JP6976818B2 - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
被検眼の略同一部位の所定時間間隔で撮像された複数の断層情報を用いて、前記略同一部位のモーションコントラスト情報を生成する情報生成手段と、
近接した位置の複数の前記モーションコントラスト情報のセットにおける深さ範囲を指定する指定手段と、
前記指定された深さ範囲のモーションコントラスト正面画像を生成する画像生成手段と、
所定時間内の複数の前記モーションコントラスト正面画像における前記略同一部位の少なくとも一部のモーションコントラスト値の変化に関する情報を取得する情報取得手段と、
前記モーションコントラスト正面画像と前記被検眼の強度画像とのうち少なくとも1つの画像の各画素値が輝度情報に割り付けられ、前記変化に関する情報が色相に割り付けられたカラー画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を有する。
図1(a)光源001はSLD光源であり、カプラ002によって、所望の分岐比の下、光を測定光と参照光とに分岐する。測定光は、カプラ002を通過しコリメータ021よりサンプル光学系102へ出射される。サンプル光学系102には、フォーカスレンズ022、角度可変であるXガルバノメトリックミラー023とYガルバノメトリックミラー024、対物レンズ系を形成するレンズ025、レンズ026が配置され、これらを経由して被検眼027の眼底上に測定光によるビームスポットが形成される。ここで、眼底上に導かれたビームスポットは、Xガルバノメトリックミラー023とYガルバノメトリックミラー024の駆動により、眼底上で2次元に走査される。被検眼027の眼底で反射散乱した測定光は、サンプル光学系102を介した後、カプラ002へ導かれる。参照光は、参照光学系103へ導かれ、コリメータレンズ031によりコリメート光となり、NDフィルター032を通過し所定光量に減衰される。その後、参照光はコリメートされた状態を保持したまま、光軸方向に移動可能でサンプル光学系102との光路長差を補正することができるミラー033で反射され、同じ光路へ折り返される。折り返された参照光は、NDフィルター032、コリメータレンズ031を介した後、カプラ002へ導かれる。
次に、図2を用いて本実施形態のスキャンパターンの一例を説明する。図2(a)は任意のスキャンについて、図2(b)は本実施例で具体的に実行した数値を反映させた図である。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、同じ場所で且つ所定時間間隔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スキャンをm回繰り返しつつ、n箇所のyポジションに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(a)に示す。眼底平面上でy1〜ynのn箇所のyポジションについて、Bスキャンをm回繰り返す。mが大きいと同じ場所での計測回数が増えるため、血流の検出精度が向上する。その一方でスキャン時間が長くなり、スキャン中の眼の動き(固視微動)により画像にモーションアーチファクトが発生する問題と被検者の負担が増える問題が生じる。本実施形態では両者のバランスを考慮してm=4(図2(b))として実施した。尚、OCT装置のAスキャン速度、被検体027の眼底表面画像の運動解析に応じて、繰り返し数mを変更してもよい。ここで、繰り返しの所定間隔を大きくとると早い血流の検出が困難になる。一方、繰り返しの所定間隔を小さくすると逆に毛細血管の襲う血流の検出能が下がることになる。本実施例では、所定間隔として約2.5msecとした。ただし、本発明では、所定時間として血流の検出が行えれば良く、例えば、約1msecから約4msec(場合によっては数十msec)の範囲内が好ましく、より好ましくは約2msecから約3msecの範囲内である。この繰り返し間隔も注目する血管に対応して調整することが望ましい。図2においてpは1つのBスキャンにおけるAスキャンのサンプリング数を示している。すなわち、p×nにより平面画像サイズが決定される。p×nが大きいと、同じ計測ピッチであれば広範囲がスキャンできるが、スキャン時間が長くなり、上述のモーションアーチファクト及び患者負担の問題が生じる。本実施形態では両者のバランスを考慮してn=p=300として実施した。尚、上記n,pは適宜自由に変更が可能である。また、図2(a)におけるΔxは隣り合うxポジションの間隔(xピッチ)であり、Δyは隣り合うyポジションの間隔(yピッチ)である。本実施形態ではxピッチ、yピッチは眼底における照射光のビームスポット径の1/2として決定し、本実施例では、10μm(図2(b))とする。xピッチ、yピッチを眼底上ビームスポット径の1/2とすることで、生成する画像を高精細に形成することができる。xピッチ、yピッチを眼底ビームスポット径の1/2より小さくしても、生成する画像の精細度をそれ以上高くする効果は小さい。逆にxピッチ、yピッチを眼底ビームスポット径の1/2より大きくすると精細度は悪化するが、小さなデータ容量で広い範囲の画像を取得することができる。臨床上の要求に応じてxピッチ、yピッチを自由に変更してもよい。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(図2(b)参照)。
上述した装置を用い、OCTA画像(モーションコントラスト画像)を複数枚取得し、各OCTA画像の各々のピクセルのMC値変化情報(モーションコントラスト値の変化に関する情報)を取得する方法の概略について、図3(a)(b)を用い説明する。OCTA画像を複数枚取得するには、当然一枚のOCTA画像を作成するために必要なデータの取得を繰り返すことになる。ステップS301がそのステップに相当し、その詳細は図3(b)に示す。制御手段054は、ステップS351において、OCTA取得枚数Fのユーザ入力を促すGUIをモニタ055表示し、ステップS352にてユーザがFを入力する(F:2以上の整数)。ステップS353において、取得した枚数を示すインデックスiを1に初期化する。その後、制御手段054は、OCT光学系を制御して一枚のOCTA画像を生成するための出力信号を取得した後、iをカウントアップしていく。ステップS354、355、356に示すように、iがユーザの指定したFとなるまでこのOCTA画像もしくは画像生成に必要なデータの取得が繰り返されことになる。このようにすでに生成済の画像ではなく、画像生成に必要なデータを取得した場合には、そのデータから所望の枚数のOCTA画像生成する必要があるが、生成済のOCTA画像を例えば外部のデータベース等から入手する場合ではその限りでない。尚、OCTA画像生成の詳細手順は(OCTA画像取得フロー)にて後述する。本実施例では、OCTA画像を10枚分取得するが、取得したOCTA画像はステップS357において保存される。ステップS301での必要枚数のOCTA画像の取得後、信号処理手段053はステップS302において、複数枚のOCTA画像の画像間の位置合わせを実施する(後述、OCTA画像位置合わせフロー参照)。最後に、ステップS303において、信号処理手段053内の変化情報算出手段(情報取得手段)は各ピクセル位置のMC値変化を算出する(後述、MC値変化取得フロー参照)。この時、画像間の位置合わせにはMC値変化を算出するためのOCTA画像そのものではなく、このOCTA画像生成時に用いた強度画像の所定深さ部分から生成した眼底正面OCTA画像用いてもよい。さらにこの所定深さの選択では、網膜主要血管をよく表現する表層部分を指定してもよいし、網膜全体の特徴をよく表現するいわゆる全深さ範囲を対象とした眼底のプロジェクション正面画像を用いる方が精度よい位置合わせができる場合が多い。
次に、一枚のOCTA画像(モーションコントラスト画像)を上述のフローによって取得された一組のデータセットから生成する方法について、図4を用い説明する。ここで、情報生成手段の一例である信号処理手段053は、被検眼の略同一部位の所定時間間隔で撮像された複数の断層情報を用いて、略同一部位のモーションコントラスト情報を生成する。そして、画像生成手段の一例である信号処理手段053は、モーションコントラスト情報における深さ範囲の一部の情報を用いて、モーションコントラスト正面画像を生成する。
複数枚のOCTA画像の位置合わせを行う方法について、図5(a)を用い説明する。
次に、複数枚のOCTA画像からのMC値変化情報(データ)の取得方法について、図5(b)を用い説明する。ここで、情報取得手段の一例である信号処理手段053は、異なる時間の複数のOCTA画像(モーションコントラスト正面画像)を用いて、略同一部位の少なくとも一部のモーションコントラスト値の変化に関する情報を取得する。尚、複数のOCTA正面画像データ取得の時間間隔(所定時間内)として、本実施例では、約1secとした。ただし、本発明では、上記時間間隔(所定時間内)として、変化に関する情報が得られれば良く、例えば、約0.1secから約5secが好ましい。このような間隔でn枚のOCTA正面画像を取得すると、MC値変化情報の観測時間範囲はn×1secとなり、実質的にn拍動分の情報が含まれることになる。この観測範囲は観測の安定度とトータル撮像時間、すなわち被験者への負担を勘案して決定される。また、ここでは撮像間隔を略一定としたが、特にそれにこだわることはなく数拍動にわたる観測時間が確保されれば必要なMC値変化情報は観測可能である。さらに拍動に関連づいた詳細なMC値変化情報を行う場合にはさらなる工夫が必要であろう。
本実施例では、上述実施例にて取得できたMC値プロファイルを定量解析する例について説明する。
MC値変化を動画で確認する事も重要な診断情報である。例えば、図9(d)に示すように、右側の領域1102に各々のOCTA画像1131を切り替えて動画的に連続表示(順次表示)しても良い。以上、表示領域1101、1102に2種類の画像を並べて表示した例を示したが、本発明の効果を享受する方法はこれに限らない。例えば、図9(b)に示すように一つの表示領域に、MC値の最大値Imaxを各画素の輝度情報に割り付け、MC値変化情報であるMC値変化幅(|Imax−Imin|)を色相に割り付けたカラー画像として表示することも好適である。この時、MC値変化情報として何を選択するかは、表示画面右側の選択領域に設けられた選択ボタン1110によって切り替えることができる。また、輝度情報に割り付ける値はMC値の最大値Imaxに限らず、OCT強度画像またはOCTA画像の各画素値を割り付けてもよい。尚、図9(e)以降は表示形態の種々のバリエーションであり、他の実施例等で適時説明する。
上述実施例では、各OCTA画像のからMC値変化情報を算出し画像化して表示した例を示したが、本実施例では、操作者はマウスのような図示しないポインティングディバイスを用いて、図10の様に、画像800の上に対象領域ROI801を設定可能とし、そのROI内のMC値変化情報の統計量(例えば平均値等)を表示する。このとき、例えば、平均画像生成手段の一例である信号処理手段053は、複数のモーションコントラスト正面画像の平均画像を生成する。画像800は、図9(b)で説明したMC値の最大値Imaxを各画素の輝度情報に割り付け、MC値変化情報である各画素のMC値の標準偏差(Iσ)を色相に割り付けたカラー画像であり、ROI801はその内のMC値変化情報の平均値を信号処理手段053にて算出し、モニタ055に数値として例えばAverage(σ)=58と表示するとともに、ROI801内の色相をこの平均値に合わせて変更する。このような提示方法を取ることにより、ROI801内のMC値変化情報を大まかに得ることができ、領域ごとのMC値の変化の傾向を理解しやすくなる。他の部分の傾向を見たい場合には、操作者はやはりマウスのような図示しないポインティングディバイスを用いてROI801を図8(b)の様に移動すればよい。
本実施例の変形例として、図10(c)(d)の様に、ROIを各々疾患情報に合わせ複数設定し、表示される平均のMC値変化量を比較できるようにしても良い。ROIは、乳頭または黄斑を略中心とした複数の同心円、複数の扇形、複数の弧状の少なくとも1つの領域が自動的に設定されることが望ましい。すなわち、ROIは、複数の同心円、複数の扇形、複数の弧状の少なくとも1つの領域の中心角方向の分割線を自動的に決定されることが望ましい。例えば、黄斑部に対して、中心窩無血管領域の中心と平均径をOCTA画像の解析から求め、(c)の様にその中心から同心円状に4分割したROI(複数の領域)を設定する。これにより、数多くの黄斑部疾患に有効である。また、同様のROIを乳頭中心に適用しても網膜全体の循環状態の把握、さらには緑内障などの診断に有効である。またこの場合、より大まかな把握のためには上下の2分割のROIを設定することも好適である。より簡便には、図10(d)の様に乳頭部875の上下に矩形のROI871、872の2つを設定してもよい。更に、図10(e)の様に、黄斑中心部863と乳頭中心部864を結んだ線865に対して対象にROI861、862を設定すると、加齢黄斑変性等の診断に効果がある。この例では線865から等距離に矩形のROIを設定したが、線865に接するような2つのROIを設定して線865をROIの分割線として利用することも可能である。本実施例では、ROIの設定手順はOCTシステムに疾患毎に定義され、自動的に設定される例としたが、一方で、操作者が図10(a)の様に自ら設定したROIを登録できるようにすることも有用である。当然、その際、形状、ROI数、などは任意で設定できる。また、被検眼の乳頭部と黄斑部とを結ぶ直線を一つの分割線として、モーションコントラスト正面画像の平面上を分割することが好ましい。
本実施例では、MC値プロファイルをOCTA画像の血管に沿ってマップ化し、各血管におけるMC値変化を表示した実施例について、説明する。
以上の実施例は図7で説明した様に、複数のOCTA画像から各々一枚の画像におけるMC値を基にMC値変化情報を生成していたが、複数枚のOCTA画像を重ね合せた後に、同様の処理を実施してMC値変化情報を生成も良い。図8を用い、具体的に説明する。図8のOCTA画像751〜753の3枚のOCTA画像を重ね合せ(平均処理)し、重ね合せOCTA画像1001を取得する。同様に、OCTA画像754〜756の3枚から重ね合せOCTA画像1002をOCTA画像757〜759の3枚から重ね合せOCTA画像1003を取得する(処理の関係上OCTA画像760は用いない)。その後得られた重ね合せOCTA画像1001〜1003を用い、各ピクセル位置のMC値変化情報を得る。本実施例では、重ね合せOCTA画像を用いる事で時間周波数にローパスフィルタを書けることにより、より時間的に緩やかなMC値変化情報を得る事になる。尚、平均枚数の調整や、移動平均を使用等は注目する時間変化の程度によって調整すればよい。
前述した細線化した血管マップを用いて実施例2の変形例で述べた乳頭を略中心とした複数の同心円、扇形、および又は弧状の領域を自動的に設定してもよい。すなわち、図12(a)に示すように、眼底の視神経乳頭1200を中心として撮像された眼底画像(眼底2D画像であれば、SLO画像でも、眼底写真画像でも良い)には、乳頭周辺の太い血管径の血管1201〜1206が複数本観測される。この太い血管径の血管の本数等を考慮し、図12(b)に示した分割線を決定する。本実施例では、同心のROIを4分割する分割線1207、1208を乳頭中心を基準に太い血管径の血管の数が出来る限り同数(所定本数)になるように決定し、ROI1209〜1212が決定される。すなわち、血管指定手段の一例である信号処理手段053は、被検眼の乳頭周辺の血管のうち血管径の大きい所定本数の血管を指定する。そして、平均処理手段の一例である信号処理手段053は、血管指定手段の出力に基づいて、複数の同心円、扇形、弧状の少なくとも1つの領域の中心角方向の分割線を決定する。ここで、平均処理手段は、モーションコントラスト正面画像の平面上で平均処理を行う。もちろん、このROI分割を検者が手動で選択しても良い。
上述実施例では、同日での検査データを主に用いたが、例えば一年後のデータと比較、つまり、経過観察を実施できるよう構成することも診断上有効である。本実施例の場合、同一被検眼の同一眼底部位のOCTA輝度変化情報を得る必要があるため、眼球運動を補正して同一部位の測定を可能とするいわゆる眼底トラッキング機能を有した装置とすることが望ましい。眼底トラッキング装置とは例えば、眼底画像取得手段(SLO)により得られる時々の眼底像の相関を計算することにより被検眼眼底の移動を検出し、その移動をキャンセルして常に目標とした部位の測定が行えるよう測定光の照射位置を修正するシステムであり、正確に眼底を走査する事で同一被検眼の同一網膜領域を走査することを可能とする。実際検者が行う操作としては、図14(a)のように、被験者のID情報から、過去のMC値変化情報1402を得た後に、検者は過去と同一の条件で同一部位を走査する指定を行うために、例えば経過観察モードを指定する。同モードが選択された場合、図1(b)の制御手段は、過去のMC値変化情報1402と関連付けて保存されているMC値変化情報を取得・生成した際の装置パラメータ、例えば、撮像時の走査パターン・固視灯の提示位置やMC値の計算パラメータやOCTA正面画像を生成するための深さの指定範囲等を読み出し、過去のデータと等価なデータの取得ができる状態を再現し、前前述したMC値変化情報生成手順に則って、MC値変化情報を得る。その後、図14(b)のように、測定日時とMC値変化情報を明記し、並列にMC値情報(過去MC値1402、現在MC値1404)を表示したり、所定のROIの統計量の経時変化の様子を表示することにより、同一被験者のMC値変化情報の経時変化から眼循環に関する早期診断をつながる医療情報を提供できるようになる。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施例の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (16)
- 被検眼の略同一部位の所定時間間隔で撮像された複数の断層情報を用いて、前記略同一部位のモーションコントラスト情報を生成する情報生成手段と、
近接した位置の複数の前記モーションコントラスト情報のセットにおける深さ範囲を指定する指定手段と、
前記指定された深さ範囲のモーションコントラスト正面画像を生成する画像生成手段と、
所定時間内の複数の前記モーションコントラスト正面画像における前記略同一部位の少なくとも一部のモーションコントラスト値の変化に関する情報を取得する情報取得手段と、
前記モーションコントラスト正面画像と前記被検眼の強度画像とのうち少なくとも1つの画像の各画素値が輝度情報に割り付けられ、前記変化に関する情報が色相に割り付けられたカラー画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 被検眼の略同一部位の所定時間間隔で撮像された複数の断層情報を用いて、前記略同一部位のモーションコントラスト情報を生成する情報生成手段と、
異なる時間の複数の前記モーションコントラスト情報を用いて、前記略同一部位の少なくとも一部のモーションコントラスト値の変化に関する情報を取得する情報取得手段と、
前記モーションコントラスト情報における深さ範囲の一部の情報を用いて得たモーションコントラスト正面画像と前記被検眼の強度画像とのうち少なくとも1つの画像の各画素値が輝度情報に割り付けられ、前記変化に関する情報が色相に割り付けられたカラー画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記情報取得手段は、異なる時間の複数の前記モーションコントラスト正面画像を用いて、前記変化に関する情報を取得することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記モーションコントラスト正面画像を分割した複数の領域で平均処理を行う平均処理手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記複数の領域は、前記被検眼の乳頭または黄斑を略中心とした複数の同心円、扇形、弧状の少なくとも1つの領域であることを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記複数の領域は、前記被検眼の乳頭部と黄斑部とを結ぶ直線を一つの分割線として、前記モーションコントラスト正面画像の平面上を分割することにより得られることを特徴とすることを特徴とする請求項4または5に記載の画像処理装置。
- 前記被検眼の乳頭周辺の血管のうち血管径の大きい所定本数の血管を指定する血管指定手段を更に有し、
前記平均処理手段は、前記血管指定手段の出力に基づいて、複数の同心円、扇形、弧状の少なくとも1つの領域の中心角方向の分割線を決定することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記被検眼の乳頭と黄斑との少なくとも1つの位置を設定する設定手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記複数のモーションコントラスト正面画像の平均画像を生成する平均画像生成手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記変化に関する情報は、前記モーションコントラスト値の変化の振幅、周期、位相の少なくとも1つに関する情報であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記表示制御手段は、前記複数のモーションコントラスト正面画像を前記表示手段に連続表示させることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記表示制御手段は、前記モーションコントラスト情報における複数の深さ範囲に対応する複数の前記変化に関する情報を選択的にまたは並べて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記表示制御手段は、前記変化に関する情報と異なる日時に取得したモーションコントラスト値の変化に関する情報とを比較した結果を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 被検眼の略同一部位の所定時間間隔で撮像された複数の断層情報を用いて、前記略同一部位のモーションコントラスト情報を生成する工程と、
近接した位置の複数の前記モーションコントラスト情報のセットにおける深さ範囲を指定する工程と、
前記指定された深さ範囲のモーションコントラスト正面画像を生成する工程と、
所定時間内の複数の前記モーションコントラスト正面画像における前記略同一部位の少なくとも一部のモーションコントラスト値の変化に関する情報を取得する工程と、
前記モーションコントラスト正面画像と前記被検眼の強度画像とのうち少なくとも1つの画像の各画素値が輝度情報に割り付けられ、前記変化に関する情報が色相に割り付けられたカラー画像を表示手段に表示させる工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 被検眼の略同一部位の所定時間間隔で撮像された複数の断層情報を用いて、前記略同一部位のモーションコントラスト情報を生成する工程と、
異なる時間の複数の前記モーションコントラスト情報を用いて、前記略同一部位の少なくとも一部のモーションコントラスト値の変化に関する情報を取得する工程と、
前記モーションコントラスト情報における深さ範囲の一部の情報を用いて得たモーションコントラスト正面画像と前記被検眼の強度画像とのうち少なくとも1つの画像の各画素値が輝度情報に割り付けられ、前記変化に関する情報が色相に割り付けられたカラー画像を表示手段に表示させる工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項14又は15に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
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