JP6992020B2 - Tear layer thickness measuring device and method - Google Patents
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Description
本発明は、涙液層厚み測定装置及び方法に関する。 The present invention relates to a tear film thickness measuring device and method.
例えば、特許文献1には、「涙液層構造測定および蒸発速度測定を行うためのシステムおよび方法において、広帯域光源は、涙液層を照明し、分光計は、涙液層の少なくともひとつの点からの反射光のそれぞれのスペクトルを測定する。」(要約参照)ということが記載されている。
さらに、特許文献1には、「カメラ及び分光計に結合された処理ユニットは、分光計によって測定された少なくともひとつの点におけるカメラによって得られた色が、同じ点における分光計の色と一致するように、較正されたカメラの各点の色から、各点における脂質の厚さを決定する。」(要約参照)ということが記載されている。
また、特許文献2には、ドライアイのタイプ評価の信頼度向上を図る」(段落0004)ための眼科検査装置が記載され、また、特許文献3には、「涙液検査の精度及び確度の向上を図る」(段落0005)ための眼科検査装置が記載されている。
For example,
Further, in
Further,
しかしながら、従来技術では、波長を変え、涙液層の厚みを測定することは記載されていない。
本発明は、以上の点に鑑み、広帯域光源の波長を変えて、被検眼の涙液層に照射し、涙液層の厚みを測定する涙液層厚み測定装置及び方法を提供することを目的とする。
However, in the prior art, it is not described to change the wavelength and measure the thickness of the tear film.
In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a tear film thickness measuring device and a method for measuring the thickness of the tear film by irradiating the tear film of the eye to be inspected with different wavelengths of the broadband light source. And.
本発明の第1の解決手段によると、
涙液層厚み測定装置であって、
光源と、
反射信号収集部と、
涙液層厚情報取得部と、
を備え、
前記反射信号収集部は、前記光源の波長を変化させ、被検眼の少なくとも角膜中央部に照射し、この反射像を撮像し、
前記涙液層厚情報取得部は、前記反射信号収集部が撮像した画像により、少なくとも角膜中央部の各々の波長における反射率を得て分光反射スペクトルを求め、得られた分光反射スペクトルを解析して涙液層厚値を求め、色と層厚の相関を求め、
前記涙液層厚情報取得部は、前記光源の波長をR、G、Bに変化させ、角膜全体又は角膜の予め定められた測定範囲を各々撮影したR、G、Bの角膜画像を重ねあわせることで、カラー画像を得て、色と層厚の相関に基づき、カラー画像の各領域の色を層厚に変換し、
前記涙液層厚情報取得部は、各部位の層厚をマップ状に作成し、表示させる、
ことを特徴とする涙液層厚み測定装置が提供される。
According to the first solution of the present invention
It is a tear layer thickness measuring device.
Light source and
Reflected signal collector and
Tear layer thickness information acquisition department and
Equipped with
The reflected signal collecting unit changes the wavelength of the light source, irradiates at least the central part of the cornea of the eye to be inspected, and images the reflected image.
The tear film thickness information acquisition unit obtains the reflectance at least at each wavelength of the central part of the cornea from the image captured by the reflection signal collection unit, obtains the spectral reflection spectrum, and analyzes the obtained spectral reflection spectrum. To find the tear layer thickness value, and to find the correlation between color and layer thickness.
The tear film thickness information acquisition unit changes the wavelength of the light source to R, G, and B, and superimposes R, G, and B corneal images obtained by photographing the entire cornea or a predetermined measurement range of the cornea, respectively. By doing so, a color image is obtained, and the color of each region of the color image is converted into the layer thickness based on the correlation between the color and the layer thickness.
The tear film thickness information acquisition unit creates and displays the layer thickness of each site in a map form.
A tear film thickness measuring device is provided.
本発明の第2の解決手段によると、
涙液層厚み測定方法であって、
光源の波長を変化させ、被検眼の少なくとも角膜中央部に照射し、この反射像を撮像し、
撮像した画像により、少なくとも角膜中央部の各々の波長における反射率を得て分光反射スペクトルを求め、得られた分光反射スペクトルを解析して涙液層厚値を求め、色と層厚の相関を求め、
前記光源の波長をR、G、Bに変化させ、角膜全体又は角膜の予め定められた測定範囲を各々撮影したR、G、Bの角膜画像を重ねあわせることで、カラー画像を得て、色と層厚の相関に基づき、カラー画像の各領域の色を層厚に変換し、
各部位の層厚をマップ状に作成し、表示させる、
ことを特徴とする涙液層厚み測定方法が提供される。
According to the second solution of the present invention
It is a method of measuring the thickness of the tear film,
The wavelength of the light source is changed, at least the central part of the cornea of the eye to be inspected is irradiated, and this reflected image is imaged.
From the captured image, the reflectance at least at each wavelength in the central part of the cortex is obtained to obtain the spectral reflection spectrum, and the obtained spectral reflection spectrum is analyzed to obtain the tear film thickness value, and the correlation between color and layer thickness is obtained. Ask,
Color images are obtained by changing the wavelength of the light source to R, G, and B, and superimposing R, G, and B corneal images obtained by capturing the entire cornea or a predetermined measurement range of the cornea, respectively. Converts the color of each region of the color image to layer thickness based on the correlation between
Create a map of the layer thickness of each part and display it.
A method for measuring the thickness of the tear film is provided.
本発明によると、広帯域光源の波長を変えて、被検眼の涙液層に照射し、涙液層の厚みを測定する涙液層厚み測定装置及び方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a tear film thickness measuring device and a method for measuring the thickness of the tear film by irradiating the tear film of the eye to be inspected with different wavelengths of the broadband light source.
この発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この明細書で引用する文献の記載内容や他の公知技術を実施形態に援用することができる。(例えば、特許文献2、特許文献3参照)
An exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the description contents of the document cited in this specification and other known techniques can be incorporated into the embodiment. (See, for example,
実施形態の眼科検査装置(涙液層厚み測定装置)は、被検眼の角膜上の涙液層の厚みを測定する。 The ophthalmologic examination device (tear layer thickness measuring device) of the embodiment measures the thickness of the tear layer on the cornea of the eye to be inspected.
本実施形態の眼科検査装置は、角膜に測定光を照射し、反射光を得ることにより、角膜上の薄膜である涙液層の厚みを測定することができる。本実施形態の眼科検査装置は、被検眼の前眼部を撮影することにより、角膜上の涙液を表す画像をひとつ又は複数収集する。さらに、1次元又は2次元にスキャンして画像を収集してもよい。また、時系列画像を収集してもよい。
時系列画像は、異なる時刻に取得された画像群を含み、典型的には、所定のフレームレートの動画撮影で得られたフレーム群、又は、所定の時間間隔で前眼部を繰り返し撮影して得られた静止画像群であってよい。また、時系列画像は、任意のモダリティにより取得された画像であり、典型的には正面画像の群又はOCT画像の群であってよい。
以下、主に時系列画像を例に説明するが、本発明及び/又は本実施形態は、時系列画像以外にも、上述のようなひとつ又は複数の画像について適用することができる。
The ophthalmologic examination apparatus of the present embodiment can measure the thickness of the tear film, which is a thin film on the cornea, by irradiating the cornea with the measurement light and obtaining the reflected light. The ophthalmologic examination apparatus of the present embodiment collects one or more images showing tears on the cornea by photographing the anterior segment of the eye to be inspected. Further, images may be collected by scanning one-dimensionally or two-dimensionally. You may also collect time series images.
The time-series image includes a group of images acquired at different times, typically a group of frames obtained by shooting a moving image at a predetermined frame rate, or a group of images obtained by repeatedly shooting the anterior segment at a predetermined time interval. It may be the obtained still image group. Further, the time-series image is an image acquired by an arbitrary modality, and may be typically a group of front images or a group of OCT images.
Hereinafter, a time-series image will be mainly described as an example, but the present invention and / or the present embodiment can be applied to one or more images as described above in addition to the time-series image.
正面画像は涙液の層(例えば油層)の表面反射と裏面反射とによる干渉模様を表す画像であってよい。 The front image may be an image showing an interference pattern between the front surface reflection and the back surface reflection of the tear film layer (for example, an oil layer).
実施形態の眼科検査装置は、被検眼を撮影する機能((時系列)画像を収集する機能)を備えていてよい。この機能に加えて、又は、この機能に代えて、実施形態の眼科検査装置は、他の装置、記録媒体等から(時系列)画像を取得する機能(時系列)画像を受け付ける機能)を備えていてよい。 The ophthalmologic examination apparatus of the embodiment may have a function of photographing the eye to be inspected (a function of collecting (time series) images). In addition to or in place of this function, the ophthalmologic examination apparatus of the embodiment includes a function of acquiring (time-series) images from another device, a recording medium, or the like (a function of accepting (time-series) images). You may be.
(画像収集部) (Image collection department)
(時系列)画像を受け付ける機能は、例えば、ローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット、専用線等の通信回線を介して他の装置(画像アーカイビングシステム、スリットランプ顕微鏡、OCT装置等)から(時系列)画像を受信するための通信デバイスや、記録媒体からデータを読み取るためのデータリーダなどによって実現される(画像受付部)。 The function of accepting (time-series) images is, for example, from other devices (image archiving system, slit lamp microscope, OCT device, etc.) via a communication line such as a local area network (LAN), the Internet, or a dedicated line (time). (Series) This is realized by a communication device for receiving images, a data reader for reading data from a recording medium, and the like (image reception unit).
実施形態の眼科検査装置における処理機能(演算機能、データ処理機能、画像処理機能、制御機能等)は、例えば、プロセッサ、記憶装置等のハードウェアと、演算プログラム、画像処理プログラム、制御プログラム等のソフトウェアとが協働することによって実現される。なお、ハードウェアの一部は、眼科検査装置と通信可能な外部装置に設けられていてよい。また、ソフトウェアの少なくとも一部は、眼科検査装置に予め格納されてよく、及び/又は、外部装置に予め格納されてよい。 The processing functions (calculation function, data processing function, image processing function, control function, etc.) in the ophthalmic examination apparatus of the embodiment include, for example, hardware such as a processor and a storage device, and a calculation program, an image processing program, a control program, and the like. It is realized by working with software. A part of the hardware may be provided in an external device capable of communicating with the ophthalmologic examination device. Also, at least a portion of the software may be pre-stored in an ophthalmologic examination device and / or may be pre-stored in an external device.
〈第1実施形態〉
〈構成〉
眼科検査装置の例示的な実施形態を説明する。本実施形態では、(時系列)画像を収集する機能(画像収集部)を備えた眼科検査装置について説明する。
<First Embodiment>
<Constitution>
An exemplary embodiment of an ophthalmologic examination device will be described. In this embodiment, an ophthalmologic examination apparatus having a function (image collecting unit) for collecting (time series) images will be described.
本実施形態の眼科検査装置の構成の例を図1に示す。眼科検査装置1は、被検眼を繰り返し撮影することにより(時系列)画像を収集し、この(時系列)画像に含まれる複数の画像のそれぞれを解析して涙液の破壊領域を特定する。
FIG. 1 shows an example of the configuration of the ophthalmologic examination device of the present embodiment. The
眼科検査装置1は、(時系列)画像やそれから得られる情報を表示デバイス2に表示することができる。(時系列)画像から得られる情報の例として、涙液の厚み分布(厚みマップ)などがある。表示デバイス2は眼科検査装置1の一部であってもよいし、眼科検査装置1に接続された外部装置であってもよい。
The
眼科検査装置1は、制御部10と、記憶部20と、画像収集部30と、データ処理部40と、操作部50とを含む。
The
〈制御部10〉
制御部10は、眼科検査装置1の各部を制御する。制御部10はプロセッサを含む。「プロセッサ」は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、プログラマブル論理デバイス(例えば、SPLD(Simple Programmable Logic Device)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array))等の回路を意味する。制御部10は、例えば、記憶回路や記憶装置(記憶部20、外部装置等)に格納されているプログラムを読み出し実行することで、実施形態に係る機能を実現することができる。
<
The
また、制御部10は、LAN、インターネット、専用線等の通信回線を介してデータの送受信を行うための通信デバイスを含んでよい。
Further, the
〈表示制御部11〉
制御部10は表示制御部11を含む。表示制御部11は、表示デバイス2に情報を表示するための制御を実行する。表示制御部11は、表示デバイス2に表示される情報に関する処理(生成、加工、合成等)を行うことができる。表示制御部11と他の要素(制御部10の他の要素、データ処理部40等)との連係によって当該処理を実行するように構成してもよい。
<
The
〈記憶部20〉
記憶部20には各種情報が記憶される。
<
Various information is stored in the
〈画像収集部30(反射信号収集部)〉
画像収集部30は、被検眼の前眼部を撮影することにより、角膜上の涙液を表す画像をひとつ又は複数収集する。さらに、1次元又は2次元にスキャンして画像を収集してもよい。また、時系列画像を収集してもよい。画像収集部30は、被検眼を繰り返し撮影することにより、角膜上の涙液の動態を表す(時系列)画像を収集することができる。
<Image collection unit 30 (reflection signal collection unit)>
The
図2に、画像収集部30の構成図を示す。画像収集部30は、撮影を実行するための光学系、駆動系、制御系、処理系を備える。例えば、画像収集部30は、広帯域波長掃引光源31、ハーフミラー32、プラチドリング33、カメラ34、制御処理部35、レンズ等を含む。
広帯域波長掃引光源31は、例えば近赤外の放射を含む白色光源にグレーティングやLVF(Linear Variable Filter)などの分光計(分光器)を組み合せ波長選択性有するものでも良い。白色光源は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、スーパーコンティニウム光源などがある。なお、光源ドライバー(図示せず)を、広帯域波長掃引光源31に内蔵したり、または、外付けすることもできる。
制御処理部35は、広帯域波長掃引光源31、プラチドリング33を制御し、カメラ34から信号を検出し、画像を収集する。
画像収集部30は広帯域波長掃引光源31から、例えば、可視から近赤外の波長範囲に於いて特定の波長の光が選択的に発光される。ハーフミラー32により角膜に光が照射される。角膜に照射する光束は測定範囲をカバーする光束径となる。
FIG. 2 shows a configuration diagram of the
The broadband wavelength
The
The
角膜上の涙液層からの反射光が、ハーフミラー32を透過してカメラ34にて撮像される。画像収集部30は、制御処理部35により広帯域波長掃引光源31の波長を変化させることにより、カメラ34の各画素における分光反射分布を得、これによって、分布情報取得部(涙液層厚情報取得部)44により涙液層の厚みを測定することができる。
画像収集部30は、被検眼に対向する位置にプラチド(ケラト)リング33を配置し被検眼角膜に投影したリング像をカメラ34で撮像し角膜の形状(曲率)を測定し、分布情報取得部44は、得られた角膜曲率の基準値(例えばR7.7)からのズレ量から涙液層厚の測定結果を補正することも可能である。
なお、ハーフミラーの代わりに適宜の光学系を用いてもよい。
また、カメラ34は2次元のCCDイメージセンサや他の形態の(2次元の)イメージセンサ、たとえば2次元のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなど適宜の2次元の検出デバイスを用いることが可能である。
The reflected light from the tear film on the cornea passes through the
The
An appropriate optical system may be used instead of the half mirror.
Further, the
広帯域の波長掃引型光源31は少なくとも可視光領域から近赤外領域の連続するもしくは離散的な波長を含み、個々の波長の光を選択的に被検眼に照射することができる。あるいは白熱電球やキセノンランプ、スーパーコンテュニウム光源などの白色光源からの光を分光計や色フィルタを用いて個々の波長の略単色光として用いることもできる。カメラ34は測定波長域(可視から近赤外)の各波長に於いて各々充分な感度を有し、かつ各波長に対する感度(分光感度)の特性が既知であるものとする。カメラ34の分光感度はキャリブレーション等によって既知とされても良い。被検眼の角膜とカメラ34の受光部は光学的に共役に配置され、角膜の像がカメラ34の受光部に結像する。
The broadband wavelength sweep
広帯域波長掃引型光源31からの測定光束はレンズ系を介してハーフミラー32で被検眼側に反射し、対物レンズ33を介して被検眼角膜を照射する。被検眼角膜で反射した測定光束は対物レンズ33、ハーフミラー32を透過しカメラ34のセンサ上に角膜像を結像する。光源31からカメラ34までの光学系は筐体内に収められ、被検眼の角膜頂点が対物レンズ33からカメラ34を結ぶ光軸と一致(X,Y方向)し、かつ対物レンズ33から角膜頂点までの一定にする(Z方向)ようアライメントを行う。アライメントの状態を検出する方法は公知の方法が用いられる。X,Y及びZのアライメント状態が許容範囲内になると、アライメントは完了となり、制御処理部35は測定を開始するトリガー信号を発する。(オートスタート)
または操作者による測定スイッチ押下などをトリガーとして測定を開始しても良い。(マニュアルスタート)
また、瞬きをカメラ34で監視し、これをトリガーとして測定を開始してもよい。
The luminous flux measured from the wideband wavelength sweep
Alternatively, the measurement may be started by a trigger such as pressing the measurement switch by the operator. (Manual start)
Further, the blink may be monitored by the
測定が開始されると、広帯域波長掃引型光源31から特定の略単波長(波長範囲が狭い)を被検眼角膜に照射し、この反射像をカメラ34で撮像する。波長を掃引(変化)して各波長における画像を取得する。各波長で取得した各画像の少なくとも光軸上にある画素の輝度値に各波長における既知のカメラの分光感度を乗じて角膜の波長ごとの反射率分布を得る。得られた分光分布に対してスペクトル解析を行うことで涙液の油脂層、水層、ムチン層各々の厚みを求めることができる。角膜頂点以外の部位に関しても各々の画素に関して同様の処理を行うことで各部位に相当する画素の分光分布から涙液層厚を求め、涙液の厚みの分布を求めることができる。可視光における各波長での画像が記録されているため、各々波長による画像を決められた比率で重ねあわせることにより角膜のカラー画像(角膜をカラーカメラで観察したときの画像)を再現することが可能となる。連続して涙液層の時系列の変化を観察する場合、初回(任意の一測定)の測定を上記方法にて行い、涙液各層の厚み(絶対値)を求め、以降の測定は初回に対する相対的な変化を得ればよい。この場合、初回に対する角膜上各部位における色(干渉色)の変化を観測すればよい。
When the measurement is started, the wideband wavelength sweep
ここで観察カメラ34は所謂白黒カメラであるため、角膜上の「色」を直接観察することはできないが、光源の波長をR(600nm近傍)、G(500nm近傍)、B(400nm近傍)の3波長に変化させ各々撮影した角膜画像を重ねあわせることで、カラー画像を得ることができ、当該カラー画像を時系列に取得し、比較することで、涙液層の時間的な相対変化を知ることができる。前記初回の測定では涙液層厚(絶対値)が求められているのでこれと比較することで各時間における涙液層厚(絶対値)を得ることができる。初回の測定を毎回実施することも可能であるが、広い波長範囲について反射率分光分布を取得する必要があるため、一回の測定に時間を要する。これに対して二回目以降の測定に関して一測定に対して3枚の画像(RGB)を取得するのみで済むため、測定時間を大幅に短縮でき、短い時間間隔での涙液層厚の変化を測定することができる。R画像、G画像、B画像を等間隔で連続的に取得し(R,G,B,R,G,B,R,G,B…)得られた色の画像と前二画像を合わせてカラー画像を得るようにすれば、毎回新たに3枚の画像を取得する必要がなくなり測定間隔を短縮することができる。
Here, since the
得られた角膜上の各部位での涙液層厚を測定し厚さを色に変換した擬似カラー厚みマップを作成、画面上に表示することにより、涙液層の厚み分布を示すことができる。各時間における厚みマップを画面上に並べて表示することで、継時的な変化を確認することができる。時間ごとの画像を画面上の同一部位に切替えて表示することで擬似動画として呈示することができる。指定した厚みを下回った部分を強調して表示したり、前記部分の面積を求め表示しても良い。
当構成によって、受光側に専用の分光計を配置する必要がなくなり、構成が簡単になる。また、カメラと分光計の光路を分割するハーフミラーが不要であることから、角膜反射光束を効率よくカメラで受光することができる。よって、角膜に照射する光束自体を低く抑えることができ、患者への負担を低減できる。
The thickness distribution of the tear film can be shown by measuring the thickness of the tear film at each site on the obtained cornea, creating a pseudo-color thickness map in which the thickness is converted into color, and displaying it on the screen. .. By displaying the thickness map at each time side by side on the screen, it is possible to confirm the change over time. By switching the image for each hour to the same part on the screen and displaying it, it can be presented as a pseudo moving image. The portion less than the specified thickness may be emphasized and displayed, or the area of the portion may be obtained and displayed.
With this configuration, it is not necessary to arrange a dedicated spectroscope on the light receiving side, and the configuration is simplified. Further, since the half mirror that splits the optical path between the camera and the spectroscope is not required, the reflected light flux of the cornea can be efficiently received by the camera. Therefore, the luminous flux itself irradiating the cornea can be suppressed to a low level, and the burden on the patient can be reduced.
(角膜曲率誤差の補正)
角膜は略球面であるため、周辺部の涙液層厚の測定には角膜の曲率を考慮する必要がある。基本的には平均的な角膜曲率半径(例えばr7.7mm)として構成されている。しかし、実際には角膜の曲率半径には個人差があり、およそr6mmから9mmの範囲で分布している上、実際の角膜は中心から周辺に向かうほど曲率半径が大きく(緩く)なる非球面形状である。さらに角膜乱視眼や円錐角膜など球面からずれる場合もある。これらに対して画一的な曲率半径の球面として解析を行うと検出された涙液層厚は誤差を含むこととなる。ここで角膜の形状を測定し、涙液層厚計測結果に対して補正を行うことが望ましい。
(Corneal curvature error correction)
Since the cornea is a substantially spherical surface, it is necessary to consider the curvature of the cornea when measuring the thickness of the lacrimal layer in the peripheral area. It is basically configured as an average corneal radius of curvature (eg r7.7 mm). However, in reality, there are individual differences in the radius of curvature of the cornea, and it is distributed in the range of about r6 mm to 9 mm, and the actual cornea has an aspherical shape in which the radius of curvature becomes larger (loose) from the center to the periphery. Is. In addition, the corneal astigmatism may deviate from the spherical surface such as the eye or keratoconus. When the analysis is performed as a spherical surface having a uniform radius of curvature for these, the tear layer thickness detected includes an error. Here, it is desirable to measure the shape of the cornea and make corrections to the tear film thickness measurement results.
(プラチド法)
対物レンズの周囲には遮光板上に複数の同心円状の透光部を有するプラチド板を配置する。プラチド板33は裏面(被検眼とは反対の面)に配置した光源(近赤外LED等)により照明され、同心円状の光源となり被検眼角膜を照明する。角膜で反射した光束は角膜曲率により多重リング状の虚像を生じる。前記虚像の像をカメラ34で撮像し、各リング像の大きさ、形状の変化より公知の方法で角膜形状の分布を得る。得られた角膜の形状による補正を涙液層厚データに対して行うことで、精度の高い涙液層厚を得ることができる。
(Purachido method)
Around the objective lens, a plated plate having a plurality of concentric translucent portions is arranged on a light-shielding plate. The
(OCT法)
当該装置に図示しない前眼部断層画層を取得可能な前眼部OCT装置を有する。OCT測定光は対物レンズを介してスキャナで前眼部をスキャンする。スキャン方法は放射線スキャン、ラスタスキャンなどがある。前眼部断面画像(少なくとも角膜表面を含む)を取得し、断面画像を解析することで角膜形状を求め、プラチド法と同様に補正を行う。
(OCT method)
The device has an anterior ocular OCT device capable of acquiring an anterior tomographic layer (not shown). The OCT measurement light scans the anterior segment of the eye with a scanner through the objective lens. Scan methods include radiation scan and raster scan. A cross-sectional image of the anterior segment of the eye (including at least the surface of the cornea) is acquired, and the corneal shape is obtained by analyzing the cross-sectional image, and correction is performed in the same manner as in the Pratide method.
また、(時系列)画像を収集するためのモダリティは任意であってよく、正面画像収集部を含んでいてもよい。
正面画像収集部は、前眼部(角膜等)の正面画像を取得するよう構成され、一連の正面画像(正面画像群)からなる(時系列)画像を収集する。正面画像収集部は、例えば、従来のデジタルスリットランプ顕微鏡と同様の構成を備える。
Further, the modality for collecting (time series) images may be arbitrary, and may include a front image collecting unit.
The front image collecting unit is configured to acquire a front image of the anterior eye portion (cornea or the like), and collects a (time series) image consisting of a series of front images (front image group). The front image collecting unit has, for example, a configuration similar to that of a conventional digital slit lamp microscope.
〈データ処理部40〉
データ処理部40は、各種のデータ処理を行う。例えば、データ処理部40は、画像処理や画像解析を行う。データ処理部40は、分布情報取得部44を含む。
<
The
〈分布情報取得部44〉
分布情報取得部44は、(時系列)画像に含まれる複数の画像のそれぞれを解析することにより、涙液の厚みの分布情報を取得する。
<Distribution
The distribution
分布情報取得部44は、画像収集部30から収集画像を入力し、その画像に基づいて涙液厚分布情報を取得する。
The distribution
分布情報取得部44は、特定された油層領域及び液層領域(の少なくとも一方)に基づいて、各測定点における涙液層の厚みを求める。涙液層の厚みは、例えば、油層領域の厚み、液層領域の厚み、及び、涙液全体の厚みのうちのいずれかであってよい。ここで、液層領域の厚みは、ムチン層を含む液層の厚みであってもよいし、ムチン層を含まない液層の厚みでもよい。後者の場合、ムチン層の厚みを求めることもできる。
または人工涙液や薬液などを点眼後の薬液層厚を求めても良い
The distribution
Alternatively, the thickness of the drug solution layer after instillation of artificial tears or drug solution may be obtained.
このような処理により、例えば、油層の表面(油層と空気との境界)と裏面(油層の液層との境界)との間の距離や、液層の前面(油層の液層との境界)と裏面(液層と角膜との境界)との間の距離や、油層の表面と液層の裏面との間の距離などが算出される。 By such treatment, for example, the distance between the front surface (boundary between the oil layer and the air) and the back surface (the boundary between the oil layer and the liquid layer) of the oil layer and the front surface of the liquid layer (the boundary with the liquid layer of the oil layer). The distance between the surface and the back surface (the boundary between the liquid layer and the corneum) and the distance between the front surface of the oil layer and the back surface of the liquid layer are calculated.
分布情報取得部44は、取得した涙液厚分布情報に基づいて、涙液の破壊領域を特定することもできる。破壊領域は、例えば、油層が破壊された領域(油層領域が検出されない領域)、及び、液層が破壊された領域(液層領域が検出されない領域)の一方、又は、これら領域の組み合わせである。涙液全体が破壊された領域では油層領域も液層領域も検出されない。
The distribution
典型的な例において、分布情報取得部44は、油層領域の厚みが所定閾値以下である部分を油層が破壊された領域として特定することができる。また、分布情報取得部44は、液層領域の厚みが所定閾値以下である部分を液層が破壊された領域として特定することができる。また、分布情報取得部44は、涙液領域(油層領域と液層領域との合成領域)の厚みが所定閾値以下である部分を涙液層全体が破壊された領域として特定することができる。
In a typical example, the distribution
〈操作部50〉
操作部50は、眼科検査装置1に対してユーザが指示を入力するために使用される。操作部50は、眼科装置やコンピュータに用いられる公知の操作デバイスを含んでよい。例えば、操作部50は、マウス、タッチパッド、トラックボール、キーボード、ペンタブレット、操作パネル、ジョイスティック、ボタン、スイッチ等を含んでよい。また、操作部50は、タッチパネルを含んでよい。この場合、制御部10は、眼科検査装置1を操作するためのGUIをタッチパネルに表示することができる。
<
The
〈正面画像取得部60〉
正面画像取得部60は、前眼部(角膜等)の正面画像を取得する。正面画像を取得するための処理は任意である。第1の例において、正面画像取得部60は、前眼部を撮影するための構成を含んでよい。
<Front
The front
〈動作〉
図3に、眼科検査装置の動作を表すフローチャートを示す。
例示的な眼科検査装置が実行可能な動作の幾つかの例を説明する。本例において実行される処理の流れを図3に示す。なお、患者ID等の入力や、被検眼に対する光学系のアライメントや、光学系のフォーカス調整の設定などの準備的処理は、既になされているものとする。
<motion>
FIG. 3 shows a flowchart showing the operation of the ophthalmologic examination device.
Some examples of actions that an exemplary ophthalmologic examination device can perform will be described. FIG. 3 shows the flow of processing executed in this example. It is assumed that preparatory processing such as input of the patient ID, alignment of the optical system with respect to the eye to be inspected, and setting of focus adjustment of the optical system has already been performed.
(S3:涙液厚分布情報を作成する)
(なお、詳細は、図4及びその説明箇所参照)
まず、画像収集部30が、上述の「(画像収集部30)」等で説明したように、被検眼を繰り返し撮影することにより、角膜上の涙液の動態を表す(時系列)画像を収集する。典型的には、蛍光造影撮影、干渉撮影のうちの少なくとも1つを行うことができる。
なお、被検眼の前眼部を撮影することにより、角膜上の涙液を表す画像をひとつ又は複数収集する。さらに、1次元又は2次元にスキャンして画像を収集してもよい。
(S3: Create tear thickness distribution information)
(Refer to Fig. 4 and its explanation for details).
First, the
By photographing the anterior eye portion of the eye to be inspected, one or more images showing tears on the cornea are collected. Further, images may be collected by scanning one-dimensionally or two-dimensionally.
表示制御部11は、収集された画像を表示デバイス2に表示することができる。表示される画像は、所望のレンダリングを3次元画像に適用して得られた画像であり、例えば、プロジェクション画像やシャドウグラム等の正面画像でもよいし、Bスキャン像等の断層像でもよいし、ボリュームレンダリング画像等の擬似的3次元画像でもよい。
The
時系列画像が収集された場合、これに含まれる1以上の3次元画像をそれぞれレンダリングし、それにより得られた1以上のレンダリング画像を表示デバイス2に表示することができる。複数のレンダリング画像を表示する場合、これらを時系列に応じて配列することが可能である。また、複数のレンダリング画像を時系列の順に切り替えて表示することも可能である。
When the time-series images are collected, one or more three-dimensional images included in the time-series images can be rendered, and the obtained one or more rendered images can be displayed on the
また、時系列画像が収集された場合、時系列画像を構成する一連の3次元画像のうちから瞬目画像を特定することができる。更に、一連の瞬目画像のうちの最後の瞬目画像又はその次の画像を、開瞼開始時の画像(前述の基準画像)に設定することができる。 Further, when the time-series images are collected, the blink image can be specified from the series of three-dimensional images constituting the time-series image. Further, the last blink image or the next image in the series of blink images can be set as the image at the start of eyelid opening (the above-mentioned reference image).
分布情報取得部44は、収集された画像に基づいて、涙液厚分布情報を作成する。
The distribution
時系列画像が収集された場合、分布情報取得部44は、この時系列画像に含まれる複数の画像のそれぞれについて、そのセグメンテーション結果から涙液厚分布情報を作成する。それにより、時系列画像に含まれる複数の画像に対応する複数の涙液厚分布情報が得られる。複数の涙液厚分布情報は、涙液の厚み分布の経時変化、つまり涙液の動態を表す。
When the time-series images are collected, the distribution
(S4:前眼部の正面画像を取得する)
次に、正面画像取得部60が、例えば、前眼部を撮影することにより、電子カルテシステム等にアクセスすることにより、又は、ステップS3で収集された画像をレンダリングすることにより、前眼部の正面画像を取得する。
(S4: Acquire a front image of the anterior segment of the eye)
Next, the front
正面画像を取得するタイミングは任意であってよい。例えば、ステップS3よりも前又は後に、電子カルテシステム等にアクセスすることにより、又は、前眼部を撮影することにより、前眼部の正面画像を取得することができる。或いは、ステップS3よりも後の任意のタイミングにおいて、ステップS3で収集された画像をレンダリングすることにより、前眼部の正面画像を取得することができる。 The timing for acquiring the front image may be arbitrary. For example, the front image of the anterior eye portion can be acquired by accessing the electronic medical record system or the like before or after step S3, or by photographing the anterior eye portion. Alternatively, the front image of the anterior eye portion can be acquired by rendering the image collected in step S3 at an arbitrary timing after step S3.
(S5:涙液厚分布画像と正面画像との合成画像を表示する)
続いて、表示制御部11(及びデータ処理部40)が、ステップS3で作成された涙液厚分布情報に基づいて画像(涙液厚分布画像)を形成し、この涙液厚分布画像とステップS4で取得された正面画像とを合成して表示デバイス2に表示する。涙液厚分布画像は、例えば、涙液厚分布情報が表す各点の厚み値を疑似カラーで表現した疑似カラーマップである。
(S5: Display a composite image of the tear thickness distribution image and the front image)
Subsequently, the display control unit 11 (and the data processing unit 40) forms an image (tear thickness distribution image) based on the tear thickness distribution information created in step S3, and the tear thickness distribution image and the step. The front image acquired in S4 is combined and displayed on the
一例において、涙液厚分布画像と正面画像との合成表示は、涙液厚分布画像と正面画像とを合成する画像処理と、それにより形成された合成画像を表示する制御とを含む。他の例にいて、合成表示は、レイヤー表示機能等を利用することにより涙液厚分布画像と正面画像とを重ねて表示する制御を含む。このように2つ(以上)の画像を表示制御で重ねて得られた表示画像も合成画像の例である。合成表示において、涙液厚分布画像と正面画像とのレジストレーションを行うことができる。このレジストレーションは、例えば、涙液厚分布画像の基になった3次元画像と正面画像とのレジストレーションを介して実行される。 In one example, the composite display of the tear thickness distribution image and the front image includes an image process for synthesizing the tear thickness distribution image and the front image, and a control for displaying the composite image formed by the image processing. In another example, the composite display includes a control of superimposing the tear thickness distribution image and the front image by using a layer display function or the like. A display image obtained by superimposing two (or more) images under display control in this way is also an example of a composite image. In the composite display, registration between the tear thickness distribution image and the front image can be performed. This registration is performed, for example, through the registration of the three-dimensional image on which the tear thickness distribution image is based and the front image.
複数の画像又は時系列画像が収集された場合、これに含まれる1以上の3次元画像に基づく涙液厚分布画像と正面画像との合成画像を表示デバイス2に表示することができる。複数の合成画像を表示する場合、これらを時系列に応じて配列することが可能である。また、複数の合成画像を時系列の順に切り替えて表示することも可能である。
(時系列画像)
図3において時系列画像を取得するためには、例えば、ステップS3及びS4の処理を予め定められた回数又は時間、繰り返して実行し、取得された画像(データ)を記憶部20に時系列画像(データ)として記憶し、ステップS5で、表示制御部11(及びデータ処理部40)が、記憶部20から読み出した時系列画像(データ)を複数の静止画又は動画により表示デバイス2に表示すればよい。
When a plurality of images or time-series images are collected, a composite image of a tear thickness distribution image based on one or more three-dimensional images included therein and a front image can be displayed on the
(Time series image)
In order to acquire a time-series image in FIG. 3, for example, the processes of steps S3 and S4 are repeatedly executed for a predetermined number of times or time, and the acquired image (data) is stored in the
図4に、涙液厚分布情報を作成するための動作を表すフローチャートを示す。このフローチャートは、図3のステップS3の詳細フローチャートの一例を示す。
なお、薄膜・涙液層の厚さ測定に関しては、例えば、以下のインターネット・ホームページ又は文献に記載されたような、周知又は公知の方法を用いることができる。
・https://www.hamamatsu.com/jp/ja/technology/innovation/spectroscopic/index.html
・国際公開第2016/147782号
・Fogt et al. 「Interferometric measurement of tear film thickness by use of spectral oscillations」, J. Opt. Soc. Am. A/Vol.15,No.1/January 1998, pp.268-275
FIG. 4 shows a flowchart showing an operation for creating tear thickness distribution information. This flowchart shows an example of the detailed flowchart of step S3 of FIG.
Regarding the measurement of the thickness of the thin film / tear film, for example, a well-known or known method as described in the following Internet homepage or literature can be used.
-Https: // www. hamamatsu. com / jp / ja / technology / innovation / spectroscopy / index. html
-International Publication No. 2016/147782-Fogt et al. "Interferometric measurement of tear film thickness by use of spectral oscillations", J. Mol. Opt. Soc. Am. A / Vol. 15, No. 1 / January 1998, pp.268-275
本実施の形態による涙液層厚み測定について、以下に説明する。
一般に、涙液層に光(白色光等)が入射すると、層内部で多重反射が発生し、各多重反射光の位相差は、光の波長と光路長によって決まる。ここで、
光路長=涙液層内で光が往復する距離×涙液の屈折率
である。
このように、反射する光の色は涙液層の厚みと相関する(なお、涙液の屈折率は個々については不明であることが想定されるため、予め定められた値・決まった値を用いることになる。)。一般に、光の色と涙液層の厚みの相関は線形関係となり、一例として、以下の式が挙げられる。
2nd=(m+(1/2))λ
ここで、n:屈折率、d:涙液層の厚み、m:整数、λ:波長(色に相当)
The tear layer thickness measurement according to this embodiment will be described below.
Generally, when light (white light or the like) is incident on the tear film, multiple reflections occur inside the layer, and the phase difference of each multiple reflected light is determined by the wavelength of the light and the optical path length. here,
Optical path length = distance for light to reciprocate in the tear film x refractive index of tear fluid.
In this way, the color of the reflected light correlates with the thickness of the tear film layer (note that the refractive index of the tear film is assumed to be unknown for each individual, so a predetermined value / fixed value is used. Will be used.). In general, the correlation between the color of light and the thickness of the tear film has a linear relationship, and the following equation is given as an example.
2nd = (m + (1/2)) λ
Here, n: refractive index, d: thickness of tear film, m: integer, λ: wavelength (corresponding to color)
しかし、「色」がわかっても分光分布がわからないと「膜厚」の特定はできない。よって、ある領域(この例では、角膜頂点等の少なくとも角膜中央部。)においての分光分布と「色」の双方を測定してこの時の分光分布から「層厚」を求めることができれば、「色」と「層厚」の関係を得ることができる。
本実施の形態では、少なくとも角膜中央部において分光分布(分光反射スペクトル)を測定することにより、「色」と「層厚」の関係を得る。そして、この関係を基準として他の部位の「色」(RGBカラー画像から得た)から「層厚」を推定する。
なお、角膜中央部に限らず適宜の予め定められた位置において測定した分光分布(分光反射スペクトル)を基準として用いても良い。
However, even if the "color" is known, the "film thickness" cannot be specified unless the spectral distribution is known. Therefore, if both the spectral distribution and the "color" in a certain region (in this example, at least the central part of the cornea such as the apex of the cornea) can be measured and the "layer thickness" can be obtained from the spectral distribution at this time, " The relationship between "color" and "layer thickness" can be obtained.
In the present embodiment, the relationship between "color" and "layer thickness" is obtained by measuring the spectral distribution (spectral reflection spectrum) at least in the central part of the cornea. Then, based on this relationship, the "layer thickness" is estimated from the "color" (obtained from the RGB color image) of other parts.
It should be noted that the spectral distribution (spectral reflection spectrum) measured at an appropriate predetermined position may be used as a reference, not limited to the central portion of the cornea.
以下各ステップを説明する。
・S101 光源部波長掃引
測定が開始されると、画像収集部30は、制御処理部35の制御により、光源31の波長を変化(掃引)させ、特定の略単波長(波長範囲が狭い)の光を、被検眼の少なくとも角膜中央部に照射し、この反射像をカメラ34で撮像する。画像収集部30は、制御処理部35により、ステップS101で波長を掃引(変化)して各波長における取得した画像を、分布情報取得部44に出力し、記憶部20に記憶する。なお、取得した画像には、R(600nm近傍)、G(500nm近傍)、B(400nm近傍)の3波長における画像も含まれる。
・S102 角膜中央部の分光反射分布を取得
分布情報取得部44は、画像収集部30から入力した画像により、少なくとも角膜中央部の各々の波長における反射率を得る。例えば、分布情報取得部44は、各波長で取得した各画像の少なくとも角膜中央部の画素の輝度値に各波長における既知のカメラの分光感度を乗じて、角膜の波長ごとの反射率分布を得る。分布情報取得部44は、得られた反射率分布を記憶部20に記憶する。
Each step will be described below.
S101 When the wavelength sweep measurement of the light source unit is started, the
S102 Acquiring the spectral reflection distribution of the central part of the cornea The distribution
・S103 スペクトル解析による層厚算出
分布情報取得部44は、得られた分光反射スペクトルを解析して涙液層厚値を求める。涙液層からの分光分布は、膜厚に依存した特有のスペクトルになるので、このスペクトルを解析することで、膜厚を求めることができる。解析方法としては、例えば、カーブフィッティング法による解析(スペクトルの測定値と理論値の差(例、差の二乗等)が最小になる厚さを求める方法)や、高速フーリエ変換(FFT)による解析等の適宜の解析方法を用いることができる。
なお、分布情報取得部44は、涙液層厚としては、涙液層全体の厚さの他にも、涙液の油脂層、水層、ムチン層等の各々の厚みを適宜求めることができる。
・S104 カラー画像相関算出
分布情報取得部44は、反射スペクトルから色と層厚の相関を求める。分布情報取得部44は、色と層厚の相関のデータを記憶部20に記憶する。
例えば、「層厚」は、ステップS103で求められ、「色」はステップS101及びS102で、R(600nm近傍)、G(500nm近傍)、B(400nm近傍)の3波長における画像を既に取得しているので、各々撮影したこれらの角膜画像を重ねあわせることで、カラー画像を得ることで、求めることができる。これにより、例えば、上述した式「2nd=(m+(1/2))λ」のmを特定して、色(波長)と層厚の相関を求めることができる。
-S103 Layer thickness calculation by spectral analysis The distribution
As the tear film thickness, the distribution
S104 Color image correlation calculation The distribution
For example, the "layer thickness" is obtained in step S103, and the "color" is obtained in steps S101 and S102 at three wavelengths of R (near 600 nm), G (near 500 nm), and B (near 400 nm). Therefore, it can be obtained by obtaining a color image by superimposing these photographed corneal images. Thereby, for example, m of the above-mentioned formula “2nd = (m + (1/2)) λ” can be specified, and the correlation between the color (wavelength) and the layer thickness can be obtained.
・S105 R光による角膜広範囲撮影
つぎに、分布情報取得部44は、角膜頂点以外の部位に関しても各々の画素に関して同様の処理を行うことで、各部位に相当する画素の分光分布から涙液層厚を求め、涙液の厚みの分布を求めることができる。ここで、カメラ34は、カラーカメラでない(例えば、所謂白黒カメラ)ため、角膜上の「色」を直接観察することはできないが、光源31の波長をR(600nm近傍)、G(500nm近傍)、B(400nm近傍)の3波長に変化させ、各々撮影した角膜画像を重ねあわせることで、カラー画像を得ることができる。
まず、画像収集部30は、光源31の光源色をRとし角膜全体(測定範囲)の画像を得る。画像収集部30は、得られた画像を、分布情報取得部44に出力し、記憶部20に記憶する。する。
・S106 G光による角膜広範囲撮影
つぎに、画像収集部30は、光源31の光源色をGとし角膜全体(測定範囲)の画像を得る。画像収集部30は、得られた画像を、分布情報取得部44に出力し、記憶部20に記憶する。
・S107 B光による角膜広範囲撮影
つぎに、画像収集部30は、光源31の光源色をBとし角膜全体(測定範囲)の画像を得る。画像収集部30は、得られた画像を、分布情報取得部44に出力し、記憶部20に記憶する。
・S108 RGB画像によるカラー画像作成
つぎに、分布情報取得部44は、記憶部20を参照し、画像収集部30が得たR画像、G画像、B画像から、カラー画像(各領域の色)を得て、記憶部20に記憶する。分布情報取得部44は、可視光における各波長での画像が記録されているため、各々波長による画像を決められた比率で重ねあわせることにより角膜のカラー画像(角膜をカラーカメラで観察したときの画像)を再現することが可能となる。
-S105 R Wide-range corneal imaging with light Next, the distribution
First, the
S106 Wide-range corneal imaging with G light Next, the
S107 B Wide-range corneal imaging with light Next, the
S108 Color image creation using RGB images Next, the distribution
・S109 カラー画像層厚換算
分布情報取得部44は、記憶部20を参照し、ステップS104で求めた、色と層厚の相関に基づき、カラー画像の各領域の「色」を「層厚」に換算(変換)する。
・S110 層厚マップ表示
分布情報取得部44は、各部位の「層厚」をマップ状に作成し、表示制御部11により表示デバイス22に表示する。たとえば、得られた角膜上の各部位での涙液層厚を色に変換した擬似カラー厚みマップを作成、画面上に表示することにより、涙液層の厚み分布を示すことができる。また、各時間における厚みマップを画面上に並べて表示することで、継時的な変化を確認することができる。また、時間ごとの画像を画面上の同一部位に切替えて表示することで擬似動画として呈示することができる。また、指定した厚みを下回った部分を強調して表示したり、前記部分の面積を求め表示しても良い。
S109 color image layer thickness conversion The distribution
S110 Layer thickness map display The distribution
なお、画像収集部30及び/又は分布情報取得部44は、取得、出力、及び/又は入力した画像や、色と層厚の相関等の各データを適宜のタイミングで記憶部20に記憶すること及び/又は記憶部20から読み出すこと、また、表示制御部11により表示デバイス2に表示することができる。また、ステップS105、S106、S107において、R,G,Bの各画像の取得順序は、適宜定めることができる。
The
(時系列処理)
以降、時系列測定を実施する場合は、分布情報取得部44及び画像収集部30等は、ステップS105以降をループ処理する。
すなわち、時系列画像を取得する場合は、図4のステップS105以降を繰り返してカラー画像を得ることで層厚時系列マップを順次作成することで得られる。但し、常に3枚(RGB)の画像を取得して1枚の層厚マップを得ていたのでは時間がかかり、その間に涙液層が変化してしまう場合も考えられる。そこで、本実施の形態では、次のように各画像を取得する。すなわち、
(i)一枚目のR画像(R1)と、一枚目のG画像(G1)と、一枚目のB画像(B1)により、一枚目の層厚マップを得る。
(ii)つぎに、二枚目の層厚マップは、二枚目のR画像(R2)を取得し、既に取得された一枚目のG画像(G1)及びB画像(B1)と、二枚目のR画像(R2)から得る。
(iii)さらに、三枚目の層厚マップは、二枚目のG画像(G2)を取得し、すでに取得された一枚目のB画像(B1)及び二枚目のR画像(R2)と、G画像(G2)から得る。
このように一色の画像のみ更新して連続してマップを作成すれば毎回3色の画像を取得するのに比べて更新処理が1/3になる。なお、R,G,Bの各画像の取得順序は、適宜定めることができる。
(Time series processing)
After that, when the time series measurement is carried out, the distribution
That is, when acquiring a time-series image, it is obtained by sequentially creating a layer thickness time-series map by repeating steps S105 and subsequent steps in FIG. 4 to obtain a color image. However, it takes time to always acquire three (RGB) images to obtain one layer thickness map, and it is conceivable that the tear film may change during that time. Therefore, in the present embodiment, each image is acquired as follows. That is,
(I) The first layer thickness map is obtained from the first R image (R1), the first G image (G1), and the first B image (B1).
(Ii) Next, in the second layer thickness map, the second R image (R2) is acquired, and the already acquired first G image (G1) and B image (B1) are obtained. Obtained from the first R image (R2).
(Iii) Further, the third layer thickness map acquires the second G image (G2), and the already acquired first B image (B1) and second R image (R2). And obtained from the G image (G2).
In this way, if only one color image is updated and a map is continuously created, the update process is reduced to 1/3 as compared with acquiring a three color image each time. The acquisition order of the R, G, and B images can be appropriately determined.
(図3、「S4:前眼部の正面画像を取得する」の変形例)
なお、図4のステップS108にて前眼部の画像は既にカラー画像として取得しているので、図3のステップS4で取得し直さなくてもよい。この場合、図3のステップS4を省略し、図3のステップS5の「涙液厚分布画像と正面画像との合成画像を表示する」処理では、分布情報取得部44は、図4のステップS108で得られた前眼部画像に、図4のステップS110で得られた層厚マップを重ねて表示すればよい。
(FIG. 3, a modified example of "S4: Acquiring a frontal image of the anterior segment of the eye")
Since the image of the anterior eye portion has already been acquired as a color image in step S108 of FIG. 4, it is not necessary to reacquire it in step S4 of FIG. In this case, step S4 in FIG. 3 is omitted, and in the process of “displaying a composite image of the tear thickness distribution image and the front image” in step S5 in FIG. 3, the distribution
以上のように、本実施形態では、例えば、光源側で色成分に分解した測定光を角膜に照射してカメラで検出するといった新規の発想に基づいている。よって、受光側に分光計は構成に含まれないので、シンプルな構成とすることができる。 As described above, the present embodiment is based on a new idea, for example, that the cornea is irradiated with the measurement light decomposed into color components on the light source side and detected by the camera. Therefore, since the spectroscope is not included in the configuration on the light receiving side, the configuration can be simple.
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この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。
The configuration described above is only an example for preferably carrying out the present invention. Therefore, any modification (omission, substitution, addition, etc.) within the scope of the gist of the present invention can be appropriately applied.
(構成例)
以下に、本発明及び/又は本実施の形態の構成例を示す。
[構成例1]
涙液層厚み測定装置であって、
光源部と、受光素子と、制御処理部と、光学系とを有し、被検眼の前眼部反射光を受光することにより、角膜上の涙液層界面を表す信号を収集する反射信号収集部と、
前記反射信号収集部が収集した信号に基づいて、涙液層の厚みの情報を取得する涙液層厚情報取得部と、
前記涙液層厚情報取得部により取得された涙液層の厚みの情報を、表示部に表示させる表示制御部、
を備え、
前記光源部は、前記制御処理部の制御により、広帯域な波長範囲を有し、で予め定められた波長パターンの光を、前記光学系を経て角膜に照射し、
前記イメージセンサは、涙液層からの反射光を前記光学系を経て受光し、
前記制御処理部は、前記受光素子が受光した信号により、角膜上の涙液層の画像を得て、画像を前記涙液層厚情報取得部に出力する、
涙液層厚み測定装置。
[構成例2]
構成例1に記載の涙液層厚み測定装置であって、
前記反射信号収集部は、前記光源の波長を予め定められた波長パターンに変化させることにより、前記受光素子における分光反射分布を得て、
前記涙液層厚情報取得部は、前記受光素子が得た分光反射分布によって、涙液層の厚みを測定する、
ことを特徴とする涙液層厚み測定装置。
[構成例3]
構成例1又は2に記載の涙液層厚み測定装置であって、
前記反射信号収集部は、前記光源の波長を変化させ、被検眼の少なくとも角膜中央部に照射し、この反射像を撮像し、
前記涙液層厚情報取得部は、前記反射信号収集部が撮像した画像により、少なくとも角膜中央部の各々の波長における反射率を得て分光反射スペクトルを求め、得られた分光反射スペクトルを解析して涙液層厚値を求め、色と層厚の相関を求め、
前記涙液層厚情報取得部は、光源の波長をR、G、Bに変化させ、各々撮影した角膜画像を重ねあわせることで、カラー画像を得て、色と層厚の相関に基づき、カラー画像の各領域の色を層厚に変換し、
前記涙液層厚情報取得部は、各部位の層厚をマップ状に作成し、前記表示制御部により表示する、
ことを特徴とする涙液層厚み測定装置。
[構成例4]
構成例3に記載の涙液層厚み測定装置であって、
時系列の第1のタイミングにおいて、
前記反射信号収集部は、前記光源の色をR,G,Bにぞれぞれ定めて、予め定められた測定範囲をそれぞれ撮影して、R画像、G画像、B画像を取得し、
前記涙液層厚情報取得部は、R画像、G画像、B画像を、予め定められた比率で重ねあわせることにより、第1のタイミングの角膜のカラー画像を得て、
時系列の第2のタイミングにおいて、
前記反射信号収集部は、前記光源の色をR,G,Bの内いずれかひとつに定めて、予め定められた測定範囲をそれぞれ撮影して画像を取得し、
前記涙液層厚情報取得部は、いずれかひとつの光源色で新たに撮影された画像と、既に撮影された他の2つの光源色の画像を、予め定められた比率で重ねあわせることにより、第2のタイミングの角膜のカラー画像を得る、
ことを特徴とする涙液層厚み測定装置。
[構成例5]
構成例1乃至4のいずれかに記載の涙液層厚み測定装置であって、
被検眼に対向する位置に配置しプラチドリング
をさらに備え、
前記反射信号収集部は、前記プラチドリングにより被検眼角膜に投影されたリング像を前記イメージセンサで撮像し、
前記涙液層厚情報取得部は、前記反射信号収集部が得た画像によって、角膜の形状又は曲率を測定し、得られた角膜曲率の予め定められた基準値からのズレ量から涙液層厚の測定結果を補正する、
ことを特徴とする涙液層厚み測定装置。
[構成例6]
構成例1乃至5のいずれかに記載の涙液層厚み測定装置であって、
前記光源は、広帯域波長掃引光源、又は、近赤外の放射を含む白色光源とグレーティング若しくはLVF(Linear Variable Filter)若しくは他の分光計とを備え波長選択性を有する光源であることを特徴とする涙液層厚み測定装置。
[構成例7]
構成例1乃至6のいずれかに記載の涙液層厚み測定装置であって、
前記角膜の正面画像を取得する正面画像取得部
をさらに備え、
前記表示制御部は、前記涙液層厚情報取得部により取得された涙液の厚みの分布画像と、前記正面画像取得部により取得された正面画像との合成画像を表示部に表示させることを特徴とする涙液層厚み測定装置。
[構成例8]
構成例1乃至7のいずれかに記載の涙液層厚み測定装置であって、
前記涙液層厚情報取得部は、さらに、分布情報に基づいて、涙液の破壊領域を特定することを特徴とする涙液層厚み測定装置。
[構成例9]
構成例1乃至8のいずれかに記載の涙液層厚み測定装置であって、
前記イメージセンサは、分光感度特性が既知であるイメージセンサであることを特徴とする涙液層厚み測定装置。
[構成例10]
涙液層厚み測定装置における涙液層厚み測定方法であって、
前記涙液層厚み測定装置は、
光源部と、受光素子と、制御処理部と、光学系とを有し、被検眼の前眼部反射光を受光することにより、角膜上の涙液層界面を表す信号を収集する反射信号収集部と、
前記反射信号収集部が収集した信号に基づいて、涙液層の厚みの情報を取得する涙液層厚情報取得部と、
前記涙液層厚情報取得部により取得された涙液層の厚みの情報を、表示部に表示させる表示制御部、
を備え、
前記光源部は、前記制御処理部の制御により、広帯域な波長範囲を有し、で予め定められた波長パターンの光を、前記光学系を経て角膜に照射し、
前記イメージセンサは、涙液層からの反射光を前記光学系を経て受光し、
前記制御処理部は、前記受光素子が受光した信号により、角膜上の涙液層の画像を得て、画像を前記涙液層厚情報取得部に出力する、
涙液層厚み測定方法。
(Configuration example)
Hereinafter, a configuration example of the present invention and / or the present embodiment will be shown.
[Configuration Example 1]
It is a tear layer thickness measuring device.
It has a light source unit, a light receiving element, a control processing unit, and an optical system, and collects a signal representing the tear film interface on the cornea by receiving the reflected light from the anterior segment of the eye to be inspected. Department and
A tear layer thickness information acquisition unit that acquires information on the thickness of the tear layer based on the signal collected by the reflected signal collection unit, and a tear layer thickness information acquisition unit.
A display control unit that displays information on the thickness of the tear layer acquired by the tear layer thickness information acquisition unit on the display unit.
Equipped with
The light source unit has a wide wavelength range under the control of the control processing unit, and irradiates the cornea with light having a wavelength pattern predetermined by the optical system.
The image sensor receives the reflected light from the tear film through the optical system and receives it.
The control processing unit obtains an image of the tear film on the cornea by the signal received by the light receiving element, and outputs the image to the tear film thickness information acquisition unit.
Tear layer thickness measuring device.
[Configuration Example 2]
The tear film thickness measuring device according to the first configuration example.
The reflected signal collecting unit obtains a spectral reflection distribution in the light receiving element by changing the wavelength of the light source to a predetermined wavelength pattern.
The tear layer thickness information acquisition unit measures the thickness of the tear layer by the spectral reflection distribution obtained by the light receiving element.
A tear film thickness measuring device characterized by this.
[Configuration Example 3]
The tear film thickness measuring device according to the configuration example 1 or 2.
The reflected signal collecting unit changes the wavelength of the light source, irradiates at least the central part of the cornea of the eye to be inspected, and images the reflected image.
The tear film thickness information acquisition unit obtains the reflectance at least at each wavelength of the central part of the cornea from the image captured by the reflection signal collection unit, obtains the spectral reflection spectrum, and analyzes the obtained spectral reflection spectrum. To find the tear layer thickness value, and to find the correlation between color and layer thickness.
The tear film thickness information acquisition unit changes the wavelength of the light source to R, G, and B, and superimposes the captured corneal images to obtain a color image, and based on the correlation between the color and the layer thickness, the color is obtained. Converts the color of each area of the image to layer thickness,
The tear layer thickness information acquisition unit creates a layer thickness of each site in a map shape and displays it by the display control unit.
A tear film thickness measuring device characterized by this.
[Configuration Example 4]
The tear film thickness measuring device according to the configuration example 3.
At the first timing in the time series
The reflected signal collecting unit determines the color of the light source for each of R, G, and B, captures a predetermined measurement range, and acquires an R image, a G image, and a B image.
The tear film thickness information acquisition unit obtains a color image of the cornea at the first timing by superimposing the R image, the G image, and the B image at a predetermined ratio.
At the second timing in the time series
The reflected signal collecting unit sets the color of the light source to any one of R, G, and B, captures a predetermined measurement range, and acquires an image.
The tear film thickness information acquisition unit superimposes an image newly taken with any one light source color and an image of two other light source colors already taken at a predetermined ratio. Obtain a color image of the corneal at the second timing,
A tear film thickness measuring device characterized by this.
[Configuration Example 5]
The tear film thickness measuring device according to any one of Configuration Examples 1 to 4.
It is placed in a position facing the eye to be inspected and further equipped with a plaid ring.
The reflected signal collecting unit captures a ring image projected on the cornea to be inspected by the platid ring with the image sensor.
The tear layer thickness information acquisition unit measures the shape or curvature of the cornea from the image obtained by the reflection signal collection unit, and the tear layer is obtained from the amount of deviation of the obtained corneal curvature from a predetermined reference value. Correct the thickness measurement result,
A tear film thickness measuring device characterized by this.
[Configuration Example 6]
The tear film thickness measuring device according to any one of Configuration Examples 1 to 5.
The light source is characterized by having a broadband wavelength sweep light source, or a white light source containing near-infrared radiation, and a light source having a grating, an LVF (Linear Variable Filter), or another spectrometer and having wavelength selectivity. Tear layer thickness measuring device.
[Configuration Example 7]
The tear film thickness measuring device according to any one of Configuration Examples 1 to 6.
A front image acquisition unit for acquiring the front image of the cornea is further provided.
The display control unit causes the display unit to display a composite image of the tear distribution thickness distribution image acquired by the tear layer thickness information acquisition unit and the front image acquired by the front image acquisition unit. A featured tear layer thickness measuring device.
[Configuration Example 8]
The tear film thickness measuring device according to any one of Configuration Examples 1 to 7.
The tear film thickness information acquisition unit is a tear film layer thickness measuring device, further comprising identifying a tear film destruction region based on distribution information.
[Configuration Example 9]
The tear film thickness measuring device according to any one of Configuration Examples 1 to 8.
The image sensor is an image sensor having a known spectral sensitivity characteristic, and is a tear layer thickness measuring device.
[Configuration Example 10]
It is a method for measuring the thickness of the tear layer in the tear layer thickness measuring device.
The tear film thickness measuring device is
It has a light source unit, a light receiving element, a control processing unit, and an optical system, and collects a signal representing the tear film interface on the cornea by receiving the reflected light from the anterior segment of the eye to be inspected. Department and
A tear layer thickness information acquisition unit that acquires information on the thickness of the tear layer based on the signal collected by the reflected signal collection unit, and a tear layer thickness information acquisition unit.
A display control unit that displays information on the thickness of the tear layer acquired by the tear layer thickness information acquisition unit on the display unit.
Equipped with
The light source unit has a wide wavelength range under the control of the control processing unit, and irradiates the cornea with light having a wavelength pattern predetermined by the optical system.
The image sensor receives the reflected light from the tear film through the optical system and receives it.
The control processing unit obtains an image of the tear film on the cornea by the signal received by the light receiving element, and outputs the image to the tear film thickness information acquisition unit.
Tear layer thickness measurement method.
1 眼科検査装置
2 表示デバイス
10 制御部
11 表示制御部
20 記憶部
30 画像収集部
40 データ処理部
44 分布情報取得部
50 操作部
1
Claims (4)
光源と、
反射信号収集部と、
涙液層厚情報取得部と、
を備え、
前記反射信号収集部は、前記光源の波長を変化させ、被検眼の少なくとも角膜中央部に照射し、この反射像を撮像し、
前記涙液層厚情報取得部は、前記反射信号収集部が撮像した画像により、少なくとも角膜中央部の各々の波長における反射率を得て分光反射スペクトルを求め、得られた分光反射スペクトルを解析して涙液層厚値を求め、色と層厚の相関を求め、
前記涙液層厚情報取得部は、前記光源の波長をR、G、Bに変化させ、角膜全体又は角膜の予め定められた測定範囲を各々撮影したR、G、Bの角膜画像を重ねあわせることで、カラー画像を得て、色と層厚の相関に基づき、カラー画像の各領域の色を層厚に変換し、
前記涙液層厚情報取得部は、各部位の層厚をマップ状に作成し、表示させる、
ことを特徴とする涙液層厚み測定装置。
It is a tear layer thickness measuring device.
Light source and
Reflected signal collector and
Tear layer thickness information acquisition department and
Equipped with
The reflected signal collecting unit changes the wavelength of the light source, irradiates at least the central part of the cornea of the eye to be inspected, and images the reflected image.
The tear film thickness information acquisition unit obtains the reflectance at least at each wavelength of the central part of the cornea from the image captured by the reflection signal collection unit, obtains the spectral reflection spectrum, and analyzes the obtained spectral reflection spectrum. To find the tear layer thickness value, and to find the correlation between color and layer thickness.
The tear film thickness information acquisition unit changes the wavelength of the light source to R, G, and B, and superimposes R, G, and B corneal images obtained by photographing the entire cornea or a predetermined measurement range of the cornea, respectively. By doing so, a color image is obtained, and the color of each region of the color image is converted into the layer thickness based on the correlation between the color and the layer thickness.
The tear film thickness information acquisition unit creates and displays the layer thickness of each site in a map form.
A tear film thickness measuring device characterized by this.
時系列の第1のタイミングにおいて、
前記反射信号収集部は、前記光源の色をR,G,Bに定めて、角膜全体又は角膜の予め定められた測定範囲をそれぞれ撮影して、R画像、G画像、B画像を取得し、
前記涙液層厚情報取得部は、R画像、G画像、B画像を、予め定められた比率で重ねあわせることにより、第1のタイミングの角膜のカラー画像を得て、
時系列の第2のタイミングにおいて、
前記反射信号収集部は、前記光源の色をR,G,Bの内いずれかひとつに定めて、予め定められた測定範囲をそれぞれ撮影して画像を取得し、
前記涙液層厚情報取得部は、いずれかひとつの光源色で新たに撮影された画像と、既に撮影された他の2つの光源色の画像を、予め定められた比率で重ねあわせることにより、第2のタイミングの角膜のカラー画像を得る、
ことを特徴とする涙液層厚み測定装置。
The tear film thickness measuring device according to claim 1.
At the first timing in the time series
The reflected signal collecting unit sets the color of the light source to R, G, and B , photographs the entire cornea or a predetermined measurement range of the cornea, respectively, and acquires an R image, a G image, and a B image.
The tear film thickness information acquisition unit obtains a color image of the cornea at the first timing by superimposing the R image, the G image, and the B image at a predetermined ratio.
At the second timing in the time series
The reflected signal collecting unit sets the color of the light source to any one of R, G, and B, captures a predetermined measurement range, and acquires an image.
The tear film thickness information acquisition unit superimposes an image newly taken with any one light source color and an image of two other light source colors already taken at a predetermined ratio. Obtain a color image of the corneal at the second timing,
A tear film thickness measuring device characterized by this.
前記光源は、近赤外の放射を含む白色光源とグレーティング若しくはLVF(Linear Variable Filter)若しくは他の分光計とを備え波長選択性を有する光源であることを特徴とする涙液層厚み測定装置。
The tear film thickness measuring device according to claim 1 or 2 .
The light source is a tear film thickness measuring device comprising a white light source containing near-infrared radiation and a grating, an LVF (Linear Variable Filter), or another spectrometer, and having wavelength selectivity.
光源の波長を変化させ、被検眼の少なくとも角膜中央部に照射し、この反射像を撮像し、
撮像した画像により、少なくとも角膜中央部の各々の波長における反射率を得て分光反射スペクトルを求め、得られた分光反射スペクトルを解析して涙液層厚値を求め、色と層厚の相関を求め、
前記光源の波長をR、G、Bに変化させ、角膜全体又は角膜の予め定められた測定範囲を各々撮影したR、G、Bの角膜画像を重ねあわせることで、カラー画像を得て、色と層厚の相関に基づき、カラー画像の各領域の色を層厚に変換し、
各部位の層厚をマップ状に作成し、表示させる、
ことを特徴とする涙液層厚み測定方法。
It is a method of measuring the thickness of the tear film,
The wavelength of the light source is changed, at least the central part of the cornea of the eye to be inspected is irradiated, and this reflected image is imaged.
From the captured image, the reflectance at least at each wavelength in the central part of the cortex is obtained to obtain the spectral reflection spectrum, and the obtained spectral reflection spectrum is analyzed to obtain the tear film thickness value, and the correlation between color and layer thickness is obtained. Ask,
Color images are obtained by changing the wavelength of the light source to R, G, and B, and superimposing R, G, and B corneal images obtained by capturing the entire cornea or a predetermined measurement range of the cornea, respectively. Converts the color of each region of the color image to layer thickness based on the correlation between
Create a map of the layer thickness of each part and display it.
A method for measuring the thickness of the tear film.
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