JP5514026B2 - 眼底画像処理装置及び眼底観察装置 - Google Patents
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Description
この発明は、眼底を撮影して得られた眼底撮影像と、光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）を用いて形成された眼底の３次元画像とを処理する眼底画像処理装置、並びに、眼底撮影像及び／又は眼底の３次元画像を形成可能な眼底観察装置に関する。
近年、レーザ光源等からの光ビームを用いて被測定物体の表面形態や内部形態を表す画像を形成するＯＣＴが注目を集めている。ＯＣＴは、Ｘ線ＣＴのような人体に対する侵襲性を持たないことから、特に医療分野や生物学分野における応用の展開が期待されている。たとえば眼科分野においては、眼底や角膜等の画像を形成する装置が実用化段階に入っている。
特許文献１にはＯＣＴを適用した装置が開示されている。この装置は、測定腕が回転式転向鏡（ガルバノミラー）により物体を走査し、参照腕に参照ミラーが設置されており、その出口に計測腕及び参照腕からの光束の干渉光の強度を分光器で分析する干渉器が設けられている。更に、参照腕は、参照光光束位相を不連続な値で段階的に変えるように構成されている。
特許文献１の装置は、いわゆる「フーリエドメインＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）」の手法を用いるものである。すなわち、被測定物体に対して低コヒーレンス光のビームを照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル強度分布を取得してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の深度方向（ｚ方向）の形態を画像化するものである。なお、このタイプの手法は、特にスペクトラルドメイン（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ）とも呼ばれる。
更に、特許文献１に記載の装置は、光ビーム（信号光）を走査するガルバノミラーを備え、それにより被測定物体の所望の測定対象領域の画像を形成するようになっている。この装置においては、ｚ方向に直交する１方向（ｘ方向）にのみ光ビームを走査するように構成されているので、この装置により形成される画像は、光ビームの走査方向（ｘ方向）に沿った深度方向（ｚ方向）の２次元断層像となる。
特許文献２には、信号光を水平方向（ｘ方向）及び垂直方向（ｙ方向）に走査（スキャン）することにより水平方向の２次元断層像を複数形成し、これら複数の断層像に基づいて測定範囲の３次元の断層情報を取得して画像化する技術が開示されている。この３次元画像化としては、たとえば、複数の断層像を垂直方向に並べて表示させる方法や（スタックデータなどと呼ばれる）、複数の断層像にレンダリング処理を施して３次元画像を形成する方法などが考えられる。
特許文献３、４には、他のタイプのＯＣＴ装置が開示されている。特許文献３には、被測定物体に照射される光の波長を走査し、各波長の光の反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光に基づいてスペクトル強度分布を取得し、それに対してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の形態を画像化するＯＣＴ装置が記載されている。このようなＯＣＴ装置は、スウェプトソース（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ）タイプなどと呼ばれる。スウェプトソースタイプはフーリエドメインタイプの一種である。
また、特許文献４には、所定のビーム径を有する光を被測定物体に照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光の成分を解析することにより、光の進行方向に直交する断面における被測定物体の画像を形成するＯＣＴ装置が記載されている。このようなＯＣＴ装置は、フルフィールド（ｆｕｌｌ−ｆｉｅｌｄ）タイプ、或いはインファス（ｅｎ−ｆａｃｅ）タイプなどと呼ばれる。
特許文献５には、ＯＣＴを眼科分野に適用した構成が開示されている。なお、ＯＣＴが応用される以前には、被検眼を観察するための装置として眼底カメラやスリットランプなどが使用されていた（たとえば特許文献６、特許文献７を参照）。眼底カメラは被検眼に照明光を照射し、その眼底反射光を受光することで眼底を撮影する装置である。スリットランプは、スリット光を用いて角膜の光切片を切り取ることにより角膜の断面の画像を取得する装置である。
ＯＣＴを用いた装置は、高精細の画像を取得できる点、更には断層像や３次元画像を取得できる点などにおいて、眼底カメラ等に対して優位性を持つ。
このように、ＯＣＴを用いた装置は被検眼の様々な部位の観察に適用可能であり、また高精細な画像を取得できることから、様々な眼科疾患の診断への応用がなされてきている。
眼科分野では、画像に描写された注目部位を観察するだけでなく、画像を解析して注目部位の特性を表す物理量を取得して診断材料としている。この物理量の例として、視神経乳頭のサイズ（体積、カップ径、ディスク径、リム径）や、患部のサイズ（半径、直径、面積、体積）などがある。
このような画像解析においては、できるだけ正確に物理量を求めることが重要である。従来では、ＯＣＴを用いて形成された３次元画像を眼底深度方向に積算して得られる２次元画像（積算画像或いはプロジェクション画像などと呼ばれる）に注目部位に相当する画像領域を指定し、この画像領域に対応する３次元画像中の画像領域を解析対象にしていた。
しかし、ＯＣＴ計測時における眼球の動きの影響などにより、積算画像を高画質で得ることは極めて困難である。そのため、積算画像中に指定される画像領域の精度や確度が低下し、その結果、診断材料となる物理量の正確性が低下してしまっていた。また、注目部位が積算画像中に明瞭に描写されていない場合などには、注目部位を指定すること自体が困難であった。すなわち、積算画像に注目部位を指定して行っている限り、画像解析の正確性を高めることは非常に難しかった。
この発明は、以上のような問題を解決するためになされたもので、その目的は、眼底の診断における画像解析の正確性を向上させることが可能な眼底画像処理装置及び眼底観察装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被検眼の眼底の表面形態を描写した眼底撮影像と、前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像とを予め記憶する記憶手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、を備えることを特徴とする眼底画像処理装置である。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の眼底画像処理装置であって、前記指定手段は、前記注目部位に相当する画像領域として、前記眼底の所定の凹凸部位に相当する凹凸領域を指定し、前記特定手段は、前記眼底表面領域として、前記凹凸領域の輪郭に対応する輪郭領域を特定し、前記補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記輪郭領域に対して眼底深度方向に位置する画像領域を変位させる、ことを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記補正手段により画像領域が変位された前記３次元画像を解析して前記凹凸領域の外縁領域を特定し、更に、前記所定の解析値として、前記外縁領域により囲まれる画像領域の体積を算出する、ことを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記補正手段により画像領域が変位された前記３次元画像を解析して、前記所定の凹凸部位の径を前記所定の解析値として算出する、ことを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の眼底画像処理装置であって、前記指定手段は、前記凹凸領域として、視神経乳頭に相当する視神経乳頭領域を指定し、前記解析手段は、前記補正手段により画像領域が変位された前記３次元画像を解析して、前記視神経乳頭の近傍における前記眼底の所定の層領域を特定する、ことを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記所定の層領域として、前記視神経乳頭の周囲の網膜色素上皮に相当する網膜色素上皮領域を特定し、更に、前記視神経乳頭を挟んで対向する前記網膜色素上皮領域の間隔を前記所定の解析値として算出する、ことを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、被検眼の眼底の表面形態を描写した眼底撮影像と、前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像とを予め記憶する記憶手段と、前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、を備えることを特徴とする眼底画像処理装置である。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の眼底画像処理装置であって、前記指定手段は、前記注目部位に相当する画像領域として、前記眼底の所定の凹凸部位に相当する凹凸領域を指定し、前記特定手段は、前記眼底表面領域として、前記凹凸領域の輪郭に対応する輪郭領域を特定する、ことを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記３次元画像を解析して前記所定の凹凸部位の外縁領域を特定し、更に、前記所定の解析値として、前記外縁領域により囲まれる画像領域の体積を算出し、前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記算出された体積の値を変更する、ことを特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記３次元画像を解析して、前記所定の凹凸部位の径を前記所定の解析値として算出し、前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記算出された前記径の値を変更する、ことを特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の眼底画像処理装置であって、前記指定手段は、前記凹凸領域として、視神経乳頭に相当する視神経乳頭領域を指定し、前記解析手段は、前記３次元画像を解析して前記視神経乳頭の近傍における前記眼底の所定の層領域を特定し、前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記所定の層領域の位置を変更する、ことを特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記所定の層領域として、前記視神経乳頭の周囲の網膜色素上皮に相当する網膜色素上皮領域を特定し、更に、前記視神経乳頭を挟んで対向する前記網膜色素上皮領域の間隔を前記所定の解析値として算出し、前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づく前記所定の層領域の位置に基づいて、前記算出された前記網膜色素上皮領域の間隔の値を変更する、ことを特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、前記眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像と、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像とを記憶する記憶手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１４に記載の発明は、被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、前記眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像と、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像とを記憶する記憶手段と、前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１５に記載の発明は、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被検眼の眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、前記眼底の表面形態を描写した眼底撮影像を予め記憶するとともに、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像を記憶する記憶手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１６に記載の発明は、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被検眼の眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、前記眼底の表面形態を描写した眼底撮影像を予め記憶するとともに、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像を記憶する記憶手段と、前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１７に記載の発明は、被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像を予め記憶するとともに、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像を記憶する記憶手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１８に記載の発明は、被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像を予め記憶するとともに、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像を記憶する記憶手段と、前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の眼底画像処理装置であって、前記指定手段は、前記注目部位に相当する画像領域として、前記眼底の所定の凹凸部位に相当する凹凸領域を指定し、前記特定手段は、前記眼底表面領域として、前記凹凸領域の輪郭に対応する輪郭領域を特定し、前記補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記輪郭領域に対して眼底深度方向に位置する画像領域を変位させる、ことを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記補正手段により画像領域が変位された前記３次元画像を解析して前記凹凸領域の外縁領域を特定し、更に、前記所定の解析値として、前記外縁領域により囲まれる画像領域の体積を算出する、ことを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記補正手段により画像領域が変位された前記３次元画像を解析して、前記所定の凹凸部位の径を前記所定の解析値として算出する、ことを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の眼底画像処理装置であって、前記指定手段は、前記凹凸領域として、視神経乳頭に相当する視神経乳頭領域を指定し、前記解析手段は、前記補正手段により画像領域が変位された前記３次元画像を解析して、前記視神経乳頭の近傍における前記眼底の所定の層領域を特定する、ことを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記所定の層領域として、前記視神経乳頭の周囲の網膜色素上皮に相当する網膜色素上皮領域を特定し、更に、前記視神経乳頭を挟んで対向する前記網膜色素上皮領域の間隔を前記所定の解析値として算出する、ことを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、被検眼の眼底の表面形態を描写した眼底撮影像と、前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像とを予め記憶する記憶手段と、前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、を備えることを特徴とする眼底画像処理装置である。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の眼底画像処理装置であって、前記指定手段は、前記注目部位に相当する画像領域として、前記眼底の所定の凹凸部位に相当する凹凸領域を指定し、前記特定手段は、前記眼底表面領域として、前記凹凸領域の輪郭に対応する輪郭領域を特定する、ことを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記３次元画像を解析して前記所定の凹凸部位の外縁領域を特定し、更に、前記所定の解析値として、前記外縁領域により囲まれる画像領域の体積を算出し、前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記算出された体積の値を変更する、ことを特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記３次元画像を解析して、前記所定の凹凸部位の径を前記所定の解析値として算出し、前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記算出された前記径の値を変更する、ことを特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の眼底画像処理装置であって、前記指定手段は、前記凹凸領域として、視神経乳頭に相当する視神経乳頭領域を指定し、前記解析手段は、前記３次元画像を解析して前記視神経乳頭の近傍における前記眼底の所定の層領域を特定し、前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記所定の層領域の位置を変更する、ことを特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の眼底画像処理装置であって、前記解析手段は、前記所定の層領域として、前記視神経乳頭の周囲の網膜色素上皮に相当する網膜色素上皮領域を特定し、更に、前記視神経乳頭を挟んで対向する前記網膜色素上皮領域の間隔を前記所定の解析値として算出し、前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づく前記所定の層領域の位置に基づいて、前記算出された前記網膜色素上皮領域の間隔の値を変更する、ことを特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、前記眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像と、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像とを記憶する記憶手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１４に記載の発明は、被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、前記眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像と、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像とを記憶する記憶手段と、前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１５に記載の発明は、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被検眼の眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、前記眼底の表面形態を描写した眼底撮影像を予め記憶するとともに、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像を記憶する記憶手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１６に記載の発明は、低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被検眼の眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、前記眼底の表面形態を描写した眼底撮影像を予め記憶するとともに、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像を記憶する記憶手段と、前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１７に記載の発明は、被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像を予め記憶するとともに、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像を記憶する記憶手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
また、請求項１８に記載の発明は、被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像を予め記憶するとともに、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像を記憶する記憶手段と、前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、を備えることを特徴とする眼底観察装置である。
この発明によれば、眼底の診断における画像解析の正確性を向上させることが可能
この発明に係る眼底画像処理装置及び眼底観察装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。この発明に係る眼底観察装置には、この発明に係る眼底画像処理装置が搭載されている。つまり、この発明に係る眼底観察装置は、この発明に係る眼底画像処理装置による処理に供される画像の一部又は全部を自身で取得するものである。以下、このような眼底観察装置について詳細に説明する。
この発明に係る眼底観察装置は、ＯＣＴを用いて眼底の断層像や３次元画像を形成する。この明細書では、ＯＣＴによって取得される画像をＯＣＴ画像と総称することがある。また、ＯＣＴ画像を形成するための計測動作をＯＣＴ計測と呼ぶことがある。
以下の実施形態では、フーリエドメインタイプのＯＣＴを適用した構成について詳しく説明する。特に、以下の実施形態では、特許文献５に開示された装置と同様に、眼底のＯＣＴ画像及び眼底撮影像の双方を取得可能な眼底観察装置を取り上げる。
なお、この発明に係る眼底観察装置は、ＯＣＴ画像及び眼底撮影像のうちの一方のみを取得可能に構成されていてもよい。すなわち、この発明には次の二種類の装置も含まれる：（１）ＯＣＴ画像のみを自身で取得可能な眼底観察装置（ＯＣＴ装置）であって、他の装置（眼底カメラ、細隙灯顕微鏡（スリットランプ）、走査レーザ検眼鏡（ＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）等）によって取得された眼底撮影像の入力を受けてこれを記憶可能に構成されたもの；（２）眼底撮影像のみを自身で取得可能な眼底観察装置（眼底カメラ、細隙灯顕微鏡、走査レーザ検眼鏡等）であって、他の装置（ＯＣＴ装置）によって取得されたＯＣＴ画像の入力を受けてこれを記憶可能に構成されたもの。
以下においては２つの実施形態を説明する。これら実施形態の共通点は、次の３点である：（１）眼底の表面形態を描写する眼底撮影像と、眼底の３次元形態を描写した３次元画像とを処理すること；（２）眼底の注目部位に相当する画像領域を眼底撮影像中に指定すること；（３）指定された画像領域に対応する３次元画像中の眼底表面領域を特定すること。
ここで、「眼底の注目部位」とは、画像解析の対象となる部位を意味する。注目部位としては、視神経乳頭、黄斑部、患部（病傷部）、血管などがある。以下の実施形態では、視神経乳頭を注目部位とする場合について特に詳しく説明する。
第１の実施形態では補正された３次元画像を解析する構成について説明する。第２の実施形態では３次元画像の解析結果を補正する構成について説明する。
〈第１の実施形態〉
［構成］
図１及び図２に示すように、眼底観察装置１は、眼底カメラユニット２、ＯＣＴユニット１００及び演算制御ユニット２００を含んで構成される。眼底カメラユニット２は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。ＯＣＴユニット１００には、眼底のＯＣＴ画像を取得するための光学系が設けられている。演算制御ユニット２００は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。演算制御ユニット２００は、この発明の「眼底画像処理装置」の一例である。
［構成］
図１及び図２に示すように、眼底観察装置１は、眼底カメラユニット２、ＯＣＴユニット１００及び演算制御ユニット２００を含んで構成される。眼底カメラユニット２は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。ＯＣＴユニット１００には、眼底のＯＣＴ画像を取得するための光学系が設けられている。演算制御ユニット２００は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。演算制御ユニット２００は、この発明の「眼底画像処理装置」の一例である。
〔眼底カメラユニット〕
図１に示す眼底カメラユニット２には、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの表面形態を表す２次元画像（眼底撮影像）を取得するための光学系が設けられている。眼底撮影像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、たとえば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。撮影画像は、たとえば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像である。眼底カメラユニット２は、これら以外の画像、たとえばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
図１に示す眼底カメラユニット２には、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの表面形態を表す２次元画像（眼底撮影像）を取得するための光学系が設けられている。眼底撮影像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、たとえば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。撮影画像は、たとえば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像である。眼底カメラユニット２は、これら以外の画像、たとえばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
この発明で用いられる眼底撮影像は、主として撮影画像である。眼底カメラユニット２は、この発明の「撮影手段」の一例である。眼底撮影像はカラー画像には限定されず、蛍光画像や立体眼底像など、眼底の表面形態を描写する任意の２次元画像であってよい。なお、立体眼底像は視角の異なる２枚の眼底像からなるのが一般的であるが、近年では１枚の眼底像を立体視する技術も用いられている。
眼底カメラユニット２には、被検者の顔が動かないように支えるための顎受けや額当てが設けられている。更に、眼底カメラユニット２には照明光学系１０と撮影光学系３０が設けられている。照明光学系１０は眼底Ｅｆに照明光を照射する。撮影光学系３０は、この照明光の眼底反射光を撮像装置（ＣＣＤイメージセンサ３５、３８）に導く。また、撮影光学系３０は、ＯＣＴユニット１００からの信号光を眼底Ｅｆに導くとともに、眼底Ｅｆを経由した信号光をＯＣＴユニット１００に導く。
照明光学系１０の観察光源１１は、たとえばハロゲンランプにより構成される。観察光源１１から出力された光（観察照明光）は、曲面状の反射面を有する反射ミラー１２により反射され、集光レンズ１３を経由し、可視カットフィルタ１４を透過して近赤外光となる。更に、観察照明光は、撮影光源１５の近傍にて一旦集束し、ミラー１６により反射され、リレーレンズ１７、１８、絞り１９及びリレーレンズ２０を経由する。そして、観察照明光は、孔開きミラー２１の周辺部（孔部の周囲の領域）にて反射され、対物レンズ２２を経由して眼底Ｅｆを照明する。
観察照明光の眼底反射光は、対物レンズ２２により屈折され、孔開きミラー２１の中心領域に形成された孔部を通過し、ダイクロイックミラー５５を透過し、合焦レンズ３１を経由し、ダイクロイックミラー３２により反射される。更に、この眼底反射光は、ハーフミラー４０を透過し、ダイクロイックミラー３３により反射され、集光レンズ３４によりＣＣＤイメージセンサ３５の受光面に結像される。ＣＣＤイメージセンサ３５は、たとえば所定のフレームレートで眼底反射光を検出する。表示装置３には、ＣＣＤイメージセンサ３５により検出された眼底反射光に基づく画像（観察画像）Ｋが表示される。
撮影光源１５は、たとえばキセノンランプにより構成される。撮影光源１５から出力された光（撮影照明光）は、観察照明光と同様の経路を通って眼底Ｅｆに照射される。撮影照明光の眼底反射光は、観察照明光のそれと同様の経路を通ってダイクロイックミラー３３まで導かれ、ダイクロイックミラー３３を透過し、ミラー３６により反射され、集光レンズ３７によりＣＣＤイメージセンサ３８の受光面に結像される。表示装置３には、ＣＣＤイメージセンサ３８により検出された眼底反射光に基づく画像（撮影画像）Ｈが表示される。なお、観察画像Ｋを表示する表示装置３と撮影画像Ｈを表示する表示装置３は、同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。
ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）３９は、固視標や視力測定用視標を表示する。固視標は被検眼Ｅを固視させるための視標であり、眼底撮影時やＯＣＴ計測時などに使用される。
ＬＣＤ３９から出力された光は、その一部がハーフミラー４０にて反射され、ダイクロイックミラー３２に反射され、合焦レンズ３１及びダイクロイックミラー５５を経由し、孔開きミラー２１の孔部を通過し、対物レンズ２２により屈折されて眼底Ｅｆに投影される。
ＬＣＤ３９の画面上における固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Ｅの固視位置を変更できる。被検眼Ｅの固視位置としては、たとえば従来の眼底カメラと同様に、眼底Ｅｆの黄斑部を中心とする画像を取得するための位置や、視神経乳頭を中心とする画像を取得するための位置や、黄斑部と視神経乳頭との間の眼底中心を中心とする画像を取得するための位置などがある。
更に、眼底カメラユニット２には、従来の眼底カメラと同様にアライメント光学系５０とフォーカス光学系６０が設けられている。アライメント光学系５０は、被検眼Ｅに対する装置光学系の位置合わせ（アライメント）を行うための視標（アライメント視標）を生成する。フォーカス光学系６０は、眼底Ｅｆに対してフォーカス（ピント）を合わせるための視標（スプリット視標）を生成する。
アライメント光学系５０のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）５１から出力された光（アライメント光）は、絞り５２、５３及びリレーレンズ５４を経由してダイクロイックミラー５５により反射され、孔開きミラー２１の孔部を通過し、対物レンズ２２により被検眼Ｅの角膜に投影される。
アライメント光の角膜反射光は、対物レンズ２２及び上記孔部を経由し、その一部がダイクロイックミラー５５を透過し、合焦レンズ３１を通過し、ダイクロイックミラー３２により反射され、ハーフミラー４０を透過し、ダイクロイックミラー３３に反射され、集光レンズ３４によりＣＣＤイメージセンサ３５の受光面に投影される。ＣＣＤイメージセンサ３５による受光像（アライメント視標）は、観察画像Ｋとともに表示装置３に表示される。ユーザは、従来の眼底カメラと同様の操作を行ってアライメントを実施する。また、演算制御ユニット２００がアライメント視標の位置を解析して光学系を移動させることによりアライメントを行ってもよい。
フォーカス調整を行う際には、照明光学系１０の光路上に反射棒６７の反射面が斜設される。フォーカス光学系６０のＬＥＤ６１から出力された光（フォーカス光）は、リレーレンズ６２を通過し、スプリット視標板６３により２つの光束に分離され、二孔絞り６４を通過し、ミラー６５に反射され、集光レンズ６６により反射棒６７の反射面に一旦結像されて反射される。更に、フォーカス光は、リレーレンズ２０を経由し、孔開きミラー２１に反射され、対物レンズ２２により眼底Ｅｆに結像される。
フォーカス光の眼底反射光は、アライメント光の角膜反射光と同様の経路を通ってＣＣＤイメージセンサ３５により検出される。ＣＣＤイメージセンサ３５による受光像（スプリット視標）は、観察画像とともに表示装置３に表示される。演算制御ユニット２００は、従来と同様に、スプリット視標の位置を解析して合焦レンズ３１及びフォーカス光学系６０を移動させてピント合わせを行う。また、スプリット視標を視認しつつ手動でピント合わせを行ってもよい。
ダイクロイックミラー３２の後方には、ミラー４１、コリメータレンズ４２、及びガルバノミラー４３、４４を含む光路が設けられている。この光路はＯＣＴユニット１００に導かれている。
ガルバノミラー４４は、ＯＣＴユニット１００からの信号光ＬＳをｘ方向に走査する。ガルバノミラー４３は、信号光ＬＳをｙ方向に走査する。これら２つのガルバノミラー４３、４４により、信号光ＬＳをｘｙ平面上の任意の方向に走査することができる。
〔ＯＣＴユニット〕
ＯＣＴユニット１００には、眼底ＥｆのＯＣＴ画像を取得するための光学系が設けられている（図２を参照）。この光学系は、従来のフーリエドメインタイプのＯＣＴ装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、眼底Ｅｆを経由した信号光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル成分を検出するように構成されている。この検出結果（検出信号）は演算制御ユニット２００に送られる。
ＯＣＴユニット１００には、眼底ＥｆのＯＣＴ画像を取得するための光学系が設けられている（図２を参照）。この光学系は、従来のフーリエドメインタイプのＯＣＴ装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、眼底Ｅｆを経由した信号光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル成分を検出するように構成されている。この検出結果（検出信号）は演算制御ユニット２００に送られる。
光源ユニット１０１は広帯域の低コヒーレンス光Ｌ０を出力する。低コヒーレンス光Ｌ０は、たとえば、近赤外領域の波長帯（約８００ｎｍ〜９００ｎｍ程度）を含み、数十マイクロメートル程度の時間的コヒーレンス長を有する。なお、人眼では視認できない波長帯、たとえば１０５０〜１０６０ｎｍ程度の中心波長を有する近赤外光を低コヒーレンス光Ｌ０として用いてもよい。
光源ユニット１０１は、スーパールミネセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ：ＳＬＤ）や、ＬＥＤや、ＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）等の光出力デバイスを含んで構成される。
光源ユニット１０１から出力された低コヒーレンス光Ｌ０は、光ファイバ１０２によりファイバカプラ１０３に導かれて信号光ＬＳと参照光ＬＲに分割される。なお、ファイバカプラ１０３は、光を分割する手段（スプリッタ；ｓｐｌｉｔｔｅｒ）、及び、光を合成する手段（カプラ；ｃｏｕｐｌｅｒ）の双方の作用を有するが、ここでは慣用的に「ファイバカプラ」と称する。
信号光ＬＳは、光ファイバ１０４により導光され、コリメータレンズユニット１０５により平行光束となる。更に、信号光ＬＳは、各ガルバノミラー４４、４３により反射され、コリメータレンズ４２により集光され、ミラー４１により反射され、ダイクロイックミラー３２を透過し、ＬＣＤ３９からの光と同じ経路を通って眼底Ｅｆに照射される。信号光ＬＳは、眼底Ｅｆにおいて散乱、反射される。この散乱光及び反射光をまとめて信号光ＬＳの眼底反射光と称することがある。信号光ＬＳの眼底反射光は、同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ１０３に導かれる。
参照光ＬＲは、光ファイバ１０６により導光され、コリメータレンズユニット１０７により平行光束となる。更に、参照光ＬＲは、ミラー１０８、１０９、１１０により反射され、ＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタ１１１により減光され、ミラー１１２に反射され、コリメータレンズ１１３により参照ミラー１１４の反射面に結像される。参照ミラー１１４に反射された参照光ＬＲは、同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ１０３に導かれる。なお、分散補償用の光学素子（ペアプリズム等）や、偏光補正用の光学素子（波長板等）を参照光ＬＲの光路（参照光路）に設けてもよい。
ファイバカプラ１０３は、信号光ＬＳの眼底反射光と、参照ミラー１１４に反射された参照光ＬＲとを合波する。これにより生成された干渉光ＬＣは、光ファイバ１１５により導光されて出射端１１６から出射される。更に、干渉光ＬＣは、コリメータレンズ１１７により平行光束とされ、回折格子１１８により分光（スペクトル分解）され、集光レンズ１１９により集光されてＣＣＤイメージセンサ１２０の受光面に投影される。図２に示す回折格子１１８は透過型であるが、反射型の回折格子を用いてもよい。
ＣＣＤイメージセンサ１２０は、たとえばラインセンサであり、分光された干渉光ＬＣの各スペクトル成分を検出して電荷に変換する。ＣＣＤイメージセンサ１２０は、この電荷を蓄積して検出信号を生成する。更に、ＣＣＤイメージセンサ１２０は、この検出信号を演算制御ユニット２００に送る。
この実施形態ではマイケルソン型の干渉計を採用しているが、たとえばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜に採用することが可能である。また、ＣＣＤイメージセンサに代えて、他の形態のイメージセンサ、たとえばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどを用いることが可能である。
〔演算制御ユニット〕
演算制御ユニット２００の構成について説明する。演算制御ユニット２００は、ＣＣＤイメージセンサ１２０から入力される検出信号を解析して眼底ＥｆのＯＣＴ画像を形成する。そのための演算処理は、従来のフーリエドメインタイプのＯＣＴ装置と同様である。
演算制御ユニット２００の構成について説明する。演算制御ユニット２００は、ＣＣＤイメージセンサ１２０から入力される検出信号を解析して眼底ＥｆのＯＣＴ画像を形成する。そのための演算処理は、従来のフーリエドメインタイプのＯＣＴ装置と同様である。
また、演算制御ユニット２００は、眼底カメラユニット２、表示装置３及びＯＣＴユニット１００の各部を制御する。たとえば演算制御ユニット２００は、眼底Ｅｆの断層像Ｇ（図２を参照）等のＯＣＴ画像を表示装置３に表示させる。
また、眼底カメラユニット２の制御として、演算制御ユニット２００は、観察光源１１、撮影光源１５及びＬＥＤ５１、６１の動作制御、ＬＣＤ３９の動作制御、合焦レンズ３１の移動制御、反射棒６７の移動制御、フォーカス光学系６０の移動制御、各ガルバノミラー４３、４４の動作制御などを行う。
また、ＯＣＴユニット１００の制御として、演算制御ユニット２００は、光源ユニット１０１の動作制御、参照ミラー１１４及びコリメータレンズ１１３の移動制御、ＣＣＤイメージセンサ１２０の動作制御などを行う。
演算制御ユニット２００は、たとえば、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、通信インターフェイスなどを含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、眼底観察装置１を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。演算制御ユニット２００は、ＣＣＤイメージセンサ１２０からの検出信号に基づいてＯＣＴ画像を形成する専用の回路基板を備えていてもよい。また、演算制御ユニット２００は、キーボードやマウス等の操作デバイス（入力デバイス）や、ＬＣＤ等の表示デバイスを備えていてもよい。
眼底カメラユニット２、表示装置３、ＯＣＴユニット１００及び演算制御ユニット２００は、一体的に（つまり単一の筺体内に）構成されていてもよいし、それぞれ別体として構成されていてもよい。
〔制御系〕
眼底観察装置１の制御系の構成について図３を参照しつつ説明する。
眼底観察装置１の制御系の構成について図３を参照しつつ説明する。
（制御部）
眼底観察装置１の制御系は、演算制御ユニット２００の制御部２１０を中心に構成される。制御部２１０は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部２１０には、主制御部２１１と記憶部２１２が設けられている。
眼底観察装置１の制御系は、演算制御ユニット２００の制御部２１０を中心に構成される。制御部２１０は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部２１０には、主制御部２１１と記憶部２１２が設けられている。
（主制御部）
主制御部２１１は前述の各種制御を行う。特に、主制御部２１１は、眼底カメラユニット２の走査駆動部７０及び合焦駆動部８０、更にＯＣＴユニット１００の光源ユニット１０１及び参照駆動部１３０を制御する。
主制御部２１１は前述の各種制御を行う。特に、主制御部２１１は、眼底カメラユニット２の走査駆動部７０及び合焦駆動部８０、更にＯＣＴユニット１００の光源ユニット１０１及び参照駆動部１３０を制御する。
走査駆動部７０は、たとえばサーボモータを含んで構成され、ガルバノミラー４３、４４の向きを各々独立に変更する。合焦駆動部８０は、たとえばパルスモータを含んで構成され、合焦レンズ３１を光軸方向に移動させる。それにより、眼底Ｅｆに向かう光の合焦位置が変更される。参照駆動部１３０は、たとえばパルスモータを含んで構成され、参照光ＬＲの進行方向に沿って、コリメータレンズ１１３及び参照ミラー１１４を一体的に移動させる。
また、主制御部２１１は、記憶部２１２にデータを書き込む処理や、記憶部２１２からデータを読み出す処理を行う。
（記憶部）
記憶部２１２は、各種のデータを記憶する。記憶部２１２に記憶されるデータとしては、たとえば、ＯＣＴ画像の画像データ、眼底撮影像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者ＩＤや氏名などの被検者に関する情報や、左眼／右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。
記憶部２１２は、各種のデータを記憶する。記憶部２１２に記憶されるデータとしては、たとえば、ＯＣＴ画像の画像データ、眼底撮影像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者ＩＤや氏名などの被検者に関する情報や、左眼／右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。
特に、記憶部２１２は、この発明の「記憶手段」の一例として用いられ、眼底撮影像Ｈと眼底の３次元画像Ｍがある。眼底撮影像Ｈは、眼底カメラユニット２を用いて眼底Ｅｆを撮影することで取得される。３次元画像ＭはＯＣＴ計測によって取得される。
（画像形成部）
画像形成部２２０は、ＣＣＤイメージセンサ１２０からの検出信号に基づいて、眼底Ｅｆの断層像の画像データを形成する。この処理には、従来のフーリエドメインタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、ノイズ除去（ノイズ低減）、フィルタ処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの処理が含まれている。
画像形成部２２０は、ＣＣＤイメージセンサ１２０からの検出信号に基づいて、眼底Ｅｆの断層像の画像データを形成する。この処理には、従来のフーリエドメインタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、ノイズ除去（ノイズ低減）、フィルタ処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの処理が含まれている。
画像形成部２２０は、たとえば、前述の回路基板や通信インターフェイス等を含んで構成される。なお、この明細書では、「画像データ」と、それに基づいて呈示される「画像」とを同一視することがある。
（画像処理部）
画像処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部２３０は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理を実行する。
画像処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部２３０は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理を実行する。
（３次元画像形成部）
３次元画像形成部２３１は、断層像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行して、眼底Ｅｆの３次元画像の画像データを形成する。画像形成部２２０及び３次元画像形成部２３１は、この発明の「画像形成手段」の一例である。
３次元画像形成部２３１は、断層像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行して、眼底Ｅｆの３次元画像の画像データを形成する。画像形成部２２０及び３次元画像形成部２３１は、この発明の「画像形成手段」の一例である。
なお、３次元画像の画像データとは、３次元座標系により画素の位置が定義された画像データを意味する。３次元画像の画像データとしては、３次元的に配列されたボクセルからなる画像データがある。この画像データは、ボリュームデータ或いはボクセルデータなどと呼ばれる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、画像処理部２３０は、このボリュームデータに対してレンダリング処理（ボリュームレンダリングやＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：最大値投影）など）を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な３次元画像の画像データを形成する。表示部２４０等の表示デバイスには、この擬似的な３次元画像が表示される。
また、３次元画像の画像データとして、複数の断層像のスタックデータを形成することも可能である。スタックデータは、複数の走査線に沿って得られた複数の断層像を、走査線の位置関係に基づいて３次元的に配列させることで得られる画像データである。すなわち、スタックデータは、元々個別の２次元座標系により定義されていた複数の断層像を、１つの３次元座標系により表現する（つまり１つの３次元空間に埋め込む）ことにより得られる画像データである。
画像処理部２３０には、更に、注目部位指定部２３２、眼底表面領域特定部２３３、画像補正部２３４及び画像解析部２３５が設けられている。以下、これら各部２３２〜２３５について説明する。
（注目部位指定部）
注目部位指定部２３２は、眼底Ｅｆの注目部位（視神経乳頭）に相当する画像領域を眼底撮影像Ｈ中に指定する。注目部位指定部２３２は、この発明の「指定手段」の一例である。注目部位を指定する処理は、自動化されていてもよいし、手動で行うものであってもよい。
注目部位指定部２３２は、眼底Ｅｆの注目部位（視神経乳頭）に相当する画像領域を眼底撮影像Ｈ中に指定する。注目部位指定部２３２は、この発明の「指定手段」の一例である。注目部位を指定する処理は、自動化されていてもよいし、手動で行うものであってもよい。
注目部位の指定を自動で行う場合、眼底撮影像Ｈの各画素の画素値を解析し、検出目的の特徴部位に相当する画素値を持つ画素を特定する。視神経乳頭は、一般に、眼底撮影像において他の部位よりも明るく（つまり高輝度で）描写される。そこで、輝度が所定値以上となる画素を探索することで視神経乳頭に相当する画像領域（視神経乳頭領域）を特定できる。
なお、患部や黄斑は一般に他の部位よりも暗く描写されるので、輝度が所定値以下の画素を探索すればよい。また、血管やその分岐点については、公知の画像処理によって画素値を解析して血管に相当する画像領域を特定すればよい（このとき必要に応じて細線化処理などを施してもよい）。なお、視神経乳頭や黄斑は、この発明の「所定の凹凸部位」の一例である。また、これら凹凸部位に相当する画像領域は、この発明の「凹凸領域」の一例である。
注目部位の指定を手動で行う場合、まず、主制御部２１１は眼底撮影像Ｈを表示部２４０に表示させる。オペレータは、眼底撮影像Ｈを観察して注目部位に相当する画像領域を把握する。そして、操作部２５０を操作して、把握した画像領域を指定する。視神経乳頭領域を指定する場合の例として、オペレータは、マウスのクリック操作により、図４Ａに示すように視神経乳頭領域Ｐの輪郭上に複数の点ｑｋ（ｋ＝１，２，３，・・・）を入力する。注目部位指定部２３２は、図４Ｂに示すように、入力された複数の点ｑｋを結ぶ閉曲線Ｑを描画する。閉曲線Ｑとしては、たとえばスプライン曲線やベジェ曲線が用いられる。閉曲線Ｑを外縁とする画像領域が視神経乳頭領域となる。
オペレータは、描画された閉曲線Ｑと、自身が把握した視神経乳頭領域Ｐとを比較する。閉曲線Ｑが不適当と判断した場合、オペレータは操作部２５０を操作して閉曲線Ｑを編集することができる。たとえば図５Ａに示すように一旦指定された閉曲線Ｑが視神経乳頭領域Ｐからずれていると判断した場合、オペレータは点ｑｋのうち視神経乳頭領域Ｐから外れているものを選択的に移動させる。図５Ｂに示すように、移動後の点を符号ｑｋ′で示す。なお、この作業によって点の個数が変わってもよい。注目部位指定部２３２は、図５Ｃに示すように、移動後の点ｑｋ′に基づいて新たな閉曲線Ｑ′を描画する。
なお、注目部位を自動で指定した場合であっても同様の編集作業を行うことが可能である。その場合、主制御部２１１は、自動的に指定された画像領域を眼底撮影像Ｈに重ねて表示させる。画像領域が適当に指定されたと判断したら、オペレータは当該画像領域を適用するための所定の操作を行う。
（眼底表面領域特定部）
眼底表面領域特定部２３３は、注目部位指定部２３２により指定された画像領域に対応する３次元画像Ｍ中の画像領域（眼底表面領域）を特定する。この眼底表面領域は、眼底表面に相当する画像領域中に特定される。眼底表面領域特定部２３３は、この発明の「特定手段」の一例である。
眼底表面領域特定部２３３は、注目部位指定部２３２により指定された画像領域に対応する３次元画像Ｍ中の画像領域（眼底表面領域）を特定する。この眼底表面領域は、眼底表面に相当する画像領域中に特定される。眼底表面領域特定部２３３は、この発明の「特定手段」の一例である。
眼底表面領域特定部２３３が実行する処理の例を説明する。図６Ａは、注目部位指定部２３２により指定された視神経乳頭領域Ｐを示している。眼底表面領域特定部２３３は、視神経乳頭領域Ｐに対応する眼底表面領域として、３次元画像Ｍにおいて視神経乳頭領域Ｐの輪郭に対応する輪郭領域Ｔを特定する（図６Ｂを参照）。
輪郭領域Ｔを特定する処理では、まず、３次元画像Ｍにおける網膜に相当する画像領域と硝子体に相当する画像領域との間における画素値（輝度値）の違いを利用して、これら画像領域の境界領域を特定する。それにより、３次元画像Ｍにおいて眼底Ｅｆの表面に相当する画像領域が特定される。
次に、この眼底Ｅｆの表面に相当する画像領域において、視神経乳頭領域Ｐの輪郭に対応する輪郭領域Ｔを特定する。この処理の前提として、眼底撮影像Ｈと３次元画像Ｍとの間で位置の対応付けがなされているものとする。この対応付けは積算画像を介して行われる。
この積算画像は、３次元画像Ｍを構成する各深度方向の画像（Ａスキャン像）に含まれる複数の画素の画素値（輝度値）を眼底深度方向に足し合わせることにより得られる。各Ａスキャン像を積算して得られる点状の画像は、そのＡスキャン像の各ｚ位置における輝度値を深度方向に足し合わせた輝度値を有している（輝度値の最大諧調値を超えた場合には適当な画像処理を行う）。なお、積算画像については、本出願人による特願２００５−３３７６２８などに詳しく記載されている。積算画像は、あたかも眼底撮影像のように眼底の表面の形態を描写した画像になるが、眼底撮影像のような高い画質は得られない。前述したように、従来は低画質の積算画像に注目部位に相当する画像領域を指定していた。
積算画像と眼底撮影像Ｈは、画質は異なるものの、共に眼底Ｅｆの表面形態を描写した２次元画像である。したがって、積算画像と眼底撮影像Ｈの双方に描写された眼底Ｅｆの特徴部位の位置を対応付けることにより、積算画像と眼底撮影像Ｈとの間において位置の対応関係が得られる。
積算画像は３次元画像Ｍを眼底深度方向（ｚ方向）に積算して得られた画像である。よって、積算画像と眼底撮影像Ｈとの間の位置の対応関係から、３次元画像Ｍと眼底撮影像Ｈとの間の位置の対応関係が得られる。ただし、この対応関係は、ｘｙ方向（眼底表面方向）の位置のみ考慮している。
眼底表面領域特定部２３３は、この対応関係を参照し、眼底撮影像Ｈ中に指定された視神経乳頭領域Ｐの輪郭上の各点の座標値（ｘ，ｙ）に対応する、３次元画像Ｍ中の座標値（ｘ′，ｙ′）を求める。それにより輪郭領域Ｔが特定される。
なお、積算画像を介在させることなく、眼底撮影像Ｈにおける注目部位の画像領域に対応する３次元画像Ｍ中の眼底表面領域を特定することも可能である。その一例として、３次元画像Ｍ中において眼底Ｅｆの表面に相当する画像領域と、眼底撮影像Ｈとの間で、共通の特徴部位の位置を予め求めておく。注目部位に相当する画像領域が眼底撮影像Ｈ中に指定されたら、当該特徴部位に対する当該画像領域の相対位置を求める。そして、３次元画像Ｍ中の眼底Ｅｆの表面に相当する画像領域において、当該特徴部位から当該相対位置だけ変位した位置に眼底表面領域を設定する。
（画像補正部）
画像補正部２３４は、眼底表面領域特定部２３３により特定された眼底表面領域の３次元画像Ｍにおける位置に基づいて、この眼底表面領域に対して眼底深度方向（ｚ方向）に位置する３次元画像Ｍ中の画像領域を変位させる。画像補正部２３４は、この発明の「補正手段」の一例である。
画像補正部２３４は、眼底表面領域特定部２３３により特定された眼底表面領域の３次元画像Ｍにおける位置に基づいて、この眼底表面領域に対して眼底深度方向（ｚ方向）に位置する３次元画像Ｍ中の画像領域を変位させる。画像補正部２３４は、この発明の「補正手段」の一例である。
画像補正部２３４が実行する処理について図７Ａ、図７Ｂを参照しつつ説明する。なお、画像補正部２３４は３次元画像を補正するものであるが、分かり易さのために断層像を考慮する。図７Ａに示す断層像Ｊは、図５Ａに示す閉曲線Ｑが指定された状態における、視神経乳頭ＯＰを通過する断面の形態を表す。特に、断層像Ｊは、図５Ａにおける上下方向、すなわち垂直方向（ｙ方向）に沿った断面に対応する。
符号Ｂは、網膜表面に相当する画像領域を示す。符号Ｃは、網膜色素上皮（Ｒｅｔｉｎａｌ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｅｐｉｔｈｅｌｉｕｍ：ＲＰＥ）に相当する画像領域（網膜色素上皮領域）を示す。
符号Ｔは、閉曲線Ｑに対応する３次元画像Ｍ中の眼底表面領域（輪郭領域）を示す（図６Ｂを参照）。符号Ｕは、この輪郭領域Ｔに対して眼底深度方向（ｚ方向）に位置する画像領域を示す。なお、画像補正部２３４により補正される画像領域（補正対象領域）は、深部領域Ｕ及びその近傍領域である。
図５Ｃに示すように新たな閉曲線Ｑ′が指定されると、眼底表面領域特定部２３３により新たな輪郭領域Ｔ′が特定される（図７Ｂに示す断層像Ｊ′を参照）。画像補正部２３４は、この新たな輪郭領域Ｔ′に基づいて、眼底深度方向に直交する方向（ｘｙ方向）に補正対象領域を変位させる（断層像Ｊ′を参照）。この変位処理は、たとえば次のようにして実行できる。
まず、補正対象領域内の各画素を輪郭領域の変位だけ移動させる方法がある。ここで、輪郭領域の変位とは、変位前の輪郭領域Ｔから変位後の輪郭領域Ｔ′に向かうベクトルを意味する。
別の方法として、まず、変位前の輪郭領域Ｔが描写された３次元画像Ｍにおける所定部位の形状と、変位後の輪郭領域Ｔ′の位置とに基づいて、変位後における当該所定部位の形状を推定する。視神経乳頭を考慮する場合、所定部位として、視神経乳頭ＯＰの外縁領域（壁面）を用いることができる。たとえば、変位前の３次元画像を解析してこれに描写された視神経乳頭ＯＰの壁面（側面及び底面）の形状を求め、この壁面上の複数の点（輪郭領域Ｔ及びその極近傍の点を除く）と、変位後の輪郭領域Ｔ′とを結ぶ曲線を求める。この曲線が、変位後における視神経乳頭ＯＰの外縁領域の推定形状となる。次に、視神経乳頭ＯＰの外縁領域がこの曲線上に配置されるように３次元画像Ｍの画素を移動させる。それにより、変位後の輪郭領域Ｔ′に応じた外縁領域が得られる。
補正対象領域内の画素を移動させる場合、画素毎に移動させてもよいし、Ａスキャン像毎に移動させてもよいし、断層像毎に移動させてもよい。また、或る画素群を単位として移動させてもよいし、或るＡスキャン像群を単位として移動させてもよいし、或る断層像群を単位として移動させてもよい。
（画像解析部）
画像解析部２３５は、画像補正部２３４によって画像領域が変位された３次元画像Ｍを解析して所定の解析値を求める。画像解析部２３５は、この発明の「解析手段」の一例である。
画像解析部２３５は、画像補正部２３４によって画像領域が変位された３次元画像Ｍを解析して所定の解析値を求める。画像解析部２３５は、この発明の「解析手段」の一例である。
画像解析部２３５が実行する処理の例を説明する。所定の解析値は、眼底疾患の診断において参照される任意の検査結果である。その具体例として、視神経乳頭のサイズ（体積、カップ径、ディスク径、リム径等）、眼底の所定の層領域の位置、ＲＰＥ間隔、黄斑のサイズ、病変部のサイズ（半径、直径、面積、体積等）、病変部の網膜表面からの深度、網膜厚などがある。
解析対象部位のサイズは、その解析対象部位に含まれる画素の個数に基づいて算出される。体積については、たとえば、３次元画像Ｍの倍率等に基づいて画素１つに対応する体積（単位体積）を求め、解析対象部位に含まれる画素の個数に単位体積を乗算することにより算出できる。なお、凹凸領域の場合には、その凹凸領域の外縁領域と、眼底Ｅｆの表面を延長した仮想の面とで囲まれる領域の体積を求める。距離（径、ＲＰＥ間隔等）や面積についても同様に、単位距離や単位面積と、解析対象部位に含まれる画素の個数とに基づいて算出できる。
画像解析部２３５は、眼底ＥｆのＯＣＴ画像（３次元画像Ｍや断層像）に描写された所定の層領域を特定することもできる。たとえば図７Ｂに示す断層像Ｊ′を構成する画素の画素値を解析することにより、網膜色素上皮領域（ＲＰＥ領域）Ｃ′が特定される。このとき、視神経乳頭ＯＰ′に相当する画像領域も特定される。この処理は、たとえば、網膜表面に相当する画像領域Ｂ′を特定し、この画像領域Ｂ′の形状を解析して視神経乳頭ＯＰ′に相当する凹形状の画像領域を特定することにより実行できる。更に、ＲＰＥ領域Ｃ′の特定は、たとえば、断層像Ｊ′に描写された眼底Ｅｆの各種層状組織（の境界）の画像領域を特定し、これら層状組織の画像領域の輝度や網膜表面Ｂ′からの深度に基づいてＲＰＥ領域Ｃ′を選択することにより実行できる。
ＲＰＥは視神経乳頭を取り囲むように位置するので、ＲＰＥ領域Ｃ′は、視神経乳頭ＯＰに相当する画像領域の両側に存在する。画像解析部２３５は、たとえば次のようにしてＲＰＥ間隔を求めることができる。
まず、各ＲＰＥ領域Ｃ中の画素のうち、視神経乳頭ＯＰに相当する画像領域の最も近くに位置する画素（最近接画素）を特定する。この処理は、たとえば、このＲＰＥ領域Ｃ′中の各画素について、視神経乳頭ＯＰに相当する画像領域中の各画素に対する距離（たとえば断層像Ｊ′に定義された２次元座標系におけるユークリッド距離）を算出し、これら距離のうち最短のものを選択する。このようにして得られたＲＰＥ領域Ｃ′中の画素の最短距離のうちの最短のものを選択する。この選択された最短距離に対応する画素が目的の画素となる。また、ＲＰＥ領域Ｃ′中の各画素について、その画素を中心とする円の半径を、視神経乳頭ＯＰに相当する画像領域に接するまで（又は交差するまで）次第に拡大していく。このときの半径が、当該画素と、視神経乳頭ＯＰに相当する画像領域との間の距離となる。この距離が最も短い画素が目的の画素となる。画像解析部２３８は、これらＲＰＥ領域Ｃ′の最近接画素の間の距離を算出する。この距離が断層像Ｊ′に基づくＲＰＥ間隔となる。
画像解析部２３５は、３次元画像Ｍから得られる断層像を解析することも可能である。そのために、画像処理部２３０は、多断面再構成（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ：ＭＰＲ）等の公知の画像処理を実行して、任意の断面における断層像を形成する。この断層像が解析対象となる。
以上のように機能する画像処理部２３０は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記機能をマイクロプロセッサに実行させるコンピュータプログラムが予め格納されている。
（表示部、操作部）
表示部２４０は、前述した演算制御ユニット２００の表示デバイスを含んで構成される。操作部２５０は、前述した演算制御ユニット２００の操作デバイスを含んで構成される。操作部２５０には、眼底観察装置１の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。たとえば眼底カメラユニット２が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部２５０は、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部２４０は、眼底カメラユニット２の筺体に設けられたタッチパネルモニタなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
表示部２４０は、前述した演算制御ユニット２００の表示デバイスを含んで構成される。操作部２５０は、前述した演算制御ユニット２００の操作デバイスを含んで構成される。操作部２５０には、眼底観察装置１の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。たとえば眼底カメラユニット２が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部２５０は、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部２４０は、眼底カメラユニット２の筺体に設けられたタッチパネルモニタなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
なお、表示部２４０と操作部２５０は、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。たとえばタッチパネルモニタのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。
〔信号光の走査及びＯＣＴ画像について〕
ここで、信号光ＬＳの走査及びＯＣＴ画像について説明しておく。
ここで、信号光ＬＳの走査及びＯＣＴ画像について説明しておく。
眼底観察装置１による信号光ＬＳの走査態様としては、たとえば、水平スキャン、垂直スキャン、十字スキャン、放射スキャン、円スキャン、同心円スキャン、螺旋（渦巻）スキャンなどがある。これらの走査態様は、眼底の観察部位、解析対象（網膜厚など）、走査に要する時間、走査の精密さなどを考慮して適宜に選択的に使用される。
水平スキャンは、信号光ＬＳを水平方向（ｘ方向）に走査させるものである。水平スキャンには、垂直方向（ｙ方向）に配列された複数の水平方向に延びる走査線に沿って信号光ＬＳを走査させる態様も含まれる。この態様においては、走査線の間隔を任意に設定することが可能である。また、隣接する走査線の間隔を十分に狭くすることにより、前述の３次元画像を形成することができる（３次元スキャン）。垂直スキャンについても同様である。
十字スキャンは、互いに直交する２本の直線状の軌跡（直線軌跡）からなる十字型の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査するものである。放射スキャンは、所定の角度を介して配列された複数の直線軌跡からなる放射状の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査するものである。なお、十字スキャンは放射スキャンの一例である。
円スキャンは、円形状の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査させるものである。同心円スキャンは、所定の中心位置の周りに同心円状に配列された複数の円形状の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査させるものである。円スキャンは同心円スキャンの一例である。螺旋スキャンは、回転半径を次第に小さく（又は大きく）させながら螺旋状（渦巻状）の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査するものである。
ガルバノミラー４３、４４は互いに直交する方向に信号光ＬＳを走査するように構成されているので、信号光ＬＳをｘ方向及びｙ方向にそれぞれ独立に走査できる。更に、ガルバノミラー４３、４４の向きを同時に制御することにより、ｘｙ面上の任意の軌跡に沿って信号光ＬＳを走査することが可能である。それにより、上記のような各種の走査態様を実現できる。
上記のような態様で信号光ＬＳを走査することにより、走査線（走査軌跡）に沿った眼底深度方向（ｚ方向）の断層像を形成することができる。また、特に走査線の間隔が狭い場合には、前述の３次元画像を形成することができる。
上記のような信号光ＬＳの走査対象となる眼底Ｅｆ上の領域、つまりＯＣＴ計測の対象となる眼底Ｅｆ上の領域を走査領域と呼ぶ。３次元スキャンにおける走査領域は、複数の水平スキャンが配列された矩形の領域である。また、同心円スキャンにおける走査領域は、最大径の円スキャンの軌跡により囲まれる円盤状の領域である。また、放射スキャンにおける走査領域は、各スキャンラインの両端位置を結んだ円盤状（或いは多角形状）の領域である。
［作用・効果］
以上のような眼底観察装置１の作用及び効果について説明する。
以上のような眼底観察装置１の作用及び効果について説明する。
眼底観察装置１は、眼底Ｅｆの注目部位に相当する画像領域を眼底撮影像Ｈ中に指定し、この指定された画像領域に対応する３次元画像Ｍ中の眼底表面領域を特定するようになっている。更に、眼底観察装置１は、この眼底表面領域の３次元画像Ｍにおける位置に基づいて、この眼底表面領域に対して眼底深度方向（ｚ方向）に位置する３次元画像Ｍ中の画像領域を、眼底深度方向に直交する方向（ｘｙ方向）に変位させ、当該変位後の３次元画像Ｍを解析して所定の解析値を求めるように動作する。
このような眼底観察装置1によれば、注目領域に相当する画像領域を眼底撮影像Ｈ中に指定し、この指定結果に基づいて３次元画像Ｍ中の対応領域を補正してから解析を行うことができる。したがって、ＯＣＴ計測時における眼球の動きなどの影響を受ける積算画像中に注目部位に相当する画像領域を指定していた従来の技術と比較して、画像解析の正確性を向上させることが可能である。また、従来は、積算画像中に注目部位が明瞭に描写されていないなどの問題があったが、眼底観察装置１では眼底撮影像Ｈを用いているので、このような問題は生じない。
〈第２の実施形態〉
この発明に係る眼底観察装置の他の実施形態を説明する。第１の実施形態は、眼底撮影像中に指定された注目部位の位置に基づいて３次元画像を補正し、この補正後の３次元画像を解析するよう構成されている。これに対し、第２の実施形態では、眼底撮影像中に指定された注目部位の位置に基づいて、既に得られている３次元画像の解析結果を補正する構成を説明する。
この発明に係る眼底観察装置の他の実施形態を説明する。第１の実施形態は、眼底撮影像中に指定された注目部位の位置に基づいて３次元画像を補正し、この補正後の３次元画像を解析するよう構成されている。これに対し、第２の実施形態では、眼底撮影像中に指定された注目部位の位置に基づいて、既に得られている３次元画像の解析結果を補正する構成を説明する。
第２の実施形態に係る眼底観察装置は、第１の実施形態と同様の光学系及びハードウェア構成を有する（図１〜図３を参照）。第１及び第２の実施形態の相違点は、演算制御ユニット２００の画像処理部２３０の構成にある。
この実施形態に係る眼底観察装置の制御系の構成例を図８に示す。この実施形態の画像処理部２３０には、３次元画像形成部２３１、注目部位指定部２３２、眼底表面領域特定部２３３、画像解析部２３５及び解析値補正部２３６が設けられている。３次元画像形成部２３１、注目部位指定部２３２、眼底表面領域特定部２３３及び画像解析部２３５は、それぞれ、第１の実施形態と同様の機能を有する。
解析値補正部２３６は、眼底表面領域特定部２３３により特定された眼底表面領域の３次元画像Ｍにおける位置に基づいて、画像解析部２３５により求められた所定の解析値を変更する。所定の解析値は、眼底疾患の診断において参照される任意の検査結果であり、その具体例として、視神経乳頭のサイズ（体積、カップ径、ディスク径、リム径等）、ＲＰＥ間隔、黄斑のサイズ、病変部のサイズ（半径、直径、面積、体積等）、病変部の網膜表面からの深度、網膜厚などがある。解析値補正部２３６は、この発明の「解析値補正手段」の一例である。
この実施形態に係る眼底観察装置の動作例を説明する。眼底観察装置は、第１の実施形態と同様にして、眼底撮影像Ｈと３次元画像Ｍを形成して記憶部２１２に記憶する。注目部位指定部２３２は、眼底Ｅｆの注目部位に相当する画像領域を眼底撮影像Ｈ中に指定する。眼底表面領域特定部２３３は、この指定された画像領域に対応する３次元画像Ｍ中の眼底表面領域を特定する。画像解析部２３５は、３次元画像Ｍを解析して所定の解析値を求める。なお、第１の実施形態では補正が施された３次元画像Ｍを解析しているが、この実施形態では補正が施されていないそのままの３次元画像Ｍを解析する。解析値補正部２３６は、３次元画像Ｍにおける眼底表面領域の位置に基づいて、この解析値を補正する。
解析値補正部２３６が実行する処理の具体例を説明する。注目部位に相当する画像領域として所定の凹凸部位に相当する凹凸領域が指定された場合（図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃを参照）、眼底表面領域特定部２３３は、第１の実施形態と同様に、この凹凸領域の輪郭に対応する輪郭領域を眼底表面領域として特定する（図６Ａ、図６Ｂを参照）。凹凸部位としては視神経乳頭や黄斑などがある。
画像解析部２３５は、３次元画像Ｍを解析して、この凹凸部位の体積や径を求める。凹凸部位が視神経乳頭である場合、画像解析部２３５は、その体積や径を求める処理以外に、その近傍の層領域の位置を特定する処理や、ＲＰＥ間隔を算出する処理などを行うことができる。
凹凸領域の体積を考慮する場合について説明する。画像解析部２３５は、第１の実施形態と同様に、３次元画像Ｍを解析して凹凸部位の外縁領域を特定し、この外縁領域により囲まれる画像領域の体積を算出する。
解析値補正部２３６は、３次元画像Ｍにおける輪郭領域の位置に基づいて、この体積の値を変更する。その具体例として、解析値補正部２３６は、輪郭領域に対して眼底深度方向（ｚ方向）に位置する３次元画像Ｍ中の画像領域を特定する（図７Ａの符合Ｕを参照）。更に、解析値補正部２３６は、この特定された画像領域を外縁とする円筒状の３次元画像領域の体積を算出する。この体積の値が変更後の体積の値となる。
なお、画像解析部２３５が体積（基準体積）を算出したときの外縁領域と、解析値補正部２３６が特定した画像領域（外縁となる画像領域）との変位を求め、この変位分に相当する体積を求め、この変位分の体積を加算又は減算することによって、基準体積を変更するように構成することも可能である。
凹凸領域の径を考慮する場合について説明する。画像解析部２３５は、第１の実施形態と同様に、凹凸領域における径の所定の計測位置（たとえばｘ方向やｙ方向に沿う径を表す直線の位置）に並ぶ画素の個数をカウントし、この個数に単位距離を乗算することによって径を算出する。
解析値補正部２３６は、３次元画像Ｍにおける輪郭領域の位置に基づいて、画像解析部２３５により算出された径の値を変更する。その具体例として、解析値補正部２３６は、上記計測位置を延長した直線と当該輪郭領域との２つの交差点を特定し、これら交差点の間の距離を算出する。この距離が変更後の径の値となる。
視神経乳頭の近傍の層領域を考慮する場合について説明する。画像解析部２３５は、第1の実施形態と同様にして、３次元画像Ｍを解析して眼底Ｅｆの所定の層領域を特定する。それにより、３次元画像Ｍにおける所定の層領域の位置が特定される。解析値補正部２３６は、視神経乳頭に対応する輪郭領域の３次元画像Ｍにおける位置に基づいて、特定された層領域の位置を変更する。この処理は、たとえば、第１の実施形態中の図７Ａ、図７Ｂの説明と同様にして実行できる。ＲＰＥ間隔を変更する処理についても同様である。
この実施形態に係る眼底観察装置の作用及び効果を説明する。この眼底観察装置は、３次元画像Ｍを解析して所定の解析値を求めるようになっている。また、この眼底観察装置は、眼底Ｅｆの注目部位に相当する画像領域を眼底撮影像Ｈ中に指定し、この指定された画像領域に対応する３次元画像Ｍ中の眼底表面領域を特定する。更に、この眼底観察装置は、この眼底表面領域の３次元画像Ｍにおける位置に基づいて、画像解析部２３５により求められた上記解析値を変更する。
このような眼底観察装置によれば、注目領域に相当する画像領域を眼底撮影像Ｈ中に指定し、この指定結果に基づいて３次元画像Ｍに基づき得られた解析値を変更することができる。したがって、ＯＣＴ計測時における眼球の動きなどの影響を受ける積算画像中に注目部位に相当する画像領域を指定していた従来の技術と比較して、画像解析の正確性を向上させることが可能である。また、従来は、積算画像中に注目部位が明瞭に描写されていないなどの問題があったが、この眼底観察装置では眼底撮影像Ｈを用いているので、このような問題は生じない。
［変形例］
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形を適宜に施すことが可能である。
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形を適宜に施すことが可能である。
たとえば、上記の実施形態においては、参照ミラー１１４の位置を変更して信号光ＬＳの光路と参照光ＬＲの光路との光路長差を変更しているが、光路長差を変更する手法はこれに限定されるものではない。たとえば、被検眼Ｅに対して眼底カメラユニット２やＯＣＴユニット１００を移動させて信号光ＬＳの光路長を変更することにより光路長差を変更することができる。また、特に被測定物体が生体部位でない場合などには、被測定物体を深度方向（ｚ方向）に移動させることにより光路長差を変更することも有効である。
上記の実施形態におけるコンピュータプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、光ディスク、光磁気ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭ／ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＭＯ等）、磁気記憶媒体（ハードディスク／フロッピー（登録商標）ディスク／ＺＩＰ等）などを用いることが可能である。また、ハードディスクドライブやメモリ等の記憶装置に記憶させることも可能である。
また、インターネットやＬＡＮ等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。
１ 眼底観察装置
２ 眼底カメラユニット
３ 表示装置
１０ 照明光学系
３０ 撮影光学系
４３、４４ ガルバノミラー
１００ ＯＣＴユニット
２００ 演算制御ユニット
２１０ 制御部
２１１ 主制御部
２１２ 記憶部
２２０ 画像形成部
２３０ 画像処理部
２３１ ３次元画像形成部
２３２ 注目部位指定部
２３３ 眼底表面領域特定部
２３４ 画像補正部
２３５ 画像解析部
２３６ 解析値補正部
Ｅ 被検眼
Ｅｆ 眼底
Ｈ 眼底撮影像
Ｍ ３次元画像
２ 眼底カメラユニット
３ 表示装置
１０ 照明光学系
３０ 撮影光学系
４３、４４ ガルバノミラー
１００ ＯＣＴユニット
２００ 演算制御ユニット
２１０ 制御部
２１１ 主制御部
２１２ 記憶部
２２０ 画像形成部
２３０ 画像処理部
２３１ ３次元画像形成部
２３２ 注目部位指定部
２３３ 眼底表面領域特定部
２３４ 画像補正部
２３５ 画像解析部
２３６ 解析値補正部
Ｅ 被検眼
Ｅｆ 眼底
Ｈ 眼底撮影像
Ｍ ３次元画像
Claims (18)
- 被検眼の眼底の表面形態を描写した眼底撮影像と、前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像とを予め記憶する記憶手段と、
前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、
前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、
前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、
前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、
を備えることを特徴とする眼底画像処理装置。 - 前記指定手段は、前記注目部位に相当する画像領域として、前記眼底の所定の凹凸部位に相当する凹凸領域を指定し、
前記特定手段は、前記眼底表面領域として、前記凹凸領域の輪郭に対応する輪郭領域を特定し、
前記補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記輪郭領域に対して眼底深度方向に位置する画像領域を変位させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の眼底画像処理装置。 - 前記解析手段は、前記補正手段により画像領域が変位された前記３次元画像を解析して前記凹凸領域の外縁領域を特定し、更に、前記所定の解析値として、前記外縁領域により囲まれる画像領域の体積を算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の眼底画像処理装置。 - 前記解析手段は、前記補正手段により画像領域が変位された前記３次元画像を解析して、前記所定の凹凸部位の径を前記所定の解析値として算出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の眼底画像処理装置。 - 前記指定手段は、前記凹凸領域として、視神経乳頭に相当する視神経乳頭領域を指定し、
前記解析手段は、前記補正手段により画像領域が変位された前記３次元画像を解析して、前記視神経乳頭の近傍における前記眼底の所定の層領域を特定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の眼底画像処理装置。 - 前記解析手段は、前記所定の層領域として、前記視神経乳頭の周囲の網膜色素上皮に相当する網膜色素上皮領域を特定し、更に、前記視神経乳頭を挟んで対向する前記網膜色素上皮領域の間隔を前記所定の解析値として算出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の眼底画像処理装置。 - 被検眼の眼底の表面形態を描写した眼底撮影像と、前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像とを予め記憶する記憶手段と、
前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、
前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、
前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、
前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、
を備えることを特徴とする眼底画像処理装置。 - 前記指定手段は、前記注目部位に相当する画像領域として、前記眼底の所定の凹凸部位に相当する凹凸領域を指定し、
前記特定手段は、前記眼底表面領域として、前記凹凸領域の輪郭に対応する輪郭領域を特定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の眼底画像処理装置。 - 前記解析手段は、前記３次元画像を解析して前記所定の凹凸部位の外縁領域を特定し、更に、前記所定の解析値として、前記外縁領域により囲まれる画像領域の体積を算出し、
前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記算出された体積の値を変更する、
ことを特徴とする請求項８に記載の眼底画像処理装置。 - 前記解析手段は、前記３次元画像を解析して、前記所定の凹凸部位の径を前記所定の解析値として算出し、
前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記算出された前記径の値を変更する、
ことを特徴とする請求項８に記載の眼底画像処理装置。 - 前記指定手段は、前記凹凸領域として、視神経乳頭に相当する視神経乳頭領域を指定し、
前記解析手段は、前記３次元画像を解析して前記視神経乳頭の近傍における前記眼底の所定の層領域を特定し、
前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づいて、前記所定の層領域の位置を変更する、
ことを特徴とする請求項８に記載の眼底画像処理装置。 - 前記解析手段は、前記所定の層領域として、前記視神経乳頭の周囲の網膜色素上皮に相当する網膜色素上皮領域を特定し、更に、前記視神経乳頭を挟んで対向する前記網膜色素上皮領域の間隔を前記所定の解析値として算出し、
前記解析値補正手段は、前記３次元画像における前記輪郭領域の位置に基づく前記所定の層領域の位置に基づいて、前記算出された前記網膜色素上皮領域の間隔の値を変更する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の眼底画像処理装置。 - 被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、
低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、前記眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、
前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、
前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像と、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像とを記憶する記憶手段と、
前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、
前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、
前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、
前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、
を備えることを特徴とする眼底観察装置。 - 被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、
低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、前記眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、
前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、
前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像と、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像とを記憶する記憶手段と、
前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、
前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、
前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、
前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、
を備えることを特徴とする眼底観察装置。 - 低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被検眼の眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、
前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、
前記眼底の表面形態を描写した眼底撮影像を予め記憶するとともに、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像を記憶する記憶手段と、
前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、
前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、
前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、
前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、
を備えることを特徴とする眼底観察装置。 - 低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分割し、被検眼の眼底を経由した前記信号光と参照光路を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出する光学系と、
前記干渉光の検出結果に基づいて前記眼底の３次元画像を形成する画像形成手段と、
前記眼底の表面形態を描写した眼底撮影像を予め記憶するとともに、前記画像形成手段により形成された前記眼底の３次元画像を記憶する記憶手段と、
前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、
前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、
前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、
前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、
を備えることを特徴とする眼底観察装置。 - 被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、
前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像を予め記憶するとともに、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像を記憶する記憶手段と、
前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、
前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、
前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記眼底表面領域に対して眼底深度方向に位置する前記３次元画像中の画像領域を、前記眼底深度方向に直交する方向に変位させる補正手段と、
前記画像領域が変位された前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、
を備えることを特徴とする眼底観察装置。 - 被検眼の眼底を撮影する撮影手段と、
前記眼底の３次元形態を描写した３次元画像を予め記憶するとともに、前記撮影手段により撮影された前記被検眼の眼底撮影像を記憶する記憶手段と、
前記３次元画像を解析して所定の解析値を求める解析手段と、
前記眼底の注目部位に相当する画像領域を前記眼底撮影像中に指定する指定手段と、
前記指定された画像領域に対応する前記３次元画像中の眼底表面領域を特定する特定手段と、
前記３次元画像における眼底表面領域の位置に基づいて、前記解析手段により求められた前記所定の解析値を変更する解析値補正手段と、
を備えることを特徴とする眼底観察装置。
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