JP7102208B2 - 画像処理装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は画像処理装置およびその制御方法に関し、特に、被検眼の眼底画像を処理する画像処理装置およびその制御方法に関する。

近年、眼科用の撮影装置として、眼底に２次元的にレーザ光を照射してその戻り光を受光して画像化するＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：走査レーザ検眼鏡）や、低コヒーレンス光の干渉を利用したイメージング装置が開発されている。低コヒーレンス光の干渉を利用したイメージング装置は、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：光干渉断層装置あるいは光干渉断層法）と呼ばれ、特に、眼底あるいはその近傍の断層像を得る目的で用いられている。ＯＣＴの種類としては、ＴＤ－ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：タイムドメイン法）や、ＳＤ－ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：スペクトラルドメイン法）等を含め、種々のものが開発されてきている。

特に、このような眼科用の撮影装置は、近年において、照射レーザの高ＮＡ化等によってさらなる高解像度化が進められている。しかしながら、眼底を撮影する場合には、角膜や水晶体等の眼の光学組織を通して撮影をしなければならない。そのため、高解像度化が進むにつれて、これら角膜や水晶体の収差が撮影画像の画質に大きく影響するようになってきた。そこで、眼の収差を測定し、その収差を補正する補償光学（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ：ＡＯ）機能を光学系に組み込んだ、ＡＯＳＬＯやＡＯＯＣＴの研究が進められている。例えば、非特許文献１に、ＡＯＯＣＴの例が示されている。これらＡＯＳＬＯやＡＯＯＣＴは、一般的にはシャックハルトマン波面センサー方式によって眼の波面を測定する。シャックハルトマン波面センサー方式とは、眼に測定光を入射し、その戻り光を、マイクロレンズアレイを通してＣＣＤカメラに受光することによって波面を測定するものである。測定した波面を補正するように可変形状ミラーや、空間位相変調器を駆動し、それらを通して眼底の撮影を行うことにより、ＡＯＳＬＯやＡＯＯＣＴは高分解能な撮影が可能となる。

そして最近、造影剤を用いずに網膜の血管等の構造を撮影する方法として、ＯＣＴを用いた血管造影法（ＯＣＴ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴＡ）が利用されている。ＯＣＴＡでは、ＯＣＴにより取得した３次元のモーションコントラストデータを２次元平面に投影することで、血管画像（以下、ＯＣＴＡ画像という。）を生成する。ここで、モーションコントラストデータとは、測定対象の同一位置を繰り返し撮影し、その撮影間における測定対象の時間的な変化を検出したデータである。モーションコントラストデータは、例えば、複素ＯＣＴ信号の位相やベクトル、強度の時間的な変化を差、比率、又は相関等から計算することによって得られる（例えば特許文献１）。

同様に、上述のＳＬＯやＡＯＳＬＯにおいても、その平面像のモーションコントラストデータから血管等の画像（以下、モーションコントラスト画像）を生成する方法も研究されている。ＳＬＯのモーションコントラストデータもＯＣＴＡのモーションコントラストデータと同じく、測定対象の同一撮影位置における時間的な変化を検出したデータである。しかしながら、ＳＬＯ画像とは特定平面の連続動画であるため、ＯＣＴＡのような特定断層の切り出しや、平面への投射といった処理は必要ない。特にＡＯＳＬＯでは焦点深度が浅いために、撮影される層範囲は数十μｍに限定され、網膜の薄いスライスのみを撮影可能である。

特開２０１５－１３１１０７号公報 特開２０１７－１４３９９４号公報

Ｙ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１０，２００６，４３８０

網膜血管の血流に障害が発生する眼疾患の場合、血管の蛇行や血管壁の肥厚がＯＣＴＡにおいては、その元データとなるＯＣＴ画像を撮影したＯＣＴの性能により、描出できる変化が限定される。例えば、一般的なＯＣＴでは２０μｍ程度の面内方向解像度（横解像度）しかないため、その解像度以下の画像上の構造物や変化をとらえることができない。また、ＯＣＴＡは網膜の３次元データを取得する必要があるため、ＯＣＴの撮影速度の限界から同一位置の撮影繰り返し数に実質的な限界がある。一般的には、数ミリ～数十ミリ秒内に３回程度繰り返し撮影する程度となっている。これでは、それほど頻繁に発生しない事象や、非常に低速な事象を捉えることができないという問題となっていた。この問題に対応するため、ＯＣＴにおいて低速な現象を捉える方法として撮影データの組み合わせを変える方法やスキャンパターンを変える方法（特許文献２）が提唱されているが、やはりＯＣＴの撮影速度の限界から効果が限定的であった。

一方でＡＯＳＬＯやＳＬＯは平面画像のみの撮影であり、非常に高速に平面の動画撮影が可能である。そのため、数秒の撮影で数百の平面画像が取得可能であり、ＡＯＳＬＯでモーションコントラスト画像を作成する場合には発生頻度の少ない事象や低速な事象をも捉えることが可能である。例えば、網膜の血管においては白血球が高頻度で通過するＬｅｕｋｏｃｙｔｅ Ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ Ｐａｔｈ（ＬＰＰ）という血管の存在も知られている。このような血管では相対的に他の血球（赤血球など）の通過が少なく短時間における画像上の変化が少ないため、ＯＣＴＡでは画像化することが難しかったが、長時間撮影するＡＯＳＬＯでは撮影できる確率が高い。さらに、ＡＯＳＬＯでは横解像度が非常に高く、細胞レベルの非常に微細な変化も捉えることが可能で、血管であれば内部の血球レベルの変化まで捉えることが可能である。しかし、ＡＯＳＬＯやＳＬＯにおいても、血流は定常的なものと考え一連の画像に単一の処理を施すだけでは流速の異なる血管を描出することはできないという問題があった。

本発明は、上記問題を鑑み、種々の血流速度に対応したモーションコントラスト画像を効率よく生成することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の画像処理装置は、測定対象に測定光を照射することにより得られる前記測定光の戻り光に基づいて生成される前記測定対象の複数の画像を用いて、モーションコントラスト画像を取得する画像処理装置であって、複数の画像を取得するときの時間間隔を設定する設定手段と、前記設定された時間間隔に基づいた複数の画像を用いてモーションコントラスト画像を生成する生成手段と、前記生成されたモーションコントラスト画像を表示手段へ表示する制御手段とを有し、前記生成手段が、第一の時間間隔の複数の画像を用いて第一のモーションコントラスト画像と、前記第一の時間間隔とは異なる第二の時間間隔の複数の画像を用いて第二のモーションコントラスト画像とを生成し、前記制御手段が、前記第一のモーションコントラスト画像と前記第二のモーションコントラスト画像とを識別可能に合成した合成画像を前記表示手段に表示させる。
また、本発明の画像処理装置は、測定対象に測定光を照射することにより得られる前記測定光の戻り光に基づいて生成される前記測定対象の複数の画像を用いて、モーションコントラスト画像を取得する画像処理装置であって、複数の画像を取得するための時間間隔を設定する設定手段と、前記設定された時間間隔に基づいた複数の画像を用いてモーションコントラスト画像を生成する生成手段と、前記生成されたモーションコントラスト画像を表示手段へ表示する制御手段とを有し、前記生成手段が、複数の時間間隔にそれぞれ対応した複数のモーションコントラストを生成し、前記制御手段が、前記生成手段が生成した前記複数の時間間隔にそれぞれ対応した複数のモーションコントラスト画像を並べて前記表示手段に表示させる。

本発明によれば、種々の血流速度に対応したモーションコントラスト画像を生成することができる。

本発明の一実施形態の眼科撮影装置の機能構成図である。 本発明の一実施形態の眼科撮影装置の側面図である。 本発明の一実施形態における光学系の構成図である。 本発明の一実施形態におけるＡＯＳＬＯの画像である。 本発明の一実施形態におけるＡＯＳＬＯ画像の撮影順を説明するための図である。 本発明の一実施形態におけるモーションコントラスト画像を生成するフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるフレームインターバルを説明するための模式図である。 本発明の一実施形態における表示制御部による表示画面を説明するための図である。 本発明の一実施形態におけるモーションコントラスト画像を生成するフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるモーションコントラスト画像を生成するフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。以下の説明は本質的に、説明的及び例示的なものにすぎず、いかなる形でも、本開示及びその用途又は使用を限定することを意図していない。実施形態において示されるコンポーネントの相対的構成、並びに、ステップ、数値表現及び数値は、別段の具体的な指示がない限り、本開示の範囲を限定しない。当業者によってよく知られている技法、方法及びデバイスは、以下で論考する実施形態を可能にするために当業者がこれらの詳細を知る必要がないので、詳細に論考されていない場合がある。

［実施形態１］
［装置の全体構成］
図１は本発明による画像処理装置としての一実施形態である眼科装置の機能ブロック図である。図１において、制御部３００により制御される光学系２００は測定対象Ｔに対して測定光を照射し、測定対象Ｔからの戻り光を検出する。画像生成部４００は光学系２００の出力である信号Ｓを処理して画像ＩＭを生成し、表示制御部５００に出力する。表示制御部５００は液晶ディスプレイ等の表示デバイスを含み、入力された画像等を表示する。また、生成された画像は記憶部６００に測定対象Ｔを特定する情報と対応付けられて記憶される。

図１に示す眼科装置は、特定の機能を持つハードウェアに接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）によって実現することが出来る。例えば、光学系２００をハードウェアで実現し、制御部３００、画像生成部４００および表示制御部５００をハードウェアに接続されたＰＣに搭載可能なソフトウェアモジュールで実現することが出来る。

本実施形態に係る眼科装置の概略構成について、眼科装置の側面図である図２を用いて説明する。光学ヘッド１０１は光学系２００を含む眼科装置筐体であり、図中ＸＹＺ方向にモータ等により移動するステージ部１５０を用いて、ベース部１５１に対して移動することができる。また、制御装置１２５はソフトウェアモジュールを搭載したＰＣであり、制御部３００、画像生成部４００、表示制御部５００を兼ねる。記憶装置１２６は被検者情報記憶部を兼ね、断層撮影用のプログラムなどを記憶するハードディスクである。また、制御装置１２５からの指示により、取得された画像等をモニタ等の表示デバイス１２８に表示させる。また、入力部１２９はＰＣ（制御装置１２５）への指示を行う入力部であり、具体的にはキーボードやマウス等から構成される。また、顔受け１０５は被検者の顔１９０を固定する。

以下の実施形態においては制御装置１２５の演算処理装置ＣＰＵ（不図示）が当該ソフトウェアモジュールを実行することで機能を実現するが、本発明はこのような方法に限定されるものではない。画像生成部４００は、例えばＡＳＩＣ等の専用のハードウェアで実現しても良いし、表示制御部はＣＰＵとは異なるＧＰＵ等の専用プロセッサによっても良い。また光学系とＰＣとの接続はネットワークを介した構成によっても本発明の主旨を変更することなく実現が可能である。

図３は、図１における測定対象Ｔを眼２１１とした場合の光学構成を示す図である。以下に図３を参照して光学系２００の構成について説明する。

なお、図３には示していないが、眼底の撮影位置を確認するための広画角眼底撮影部、アライメントを容易にするための前眼部観察部、被検眼に固視位置を提示する固視灯光学系を有している。しかしながら、これは公知の構成による事が出来、本発明の中心的部分ではないため説明は省略する。

本実施形態のＡＯＳＬＯは、照射ビームの焦点位置からの反射散乱光のみにほぼ限定される共焦点撮影機能と、それ以外の多重散乱等による反射散乱光も画像化する暗視野撮影機能の両方を有する構成とした。

図３において、２０１は光源であり、波長７６０ｎｍのＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）を用いた。光源２０１の波長は特に制限されるものではないが、眼底撮影用としては被検者の眩しさの軽減と分解能維持のために、７５０～１５００ｎｍ程度が好適に用いられる。本実施形態においてはＳＬＤ光源を用いたが、その他にレーザ等も用いられる。本実施形態では眼底撮影と波面測定のための光源を共用しているが、それぞれを別光源とし、光路の途中で合波する構成としても良い。

光源２０１から照射された光は、単一モード光ファイバー２０２を通って、コリメータ２０３により、平行光線（測定光２０５）として照射される。照射される光の偏光は、単一モード光ファイバー２０２の経路に具備された不図示の偏光調整器により調整される。別の構成としては、コリメータ２０３から出射された後の光路に偏光を調整する光学部品を配置する構成がある。

照射された測定光２０５はビームスプリッターからなる光分割部２０４を透過し、補償光学の光学系に導光される。

補償光学系は、光分割部２０６、波面センサー２１５、波面補正デバイス２０８および、それらに導光するための反射ミラー２０７－１～４から構成される。

ここで、反射ミラー２０７－１～４は、少なくとも眼２１１の瞳と波面センサー２１５、波面補正デバイス２０８とが光学的に共役関係になるように設置されている。また、光分割部２０６として、本実施形態ではビームスプリッターを用いた。

光分割部２０６を透過した測定光２０５は、反射ミラー２０７－１と２０７－２で反射されて波面補正デバイス２０８に入射する。波面補正デバイス２０８で反射された測定光２０５は、さらに反射ミラー２０７－３と２０７－４で反射され、走査光学系に導光される。

本実施形態では、波面補正デバイス２０８として可変形状ミラーを用いた。可変形状ミラーは反射面が複数領域に分割されており、各領域の角度を変えることにより、戻り光の波面を変化させることができるミラーである。波面補正デバイスとしては、可変形状ミラーの代わりに液晶素子を用いた空間位相変調器を用いることも可能である。その場合、被検眼からの光の両偏光を補正するために、２つの空間位相変調器を用いる場合もある。

図３において、反射ミラー２０７－３、４で反射された光は、走査光学系２０９－１によって、１次元もしくは２次元に走査される。本実施形態では走査光学系２０９－１に主走査用（眼底水平方向）と副走査用（眼底垂直方向）として一つの共振スキャナーと一つのガルバノスキャナーを用いた。別の構成では、走査光学系２０９－１に二つのガルバノスキャナーを用いることもある。走査光学系２０９－１内の各スキャナーを光学的な共役状態にするために、各スキャナーの間にミラーやレンズといった光学素子を用いる装置構成の場合もある。本例では、走査光学系にさらにトラッキングミラー２０９－２を持つ。トラッキングミラー２０９－２は二つのガルバノスキャナーから構成され、撮影領域をさらに２方向に移動させることが可能である。別の構成では、走査光学系２０９－１がトラッキングミラー２０９－２を兼ねる構成、トラッキングミラー２０９－２が走査光学系２０９－１の共振スキャナー方向のみの構成、トラッキングミラー２０９－２が２次元ミラーである構成もある。また、２０９－１と２０９－２を光学的に共役関係とするために、不図示のリレー光学系が用いられることが多い。

走査光学系２０９－１および２０９－２で走査された測定光２０５は、接眼レンズ２１０－１および２１０－２を通して眼２１１に照射される。眼２１１に照射された測定光は眼底で反射もしくは散乱される。接眼レンズ２１０－１および２１０－２の位置を調整することによって、眼２１１の視度にあわせて最適な照射を行うことが可能となる。ここでは、接眼部にレンズを用いたが、球面ミラー等で構成しても良い。

眼２１１の網膜から反射もしくは散乱された戻り光は、入射した時の経路を逆向きに進行し、光分割部２０６によって一部は波面センサー２１５に反射され、光線の波面を測定するために用いられる。光分割部２０６で波面センサー２１５に向けて反射された光線は、リレー光学系２１９－１、２１９－２を通り、波面センサー２１５に入射する。リレー光学系２１９－１と２１９－２の間にはアパーチャー２２０が設置されており、レンズ等からの不要な反射散乱光を波面センサーに入射させないようにする。本実施形態では、波面センサー２１５としてシャックハルトマンセンサーを用いた。

波面センサー２１５は制御部３００に接続され、受光した波面を制御部３００に伝える。波面補正デバイス２０８も制御部３００に接続されており、制御部３００から指示された変調を行う。制御部３００は波面センサー２１５の測定結果により取得された波面情報を基に、収差のない波面へと補正するような波面補正デバイスの画素ごとの変調量（補正量）を計算し、波面補正デバイス２０８にそのように変調するように指示する。波面の測定と波面補正デバイスへの指示は繰り返し処理され、常に最適な波面となるようにフィードバック制御が行われる。

図３において、光分割部２０６を透過した戻り光は光分割部２０４によって一部が反射され、集光レンズ２１２によって穴あきミラー２１３の穴付近に集光させる。穴あきミラー２１３の穴は、共焦点効果を得るために、測定光２０５の回折限界付近の径に調整されることが多い。径が大きいと感度は向上するが分解能は低下し、径が小さいと分解能は高いが感度は低下する傾向となる。穴あきミラー２１３の穴を通過した光は光センサー２１４－１に入射し、光強度に応じた電気信号Ｓに変換される。

光センサー２１４－１は画像生成部４００に接続され、画像生成部４００は得られた信号Ｓと光走査の位置を基に画像ＩＭを構築し、表示制御部５００に送信する。表示制御部５００は、共焦点画像として表示デバイス１２８に表示する。

穴あきミラー２１３の穴以外のミラー部分で反射された光はリレー光学系２２１を通して再度ナイフエッジ２１６のエッジ付近に集光し、ナイフエッジ２１６によって略半分に分割される。分割された光は光センサー２１４－２と２１４－３に入射する。光センサー２１４－２と２１４－３では光強度に応じた電気信号に変換され、画像生成部４００に通信されて、暗視野撮影画像として画像化される。ナイフエッジ２１６は、集光光をどのように分割しても良く、紙面と水平方向や垂直方向の分割方向や、分割する比率に関しても半々ではなく４０：６０等の非均等分割も可能である。さらに２分割ではなく、より多くの成分に分割させることも可能である。また、このような分割方法を撮影中に動的に変更することも可能である。

トラッキングミラー２０９－２は不図示のトラッキング制御ユニットによる制御される。トラッキング制御ユニットは、制御部３００から撮影部分の画像信号を取得し、所望の撮影位置とのズレ量を計算し、トラッキングミラー２０９－２を動かすことにより、撮影位置を常に所定の位置に保つように制御を行う。

ＡＯＳＬＯで撮影された画像例を図４に示す。図４（ａ）が共焦点画像である。血管層にフォーカスしているため、血管内の血球のみ一部高輝度で観察される。図４（ｂ）、（ｃ）が暗視野撮影画像である。それぞれ、ナイフエッジの右側と左側で検出した信号を基に生成した画像である。これらの暗視野撮影画像は眼底からの戻り光を同時に取得しており、同じ撮影位置の信号から構築した画像となる。ＡＯＳＬＯではこのような画像を連続で取得し、動画が構成される。

図５は、ＡＯＳＬＯで撮影された動画像の各フレームの撮影順を示したものである。横軸は撮影順ｎを表しており、ｎ＝１から始まり、ｎ＝Ｎまでの合計Ｎ枚の画像であることを表している。本実施形態では、暗視野撮影画像を用いて画像生成部４００がモーションコントラスト画像を生成する。血管５１１、５１２、５１３は血流速が異なる血管を表しており、それぞれ血流の速い血管５１１、血管瘤がある等の理由により血流が遅くなっている血管５１３、およびまれに血球５２１が通過する血管５１２である。ＡＯＳＬＯを用いることにより、毛細血管やＬＰＰといった血流速の比較的遅くなる血管を描出することができる。

暗視野撮影画像５０１－１および５０１－２は血管５１２の中を血球５２１が通過していない間に撮影された画像であり、暗視野撮影画像５０２－１、５０２－２および５０２－３は血管５１２の中を血球５２１が通過している間に撮影された画像である。画像５０２－１、５０２－２および５０２－３は、撮影順がそれぞれｎ＝ｋ、ｋ＋１、ｋ＋２で表される。

ＡＯＳＬＯのモーションコントラスト画像を取得する方法を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ６００において、制御部３００は、画像生成部４００が生成したＡＯＳＬＯ画像を取得する。本実施形態では、連続して撮影されたＮ枚の暗視野撮影画像を用いる。

ステップＳ６０１において、制御部３００は、Ｎ枚の暗視野撮影画像の位置合わせを行う。本実施形態では、画像の平均輝度値が最も高い画像をリファレンス画像とし、リファレンス画像との相関を計算することにより、位置合わせを行った。なお、位置合わせの方法は、本方式に限定されるものではなく、例えば暗視野撮影画像と同時に取得される共焦点画像を用いて位置合わせを実施し、その結果に基づいても良い。また、リファレンス画像の選択基準として、画像の平均輝度値以外に、コントラストやエッジの鮮鋭度に基づいて位置合わせを実施しても良い。さらに、位相限定相関法などを用いることも可能である。

ステップＳ６０２において、制御部３００は、フレームインターバルΔｎを設定する。ここで、フレームインターバルΔｎとは、モーションコントラストを計算する際の組み合わせ画像の間隔（フレーム数など）を示す値であり、Δｎの値が大きくなるほど撮影順や時間の離れた画像の組み合わせを指す。例えば、Δｎ＝１は連続して取得された画像の組み合わせ、Δｎ＝２は１つおきの画像の組み合わせを表している。一例として、図７（ａ）にΔｎ＝１の場合を示す。なお、フレームインターバルΔｎは予め複数定義されていても、ユーザーの指示に基づいて設定されてもよい。

設定されたフレームインターバルΔｎに基づき、ステップＳ６０３において、制御部３００の制御の下に画像生成部４００においてモーションコントラスト画像を作成する。モーションコントラスト画像の生成には、組み合わせた画像間で画素ごとの輝度値の差分を二乗し、最大値投影を実施する。なお、モーションコントラストの計算には、組み合わせ画像間で画素ごとの輝度値の比率を計算するなど、輝度値の変化を強調できる様々な計算手法を用いることができる。また、モーションコントラストは相関等からも計算できるのは、背景技術の説明において述べたとおりである。

フレームインターバルを変更することで、種々の時間間隔に対応したモーションコントラスト画像を生成することが可能である。図７（ｂ）に示すのは、フレームインターバルがそれぞれΔｎ＝１、２、３の場合である。本実施形態では６４ｆｐｓでＡＯＳＬＯ撮影を行っており、それぞれ１６ミリ秒、３１ミリ秒、４７ミリ秒間隔でのモーションコントラスト画像を生成していることになる。これはすなわち、それぞれの時間間隔で輝度値が変化するような血流速に対応した画像が取得できることになる。

図８に示すのは、異なるフレームインターバルΔｎで取得されたモーションコントラスト画像の画面表示例である。ウインドウ８０１に画像表示部８０２－１～８０２－３を並べて表示し、ユーザーはプルダウンメニュー８１０－１～８１０－３でそれぞれの表示部に表示する画像のパラメータを選択できる。本実施形態では、フレームインターバルΔｎとそれぞれのフレームインターバルに対応する時間間隔が選択可能に表示される。なお、本実施形態では、時間及びフレーム数を表示しているが、選択可能の時間のみ、或いは、選択可能なフレーム数のみ表示してもよい。ここで、画像表示部８０２－１～８０２－３いずれかに表示するのはモーションコントラスト画像を切り替えて表示する動画としても良く、異なるフレームインターバルでの輝度値の違いを分かりやすくユーザーに提示することが可能である。さらには、半透明な画像を重畳表示させ、スライダーバー等（不図示）によりユーザーが透明度を調整することで変化部位を容易に確認できるようにしてもよい。さらに、異なるフレームインターバルのモーションコントラスト画像から、血流速の遅い血管と早い血管を識別可能に色分け（ハッチング等でもよい）した合成画像を生成し、ユーザーに提示しても良い。この方法により、ユーザーが画像を切り替える必要がなく、容易に血流速の分布を確認することが可能となる。

このように、ＡＯＳＬＯでフレームインターバルを変更しモーションコントラスト画像を取得することにより、種々の血流速のモーションコントラスト画像を容易に比較することが可能となる。

なお、瞬きなどによりＡＯＳＬＯ撮影に失敗している無効フレームが含まれる場合、フレームインターバルが指定の値に保たれるような組み合わせを選択するのが望ましい。このことにより、異なる血流速のモーションコントラストの混在を除外することが可能である。

また、本実施形態では暗視野撮影画像５０１を用いたが、ＡＯＳＬＯの共焦点画像が輝度の高い場合などには共焦点画像を用いることもでき、よりコントラストの高いＡＯＳＬＯのモーションコントラスト画像が作成可能である。

［実施形態２］
図９のフローチャートを用いて、本発明を適用した実施形態１とは異なる形態の眼底撮影装置の制御方法の例について説明する。本実施形態において、基本的な装置構成や撮影の基本的なフローは実施形態１と同様であるが、画像生成部４００のモーションコントラスト画像生成の処理が異なり、血流が定常的ではない場合に特に効果を発揮する。

ステップＳ９００からＳ９０１までは実施形態１と同様である。ステップＳ９０２において、制御部３００は位置合わせされた一連の画像から公知の画像処理を実施して血管領域を抽出する。血管領域の抽出には、共焦点画像や暗視野撮影画像のエッジ検出等を用いるのが望ましい。ステップＳ９０３において、制御部３００は抽出された血管領域以外を画像処理の対象外とするマスク処理を行う。

ステップＳ９０４において、画像処理の対象領域ＲＯＩを設定する。本実施形態では、ＲＯＩとして血管の分枝１本に沿った領域を選択する。ステップＳ９０５以降では、制御部３００の制御の下に画像生成部４００で、選択されたＲＯＩにおいてフレームインターバルを順次変えてモーションコントラスト画像を生成する。まず、ステップＳ９０５でフレームインターバルを設定し、次にステップＳ９０６においてモーションコントラスト画像を生成し、ステップＳ９０７で記憶部にモーションコントラスト画像を記憶する。なお、自動的にＲＯＩを設定する場合について記載したが、ユーザーからの指示に基づきＲＯＩを設定する構成としてもよい。

ステップＳ９０８において、制御部３００は、すべてのフレームインターバルの条件が完了したかを判断し、まだ完了していない場合にはＳ９２１で次のインターバル条件を選択し、ステップＳ９０５に戻る。一方、すべてのフレームインターバルの条件が完了した場合には、Ｓ９０９で記憶部に記憶された一連のモーションコントラスト画像の評価を行い、ステップＳ９１０において、ステップＳ９０９の評価結果に基づき最良のモーションコントラスト画像を記憶する。ここで、最良のモーションコントラスト画像とは、最もコントラストが高くなるモーションコントラスト画像のことである。この時、記憶部に最良のモーションコントラスト画像と、その画像に関連づけられてフレームインターバルが記憶される。

ステップＳ９１１において、制御部３００は、すべてのＲＯＩが完了したかを判断し、まだの場合にはステップＳ９２２で次のＲＯＩを選択し、ステップＳ９０４に戻る。一方、すべてのＲＯＩを完了した場合には、ステップＳ９１２において、制御部３００の制御の下に画像生成部４００は最良のモーションコントラスト画像の合成を行う。

合成された最良のモーションコントラスト画像は、各々に関連づけられたフレームインターバルに基づき識別可能に色分けされたのち表示制御部５００に送られ、画面等に提示される。本手法により、血流速の異なる血管が混在するＡＯＳＬＯ画像から効率よくモーションコントラスト画像を生成し、ユーザーに提示することが可能である。

なお、血管の分枝に沿って血流速の異なる血管５１３では、モーションコントラスト画像を生成するＲＯＩの選択方法を血管瘤とそれ以外の領域で分割することも可能である。血管流の選択は、入力デバイスを用いてユーザーが選択できるようにしても良く、あるいは異なるフレームインターバルでのモーションコントラスト画像を比較することで自動的に選択できるようにしても良い。

［実施形態３］
図１０のフローチャートを用いて、本発明を適用した実施形態１、２とは異なる形態の眼底撮影装置の制御方法の例について説明する。本実施形態において、基本的な装置構成や撮影の基本的なフローは実施形態１と同様であるが、画像生成部４００のモーションコントラスト画像生成の処理が異なり、血流が定常的ではない場合に特に効果を発揮する。

図１０において、ステップＳ９００からＳ９０３までは実施形態２と同様である。なお、本実施形態においては、ステップＳ９０２における血管領域の抽出は、例えばユーザーが入力デバイスを用いて指定する領域に基づいて血管領域を抽出するような方法に変更しても良い。また、以下ではフレームインターバルΔｎ＝１に設定されているものとする。

ステップＳ１００４において、制御部３００の制御の下に画像生成部４００は、ｎ番目とｎ＋１番目の画像を用いたモーションコントラスト画像を生成する。次に、ステップＳ１００５において、制御部３００は、モーションコントラスト画像のコントラスト値を計算し、あらかじめ設定され記憶部に記憶されているしきい値と比較を行う。モーションコントラスト画像のコントラスト値がしきい値よりも高く、すなわち良好なモーションコントラスト画像が生成されていると判断される場合、ステップＳ１００６で当該のモーションコントラスト画像と撮影順ｎを記憶部に記憶する。そののち、ステップＳ１００７において、制御部３００は、撮影順ｎが最大数に達しているかを判断する。一方、ステップＳ１００５においてモーションコントラスト画像のコントラスト値がしきい値よりも低い場合、ステップＳ１００７において、撮影順ｎが最大数に達しているかを判断する。

ステップＳ１００７では、ｎ＝１からＮ－２の値まではステップＳ１０１０でｎをインクリメントしてＳ１００４に戻り、ｎ＝Ｎ－１に達した段階でステップＳ１００８に移る。

図７（ｃ）に、血管５１２をＲＯＩとした場合に記憶される撮影順ｎを模式的に示す。ＡＯＳＬＯの画像に血球５２１が写る撮影順ｎ＝ｋ、ｋ＋１、ｋ＋２およびその前後の撮影順を含む撮影順が記憶される。ステップＳ１００８において、ステップＳ１００６で記憶されたモーションコントラスト画像と撮影順ｎに基づき、制御部３００の制御の下に画像生成部４００は、モーションコントラスト画像を合成する。

本手法を用いることにより、ＬＰＰなどの間欠的に血球が通過する血管における血流速を効率的に可視化することが可能となる。

［実施形態４］
図７（ｄ）の模式図を用いて、本発明を適用した実施形態１とは異なる形態の眼底撮影装置の制御方法の例について説明する。本実施形態において、基本的な装置構成や撮影の基本的なフローは実施形態１と同様であるが、ＡＯＳＬＯ画像の組み合わせ方法が異なり、血流が定常的な場合には特にモーションコントラスト画像の画質向上に効果を発揮する。

フレームインターバルΔｎが１より大きい場合、ＡＯＳＬＯで取得された一連の画像のうち、組み合わせから外れる画像が生じることがある。一般には、異なる血流速のモーションコントラスト画像が混入することを防ぐため、フレームインターバルが指定の値に保たれるような組み合わせを選択するのが望ましい。しかし、フレームレートに対して血流速が速く、血流が定常的と判断できる場合、図７（ｄ）に模式的に示す方法で、モーションコントラスト画像の画質を向上させることが可能である。

図７（ｄ）は、ＡＯＳＬＯで取得されたＮ枚の連続する画像について、ｎ＝Ｎまで撮影順に画像を並べたのち、再度ｎ＝１の画像から並べる状況を模式的に示したものである。便宜上、これらの仮想的な画像の撮影順をｎ＝Ｎ＋１、Ｎ＋２、・・・と表す。フレームインターバルΔｎが１より大きく、かつ血流が定常的と判断できる場合、ｎ＞Ｎとなる画像も含めた組み合わせで、モーションコントラスト画像を生成することで、画質を向上させることが可能である。

［その他の実施形態］
上述の実施形態においては、ＡＯＳＬＯによるモーションコントラストを説明したが、本発明の適用はこれだけに限らない。例えば、ＡＯを用いた眼底カメラや、ソフトウェアで収差の影響を除去した血流計測機であれば、同様に本発明が適用可能である。

また、上述した実施形態では、測定対象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査物に本発明を適用することも可能である。この場合、本発明は眼科撮影装置以外の、例えば内視鏡等の医療機器としての態様を有する。従って、本発明は眼科撮影装置に例示される画像処理装置として把握され、被検眼は測定物の一態様として把握されることが好ましい。

Claims (15)

1. 測定対象に測定光を照射することにより得られる前記測定光の戻り光に基づいて生成される前記測定対象の複数の画像を用いて、モーションコントラスト画像を取得する画像処理装置であって、
   複数の画像を取得するときの時間間隔を設定する設定手段と、
   前記設定された時間間隔に基づいた複数の画像を用いてモーションコントラスト画像を生成する生成手段と、
   前記生成されたモーションコントラスト画像を表示手段へ表示する制御手段とを有し、
   前記生成手段が、第一の時間間隔の複数の画像を用いて第一のモーションコントラスト画像を生成し、前記第一の時間間隔とは異なる第二の時間間隔の複数の画像を用いて第二のモーションコントラスト画像とを生成し、
   前記制御手段が、前記第一のモーションコントラスト画像と前記第二のモーションコントラスト画像とを識別可能に合成した合成画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記複数の画像が、連続して撮影された画像であり、
   前記設定手段が、第一と第二の時間間隔を設定し、
   前記生成手段が、設定された第一と第二の時間間隔のそれぞれに基づいた複数の画像を用いて、前記第一と第二の時間間隔にそれぞれ対応した第一と第二のモーションコントラスト画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 測定対象に測定光を照射することにより得られる前記測定光の戻り光に基づいて生成される前記測定対象の複数の画像を用いて、モーションコントラスト画像を取得する画像処理装置であって、
   複数の画像を取得するための時間間隔を設定する設定手段と、
   前記設定された時間間隔に基づいた複数の画像を用いてモーションコントラスト画像を生成する生成手段と、
   前記生成されたモーションコントラスト画像を表示手段へ表示する制御手段とを有し、
   前記生成手段が、複数の時間間隔にそれぞれ対応した複数のモーションコントラスト画像を生成し、
   前記制御手段が、前記生成手段が生成した前記複数の時間間隔にそれぞれ対応した複数のモーションコントラスト画像を並べて前記表示手段に表示させることを特徴とする画像処理装置。
4. 前記複数の時間間隔にそれぞれ対応した複数のモーションコントラスト画像を評価する評価手段を更に有することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記モーションコントラスト画像から複数の血管領域を抽出する抽出手段と、
   前記複数の時間間隔にそれぞれ対応した複数のモーションコントラスト画像から、各血管領域ごとに選択されたモーションコントラスト画像を合成する合成手段とを更に有することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記時間間隔は、フレームインターバル及びフレーム数の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記合成手段は、前記選択されたモーションコントラスト画像を、当該モーションコントラスト画像が抽出された時間間隔が識別可能な形態で合成することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
8. モーションコントラスト画像を生成する対象領域を設定する手段を更に有し、
   前記生成手段は、前記設定された対象領域のモーションコントラスト画像を生成することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記複数の画像が、ＡＯＳＬＯ画像であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像処理装置。
10. 前記設定手段により設定される複数の時間間隔は、異なるフレーム数及び／又は異なる時間で設定されることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
11. 所定の時間間隔で取得される複数の画像から、前記生成手段により前記モーションコントラスト画像を生成する際に使用する複数の画像を抽出する手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像処理装置。
12. 測定対象に測定光を照射することにより得られる前記測定光の戻り光に基づいて生成される前記測定対象の複数の画像を用いて、モーションコントラスト画像を取得する画像処理装置の制御方法であって、
    複数の画像を取得するための時間間隔を設定する設定工程と、
    前記設定された時間間隔に基づいた複数の画像を用いてモーションコントラスト画像を生成する生成工程と、
    前記生成されたモーションコントラスト画像を表示手段へ表示する制御工程とを有し、
    前記生成工程において、第一の時間間隔の複数の画像を用いて第一のモーションコントラスト画像を生成し、前記第一の時間間隔とは異なる第二の時間間隔の複数の画像を用いて第二のモーションコントラスト画像を生成し、
    前記制御工程において、前記第一のモーションコントラスト画像と前記第二のモーションコントラスト画像とを識別可能に合成して前記表示手段に表示させることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
13. 前記合成画像は、血流速の遅い血管と早い血管を色で識別可能な画像であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
14. 前記設定手段が、前記フレームインターバルを変更することで、複数の時間間隔を設定することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
15. 測定対象に測定光を照射することにより得られる前記測定光の戻り光に基づいて生成される前記測定対象の複数の画像を用いて、モーションコントラスト画像を取得する画像処理装置の制御方法であって、
    複数の画像を取得するための時間間隔を設定する設定工程と、
    前記設定された時間間隔に基づいた複数の画像を用いてモーションコントラスト画像を生成する生成工程と、
    前記生成されたモーションコントラスト画像を表示手段へ表示する制御工程とを有し、
    前記制御工程において、前記生成工程で生成された前記複数の時間間隔にそれぞれ対応した複数のモーションコントラスト画像を並べて前記表示手段に表示させることを特徴とする画像処理装置の制御方法。

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