JPH07178055A - 眼底画像解析方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蛍光初期の段階でも蛍光眼底画像の解析を容
易に行うことができる蛍光眼底解析方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 本発明に係わる時系列的に蛍光眼底画像を撮
影する蛍光眼底解析方法は、少量の蛍光剤２１を最初に
注入して血管３２を識別可能の状態する。そして、所定
時間経過後に規定量の蛍光剤２１を注入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時系列的に撮像された
蛍光眼底画像を解析する眼底画像解析方法及びその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、被検者に蛍光剤を静注し、蛍
光眼底画像を撮像し、画像処理技術を使用して蛍光眼底
画像を解析することが行われている。例えば、日眼会誌
第９１卷第１０号には、蛍光剤としてのフルオレスセイ
ンを被検者に注入し、公知の眼底カメラを使用して時系
列的に蛍光眼底画像を撮像し、この蛍光眼底画像上の動
脈、静脈を特定し、この動脈、静脈の適宜箇所を測定部
位に指定し、その各測定部位の輝度平均値の時間的変化
に基づいて、血流の網膜平均循環時間を解析している。

【０００３】また、特開平５−１３７６９６号公報に
は、蛍光眼底画像を複数の領域に分割し、各領域毎に血
管相当部位の輝度値としての画素値の時間的変化に基づ
き色素希釈曲線のパラメーターを決定し、このパラメー
ターを血流の網膜平均循環時間算出式に代入することに
より、血流の網膜平均循環時間を解析することが開示さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、日眼会誌第
９１卷第１０号に開示の眼底画像解析方法では、蛍光眼
底像１は、図１に示すように、例えばフレームメモリー
２に記憶される。その図１において、符号３は例えば動
脈を示している。この動脈３の測定部位４を指定するに
は、その測定部位４に対応するフレームメモリー２の番
地（Ｘｉ、Ｙｉ）を含めてその近傍を指定する。すなわ
ち、その測定部位４はフレームメモリー２の番地（Ｘ
ｉ、Ｙｉ）を含めてその近傍の番地を指定することによ
り行われる。ところが、被検眼が撮像中に動くと、時系
列的に撮像された前回の蛍光眼底画像１と今回の蛍光眼
底画像１´（破線で示されている）との間に画像ズレが
生じる。このような場合、番地（Ｘｉ、Ｙｉ）の画素値
を用いて画像解析を行うことにすると測定部位４がずれ
ているために、本来、測定部位として指定されるべき箇
所４´とは異なる測定部位４の輝度を測定することにな
り、測定誤差を生じる問題がある。

【０００５】一方、特開平５−１３７６９６号公報に開
示の眼底画像解析方法では、時系列的蛍光眼底画像の歪
等をアフィン変換等の画像処理技術を用いて修正し、各
時系列的蛍光眼底画像の位置ズレの修正を行っている。

【０００６】しかしながら、これらの従来の眼底画像解
析方法では、蛍光剤が網膜の動脈血管に流入し始めた初
期の段階では、蛍光眼底画像の解析処理を行うことがで
きないという不都合を有する。

【０００７】というのは、蛍光剤が網膜の動脈血管に流
入し始めた初期の段階では、蛍光剤は眼底の全体に充分
に行き渡っておらず、図２に示すように、視神経乳頭５
と、その近傍の動脈６以外の残余の血管部分は蛍光眼底
画像１として写っておらず、動脈、静脈の測定部位の指
定を行おうとしても行うことができないからである。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みて為されたもの
で、その目的とするところは、蛍光初期の段階でも蛍光
眼底画像の解析を行うことのできる眼底画像解析方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる請求項１
に記載の眼底画像解析方法は、時系列的に蛍光眼底画像
を撮影する蛍光眼底解析方法において、少量の蛍光剤を
最初に注入して血管を識別可能の状態にし、所定時間経
過後に規定量の蛍光剤を注入して画像解析を行うために
眼底画像を撮影することを特徴とする。

【００１０】本発明に係わる請求項３に記載の眼底画像
解析装置は、少量の蛍光剤を注入して血管を識別可能の
状態にし、その後に規定量の蛍光剤を注入して画像解析
を行うために眼底画像を撮影するために、前記少量の蛍
光剤が前記眼底の血管に充分に行き渡ったことを検知す
る検知手段を備えている。

【００１１】

【作用】本発明に係わる請求項１に記載の眼底画像解析
方法によれば、少量の蛍光剤の注入により、画像上で血
管の位置が識別可能の状態になる。従って、蛍光眼底画
像の初期の段階から、その画像解析を行うことができ
る。

【００１２】本発明に係わる請求項３に記載の眼底画像
解析装置によれば、規定量の蛍光剤の注入の自動化を図
ることが可能になる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明に係わる眼底画像解析方法の
実施例を図面を参照しつつ説明する。

【００１４】図３において、符号１０は眼底カメラであ
る。この眼底カメラ１０には公知の構成のものを用い
る。眼底カメラ１０にはＴＶアタッチメント１１を介し
てＴＶカメラ１２が取り付けられる。このＴＶカメラ１
２は画像処理装置１３に接続されている。画像処理装置
１３は大型コンピュータ又はマイクロコンピュータから
構成されている。その画像処理装置１３は眼底カメラ１
０に接続され、眼底カメラ１０はその画像処理装置１３
により適宜制御される。また、画像処理装置１３はフレ
ームメモリー装置１４、ディスプレー１５、プリンター
１６に接続されている。フレームメモリー装置１４はＴ
Ｖカメラ１２により撮像された蛍光初期段階から蛍光後
期段階までの各段階に渡る各蛍光眼底画像を時系列的に
記憶保持する。ディスプレー１５はＴＶカメラ１２によ
り撮像中のリアルタイムの蛍光眼底画像、フレームメモ
リー装置１４に記録されている各蛍光眼底画像、画像処
理装置１３により解析された解析結果情報を表示する役
割を有する。プリンター１６はフレームメモリー装置１
４に記録されている各蛍光眼底画像をハードコピーとし
て出力するほか、画像処理装置１３により解析された解
析結果情報を出力する役割を有する。

【００１５】蛍光剤は、例えば図４に示すように、被検
者の静脈に注射針１７を刺し、注入装置１８を介して注
入される。注入装置１８は注射器１９と注射器２０とか
ら構成されている。注射器１９には蛍光剤２１が貯留さ
れ、注射器２０には生理食塩水２２が貯留されている。
その注射器１９と注射器２０とはコック２３、チューブ
２４を介して注射針１７に連結されている。

【００１６】この実施例では、画像処理装置１３は注入
装置１８の駆動制御にも用いられる。測定者が蛍光剤注
入ボタン（図示を略す）を操作すると、画像処理装置１
３はステッピングモーター２５に駆動信号を出力する。
これによりピストン２５が駆動され、蛍光剤２１が静脈
に注入される。ここでは、少量の蛍光剤２１が静脈に注
入される。その蛍光剤の注入量は約１ｃｃである。その
後、画像処理装置１３はステッピングモーター２６に駆
動信号を出力し、これによりピストン２７が自動的に駆
動されて、生理食塩水２２が静脈に注入される。生理食
塩水２２の注入は、チューブ２４に貯っている蛍光剤２
１を静脈に完全に注入するために行う。

【００１７】蛍光剤２１が静脈に注入されると、人間の
場合には、１０秒程度で蛍光剤２１が網膜の動脈に流入
し始める。このとき、眼底に励起光を照射すると、図５
に示す初期段階の蛍光眼底画像２８が得られる。その図
５において、符号２９は視神経乳頭部、符号３０は動脈
の第１分岐である。この初期段階では、蛍光剤２１が眼
底の全体に行き渡っていないので、視神経乳頭部２９、
動脈の第１分岐３０以外の箇所の蛍光画像は得られず、
蛍光眼底画像の全容を得られない。しばらくすると、網
膜の動脈を通って蛍光剤２１が細部に行き渡るようにな
る。また、蛍光剤２１が全体にたとえ行き渡ったとして
も、蛍光剤２１が眼底全体に行き渡った直後は、微弱な
蛍光しか得られず、背景との輝度差が小さいので、肉眼
では血管を認識できたとしても、画像処理技術を利用し
て自動的に血管を抽出することは難しい。

【００１８】本発明では、この自動的に血管を抽出する
ことができるようにするため、背景との輝度差が自動的
に認識できる程度の輝度値に達するまで２度目の蛍光剤
２１の注入を待っている。

【００１９】例えば、第１回目の少量の蛍光剤２１の注
入時点から２０秒程度経過すると、図６に示すように、
眼底全体に蛍光剤２１が充分に行き渡り、画像処理技術
を利用して自動的に血管を抽出することができる程度の
輝度を有する蛍光眼底画像を得ることができる。その図
６において、符号３１は動脈の第２分岐、第３分岐を示
す。動脈血管はその血管が分岐する度に細くなり、毛細
血管を介して静脈につながっているが、ここでは、静脈
は図示が省略されている。

【００２０】画像処理装置１３は、所定時間（例えば少
量の蛍光剤２１の注入時点から２０秒）が経過すると、
自動的にステッピングモーター２５を駆動する。これに
より、蛍光剤２１が規定量静脈に注入される。ここで、
規定量とは第１回目に注入された蛍光剤２１の注入量と
今回注入された蛍光剤２１の注入量との和をいい、この
実施例では、５ｃｃである。従って、この実施例では、
第２回目の蛍光剤２１の注入量は４ｃｃである。画像処
理装置１３は、第２回目の蛍光剤２１の注入後、ステッ
ピングモーター２６を駆動する。これにより、生理食塩
水２２が静脈に注入され、チューブ２４に残存する蛍光
剤２１が静脈に完全に送り込まれる。この実施例では、
注入装置１８を使用して蛍光剤を自動的に静脈に注入し
ているが、これに限るものではなく、医者又は看護婦が
公知の方法により２度に分けて蛍光剤を注入することも
できる。また、この実施例では、第１回目の蛍光剤２１
の注入時点から一定時間経過後に、蛍光剤２１の第２回
目の注入を行うことにしているが、第１回目の注入によ
る蛍光剤２１の眼底への行き渡りを目視により確認し
て、蛍光剤２１の第２回目の注入を行ってもよい。更
に、画像処理装置１３に少量の蛍光剤が眼底の血管に充
分に行き渡ったことを検知する検知手段を設け、この検
知手段の検知結果により蛍光剤２１の第２回目の注入を
行うようにしてもよい。例えば、検知手段には、蛍光眼
底画像の全領域の画素の輝度値を加算し、その平均輝度
が基準値以上であるか否かを判断する構成を採用するこ
とができる。

【００２１】第２回目の蛍光剤の注入を行ってから、１
０秒程度経過すると、視神経乳頭部２９、動脈の第１分
岐３０の輝度が図７に斜線で示すように一層明るくな
る。画像処理装置は、図８に示すように、例えば、最も
高い輝度を有する視神経乳頭部２９を抽出する。そし
て、視神経乳頭部２９からほぼ放射状に広がる動脈血管
の第２分岐、第３分岐３２を追跡し、第２、第３分岐で
ある動脈血管３２に相当する画素を抽出する。

【００２２】次に、各動脈血管３２の分岐点３１を求め
る。そして、この分岐点３１を中心にして所定半径の円
３３を描き、動脈血管３２と円３３との交点領域３４を
求める。この交点領域３４を測定部位とする。この交点
領域３４は円でも四角形でもよいが、円３３よりも小さ
いが動脈血管３２を包含するには充分な大きさとする。

【００２３】図９に拡大して示すように、この交点領域
３４の中には、複数個の画素が含まれている。この交点
領域３４に含まれる画素を番地（Ｘｉ、Ｙｉ）で特定す
る。ここで、動脈血管３２に相当する画素の輝度値とし
ての画素値は、残余の画像部分の画素値よりも大きい。
動脈血管３２には蛍光剤２１が流れているからである。
そこで、各交点領域３４に含まれる画素の画素値のうち
の輝度値の高い方から順に複数個を解析のために用い
る。輝度値の低い方の画素値は、動脈血管３２以外の部
分と考えられるからである。そして、これらの画素値を
加算して、その総和あるいは平均値を求め、この総和又
は平均値をその測定部位の評価画素値とする。次に、注
入された第２回目の蛍光剤２１が交点領域３４に至る
と、交点領域３４の輝度値が大きく変化する。そこで、
今回得られた輝度値から先ほど特定した画素の輝度値を
引算することにより得られた輝度差の絶対値の総和又は
平均値を評価画素値として用いることもできる。

【００２４】血流の流れの状態は、例えば以下に説明す
る方法を用いて判断する。

【００２５】今、図９において、分岐点３１を境に左側
の動脈の第２分岐３５よりも先方部分に血流の停滞部分
があり、右側の動脈の第２分岐３６の先方部分には血流
の停滞部分がないものとする。そして、その動脈の第２
分岐３５の測定部位を交点領域３７とし、動脈の第２分
岐３６の測定部位を交点領域３８とする。

【００２６】今、交点領域３４の平均輝度（評価画素
値）が時刻ｔ０（図１０を参照）において、低輝度レベ
ルＬ１から高輝度レベルＨ１に変化を開始したとする。
このとき、第２回目の注入による蛍光剤２１はまだ交点
領域３７、３８に到達していないので、交点領域３７、
３８の輝度は低輝度レベルＬ２、Ｌ３である。動脈の第
２分岐３６の先方部分には血流の停滞がなく、動脈の第
２分岐３５の先方部分には血流の停滞があるので、第２
回目の蛍光剤２１は交点領域３７に較べて交点領域３８
に早く達する。従って、交点領域３８の平均輝度は、交
点領域３７の平均輝度よりも早く大きくなる。交点領域
３８の平均輝度が低輝度レベルＬ２から高輝度レベルＨ
２に変化を開始した時刻をｔ１、交点領域３７の平均輝
度が低輝度レベルＬ３から高輝度レベルＨ３に変化を開
始した時刻をｔ２とする。その時刻ｔ２と時刻ｔ１との
差を測定することにより、いずれの血管の分岐部分に血
流の滞溜があるかを判定することができる。すなわち、
血管の分岐点を中心にして円を描いて測定部位を定める
方法を採用すれば、どの血管に血流の滞溜があるか否か
を容易に見分けることができる。

【００２７】測定部位の指定は、血管の分岐点を中心に
して決定する方法の他、下記の方法が考えられる。

【００２８】図１１はその測定部位の指定の変形例を示
すもので、この図１１では、視神経乳頭部２９を抽出
し、この視神経乳頭部２９の点３９を中心に等間隔の同
心円４０を描き、同心円４０と動脈血管３２との交点領
域３４を測定部位としたものである。同心円４０の代わ
りに楕円を用いてもよい。

【００２９】図１２はその測定部位の指定の他の変形例
を示すもので、この図１２では、視神経乳頭部２９を抽
出し、この視神経乳頭部２９の点３９を中心に等間隔の
縦線４１と動脈血管３２との交点領域３４を測定部位と
したものである。

【００３０】この他、視神経乳頭部２９の点３９を中心
に等間隔の横線と動脈血管との交点領域を求めて、この
交点領域を測定部位とすることもできる。また、縦線と
横線とによる格子と動脈血管との交点領域を測定部位と
してもよい。更に、視神経乳頭部２９の点３９を起点と
する螺旋と動脈血管との交点領域を測定部位とすること
もできる。

【００３１】次に、血流の測定方法について説明する。

【００３２】図１３に示すように、視神経乳頭部２９の
リム４２を抽出し、このリム４２と動脈血管４３との交
点４４を求める。そして、この交点４４を中心にして円
４５を描き、円４５と動脈血管４３との交点領域４６を
求める。次に、この交点領域４６の中心を中心に先ほど
と同じ半径の円４５´を描き、この円４５´と動脈血管
４３との交点領域４６´を求める。これを順次繰り返す
ことにより、動脈血管４３をほぼ等間隔に分割できる。

【００３３】今、交点領域イと交点領域ロとに着目す
る。交点領域イ、交点領域ロの平均輝度は、第２回目の
蛍光剤２１の注入直後（時刻Ｔ０）は、図１４（イ）、
（ロ）に示すように低輝度レベルにある。蛍光剤２１は
脈波Ｍに呼応して動脈血管４６に送り込まれる。すなわ
ち、交点領域イ、ロの平均輝度は脈波Ｍの頂点Ｍ０より
もある時間遅れて急に高くなる。従って、時間を横軸に
とって各画像毎の交点領域イ、ロの平均輝度の変化を表
わすと、平均輝度の変曲点４７、４７´を求めることが
できる。ここで、脈波Ｍの間隔が安定している場合には
変曲点４７、４７´の間隔はほぼ一定である。交点領域
ロは交点領域イよりも乳頭部２９を基準にして遠くの位
置にある。従って、交点領域ロの変曲点４７´は交点領
域イの変曲点４７よりも遅れて得られる。今、変曲点４
７が得られた時刻をＴ１、変曲点４７´が得られた時刻
をＴ１´とし、時刻Ｔ１、Ｔ１´の差（Ｔ１´−Ｔ１）
を求める。そして、交点領域イと交点領域ロとの距離を
他の測定手段により求め、この交点領域イと交点領域ロ
との距離を差（Ｔ１´−Ｔ１）により割れば、およその
血流の速度を求めることができる。このようにして、各
動脈血管について求めた血流の速度を図１５に示すよう
に色分けして表示することもできる。その図１５におい
て、符号４８は流速の早い血管部分（斜線で示す）、符
号４９は流速の中くらいの血管部分（黒塗りで示す）、
符号５０は流速の遅い部分である。

【００３４】なお、図１４に示す脈波と平均輝度の変化
とをディスプレイ１５に同時に表示する構成とすること
もできる。また、図１３に示すように、撮影倍率スケー
ル５１を同時に写し込んでおけば、各測定部位の間隔を
より一層客観的に判断できる。

【００３５】画面全体に方眼状に撮影倍率スケール５１
を写し込むことにすれば、像の歪による画面各部の撮影
倍率の違いを判断することができる。

【００３６】また、図１４（イ）に示すように、勾配５
２を求めることにより、交点領域イの血流状態を求めて
もよい。ただし、その場合は絶対値ではなく相対値にな
る。

【００３７】

【効果】本発明に係わる眼底画像解析方法及びその装置
は、以上説明したように構成したので、蛍光初期の段階
でも蛍光眼底画像の解析を容易に行うことができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 フレームメモリに記憶された蛍光眼底画像を
示す図である。

【図２】 蛍光初期の蛍光眼底画像を示す図である。

【図３】 本発明に係わる眼底画像解析方法に使用する
装置のブロック図である。

【図４】 蛍光剤の注入の一例を示す図である。

【図５】 少量の蛍光剤を注入してから１０秒程度経過
した直後の蛍光眼底撮影画像の状態を示す図である。

【図６】 注入された少量の蛍光剤が眼底に充分に行き
渡った状態を示す蛍光眼底撮影画像の図である。

【図７】 規定量の蛍光剤が眼底に流入し始めた直後の
状態を示す蛍光眼底撮影画像の図である。

【図８】 血管の分岐点を基準にしてその前後を測定部
位に指定する方法を説明するための蛍光眼底撮影画像の
図である。

【図９】 測定部位の指定の一例を拡大して示す部分図
である。

【図１０】 図９に示す測定部位の輝度変化の一例を示
す図である。

【図１１】 測定部位の指定の変形例を説明するための
蛍光眼底撮影像を示す図である。

【図１２】 測定部位の指定の他の変形例を説明するた
めの蛍光眼底撮影像を示す図である。

【図１３】 血流速度の測定の一例を説明するための蛍
光眼底撮影像を示す図である。

【図１４】 測定部位の蛍光輝度の経時的変化の一例を
脈波に関連させて示すグラフである。

【図１５】 血流速度の相違を色分けして表示する場合
の一例を示す図である。

【符号の説明】

２１…蛍光剤 ２８…蛍光眼底画像 ３１…分岐点 ３２…動脈血管 ３３…円 ３４…交点領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時系列的に蛍光眼底画像を撮影する蛍光
   眼底解析方法において、少量の蛍光剤を最初に注入して
   血管を識別可能の状態にし、所定時間経過後に規定量の
   蛍光剤を注入して画像解析を行うために眼底画像を撮影
   することを特徴とする蛍光眼底解析方法。
2. 【請求項２】 所定時間経過後とは、前記第１回目に注
   入された蛍光剤が眼底の動脈血管に充分に行き渡った後
   であることを特徴とする請求項１に記載の眼底画像解析
   方法。
3. 【請求項３】 少量の蛍光剤を注入して血管を識別可能
   の状態にし、その後に規定量の蛍光剤を注入して画像解
   析を行うために眼底画像を撮影するために、前記少量の
   蛍光剤が前記眼底の血管に充分に行き渡ったことを検知
   する検知手段を備えている眼底画像解析装置。