JP2007319416A - Retinal function measurement apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検者眼の網膜機能を光学的に計測する網膜機能計測装置に関する。 The present invention relates to a retinal function measuring device that optically measures a retinal function of a subject's eye.
被検者眼の網膜機能を光学的に計測する装置として、被検者眼の網膜を照明し、照明された網膜領域からの光を受光して眼底画像を得る手段と、被検者眼の網膜に対して刺激光を照射する手段と、を備え、被検者眼の眼底(網膜)への刺激光照射前後における網膜領域の明るさの微小な変化を求めることにより、被検者眼の網膜機能の変化を画像化し、網膜の機能を評価する技術が開示されている(特許文献1参照)。
このような装置を用いて網膜機能を計測しようとする場合、刺激前後での変化量は非常に微小であるため、高い利得で変化量を算出する。したがって微小な変化量を捕らえるためには、その増幅率を上げればよいが、一方で飽和してしまう情報が多くなることとなる。、例えば、網膜領域の明るさの変化情報を計測画像として単純にグレースケール等にてマッピング表示する場合、設定している増幅率によって生じる飽和部分が全体のどの程度なのかを判断できず、適正な増幅率であるかを見極め難い。その結果、網膜機能を正確に把握することが困難となる。 When the retinal function is to be measured using such an apparatus, the amount of change before and after stimulation is very small, and thus the amount of change is calculated with a high gain. Therefore, in order to capture a minute amount of change, it is only necessary to increase the amplification factor, but on the other hand, information that becomes saturated increases. For example, when the brightness change information of the retinal area is simply mapped and displayed as a measurement image in grayscale etc., it is not possible to determine how much of the saturated portion caused by the set amplification factor is appropriate and appropriate It is difficult to determine whether the gain is high. As a result, it is difficult to accurately grasp the retinal function.
本発明は、上記問題点を鑑み、表示される計測画像の飽和状態を検者が容易に確認することができ、データの信頼度を把握することができる網膜機能計測装置を提供すること、さらには過度な増幅率を抑制することのできる網膜機能計測装置を提供することを技術課題とする。 In view of the above problems, the present invention provides a retinal function measuring device that allows an examiner to easily check the saturation state of a displayed measurement image and grasp the reliability of data. An object of the present invention is to provide a retinal function measuring device capable of suppressing an excessive amplification factor.
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
(1) 被検者眼の網膜領域を照明する観察照明光学系と、
前記観察照明光学系によって照明された網膜領域からの反射光を受光して眼底画像を得るための受光光学系と、
被検者眼の網膜領域に可視刺激光を照射して網膜を刺激するための刺激光照射光学系と、
前記受光光学系によって得られる前記刺激光照射前後の眼底画像を比較して眼底画像の変化情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記変化情報に対して所定の閾値を設定し,該閾値に基づいて前記変化情報を色の濃淡を用いて表示手段にマッピング表示する表示制御手段であって,前記マッピング表示される変化情報のうち前記閾値を越えて飽和する変化情報に対しては前記色の濃淡で使用する色とは異なる色,または前記マッピング表示とは別にその割合を数値で表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする。
(2) (1)の網膜機能計測装置において、前記表示制御手段は、プラス側に飽和状態にある変化情報とマイナス側に飽和状態にある変化情報に対して各々異なる色で表示することを特徴とする。
(3) (1)の網膜機能計測装置において、前記色の濃淡とはグレースケールであり、前記閾値を超えて飽和する変化情報に対してはカラーにて表示することを特徴とする。
(4) (1)〜(3)の網膜機能計測装置は、さらに前記閾値を変更するための閾値変更手段を備え、前記表示制御手段は前記閾値変更手段にて変更された閾値を用いて前記変化情報をマッピング表示することを特徴とする。
(1) an observation illumination optical system that illuminates the retina region of the subject's eye;
A light receiving optical system for obtaining a fundus image by receiving reflected light from the retinal region illuminated by the observation illumination optical system;
A stimulation light irradiation optical system for stimulating the retina by irradiating the retina region of the subject's eye with visible stimulation light;
Obtaining means for comparing fundus images before and after the stimulation light irradiation obtained by the light receiving optical system to obtain change information of the fundus image;
A display control unit configured to set a predetermined threshold value for the change information acquired by the acquisition unit, and to display the change information on a display unit using color shading based on the threshold value; Display control means for displaying change information that saturates beyond the threshold among the displayed change information, a color that is different from the color used for the color shading, or a numerical value of the ratio separately from the mapping display When,
It is characterized by providing.
(2) In the retinal function measuring device according to (1), the display control means displays the change information that is saturated on the plus side and the change information that is saturated on the minus side in different colors. And
(3) In the retinal function measuring device according to (1), the color shading is a gray scale, and change information that saturates beyond the threshold is displayed in color.
(4) The retinal function measuring device according to (1) to (3) further includes a threshold value changing unit for changing the threshold value, and the display control unit uses the threshold value changed by the threshold value changing unit. The change information is displayed by mapping.
本発明によれば、表示される計測画像の飽和状態を検者が容易に確認することができ、データの信頼度を把握することができる。また、過度な増幅率を抑制することができる。 According to the present invention, the examiner can easily confirm the saturation state of the displayed measurement image, and the data reliability can be grasped. Moreover, an excessive gain can be suppressed.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態に係る網膜機能計測装置の光学系を示す概略構成図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical system of a retinal function measuring apparatus according to this embodiment.
図1において、本装置の光学系は、被検者眼Eの網膜領域を照明する観察照明光学系10と、観察照明光学系10によって照明された網膜領域からの反射光を受光して眼底画像を得るための受光光学系20と、被検者眼の網膜領域に可視刺激光を照射して網膜を刺激するための刺激光照射光学系30と、被検者眼を固視させるための固視光学系40と、に大別される。
In FIG. 1, the optical system of the present apparatus receives an observation illumination
観察照明光学系10は、赤外光を発するハロゲンランプ等の観察光源11、例えば波長800nm〜1000nmの赤外光を透過する赤外フィルタ12、集光レンズ13、赤外光を反射し可視光を透過する特性を持つダイクロイックミラー14、リング状の開口を有するリングスリット15、投光レンズ16、孔あきミラー17、ビームスプリッタ100、対物レンズ18を含む。なお、リングスリット15及び孔あきミラー17は、被検者眼Eの瞳孔と略共役な位置に配置されている。観察光源11から発せられた観察用照明光は、赤外フィルタ12により赤外光束とされ、集光レンズ13にて集光されたのち、ダイクロイックミラー14により反射されてリングスリット15を照明する。リングスリット15を透過した光は、投光レンズ16を介して孔あきミラー17に達する。孔あきミラー17のミラー部分で反射された光の大部分は、ビームスプリッタ100を透過し、対物レンズ18を介して被検者眼Eの瞳孔付近で一旦収束された後、拡散されて被検者眼Eの網膜の所定領域を連続的に照明する。また、孔あきミラー17で反射された光の一部は、ビームスプリッタ100で反射され、受光素子101に受光される。受光素子101は、観察光源11から出力される観察光の出力を検出する。受光素子101としては、フォトダイオード等が考えられる。なお、観察照明光学系10の光路中に配置されたビームスプリッタ100は、後述する刺激用光源からの可視の刺激光を透過するとともに、観察光源11からの観察光の大部分を透過し一部を反射する特性を有する。
The observation illumination
刺激光照射光学系30は、網膜領域に刺激を与えるための可視フラッシュ光を発光する刺激用光源、集光レンズ33、観察照明光学系10と光路を共用するリングスリット15〜対物レンズ18までの光学系を含む。刺激用光源は、可視フラッシュ光を単発またはフリッカー状に照射可能である。ここで、刺激用光源で発光した可視フラッシュ光は、集光レンズ33、ダイクロイックミラー14を介して、観察用照明光と同様の光路を経て被検者眼Eの網膜領域に照射される。
The stimulation light irradiation
受光光学系20は、対物レンズ18、光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ21、結像レンズ22、二次元受光素子23(例えば、二次元CCDセンサ)を含む。フォーカシングレンズ21は、駆動機構50の駆動により光軸方向に移動する。観察光源11によって照明された網膜領域からの反射光は、対物レンズ18を介して孔あきミラー17の前で一旦集光されたのち、孔あきミラー17の開口を通過する。そして、孔あきミラー17の開口(ホール部)を通過した反射光は、フォーカシングレンズ21を介して、結像レンズ22によって集光された後、二次元受光素子23上に結像される。
The light receiving
図1に戻ると、固視光学系40は、可視光を発光する固視光源41、ピンホール(または固視用チャート)42、可視光を反射し赤外光を透過する特性を有するダイクロイックミラー29を持ち、ダイクロイックミラー29〜対物レンズ18までの光路を受光光学系20と共用する。ピンホール42は、被検者眼Eの網膜の観察点(撮影点)と略共役な位置に配置される。固視光源41を発した光は、ピンホール42を通り、ダイクロイックミラー29にて反射された後、網膜からの反射光とは逆方向の光路を経て(結像レンズ22〜対物レンズ18)被検者眼の網膜上で結像する。
Returning to FIG. 1, the fixation
図2は本実施形態における網膜機能計測装置の制御系を示したブロック図である。70は装置全体の制御を行う制御部である。制御部70には、観察光源11、オフセット・ゲイン調整部24、A/Dコンバータ25、刺激用光源、固視光源41、フォーカス駆動機構50、記憶部72、コントロール部74、被検者眼眼底の画像形成や網膜機能を画像化するための画像処理部71等が接続される。75はモニタであり、画像処理部71にて形成した眼底画像が表示される。記憶部72は種々の情報を記憶しておくためのものである。コントロール部74は各種入力操作を行うためのものである。
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the retinal function measuring apparatus in the present embodiment. A
なお、二次元受光素子23によって検出された受光信号は、オフセット・ゲイン調整部24によってオフセット値やゲインが調整され、A/Dコンバータ25によってアナログ信号からデジタル信号に変換されたのち、制御部70へ入力されて記憶部72に記憶される。ここで、制御部70は、オフセット・ゲイン調整部24に指令信号を送ることによって、A/Dコンバータ25に入力される受光信号のオフセット値やゲインを調整できる。これにより、受光素子23のオフセット値やゲインを調整することが可能となる。
The light receiving signal detected by the two-dimensional
以上のような構成を有する網膜機能計測装置において、その動作について説明する。検者は、図示なきジョイスティック等を用いて被検眼に対して装置を移動させ、被検者眼Eの眼底に照明光が照射され、所望する眼底画像がモニタ75に表示されるように、アライメントを行う。そして、コントロール部74に設けられたフォーカス調整用スイッチを用いて駆動機構50を駆動させることにより、画像のフォーカス合わせを行う。
The operation of the retinal function measuring apparatus having the above configuration will be described. The examiner moves the apparatus with respect to the eye to be examined using a joystick (not shown), and the alignment is performed so that the fundus of the eye E is irradiated with illumination light and a desired fundus image is displayed on the
網膜機能を計測する場合には、所望する位置の眼底像がモニタ75に表示された状態にて、コントロール部74の図示なき撮影ボタンを押す。撮影ボタンが押されると、制御部70は刺激光発光前の眼底像を基準網膜画像として記憶部72に記憶させるとともに、刺激用光源を用いて被検眼Eの眼底に向けて可視のフラッシュ光を照射する。なお、赤外の照明光は、フラッシュ光の照射前後に関係なく連続的に被検眼Eの眼底の所定領域を照明し続けている。
When measuring the retinal function, a photographing button (not shown) of the
可視フラッシュ光をフリッカー状に点滅照射する場合、制御部70は、受光素子23の露光動作と刺激用光源の点滅動作とを同期させることにより刺激光照射光学系30によって繰り返し行われる刺激光照射の合間に眼底画像を取得するための画像取得制御を行う。すなわち、制御部70は、刺激用光源の点灯・消灯の繰り返しによって刺激光照射を反復して行うフリッカ刺激において、繰り返し行われる刺激光照射の合間に眼底画像を取得するための制御を行う。なお、経時的に取得される網膜画像は、随時記憶部72に記憶されていく。なお、本実施形態では、刺激用光源が継続的に点滅される時間を、任意に設定が可能な構成となっている。
In the case of flickering the visible flash light, the
より具体的には、制御部70は、受光素子23の露光・転送動作を所定の周波数(例えば、30Hz)で繰り返し行っているタイミングに合わせて、受光素子23が露光動作している間は刺激用光源31を消灯させ、受光素子23が転送動作している間に刺激用光源31を点灯させるように、刺激用光源31の点滅動作を制御する。
More specifically, the
このとき、制御部70は、受光素子23による1回の露光・転送動作によって1フレーム分の網膜画像を取得することができる。すなわち、受光素子23は、受光面に受光された眼底反射光を露光(蓄積)し、露光中の光電効果によって蓄積された電荷を電気信号として外部(記憶部72)に転送することで、網膜画像を1フレーム取得する。なお、本実施形態において、制御部70は、受光素子23の同期信号に基づいて受光素子23の露光・転送動作のタイミングを得るために、受光素子23からの電気信号と共に制御部70に入力される受光素子23の同期信号を取得する機能を有する。
At this time, the
図3は、本実施形態に係る刺激光源の点滅動作の例を示すものである。図3(a)場合、受光素子23のフレームレートに同期して常に点滅させている(受光素子23のフレームレートが30Hzの場合には、光源31の点灯動作を30Hzとする)。図3(b)は、光源31の点灯を15Hzにしたものである。すなわち、受光素子23のフレームレートが整数で割り切れるような周波数(1秒間に点灯する回数)で刺激用光源を点滅させるようなものあればよい(例えば、フレームレートが1秒間30Hzの場合には、光源31の点灯を10Hzや15Hzにする等)。なお、光源31の1回の点灯時間は、必ずしも受光素子23の転送動作にかける時間に一致させる必要はなく、受光素子23による露光動作が行われないタイミングで光源31が点灯されていればよい。
FIG. 3 shows an example of the blinking operation of the stimulus light source according to the present embodiment. In the case of FIG. 3 (a), it is always blinking in synchronization with the frame rate of the light receiving element 23 (when the frame rate of the
以上のような手法にて可視刺激光をフリッカー状に照射することにより、受光素子23によって取得される網膜画像は、どのフレームにおいても刺激光が混入されない。よって、フリッカ刺激中に取得される網膜の内因性信号をどのタイミングにおいても精度よく取得できる。したがって、フリッカ刺激を行っている間の網膜画像の明るさの変化を精度よくと求めることができ、被検眼の網膜機能をより詳細に計測することが可能となる。
By irradiating the visible stimulus light in a flicker manner by the method as described above, the stimulus light is not mixed in any frame in the retinal image acquired by the
なお、以上の説明においては、受光素子23の露光・転送動作を所定の周波数で繰り返し行っているタイミングに合わせて光源31を点滅制御させるようにしたが、逆に、刺激用光源31の点灯・消灯動作を所定の周波数で繰り返し行っているタイミングに合わせて、刺激用光源31が点灯している間は受光素子23に転送動作をさせ、刺激用光源31が消灯している間に受光素子23に露光動作をさせるように、受光素子23の露光・転送動作を制御するようにしてもよい。この場合、受光素子23としては、フレームレートを変更させることが可能な受光素子23を用いることが考えられる。例えば、制御部70は、光源31の点滅動作を1秒間20Hzとした場合には、受光素子23のフレームレートを20Hzに調整するとともに、刺激用光源31が点灯している間は受光素子23に転送動作をさせ、刺激用光源31が消灯している間に受光素子23に露光動作をさせるようにする。このようにすれば、刺激用光源31の点灯・消灯の繰り返し周波数を任意に調整可能とした場合であっても、フリッカ刺激中に取得される網膜の内因性信号をどのタイミングにおいても精度よく取得できる。
In the above description, the
なお、網膜領域への刺激光の照射が終了すると、制御部70は、さらにフラッシュ光(単発の刺激光、或いはフリッカー状に点灯させた刺激光)の照射動作が終了した後の眼底画像を記憶部72に記憶させる。フラッシュ光照射後に撮影する眼底画像は1枚だけでなく、網膜機能の変化が判るように、フラッシュ光照射後、連続的または経時的に眼底画像を記憶させるようにしてもよい。この場合、記憶された複数の画像から解析に用いるデータを抽出するようにしてもよい。
When the irradiation of the stimulation light to the retinal region is completed, the
そして、制御部70は、記憶部72に記憶された所定の眼底画像を演算処理することにより解析を行う。この場合、制御部70は、記憶部72に記憶されたフラッシュ光照射前後の眼底画像を比較して眼底画像の変化情報を取得し、その結果を画像処理部71を介してモニタ75に表示する。
Then, the
また、制御部70は、記憶部72に記憶されたフラッシュ光照射前の網膜画像とフリッカ刺激の合間に取得された網膜画像とを演算処理して網膜機能の変化情報を取得し、その結果を画像処理部71を介してモニタ75に表示することが可能である。この場合、フリッカ刺激の合間に取得された網膜画像とフリッカ刺激終了後の網膜画像とから網膜機能の変化情報を取得することも可能である。
In addition, the
ここで、網膜機能を計測する際の原理について簡単に説明する。すなわち、被検者眼Eの眼底にフラッシュ光等の刺激光が照射され、網膜を構成する細胞が刺激を受けると、この刺激に伴って神経細胞の活動に変化が起こり、この神経活動が起こった部位の反射光の強度(反射率)が変化する。このため、フラッシュ光照射前後における眼底画像の明るさ(観察光に対する網膜領域の反射率)の変化を読み取ることにより、この神経細胞の活動の変化に起因する内因性の信号変化が得ることができる。よって、被検者眼の網膜機能を計測することができる。 Here, the principle for measuring the retinal function will be briefly described. That is, when stimulation light such as flash light is irradiated to the fundus of the subject's eye E and the cells constituting the retina are stimulated, the neuronal activity changes with the stimulation, and this neural activity occurs. The intensity (reflectance) of the reflected light at the part changes. For this reason, by reading the change in the brightness of the fundus image (the reflectance of the retinal area with respect to the observation light) before and after the flash light irradiation, an intrinsic signal change resulting from the change in the activity of the nerve cell can be obtained. . Therefore, the retinal function of the subject's eye can be measured.
例えば、フラッシュ光照射前後の眼底画像とに基づいて網膜機能を計測する場合、制御部70は、網膜機能を計測するにあたって始めに記憶部72に記憶させたフラッシュ光照射前の眼底画像(基準眼底画像)とフラッシュ光照射後の眼底画像との位置合せを行う。位置合せは、照射前の眼底画像(基準眼底画像)及び照射後の眼底画像から画像処理により特徴点(例えば、血管形状、乳頭、黄斑部等)を抽出し、両画像を相対的に移動、拡大、縮小等行うようにして両画像の特徴点が最も一致する位置を演算処理により求める。なお、位置合せの方法はこれに限るものではなく、周知の画像処理技術を用いてもよい。
For example, when measuring the retinal function based on the fundus images before and after the flash light irradiation, the
このようなフラッシュ光の照射前後の眼底画像の位置合わせ後、制御部70は照射前の眼底画像の明るさに対する照射後の眼底画像の明るさの変化を各画素毎に求める。明るさの変化は差分や比等求めることによって得られる。画像処理部71は、制御部70によって得られた明るさの変化情報を各画素に対応させてモニタ75に表示する。明るさの変化情報としては、濃淡や高低によって明るさの変化情報を画像として表示する方法や、差分や比の数値情報、この数値情報を網膜機能を評価するための所定の解析プログラムにより演算処理した情報等によって表すことができる。
After the alignment of the fundus image before and after such flash light irradiation, the
次に、刺激光照射前と後における眼底画像の明るさの変化情報を計測画像(マッピング表示)としてモニタ75に表示する際の一例を挙げる。はじめに、制御部70は、フラッシュ光の照射前の眼底画像とフラッシュ光の照射後の眼底画像との明るさの変化情報(差分や比)を受光素子23の各画素毎に求める(比の場合、照射前/照射後。差分の場合、照射前−照射後)。そして、画像処理部71は、制御部70によって求められた明るさの変化情報を計測結果としてモニタ75に表示する。
Next, an example will be given in which change information of the brightness of the fundus image before and after stimulation light irradiation is displayed on the
この場合、画像処理部71は、前述のように取得された変化情報に対して所定の閾値を設定し、設定した閾値に基づいて変化情報を色の濃淡(例えば、255階調のグレースケール)を用いてマッピング表示する。ここで、画像処理部71による所定の閾値の設定は、色の濃淡にて表現する変化情報の幅を設定するためのものであり、上限及び下限の閾値が設定されると、設定された閾値の範囲内にある変化情報が色の濃淡によって表現される。
In this case, the
さらに、画像処理部71は、マッピング表示される変化情報のうち閾値を越えて飽和する変化情報に対しては色の濃淡で使用する色とは異なる色で表示する。例えば、グレースケールを用いて変化情報をマッピング表示する場合、画像処理部71は、モニタ75に表示されるマッピング画像のうち閾値を超えて飽和状態(プラス側ピーク及びマイナス側ピーク)にある画像信号を検出し、飽和状態にあると検出された画像信号に対応する表示モニタ75の画素位置に対してカラーで着色して表示する。この場合、プラス側に飽和状態にある変化情報とマイナス側に飽和状態にある変化情報に対して各々異なる色で表示するようにしてもよく、例えば、プラス側に飽和している変化情報については黄色で表示し、マイナス側に飽和している変化情報については青色で表示するようにしてもよい。
Further, the
図4はモニタ75に表示される計測画像のある水平方向1ライン分のデータをプロットしたものである。この場合、明るさの変化率は、変化率がプラス方向に大きくなるにつれてより白く表現され、変化率がマイナス方向に大きくなるにつれて黒く表現される。ここで、グレースケールにて表現される変化率の幅を下限の閾値−0.5%、上限の閾値+0.5%とし、この範囲内にある変化率の情報をグレースケール(256階調)で表現しようとする場合、モニタ75に表示されるマッピング画像(計測画像)は、明るさに変化があった部分(図中の中心付近)とほぼなかった部分(図中の周辺部分)とのコントラストが相対的に縮まりこととなり、グレースケールでの明るさの変化がわかり難くなる。
FIG. 4 is a plot of data for one horizontal line of a measurement image displayed on the
一方、グレースケールにて表現される変化率の幅を下限の閾値(最小値)−0.1%、上限の閾値(最大値)+0.1%として表現した場合(増幅率を上げた場合)、モニタ75に表示される計測画像は、明るさに変化があった部分(図中の中心付近)とほぼなかった部分(図中の周辺部分)とのコントラストがはっきりして、明るさの変化がわかり易くなる。ただし、グレースケールにて表現される明るさの変化率の幅(設定した上下限の閾値内)を超えた飽和状態にある画像信号が多く発生するようになる。
On the other hand, when the change rate range expressed in grayscale is expressed as the lower limit threshold (minimum value) -0.1% and the upper limit threshold (maximum value) + 0.1% (when the amplification factor is increased) The measurement image displayed on the
そこで、本実施形態のように、計測画像において飽和状態にある画像信号に対応する表示位置を、例えばカラー表示等の変化情報を示す色の濃淡と異なる色で表示することにより、検者は、モニタ75に表示される計測画像における飽和部分を容易に把握することができる。
Therefore, as in this embodiment, by displaying the display position corresponding to the image signal that is saturated in the measurement image in a color different from the shade of the color indicating change information such as color display, the examiner can The saturated portion in the measurement image displayed on the
ここで、検者は、マッピング画像としてグレースケールにて表現される明るさの変化率の幅の上下限の閾値の範囲を変更するための調整スイッチを用いて、マッピング画像として表現させる変化情報の幅(範囲)を調整する。これにより、ノイズ信号の影響を少なくしつつ、飽和してしまう信号の表示を表示画面を見ながら確認することができ、網膜機能を評価する上で、適正なマッピング表示ができるように調整することができる。具体的には、グレースケールにて表現させる変化率の幅を下限閾値−0.1%・上限閾値+0.1%から、例えば、下限閾値−0.3%、上限閾値+0.3%に変更してこの上下限の閾値に基づいて、計測画像を表示するようにすればよい。この場合、上限側(最大値)と下限側(最小値)の両方を同じ幅で調整できるようにしてもよいし、上下限の閾値を各々独立して調整できるようにしてもよい。 Here, the examiner uses the adjustment switch for changing the range of the upper and lower thresholds of the brightness change rate width expressed in grayscale as the mapping image, and displays the change information to be expressed as the mapping image. Adjust the width (range). This makes it possible to confirm the display of a saturated signal while looking at the display screen while reducing the influence of the noise signal, and adjusting the retinal function so that an appropriate mapping display can be performed. Can do. Specifically, the range of change rate expressed in gray scale is changed from the lower threshold −0.1% and the upper threshold + 0.1% to, for example, the lower threshold −0.3% and the upper threshold + 0.3%. Then, the measurement image may be displayed based on the upper and lower thresholds. In this case, both the upper limit side (maximum value) and the lower limit side (minimum value) may be adjusted within the same range, or the upper and lower thresholds may be adjusted independently.
以上のようにすれば、ノイズ信号による影響が少なく、かつ、明るさの変化のコントラストがはっきりしたマッピング画像となるようにモニタ75に表示される計測画像の画像調整を行うことができる。なお、本実施形態ではマッピングをグレースケールで表示するものとしているが、これに限るものではなく、その他の色の濃淡を用いて表示することも当然可能である。この場合においても飽和している部分は、変化率を表す色とは異なる色で表示すればよい。
In this way, it is possible to adjust the image of the measurement image displayed on the
また、前述のマッピング表示とは別に、閾値を超えて飽和する変化情報の割合を数値で表現するようにしてもよい。例えば、画像処理部71は、変化情報のうち、設定された閾値を超えて飽和状態にある画像信号を検出し、その数を計測する。そして、変化情報全体の画像信号の数(受光素子23の画素数)に対する飽和状態にある画像信号の数の割合を求め、その割合を段階的に表現する(例えば、1、2、3、4、5の5段階で表現する)。
In addition to the mapping display described above, the ratio of change information that saturates beyond a threshold value may be expressed as a numerical value. For example, the
なお、以上のような表示は、刺激光を照射する前段階であって、被検者眼の固視微動が安定するのを検者が確認するための確認画像として用いることが可能である。この場合、制御部70は、受光素子23からの出力信号に基づいて被検者眼の眼底画像を検出する。このとき、制御部70は、眼底画像の明るさの変化情報を検出するための基準眼底画像を受光素子23にて取得し、記憶部72に記憶する。なお、基準眼底画像は、所定の時間間隔(例えば、3秒ごと)にて取得するようにしてもよい。また、リアルタイムで検出される眼底画像の1フレーム前に取得された眼底画像を基準眼底画像としてもよい。
The display as described above is a stage before irradiation of the stimulation light, and can be used as a confirmation image for the examiner to confirm that the fixation eye movement of the subject's eyes is stabilized. In this case, the
基準眼底画像が取得された後、制御部70は、受光素子23にて検出される眼底画像をリアルタイムでモニタリングし、リアルタイムで取得される眼底画像と基準眼底画像との明るさの変化情報を受光素子23の各画素位置毎に随時求めていく。すなわち、制御部70は、基準眼底画像に対する明るさの変化情報(例えば、変化率もしくは差分)を経時的に取得する。そして、画像処理部71は、制御部70によって求められた明るさの変化情報を色の濃淡を用いてマッピング表示する。この場合、画像処理部71は、所定の閾値を超えて飽和する変化情報に対しては色の濃淡で使用する色とは異なる色で表示するようにしてもよい。なお、画像処理部71によってマッピング表示される変化情報は、経時的に取得される基準眼底画像に対する明るさの変化情報に基づいて随時もしくは所定のタイミングで更新される。なお、変化率を用いて明るさの変化情報を求める場合、被験者眼の固視微動を捉えるべく、例えば、検出レンジを±0.5%の範囲に設定することが考えられる。
After the reference fundus image is acquired, the
なお、以上の画像表示制御は、網膜機能計測装置への適用に限るものではなく、被検者眼に麻酔をかけた場合に、麻酔が適切に効いて固視微動が停止したかどうかを確認するために利用することも可能である。また、眼底画像の明るさの変化情報に限るものではなく、被験者眼像であればよい。例えば、被験者眼前眼部像の明るさの変化情報を受光素子にて取得するものであってもよい。 Note that the above image display control is not limited to application to the retinal function measuring device, and when anesthesia is applied to the subject's eye, it is confirmed whether the anesthesia is effective and whether fixation fixation has stopped. It is also possible to use it. Moreover, it is not restricted to the change information of the brightness of the fundus image, and any subject eye image may be used. For example, change information on the brightness of the subject's anterior ocular segment image may be acquired by a light receiving element.
なお、以上の説明において、制御部70は、前述のように経時的に取得される網膜画像の明るさの変化情報に基づいて、被検者眼の固視微動が安定したか否かを判定し、判定結果を報知するようにしてもよい。例えば、制御部70は、リアルタイムで取得される眼底画像と基準眼底画像との明るさの変化情報を受光素子23の各画素位置毎に随時求めていく。そして、制御部70は、経時的に取得される網膜画像の明るさの変化情報が所定時間以上大きく変化していないような場合には、被検者眼の固視微動が安定したと判定し、その旨をモニタ75に表示する。一方、経時的に取得される網膜画像の明るさの変化情報が所定時間内の間に大きく変化したような場合には、被検者眼の固視微動が安定していないと判定し、その旨をモニタ75に表示する。
In the above description, the
また、網膜機能を計測する場合においては、観察光の時間的なゆらぎが計測データに大きく影響することもある。このため、観察光のゆらぎがない状態で眼底画像を取得することが好ましい。以下に、観察光のゆらぎがない状態で眼底画像を取得する方法について説明する。 In the case of measuring the retinal function, the temporal fluctuation of the observation light may greatly affect the measurement data. For this reason, it is preferable to acquire a fundus image in a state where there is no fluctuation of observation light. Hereinafter, a method for acquiring a fundus image in a state where there is no fluctuation of observation light will be described.
観察光源11から観察光が出射されると、制御部70は、図1に示した受光素子101によって検出される検出結果に基づいて観察光源11が発する観察光の出力の経時的な変化情報を取得する。この場合、制御部70は、経時的に検出される検出結果のうちの一つを基準出力として設定するために、所定のタイミングで検出された観察光の出力を基準出力として記憶部72に記憶しておく。なお、基準出力は、光源11の点灯後の所定時間経過後に1回設定するようにしてもよいし、所定の時間間隔(例えば、10秒ごと)で随時設定するようにしてもよい。
When the observation light is emitted from the observation
基準出力が設定された後、制御部70は、受光素子101からの出力信号をリアルタイムでモニタリングし、基準出力に対する観察光の出力の変化情報(例えば、変化率もしくは差分)を経時的に取得する。なお、変化率を用いて観察光の出力の変化情報を求める場合、光源11が発する観察光の出力の微小な変化を捉えるべく、例えば、検出レンジを基準出力に対して±0.05%の範囲に設定することが考えられる。
After the reference output is set, the
上記のように取得される観察光の出力の経時的な変化情報は、画像処理部71によって、モニタ75の表示画面上に表示される(図5参照)。図5は、観察光の出力の変化率の経時的な変化を示す図である。このとき、観察光の出力の変化情報は、制御部70の演算処理によってリアルタイムで得られるため、画像処理部71は随時モニタ75に表示する変化情報を随時更新する。
The temporal change information of the observation light output acquired as described above is displayed on the display screen of the
以上のような構成とすれば、刺激光照射による眼底画像の明るさの微小な変化(例えば、0.5%以内のレンジ)を捉えることを要する本実施形態のような装置において、観察光源11が発する観察光の出力の微小な変化を確認することができるので、計測結果に影響のある網膜観察光の時間的な安定性をチェックすることができる。
With the configuration as described above, the observation
なお、以上の説明においては、観察光源11が発する観察光の出力の経時的な変化情報をリアルタイムでモニタ75に表示させるものとしたが、これに限るものではなく、網膜観察光の時間的な安定性をチェックできるものであればよい。例えば、制御部70は、リアルタイムで求められる観察光の出力の変化率が予め設定された許容範囲(例えば、変化率が±0.5%以内の範囲)を超えているかどうかを判定し、判定結果をモニタ75に表示するようにしてもよい。また、制御部70は、経時的に取得される観察光の出力の変化率が所定時間以上大きく変化していないような場合には、網膜観察光が時間的に安定したと判定し、その旨をモニタ75に表示する。一方、経時的に取得される観察光の出力の変化率が所定時間内の間に大きく変化したような場合には、網膜観察光が時間的に安定していないと判定し、その旨をモニタ75に表示するようにしてもよい。
In the above description, the temporal change information of the output of the observation light emitted from the observation
また、以上の説明においては、、観察光の出力の経時的な変化情報をモニタ75に表示させるものとしたが、受光素子101によって検出された検出結果に基づいて、前述のように取得される眼底画像の変化情報を補正処理するようにしてもよい。この場合、制御部70は、受光素子23によって眼底画像を取得する際に、受光素子101によって検出される観察光の出力を記憶部72に記憶させておく。これにより、記憶部72には、経時的に取得された眼底画像それぞれに対応する画像取得時の観察光の出力が記憶される。
Further, in the above description, the temporal change information of the output of the observation light is displayed on the
以下に、補正処理の具体的な手法について説明する。制御部70は、例えば、照射前の眼底画像の明るさに対する照射後の眼底画像の明るさの変化情報を各画素毎に求める際に補正処理を行う。例えば、刺激光の照射前後における眼底画像の明るさの変化率を求める場合、(式1)のような補正式を用いる。
Hereinafter, a specific method of the correction process will be described. For example, the
以上のようにして補正処理を行うことにより、観察光の時間的なゆらぎは相殺されるので、網膜機能の計測を精密に行うことが可能となる。 By performing the correction processing as described above, the temporal fluctuation of the observation light is canceled out, so that the retinal function can be accurately measured.
なお、前述のように網膜機能の計測を行う場合、より精度良く計測を行うために、受光素子23のオフセット値と撮像ゲインを調整するようにしてもよい。図6は受光素子23によって取得された被検眼の眼底画像がモニタ75に表示されたときの図であり、刺激光発光前の被検眼に対するアライメントが完了したときのものである。まず、検者は、リアルタイムで観察される表示モニタ75上の眼底画像から検者の計測したい部位を設定する(例えば、網膜画像全体から黄斑付近を指定する)。このとき、検者は、コントロール部74に設けられた計測部位設定スイッチ(例えば、マウス等)を操作して、画面上の網膜画像上に電気的に表示される矩形状のマークMを眼底画像に対して移動させていき、計測部位を設定する。なお、マークMの大きさは任意の変更可能であり、計測部位の範囲を変更することが可能である。なお、マークMは、任意の形状(丸型、円筒型)に設定可能である。
When measuring the retinal function as described above, the offset value and imaging gain of the
計測部位が設定されると、制御部70は、前述のように設定された計測部位に対応する受光素子23の受光位置にて受光された網膜画像を広いレンジで検出できるように、オフセット・ゲイン調整部24を用いて受光素子23のオフセット値とゲイン(利得)を調整する。図7は、受光素子23のオフセット値とゲインの調整について説明するための参考図である。なお、図7は、図6の画像上の走査線Sにおける受光信号の変化を示す図である。
When the measurement part is set, the
制御部70は、受光素子23から出力される網膜画像による画像信号に基づいて予め設定された計測部位に対応する受光素子23の受光領域における受光信号の最小値Kmin及び最大値Kmaxを検出する(図7(a)参照)。そして、検出された受光信号の最小値Kminが受光素子23の出力信号下限値付近となるように受光素子23のオフセット値を調整する(図7(b)参照)。より具体的には、受光素子23からオフセット・ゲイン調整部24を介してA/Dコンバータ25へ出力される受光素子23の出力信号において、前述のように検出された受光信号の最小値Kminに相当する出力信号がA/Dコンバータ25にて検出可能な出力信号の下限値付近(検出領域の下限値付近)になるように、オフセット・ゲイン調整部24を用いてオフセット値を調整する。そして、オフセット値の調整後、受光信号の最大値Kmaxが受光素子23の出力信号上限値付近もしくは所定値付近となるように受光素子23のゲインをプラス方向に調整(設定)する(図7(c)参照)。より具体的には、受光素子23からオフセット・ゲイン調整部24を介してA/Dコンバータ25へ出力される受光素子23の出力信号において、前述のように検出された受光信号の最大値Kmaxに相当する出力信号がA/Dコンバータ25にて検出可能な出力信号の上限値付近(検出領域の上限値付近)になるように、オフセット・ゲイン調整部24を用いて受光素子23のゲインを調整する。なお、以上の説明においては、走査線Sにおける受光信号を用いて説明したが、実際には、マークMによって囲まれた領域内に対応する受光信号を元にオフセットおよびゲインが調整される。
The
その後、検者により撮影ボタンが押されると、制御部70は、オフセット値及びゲイン調整後の受光素子23を用いて刺激光発光前の眼底像を取得し、基準網膜画像として記憶部72に記憶させる。そして、制御部70は、刺激用光源を用いて被検眼Eの眼底に向けて可視のフラッシュ光を照射する。そして、オフセット値及びゲイン調整後の受光素子23を用いてフラッシュ光照射中及び照射終了後の網膜画像を取得していき記憶部72に記憶させていく。その後、制御部70は、例えば、照射前の網膜画像の明るさに対する照射後の網膜画像の明るさの変化を求めていき、明るさの変化情報をモニタ75の表示する。
Thereafter, when the photographing button is pressed by the examiner, the
以上のようにすれば、網膜上の計測部位における内因性信号を広いレンジで検出することができるため、被検眼の網膜機能の計測を精密に行うことができる。 In this way, since the intrinsic signal at the measurement site on the retina can be detected in a wide range, the retinal function of the eye to be examined can be accurately measured.
なお、明るさの変化情報がモニタ75に表示されたら、制御部70は、前述のように変更されたオフセット値及びゲインを所定値に戻すために、初期化処理を行うようにしてもよい。例えば、次回の計測に備えて、アライメント観察に適したオフセット値及びゲインに戻すようなことが考えられる。
When brightness change information is displayed on the
また、以上の説明においては、計測部位を一つ設定するものとしたが、これに限るものではなく、複数の計測部位を設定するようにしてもよい。この場合、モニタ75の画面上で複数の計測部位を設定(指定)可能とする。そして、計測部位設定によって複数の計測部位設定信号が入力されると、制御部70は、複数設定された計測部位それぞれに対応する受光素子23の受光領域にて受光された網膜画像が広いレンジで検出できるように、受光素子23のオフセット値とゲイン(利得)を各受光領域で調整する。なお、前述のように受光素子23の複数の受光領域で異なるオフセット値およびゲインを調整するために用いる受光素子23としては、例えば、受光素子23の各画素位置ごとにオフセット値とゲインの調整が可能なCMOSセンサなどが挙げられる。
In the above description, one measurement part is set. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of measurement parts may be set. In this case, a plurality of measurement parts can be set (designated) on the screen of the
また、以上の説明においては、受光素子23のオフセット値およびゲインを調整する前に任意の計測部位を設定するような構成としたが、これに限るものではなく、受光素子23に受光された網膜画像全体を広いレンジで検出できるように、受光素子23のオフセット値とゲイン(利得)を調整するようにしてもよい。この場合、受光素子23から出力される網膜画像による画像信号に基づいて網膜画像全体に対応する受光素子23の受光信号の最小値Kmin及び最大値Kmaxを検出する。なお、網膜画像全体を計測部位とする場合、受光光学系の光学系に配置される図示なきマスク部分に対応する画像信号を取り除いてから、前述のように受光信号の最小値Kmin及び最大値Kmaxを検出する。なお、以下の制御については、上記計測部位を設定する場合と同様であるため、説明を省略する。
In the above description, an arbitrary measurement site is set before adjusting the offset value and gain of the
なお、以上の説明においては、オフセット値の調整後、受光素子23のゲインを設定することで受光信号の最大値Kmaxが受光素子23の出力信号上限値付近もしくは所定値付近となるようにするものとしているが、これに限るものではない、すなわち、オフセット値の調整後に、受光信号の最大値Kmaxが受光素子23の受光信号上限値付近もしくは所定値付近となるように、受光素子23の受光条件が設定されるものであればよい。なお、設定する受光素子23の受光条件としては、受光素子23の露光時間や観察光源11が発する観察光の出力などが考えられる。
In the above description, after the offset value is adjusted, the gain of the
10 観察照明光学系
11 観察光源
20 受光光学系
23 受光素子
24 オフセット・ゲイン調整部
25 A/Dコンバータ
30 刺激光照射光学系
31 刺激用光源
70 制御部
71 画像処理部
72 記憶部
74 コントロール部
75 表示モニタ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記観察照明光学系によって照明された網膜領域からの反射光を受光して眼底画像を得るための受光光学系と、
被検者眼の網膜領域に可視刺激光を照射して網膜を刺激するための刺激光照射光学系と、
前記受光光学系によって得られる前記刺激光照射前後の眼底画像を比較して眼底画像の変化情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記変化情報に対して所定の閾値を設定し,該閾値に基づいて前記変化情報を色の濃淡を用いて表示手段にマッピング表示する表示制御手段であって,前記マッピング表示される変化情報のうち前記閾値を越えて飽和する変化情報に対しては前記色の濃淡で使用する色とは異なる色,または前記マッピング表示とは別にその割合を数値で表示する表示制御手段と、
を備えることを特徴とする網膜機能計測装置。 An observation illumination optical system for illuminating the retina region of the subject's eye;
A light receiving optical system for obtaining a fundus image by receiving reflected light from the retinal region illuminated by the observation illumination optical system;
A stimulation light irradiation optical system for stimulating the retina by irradiating the retina region of the subject's eye with visible stimulation light;
Obtaining means for comparing fundus images before and after the stimulation light irradiation obtained by the light receiving optical system to obtain change information of the fundus image;
A display control unit configured to set a predetermined threshold value for the change information acquired by the acquisition unit, and to display the change information on a display unit using color shading based on the threshold value; Display control means for displaying change information that saturates beyond the threshold among the displayed change information, a color that is different from the color used for the color shading, or a numerical value of the ratio separately from the mapping display When,
A retinal function measuring device comprising:
さらに前記閾値を変更するための閾値変更手段を備え、前記表示制御手段は前記閾値変更手段にて変更された閾値を用いて前記変化情報をマッピング表示することを特徴とする網膜機能計測装置。
The retinal function measuring device according to claims 1 to 3,
The apparatus further comprises threshold value changing means for changing the threshold value, and the display control means displays the change information by mapping using the threshold value changed by the threshold value changing means.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010279536A (en) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Topcon Corp | Fundus image analyzing apparatus, fundus photographing apparatus, and program |
JP2016140388A (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 株式会社ニデック | Ocular fundus imaging apparatus |
JP2019115827A (en) * | 2019-04-26 | 2019-07-18 | キヤノン株式会社 | Image processing system, processing method and program |
US10872237B2 (en) | 2012-01-27 | 2020-12-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system, processing method, and storage medium |
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2006
- 2006-05-31 JP JP2006152888A patent/JP2007319416A/en active Pending
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