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JP2023028182A - Measuring device, measuring method, and program - Google Patents

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JP2023028182A
JP2023028182A JP2021133727A JP2021133727A JP2023028182A JP 2023028182 A JP2023028182 A JP 2023028182A JP 2021133727 A JP2021133727 A JP 2021133727A JP 2021133727 A JP2021133727 A JP 2021133727A JP 2023028182 A JP2023028182 A JP 2023028182A
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blood vessel
cross
vessel cross
absorbance
sectional
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Application number
JP2021133727A
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Japanese (ja)
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裕斗 岡田
Yuto Okada
哲也 林
Tetsuya Hayashi
将樹 濱本
Masaki Hamamoto
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
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Abstract

【課題】血管の種別を非接触で推定できる測定装置を提供する。【解決手段】測定装置は、互いに異なるピーク波長を有する少なくとも二種類の光を照射して撮像された、眼球の血管像を含む少なくとも二つの画像を取得する画像取得部と、少なくとも二つの画像のそれぞれについて複数の血管断面位置の画素の画素値の分布をそれぞれ示す複数の血管断面プロファイルを取得する血管断面プロファイル取得部と、複数の血管断面プロファイルから、複数の血管断面位置のうちの各血管断面位置の吸光度を算出する吸光度算出部と、各組が吸光度比と血管コントラスト指標とを含む複数の組の二次元分布を作成し、吸光度比は、各血管断面位置の吸光度から算出される分布作成部と、二次元分布をクラスタリングして血管の複数の種別のクラスタを得て複数の血管断面位置の血管の種別を推定する血管種別推定部とを備える。【選択図】図2[Problem] To provide a measuring device capable of estimating blood vessel type in a non-contact manner. [Solution] The measuring device includes an image acquisition unit that acquires at least two images including blood vessel images of an eyeball captured by irradiating at least two types of light having different peak wavelengths, a blood vessel cross-sectional profile acquisition unit that acquires a plurality of blood vessel cross-sectional profiles each showing a distribution of pixel values of pixels at a plurality of blood vessel cross-sectional positions for each of the at least two images, an absorbance calculation unit that calculates the absorbance at each of the plurality of blood vessel cross-sectional positions from the plurality of blood vessel cross-sectional profiles, a distribution creation unit that creates a plurality of two-dimensional distributions, each set including an absorbance ratio and a blood vessel contrast index, and the absorbance ratio is calculated from the absorbance at each blood vessel cross-sectional position, and a blood vessel type estimation unit that clusters the two-dimensional distribution to obtain clusters of a plurality of blood vessel types and estimates the blood vessel types at the plurality of blood vessel cross-sectional positions. [Selected Figure] Figure 2

Description

本開示は、測定装置、測定方法及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to a measuring device, measuring method and program.

非特許文献1は、ハロゲンランプと、イメージ・レプリケーティング・イメージング・スペクトロメーター(IRIS)とを用いて得られた分光画像から血管を特定し、酸素飽和度との相関を算出する技術を開示する。 Non-Patent Document 1 discloses a technique for identifying blood vessels from spectroscopic images obtained using a halogen lamp and an image replicating imaging spectrometer (IRIS) and calculating the correlation with oxygen saturation. .

MacKenzie, Lewis Edward (2016) In vivo microvascular oximetry using multispectral imaging. PhD thesis. (http://theses.gla.ac.uk/7732/)MacKenzie, Lewis Edward (2016) In vivo microvascular oximetry using multispectral imaging. PhD thesis. (http://theses.gla.ac.uk/7732/)

例えば、眼球の結膜上動脈を流れる血液は空気と酸素交換するため、結膜上動脈の酸素飽和度は常に相対的に高くなる。一方、強膜上動脈を流れる血液と空気との間では酸素交換がほとんど行われない。そのため、強膜上動脈の酸素飽和度は人の健康状態を反映するものとなる。つまり、血管の種別により酸素飽和度は異なる。そのため、非接触で人の健康状態を反映した酸素飽和度を推定するためには、非接触で血管の種別を特定することが望まれる。非特許文献1に開示された技術では、動脈と静脈等、血管の種別を区別できないため、血管の種別毎の酸素飽和度を推定できないおそれがある。そこで、本開示の一態様は、血管の種別を非接触で推定できる測定装置、測定方法及びプログラムを提供することを目的とする。 For example, because blood flowing through the epiconjunctival artery of the eye exchanges oxygen with air, the epiconjunctival artery is always relatively saturated with oxygen. On the other hand, little oxygen exchange takes place between blood and air flowing through the episcleral artery. Therefore, the oxygen saturation of the episcleral artery is a reflection of a person's state of health. In other words, the oxygen saturation differs depending on the type of blood vessel. Therefore, in order to estimate the oxygen saturation reflecting a person's health condition in a non-contact manner, it is desired to identify the blood vessel type in a non-contact manner. With the technique disclosed in Non-Patent Document 1, since it is not possible to distinguish between types of blood vessels such as arteries and veins, it may not be possible to estimate the oxygen saturation for each type of blood vessel. Accordingly, an object of one aspect of the present disclosure is to provide a measuring device, a measuring method, and a program that can estimate the blood vessel type without contact.

本開示の一形態に係る測定装置は、互いに異なるピーク波長を有する少なくとも二種類の光を照射して撮像された、眼球の血管像を含む少なくとも二つの画像を取得する画像取得部と、前記少なくとも二つの画像のそれぞれについて複数の血管断面位置の画素の画素値の分布をそれぞれ示す複数の血管断面プロファイルを取得する血管断面プロファイル取得部と、前記複数の血管断面プロファイルから、前記複数の血管断面位置のうちの各血管断面位置の吸光度を算出する吸光度算出部と、各組が前記各血管断面位置の吸光度比と前記血管像の前記各血管断面位置の明瞭度を示す血管コントラスト指標とを含む複数の組の二次元分布を作成し、前記吸光度比は、前記少なくとも二つの画像についての前記各血管断面位置の吸光度から算出される分布作成部と、前記二次元分布をクラスタリングして血管の複数の種別のクラスタを得て前記複数の血管断面位置の血管の種別を推定する血管種別推定部と、を備える。 A measurement device according to an aspect of the present disclosure includes an image acquisition unit that acquires at least two images including a blood vessel image of an eyeball captured by irradiating at least two types of light having different peak wavelengths; a blood vessel cross-section profile obtaining unit for obtaining a plurality of blood vessel cross-section profiles respectively indicating distributions of pixel values of pixels at a plurality of blood vessel cross-section positions for each of the two images; and a plurality of blood vessel contrast indexes each including an absorbance ratio of each blood vessel cross-section position and a blood vessel contrast index indicating the clarity of each blood vessel cross-section position of the blood vessel image. a set of two-dimensional distributions, wherein the absorbance ratio is calculated from the absorbance at each of the blood vessel cross-sectional positions for the at least two images; a blood vessel type estimating unit that obtains type clusters and estimates the blood vessel types at the plurality of blood vessel cross-sectional positions.

本開示の一態様に係る測定方法は、互いに異なるピーク波長を有する少なくとも二種類の光を照射して撮像された、眼球の血管像を含む少なくとも二つの画像を取得する工程と、前記少なくとも二つの画像のそれぞれについて複数の血管断面位置の画素の画素値の分布をそれぞれ示す複数の血管断面プロファイルを取得する工程と、前記複数の血管断面プロファイルから、前記複数の血管断面位置のうちの各血管断面位置の吸光度を算出する工程と、各組が前記各血管断面位置の吸光度比と前記血管像の前記各血管断面位置の明瞭度を示す血管コントラスト指標とを含む複数の組の二次元分布を作成し、前記吸光度比は、前記少なくとも二つの画像についての前記各血管断面位置の吸光度から算出される工程と、前記二次元分布をクラスタリングして血管の複数の種別のクラスタを得て前記複数の血管断面位置の血管の種別を推定する工程と、を含む。 A measurement method according to an aspect of the present disclosure includes a step of acquiring at least two images including a blood vessel image of an eyeball captured by irradiating at least two types of light having peak wavelengths different from each other; acquiring a plurality of blood vessel cross-section profiles each showing a distribution of pixel values of pixels at a plurality of blood vessel cross-section positions for each of the images; calculating the absorbance of the locations; and creating a plurality of sets of two-dimensional distributions, each set including an absorbance ratio of each blood vessel cross-section position and a blood vessel contrast index indicating the clarity of each blood vessel cross-section position of the blood vessel image. and calculating the absorbance ratio from the absorbance at each of the blood vessel cross-sectional positions for the at least two images; and estimating the type of blood vessel at the cross-sectional position.

本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、互いに異なるピーク波長を有する少なくとも二種類の光を照射して撮像された、眼球の血管像を含む少なくとも二つの画像を取得する機能と、前記少なくとも二つの画像のそれぞれについて複数の血管断面位置の画素の画素値の分布をそれぞれ示す複数の血管断面プロファイルを取得する機能と、前記複数の血管断面プロファイルから、前記複数の血管断面位置のうちの各血管断面位置の吸光度を算出する機能と、各組が前記各血管断面位置の吸光度比と前記血管像の前記各血管断面位置の明瞭度を示す血管コントラスト指標とを含む複数の組の二次元分布を作成し、前記吸光度比は、前記少なくとも二つの画像についての前記各血管断面位置の吸光度から算出される機能と、前記二次元分布をクラスタリングして血管の複数の種別のクラスタを得て前記複数の血管断面位置の血管の種別を推定する機能と、を実行させる。 A program according to an aspect of the present disclosure includes a function of acquiring at least two images including a blood vessel image of an eyeball captured by irradiating a computer with at least two types of light having mutually different peak wavelengths; a function of obtaining a plurality of blood vessel cross-sectional profiles respectively indicating distributions of pixel values of pixels at a plurality of blood vessel cross-sectional positions for each of the two images; A plurality of sets of two-dimensional distributions each including a function of calculating the absorbance of the blood vessel cross-section position, and a blood vessel contrast index, each set of which indicates the absorbance ratio of the blood vessel cross-section position and the clarity of the blood vessel cross-section position of the blood vessel image. and the absorbance ratio is a function calculated from the absorbance at each of the blood vessel cross-sectional positions for the at least two images, and the two-dimensional distribution is clustered to obtain clusters of a plurality of types of blood vessels, and the plurality of and a function of estimating the type of blood vessel at the cross-sectional position of the blood vessel.

測定システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a measurement system. 測定装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a measuring device. 第一実施形態に係る測定装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of processing performed with a measuring device concerning a first embodiment. 異なるピーク波長を有する二種類の光を眼球に照射して撮像された画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image imaged by irradiating an eyeball with two types of light which have a different peak wavelength. 血管断面位置を決定する処理について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining processing for determining a blood vessel cross-section position; 血管領域に含まれる複数の血管断面位置の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a plurality of blood vessel cross-sectional positions included in a blood vessel region; 血管断面プロファイルの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a blood vessel cross-sectional profile; 図3に続き第一実施形態に係る測定装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of processing executed by the measuring device according to the first embodiment following FIG. 3; 二次元分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a two-dimensional distribution. 第二実施形態に係る測定装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of processing performed with a measuring device concerning a second embodiment. 第三実施形態に係る測定装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of processing performed with a measuring device concerning a third embodiment. 第四実施形態に係る測定装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of processing performed with a measuring device concerning a fourth embodiment.

(第一実施形態)
図1~図9を参照して、第一実施形態について説明する。なお、図面については、同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. In the drawings, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

図1は、測定システム100の一例を示す図である。測定システム100は、測定装置101と、光源102aと、光源102bとを含む。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a measurement system 100. As shown in FIG. The measurement system 100 includes a measurement device 101, a light source 102a, and a light source 102b.

測定装置101は、光源102a及び光源102bから出射される光が眼球103に照射される環境において、眼球103を撮像し、撮像された眼球103の画像から眼球103の血管の酸素飽和度を推定する。酸素飽和度は、動脈血に含まれる赤血球に含まれるヘモグロビンの量に対する、酸素と結合しているヘモグロビンの量の比を示す指標である。酸素飽和度は、肺、心臓等の病気により酸素を体内に取り込む能力が低下すると小さくなる。 The measuring device 101 captures an image of the eyeball 103 in an environment where the eyeball 103 is irradiated with light emitted from the light source 102a and the light source 102b, and estimates the oxygen saturation of the blood vessels of the eyeball 103 from the captured image of the eyeball 103. . Oxygen saturation is an index indicating the ratio of the amount of hemoglobin bound to oxygen to the amount of hemoglobin contained in red blood cells contained in arterial blood. Oxygen saturation decreases when the ability of the body to take in oxygen decreases due to diseases such as the lungs and heart.

光源102aは、光源102aから出射される出射光104aが生体の眼球103に照射されるように配置される。同様に、光源102bは、光源102bから出射される出射光104bが生体の眼球103に照射されるように配置される。光源102aと光源102bとは、互いに異なるピーク波長の出射光104aと出射光104bとを出射するLED(Light Emitting Diode)によって構成される。 The light source 102a is arranged so that the emitted light 104a emitted from the light source 102a is irradiated to the eyeball 103 of the living body. Similarly, the light source 102b is arranged so that the emitted light 104b emitted from the light source 102b irradiates the eyeball 103 of the living body. The light sources 102a and 102b are configured by LEDs (Light Emitting Diodes) that emit emitted light 104a and emitted light 104b having peak wavelengths different from each other.

例えば、光源102aと光源102bとは、酸化ヘモグロビンのモル吸光係数と還元ヘモグロビンのモル吸光係数とに差が生じるピーク波長の出射光104aと出射光104bとを出射する。または、光源102aは、酸化ヘモグロビンのモル吸光係数と還元ヘモグロビンのモル吸光係数とに差が生じるピーク波長の出射光104aを出射し、光源102bは、酸化ヘモグロビンのモル吸光係数と還元ヘモグロビンのモル吸光係数とに差が生じないピーク波長の出射光104bを出射してもよい。 For example, the light source 102a and the light source 102b emit emitted light 104a and emitted light 104b having peak wavelengths at which there is a difference between the molar extinction coefficient of oxygenated hemoglobin and the molar extinction coefficient of reduced hemoglobin. Alternatively, light source 102a emits emitted light 104a having a peak wavelength at which there is a difference between the molar extinction coefficient of oxygenated hemoglobin and the molar absorption coefficient of reduced hemoglobin, and the light source 102b emits emitted light 104a having a difference between the molar extinction coefficient of oxygenated hemoglobin and the molar absorption coefficient of reduced hemoglobin. The emitted light 104b having a peak wavelength that does not cause any difference from the coefficient may be emitted.

例えば、光源102aと光源102bとは、互いに異なるタイミングで出射光104aと出射光104bとを出射する。これにより、光源102aと光源102bとから出射された出射光104aと出射光104bとが、互いに異なるタイミングで眼球103に入射する。出射光104a及び出射光104bは、眼球103により反射される。これにより、出射光104a及び出射光104bの反射光105a及び反射光105bが発生する。 For example, the light sources 102a and 102b emit emitted light 104a and emitted light 104b at different timings. As a result, emitted light 104a and emitted light 104b emitted from light source 102a and light source 102b enter eyeball 103 at different timings. The emitted light 104 a and the emitted light 104 b are reflected by the eyeball 103 . Thereby, reflected light 105a and reflected light 105b of emitted light 104a and emitted light 104b are generated.

図2は、測定装置101の構成の一例を示す図である。測定装置101は、撮像部201、記憶部202、制御部203、処理部204等を備える。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the measuring device 101. As shown in FIG. The measurement device 101 includes an imaging unit 201, a storage unit 202, a control unit 203, a processing unit 204, and the like.

撮像部201は、反射光105aと反射光105bとを受光し、眼球103の像を撮像する。例えば、撮像部201は、CCD(Charged Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサによって構成される。例えば、撮像部201は、RGB(Red Green Blue)のフィルタを含むカメラ用のイメージセンサによって構成されてもよい。 The imaging unit 201 receives the reflected light 105 a and the reflected light 105 b and captures an image of the eyeball 103 . For example, the imaging unit 201 is configured by a CCD (Charged Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. For example, the imaging unit 201 may be configured by a camera image sensor including RGB (Red Green Blue) filters.

記憶部202は、各種データ、プログラム等を記録可能な記録媒体であり、例えば、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、半導体メモリ等により構成される。 The storage unit 202 is a recording medium capable of recording various data, programs, etc., and is configured by, for example, a hard disk, an SSD (Solid State Drive), a semiconductor memory, or the like.

制御部203は、光源102a及び光源102bの発光タイミングを制御する。さらに、制御部203は、撮像部201のシャッタ動作を制御する。制御部203は、撮像部201のシャッタの開口時間を制御することで、予め定められたフレームレートで予め定められた時間、撮像部201に眼球103を撮像させてもよい。 The control unit 203 controls the light emission timings of the light sources 102a and 102b. Furthermore, the control unit 203 controls the shutter operation of the imaging unit 201 . The control unit 203 may control the opening time of the shutter of the imaging unit 201 to cause the imaging unit 201 to image the eyeball 103 at a predetermined frame rate for a predetermined time.

処理部204は、記憶部202に格納されるプログラム及びデータに従って、各種処理を実行する。処理部204は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサによって実現される。 The processing unit 204 executes various processes according to programs and data stored in the storage unit 202 . The processing unit 204 is realized by, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit).

処理部204は、画像取得部205、血管領域抽出部206、血管断面決定部207、血管断面プロファイル取得部208、適合分布特定部209、吸光度算出部210、吸光度比算出部211、血管コントラスト指標算出部212、分布作成部213、血管種別推定部214、酸素飽和度算出部215等を備える。 The processing unit 204 includes an image acquisition unit 205, a blood vessel region extraction unit 206, a blood vessel cross section determination unit 207, a blood vessel cross section profile acquisition unit 208, a suitable distribution identification unit 209, an absorbance calculation unit 210, an absorbance ratio calculation unit 211, and a blood vessel contrast index calculation. It includes a unit 212, a distribution creating unit 213, a blood vessel type estimating unit 214, an oxygen saturation calculating unit 215, and the like.

画像取得部205は、互いに異なるピーク波長を有する少なくとも二種類の光を照射して撮像された、眼球の血管像を含む少なくとも二つの画像221a及び画像221bを取得する。 The image acquisition unit 205 acquires at least two images 221a and 221b including blood vessel images of the eyeball captured by irradiating at least two types of light having different peak wavelengths.

血管領域抽出部206は、画像221aに対する画像処理によって血管領域222aを抽出する。血管領域222aは、血管像を含む。同様に、血管領域抽出部206は、画像221bに対する画像処理によって血管領域222bを抽出する。血管領域222bは、血管領域222aと同様に血管像を含む。 The blood vessel region extraction unit 206 extracts a blood vessel region 222a by performing image processing on the image 221a. A blood vessel region 222a includes a blood vessel image. Similarly, the blood vessel region extraction unit 206 extracts a blood vessel region 222b by performing image processing on the image 221b. The blood vessel region 222b includes a blood vessel image similar to the blood vessel region 222a.

血管断面決定部207は、血管領域222aから複数の血管断面位置を決定する。同様に、血管断面決定部207は、血管領域222bから複数の血管断面位置を決定する。 The blood vessel cross-section determination unit 207 determines a plurality of blood vessel cross-section positions from the blood vessel region 222a. Similarly, the blood vessel cross-section determination unit 207 determines a plurality of blood vessel cross-section positions from the blood vessel region 222b.

血管断面プロファイル取得部208は、少なくとも二つの画像221a及び画像221bのそれぞれについて複数の血管断面プロファイル223aと、複数の血管断面プロファイル223bとを取得する。複数の血管断面プロファイル223aは、血管領域222a内の複数の血管断面位置の画素の画素値の分布をそれぞれ示す。複数の血管断面プロファイル223bは、血管領域222b内の複数の血管断面位置の画素の画素値の分布をそれぞれ示す。 The blood vessel cross-sectional profile acquisition unit 208 acquires multiple blood vessel cross-sectional profiles 223a and multiple blood vessel cross-sectional profiles 223b for each of at least two images 221a and 221b. A plurality of blood vessel cross-section profiles 223a respectively indicate pixel value distributions of pixels at a plurality of blood vessel cross-section positions in the blood vessel region 222a. A plurality of blood vessel cross-section profiles 223b respectively indicate pixel value distributions of pixels at a plurality of blood vessel cross-section positions in the blood vessel region 222b.

適合分布特定部209は、血管断面プロファイル223aに適合する適合分布224aを特定する。例えば、適合分布特定部209は、血管断面プロファイル223aにガウシアンフィッティングを行うことにより、正規分布を示す適合分布224aを特定する。同様に、適合分布特定部209は、血管断面プロファイル223bに適合する適合分布224bを特定する。 The matching distribution specifying unit 209 specifies a matching distribution 224a that matches the blood vessel cross-sectional profile 223a. For example, the matching distribution identifying unit 209 identifies a matching distribution 224a that exhibits a normal distribution by performing Gaussian fitting on the blood vessel cross-sectional profile 223a. Similarly, the matching distribution identification unit 209 identifies a matching distribution 224b that matches the blood vessel cross-sectional profile 223b.

吸光度算出部210は、複数の血管断面プロファイル223aから、画像221aについて取得された複数の血管断面位置のうちの各血管断面位置の吸光度225aを算出する。同様に、吸光度算出部210は、複数の血管断面プロファイル223bから、画像221bについて取得された複数の血管断面位置のうちの各血管断面位置の吸光度225bを算出する。 The absorbance calculator 210 calculates the absorbance 225a of each blood vessel cross-sectional position among the multiple blood vessel cross-sectional positions acquired for the image 221a from the multiple blood vessel cross-sectional profiles 223a. Similarly, the absorbance calculator 210 calculates the absorbance 225b of each blood vessel cross-sectional position among the multiple blood vessel cross-sectional positions acquired for the image 221b from the multiple blood vessel cross-sectional profiles 223b.

吸光度比算出部211は、少なくとも二つの画像221a及び画像221bについてそれぞれ算出された各血管断面位置の吸光度225aと吸光度225bとから吸光度比226を算出する。 The absorbance ratio calculator 211 calculates the absorbance ratio 226 from the absorbance 225a and the absorbance 225b of each blood vessel cross-sectional position calculated for at least two images 221a and 221b.

血管コントラスト指標算出部212は、少なくとも二つの画像221a及び画像221bのうちの少なくとも一つの画像について取得された血管断面プロファイル223a又は血管断面プロファイル223bから、血管像の各血管断面位置の明瞭度を示す血管コントラスト指標227を算出する。 The blood vessel contrast index calculation unit 212 indicates the clarity of each blood vessel cross-sectional position of the blood vessel image from the blood vessel cross-sectional profile 223a or the blood vessel cross-sectional profile 223b obtained for at least one of the at least two images 221a and 221b. A blood vessel contrast index 227 is calculated.

分布作成部213は、各組が各血管断面位置の吸光度比226と各血管断面位置の血管コントラスト指標227とを含む複数の組の二次元分布228を作成する。 The distribution creation unit 213 creates a plurality of sets of two-dimensional distributions 228, each set including the absorbance ratio 226 of each blood vessel cross-section position and the blood vessel contrast index 227 of each blood vessel cross-section position.

血管種別推定部214は、二次元分布228をクラスタリングして血管の複数の種別のクラスタを得て複数の血管断面位置の血管の種別を推定する。 The blood vessel type estimation unit 214 clusters the two-dimensional distribution 228 to obtain clusters of a plurality of blood vessel types, and estimates the blood vessel types at a plurality of blood vessel cross-sectional positions.

酸素飽和度算出部215は、複数の種別のクラスタのうちの特定のクラスタに属する組に含まれる吸光度比226から酸素飽和度を算出する。 The oxygen saturation calculator 215 calculates the oxygen saturation from the absorbance ratios 226 included in the groups belonging to a specific cluster among the plurality of types of clusters.

図3は、測定装置101で実行される処理の一例を示すフローチャートである。測定装置101が起動した場合、制御部203は、撮像部201のシャッタ動作の制御を開始可能な状態となる。本例では、出射光104aは、ピーク波長λを有する光であるものとする。さらに、ピーク波長λは、酸化ヘモグロビンのモル吸光係数と還元ヘモグロビンのモル吸光係数とに差が生じる波長であるものとする。また、出射光104bは、ピーク波長λ=570nmを有する光であるものとする。ピーク波長570nmは、酸化ヘモグロビンのモル吸光係数と還元ヘモグロビンのモル吸光係数とに差が生じない波長である。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing executed by the measuring device 101. As shown in FIG. When the measurement device 101 is activated, the control unit 203 enters a state in which it can start controlling the shutter operation of the imaging unit 201 . In this example, it is assumed that the emitted light 104a is light having a peak wavelength λ1 . Further, the peak wavelength λ 1 is assumed to be a wavelength at which a difference occurs between the molar extinction coefficients of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin. It is also assumed that the emitted light 104b is light having a peak wavelength λ 2 =570 nm. A peak wavelength of 570 nm is a wavelength at which there is no difference between the molar extinction coefficients of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin.

ステップS301において、画像取得部205は、少なくとも二種類のピーク波長を有する少なくとも二種類の光を眼球103に照射して撮像された画像221aと画像221bとを取得する。例えば、撮像部201が、予め定められたフレームレートで予め定められた時間、反射光105aを受光して、眼球103を撮像した場合、画像取得部205は、撮像された眼球103の像を含む動画像を取得する。その場合、画像取得部205は、取得された動画像から画像221aを抽出する。同様に、画像取得部205は、反射光105bを受光して撮像された眼球103の像を含む動画像から画像221bを抽出する。 In step S301, the image acquisition unit 205 acquires images 221a and 221b captured by irradiating the eyeball 103 with at least two types of light having at least two types of peak wavelengths. For example, when the imaging unit 201 captures an image of the eyeball 103 by receiving the reflected light 105a at a predetermined frame rate for a predetermined time, the image acquisition unit 205 includes the captured image of the eyeball 103. Acquire moving images. In that case, the image acquiring unit 205 extracts the image 221a from the acquired moving image. Similarly, the image acquiring unit 205 extracts the image 221b from the moving image including the image of the eyeball 103 captured by receiving the reflected light 105b.

画像221aと画像221bとは、眼球103の同一の複数の血管の像を含む。眼球103には、結膜及び強膜が存在する。結膜は、まぶたの裏側及び眼球103の表面から黒目の周囲までを覆う粘膜の部分である。強膜は、結膜の下層であり、眼球外膜を構成し、無色透明である。強膜は、白目部を構成する。したがって、眼球103の白目領域が撮像された場合、画像221a及び画像221bは強膜上の血管の像及び結膜上の血管の像を含む。 Image 221 a and image 221 b include images of the same plurality of blood vessels of eyeball 103 . The eyeball 103 has a conjunctiva and a sclera. The conjunctiva is the part of the mucous membrane that covers the back of the eyelid and the surface of the eyeball 103 to the periphery of the iris. The sclera is the underlying layer of the conjunctiva, makes up the outer membrane of the eye, and is clear and colorless. The sclera makes up the white of the eye. Therefore, when the white region of the eyeball 103 is imaged, the image 221a and the image 221b include an image of the suprascleral blood vessels and an image of the supraconjunctival blood vessels.

例えば、撮像部201が、RGB(Red Green Blue)のフィルタを含むカメラ用のイメージセンサによって構成される場合、画像221a及び画像221bは、RGBの画素のうち、緑色であるGの画素のみの画素値を示す画像であってもよい。また、画像221a及び画像221bは、緑色であるGの画素のRAWデータを示してもよい。RAWデータは、圧縮処理が施されていない元の輝度データである。 For example, when the imaging unit 201 is configured by an image sensor for a camera including RGB (Red Green Blue) filters, the images 221a and 221b are composed of only green G pixels among RGB pixels. It may be an image showing a value. In addition, the image 221a and the image 221b may represent RAW data of pixels of G, which is green. RAW data is original luminance data that has not undergone compression processing.

ステップS302において血管領域抽出部206は、画像221aから血管領域222aを抽出する。例えば、血管領域抽出部206は、画像221aに対してエッジ検出処理等の画像処理を行い、血管像を特定する。そして、血管領域抽出部206は、画像221aから、特定された血管像を含む領域を血管領域222aとして特定する。同様に、ステップS302において血管領域抽出部206は、画像221bから血管領域222bを抽出する。 In step S302, the blood vessel region extraction unit 206 extracts the blood vessel region 222a from the image 221a. For example, the blood vessel region extracting unit 206 performs image processing such as edge detection processing on the image 221a to identify the blood vessel image. The blood vessel region extraction unit 206 then identifies a region including the identified blood vessel image from the image 221a as a blood vessel region 222a. Similarly, in step S302, the blood vessel region extraction unit 206 extracts the blood vessel region 222b from the image 221b.

図4は、異なるピーク波長を有する二種類の光を眼球103に照射して撮像された画像の一例を示す図である。画像221aは、出射光104aが眼球103に照射されて撮像された画像である。画像221bは、出射光104bが眼球103に照射されて撮像された画像である。血管領域222aは、画像221aに含まれる血管像を含む。また、血管領域222bは、画像221aに含まれる血管領域222aと同一の位置の血管像を含む。 FIG. 4 is a diagram showing an example of an image captured by irradiating the eyeball 103 with two types of light having different peak wavelengths. The image 221a is an image captured by irradiating the eyeball 103 with the emitted light 104a. The image 221b is an image captured by irradiating the eyeball 103 with the emitted light 104b. A blood vessel region 222a includes a blood vessel image included in the image 221a. Also, the blood vessel region 222b includes a blood vessel image at the same position as the blood vessel region 222a included in the image 221a.

続くステップS303において血管断面決定部207は、血管領域222aから複数の血管断面位置を決定する。例えば、血管断面決定部207は、血管領域222a内の血管像の輪郭の画素の座標値に対して、主成分分析を行い、第1主成分である最も分散が大きい方向を、当該血管像が属する血管が延びる血管方向として特定する。そして、血管断面決定部207は、特定された血管方向に交差する法線方向に沿った位置を、血管断面位置として決定する。例えば、血管断面決定部207は、血管領域222aの大きさが300ピクセル×300ピクセルである場合、血管領域222aから1000個の血管断面位置を決定する。同様に、ステップS303において血管断面決定部207は、血管領域222bから複数の血管断面位置を決定する。 In subsequent step S303, the blood vessel cross-section determination unit 207 determines a plurality of blood vessel cross-section positions from the blood vessel region 222a. For example, the blood vessel cross-section determination unit 207 performs principal component analysis on the coordinate values of the pixels of the outline of the blood vessel image in the blood vessel region 222a, and determines the direction of the largest variance, which is the first principal component, of the blood vessel image. It is specified as the blood vessel direction in which the blood vessel to which it belongs extends. Then, the blood vessel cross-section determination unit 207 determines a position along the normal direction that intersects the identified blood vessel direction as the blood vessel cross-section position. For example, when the size of the blood vessel region 222a is 300 pixels×300 pixels, the blood vessel cross-section determination unit 207 determines 1000 blood vessel cross-section positions from the blood vessel region 222a. Similarly, in step S303, the blood vessel cross-section determination unit 207 determines a plurality of blood vessel cross-section positions from the blood vessel region 222b.

図5は、血管断面位置を決定する処理について説明するための図である。図5に例示する領域501は、血管像を示す。矢印502は、領域501によって示される血管像が属する血管が延びる血管方向を示す。線分503は血管断面位置を示す。血管断面位置は、血管方向に交差する方向に沿った方向の範囲であり、血管像を跨ぐように決定される。例えば、血管断面位置は、血管方向に直交する方向の範囲である。 FIG. 5 is a diagram for explaining the process of determining the blood vessel cross-sectional position. A region 501 illustrated in FIG. 5 indicates a blood vessel image. An arrow 502 indicates the direction of the blood vessel to which the blood vessel image indicated by the area 501 belongs. A line segment 503 indicates the blood vessel cross-sectional position. The blood vessel cross-sectional position is a range in a direction that intersects the blood vessel direction, and is determined across blood vessel images. For example, the blood vessel cross-sectional position is the range in the direction orthogonal to the blood vessel direction.

図6は、血管領域222aに含まれる複数の血管断面位置601の一例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a plurality of blood vessel cross-sectional positions 601 included in the blood vessel region 222a.

続くステップS304において血管断面プロファイル取得部208は、画像221aの複数の血管断面位置のそれぞれについて、血管断面プロファイル223aを取得する。同様に、ステップS304において血管断面プロファイル取得部208は、画像221bの複数の血管断面位置のそれぞれについて、血管断面プロファイル223bを取得する。 In subsequent step S304, the blood vessel cross-sectional profile acquisition unit 208 acquires the blood vessel cross-sectional profile 223a for each of the plurality of blood vessel cross-sectional positions in the image 221a. Similarly, in step S304, the blood vessel cross-sectional profile acquisition unit 208 acquires the blood vessel cross-sectional profile 223b for each of the multiple blood vessel cross-sectional positions in the image 221b.

ステップS305において分布作成部213は、画像221aの複数の血管断面位置から、画像221aに含まれる対象血管断面位置を選択する。同様に、ステップS305において分布作成部213は、画像221bの複数の血管断面位置から、画像221bに含まれる対象血管断面位置を選択する。画像221bから選択された対象血管断面位置が属する血管像は、画像221aから選択された対象血管断面位置と同一の位置の血管像である。 In step S305, the distribution generating unit 213 selects the target blood vessel cross-section position included in the image 221a from a plurality of blood vessel cross-section positions of the image 221a. Similarly, in step S305, the distribution generator 213 selects target blood vessel cross-section positions included in the image 221b from a plurality of blood vessel cross-section positions in the image 221b. The blood vessel image to which the target blood vessel cross-section position selected from the image 221b belongs is the blood vessel image at the same position as the target blood vessel cross-section position selected from the image 221a.

ステップS306において、適合分布特定部209は、画像221aに含まれる対象血管断面位置の血管断面プロファイル223aに適合する適合分布224aを特定する。具体的には、適合分布特定部209は、画像221aに含まれる対象血管断面位置の血管断面プロファイル223aによって示される画素値の分布に適合する、適合分布224aを特定する。例えば、適合分布特定部209は、血管断面プロファイル223aにガウシアンフィッティングを行うことにより、正規分布を示す適合分布224aを特定する。同様に、ステップS306において、適合分布特定部209は、画像221bに含まれる対象血管断面位置の血管断面プロファイル223bに適合する適合分布224bを特定する。 In step S306, the matching distribution identifying unit 209 identifies the matching distribution 224a that matches the blood vessel cross-sectional profile 223a of the target blood vessel cross-sectional position included in the image 221a. Specifically, the matching distribution specifying unit 209 specifies a matching distribution 224a that matches the pixel value distribution indicated by the blood vessel cross-sectional profile 223a at the target blood vessel cross-sectional position included in the image 221a. For example, the matching distribution identifying unit 209 identifies a matching distribution 224a that exhibits a normal distribution by performing Gaussian fitting on the blood vessel cross-sectional profile 223a. Similarly, in step S306, the matching distribution specifying unit 209 specifies a matching distribution 224b that matches the blood vessel cross-sectional profile 223b of the target blood vessel cross-sectional position included in the image 221b.

図7は、血管断面プロファイル223aの一例を示す図である。図7においては、横軸に位置がとられており、縦軸に画素値がとられている。各プロット点701は、血管断面プロファイル223aに含まれる血管断面位置上の各画素の画素値を示す。Ivは、適合分布224aの最小の画素値を示す。Ioは、適合分布224aのベースラインである。|A|は、画素値Ivと、画素値Ivの位置におけるベースラインIo上の画素値との差分値の絶対値である。そのため、|A|は、適合分布224aにおける画素値のピークの高さを示す。σは、血管断面プロファイル223aによって示される画素値の平均値からのバラつきを示す値である。図7に例示する2σは、血管断面プロファイル223aの対象血管断面位置の血管径を示すことになる。そのため、|A|は、血管壁の内部中央の輝度と血管壁の外部の輝度との差分を示すことになる。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a blood vessel cross-sectional profile 223a. In FIG. 7, the horizontal axis is the position and the vertical axis is the pixel value. Each plotted point 701 indicates the pixel value of each pixel on the blood vessel cross-section position included in the blood vessel cross-section profile 223a. Iv indicates the minimum pixel value of the matching distribution 224a. Io is the baseline of the fitted distribution 224a. |A| is the absolute value of the difference between the pixel value Iv and the pixel value on the baseline Io at the position of the pixel value Iv. Therefore, |A| indicates the height of the peak of the pixel value in the matching distribution 224a. σ is a value indicating the variation from the average value of the pixel values indicated by the blood vessel cross-sectional profile 223a. 2σ illustrated in FIG. 7 indicates the blood vessel diameter at the target blood vessel cross-sectional position of the blood vessel cross-sectional profile 223a. Therefore, |A| indicates the difference between the brightness of the inner center of the blood vessel wall and the brightness of the outer side of the blood vessel wall.

続くステップS307において吸光度算出部210は、画像221aに含まれる対象血管断面位置の血管断面プロファイル223aに基づいて、対象血管断面位置における吸光度225aを算出する。同様に、ステップS307において吸光度算出部210は、画像221bに含まれる対象血管断面位置の血管断面プロファイル223bに基づいて、対象血管断面位置における吸光度225bを算出する。 In subsequent step S307, the absorbance calculator 210 calculates the absorbance 225a at the target blood vessel cross-section position based on the blood vessel cross-section profile 223a at the target blood vessel cross-section position included in the image 221a. Similarly, in step S307, the absorbance calculator 210 calculates the absorbance 225b at the target blood vessel cross-section position based on the blood vessel cross-section profile 223b at the target blood vessel cross-section position included in the image 221b.

式(1)に示すODは、画像221a又は画像221bに含まれる対象血管断面位置における吸光度である。βは、適合分布224a又は適合分布224bの最小の画素値Ivの位置におけるベースラインIo上の画素値である。|A|は、画素値Ivと画素値βとの差分値の絶対値である。

Figure 2023028182000002
OD shown in Equation (1) is the absorbance at the target blood vessel cross-sectional position included in the image 221a or image 221b. β is the pixel value on the baseline Io at the position of the minimum pixel value Iv in the matching distribution 224a or the matching distribution 224b. |A| is the absolute value of the difference between the pixel value Iv and the pixel value β.
Figure 2023028182000002

ステップS308において吸光度比算出部211は、画像221aに含まれる対象血管断面位置の吸光度225aと、画像221bに含まれる対象血管断面位置の吸光度225bとから吸光度比226を算出する。具体的には、吸光度比算出部211は、式(2)によって吸光度比226を算出する。ODλ1は、ピーク波長λの光を眼球103に照射して撮像された画像221aに含まれる対象血管断面位置の血管の吸光度である。つまり、ODλ1は、吸光度225aである。一方、ODλ2は、ピーク波長λの光を眼球103に照射して撮像された画像221bに含まれる対象血管断面位置の血管の吸光度である。つまり、ODλ2は、吸光度225bである。

Figure 2023028182000003
In step S308, the absorbance ratio calculator 211 calculates the absorbance ratio 226 from the absorbance 225a at the target blood vessel cross-section position included in the image 221a and the absorbance 225b at the target blood vessel cross-section position included in the image 221b. Specifically, the absorbance ratio calculation unit 211 calculates the absorbance ratio 226 by Equation (2). OD λ1 is the absorbance of the blood vessel at the cross-sectional position of the target blood vessel included in the image 221a captured by irradiating the eyeball 103 with light of the peak wavelength λ1 . That is, OD λ1 is the absorbance 225a. On the other hand, OD λ2 is the absorbance of the blood vessel at the target blood vessel cross-sectional position included in the image 221b captured by irradiating the eyeball 103 with light of the peak wavelength λ2 . That is, OD λ2 is the absorbance 225b.
Figure 2023028182000003

ステップS309において血管コントラスト指標算出部212は、適合分布224aによって示される画素値の分散及び、適合分布224aによって示される画素値のピークの高さと相関関係を有する値を、血管コントラスト指標227として算出する。または、ステップS309において血管コントラスト指標算出部212は、適合分布224bによって示される画素値の分散と、適合分布224bによって示される画素値のピークの高さとに相関関係を有する値を血管コントラスト指標227として算出する。例えば、血管コントラスト指標算出部212は、式(3)によって血管コントラスト指標227を算出する。σは、血管断面プロファイル223a又は血管断面プロファイル223bによって示される画素値の平均値からのバラつきを示す値である。

Figure 2023028182000004
In step S309, the blood vessel contrast index calculation unit 212 calculates, as the blood vessel contrast index 227, a value having a correlation with the variance of the pixel values indicated by the matching distribution 224a and the peak height of the pixel values indicated by the matching distribution 224a. . Alternatively, in step S309, the blood vessel contrast index calculation unit 212 sets a value having a correlation between the variance of the pixel values indicated by the matching distribution 224b and the peak height of the pixel values indicated by the matching distribution 224b as the blood vessel contrast index 227. calculate. For example, the blood vessel contrast index calculation unit 212 calculates the blood vessel contrast index 227 using Equation (3). σ is a value indicating the variation from the average value of the pixel values indicated by the blood vessel cross-sectional profile 223a or the blood vessel cross-sectional profile 223b.
Figure 2023028182000004

|A|は、血管壁の内部中央の輝度と血管壁の外部の輝度との差分を示す。さらに、2σは対象血管断面位置の血管径を示す。そのため、本実施形態に係る血管コントラスト指標227は、血管壁の内部中央の輝度と血管壁の外部の輝度との差分、及び血管断面位置の血管径を因子として決定される。 |A| represents the difference between the brightness of the inner center of the vessel wall and the brightness of the exterior of the vessel wall. Furthermore, 2σ indicates the blood vessel diameter at the target blood vessel cross-sectional position. Therefore, the blood vessel contrast index 227 according to the present embodiment is determined using factors such as the difference between the brightness at the center of the inside of the blood vessel wall and the brightness outside the blood vessel wall, and the blood vessel diameter at the cross-sectional position of the blood vessel.

ステップS310において分布作成部213は、全ての血管断面位置において吸光度比226と血管コントラスト指標227とを算出したか否かを判定する。ステップS310において全ての血管断面位置において吸光度比226と血管コントラスト指標227とを算出していない場合、処理部204は、処理をステップS305に戻す。つまり、全ての血管断面位置において吸光度比226と血管コントラスト指標227とを算出するまで、処理部204は、ステップS305からステップS310の処理を繰り返す。一方、ステップS310において全ての血管断面位置において吸光度比226と血管コントラスト指標227とを算出している場合、処理部204は、処理をステップS311に移行する。 In step S310, the distribution creation unit 213 determines whether or not the absorbance ratio 226 and the blood vessel contrast index 227 have been calculated for all blood vessel cross-sectional positions. If the absorbance ratio 226 and the blood vessel contrast index 227 have not been calculated for all blood vessel cross-sectional positions in step S310, the processing unit 204 returns the process to step S305. That is, the processing unit 204 repeats the processing from step S305 to step S310 until the absorbance ratio 226 and the blood vessel contrast index 227 are calculated for all blood vessel cross-sectional positions. On the other hand, if the absorbance ratio 226 and the blood vessel contrast index 227 have been calculated at all blood vessel cross-sectional positions in step S310, the processing unit 204 shifts the process to step S311.

ステップS311において分布作成部213は、吸光度比226と、血管コントラスト指標227との二次元分布228を作成する。そして、処理部204は、処理を図8に例示するステップS801に移行する。 In step S<b>311 , the distribution creation unit 213 creates a two-dimensional distribution 228 of the absorbance ratio 226 and the blood vessel contrast index 227 . Then, the processing unit 204 shifts the processing to step S801 illustrated in FIG.

次に、図8を参照しながら、測定装置101で実行される処理について引き続き説明する。 Next, the processing performed by the measuring device 101 will be continued with reference to FIG.

ステップS801において血管種別推定部214は、二次元分布228をクラスタリングして血管の複数の種別のクラスタを取得する。例えば、血管種別推定部214は、k―means法、混合ガウスモデル等によって、二次元分布228をクラスタリングする。 In step S801, the blood vessel type estimation unit 214 clusters the two-dimensional distribution 228 to obtain clusters of a plurality of blood vessel types. For example, the blood vessel type estimation unit 214 clusters the two-dimensional distribution 228 using the k-means method, Gaussian mixture model, or the like.

続くステップS802において血管種別推定部214は、複数の血管断面位置の血管の種別を推定する。具体的には、血管種別推定部214は、血管の種別を推定する対象である血管断面位置における吸光度比226及び血管コントラスト指標227の組が属する、ステップS801で取得されたクラスタを特定することで、当該血管断面位置の血管の種別を推定する。 In subsequent step S802, the blood vessel type estimation unit 214 estimates the blood vessel types at a plurality of blood vessel cross-sectional positions. Specifically, the blood vessel type estimation unit 214 identifies the cluster acquired in step S801 to which the set of the absorbance ratio 226 and the blood vessel contrast index 227 at the blood vessel cross-sectional position for which the blood vessel type is to be estimated belongs. , to estimate the type of blood vessel at the cross-sectional position of the blood vessel.

ステップS803において酸素飽和度算出部215は、特定のクラスタに属する組に含まれる吸光度比226から酸素飽和度を算出する。 In step S803, the oxygen saturation calculator 215 calculates the oxygen saturation from the absorbance ratios 226 included in the groups belonging to a specific cluster.

式(4)は、吸光度比226から酸素飽和度αを算出する算出式である。式(4)に示す算出式において、光が出射されてから撮像部201によって受光されるまでの眼球におけるピーク波長λの光とピーク波長λの光との光路長は同一であるものとする。εHb570は、ピーク波長λ=570nmの光の還元ヘモグロビンのモル吸光係数である。εHbλ1は、ピーク波長λの光の還元ヘモグロビンのモル吸光係数である。εHbO2λ1は、ピーク波長λの光の酸化ヘモグロビンのモル吸光係数である。εHb570、εHbλ1、及びεHbO2λ1は、既知の定数であるため、式(4)に示すように、酸素飽和度αと吸光度比226とは一次の線形関係となる。

Figure 2023028182000005
Formula (4) is a calculation formula for calculating the oxygen saturation α from the absorbance ratio 226 . In the calculation formula shown in Equation (4), it is assumed that the light with peak wavelength λ 1 and the light with peak wavelength λ 2 have the same optical path length in the eyeball from when the light is emitted to when it is received by the imaging unit 201 . do. ε Hb570 is the molar extinction coefficient of reduced hemoglobin for light with a peak wavelength λ 2 =570 nm. εHbλ1 is the molar extinction coefficient of reduced hemoglobin for light of peak wavelength λ1 . εHbO2λ1 is the molar extinction coefficient of oxygenated hemoglobin for light of peak wavelength λ1 . Since ε Hb570 , ε Hbλ1 , and ε HbO2λ1 are known constants, there is a first-order linear relationship between the oxygen saturation α and the absorbance ratio 226 as shown in Equation (4).
Figure 2023028182000005

図9は、二次元分布228の一例を示す図である。図9に示す二次元分布228は、横軸に吸光度比が取られており、縦軸に血管コントラスト指標が取られている。図9に例示する二次元分布228に示される各円は、吸光度比と血管コントラスト指標との組を示す。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the two-dimensional distribution 228. As shown in FIG. The two-dimensional distribution 228 shown in FIG. 9 has the absorbance ratio on the horizontal axis and the blood vessel contrast index on the vertical axis. Each circle shown in the two-dimensional distribution 228 illustrated in FIG. 9 represents a pair of absorbance ratio and blood vessel contrast index.

図9に例示する度数分布901は、二次元分布228に含まれる各組の吸光度比226の度数を示す。度数分布901においては、横軸に吸光度比がとられており、縦軸に度数がとられている。また、図9に例示する度数分布902は、二次元分布228に含まれる各組の血管コントラスト指標227の度数を示す。度数分布902においては、横軸に度数がとられており、縦軸に血管コントラスト指標がとられている。 A frequency distribution 901 illustrated in FIG. 9 indicates the frequency of each set of absorbance ratios 226 included in the two-dimensional distribution 228 . In the frequency distribution 901, the horizontal axis indicates the absorbance ratio, and the vertical axis indicates the frequency. A frequency distribution 902 illustrated in FIG. 9 indicates the frequency of each set of blood vessel contrast index 227 included in the two-dimensional distribution 228 . In the frequency distribution 902, the horizontal axis is the frequency, and the vertical axis is the blood vessel contrast index.

結膜上動脈及び結膜上静脈は、空気中の酸素により酸素交換することで、強膜上動脈及び強膜上静脈よりも酸素飽和度が高くなる。動脈の酸素飽和度は、静脈の酸素飽和度よりも低くなるため、強膜上動脈の酸素飽和度は、強膜上静脈の酸素飽和度とは異なる。式(4)に例示するように、酸素飽和度と吸光度比とは一次の線形関係であるため、結膜上動脈及び結膜上静脈の吸光度比は、強膜上動脈の吸光度比、及び強膜上静脈の吸光度比とは異なることになる。同様に、強膜上動脈の吸光度比は、強膜上静脈の吸光度比とは異なることになる。 The epiconjunctival artery and epiconjunctival vein exchange oxygen with oxygen in the air, resulting in a higher oxygen saturation than the episcleral artery and episcleral vein. The oxygen saturation of the episcleral artery is different from the oxygen saturation of the episcleral vein because arterial oxygen saturation is lower than venous oxygen saturation. As exemplified in equation (4), the absorbance ratio of the epiconjunctival artery and the epiconjunctival vein is the absorbance ratio of the episcleral artery, and the absorbance ratio of the episcleral artery, since there is a first-order linear relationship between the oxygen saturation and the absorbance ratio. It will be different from the absorbance ratio of the vein. Similarly, the absorbance ratio for the episcleral artery will be different than the absorbance ratio for the episcleral vein.

そのため、吸光度比の度数分布901において、複数のピーク度数が現れる。例えば、複数のピーク度数のうちの一のピーク度数の吸光度比は、結膜上動脈及び結膜上静脈の吸光度比を示す。また、例えば、複数のピーク度数のうちの他のピーク度数の吸光度比は、強膜上静脈の吸光度比を示す。 Therefore, a plurality of peak frequencies appear in the frequency distribution 901 of the absorbance ratio. For example, the absorbance ratio of one peak power out of the plurality of peak powers indicates the absorbance ratio of the epiconjunctival artery and the epiconjunctival vein. Also, for example, the absorbance ratio of other peak frequencies among the plurality of peak frequencies indicates the absorbance ratio of the episcleral vein.

また、結膜は強膜よりも上層に存在するため、結膜上動脈及び結膜上静脈は、画像221a及び画像221bにおいて、強膜上動脈及び強膜上静脈とは異なる明瞭度で撮像される。そのため、結膜上動脈及び結膜上静脈の血管像の血管コントラスト指標は、強膜上動脈及び強膜上静脈の血管コントラスト指標とは異なる値が算出される。例えば、結膜上動脈及び結膜上静脈の血管像の血管コントラスト指標は、強膜上動脈及び強膜上静脈の血管コントラスト指標よりも高い値を示す。 Also, since the conjunctiva exists in a layer above the sclera, the supraconjunctival artery and supraconjunctival vein are imaged with a different clarity than the episcleral artery and episcleral vein in the images 221a and 221b. Therefore, the blood vessel contrast index of the blood vessel image of the epiconjunctival artery and epiconjunctival vein is calculated to have a different value from the blood vessel contrast index of the episcleral artery and episcleral vein. For example, the blood vessel contrast index of the blood vessel image of the epiconjunctival artery and epiconjunctival vein shows a higher value than the blood vessel contrast index of the episcleral artery and episcleral vein.

そのため、血管コントラスト指標の度数分布902において、複数のピーク度数が現れる。例えば、複数のピーク度数のうちの一のピーク度数の血管コントラスト指標は、強膜上動脈の血管コントラスト指標、及び強膜上静脈の血管コントラスト指標を示す。また、例えば、複数のピーク度数のうちの他の血管コントラスト指標は、結膜上動脈及び結膜上静脈の血管コントラスト指標を示す。 Therefore, a plurality of peak frequencies appear in the blood vessel contrast index frequency distribution 902 . For example, the vascular contrast index of one peak power out of the plurality of peak powers indicates the vascular contrast index of the episcleral artery and the vascular contrast index of the episcleral vein. Also, for example, other blood vessel contrast indicators of the plurality of peak frequencies indicate blood vessel contrast indicators of the epiconjunctival artery and epiconjunctival vein.

このように、結膜上動脈及び結膜上静脈、強膜上動脈、及び強膜上静脈に関して、吸光度比226と血管コントラスト指標227とが、血管の種別毎に異なる区間に集中的に分布する。そのため、図9に例示するように、血管種別推定部214は、二次元分布228を、結膜上動脈及び結膜上静脈のクラスタと、結膜上動脈のクラスタと、結膜上静脈のクラスタとにクラスタリングする。血管種別推定部214は、結膜上動脈及び結膜上静脈と、強膜上動脈と、強膜上静脈とを示す各クラスタを特定することで、血管断面位置の吸光度比と血管コントラスト指標とから、血管断面位置の血管の種別を推定できる。 In this way, with respect to the epiconjunctival artery and epiconjunctival vein, the episcleral artery, and the episcleral vein, the absorbance ratio 226 and the blood vessel contrast index 227 are concentrated in different sections for each blood vessel type. Therefore, as illustrated in FIG. 9, the blood vessel type estimation unit 214 clusters the two-dimensional distribution 228 into a cluster of supraconjunctival arteries and supraconjunctival veins, a cluster of supraconjunctival arteries, and a cluster of supraconjunctival veins. . The blood vessel type estimation unit 214 identifies clusters representing the epiconjunctival artery and epiconjunctival vein, the episcleral artery, and the episcleral vein, and based on the absorbance ratio of the blood vessel cross-sectional position and the blood vessel contrast index, The type of blood vessel at the cross-sectional position of the blood vessel can be estimated.

さらに、酸素飽和度算出部215は、強膜上動脈を示すクラスタに属する組に含まれる吸光度比226から、強膜上動脈の酸素飽和度を算出できる。これにより、本実施形態に係る測定装置101は、非接触で、人の健康状態を反映した強膜上動脈の酸素飽和度を推定できる。 Furthermore, the oxygen saturation calculator 215 can calculate the oxygen saturation of the episcleral artery from the absorbance ratios 226 included in the groups belonging to the cluster indicating the episcleral artery. Thereby, the measuring device 101 according to the present embodiment can estimate the oxygen saturation of the episcleral artery reflecting the health condition of the person without contact.

(第二実施形態)
図10を参照して、第二実施形態について説明する。なお、図面については、同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Second embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG. In the drawings, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

本実施形態に係る測定装置101の構成は、図2に示す通りであるため、詳細な説明は省略する。 Since the configuration of the measuring device 101 according to this embodiment is as shown in FIG. 2, detailed description thereof will be omitted.

本実施形態に係る血管コントラスト指標算出部212は、適合分布224a又は適合分布224bによって示される画素値のピークの高さと相関関係を有する値を、血管コントラスト指標227として算出する。 The blood vessel contrast index calculation unit 212 according to the present embodiment calculates, as the blood vessel contrast index 227, a value having a correlation with the peak height of the pixel values indicated by the matching distribution 224a or the matching distribution 224b.

図10は、本実施形態に係る測定装置101で実行される処理の一例を示すフローチャートである。図10に例示するステップS301~ステップS308、及びステップS310~ステップS311の処理は、図3に例示するステップS301~ステップS308、及びステップS310~ステップS311の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。 FIG. 10 is a flowchart showing an example of processing executed by the measuring device 101 according to this embodiment. The processes of steps S301 to S308 and steps S310 to S311 illustrated in FIG. 10 are the same as the processes of steps S301 to S308 and steps S310 to S311 illustrated in FIG. omitted.

ステップS308において吸光度比算出部211が、画像221aに含まれる対象血管断面位置の吸光度225aと、画像221bに含まれる対象血管断面位置の吸光度225bとから吸光度比226を算出した場合、ステップS1001において血管コントラスト指標算出部212は、適合分布224a又は適合分布224bによって示される画素値のピークの高さと相関関係を有する値を、血管コントラスト指標227として算出する。例えば、血管コントラスト指標算出部212は、式(5)によって血管コントラスト指標227を算出する。

Figure 2023028182000006
In step S308, when the absorbance ratio calculation unit 211 calculates the absorbance ratio 226 from the absorbance 225a at the target blood vessel cross-section position included in the image 221a and the absorbance 225b at the target blood vessel cross-section position included in the image 221b, the blood vessel The contrast index calculator 212 calculates, as the blood vessel contrast index 227, a value having a correlation with the peak height of the pixel values indicated by the matching distribution 224a or the matching distribution 224b. For example, the blood vessel contrast index calculation unit 212 calculates the blood vessel contrast index 227 using Equation (5).
Figure 2023028182000006

βは、適合分布224a又は適合分布224bの最小の画素値Ivの位置におけるベースラインIo上の画素値である。つまり、βは、血管壁の外部の輝度を示すことになる。また、Aは、画素値Ivと画素値βとの差分値である。つまり、Aは血管壁の内部中央の輝度を示すことになる。また、|A|は、血管壁の内部中央の輝度と血管壁の外部の輝度との差分を示すことになる。そのため、本実施形態に係る血管コントラスト指標227は、血管径に依存せずに、血管壁の内部中央の輝度と血管壁の外部の輝度とを因子として決定される。従って、本実施形態に係る血管コントラスト指標算出部212は、血管径が異なる様々な血管に関して、血管壁の内部中央の輝度と血管壁の外部の輝度とから血管コントラスト指標227を算出できる。 β is the pixel value on the baseline Io at the position of the minimum pixel value Iv in the matching distribution 224a or the matching distribution 224b. That is, β indicates the luminance outside the blood vessel wall. Also, A is a difference value between the pixel value Iv and the pixel value β. In other words, A indicates the brightness of the inner center of the blood vessel wall. |A| indicates the difference between the brightness of the inner center of the blood vessel wall and the brightness of the outside of the blood vessel wall. Therefore, the blood vessel contrast index 227 according to the present embodiment is determined using the brightness of the inner center of the blood vessel wall and the brightness of the outside of the blood vessel wall as factors, without depending on the blood vessel diameter. Therefore, the blood vessel contrast index calculation unit 212 according to the present embodiment can calculate the blood vessel contrast index 227 from the brightness of the inner center of the blood vessel wall and the brightness of the outside of the blood vessel wall for various blood vessels having different diameters.

さらに、本実施形態に係る分布作成部213は、各血管断面位置の血管の内部中央の輝度と血管壁の外部の輝度とから算出された血管コントラスト指標227と、各血管断面位置の血管の吸光度比226との二次元分布228を作成する。そして、本実施形態に係る血管種別推定部214は、作成した二次元分布228をクラスタリングして複数の血管断面位置の血管の種別を推定する。 Furthermore, the distribution generating unit 213 according to the present embodiment generates a blood vessel contrast index 227 calculated from the luminance of the center of the inside of the blood vessel at each blood vessel cross-section position and the luminance of the outside of the blood vessel wall, and the absorbance of the blood vessel at each blood vessel cross-section position. Create a two-dimensional distribution 228 with the ratio 226 . Then, the blood vessel type estimation unit 214 according to the present embodiment clusters the created two-dimensional distribution 228 to estimate the blood vessel types at a plurality of blood vessel cross-sectional positions.

以上より、本実施形態に係る測定装置101は、血管径が異なる様々な血管に関して、血管径に依存せずに血管像の明瞭度を評価したうえで、複数の血管断面位置の血管の種別を推定できる。 As described above, the measurement apparatus 101 according to the present embodiment evaluates the clarity of the blood vessel image independently of the blood vessel diameter for various blood vessels having different blood vessel diameters, and then determines the type of blood vessel at a plurality of blood vessel cross-sectional positions. can be estimated.

(第三実施形態)
図11を参照して、第三実施形態について説明する。なお、図面については、同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG. In the drawings, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

本実施形態に係る測定装置101の構成は、図2に示す通りであるため、詳細な説明は省略する。 Since the configuration of the measuring device 101 according to this embodiment is as shown in FIG. 2, detailed description thereof will be omitted.

本実施形態に係る血管コントラスト指標算出部212は、血管断面プロファイル223a又は血管断面プロファイル223bによって示される各血管断面位置の複数の画素の画素値の統計値と相関関係を有する値を、血管コントラスト指標227として算出する。 The blood vessel contrast index calculation unit 212 according to the present embodiment calculates a value having a correlation with the statistical value of the pixel values of a plurality of pixels at each blood vessel cross-sectional position indicated by the blood vessel cross-sectional profile 223a or the blood vessel cross-sectional profile 223b as a blood vessel contrast index. 227.

図11は、本実施形態に係る測定装置101で実行される処理の一例を示すフローチャートである。図11に例示するステップS301~ステップS308、及びステップS310~ステップS311の処理は、図3に例示するステップS301~ステップS308、及びステップS310~ステップS311の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。 FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing executed by the measuring device 101 according to this embodiment. The processes of steps S301 to S308 and steps S310 to S311 illustrated in FIG. 11 are the same as the processes of steps S301 to S308 and steps S310 to S311 illustrated in FIG. omitted.

ステップS308において吸光度比算出部211が、画像221aに含まれる対象血管断面位置の吸光度225aと、画像221bに含まれる対象血管断面位置の吸光度225bとから吸光度比226を算出した場合、ステップS1101において血管コントラスト指標算出部212は、対象血管断面位置の複数の画素の画素値の統計値と相関関係を有する値を、血管コントラスト指標227として算出する。例えば、血管コントラスト指標算出部212は、式(6)によって血管コントラスト指標227を算出する。

Figure 2023028182000007
In step S308, when the absorbance ratio calculation unit 211 calculates the absorbance ratio 226 from the absorbance 225a of the target blood vessel cross-section position included in the image 221a and the absorbance 225b of the target blood vessel cross-section position included in the image 221b, the blood vessel The contrast index calculator 212 calculates, as the blood vessel contrast index 227, a value having a correlation with the statistical values of the pixel values of the plurality of pixels at the target blood vessel cross-section position. For example, the blood vessel contrast index calculation unit 212 calculates the blood vessel contrast index 227 using Equation (6).
Figure 2023028182000007

式(6)によって算出される血管コントラスト指標227は、血管断面プロファイル223a又は血管断面プロファイル223bが属する血管断面位置における隣接する画素間における画素値の変位量の平均値を示す。つまり、式(6)によって算出される血管コントラスト指標227は、一の血管断面位置の全体に亘る画素値の変化を反映した値となる。そのため、本実施形態に係る血管コントラスト指標算出部212は、画像221a又は画像221bにおける、一の血管断面位置によって示される血管壁周辺の明瞭度と、一の血管断面位置の血管の中心の明瞭度とを同等に反映して、血管コントラスト指標227を算出できる。 The blood vessel contrast index 227 calculated by Equation (6) indicates the average value of the amount of pixel value displacement between adjacent pixels at the blood vessel cross-sectional position to which the blood vessel cross-sectional profile 223a or the blood vessel cross-sectional profile 223b belongs. That is, the blood vessel contrast index 227 calculated by Equation (6) is a value that reflects changes in pixel values over one blood vessel cross-sectional position. Therefore, the blood vessel contrast index calculation unit 212 according to the present embodiment calculates the clarity around the blood vessel wall indicated by one blood vessel cross-sectional position and the clarity of the center of the blood vessel at one blood vessel cross-sectional position in the image 221a or image 221b. Equivalently, the blood vessel contrast index 227 can be calculated.

従って、本実施形態に係る分布作成部213は、各血管断面位置の血管壁周辺の明瞭度と、各血管断面位置の血管の中心の明瞭度とを同等に反映した血管コントラスト指標227と、各血管断面位置の血管の吸光度比226との二次元分布228を作成する。そして、本実施形態に係る血管種別推定部214は、作成した二次元分布228をクラスタリングして複数の血管断面位置の血管の種別を推定する。 Therefore, the distribution generating unit 213 according to the present embodiment includes a blood vessel contrast index 227 that equally reflects the clarity around the blood vessel wall at each blood vessel cross-sectional position and the blood vessel center clarity at each blood vessel cross-sectional position, and A two-dimensional distribution 228 is created with the absorbance ratio 226 of the blood vessel at the cross-sectional position of the blood vessel. Then, the blood vessel type estimation unit 214 according to the present embodiment clusters the created two-dimensional distribution 228 to estimate the blood vessel types at a plurality of blood vessel cross-sectional positions.

以上より、本実施形態に係る測定装置101は、一の血管断面位置によって示される血管壁周辺の明瞭度と、一の血管断面位置の血管の中心の明瞭度とを同等に評価したうえで、複数の血管断面位置の血管の種別を推定できる。 As described above, the measurement apparatus 101 according to the present embodiment equally evaluates the clarity around the blood vessel wall indicated by one cross-sectional position of the blood vessel and the clarity of the center of the blood vessel at one cross-sectional position of the blood vessel, The types of blood vessels at multiple blood vessel cross-sectional positions can be estimated.

(第四実施形態)
図12を参照して、第四実施形態について説明する。なお、図面については、同一又は同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the drawings, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

本実施形態に係る測定装置101の構成は、図2に示す通りであるため、詳細な説明は省略する。 Since the configuration of the measuring device 101 according to this embodiment is as shown in FIG. 2, detailed description thereof will be omitted.

本実施形態に係る血管コントラスト指標算出部212は、画像221a及び画像221bのうちの少なくとも一つの画像について算出された各血管断面位置の吸光度と相関関係を有する値を、血管コントラスト指標227として算出する。 The blood vessel contrast index calculation unit 212 according to the present embodiment calculates, as the blood vessel contrast index 227, a value having a correlation with the absorbance at each blood vessel cross-sectional position calculated for at least one of the images 221a and 221b. .

図12は、本実施形態に係る測定装置101で実行される処理の一例を示すフローチャートである。図12に例示するステップS301~ステップS308、及びステップS310~ステップS311の処理は、図3に例示するステップS301~ステップS308、及びステップS310~ステップS311の処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。 FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing executed by the measuring device 101 according to this embodiment. The processes of steps S301 to S308 and steps S310 to S311 illustrated in FIG. 12 are the same as the processes of steps S301 to S308 and steps S310 to S311 illustrated in FIG. omitted.

ステップS308において吸光度比算出部211が、画像221aに含まれる対象血管断面位置の吸光度225aと、画像221bに含まれる対象血管断面位置の吸光度225bとから吸光度比226を算出した場合、ステップS1201において血管コントラスト指標算出部212は、画像221a及び画像221bのうち、少なくとも一つの画像について算出された対象血管断面位置の吸光度と相関関係を有する値を、血管コントラスト指標227として算出する。 In step S308, when the absorbance ratio calculation unit 211 calculates the absorbance ratio 226 from the absorbance 225a of the target blood vessel cross-section position included in the image 221a and the absorbance 225b of the target blood vessel cross-section position included in the image 221b, the blood vessel The contrast index calculation unit 212 calculates, as the blood vessel contrast index 227, a value having a correlation with the absorbance at the target blood vessel cross-sectional position calculated for at least one of the images 221a and 221b.

例えば、血管コントラスト指標算出部212は、式(7)に示すように、吸光度225aと吸光度225bとの和を、血管コントラスト指標227として算出する。式(7)に例示するОDλ1、ODλ2は、それぞれ吸光度225a、吸光度225bである。

Figure 2023028182000008
For example, the blood vessel contrast index calculator 212 calculates the sum of the absorbance 225a and the absorbance 225b as the blood vessel contrast index 227, as shown in Equation (7). OD λ1 and OD λ2 exemplified in Equation (7) are absorbance 225a and absorbance 225b, respectively.
Figure 2023028182000008

または、血管コントラスト指標算出部212は、式(8)に示すように、吸光度225a又は吸光度225bを、血管コントラスト指標227として算出してもよい。

Figure 2023028182000009
Alternatively, the blood vessel contrast index calculator 212 may calculate the absorbance 225a or the absorbance 225b as the blood vessel contrast index 227 as shown in Equation (8).
Figure 2023028182000009

または、血管コントラスト指標算出部212は、式(9)に示すように、吸光度225aと吸光度225bとの積を、血管コントラスト指標227として算出してもよい。

Figure 2023028182000010
Alternatively, the blood vessel contrast index calculator 212 may calculate the product of the absorbance 225a and the absorbance 225b as the blood vessel contrast index 227, as shown in Equation (9).
Figure 2023028182000010

従って、本実施形態に係る分布作成部213は、画像221a及び画像221bのうちの少なくとも一の画像の吸光度から算出された、各血管断面位置の血管コントラスト指標227と、各血管断面位置の血管の吸光度比226との二次元分布228を作成する。そして、本実施形態に係る血管種別推定部214は、作成した二次元分布228をクラスタリングして複数の血管断面位置の血管の種別を推定する。 Therefore, the distribution generating unit 213 according to the present embodiment calculates the blood vessel contrast index 227 at each blood vessel cross-sectional position calculated from the absorbance of at least one of the images 221a and 221b, and the blood vessel contrast index 227 at each blood vessel cross-sectional position. A two-dimensional distribution 228 is created with the absorbance ratio 226 . Then, the blood vessel type estimation unit 214 according to the present embodiment clusters the created two-dimensional distribution 228 to estimate the blood vessel types at a plurality of blood vessel cross-sectional positions.

以上より、本実施形態に係る測定装置101は、吸光度から算出された血管コントラスト指標227と吸光度比226とから、血管の種別を非接触で推定できる。 As described above, the measuring device 101 according to the present embodiment can estimate the blood vessel type from the blood vessel contrast index 227 and the absorbance ratio 226 calculated from the absorbance without contact.

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態に夫々開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。更に、各実施形態に夫々開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

100 測定システム、101 測定装置、102a 光源、102b 光源、103 眼球、104a 出射光、104b 出射光、105a 反射光、105b 反射光、201 撮像部、202 記憶部、203 制御部、204 処理部、205 画像取得部、206 血管領域抽出部、207 血管断面決定部、208 血管断面プロファイル取得部、209 適合分布特定部、210 吸光度算出部、211 吸光度比算出部、212 血管コントラスト指標算出部、213 分布作成部、214 血管種別推定部、215 酸素飽和度算出部、221a 画像、221b 画像、222a 血管領域、222b 血管領域、223a 血管断面プロファイル、223b 血管断面プロファイル、224a 適合分布、224b 適合分布、225a 吸光度、225b 吸光度、226 吸光度比、227 血管コントラスト指標、228 二次元分布、601 血管断面位置、901 度数分布、902 度数分布 REFERENCE SIGNS LIST 100 measurement system 101 measurement device 102a light source 102b light source 103 eyeball 104a emitted light 104b emitted light 105a reflected light 105b reflected light 201 imaging unit 202 storage unit 203 control unit 204 processing unit 205 Image acquisition unit 206 Blood vessel region extraction unit 207 Blood vessel cross section determination unit 208 Blood vessel cross-section profile acquisition unit 209 Suitable distribution identification unit 210 Absorbance calculation unit 211 Absorption ratio calculation unit 212 Blood vessel contrast index calculation unit 213 Distribution creation 214 blood vessel type estimation unit 215 oxygen saturation calculation unit 221a image 221b image 222a blood vessel region 222b blood vessel region 223a blood vessel cross-sectional profile 223b blood vessel cross-sectional profile 224a matching distribution 224b matching distribution 225a absorbance 225b absorbance, 226 absorbance ratio, 227 blood vessel contrast index, 228 two-dimensional distribution, 601 blood vessel cross-sectional position, 901 frequency distribution, 902 frequency distribution

Claims (10)

互いに異なるピーク波長を有する少なくとも二種類の光を照射して撮像された、眼球の血管像を含む少なくとも二つの画像を取得する画像取得部と、
前記少なくとも二つの画像のそれぞれについて複数の血管断面位置の画素の画素値の分布をそれぞれ示す複数の血管断面プロファイルを取得する血管断面プロファイル取得部と、
前記複数の血管断面プロファイルから、前記複数の血管断面位置のうちの各血管断面位置の吸光度を算出する吸光度算出部と、
各組が前記各血管断面位置の吸光度比と前記血管像の前記各血管断面位置の明瞭度を示す血管コントラスト指標とを含む複数の組の二次元分布を作成し、前記吸光度比は、前記少なくとも二つの画像についての前記各血管断面位置の吸光度から算出される分布作成部と、
前記二次元分布をクラスタリングして血管の複数の種別のクラスタを得て前記複数の血管断面位置の血管の種別を推定する血管種別推定部と、
を備える測定装置。
an image acquisition unit that acquires at least two images including a blood vessel image of an eyeball captured by irradiation with at least two types of light having peak wavelengths different from each other;
a blood vessel cross-section profile acquisition unit configured to acquire a plurality of blood vessel cross-section profiles respectively indicating pixel value distributions of pixels at a plurality of blood vessel cross-section positions for each of the at least two images;
an absorbance calculation unit that calculates absorbance at each of the plurality of blood vessel cross-sectional positions from the plurality of blood vessel cross-sectional profiles;
creating a plurality of sets of two-dimensional distributions, each set including an absorbance ratio of each blood vessel cross-section position and a blood vessel contrast index indicating the clarity of each blood vessel cross-section position of the blood vessel image, wherein the absorbance ratio is at least a distribution generator calculated from the absorbance at each blood vessel cross-sectional position for the two images;
a blood vessel type estimation unit that clusters the two-dimensional distribution to obtain clusters of a plurality of types of blood vessels and estimates the types of blood vessels at the plurality of blood vessel cross-sectional positions;
A measuring device comprising:
前記複数の種別のクラスタのうちの特定のクラスタに属する組に含まれる吸光度比から酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部を備える、請求項1に記載の測定装置。 The measuring device according to claim 1, further comprising an oxygen saturation calculator that calculates oxygen saturation from absorbance ratios included in groups belonging to a specific cluster among the plurality of types of clusters. 前記複数の種別は強膜上動脈を示す種別を含み、
前記特定のクラスタは、前記強膜上動脈を示す種別のクラスタである、請求項2に記載の測定装置。
the plurality of types includes a type indicative of an episcleral artery;
3. The measuring device according to claim 2, wherein said specific cluster is a cluster of a type indicating said episcleral artery.
前記少なくとも二つの画像のうちの少なくとも一つの画像について取得された前記各血管断面位置の画素の画素値の分布を示す血管断面プロファイルから、前記血管コントラスト指標を算出する血管コントラスト指標算出部をさらに備える、請求項1~3のいずれか1項に記載の測定装置。 Further comprising a blood vessel contrast index calculation unit for calculating the blood vessel contrast index from a blood vessel cross-section profile indicating a distribution of pixel values of pixels at each blood vessel cross-section position acquired for at least one of the at least two images. , the measuring device according to any one of claims 1 to 3. 前記血管断面プロファイルに適合する適合分布を特定する適合分布特定部をさらに備え、
前記血管コントラスト指標算出部は、前記適合分布によって示される画素値のピークと相関関係を有する値を、前記血管コントラスト指標として算出する、請求項4に記載の測定装置。
further comprising a matching distribution identification unit that identifies a matching distribution that matches the blood vessel cross-sectional profile;
5. The measuring apparatus according to claim 4, wherein said blood vessel contrast index calculation unit calculates, as said blood vessel contrast index, a value having a correlation with a peak of pixel values indicated by said suitable distribution.
前記適合分布は正規分布であり、
前記血管コントラスト指標算出部は、前記適合分布の分散及びピークの高さと相関関係を有する値を、前記血管コントラスト指標として算出する、請求項5に記載の測定装置。
the fitted distribution is a normal distribution;
6. The measuring apparatus according to claim 5, wherein said blood vessel contrast index calculation unit calculates a value having a correlation with variance and peak height of said adaptive distribution as said blood vessel contrast index.
前記血管コントラスト指標算出部は、前記少なくとも二つの画像のうちの少なくとも一つの画像について取得された前記各血管断面位置の複数の画素の画素値の分布を示す血管断面プロファイルによって示される前記各血管断面位置の複数の画素の画素値の統計値と相関関係を有する値を、前記血管コントラスト指標として算出する、請求項4に記載の測定装置。 The blood vessel contrast index calculation unit calculates each blood vessel cross section represented by a blood vessel cross section profile showing a distribution of pixel values of a plurality of pixels at each blood vessel cross section position acquired for at least one of the at least two images. 5. The measuring device according to claim 4, wherein a value having a correlation with statistical values of pixel values of a plurality of pixels at a position is calculated as said blood vessel contrast index. 前記血管コントラスト指標算出部は、前記少なくとも二つの画像のうちの少なくとも一つの画像について算出された前記各血管断面位置の吸光度と相関関係を有する値を、前記血管コントラスト指標として算出する、請求項4に記載の測定装置。 5. The blood vessel contrast index calculation unit calculates, as the blood vessel contrast index, a value having a correlation with the absorbance of each of the blood vessel cross-sectional positions calculated for at least one of the at least two images. The measuring device according to . 互いに異なるピーク波長を有する少なくとも二種類の光を照射して撮像された、眼球の血管像を含む少なくとも二つの画像を取得する工程と、
前記少なくとも二つの画像のそれぞれについて複数の血管断面位置の画素の画素値の分布をそれぞれ示す複数の血管断面プロファイルを取得する工程と、
前記複数の血管断面プロファイルから、前記複数の血管断面位置のうちの各血管断面位置の吸光度を算出する工程と、
各組が前記各血管断面位置の吸光度比と前記血管像の前記各血管断面位置の明瞭度を示す血管コントラスト指標とを含む複数の組の二次元分布を作成し、前記吸光度比は、前記少なくとも二つの画像についての前記各血管断面位置の吸光度から算出される工程と、
前記二次元分布をクラスタリングして血管の複数の種別のクラスタを得て前記複数の血管断面位置の血管の種別を推定する工程と、
を含む測定方法。
acquiring at least two images including a blood vessel image of an eyeball captured by irradiating at least two types of light having peak wavelengths different from each other;
acquiring a plurality of blood vessel cross-section profiles each showing a distribution of pixel values of pixels at a plurality of blood vessel cross-section positions for each of the at least two images;
calculating the absorbance at each of the plurality of blood vessel cross-sectional positions from the plurality of blood vessel cross-sectional profiles;
creating a plurality of sets of two-dimensional distributions, each set including an absorbance ratio of each blood vessel cross-section position and a blood vessel contrast index indicating the clarity of each blood vessel cross-section position of the blood vessel image, wherein the absorbance ratio is at least calculating from the absorbance at each blood vessel cross-sectional position for the two images;
a step of clustering the two-dimensional distribution to obtain clusters of a plurality of blood vessel types, and estimating the blood vessel types at the plurality of blood vessel cross-sectional positions;
including measurement method.
コンピュータに、
互いに異なるピーク波長を有する少なくとも二種類の光を照射して撮像された、眼球の血管像を含む少なくとも二つの画像を取得する機能と、
前記少なくとも二つの画像のそれぞれについて複数の血管断面位置の画素の画素値の分布をそれぞれ示す複数の血管断面プロファイルを取得する機能と、
前記複数の血管断面プロファイルから、前記複数の血管断面位置のうちの各血管断面位置の吸光度を算出する機能と、
各組が前記各血管断面位置の吸光度比と前記血管像の前記各血管断面位置の明瞭度を示す血管コントラスト指標とを含む複数の組の二次元分布を作成し、前記吸光度比は、前記少なくとも二つの画像についての前記各血管断面位置の吸光度から算出される機能と、
前記二次元分布をクラスタリングして血管の複数の種別のクラスタを得て前記複数の血管断面位置の血管の種別を推定する機能と、
を実行させるプログラム。
to the computer,
a function of acquiring at least two images including a blood vessel image of an eyeball captured by irradiating at least two types of light having different peak wavelengths;
a function of acquiring a plurality of blood vessel cross-section profiles respectively showing pixel value distributions of pixels at a plurality of blood vessel cross-section positions for each of the at least two images;
a function of calculating the absorbance at each of the plurality of blood vessel cross-sectional positions from the plurality of blood vessel cross-sectional profiles;
creating a plurality of sets of two-dimensional distributions, each set including an absorbance ratio of each blood vessel cross-section position and a blood vessel contrast index indicating the clarity of each blood vessel cross-section position of the blood vessel image, wherein the absorbance ratio is at least a function calculated from the absorbance at each blood vessel cross-sectional position for the two images;
a function of clustering the two-dimensional distribution to obtain clusters of a plurality of blood vessel types, and estimating the blood vessel types at the plurality of blood vessel cross-sectional positions;
program to run.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7770076B1 (en) * 2025-06-18 2025-11-14 啓人 新本 Information processing device, information processing method, and information processing program

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