JP5175781B2

JP5175781B2 - 前眼部３次元画像処理装置

Info

Publication number: JP5175781B2
Application number: JP2009070351A
Authority: JP
Inventors: 秀樹森; 圭一郎岡本; 研一林; 拓渡邉; 金姫陳
Original assignee: Tomey Corp
Current assignee: Tomey Corp
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: JP2010220757A

Description

この発明は、前眼部を撮影した３次元画像を処理する前眼部３次元画像処理装置に関するものである。

従来から、眼科分野においては眼疾患の検査のために超音波等により眼球内部の２次元画像を取得することが行なわれている。近年では、特許文献１に示されるような光干渉断層撮影装置を利用して取得される３次元画像を解析して詳細な検査が行われるようになっている。この光干渉断層撮影装置は、眼底領域を検査対象とするものが先行して登場していたが、眼底領域以外に前眼部を検査対象とする装置も登場してきている。

ところで、前眼部解析、特に隅角解析は、強膜岬（ＳＳ）や隅角底（ＡＲ）と呼ばれる特徴的な点を指定し、その点を基準として解析を行うことから、３６０°に亘って指定された特徴的な点で近似された平面に対して略垂直となる直線を基準軸とした断面画像を用いて解析することが望ましいが、従来装置では、検者に固視灯を固視させ断層画像の取得を行うため、視軸を基準とした断層画像であるため、正確な前眼部解析を行うことができないという問題がある。

そこで、特許文献２に示されているように、取得した正面画像の解析を行い、模型眼（例えば、グルストランド眼）をもとに算出される視軸と光軸の角度に応じて固視灯をずらすことで視軸と光軸のずれを補正し、精細な測定するものが提案されている。

しかしながら、かかる特許文献２に記載の方法においては、模型眼をもとに視軸と光軸の角度を求めているが、模型眼とは異なる眼の場合、必ずしも正確に補正できないという問題があった。また、固視灯をずらすことにより光軸と視軸のずれを補正するため、固視灯をずらすための機構が必要となり、装置が複雑となるおそれがある。

さらに、精細な測定をするための予備調整を行う必要があることから、測定時間が長くなり、被検者の負担が大きくなるという問題もあった。

特開２００８−１７５６９８号公報特表２００４−５１８４９７号公報

ここにおいて、本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、撮影された前眼部の３次元画像を用いて前眼部解析を行うのに最適な基準軸を検出し、３次元画像を補正することにより、より正確な前眼部解析を行うことができるとともに、コストの低減や検査時間の短縮化による被検者の負担軽減を図ることができる前眼部３次元画像処理装置を提供することにある。

以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。

すなわち、本発明の第一の態様は、前眼部３次元画像の入力及び処理を可能とする前眼部３次元画像処理装置において、前記前眼部３次元画像より２次元断層画像を抽出する２次元断層画像抽出手段と、該抽出された前記２次元断層画像を表示する表示手段と、該表示された複数の前記２次元断層画像における注目部位を指定する指定手段と、該指定された前記複数の２次元断層画像の注目部位における３次元位置を求める位置検出手段と、該求められた前記注目部位の３次元位置に基づき中心点の決定を行う中心決定手段と、該決定された前記中心点を通り、該検出された前記注目部位が存在する平面に対して略垂直となる直線を基準線として前記前眼部３次元画像を補正する３次元画像補正手段とを備えていることを特徴とする。

本態様に従う構造とされた前眼部３次元画像処理装置においては、撮影された前眼部の３次元画像を用いて、前眼部解析を行うのに最適な基準軸を検出し、その検出結果に基づいて３次元画像を補正することから、より正確な前眼部解析を行うことができる。また、撮影された前眼部の３次元画像に対して画像処理を行うことから、被検者の負担軽減を図ることができ、さらに、装置の構成をより簡易なものとすることができる。

また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る前眼部３次元画像処理装置において、前記２次元断層画像抽出手段は、所定の軸に対して所定の角度で前記２次元断層画像を抽出することを特徴とする。

本態様に従う構造とされた前眼部３次元画像処理装置においては、３次元画像から３６０°に亘って２次元断層画像を抽出するのではなく、ある所定の角度における２次元断層画像を抽出することから、注目部位の指定画像枚数が減り、検者の負担軽減、又は、解析時間の短縮を図ることができる。

また、本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に係る前眼部３次元画像処理装置において、前記指定手段は、前記２次元断層画像の注目部位を検者が指定するための操作手段を含むことを特徴とする。

本態様に従う構造とされた前眼部３次元画像処理装置においては、注目部位を検者が指定することから、角膜後面と虹彩との癒着等により注目部位の自動解析が困難であった場合でも、確実に注目部位の指定をすることができる。

また、本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の態様に係る前眼部３次元画像処理装置において、前記指定手段は、前記２次元断層画像を解析し、注目部位を特定する特定手段を含むことを特徴とする。

本態様に従う構造とされた前眼部３次元画像処理装置においては、２次元断層画像の輝度を解析し、注目部位を自動指定することから、検者の負担軽減を図ることができる。また、注目部位の自動指定の後、検者が指示点を確認し、指示点がずれていた場合等には修正を行うことで、より正確に注目部位の指定を行うこともできる。

また、本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れか一つの態様に係る前眼部３次元画像処理装置において、前記位置検出手段は、前記注目部位の３次元位置を曲線近似することによって求めることを特徴とする。

本態様に従う構造とされた前眼部３次元画像処理装置においては、注目部位の３次元位置を曲線近似することから、３６０°に亘って２次元断層画像の注目部位の指定を行うことなく、注目部位の３次元位置の検出を行うことができる。

図１は前眼部３次元画像撮影装置の実施形態の外観の一例を示す概略図である。図２は前眼部３次元画像撮影装置の実施形態の構成の一例を示す概略ブロック図である。図３は前眼部３次元画像処理装置における前眼部の３次元画像補正の処理手順の一例を示すフローチャートである。図４は２次元断層画像を抽出するための所定の角度の一例を示す図である。図５は抽出された２次元断層画像の一例を示す図である。図６は注目部位の設定方法の一例を示す図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。

この実施形態では、前眼部３次元画像処理装置を具備した前眼部３次元画像撮影装置について説明する。図１は、この実施形態に係る前眼部３次元画像撮影装置の外観の一例を示す。この前眼部３次元画像撮影装置１００は、コンピュータ１０２と前眼部光干渉断層撮影装置１０４を備えている。コンピュータ１０２と前眼部光干渉断層撮影装置１０４は、ケーブル１０６で接続されている。

前眼部光干渉断層撮影装置１０４は、光干渉断層法により前眼部の断層画像を撮影する装置である。前眼部干渉断層撮影装置１０４としては、前眼部の３次元画像を取得可能な従来の装置を用いることができる。例えば、本出願人による特願２００７−３１９５６３号等を参照されたい。前眼部光干渉断層撮影装置１０４は、撮影した前眼部の３次元画像のデジタルデータをケーブル１０６を通じてコンピュータ１０２に送信する。

コンピュータ１０２は、前眼部光干渉断層撮影装置１０４から送信されたデジタルデータを受信する。この受信したデジタルデータに対して後述の処理を適用することにより、前眼部解析に最適な画像へと補正し、前眼部解析を行う。なお、コンピュータ１０２は、この発明の「前眼部３次元画像処理装置」の一例である。

コンピュータ１０２は、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、表示デバイス、操作デバイス等を含んで構成される。ハードディスクドライブには、コンピュータプログラムが予め格納されている。マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムをＲＡＭに展開することにより、後述の処理をコンピュータに実行させる。

次に、図２は、この実施形態に係る前眼部３次元画像撮影装置１００の構成の概略ブロック図を表している。この前眼部３次元画像撮影装置１００は、制御部１０、記憶部１２、表示部１４、操作部１６、画像処理部１８及び３次元画像撮影部２０から構成される。なお、コンピュータ１０２は、制御部１０、記憶部１２、表示部１４、操作部１６及び画像処理部１８から構成され、前眼部光干渉断層装置１０４は、３次元画像撮影部２０の一例として機能する。

制御部１０は、前眼部３次元画像撮影装置１００の各部を制御する。特に、制御部１０は、前眼部の３次元画像を表示部１４に表示させたり、操作部１６を用いて操作がなされたときに、その操作内容に応じた処理を前眼部３次元画像撮影装置１００に実行させる。また、記憶部１２に記憶された情報を読み出す処理や、記憶部１２に情報を記憶させる処理を行う。制御部１０は、コンピュータ１０２のマイクロプロセッサを含んで構成される。

記憶部１２は、前述のコンピュータプログラムや３次元画像を含む各種の情報を記憶する。記憶部１２は、ハードディスクドライブを含んで構成され、ＲＡＭやＲＯＭを含んでいてもよい。

表示部１４は、制御部１０により制御された情報を表示する表示デバイスである。表示部１４は、例えば、液晶ディスプレイ等により構成される。

操作部１６は、前眼部３次元画像撮影装置１００を操作するときや、前眼部３次元画像撮影装置１００に情報を入力するときなどに検者により操作される。操作部１６は、検者による操作に応じた信号を制御部１０に入力する。制御部１０は、この信号に基づいて前眼部３次元画像撮影装置１００を動作させる。操作部１６は、例えば、キーボード、マウスなどを含んで構成される。

なお、表示部１４と操作部１６は、それぞれ個別のデバイスから構成されている必要はない。例えば、表示デバイスと操作デバイスとを一体化したタッチパネルを用いることも可能である。

画像処理部１８は、画像補正部２２と画像解析部２４から構成される。画像補正部２２は、撮影された前眼部の３次元画像を用いて、前眼部解析を行うのに最適な基準軸を検出し、その検出結果に基づいて３次元画像を補正する。画像解析部２４は、補正された３次元画像により前眼部解析（例えば、隅角解析等）を行う。画像処理部１８は、マイクロプロセッサを含んで構成される。

以上のような構成を有する前眼部３次元画像撮影装置１００において、画像処理部１８が実行する前眼部の３次元画像補正の処理手順の概略を図３に示し、以降、順に説明する。

Ｓ１において、制御部１０は、３次元画像撮影部２０により撮影された前眼部の３次元画像から、撮影光軸（視軸）を基準にして所定の角度における２次元断層画像２６を抽出させる。ここで設定されている角度は、図４に示す４５°間隔の８方向である。つまり、２次元断層画像２６を４枚抽出することになる。なお、図５に、抽出された２次元断層画像２６を示す。

Ｓ２において、制御部１０は、抽出した２次元断層画像２６を表示部１４に表示させる。

Ｓ３において、検者は表示部１４に表示された２次元断層画像２６に対して、操作部１６を操作して注目部位の指定を行う。つまり、検者が表示された２次元断層画像を観察して注目部位、例えば、強膜岬（ＳＳ）に相当する位置を見つけ、その位置上にマウス等のクリック動作により点を入力する。なお、上記、強膜岬（ＳＳ）の点の入力を抽出された４枚の２次元断層画像２６に対してそれぞれ行う。なお、図６に、注目部位の設定方法の一例を示す。

Ｓ４において、制御部１０は、入力されたそれぞれの点についての３次元位置を求める。そして、求められた複数の点を曲線近似、例えば具体的には、楕円近似することにより、強膜岬（ＳＳ）の３６０°に亘る３次元位置を決定する。

Ｓ５において、制御部１０は、決定された強膜岬（ＳＳ）の３６０°に亘る３次元位置から中心点を決定する。

Ｓ６において、制御部１０は、決定された中心点を通り、決定された強膜岬（ＳＳ）が存在する平面に対して略垂直となる直線を基準線として３次元画像の補正を行う。

以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、かかる実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様で実施可能であり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。

例えば、本実施例では、前眼部３次元画像撮影装置１００として前眼部光干渉断層撮影装置１０４を用いているが、これに限定されず、前眼部の３次元画像のデジタルデータを取得可能な装置であればよく、例えば、超音波前眼部観察装置でもよい。そして、この前眼部３次元画像撮影装置１００であるコンピュータ１０２と前眼部光干渉断層撮影装置１０４とをケーブル１０６で接続しているが、通信回線上のサーバに前眼部光干渉断層撮影装置で撮影した前眼部の３次元画像を保存し、前眼部３次元画像処理装置が撮影画像を読み出す構成であってもよい。また、前眼部３次元画像処理装置を具備した前眼部３次元画像処理装置としたが、前眼部３次元画像撮影装置のみから構成されていてもよい。つまり、前眼部３次元画像処理装置を前眼部３次元画像撮影装置に搭載してもよい。

また、本実施例の画像処理部１８が実行する前眼部の３次元画像補正の処理のＳ１では、４５°間隔の８方向における２次元断層画像２６を抽出しているが、これに限定されず、所定の角度で２次元断層画像を抽出すればよい。つまり、抽出２２．５°間隔の１６方向としてもよい。画像抽出間隔が小さくなればなるほど、より正確な注目部位の３次元位置を算出することが可能となる。

また、本実施例の画像処理部１８が実行する前眼部の３次元画像補正の処理のＳ３では、検者により注目部位の指定を行っているが、２次元断層画像２６の輝度解析を行うことで注目部位を特定し、自動指定するようにしてもよい。また、注目部位の自動指定の後、検者が指示点を確認し、指示点がずれていた場合には修正を行ってもよい。これにより、検者の負担軽減を図ることができるとともに、より正確に注目部位の指定を行うこともできる。さらに、本実施例では、注目部位を強膜岬（ＳＳ）としているが、隅角底（ＡＲ）や虹彩先端でもよい。

また、本実施例の画像処理部１８が実行する前眼部の３次元画像補正の処理のＳ４では、曲線近似として楕円近似を用いているが、円近似、スプライン曲線近似でもよい。

また、本実施例では、画像処理部１８が実行する処理（Ｓ１からＳ６）を１回行っているが、これに限定されず、処理を複数回繰り返し行ってもよい。これにより、より正確な３次元画像の補正を行うことができる。

さらに、本発明においては、前眼部解析に最適な基準軸を検出し、３次元画像を補正することを目的として、３６０°に亘って２次元断層画像の注目部位の指定を不要とするために、複数枚の２次元断層画像の注目部位の指示点を曲線近似することを提案しているが、この処理は、画像解析部２４においても利用可能である。つまり、画像解析部２４において、３６０°に亘って隅角解析を行うことを目的とする場合においても、複数枚の２次元断層画像の注目部位の指定を行い、指示点を曲線近似することで、３６０°に亘って注目部位の指定を行ったことと同様の結果を得ることができる。なお、この場合、指示点の曲線近似として、スプライン曲線近似を用いて、３６０°に亘る２次元断層画像の注目部位を決定することが好ましい。これにより、より簡便に３６０°に亘る隅角解析を行うことができる。

１０制御部
１２記憶部
１４表示部
１６操作部
１８画像処理部
２０３次元画像撮影部
ＡＲ隅角底
ＳＳ強膜岬

Claims

前眼部３次元画像の入力及び処理を可能とする前眼部３次元画像処理装置において、
前記前眼部３次元画像より２次元断層画像を抽出する２次元断層画像抽出手段と、該抽出された前記２次元断層画像を表示する表示手段と、該表示された複数の前記２次元断層画像における注目部位を指定する指定手段と、該指定された前記複数の２次元断層画像の注目部位における３次元位置を求める位置検出手段と、該求められた前記注目部位の３次元位置に基づき中心点の決定を行う中心決定手段と、該決定された前記中心点を通り、該検出された前記注目部位が存在する平面に対して略垂直となる直線を基準線として前記前眼部３次元画像を補正する３次元画像補正手段と、を備えることを特徴とする前眼部３次元画像処理装置。
前記２次元断層画像抽出手段は、所定の軸に対して所定の角度で前記２次元断層画像を抽出する、ことを特徴とする請求項１に記載の前眼部３次元画像処理装置。
前記指定手段は、前記２次元断層画像の注目部位を検者が指定するための操作手段を含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の前眼部３次元画像処理装置。
前記指定手段は、前記２次元断層画像を解析し、注目部位を特定する特定手段を含む、ことを特徴とする請求項１乃至３に記載の前眼部３次元画像処理装置。
前記位置検出手段は、前記注目部位の３次元位置を曲線近似することによって求める、ことを特徴とする請求項１乃至４に記載の前眼部３次元画像処理装置。