１眼底画像と第２眼底画像との間の回転方向の位置合わせを行う画像回転部と、画像回転部による位置合わせがなされた第１眼底画像と第２眼底画像とに対し位相限定相関処理を施すことにより、第１眼底画像と第２眼底画像との間の平行移動量を算出する平行移動量算出部と、を備え、位置合わせ部は、回転移動量算出部により算出された回転移動量及び平行移動量算出部により算出された平行移動量に基づいて第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの位置合わせを行うことが好ましい。これにより、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの位置合わせを適切に行うことができる。

回転移動量算出部は、第１眼底画像と第２眼底画像とに対し位相限定相関処理を施すことにより、第１眼底画像と第２眼底画像との間の回転移動量を算出することが好ましい。これにより、第１眼底画像と第２眼底画像との間の回転移動量、すなわち第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの回転移動量を適切に算出することができる。

回転移動量算出部は、第２眼底画像に対し離散フーリエ変換を施す第１変換処理部と、第２眼底画像についての第１変換処理部による演算結果に対し極座標変換を施す極座標変換部と、第２眼底画像についての極座標変換部による演算結果に対し離散フーリエ変換を施す第２変換処理部と、第１眼底画像について予め求められた第１データと、第２眼底画像についての第２変換処理部による演算結果に基づき求められた第２データとを合成する位相限定合成処理を行う第１位相限定合成部と、第１位相限定合成部による演算結果に対し逆離散フーリエ変換を施す第１逆変換処理部と、を備え、第１逆変換処理部による演算結果に基づいて回転移動量を算出することが好ましい。これにより、第１眼底画像と第２眼底画像との間の回転移動量、すなわち第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの回転移動量を適切に算出することができる。

厚みデータは、光コヒーレンストモグラフィによって取得された信号から生成されたデータであることが好ましい。これにより、適切な厚み変化マップを作成することができる。

変化マップ作成部は、変化データの値に応じた色を付加した厚み変化マップを作成することが好ましい。これにより、厚み変化マップを視覚的に容易に把握することができる。

同一の被検眼の正面像を取得する正面像取得部を備え、表示部は、正面像と厚み変化マップとを重畳表示させることが好ましい。これにより、層厚の変化があった位置を容易に把握することができる。

変化データ算出部は、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの差分を変化データとして算出することが好ましい。これにより、眼底の層厚の差分を視覚的に容易に把握することができる。

また、変化データ算出部は、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの差分を第１の厚みデータの測定時期及び第２の厚みデータの測定時期の差分である経過時間で除算した単位時間当たりの変化率を変化データとして算出してもよい。これにより、眼底の層厚の単位時間当たりの変化率を視覚的に容易に把握することができる。

さらに、変化データ算出部は、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの差分を第１の厚みデータで除算した単位層厚当たりの変化率を変化データとして算出してもよい。これにより、眼底の層厚の単位層厚当たりの変化率を視覚的に容易に把握することができる。

上記目的を達成するために眼底情報表示方法の一の態様は、眼底の層厚の二次元的な分布を示す厚みデータであって、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる第１の厚みデータ及び第２の厚みデータを取得する厚みデータ取得工程と、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの差分から眼底の層厚の二次元的な分布の経時変化を示す変化データを算出する変化データ算出工程と、変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成する変化マップ作成工程と、作成した厚み変化マップを表示部に表示する表示工程と、を備えた。

本態様によれば、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる第１の厚みデータ及び第２の厚みデータを取得し、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの差分から眼底の層厚の二次元的な分布の経時変化を示す変化データを算出し、変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成して表示するようにしたので、眼底の層厚の時間的変化を視覚的に容易に把握することができる。

上記目的を達成するためにプログラムの一の態様は、コンピュータに、眼底の層厚の二次元的な分布を示す厚みデータであって、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる第１の厚みデータ及び第２の厚みデータを取得する厚みデータ取得工程と、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの差分から眼底の層厚の二次元的な分布の経時変化を示す変化データを算出する変化データ算出工程と、変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成する変化マップ作成工程と、作成した厚み変化マップを表示部に表示する表示工程と、を実行させる。

本態様によれば、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる第１の厚みデータ及び第２の厚みデータを取得し、第１の厚みデータ及び第２の厚みデータの差分から眼底の層厚の二次元的な分布の経時変化を示す変化データを算出し、変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成して表示するようにしたので、眼底の層厚の時間的変化を視覚的に容易に把握することができる。

また、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体も本態様に含まれる。

本発明によれば、眼底の層厚の時間的変化を視覚的に容易に把握することができる。

眼底情報表示装置の構成を示すブロック図 複数の厚みマップが表示された表示部の一例を示す図 眼底情報表示装置が実行する厚み変化マップの表示処理を示すフローチャート 複数の厚み変化マップが表示された表示部の一例を示す図 眼底情報表示装置の構成を示すブロック図 眼底情報表示装置が実行する厚み変化マップの表示処理を示すフローチャート 正面像の一例を示す図 複数の厚み変化マップが正面像に重畳表示された表示部の一例を示す図 眼底情報表示装置の構成を示すブロック図 位置合わせ部の一例を示すブロック図 眼底情報表示装置が実行する厚み変化マップの表示処理を示すフローチャート

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。

＜第１の実施形態＞
〔眼底情報表示装置の構成〕
図１は、第１の実施形態に係る眼底情報表示装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、眼底情報表示装置１０は、制御部１２、通信部１４、画像メモリ１６、厚みデータ取得部１８、位置合わせ部２０、変化データ算出部２２、厚み変化マップ作成部２４、操作部２６、及び表示部２８等から構成される。

制御部１２は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。ＲＯＭには、各種プログラム及び制御用データが記憶される。また、ＲＡＭには、ＣＰＵにより実行されるプログラム及びデータが一時記憶される。

制御部１２は、ＲＯＭから読み出したプログラムをＣＰＵにおいて実行することで、眼底情報表示装置１０の各部を統括制御する制御手段として機能するとともに、各種演算処理を行う演算手段として機能する。

通信部１４は、不図示の通信インターフェースを備え、通信インターフェースと接続された外部のサーバ１００との間でデータの送受信を行う。サーバ１００は、各種眼科画像及び診断データ等のデータベースを構成している。

画像メモリ１６は、画像データを含む各種データの一時記憶手段であり、制御部１２を通じてデータの読み書きが行われる。通信部１４を介してサーバ１００から取り込まれた各種データは、画像メモリ１６に格納される。

厚みデータ取得部１８は、制御部１２の指令に従って、指定された被検眼の眼底の層厚の二次元的な分布を示す厚みデータの一例である厚みマップを、通信部１４を介してサーバ１００から取得する。

位置合わせ部２０は、厚みデータ取得部１８が取得した複数の厚みマップの位置合わせを行う。

変化データ算出部２２は、位置合わせ部２０によって位置合わせされた２つの厚みマップの差分から、被検眼の眼底の層厚の二次元的な分布の変化を示す変化データを算出する。

厚み変化マップ作成部２４は、変化データ算出部２２によって算出された変化データから、変化データの値に応じた色又は模様を付加して変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成する。

操作部２６は、操作ボタン及びキーボード等の操作部材を備え、操作部材から入力された操作情報を制御部１２に出力する。制御部１２は、操作部２６から入力された操作情報に応じて各種処理を実行する。

表示部２８は、各種眼科画像、厚みデータ取得部１８によって取得された厚みマップ、厚み変化マップ作成部２４によって作成された厚み変化マップ、及び患者に関する診断情報等を表示する。表示部２８としては、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等を適用可能である。操作部２６と表示部２８とを一体化したタッチパネルを用いてもよい。

〔厚み変化マップの表示方法〕
図２は、複数の厚みマップが表示された表示部２８の一例を示す図である。図２では、４つの厚みマップＭＴ_１、ＭＴ_２、ＭＴ_３、及びＭＴ_４が表示されている。また、厚みマップに加えて、厚み変化マップ表示アイコンＩ_Ｄが選択可能に表示される。

厚みマップは、光コヒーレンストモグラフィによって測定された信号から生成された眼底の層厚の二次元的な分布を示すデータ（厚みデータ）を視覚的に表したものである。

厚みマップＭＴ_１、ＭＴ_２、ＭＴ_３、及びＭＴ_４は、同一患者の同一の被検眼に関する網膜の厚みデータから生成されたものである。厚みマップＭＴ_１、ＭＴ_２、ＭＴ_３、及びＭＴ_４の厚みデータの測定時期はそれぞれ異なり、ここでは厚みマップＭＴ_１、ＭＴ_２、ＭＴ_３、及びＭＴ_４の順に厚みデータが測定されたものとする。厚みマップＭＴ_１、ＭＴ_２、ＭＴ_３、及びＭＴ_４は、サーバ１００に記録されており、厚みデータ取得部１８によってサーバ１００から取得され、表示部２８に表示される。

眼底情報表示装置１０は、このように厚みマップが表示部２８に表示された状態において、観察者が操作部２６を操作することにより厚み変化マップ表示アイコンＩ_Ｄが選択されると、表示部２８に厚み変化マップを表示する。厚み変化マップとは、２つの厚みデータの経時変化を示す変化データを視覚的に表したものである。

図３は、眼底情報表示装置１０が実行する厚み変化マップの表示処理（眼底情報表示方法の一例）を示すフローチャートである。

操作部２６により厚み変化マップ表示アイコンＩ_Ｄが選択されると、制御部１２は、変数ｎを０に初期化する（ステップＳ１）。

次に、制御部１２は変数ｎをインクリメントする（ステップＳ２）。

続いて、厚みデータ取得部１８は、通信部１４を介してサーバ１００から厚みマップＭＴ_ｎの画素毎の厚みデータである厚みデータＤＴ_ｎ（第１の厚みデータの一例）及び厚みマップＭＴ_ｎ＋１の画素毎の厚みデータである厚みデータＤＴ_ｎ＋１（第２の厚みデータの一例）を取得する（ステップＳ３、厚みデータ取得工程の一例）。

ｎ＝１の場合であれば、厚みマップＭＴ_１の厚みデータＤＴ_１及び厚みマップＭＴ_２の厚みデータＤＴ_２を取得する。

次に、位置合わせ部２０は、厚みデータＤＴ_ｎ及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１の位置合わせを行う。さらに、変化データ算出部２２は、位置合わせ後の厚みデータＤＴ_ｎ及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１のそれぞれ対応する位置の層厚の値の差分を算出し、この層厚の差分データＤＤ_ｎを、経時変化を示す変化データとして算出する（ステップＳ４、変化データ算出工程の一例）。

続いて、厚み変化マップ作成部２４は、変化データに基づいて厚み変化マップＭＤ_ｎを作成する（ステップＳ５、変化マップ作成工程の一例）。ここでは、厚み変化マップＭＤ_ｎは、差分データＤＤ_ｎの値に応じた色を付加して、被検眼の眼底の層厚の二次元的な分布の変化を視覚的に表したものとする。

次に、制御部１２は、全ての厚み変化マップを作成したか否かを判定する（ステップＳ６）。全ての厚み変化マップを作成していない場合は、ステップＳ２に戻り、同様の処理を繰り返す。すなわち、全ての厚み変化マップの作成が終了するまで、ｎをインクリメントし（ステップＳ２）、厚みデータＤＴ_ｎ及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１を取得し（ステップＳ３）、差分データＤＤ_ｎを算出し（ステップＳ４）、厚み変化マップＭＤ_ｎを作成する（ステップＳ５）。

ここでは、表示部２８に表示された４つの厚みマップＭＴ_１〜ＭＴ_４から、厚みマップＭＴ_１と厚みマップＭＴ_２との厚み変化マップＭＤ_１、厚みマップＭＴ_２と厚みマップＭＴ_３との厚み変化マップＭＤ_２、及び厚みマップＭＴ_３と厚みマップＭＴ_４との厚み変化マップＭＤ_３の３つの厚み変化マップの作成を行うまで、同様の処理を繰り返す。

全ての厚み変化マップの作成が終了した場合は、表示部２８は、作成した厚み変化マップＭＤ_１〜ＭＤ_ｎを表示し（ステップＳ７、表示工程の一例）、本フローチャートの処理を終了する。

図４は、複数の厚み変化マップが表示された表示部２８の一例を示す図である。図４では、３つの厚み変化マップＭＤ_１、ＭＤ_２、及びＭＤ_３が表示されている。これらの厚み変化マップを、サーバ１００に記録してもよい。

また、図４に示すように、表示部２８に厚み変化マップが表示されている場合は、厚みマップ表示アイコンＩ_Ｔが選択可能に表示される。この状態において、眼底情報表示装置１０は、観察者が操作部２６を操作することにより厚みマップ表示アイコンＩ_Ｔが選択されると、表示部２８に厚みマップを表示する。

このように、本実施形態によれば、眼底の層厚の二次元的な分布を示す厚みデータであって、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる複数の厚みデータの差分を表す差分データを算出し、差分データを視覚的に表した厚み変化マップを表示することで、観察者に眼底の層厚の二次元的な分布の時間的変化を視覚的に容易に把握させることができる。

本実施形態では、変化データ算出部２２は、位置合わせ後の厚みデータＤＴ_ｎ及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１のそれぞれ対応する位置の層厚の値の差分を算出し、この層厚の差分データＤＤ_ｎを、経時変化を示す変化データとして算出したが、画素毎の差分データＤＤ_ｎを画素毎の厚みデータＤＴ_ｎで除算した単位層厚当たりの変化率を変化データとして算出してもよい。

また、画素毎の差分データＤＤ_ｎを厚みデータＤＴ_ｎの測定時期及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１の測定時期の差分である経過時間で除算した単位時間当たりの変化率を変化データとして算出してもよい。

ここでは、網膜の厚みマップ及び厚み変化マップについて説明したが、神経線維層や神経節細胞層等、所望の層の厚みマップ及び厚み変化マップについて適用することも可能である。

＜第２の実施形態＞
〔眼底情報表示装置の構成〕
図５は、第２の実施形態に係る眼底情報表示装置４０の構成を示すブロック図である。なお、図１に示すブロック図と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図５に示すように、眼底情報表示装置４０は、正面像取得部３０を備えている。正面像取得部３０は、厚み変化マップを作成する被検眼の正面像を取得する。

〔厚み変化マップの表示方法〕
図６は、眼底情報表示装置４０が実行する厚み変化マップの表示処理を示すフローチャートである。なお、図３に示すフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態では、厚みマップ及び厚み変化マップを表示する際に、正面像を重畳表示する。

ステップＳ１〜ステップＳ６までの処理は、第１の実施形態と同様である。本実施形態において作成された厚み変化マップＭＤ_１〜ＭＤ_３は、図４に示す厚み変化マップＭＤ_１〜ＭＤ_３と同様であるものとする。

ステップＳ６において、全ての厚み変化マップの作成が終了したと判定された場合は、正面像取得部３０は、作成した厚み変化マップの被検眼と同一の被検眼の正面像Ｐを取得する（ステップＳ８）。

図７は、正面像Ｐの一例を示す図である。ここでは、眼底カメラによって撮影された眼底画像を、正面像Ｐとして通信部１４を介してサーバ１００から取得する。なお、光コヒーレンストモグラフィによって測定された信号から生成された正面像Ｐを取得してもよい。

最後に、表示部２８は、作成した厚み変化マップＭＤ_１〜ＭＤ_ｎを正面像に重畳させて表示し（ステップＳ９）、本フローチャートの処理を終了する。必要であれば、位置合わせ部２０において、予め厚み変化マップＭＤ_１〜ＭＤ_ｎと正面像Ｐとを位置合わせする。

図８は、複数の厚み変化マップが正面像Ｐに重畳表示された表示部２８の一例を示す図である。図８では、正面像Ｐの透明度を高めて３つの厚み変化マップＭＤ_１、ＭＤ_２、及びＭＤ_３に重畳表示している。

以上のように、作成した厚み変化マップに正面像を重畳表示することで、観察者に眼底の層厚の二次元的な分布の時間的変化と変化があった位置を容易に把握させることができる。

＜第３の実施形態＞
〔眼底情報表示装置の構成〕
図９は、第３の実施形態に係る眼底情報表示装置５０の構成を示すブロック図である。なお、図５に示すブロック図と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図９に示すように、本実施形態に係る位置合わせ部２０は、位置合わせ部２０は、回転移動量算出部５２、画像回転部５４、及び平行移動量算出部５６を備えている。

位置合わせ部２０は、複数の厚みマップの位置合わせを行うに際し、先に眼底画像同士の位置合わせを行い、それぞれ眼底画像に対する光コヒーレンストモグラフィの撮影位置から相対的に位置合わせする。

眼底画像同士の位置合わせは、位置合わせを行う２枚の眼底画像をベース画像及びターゲット画像とすると、正面像取得部３０（眼底画像取得部の一例）において取得したベース画像とターゲット画像との間の回転移動量をサブピクセルレベルで算出し、この回転移動量に基づいてベース画像とターゲット画像との間で回転方向の位置合わせを行う。その後、位置合わせ部２０は、位置合わせがなされたベース画像とターゲット画像との間の平行移動量をサブピクセルレベルで算出し、この平行移動量に基づいてベース画像とターゲット画像との間で平行方向の位置合わせを行う。

位置合わせ部２０は、後述する位相限定相関処理を施すことにより、ベース画像とターゲット画像との間の回転移動量及び平行移動量を算出する。ここで、位置合わせ部２０は、位相限定相関処理に用いられるベース画像についてのＰＯＣ（Phase Only Correlation）データ（第１データ）については予め算出しておく。以下、ベース画像についてのＰＯＣデータをベースＰＯＣデータと呼び、ターゲット画像についてのＰＯＣデータをターゲットＰＯＣデータと呼ぶことがある。位置合わせ部２０は、ターゲット画像ＰＯＣデータ（第２データ）が算出されると、ターゲットＰＯＣデータと予め求められたベースＰＯＣデータとを用いて位相限定相関処理を継続させる。これにより、処理負荷の軽減と処理時間との短縮化とを図り、微小な位置ずれ量を算出する。

（位相限定相関処理）
本実施形態における位相限定相関処理では、公知の位相限定相関関数が用いられる。

まず、画像サイズがＮ_１×Ｎ_２（Ｎ_１、Ｎ_２は正の整数）であるベース画像をｆ（ｎ_１，ｎ_２）、ターゲット画像をｇ（ｎ_１，ｎ_２）とする。ここで、離散空間上でｎ_１＝−Ｍ_１，・・・，Ｍ_１とし、Ｎ_１＝２Ｍ_１＋１（Ｍ_１は正の整数）とし、ｆ（ｎ_１，ｎ_２）の２次元離散フーリエ変換（Discrete Fourier Transformation：以下、ＤＦＴ）の演算結果をＦ（ｋ_１，ｋ_２）とすると、Ｆ（ｋ_１，ｋ_２）は、式（１）のように表される。

式（１）において、ＡＦ（ｋ_１，ｋ_２）はｆ（ｎ_１，ｎ_２）の振幅成分であり、ｅ^{ｊθＦ（ｋ１，ｋ２）}はｆ（ｎ_１，ｎ_２）の位相成分である。

同様に、離散空間上でｎ_２＝−Ｍ_２，・・・，Ｍ_２とし、Ｎ_２＝２Ｍ_２＋１（Ｍ_２は正の整数）とし、ｇ（ｎ_１，ｎ_２）の２次元ＤＦＴの演算結果をＧ（ｋ_１，ｋ_２）とすると、Ｇ（ｋ_１，ｋ_２）は、式（２）のように表される。

式（２）において、Ａ_Ｇ（ｋ_１，ｋ_２）はｇ（ｎ_１，ｎ_２）の振幅成分であり、ｅ^{ｊθＧ（ｋ１，ｋ２）}はｇ（ｎ_１，ｎ_２）の位相成分である。

位相限定合成処理に用いられる位相限定合成関数は、式（１）及び式（２）を用いて、式（３）のように定義される。

本実施形態における位相限定相関関数は、式（３）の位相限定合成関数に対して２次元逆離散フーリエ変換（Inverse Discrete Fourier Transformation：以下、ＩＤＦＴ）を施すことにより、式（４）のように表される。

連続空間で定義された２次元画像ｓ_ｃ（ｘ_１，ｘ_２）を、ｘ_１方向に微小移動量δ_１だけ、且つ、ｘ_２方向に微小移動量δ_２だけシフトさせて得られる画像は、ｓ_ｃ（ｘ_１−δ_１，ｘ_２−δ_２）と表される。標本化間隔Ｔ_１で標本化された離散空間上の２次元画像ｆ（ｎ_１，ｎ_２）は、式（５）のように定義される。

同様に、標本化間隔Ｔ_２で標本化された離散空間上の２次元画像ｇ（ｎ_１，ｎ_２）は、式（６）のように定義される。

式（５）及び式（６）において、ｎ_１＝−Ｍ_１，・・・，Ｍ_１であり、ｎ_２＝−Ｍ_２，・・・，Ｍ_２である。これにより、離散空間上の２次元画像ｆ（ｎ_１，ｎ_２）、ｇ（ｎ_１，ｎ_２）に関する位相限定相関関数は、式（７）のような一般形で表される。式（７）において、α＝１である。

上記の位相限定相関処理を行う位置合わせ部２０について説明する。図１０は、位置合わせ部２０の一例を示すブロック図である。

（回転移動量算出部）
回転移動量算出部５２は、ベース画像とターゲット画像との間の回転移動量を算出する。具体的には、回転移動量算出部５２は、ベース画像とターゲット画像とに対し位相限定相関処理を施すことにより、ベース画像とターゲット画像との間の回転移動量を算出する。このような回転移動量算出部５２は、図１０に示すように、回転移動量算出部５２は、第１変換処理部６０、対数変換部６２、極座標変換部６４、第２変換処理部６６、第１位相限定合成部６８、及び第１逆変換処理部７０を備えている。

第１変換処理部６０は、ベース画像に対し２次元ＤＦＴ処理を施す。また、第１変換処理部６０は、ターゲット画像に対し２次元ＤＦＴ処理を施す。第１変換処理部６０により行われる２次元ＤＦＴ処理は、２次元ＤＦＴと、この２次元ＤＦＴの演算結果に対し象限をシフトする公知のシフト処理とを含む。以下、このシフト処理を、「シフト」と呼ぶことがある。なお、第１変換処理部６０により行われる２次元ＤＦＴは、２次元ＦＦＴ（Fast Fourier Transformation）であってよい。

対数変換部６２は、ベース画像についての第１変換処理部６０による演算結果に対し対数変換を施す。また、対数変換部６２は、ターゲット画像についての第１変換処理部６０による演算結果に対し対数変換を施す。対数変換部６２による対数変換は、自然画像において空間周波数の低周波数領域に集中する傾向がある振幅スペクトルを圧縮させる効果を有する。

極座標変換部６４は、ベース画像についての対数変換部６２による演算結果に対し極座標変換を施す。また、極座標変換部６４は、ターゲット画像についての対数変換部６２による演算結果に対し極座標変換を施す。なお、対数変換部６２による対数変換を行わない場合、極座標変換部６４は、ベース画像についての第１変換処理部６０による演算結果に対し極座標変換を施し、ターゲット画像についての第１変換処理部６０による演算結果に対し極座標変換を施す。極座標変換部６４による極座標変換は、回転方向の移動量を式（１）〜式（７）における平行方向（ｎ_１方向やｎ_２方向）の移動量に変換する処理である。

第２変換処理部６６は、式（１）に示すように、ベース画像についての極座標変換部６４による演算結果に対し２次元ＤＦＴ処理（２次元ＤＦＴ＋シフト）を施す。ベース画像についての第２変換処理部６６による処理結果は、第１位相限定合成部６８による演算処理に先立って、振幅成分で正規化されたベースＰＯＣデータ（第１データ）として、例えば制御部１２の不図示のＲＯＭに事前に保存される。また、第２変換処理部６６は、式（２）に示すように、ターゲット画像についての極座標変換部６４による演算結果に対し２次元ＤＦＴ処理（２次元ＤＦＴ＋シフト）を施す。なお、第２変換処理部６６により行われる２次元ＤＦＴもまた、２次元ＦＦＴであってよい。

第１位相限定合成部６８は、式（３）に示すように、ベース画像について予め求められたベースＰＯＣデータ（第１データ）と、ターゲット画像についての第２変換処理部６６による演算結果に基づいて振幅成分で正規化されたターゲットＰＯＣデータ（第２データ）とを合成する位相限定合成処理を行う。

第１逆変換処理部７０は、第１位相限定合成部６８による演算結果に対し２次元ＩＤＦＴ処理を施す。第１逆変換処理部７０により行われる２次元ＩＤＦＴ処理は、２次元ＩＤＦＴと、この２次元ＩＤＦＴの演算結果に対し象限をシフトする公知のシフト処理とを含む。なお、２次元ＩＤＦＴは、２次元逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transformation：以下、ＩＦＦＴ）により演算してもよい。

回転移動量算出部５２は、第１逆変換処理部７０による演算結果に基づいて回転移動量を算出する。具体的には、回転移動量算出部５２は、第１逆変換処理部７０による演算結果に基づいてピーク位置を特定することにより、ピクセルレベルで回転方向の移動量（回転移動量、位置ずれ量）を算出する。その後、回転移動量算出部５２は、ピクセルレベルで特定されたピーク位置の近傍において、式（７）に示す位相限定相関関数の相関値が最大となるときの画素位置を特定することにより、サブピクセルレベルで回転方向の移動量（回転移動量、位置ずれ量）を算出する。

回転移動量算出部５２は、ベース画像を基準に、ターゲット画像の回転方向の移動量を算出するものとして説明したが、これに限定されるものではない。回転移動量算出部５２は、ターゲット画像を基準に、ベース画像の回転方向の移動量を算出してもよい。

また、回転移動量算出部５２は、位相限定相関処理により回転移動量を算出するものでなくてもよく、公知の手法により回転移動量を算出し、算出された回転移動量を画像回転部５４に出力するようにしてもよい。

（画像回転部）
画像回転部５４は、回転移動量算出部５２により算出された回転移動量に基づいてベース画像とターゲット画像との間の回転方向の位置合わせを行う。具体的には、画像回転部５４は、回転移動量算出部５２により算出された回転移動量に基づいて、ベース画像を基準に、回転移動量が零となるようにターゲット画像に対し回転方向の位置合わせを行う。

（平行移動量算出部）
平行移動量算出部５６は、画像回転部５４による位置合わせがなされたベース画像とターゲット画像との間の平行移動量を算出する。具体的には、平行移動量算出部５６は、画像回転部５４による位置合わせがなされたベース画像とターゲット画像とに対し位相限定相関処理を施すことにより、ベース画像とターゲット画像との間の平行移動量を算出する。このような平行移動量算出部５６は、図１０に示すように、第３変換処理部７２、第２位相限定合成部７４、及び第２逆変換処理部７６を備えている。

第３変換処理部７２は、式（１）に示すように、ベース画像に対し２次元ＤＦＴ処理（２次元ＤＦＴ＋シフト）を施す。ベース画像についての第３変換処理部７２による処理結果は、第２位相限定合成部７４による演算処理に先立って、振幅成分で正規化されたベースＰＯＣデータ（第３データ）として、たとえば記憶部２１２に事前に保存される。また、第３変換処理部７２は、式（２）に示すように、ターゲット画像に対し２次元ＤＦＴ処理（２次元ＤＦＴ＋シフト）を施す。なお、第３変換処理部７２により行われる２次元ＤＦＴは、２次元ＦＦＴであってよい。

第２位相限定合成部７４は、式（３）に示すように、ベース画像について予め求められたベースＰＯＣデータ（第３データ）と、ターゲット画像についての第３変換処理部７２による演算結果に基づいて、振幅成分で正規化されたターゲットＰＯＣデータ（第４データ）とを合成する位相限定合成処理を行う。

第２逆変換処理部７６は、第２位相限定合成部７４による演算結果に対し２次元ＩＤＦＴ処理（２次元ＩＤＦＴ＋シフト）を施す。なお、第２逆変換処理部７６により行われる２次元ＩＤＦＴは、２次元ＩＦＦＴであってよい。

平行移動量算出部５６は、第２逆変換処理部７６による演算結果に基づいて平行移動量を算出する。具体的には、平行移動量算出部５６は、第２逆変換処理部７６による演算結果に基づいてピーク位置を特定することにより、ピクセルレベルで平行方向の移動量（平行移動量、位置ずれ量）を算出する。その後、平行移動量算出部５６は、ピクセルレベルで特定されたピーク位置の近傍において、式（７）に示す位相限定相関関数の相関値が最大となるときの画素位置を特定することにより、サブピクセルレベルで平行方向の移動量（平行移動量、位置ずれ量）を算出する。

平行移動量算出部５６は、ベース画像を基準に、ターゲット画像の平行方向の移動量を算出するものとして説明したが、これに限定されるものではない。平行移動量算出部５６は、ターゲット画像を基準に、ベース画像の平行方向の移動量を算出してもよい。

以上のように、位置合わせ部２０は、ベース画像とターゲット画像との回転移動量及び平行移動量を算出することができる。ここで算出した回転移動量及び平行移動量に基づいて、取得した厚みデータＤＴ_ｎ及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１の位置を合わせることができる。

〔動画作成方法〕
図１１は、本実施形態に係る眼底情報表示装置５０が実行する動画表示処理を示すフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートと共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

これまでと同様に、操作部２６により厚み変化マップ表示アイコンＩ_Ｄが選択されると、制御部１２は、変数ｎを０に初期化する（ステップＳ１）。

次に、制御部１２は変数ｎをインクリメントする（ステップＳ２）。続いて、正面像取得部３０は、通信部１４を介してサーバ１００から厚みマップＭＴ_ｎに対応する眼底画像Ｐ_ｎ（第１眼底画像の一例）及び厚みマップＭＴ_ｎ＋１に対応する眼底画像Ｐ_ｎ＋１（第２眼底画像の一例）を取得する（ステップＳ１０）。

ここで、厚みマップＭＴ_ｎに対応する眼底画像Ｐ_ｎとは、厚みマップＭＴ_ｎの測定時に撮影した眼底画像Ｐ_ｎ、すなわち光コヒーレンストモグラフィによって断層像を得た際に眼底カメラにより撮影した眼底画像Ｐ_ｎを指す。

次に、位置合わせ部２０の回転移動量算出部５２は、眼底画像Ｐ_ｎと眼底画像Ｐ_ｎ＋１との間の回転移動量を算出する（ステップＳ１１）。また、画像回転部５４は、回転移動量算出部５２により算出された回転移動量に基づいて眼底画像Ｐ_ｎと眼底画像Ｐ_ｎ＋１との間の回転方向の位置合わせを行う（ステップＳ１２）。

次に、平行移動量算出部５６は、画像回転部５４による位置合わせがなされた眼底画像Ｐ_ｎと眼底画像Ｐ_ｎ＋１との間の平行移動量を算出する（ステップＳ１３）。

続いて、厚みデータ取得部１８は、通信部１４を介してサーバ１００から厚みデータＤＴ_ｎ及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１を取得する（ステップＳ３）。

位置合わせ部２０は、予め位置合わせされた眼底画像Ｐ_ｎと眼底画像Ｐ_ｎ＋１との相対的な位置に基づいて、厚みデータＤＴ_ｎ及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１の位置合わせを行う。さらに、変化データ算出部２２は、位置合わせ後の厚みデータＤＴ_ｎ及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１のそれぞれ対応する位置の層厚の値の差分を算出し、この層厚の差分データＤＤ_ｎを、経時変化を示す変化データとして算出する（ステップＳ４）。

以下の処理は、第２の実施形態と同様である。

以上のように、本実施形態によれば、厚みデータＤＴ_ｎ及び厚みデータＤＴ_ｎ＋１の位置合わせを適切に行うことができるので、厚み変化マップを適切に作成することができ、観察者に眼底の層厚の二次元的な分布の時間的変化を視覚的に容易に把握させることができる。

＜その他＞
ここまで説明した実施形態において、例えば、制御部１２、厚みデータ取得部１８、位置合わせ部２０、変化データ算出部２２、厚み変化マップ作成部２４、正面像取得部３０、回転移動量算出部５２、画像回転部５４、平行移動量算出部５６、第１変換処理部６０、対数変換部６２、極座標変換部６４、第２変換処理部６６、第１位相限定合成部６８、第１逆変換処理部７０、第３変換処理部７２、第２位相限定合成部７４、及び第２逆変換処理部７６等の各種の処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されていてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサ（例えば、複数のＦＰＧＡ、あるいはＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、サーバ及びクライアント等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組合せで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip：ＳｏＣ）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。

本実施形態に係る眼底情報表示方法は、コンピュータに上記の各工程を実行せるためのプログラムとして構成し、構成したプログラムを記憶したＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）等の非一時的な記録媒体を構成することも可能である。

本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。

１０ 眼底情報表示装置
１２ 制御部
１４ 通信部
１６ 画像メモリ
１８ 厚みデータ取得部
２０ 位置合わせ部
２２ 変化データ算出部
２４ 厚み変化マップ作成部
２６ 操作部
２８ 表示部
３０ 正面像取得部
４０ 眼底情報表示装置
５０ 眼底情報表示装置
５２ 回転移動量算出部
５４ 画像回転部
５６ 平行移動量算出部
６０ 第１変換処理部
６２ 対数変換部
６４ 極座標変換部
６６ 第２変換処理部
６８ 第１位相限定合成部
７０ 第１逆変換処理部
７２ 第３変換処理部
７４ 第２位相限定合成部
７６ 第２逆変換処理部
１００ サーバ
Ｉ_Ｔ 厚みマップ表示アイコン
ＭＤ_１ 厚み変化マップ
ＭＤ_２ 厚み変化マップ
ＭＤ_３ 厚み変化マップ
ＭＤ_４ 厚み変化マップ
ＭＴ_１ 厚みマップ
ＭＴ_２ 厚みマップ
ＭＴ_３ 厚みマップ
ＭＴ_４ 厚みマップ
Ｐ 正面像
Ｓ１〜Ｓ９ 厚み変化マップ表示処理の工程

Claims (10)

1. 眼底の層厚の二次元的な分布を示す厚みデータであって、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる第１の厚みデータ及び第２の厚みデータを取得する厚みデータ取得部と、
   前記第１の厚みデータ及び前記第２の厚みデータの差分から前記眼底の層厚の二次元的な分布の経時変化を示す変化データを算出する変化データ算出部と、
   前記変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成する変化マップ作成部と、
   前記作成した厚み変化マップを表示する表示部と、
   を備え、
   前記変化データ算出部は、前記第１の厚みデータ及び前記第２の厚みデータの差分を前記第１の厚みデータの測定時期及び前記第２の厚みデータの測定時期の差分である経過時間で除算した単位時間当たりの変化率を変化データとして算出する眼底情報表示装置。
2. 前記第１の厚みデータ及び前記第２の厚みデータの位置合わせを行う位置合わせ部を備えた請求項１に記載の眼底情報表示装置。
3. 前記第１の厚みデータに対応する第１眼底画像及び前記第２の厚みデータに対応する第２眼底画像を取得する眼底画像取得部と、
   前記第１眼底画像と前記第２眼底画像との間の回転移動量を算出する回転移動量算出部と、
   前記回転移動量算出部により算出された前記回転移動量に基づいて前記第１眼底画像と前記第２眼底画像との間の回転方向の位置合わせを行う画像回転部と、
   前記画像回転部による位置合わせがなされた前記第１眼底画像と前記第２眼底画像とに対し位相限定相関処理を施すことにより、前記第１眼底画像と前記第２眼底画像との間の平行移動量を算出する平行移動量算出部と、
   を備え、
   前記位置合わせ部は、前記回転移動量算出部により算出された前記回転移動量及び前記平行移動量算出部により算出された前記平行移動量に基づいて前記第１の厚みデータ及び前記第２の厚みデータの位置合わせを行う請求項２に記載の眼底情報表示装置。
4. 前記回転移動量算出部は、前記第１眼底画像と前記第２眼底画像とに対し位相限定相関処理を施すことにより、前記第１眼底画像と前記第２眼底画像との間の回転移動量を算出する請求項３に記載の眼底情報表示装置。
5. 前記回転移動量算出部は、
   前記第２眼底画像に対し離散フーリエ変換を施す第１変換処理部と、
   前記第２眼底画像についての前記第１変換処理部による演算結果に対し極座標変換を施す極座標変換部と、
   前記第２眼底画像についての前記極座標変換部による演算結果に対し離散フーリエ変換を施す第２変換処理部と、
   前記第１眼底画像について予め求められた第１データと、前記第２眼底画像についての前記第２変換処理部による演算結果に基づき求められた第２データとを合成する位相限定合成処理を行う第１位相限定合成部と、
   前記第１位相限定合成部による演算結果に対し逆離散フーリエ変換を施す第１逆変換処理部と、を備え、
   前記第１逆変換処理部による演算結果に基づいて前記回転移動量を算出する請求項４に記載の眼底情報表示装置。
6. 前記厚みデータは、光コヒーレンストモグラフィによって取得された信号から生成されたデータである請求項１から５のいずれか１項に記載の眼底情報表示装置。
7. 前記変化マップ作成部は、前記変化データの値に応じた色を付加した前記厚み変化マップを作成する請求項１から６のいずれか１項に記載の眼底情報表示装置。
8. 前記同一の被検眼の正面像を取得する正面像取得部を備え、
   前記表示部は、前記正面像と前記厚み変化マップとを重畳表示させる請求項１から７のいずれか１項に記載の眼底情報表示装置。
9. 眼底の層厚の二次元的な分布を示す厚みデータであって、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる第１の厚みデータ及び第２の厚みデータを取得する厚みデータ取得工程と、
   前記第１の厚みデータ及び前記第２の厚みデータの差分から前記眼底の層厚の二次元的な分布の経時変化を示す変化データを算出する変化データ算出工程と、
   前記変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成する変化マップ作成工程と、
   前記作成した厚み変化マップを表示部に表示する表示工程と、
   を備え、
   前記変化データ算出工程は、前記第１の厚みデータ及び前記第２の厚みデータの差分を前記第１の厚みデータの測定時期及び前記第２の厚みデータの測定時期の差分である経過時間で除算した単位時間当たりの変化率を変化データとして算出する眼底情報表示方法。
10. コンピュータに、
    眼底の層厚の二次元的な分布を示す厚みデータであって、被検眼が同一でありかつ測定時期がそれぞれ異なる第１の厚みデータ及び第２の厚みデータを取得する厚みデータ取得工程と、
    前記第１の厚みデータ及び前記第２の厚みデータの差分から前記眼底の層厚の二次元的な分布の経時変化を示す変化データを算出する変化データ算出工程と、
    前記変化データを視覚的に表した厚み変化マップを作成する変化マップ作成工程と、
    前記作成した厚み変化マップを表示部に表示する表示工程と、
    を実行させるためのプログラムであって、
    前記変化データ算出工程は、前記第１の厚みデータ及び前記第２の厚みデータの差分を前記第１の厚みデータの測定時期及び前記第２の厚みデータの測定時期の差分である経過時間で除算した単位時間当たりの変化率を変化データとして算出するプログラム。

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