JPH07213491A - 角膜内皮細胞密度計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業者の手作業を経ることなく、簡単な手順
で角膜内皮細胞の密度の概略値を検出することができる
装置を提供することを目的とする。 【構成】 角膜内皮細胞の画像を取り込むＣＣＤカメラ
１０と、入力された画像を処理して二値化する二値化手
段２１と、二値化された画像中の連続した図形をグルー
プ化して前記角膜内皮細胞の細胞単位としてラベリング
するラベリング手段２２と、ラベリングされた区画の面
積の平均値を求め、この平均値に基づいて前記内皮細胞
の概略密度を求める演算手段２３とを備えることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、角膜内皮細胞の密度
の概略値を測定する角膜内皮細胞密度計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、角膜内皮細胞の密度を測定する場
合、次の方法が一般的に用いられている。

【０００３】第１の方法は、角膜内皮細胞撮影装置によ
り撮影された角膜内皮画像写真の一部を、作業者が黒色
のペン等を用いて細胞壁に沿ってトレースし、このトレ
ースした画像をイメージスキャナー、ＣＣＤカメラ等の
画像入力手段によりコンピュータに入力し、コンピュー
タによりこの画像を二値化して細胞の面積を計算するこ
とにより細胞密度を求める。

【０００４】また、第２の方法は、画像入力手段により
コンピュータに入力された画像をディスプレイに表示
し、作業者がマウス等のポインティングデバイスを用い
て細胞の中心点付近をマーキングし、マーキングされた
細胞の個数と表示された面積とから細胞密度を求める。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、いずれも作業者がトレース、あるい
はマーキングといった手作業をしてからコンピュータに
より処理をするため、計測結果は正確に求められるもの
の、作業が繁雑で手間と時間とがかかるという問題を有
する。

【０００６】また、従来の方法では、作業性の低さから
多量のデータの蓄積が現実的には困難であるため、統計
的に信頼できる標本データを得ることが困難となり、解
析結果が不安定であるという問題も有している。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑み、作業者の手作業を経ることなく、簡単な手順で角
膜内皮細胞の密度の概略値を検出することができる装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる角膜内
皮細胞密度計測装置は、検査の初期段階においては必ず
しも細胞密度を厳密に計測する必要がなく、概略値を知
るのみでも十分有用であることに着目してなされたもの
であり、角膜内皮細胞の画像を取り込む画像入力手段
と、入力された画像を処理して二値化する二値化手段
と、二値化された画像中の連続した図形をグループ化し
て前記角膜内皮細胞の細胞単位としてラベリングするラ
ベリング手段と、ラベリングされた区画の面積の平均値
を求め、該平均値に基づいて前記内皮細胞の概略密度を
求める演算手段とを備えることを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、この発明にかかる角膜内皮細胞密度計
測装置の実施例を説明する。

【００１０】図１は、実施例にかかる角膜内皮細胞密度
計測装置の一実施例を示すブロック図である。この装置
は、角膜内皮細胞の画像を取り込む画像入力手段として
のＣＣＤカメラ１０と、入力された画像を処理するコン
ピュータ２０と、検査結果等を表示するディスプレイ３
０とから概略構成されている。

【００１１】コンピュータ２０は、入力された画像を二
値化する二値化手段２１と、二値化された画像中の連続
した図形をグループ化して角膜内皮細胞の細胞単位とし
てラベリングするラベリング手段２２と、ラベリングさ
れた区画の面積の平均値を求め、この平均値に基づいて
内皮細胞密度の概略値を求める演算手段２３とを備えて
いる。これらの手段は、実際にはコンピュータ２０の外
部記憶装置に格納されたプログラムにより実現される。

【００１２】図２は、上記のプログラムの概略を示すフ
ローチャートである。以下、このフローチャートにした
がって実施例の装置における細胞密度計測処理について
説明する。

【００１３】ステップ１(Ｓ１)では、ＣＣＤカメラ１０
により角膜内皮細胞の画像が撮影され、画像信号として
コンピュータ２０内に取り込まれる。ステップ２(Ｓ２)
では、画像信号に含まれる電気的なノイズや、ＣＣＤ上
のゴミ等によるノイズを除去するため、平滑化やメディ
アンフィルタ等の手法を用いたノイズ除去の処理が実行
される。

【００１４】ステップ３(Ｓ３)では、画像の周辺光量の
低下等による濃度のアンバランスが補正され、ステップ
４(Ｓ４)では、方向別濃度比較等による線強調の処理が
実行される。

【００１５】ステップ５(Ｓ５)では、画像データが所定
のスレッショルドレベルを基準として二値化され、ステ
ップ６(Ｓ６)では、二値化された画像データに基づき、
図形の輪郭を１画素幅の線に細める細線化の処理が実行
される。細線化された画像の一例を、図３に示す。

【００１６】ステップ７(Ｓ７)では、二値化された画像
中の連続した図形をグループ化して角膜内皮細胞の細胞
単位としてラベリング処理が施され、ステップ８(Ｓ８)
では、ラベリングされた各区画の面積が算出される。^面
積値の度数分布は、一般に図４に示したような最大度数
面積を対称軸とする左右対称の分布となることが知られ
ている。なお、図４での面積は、画像上のピクセル数で
表示されている。

【００１７】ステップ９(Ｓ９)では、ステップ８で求め
られた各区画の面積の平均値が算出され、ステップ１０
(Ｓ１０)では、上記の平均値から細胞密度が求められ
る。

【００１８】ステップ１１(Ｓ１１)では、求められた細
胞密度値が、所定の幅を持つ範囲として表示される。こ
の装置は、細胞密度の概略値を求めることが目的であ
り、かつ、ラベリング処理により得られる単一細胞の面
積にも後述する誤差が含まれる可能性もあるため、求め
られた細胞密度値そのものを出力とせず、求められた密
度値が、５００〜３５００セル／mm2の間で５００セル
／mm2毎に区分された６つの段階のいずれに属するかを
表示する。例えば、求められた密度値が１１００セル／
mm2であれば、「１００１−１５００(セル／mm2)」のよ
うに表示する。また、細胞密度値が所定の基準値(ここ
では、例えば１５００セル／mm2)より小さい場合には、
詳細な検査が必要であることを密度の表示と併せて警告
表示する。

【００１９】この概略値が正常な範囲内にあると判断、
表示された場合には、角膜内皮細胞密度の検査はこの段
階で終了し、正常範囲にないと判断、表示された場合に
は、より詳細な検査段階へと進められる。詳細な検査に
は、従来用いられていたような作業者の手作業を必要と
する手法を用いることができる。

【００２０】次に、ステップ６において求められる細線
化画像に含まれる可能性がある誤差と、この誤差による
影響を低減させる処理について説明する。

【００２１】ステップ６における検出誤差とは、第１
に、細胞間を区分する細胞壁が検出されず、複数の細胞
が単一の細胞として認識される誤差であり、第２に、単
一細胞内で細胞壁以外の部分が細胞壁として検出され、
単一の細胞が複数の細胞として認識される誤差である。
これらの誤差が含まれると、極端に大きな面積、あるい
は極端に小さな面積が単一の細胞の面積値として得られ
ることとなるため、求められる平均値の誤差が大きくな
るという問題が生じる。

【００２２】ただし、ほとんどの細胞は、正しく認識さ
れるため、かつ、この装置の目的はあくまで密度の概略
値を求めることにあるため、この誤差の影響については
考慮しなくともよいが、より正確な処理が求められる場
合には、この誤差を低減する処理を含ませることもでき
る。

【００２３】このような誤差による影響を低減するため
には、ステップ９において、所定の最大基準値より大き
な面積、あるいは最小基準値より小さい面積について
は、検出誤差である可能性が高いものと判断し、これら
を演算対象から除いて平均値を算出するようにすればよ
い。

【００２４】この場合には、得られた面積値の度数分布
を(１)式で示される正規分布であると仮定し、その平
均、分散を求める。そして、得られた平均と分散とを利
用し、平均値演算に用いるデータの上限MAX、下限MINを
決定する。

【００２５】

【数１】

【００２６】例えば、全面積データの中の９０％のデー
タを用いる場合には、正規分布の標準形で面積が０．９
となるｚの値(約１．６５)を求め、上限MAX＝１．６
５、下限MIN＝−１．６５とする。ｚの値を求めるに
は、(１)式を級数展開して初めの数項を実際に積分する
か、あるいは、正規分布の数値表を用いればよい。

【００２７】上限MAX、下限MINが求められたら、この範
囲内にある面積のデータを用いて面積の平均値を求めれ
ばよい。この方法では、撮影された画像内の細胞面積の
平均を正確に求めることはできないが、検出誤差による
影響を低減することにより、検出誤差の生じる確率が大
きい場合には、撮影範囲内の全細胞を対象とするよりも
正確な平均値を求めることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、作業者の手作業を経ずに角膜内皮細胞の細胞密度の
概略値を迅速に求めることができる。したがって、多量
の検査データを短時間で処理することができ、統計的に
信頼できる標本データを得ることが可能となるために、
解析結果が安定する。

【００２９】また、実際の運用上は、第１段階の検査と
してこの発明の装置で密度の概略値を求め、検出された
密度が正常な範囲にない場合にのみ、第２段階としてよ
り詳細な検査を行なうことにより、正常眼に対して不必
要に詳細な検査をする必要がなくなり、集団検査等にお
ける検査の効率を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明にかかる角膜内皮細胞密度計測装置
の一実施例を示すブロック図である。

【図２】 実施例の装置の処理手順を示すフローチャー
トである。

【図３】 細線化された画像の一例を示す説明図であ
る。

【図４】 面積値の度数分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…ＣＣＤカメラ ２０…コンピュータ ２１…二値化手段 ２２…ラベリング手段 ２３…演算手段 ３０…ディスプレイ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角膜内皮細胞の画像を取り込む画像入力
   手段と、 入力された画像を処理して二値化する二値化手段と、 二値化された画像中の連続した図形をグループ化して前
   記角膜内皮細胞の細胞単位としてラベリングするラベリ
   ング手段と、 ラベリングされた区画の面積の平均値を求め、該平均値
   に基づいて前記内皮細胞の概略密度を求める演算手段と
   を備えることを特徴とする角膜内皮細胞密度計測装置。
2. 【請求項２】 前記ラベリング手段によりラベリングさ
   れた区画から、所定の基準面積以上、あるいは基準面積
   以下の区画の面積値を除外して前記平均値を求めること
   を特徴とする請求項１に記載の角膜内皮細胞密度計測装
   置。