JP4794888B2 - 眼科撮影装置及び撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は、集団健診や眼科医院等において使用する撮影画像の読影能向上を図ることが可能な眼科撮影装置及び撮影方法に関するものである。

従来、散瞳剤を必要とせずに暗所での自然散瞳を利用して眼底撮影を行うことができる無散瞳型眼底カメラは、住民健診、企業健診等の集団健診や人間ドック、眼科医院等における患者説明用等において広く利用されている。

通常の集団健診においては、健診請負団体が健診対象の地区、企業へ出向いて撮影を実施する場合が多く、撮影された画像データはその後に読影用紙と共に読影医へ渡され、読影医は所定期日までに読影を終えて、他の検査結果と共に受診者に診断結果を渡すという流れにより実施されている。

なお、集団健診の読影においては、撮影された１枚の画像を頼りに所見の有無が判断されるため、撮影画像の解像度や色再現、又はごみなどにより生成されるアーティファクト部の有無が診断を左右する要因となっている。

また、特許文献１においては、撮像パネル上の欠陥を事前に画像欠陥情報記憶手段に記憶しておき、異常陰影候補として検出された部位が、撮像パネル上の欠陥なのか、或いは被検体の情報なのかの識別を行い、診断能の向上を図るように構成されている。

特開２０００−３１６８３７号公報

眼底画像上のアーティファクト部は光学系上の傷、泡、ごみ、撮像面上の欠陥画素等の要因が考えられるが、アーティファクト部をその大きさ、色味（略黒）の情報から被検眼情報と分離する必要がある。

アーティファクト部の発生要因のうち、光学系上の傷、泡、撮像面上の欠陥画素については、上述の従来技術を用いて、事前に画像欠陥情報を記憶手段に記憶しておけば、被検眼の情報なのか、アーティファクト部なのかの分離が可能である。

しかし光学系上のごみに関しては、空気中に浮遊しているごみが自然に光学系に付着するものであるため、時間の経過と共に増加してしまい、予め記憶手段に画像欠陥情報を記憶しておいても、被検眼撮影時にはアーティファクト部が増加しているため、被検眼情報とごみとの分離を行うことができない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、事前に光学系上のアーティファクト情報を抽出、記憶することなく、被検眼を撮影した眼科撮影画像情報のみからアーティファクト情報と被検眼情報を分離可能な眼科撮影装置及び撮影方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る眼科撮影装置の技術的特徴は、被検眼を照明する照明手段と、該照明手段により照明した被検眼を撮像する撮像手段と、該撮像手段から得られた被検眼の画像から所定の大きさの範囲でかつ色調が略黒色である粒子をアーティファクト部として抽出するアーティファクト抽出手段とを有することにある。

また、本発明に係る眼科撮影方法の技術的特徴は、被検眼を照明しながら撮像し、撮像した被検眼の画像から所定の大きさの範囲でかつ色調が略黒色である粒子をアーティファクト部として抽出することにある。

本発明に係る眼科撮影装置及び撮影方法によれば、確実に被検眼情報とアーティファクト情報と区別することができるため、集団健診等において読影者が被検者を知らず、撮影画像しか判断のよりどころがない場合においても正確な診断が可能となる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例における眼科撮影装置の構成図を示しており、被検眼の前方には対物レンズ１、光路内には挿脱自在な前眼部観察レンズ２、孔あきミラー３、合焦機能を有するレンズ４、跳ね上げミラー５、撮影用カラーセンサユニット６が順次に配列されている。また、孔あきミラー３の反射方向には、リレーレンズ７、ストロボ光源などの静止画撮影用光源８、コンデンサレンズ９、赤外光を透過する可視カットフィルタ１０、ランプ等から成る観察／アライメント用光源１１が順次に配列されている。また、跳ね上げミラー５の反射方向には、レンズ１２、観察用センサユニット１３が配置されている。

撮影用カラーセンサユニット６の出力は、画像解析処理部１４を介して撮影画像表示用モニタ１５とアーティファクト抽出部１６に接続されている。また、観察用センサユニット１３の出力は観察画像用モニタ１７に接続されている。そして、これらの各部材の動作は、コンピュータに内蔵されたプログラムにより実行されるようになっている。

図示しない電源スイッチの操作により通電がなされると、駆動制御部の制御によって光路に前眼部観察レンズ２が挿入される。また、被検眼Ｅの前眼部を照明するための図示しない赤外光源から発せられた赤外光により前眼部が照明され、前眼部からの反射光は、対物レンズ１、前眼部観察レンズ２、孔あきミラー３の孔部、レンズ４を経て、跳ね上げミラー５により反射され、レンズ１２を介して観察用センサユニット１３に導かれる。この観察用センサユニット１３において光電変換された前眼部観察画像は、観察画像用モニタ１７上に映出される。

図２は動作フローチャート図を示しており、ステップＳ１において、撮影者はこの観察画像用モニタ１７上に映出された前眼部観察像を用いて、対物レンズ１を含む光学ユニットを移動させ、被検眼Ｅの前眼部の位置合わせを行う。前眼部の位置合わせ等が終了すると、前眼部／眼底部切換えスイッチを押下することにより、駆動制御部の制御により前眼部観察レンズ２が光路から離脱し、更に観察／アライメント用光源１１が点灯する。

この観察／アライメント用光源１１から発せられた照明光は、可視カットフィルタ１０により、赤外域のみの波長の光に変換された後に、コンデンサレンズ９、リレーレンズ７を介して孔あきミラー３のミラー部で反射され、対物レンズ１を介して被検眼Ｅの眼底部を照明する。そして、眼底部からの反射光は再び対物レンズ１を通り、孔あきミラー３の孔部、レンズ４を経て、跳ね上げミラー５により反射され、レンズ１２を介して観察用センサユニット１３へ導かれる。観察用センサユニット１３において光電変換された眼底部観察画像は、観察画像用モニタ１７上に映出される。また、被検眼Ｅには視線を誘導するための図示しない固視目標が提示される。

続いて、ステップＳ２において、この観察画像用モニタ１７に表示される眼底部観察画像を用いて、撮影者は被検眼Ｅの眼底部の撮影部位について位置合わせ、ピント調整を行う。この被検眼Ｅの眼底部の位置合わせ等が終了すると、ステップＳ３において撮影者は図示しない撮影スイッチにより被検眼Ｅの撮影を行う。

先ず、静止画撮影用光源８が点灯し、出射された照明光はリレーレンズ７を経て孔あきミラー３のミラー部で反射され、対物レンズ１を介して被検眼Ｅの眼底部を照明する。眼底部からの反射光は再び対物レンズ１を介して、孔あきミラー３の孔部、レンズ４を経て、跳ね上げミラー５が跳ね上げられることにより、撮影用カラーセンサユニット６に導かれる。撮影用カラーセンサユニット６において撮像されたカラー眼底画像は、画像解析処理部１４内の図示しないメモリ内に一時記憶された後に、ステップＳ４において、アーティファクト抽出部１６のメモリ中に記録されたプログラムに従って、アーティファクト部の抽出処理が行われる。

本来の被検眼情報には、光学系上のごみに相当する色調を呈するものが存在しない。従って、アーティファクト部であるごみの抽出には、大きさ及びその色調（黒か否か）を判断基準とする。

図３に示すように光学系上のごみＡは、静止画撮影用光源８により照明された被検眼眼底像において「黒い影」として確認することができる。一方、眼底画像における被検眼情報として、動静脈血管Ｂ、視神経乳頭部Ｃ、出血部Ｄ、硬性白斑Ｅや軟性白斑等が映出される。動静脈血管Ｂは動脈を流れる血液は明るい赤色を呈し、静脈は老廃物を含んでいることからどす黒い赤色を呈する場合が通常である。何れにしても動静脈血管Ｂは、色相では赤近傍に位置し、彩度についても動静脈で差はあるものの、赤の認識が可能な範囲である。

視神経乳頭部Ｃ内には、陥凹部と呼ばれる凹んだ部位が存在し、この部位近傍は他と比べて反射率が極めて高いため、概して視神経乳頭部Ｃは白っぽく見える。出血部Ｄは一般に動静脈血管が破れ血液が漏出した部位であり、これも色に関しては動静脈血管と同様の扱いとなる。血管壁は無色透明であるため、血管の色味は中身の血管の色味とほぼ同値である。硬性白斑Ｅや軟性白斑は発生機序が異なり、その形状から軟性、硬性と分類されてはいるものの、色味に関してはほぼ白である。

このように、ステップＳ４によりアーティファクト部として黒い影となるごみ粒子が抽出されると、ステップＳ５において画像解析処理部１４内のメモリ内に一時記憶されているカラー眼底画像に対し、アーティファクト抽出部１６において抽出されたごみ粒子への着色処理がなされる。

着色される色種はアーティファクト抽出部１６内のメモリに記憶されており、カラー眼底画像上で視認性の高い緑色等が選定される。なお、着色される色に関しては、図示しない色指定部により、任意のタイミングで任意の色に変更可能なように構成してもよい。

続いて、ステップＳ６において、ステップＳ５でごみによるアーティファクト部が着色されたカラー眼底画像は、撮影画像表示用モニタ１５に表示され、撮影者に対しごみ粒子の位置を正確に伝えることができる。なお、本実施例においては、ごみ粒子に着色を施しているが、矢印等を表示してごみ粒子を指示することもできる。

図４はごみＡによるアーティファクト部を抽出するその動作のフローチャート図であり、先ずステップ１１において、ごみ粒子候補を抽出するための前処理を行う。画像解析処理部１４内のメモリ内に一時記憶されているカラー眼底画像のＲＧＢカラー成分を、既知の手法によって明度情報を算出する。一般に、或る画素値の明度値Ｉはその画素の赤成分値Ｒ、緑成分値Ｇ、青成分値Ｂを用いて、式（１）により算出可能である。なお、明度情報の算出は、この式（１）に限らず、他の方法において算出してもよい。
Ｉ＝０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ ・・・（１）

更に、算出した明度情報のみの画像データをコントラスト変換処理、ヒストグラム変換処理により、二値化処理をし易くするよう変換する。なお、ここではステップＳ１１における前処理では明度情報を用いることを例に挙げて説明したが、これに限ることなく、カラー成分のうち、緑成分画像を用いるようにしてもよい。

次のステップＳ１２において、ステップ１１で算出した所定の閾値により二値化処理を行う。抽出対象のごみ粒子は上述したように略黒色であるため、黒に近いレベル、例えば８ビットデータで値０を黒と定義されている画像データの場合には１０程度の閾値で二値化を行う。この閾値は一定値だけでなく、静止画撮影用光源８の光量値や、被検者の人種、年齢等の要因により変更可能なようにしてもよい。

ステップ１３において、二値化画像から所定粒子サイズのごみ粒子候補を抽出する。ごみ粒子の大きさは、結像する倍率等の情報から事前に大きさの推定が可能であるため、予めアーティファクト抽出部１６内のメモリに大きさの範囲情報、例えば５画素以上１００画素未満等を記憶しておく。なお、ここで記憶しておく範囲情報は、粒子の占める画素数だけでなく、粒子の周囲長としてもよい。

続いて、ステップ１４において、ステップ１２で二値化された画像情報から上述の範囲情報に該当するごみ粒子候補を抽出し、最後に色成分情報を用いてごみ粒子を決定する。画像解析処理部１４内のメモリ内に一時記憶されているカラー眼底画像情報のうち、ステップ１３で抽出したごみ粒子候補に相当する部位において、ＲＧＢの各成分情報が所定レベル以下のものをごみ粒子として決定する。

ごみ粒子の判定の方法としては、ごみ粒子候補の全画素の平均画素値を用いる方法、中央値を用いる方法等が挙げられるが、何れの方法を用いてもよい。

また、ステップ１４では画像解析処理部１４内の図示しないメモリ内に一時記憶されているカラー眼底画像情報におけるＲＧＢの各成分情報が、所定レベル以下のものをごみ粒子として抽出する場合を例に挙げて説明したが、これに限ることなく、式（１）で算出した明度情報の値を用いるようにしてもよい。

図５は実施例２における動作フローチャート図を示し、ステップＳ１〜Ｓ４までは実施例１の図２と同一の工程である。ステップＳ４の後のステップＳ２１においては、ごみ粒子の抽出後に画像解析処理部１４内のメモリ内に一時記憶されているカラー眼底画像から、ごみ粒子部位を除去する。

ごみ粒子の除去に際しては、近傍の眼底画像情報を用いてごみ粒子部位の色付け処理を行う。近傍画像情報で穴埋めする手法に関しては既に種々の方法が提案されているので、これら既知の手法により実施する。

そして、ステップＳ２２において、ごみ粒子が除去されたカラー眼底画像を撮影画像表示用モニタ１５に表示する。

図６は実施例３におけるフローチャート図を示し、実施例１、２と同様にステップＳ１〜Ｓ４までは同一の工程を行う。ステップＳ４の後のステップＳ３１においては、ごみ粒子の抽出後に画像解析処理部１４内のメモリ内に一時記憶されているカラー眼底画像のうち、ごみ粒子部位に相当するアドレス情報を、画像解析処理部１４内のメモリに記憶されている画像ヘッダ部に記憶する。

このアドレス情報は、ごみ粒子の重心位置座標や、左上端点等、ごみ粒子の位置が特定できる情報であり、画像ヘッダ部はカラー眼底画像と対になって管理される画像に関連した情報部である。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

実施例１の眼科撮影装置の構成図である。 動作フローチャート図である。 眼底画像の説明図である。 アーティファクト抽出処理のフローチャート図である。 実施例２における動作フローチャート図である。 実施例３における動作フローチャート図である。

符号の説明

１ 対物レンズ
２ 前眼部観察レンズ
３ 孔あきミラー
５ 跳ね上げミラー
６ 撮影用カラーセンサユニット
８ 静止画撮影用光源
１０ 可視カットフィルタ
１１ 観察／アライメント用光源
１３ 観察用センサユニット
１４ 画像解析処理部
１５ 撮影画像表示用モニタ
１６ アーティファクト抽出部
１７ 観察画像用モニタ

Claims (10)

1. 被検眼の眼底画像を取得する取得手段と、
   前記取得手段が前記眼底画像を取得すると、該眼底画像のうち前記被検眼の眼底の血管画像以外の範囲から所定の大きさでかつ略黒色である領域を抽出する抽出手段と、
   を有することを特徴とする眼科撮影装置。
2. 前記範囲は、前記眼底画像のうち前記被検眼の眼底の血管画像及び出血部画像以外の範囲であり、
   前記抽出手段は、前記眼底画像のうち赤味を含む黒色領域を前記血管画像及び出血部画像として認識することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
3. 前記抽出手段が抽出した領域に該領域の近傍の画素の画素値を用いて着色処理を行うことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の眼科撮影装置。
4. 前記抽出手段が抽出した領域に視認性の高い色調で着色処理を行うことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の眼科撮影装置。
5. 前記抽出手段が抽出した領域を矢印で指示するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
6. 前記眼底画像における前記抽出手段により抽出した領域の位置の情報は、前記眼底画像と関連を有する画像ヘッダ部に記録することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
7. 前記取得手段は、
   前記被検眼を照明する照明手段と、
   前記照明手段により照明した被検眼を撮像する撮像手段と、を有し、
   前記撮像手段の撮像結果に基づいて前記眼底画像を取得することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
8. 被検眼の眼底画像を取得する取得手段と、
   前記取得手段が前記眼底画像を取得すると、該眼底画像のうち前記被検眼の眼底の血管画像以外の範囲から所定の大きさでかつ略黒色である領域を抽出する抽出手段と、
   を有することを特徴とする眼科システム。
9. 被検眼の眼底画像を取得する取得工程と、
   前記取得工程により前記眼底画像が取得されると、前記眼底画像のうち前記被検眼の眼底の血管画像以外の範囲から所定の大きさでかつ略黒色である領域を抽出する抽出工程と、
   を含むことを特徴とする眼科撮影方法。
10. 請求項９の眼科撮影方法をコンピュータに実行させるプログラム。

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