JP7335107B2 - 眼科情報処理装置、眼科装置、眼科情報処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
第1実施形態では、被検眼のOCT画像に描出された眼底の少なくとも一部の領域の画素値が、眼底のカラー(又はグレイスケール)の正面画像において当該領域に対応する領域の画素値を用いて補正され、補正されたOCT画像が表示手段に表示される。
〔光学系〕
図1に示すように、眼科装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100及び演算制御ユニット200を含む。眼底カメラユニット2には、被検眼Eの正面画像を取得するための光学系や機構が設けられている。OCTユニット100には、OCTを実行するための光学系や機構の一部が設けられている。OCTを実行するための光学系や機構の他の一部は、眼底カメラユニット2に設けられている。演算制御ユニット200は、各種の演算や制御を実行する1以上のプロセッサを含む。これらに加え、被検者の顔を支持するための部材(顎受け、額当て等)や、OCTの対象部位を切り替えるためのレンズユニット(例えば、前眼部OCT用アタッチメント)等の任意の要素やユニットが眼科装置1に設けられてもよい。いくつかの実施形態では、レンズユニットが手動で被検眼Eと後述の対物レンズ22との間に挿脱されるように構成される。いくつかの実施形態では、後述の制御部210からの制御を受け、レンズユニットが被検眼Eと後述の対物レンズ22との間に自動で挿脱されるように構成される。
眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efを撮影するための光学系が設けられている。取得される眼底Efの画像(眼底像、眼底写真等と呼ばれる)は、観察画像、撮影画像等の正面画像である。観察画像は、近赤外光を用いた動画撮影により得られる。撮影画像は、フラッシュ光を用いたカラーの静止画像である。更に、眼底カメラユニット2は、被検眼Eの前眼部Eaを撮影して正面画像(前眼部像)を取得することができる。
OCTユニット100の構成の一例を図2に示す。OCTユニット100には、被検眼EのOCT画像としての断層像を取得するための光学系が設けられている。この光学系は、波長掃引型(波長走査型)光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼Eからの測定光の戻り光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光を検出する干渉光学系である。干渉光学系による干渉光の検出結果(検出信号)は、干渉光のスペクトルを示す干渉信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
演算制御ユニット200は、DAQ130から入力される検出信号を解析して眼底Ef(又は前眼部Ea)のOCT画像又はスキャンデータを形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースタイプのOCT装置と同様である。
図3~図5に、眼科装置1の制御系の構成例を示す。図3~図5において、眼科装置1に含まれる構成要素の一部が省略されている。
制御部210は、各種の制御を実行する。制御部210は、主制御部211と記憶部212とを含む。
主制御部211は、プロセッサを含み、眼科装置1の各部を制御する。例えば、主制御部211は、眼底カメラユニット2の合焦駆動部31A及び43A、イメージセンサ35及び38、LCD39、光路長変更部41、光スキャナー42、及び光学系を移動する移動機構150などを制御する。さらに、主制御部211は、OCTユニット100の光源ユニット101、光路長変更部114、アッテネータ120、偏波コントローラ103及び118、検出器125、DAQ130などを制御する。
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、例えば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、スキャンデータ、前眼部像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。
画像形成部220は、検出器125からの検出信号をDAQ130でサンプリングすることにより得られたサンプリングデータに対してフーリエ変換等の信号処理を施すことによってAラインにおける反射強度プロファイルを形成する。上記の信号処理には、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などが含まれる。Aラインにおける反射強度プロファイルは、Aスキャンデータの一例である。画像形成部220は、Aライン毎に反射強度プロファイルを形成し、形成された複数の反射強度プロファイルをBスキャン方向(Aスキャン方向の交差方向)に配列することでBスキャンデータ(2次元のスキャンデータ)を形成することが可能である。
データ処理部230は、被検眼Eの撮影やOCT計測により取得されたデータを処理する。
形状補正部231は、上記のように、OCT画像における眼内の部位が実際の形状で描出されるように、OCT画像における画素位置の座標変換を行う。
変換位置特定部231Aは、OCT画像における画素位置(又はスキャンデータにおけるスキャン位置)に対応し、スキャン中心位置Csを通る測定光の進行方向に沿った変換位置を特定する。いくつかの実施形態では、変換位置特定部231Aは、変換位置の特定処理に眼球パラメータ212Aを用いる。
OCT画像が2次元画像である場合、変換部231Bは、図7に示すOCT画像の画素位置(x,z)を変換位置特定部231Aにより特定された変換位置(X,Z)に変換する。いくつかの実施形態では、OCT画像の全画素位置のそれぞれについて、変換位置特定部231Aが変換位置を特定し、変換部231Bが画素位置を変換位置に変換する。
補間部231Cは、変換位置の間の画素を補間する。例えば、上記のようにスキャン中心位置Csからの距離に応じて、画素位置が変換位置に変換され互いに隣接するAスキャン画像の間隔が変化する。補間部231Cは、Aスキャン画像の深さ位置に応じて、互いに隣接するAスキャン画像の画素を用いてAスキャン画像の間の画素を補間する。補間部231Cによる画素の補間処理として、ニアレストネイバー法、バイリニア補間法、バイキュービック補間法などの公知の方法を採用することが可能である。いくつかの実施形態では、補間部231Cは、スキャン中心位置Csからの距離に応じて、互いに隣接するAスキャン画像の間の画素を補間する。例えば、補間部231Cは、スキャン中心位置Csからの距離に応じて補間処理方法を変更して、互いに隣接するAスキャン画像の間の画素を補間する。
図4に示す層領域特定部232は、形状補正部231により補正されたOCT画像(又は補正前のOCT画像)を解析することにより、眼底Efの所定の層領域に対応する画像領域を特定する。眼底Efの層領域としては、内境界膜、神経繊維層、神経節細胞層、内網状層、内顆粒層、外網状層、外顆粒層、外境界膜、視細胞層、網膜色素上皮層、脈絡膜、強膜、各層領域の界面などがある。
画素位置特定部233は、層領域特定部232により特定された層領域(所定部位)の第1位置に対応する被検眼Eの正面画像(眼底像)の第2位置を特定する。いくつかの実施形態では、第1位置は、層領域特定部232により特定された層領域に相当する画像領域の全画素位置である。いくつかの実施形態では、第1位置は、層領域特定部232により特定された層領域に相当する画像領域の代表位置である。いくつかの実施形態では、第1位置は、層領域特定部232により特定された層領域に相当する画像領域に対して後述の操作部240Bを用いた操作により指定された位置である。
画像補正部234は、形状補正部231により補正されたOCT画像(又は補正前のOCT画像)における所定部位の第1位置を含む領域の画素値を、画素位置特定部233により特定された第2位置(正面画像において第1位置に対応する第2位置)の画素値に基づいて補正する。第1位置を含む領域は、第1位置に対応する画素領域、又は第1位置に対応する画素を含む所定サイズの画素領域であってよい。
図4に示す眼内距離算出部235は、形状補正部231により画素位置が変換位置に変換されたOCT画像に基づいて被検眼Eの眼内の距離を算出する。
ユーザインターフェイス240には、表示部240Aと操作部240Bとが含まれる。表示部240Aは、前述した演算制御ユニット200の表示デバイスや表示装置3を含んで構成される。操作部240Bは、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。操作部240Bには、眼科装置1の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。例えば眼底カメラユニット2が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部240Bは、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部240Aは、眼底カメラユニット2の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
実施形態に係る眼科装置1の動作について説明する。
まず、主制御部211は、アライメントを実行する。
続いて、主制御部211は、OCTユニット100等を制御して被検眼Eの眼底Efの断層像を取得させる。ステップS2の詳細は、後述する。
次に、主制御部211は、層領域特定部232、画素位置特定部233及び画像補正部234を制御することにより、ステップS1において取得された眼底像を用いてステップS2において取得された断層像を補正させる。ステップS3の詳細は、後述する。
主制御部211は、ステップS3において補正された断層像を表示部240Aに表示させる。いくつかの実施形態では、主制御部211は、ステップS1において取得された眼底像と、ステップS3において補正された断層像とを表示部240Aの同一画面に表示させる。いくつかの実施形態では、主制御部211は、ステップS3において特定された断層像における第1位置と眼底像における第2位置との対応関係を把握できるように第1位置及び第2位置を識別表示させる。
主制御部211は、ステップS1と同様に、アライメントを実行する。
主制御部211は、LCD39の所定位置にOCT計測用の固視標を表示させる。主制御部211は、眼底Efにおける光学系の光軸の位置に対応するLCD39の表示位置に固視標を表示させることが可能である。
続いて、主制御部211は、深さ方向(z方向)の計測範囲の基準位置を調整する。
次に、主制御部211は、フォーカス調整制御及び偏波調整制御を実行する。
続いて、主制御部211は、OCTユニット100を制御してOCT計測を実行させる。当該OCT計測により取得された干渉光の検出結果は、DAQ130においてサンプリングされ、干渉信号として記憶部212等に保存される。
次に、主制御部211は、ステップS15において取得された干渉信号に基づいて被検眼EのAスキャン画像データのデータセット群を画像形成部220に形成させる。画像形成部220は、形成されたAスキャン画像をBスキャン方向に配列することにより断層像を形成する。
続いて、主制御部211は、形状補正部231を制御することにより、ステップS16において形成された断層像を補正することにより、眼底Efの形状を補正させる。主制御部211は、記憶部212に記憶された眼球パラメータ212Aを用いて、ステップS16において形成された断層像を補正することが可能である。それにより、Aスキャン画像がAスキャン方向に配列された断層像が取得される。ステップS17の詳細は、後述する。
ステップS17において、主制御部211は、ステップS16において形成された断層像の画素位置に対応した変換位置を変換位置特定部231Aに特定させる。変換位置特定部231Aは、上記のように、断層像の画素位置に対応する変換位置を特定する。
続いて、主制御部211は、変換部231Bを制御することにより、断層像の画素位置をステップS21において算出された変換位置に変換させる。
主制御部211は、次に変換すべき画素位置があるか否かを判定する。
ステップS23において、次に変換すべき画素位置がないと判定されたとき(S23:N)、主制御部211は、ステップS22において変換位置に変換された互いに隣接するAスキャン画像の間の画素を補間部231Cに補間させる。
ステップS3において、主制御部211は、層領域特定部232を制御することにより、ステップS2において取得された断層像における所定の層領域を特定させる。この実施形態では、眼底像の階調表現の適用対象の層領域が特定される。
次に、主制御部211は、画素位置特定部233を制御することにより、ステップS31において特定された層領域(所定部位)中の第1位置に対応する、ステップS1において取得された眼底像における第2位置を特定させる。
続いて、主制御部211は、画像補正部234を制御することにより、ステップS32において特定された眼底像における第2位置の画素値に基づいて、断層像における第1位置を含む領域の画素値を補正させる。
第1実施形態では、断層像中の所定の位置を含む領域の画素値が、眼底像において対応する位置の画素値に基づいて補正され、画素値が補正された断層像が表示部240Aに表示される。しかしながら、実施形態に係る眼科装置(眼科情報処理装置)の構成は、これに限定されるものでない。第2実施形態では、断層像中の所定の位置を含む第1領域に、眼底像において第1領域に対応する第2領域がマッピングされる。
画像補正部234aは、層領域特定部232により特定された断層像における所定の層領域(画像領域)の少なくとも一部の第1領域に、画像領域特定部236により特定された正面画像において対応する第2領域(画像領域)をマッピングすることにより断層像を補正する。
ステップS3において、主制御部211は、ステップS31と同様に、層領域特定部232を制御することにより、ステップS2において取得された断層像における所定の層領域を特定させる。この実施形態では、眼底像の階調表現の適用対象の層領域が特定される。
次に、主制御部211は、画像領域特定部236を制御することにより、ステップS41において特定された層領域の画像領域に対応する、ステップS1において取得された眼底像における画像領域を特定させる。
続いて、主制御部211は、画像補正部234aを制御することにより、ステップS41において特定された断層像中の画像領域に、ステップS42において特定された眼底像における画像領域をマッピングすることで、断層像を補正する。
上記の実施形態では、眼底像の階調表現を適用するために断層像が補正され、補正された断層像が表示される。しかしながら、実施形態に係る眼科装置(眼科情報処理装置)の構成は、これに限定されるものでない。第3実施形態では、断層像中の所定部位を含む領域に、眼底像において対応する領域が重ねて表示される。
まず、主制御部211は、ステップS1と同様に、アライメントを実行する。
続いて、主制御部211は、ステップS2と同様に、OCTユニット100等を制御して被検眼Eの眼底Efの断層像を取得させる。ステップS52の詳細は、図12西雌処理フローと同様である。
次に、主制御部211は、ステップS31と同様に層領域特定部232を制御することにより、ステップS52において取得された断層像における所定の層領域を特定させる。
次に、主制御部211は、画像領域特定部236を制御することにより、ステップS53において特定された層領域の画像領域に対応する、ステップS51において取得された眼底像における画像領域を特定させる。
制御部210(主制御部211)は、ステップS52において取得された断層像における所定の画像領域に、ステップS54において特定された眼底像における画像領域を重ね合わせて表示部240Aに表示させる。いくつかの実施形態では、制御部210は、ステップS51において取得された眼底像と、断層像における所定の画像領域に眼底像において対応する画像領域を重ね合わせた断層像とを表示部240Aに表示させる。
上記の実施形態において、画像補正部234又は画像補正部234aは、断層像における所定部位の所定の層領域を予め決められた画素値に設定することにより断層像を補正してもよい。例えば、断層像において、所定部位における第1層領域の画素値は眼底像に基づいて補正され、当該所定部位の第2層領域(第1層領域より深層又は浅層の層領域)の画素値はあらかじめ決められた画素値に設定される。これにより、眼底像の階調表現を適用しつつ、断層像に描出された層領域を識別可能に表示することが可能になる。
実施形態に係る眼科情報処理装置、眼科装置、眼科情報処理方法、及びプログラムについて説明する。
以上に示された実施形態又はその変形例は、この発明を実施するための一例に過ぎない。この発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形、省略、追加等を施すことが可能である。
100 OCTユニット
200 演算制御ユニット
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
212A 眼球パラメータ
220 画像形成部
230、230a データ処理部
231 形状補正部
232 層領域特定部
233 画素位置特定部
234、234a 画像補正部
235 眼内距離算出部
236 画像領域特定部
E 被検眼
LS 測定光
Claims (16)
- 被検眼の所定部位が多階調で描出された正面画像と前記被検眼におけるスキャン中心位置を中心に偏向された測定光を用いて得られたOCT画像とを取得する取得部と、
前記測定光の進行方向に沿うように前記所定部位の形状を補正すると共に、互いに隣接するAスキャン画像の間の画素を前記スキャン中心位置からの距離に応じて補間して補正OCT画像を生成する形状補正部と、
前記補正OCT画像における前記所定部位の第1位置を含む領域の画素値を、前記正面画像において前記第1位置に対応する第2位置の画素値に基づいて補正する画像補正部と、
を含む、眼科情報処理装置。 - 前記第1位置に対応する前記第2位置を特定する位置特定部を含み、
前記画像補正部は、前記特定された第2位置の画素値を前記第1位置の画素値に基づいて補正する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科情報処理装置。 - 前記OCT画像における所定の層領域を特定する層領域特定部を含み、
前記画像補正部は、前記OCT画像における前記所定の層領域の少なくとも一部に前記正面画像の画像領域をマッピングすることにより前記OCT画像を補正する
ことを特徴とする請求項1に記載の眼科情報処理装置。 - 前記画像補正部は、前記OCT画像における前記所定部位の所定の層領域をあらかじめ決められた画素値に設定することにより前記OCT画像を補正する
ことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置。 - 前記画像補正部により補正された前記OCT画像を表示手段に表示させる表示制御部を含む
ことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置。 - 被検眼の所定部位が多階調で描出された正面画像と前記被検眼におけるスキャン中心位置を中心に偏向された測定光を用いて得られたOCT画像とを取得する取得部と、
前記測定光の進行方向に沿うように前記所定部位の形状を補正すると共に、互い隣接するAスキャン画像の間の画素を前記スキャン中心位置からの距離に応じて補間して補正OCT画像を生成する形状補正部と、
前記補正OCT画像における前記所定部位の第1位置を含む領域を、前記正面画像において前記第1位置に対応する第2位置の画素値に基づいて表示手段に表示させる表示制御部と、
を含む、眼科情報処理装置。 - 前記所定部位は、眼底又はその近傍である
ことを特徴とする請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置。 - 前記正面画像は、前記所定部位が2以上の色成分で描出されたカラー画像である
ことを特徴とする請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置。 - 前記所定部位を撮影するための撮影部と、
前記OCT画像を取得するためのOCT部と、
請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の眼科情報処理装置と、
を含む眼科装置。 - 被検眼の所定部位が多階調で描出された正面画像と前記被検眼におけるスキャン中心位置を中心に偏向された測定光を用いて得られたOCT画像とを取得する取得ステップと、
前記測定光の進行方向に沿うように前記所定部位の形状を補正すると共に、互いに隣接するAスキャン画像の間の画素を前記スキャン中心位置からの距離に応じて補間して補正OCT画像を生成する形状補正ステップと、
前記補正OCT画像における前記所定部位の第1位置を含む領域の画素値を、前記正面画像において前記第1位置に対応する第2位置の画素値に基づいて補正する画像補正ステップと、
を含む、眼科情報処理方法。 - 前記OCT画像における所定の層領域を特定する層領域特定ステップを含み、
前記画像補正ステップは、前記OCT画像における前記所定の層領域の少なくとも一部に前記正面画像の画像領域をマッピングすることにより前記OCT画像を補正する
ことを特徴とする請求項10に記載の眼科情報処理方法。 - 前記画像補正ステップは、前記OCT画像における前記所定部位の所定の層領域をあらかじめ決められた画素値に設定することにより前記OCT画像を補正する
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の眼科情報処理方法。 - 前記画像補正ステップにおいて補正された前記OCT画像を表示手段に表示させる表示制御ステップを含む
ことを特徴とする請求項10~請求項12のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法。 - 被検眼の所定部位が多階調で描出された正面画像と前記被検眼におけるスキャン中心位置を中心に偏向された測定光を用いて得られたOCT画像とを取得する取得ステップと、
前記測定光の進行方向に沿うように前記所定部位の形状を補正すると共に、互いに隣接するAスキャン画像の間の画素を前記スキャン中心位置からの距離に応じて補間して補正OCT画像を生成する形状補正ステップと、
前記補正OCT画像における前記所定部位の第1位置を含む領域を、前記正面画像において前記第1位置に対応する第2位置の画素値に基づいて表示手段に表示させる表示制御ステップと、
を含む、眼科情報処理方法。 - 前記所定部位は、眼底又はその近傍である
ことを特徴とする請求項10~請求項14のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法。 - コンピュータに、請求項10~請求項15のいずれか一項に記載の眼科情報処理方法の各ステップを実行させることを特徴とするプログラム。
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