JP6987495B2 - 画像処理装置及びその作動方法、並びに、プログラム - Google Patents
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本発明の画像処理装置における他の実施態様は、被検眼の眼底の3次元断層画像を解析することにより、前記眼底における層の形状に係る形状情報を取得する解析手段と、前記3次元断層画像との位置関係が対応付いている前記眼底の血管画像において抽出されている血管を、前記血管の位置に対応する前記3次元断層画像における位置にある層の前記形状情報を用いて評価する評価手段とを有する。
また、本発明は、上述した画像処理装置の作動方法、及び、当該画像処理装置の作動方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る眼科撮影装置100の概略構成の一例を示す図である。この眼科撮影装置100は、本発明における「画像処理装置」に相当するものである。
まず、図1に示す撮像部110について説明する。
ここで、本実施形態においては、撮像部110は、OCT装置により形成されているものとする。この際、OCT装置としては、例えば、FD−OCT装置であるSD−OCT装置やSS−OCT装置を適用可能であるが、ここでは、OCT装置としてSS−OCT装置を用いる場合について説明する。
次いで、図1に示す制御・処理部120について説明する。
制御・処理部120は、図1に示すように、信号処理部121、信号取得制御部122、表示制御部123、及び、表示部124を有して構成されている。
また、信号処理部121(例えば、血管評価部1214)は、断層画像生成部1211で生成される3次元断層画像と血管画像生成部1212で生成される血管画像との位置合わせを行うことにより、3次元断層画像と血管画像との位置関係を対応付ける処理を行う。
被検眼E(より具体的には、眼底Er)の或る1点における奥行き方向の断層に関する情報を取得するための走査をA−scanと呼ぶ。また、A−scanと直交する方向で被検眼Eの断層に関する情報、即ち2次元画像を取得するための走査をB−scanを呼び、さらに、A−scan及びB−scanのいずれの走査方向とも直交する方向に走査することをC−scanと呼ぶ。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る眼科撮影装置100の制御方法(画像処理方法)における処理手順の一例を示すフローチャートである。また、図3は、本発明の第1の実施形態に係る眼科撮影装置100の制御方法(画像処理方法)における詳細な処理手順の一例を示すフローチャートである。この図3において、図2に示す処理ステップと同様の処理ステップについては同じ符号を付している。以下の説明においては、図2及び図3に共通する処理ステップについては、図2の説明の際に説明するものとする。
まず、断層画像生成部1211は、光干渉信号から固定パターンノイズの除去を行う。この際、固定パターンノイズの除去は、上述したバックグラウンド信号を光干渉信号から減算することにより行われる。次いで、断層画像生成部1211は、深さ分解能とダイナミックレンジを最適化するために、光干渉信号のセットに対して所望の窓関数処理を行う。その後、断層画像生成部1211は、光干渉信号のセットに対してFFT処理を行うことによって断層画像の輝度画像を生成する。この際、断層画像生成部1211は、B−scanに係る光干渉信号のセットに対して、再構成処理を行うことで断層画像の輝度画像を生成する。さらに、断層画像生成部1211は、C−scanに係る光干渉信号のセットに対して、再構成処理を行うことで3次元断層画像を生成する。この3次元断層画像の生成にあたっては、既知の画質向上を行ってもよい。例えば、断層画像生成部1211は、3次元断層画像の生成に際して、眼底Erの同一箇所を複数回撮影したデータを重ね合わせして平均化することによりランダムノイズを低減することや、重ね合わせの前に位置ずれ補正などを行って画質向上を図ってもよい。
例えば、血管評価部1214は、血管画像に含まれる血管が網膜浅層(NFL)の血管であり、形状情報が神経線維層と硝子体との境界面の曲率である場合、当該血管が位置する層の境界面の曲率を当該血管に割り付けて、当該血管の評価を行う。このように、血管画像中の血管をOCTの3次元断層画像の形状情報に基づき評価することにより、3次元断層画像で見た時の形状情報が血管画像にも反映されることになる。
図4は、本発明の第1の実施形態を示し、血管画像とOCTによる3次元断層画像とを並べて表示部124に表示した表示画面400の一例を示す図である。
第2の撮像信号は、被検眼Eの眼底Erに係る血管画像を得ることができるものであればよい。例えば、第2の撮像信号は、上述したように、OCTAを用いて得られた信号、或いは、眼底カメラにより得られた信号、走査型レーザ検眼鏡により得られた信号、及び、OCTの光干渉信号のうちの少なくともいずれかの信号を適用することが可能である。また、眼底カメラでは、フルオレセインやインドシアニングリーンといった蛍光造影剤を使って、血管を強調した撮影を行ってもよい。
以上の処理により、血管画像生成部1212は、モーションコントラストによる3次元の血管画像を生成することができる。
図7(a)、図7(b)及び図7(c)は、それぞれ、3次元断層画像における所定血管V1,V2(不図示),V3の所定測定点(x1,z1),(x2,z2)(不図示),(x3,z3)における血管方向に垂直なx−z平面における網膜特定層の境界線Lの一部を示す。
図8は、被検眼Eの眼底Erの断層画像の境界線を模式的に示している。境界線Lは、セグメンテーションで抽出した境界線に対応する。この際、境界線は、多項式z(x)で近似する。接線L11〜L19は、境界線Lにおける接線の例を示しており、それぞれ、傾き(dz(x)/dx)をもつ。眼球は球状であるので、断層画像の境界線Lは、網膜浅層を除くと全体的には下向きに凸となり、最深部を挟んで傾き(dz(x)/dx)は、負及び正の符号をもつ。例えば、接線L11は負の傾き、接線L15は傾き零、接線L19は正の傾きにそれぞれ相当する。
層厚は、2つの境界線間の間隔から算出できる。例えば、図9の境界線L21と境界線L22のそれぞれのz座標の差から、その間の層の厚みを算出することができる。層の厚みを利用することで、例えば、菲薄化している領域を抽出できる。また、厚さの変化率を利用すると急峻に厚さが変化する部分を抽出できる。以上の手法を用いることで、形状情報として、層厚やその変化率の情報を得ることができる。
例えば、図10に示す血管1000を円柱(円筒)に近似したときに、円筒の中心軸L41に対して平行な断面(uw面やuv面)と、中心軸L41に対して垂直な断面(vw面)とで、上述した曲率を計算した場合に結果が異なる。例えば、血管1000の牽引がある場合、中心軸L41に対して垂直な断面(vw面)の方が平行な断面(uw面やuv面)よりも曲率が大きく計算され、牽引の程度を反映しやすい。同様に、上述した傾きや凹凸に関しても、血管の走行方向を考慮すると、より正確に形状解析を行える。
かかる構成によれば、被検眼の眼底(網膜)における形状と血管との対応関係を把握し易くすることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。
Claims (21)
- 被検眼の眼底の3次元断層画像を解析することにより、前記眼底における層の形状に係る形状情報を取得する解析手段と、
前記3次元断層画像との位置関係が対応付いている前記眼底の血管画像において抽出されている血管を、前記血管の位置に対応する前記3次元断層画像における位置にある層の前記形状情報を用いて評価する評価手段と、
前記評価手段による血管の評価結果を示す情報を表示部に表示する制御を行う表示制御手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記表示制御手段は、前記評価手段による血管の評価結果を用いて前記血管画像において抽出されている血管の表示態様を変更し、前記評価結果を示す情報として当該変更に係る血管画像を前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記表示制御手段は、前記評価手段による血管の評価結果を用いて前記血管画像において抽出されている血管の表示態様を変更し、前記評価結果を示す情報として当該変更に係る血管画像を重畳させた前記3次元断層画像を前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記表示制御手段は、前記表示態様の変更として、表示濃度の変更または表示色の変更を行うことを特徴とする請求項2または3に記載の画像処理装置。
- 前記表示制御手段は、前記形状情報が前記3次元断層画像の各層における境界面の曲率である場合に、前記評価手段による血管の評価結果として得られた当該血管に係る前記曲率の大きさによって当該血管の表示態様を変更することを特徴とする請求項2乃至4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、指定された表示条件に従って前記評価結果を示す情報を作成して前記表示部に表示する制御を行い、前記表示条件を変更する指示が入力された場合には、当該変更に係る表示条件に従った前記評価結果を示す情報を前記表示部に表示する制御を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 被検眼の眼底の3次元断層画像を解析することにより、前記眼底における層の形状に係る形状情報を取得する解析手段と、
前記3次元断層画像との位置関係が対応付いている前記眼底の血管画像において抽出されている血管を、前記血管の位置に対応する前記3次元断層画像における位置にある層の前記形状情報を用いて評価する評価手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記解析手段は、前記血管画像において抽出されている血管走行の座標に対応する前記眼底における層の形状に係る形状情報を取得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3次元断層画像と前記血管画像との位置合わせを行うことにより、前記3次元断層画像と前記血管画像との位置関係を対応付ける手段を更に有し、
前記評価手段は、前記3次元断層画像と前記血管画像との位置合わせを行った後に、前記血管を評価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。 - 前記形状情報は、前記3次元断層画像の各層における境界面の曲率、その曲率半径、前記境界面の傾き、その傾きの変化率、前記境界面の局所的な凹凸、前記各層の層厚、および、その層厚の変化率のうちのいずれかの形状パラメータに係る情報、または、これらの形状パラメータの組合せに係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。
- 前記評価手段は、前記形状情報が前記境界面の曲率である場合、前記曲率の大きさによって前記血管画像において抽出されている血管を評価することを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記評価手段は、前記形状情報を用いて、前記血管画像において抽出されている血管が存在する位置および当該血管の径を考慮して、前記血管画像において抽出されている血管を評価す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。
- 前記眼底に係る第1の撮像信号を用いて前記3次元断層画像を生成する第1の生成手段と、
前記眼底に係る第2の撮像信号を用いて前記血管画像を生成する第2の生成手段と、
を更に有す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。 - 前記第1の生成手段は、異なる日時に前記眼底を撮影することにより得られた複数の第1の撮像信号を取得し、前記複数の第1の撮像信号を用いて複数の前記3次元断層画像を生成し、
前記第2の生成手段は、前記異なる日時に前記眼底を撮影することにより得られた複数の第2の撮像信号を取得し、前記複数の第2の撮像信号を用いて複数の前記血管画像を生成し、
前記解析手段は、前記複数の3次元断層画像におけるそれぞれの3次元断層画像を解析することにより、それぞれの3次元断層画像ごとに前記形状情報を取得し、
前記評価手段は、前記解析手段で取得されたそれぞれの前記形状情報を用いて、前記複数の血管画像におけるそれぞれの血管画像において抽出されている血管を評価することを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。 - 前記第2の生成手段は、モーションコントラストデータを用いて前記血管画像を生成することを特徴とする請求項13または14に記載の画像処理装置。
- 測定光を照射した前記眼底からの戻り光と前記測定光に対応する参照光との合波光を検出する検出手段を有する撮像装置に通信可能に接続され、
前記第1の生成手段は、前記検出された合波光を用いて前記3次元断層画像を生成することを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記解析手段は、前記血管の走行に垂直な平面において前記形状情報を取得することを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記解析手段は、異なる日時に前記眼底を撮影することにより得られた複数の前記3次元断層画像におけるそれぞれの3次元断層画像を解析することにより、それぞれの3次元断層画像ごとに前記形状情報を取得し、
前記評価手段は、前記解析手段で取得されたそれぞれの前記形状情報を用いて、前記形状情報の経時的な変化量または変化率を算出し、当該算出した前記形状情報の経時的な変化量または変化率を考慮して、前記異なる日時に前記眼底を撮影することにより得られた複数の前記血管画像におけるそれぞれの血管画像において抽出されている血管を評価することを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 被検眼の眼底の3次元断層画像を処理するための画像処理装置の作動方法であって、
前記3次元断層画像を解析することにより、前記眼底における層の形状に係る形状情報を取得する解析ステップと、
前記画像処理装置が、前記3次元断層画像との位置関係が対応付いている前記眼底の血管画像において抽出されている血管を、前記血管の位置に対応する前記3次元断層画像における位置にある層の前記形状情報を用いて評価する評価ステップと、
前記評価ステップによる血管の評価結果を示す情報を表示部に表示する制御を行う表示制御ステップと
を有することを特徴とする画像処理装置の作動方法。 - 被検眼の眼底の3次元断層画像を処理するための画像処理装置の作動方法であって、
前記3次元断層画像を解析することにより、前記眼底における層の形状に係る形状情報を取得する解析ステップと、
前記画像処理装置が、前記3次元断層画像との位置関係が対応付いている前記眼底の血管画像において抽出されている血管を、前記血管の位置に対応する前記3次元断層画像における位置にある層の前記形状情報を用いて評価する評価ステップと
を有することを特徴とする画像処理装置の作動方法。 - 請求項19または20に記載の画像処理装置の作動方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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