JP4801974B2 - Cell image processing device, corneal endothelial cell image processing device, cell image processing program, and corneal endothelial cell image processing program - Google Patents
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Description
この発明は、撮像手段で撮像された細胞像を解析するための細胞画像処理装置,角膜内皮細胞画像処理装置,細胞画像処理プログラム,及び角膜内皮細胞画像処理プログラムに関するものである。 The present invention relates to a cell image processing device, a corneal endothelial cell image processing device, a cell image processing program, and a corneal endothelial cell image processing program for analyzing a cell image captured by an imaging means.
従来、被検者の角膜内皮細胞を撮像した画像を取り込むための画像入力手段と、この画像入力手段で得られた画像信号に基づき、前記撮像された任意の角膜内皮細胞の内から、選択された角膜内皮細胞の外形を識別するための外形識別手段と、この外形識別手段で識別された外形データに基づき、前記角膜内皮細胞の面積を算出するための角膜内皮細胞面積演算手段と、この角膜内皮細胞面積演算手段で算出された複数の角膜内皮細胞の面積データに基づき、角膜内皮細胞の細胞密度を演算する細胞密度演算手段を備える角膜内皮細胞計測装置が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, an image input unit for capturing an image of a subject's corneal endothelial cells and an image signal obtained by the image input unit are selected from any of the captured corneal endothelial cells. An outer shape identifying means for identifying the outer shape of the corneal endothelial cell, a corneal endothelial cell area calculating means for calculating the area of the corneal endothelial cell based on the outer shape data identified by the outer shape identifying means, and the cornea A corneal endothelial cell measuring device is known that includes cell density calculation means for calculating the cell density of corneal endothelial cells based on the area data of a plurality of corneal endothelial cells calculated by the endothelial cell area calculation means (see Patent Document 1). ).
この外形識別手段は、前記撮像された任意の角膜内皮細胞(セル画像)の略中央に指定点を入力表示させ、この指定点から半径方向に延びる複数の動径線と角膜内皮細胞(セル画像)の細胞壁であるエッジとの交点を検出することにより、角膜内皮細胞の外形を識別するようにしている。 The outer shape identification means inputs and displays a designated point at substantially the center of the imaged arbitrary corneal endothelial cell (cell image), and a plurality of radial lines and corneal endothelial cells (cell image) extending radially from the designated point. The outer shape of the corneal endothelial cell is identified by detecting the intersection point with the edge which is the cell wall.
また、撮影された角膜内皮細胞像を表示するモニタと、モニタに表示された細胞像の各細胞の中心点をマーキングする入力装置と、マーキングされた中心点の座標を特定するとともにそのマーキングされた中心点同士の間にある細胞壁を検出し、且つ、この検出結果に基づいて各細胞の面積を演算する演算処理装置を備える角膜内皮細胞測定装置が知られている(例えば特許文献2参照)。
しかしながら、前者の角膜内皮細胞計測装置では、全ての動径線が必ずしもエッジを検出していなくても処理を続行するために、検出できなかった場合には平均値を代入していた。このため、ノイズの多いセル画像では必ずしも細胞壁を示しているとは限らないものであった。 However, in the former corneal endothelial cell measuring apparatus, the processing is continued even if not all the radial lines have detected edges, and therefore the average value is substituted when it cannot be detected. For this reason, a noisy cell image does not necessarily indicate a cell wall.
また、検出されたセル画像が隣接するセル画像とオーバーラップしたり、又は隣接するセル画像同士が接触していないことも考えられる。 It is also conceivable that the detected cell image overlaps with the adjacent cell image, or the adjacent cell images are not in contact with each other.
更に、後者の角膜内皮細胞測定装置では、マーキングされた中心点同士の間にある細胞壁を検出処理しているため、必ずしも正確な細胞密度を求めるのが難しいものであった。 Furthermore, in the latter corneal endothelial cell measuring apparatus, since the cell wall between the marked center points is detected, it is difficult to always obtain an accurate cell density.
そこで、この発明は、画像処理を細胞密度検出の前に前処理として行うことにより、より正確な細胞密度を求めることができる細胞画像処理装置,角膜内皮細胞画像処理装置,細胞画像処理プログラム,及び角膜内皮細胞画像処理プログラムを提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention provides a cell image processing device, a corneal endothelial cell image processing device, a cell image processing program, and a cell image processing device capable of obtaining a more accurate cell density by performing image processing as preprocessing before cell density detection. An object of the present invention is to provide a corneal endothelial cell image processing program.
この目的を達成するため、請求項1の発明は、細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出されたエッジに基づいて複数の細胞壁からなるセルを求めて、この求めた各セルの複数の前記細胞壁から前記各セル内に向けて延びる法線を想定して、この法線の前記細胞壁から前記セル内への平均長さの位置を求めることにより、前記法線の前記細胞壁から前記セル内への平均長さの位置から前記各セルの中心である基準点を自動的に算出する基準点算出手段と、前記エッジ検出手段で検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出手段と、前記基準点の数からセルの数を求めると共に、この求めたセルの数と前記セル特徴からセル密度を求める演算制御回路とを備えることを特徴とする。 In order to achieve this object, the invention of claim 1 includes an edge detection means for detecting an edge which is a cell wall of each cell of a cell image, and a cell comprising a plurality of cell walls based on the edge detected by the edge detection means. And assuming a normal extending from the plurality of cell walls of each cell thus determined toward the inside of each cell, and determining the position of the average length of the normal from the cell wall into the cell. The reference point calculation means for automatically calculating the reference point that is the center of each cell from the position of the average length of the normal line from the cell wall into the cell, and the edge detected by the edge detection means a cell feature calculating means for determining the area and shape of each cell as a cell characterized by, the obtaining the number of cells from the number of the reference point, the operation control for obtaining the cell density from the number and the cell characteristics of the obtained cell Characterized in that it comprises a road.
また、請求項2の発明は、角膜内皮細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出手段と、前記エッジ検出手段で検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出手段と、
前記セル特徴と前記基準点から前記各セルの分割・統合を判断する演算制御回路と、前記セルの面積・形状が平均的な大きさのセルより大きく分割すべきと判断された大セルがある場合に前記演算制御回路により作動制御されて前記大セルを分割するセル分割手段と、前記セルの面積・形状が平均的な大きさのセルより小さく統合すべきと判断された小セルがある場合に前記演算制御回路により作動制御されて前記小セルを統合するセル統合手段を備え、前記演算制御回路は、前記セルの分割・統合処理をした後、セル密度算出手段を作動制御して前記セルの数からセル密度を求めるようになっていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an edge detecting means for detecting an edge which is a cell wall of each cell of a corneal endothelial cell image, and a reference for obtaining a reference point in each cell based on the edge detected by the edge detecting means. Point calculation means; cell feature calculation means for determining the area / shape of each cell as a cell feature from the edges detected by the edge detection means;
Is the arithmetic control circuit and a large cell area and shape of the cell is determined to be divided larger than the cell of the average size for determining the flattening of the respective cells from the reference point and the cell feature a cell dividing means for dividing the operation control the large cells is controlled actuated by the circuit when, if the area and shape of the cells is small cells that have been determined to be integrated smaller than the cell of average size A cell integration unit that is controlled by the arithmetic control circuit to integrate the small cells, and the arithmetic control circuit performs an operation control of a cell density calculation unit after dividing and integrating the cells, The cell density is obtained from the number of.
更に、請求項3の発明では、前記演算制御回路は、前記細胞壁を検出可能であるか否かを判断し、検出可能であれば自動的に前記セルの分割・統合処理をした後、セル密度算出手段を作動制御して前記セルの数からセル密度を求めるようになっていることを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置としたことを特徴とする。 Furthermore, in the invention according to claim 3, the arithmetic control circuit determines whether or not the cell wall can be detected, and if it can be detected, the cell division / integration processing is automatically performed, and then the cell density is determined. The corneal endothelial cell image processing device is characterized in that the cell density is obtained from the number of cells by controlling the operation of the calculating means.
また、請求項4の発明は、角膜内皮細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出手段と、画像処理のための前記基準点を内在させる所定の周形状情報を形成する形状情報形成手段と、前記基準点から前記周形状情報を膨張させる周形状膨張手段と、前記周形状膨張手段により膨張される前記周形状情報と前記細胞壁情報から前記細胞壁情報の形状をエッジとして検出する細胞壁検出手段と、を有する角膜内皮細胞画像処理装置であって、互いに隣接し且つ前記周形状膨張手段により膨張させられる複数の前記周形状情報が隣接する方向において前記細胞壁情報に接触せず互いに接触したときに、互いに接触した複数の前記周形状情報が分割すべき一つの大きな面積のセル内に存在すると判断して、互いに接触した複数の前記周形状情報がそれぞれ含まれるように前記一つの大きな面積のセルを複数に分割処理するセル分割手段が設けられていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an edge detecting means for detecting an edge which is a cell wall of each cell of a corneal endothelial cell image, and a reference for obtaining a reference point in each cell based on the edge detected by the edge detecting means. Point calculating means; shape information forming means for forming predetermined peripheral shape information for imposing the reference point for image processing; peripheral shape expanding means for expanding the peripheral shape information from the reference point; and the peripheral shape A corneal endothelial cell image processing apparatus comprising: the peripheral shape information expanded by an expansion means; and a cell wall detection means for detecting the shape of the cell wall information as an edge from the cell wall information, wherein the peripheral shape expansion is adjacent to each other When the plurality of peripheral shape information expanded by the means contact each other without contacting the cell wall information in the adjacent direction, the plurality of peripheral shapes that are in contact with each other Cell division in which the one large area cell is divided into a plurality of pieces so that the plurality of peripheral shape information in contact with each other is included in each cell, judging that the state information exists in one large area cell to be divided Means are provided .
また、請求項5の発明は、細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジ検出ステップにより検出されたエッジに基づいて複数の細胞壁からなるセルを求めて、この求めた各セルの複数の前記細胞壁から前記各セル内に向けて延びる法線を想定して、この法線の前記細胞壁から前記セル内への平均長さの位置を求めることにより、前記法線の前記細胞壁から前記セル内への平均長さの位置から前記各セルの中心である基準点を自動的に算出する基準点算出ステップと、前記エッジ検出ステップで検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出ステップと、前記基準点の数からセルの数を求めると共に、この求めたセルの数と前記セル特徴からセル密度を求めるセル密度算出ステップを備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, an edge detection step for detecting an edge which is a cell wall of each cell of a cell image, and a cell comprising a plurality of cell walls based on the edge detected by the edge detection step are obtained. Assuming a normal extending from the plurality of cell walls of each cell determined toward the inside of each cell, the normal is obtained by determining the position of the average length of the normal from the cell wall into the cell. A reference point calculation step for automatically calculating a reference point that is the center of each cell from the position of the average length from the cell wall to the inside of the cell, and from the edge detected in the edge detection step, a cell feature calculation step of calculating the area and shape as the cell characteristics, the determining the number of cells from the number of the reference points, cells densely obtaining cell densities several said cell characteristic of the obtained cell Characterized in that it comprises a calculation step.
また、請求項6の発明は、角膜内皮細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジ検出ステップにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出ステップと、前記エッジ検出ステップで検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出ステップと、前記セル特徴と前記基準点から前記各セルの分割・統合を判断する判断ステップと、前記セルの面積・形状が平均的な大きさのセルより大きく分割すべきと判断された大セルがある場合に前記大セルを分割するセル分割ステップと、前記セルの面積・形状が平均的な大きさのセルより小さく統合すべきと判断された小セルがある場合に前記小セルを統合するセル統合ステップと、前記セルの分割・統合処理をした後、前記セルの数からセル密度を求めるセル密度算出ステップを有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an edge detection step for detecting an edge which is a cell wall of each cell of a corneal endothelial cell image, and a reference for obtaining a reference point in each cell based on the edge detected by the edge detection step. A point calculation step; a cell feature calculation step for obtaining the area / shape of each cell as a cell feature from the edge detected in the edge detection step; and determination of division / integration of each cell from the cell feature and the reference point A cell dividing step for dividing the large cell when there is a large cell for which it is determined that the area / shape of the cell should be larger than a cell having an average size, and an area of the cell a cell integration step of integrating the small cell when the shape is small cells that have been determined to be integrated smaller than the cell of average size, - splitting of the cell After the coupling process, characterized in that it has a cell density calculation step of obtaining a cell density from the number of the cells.
また、請求項7の発明は、演算制御回路により、前記細胞壁を検出可能であるか否かを判断し、検出可能であれば自動的に前記セルの分割・統合処理をした後、前記セルの数からセル密度を求めさせるようになっていることを特徴とする。 Further, the invention of claim 7 determines whether or not the cell wall can be detected by the arithmetic control circuit, and if the cell wall can be detected, the cell division / integration processing is automatically performed, and then the cell The cell density is obtained from the number.
また、請求項8の発明は、角膜内皮細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジ検出ステップにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出ステップと、画像処理のための前記基準点を内在させる所定の周形状情報を形成する形状情報形成ステップと、 前記基準点から前記周形状情報を膨張させる周形状膨張ステップと、前記周形状膨張手段により膨張される前記周形状情報と前記細胞壁情報から前記細胞壁情報の形状をエッジとして検出する細胞壁検出ステップと、を有する角膜内皮細胞画像処理プログラムであって、互いに隣接し且つ前記周形状膨張ステップにより膨張させられる複数の前記周形状情報が隣接する方向において前記細胞壁情報に接触せず互いに接触したときに、互いに接触した複数の前記周形状情報が分割すべき一つの大きな面積のセル内に存在すると判断して、互いに接触した複数の前記周形状情報がそれぞれ含まれるように前記一つの大きな面積のセルを複数に分割処理するセル分割ステップが設けられていることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is an edge detection step for detecting an edge which is a cell wall of each cell of a corneal endothelial cell image, and a reference for obtaining a reference point in each cell based on the edge detected by the edge detection step. A point calculating step, a shape information forming step for forming predetermined peripheral shape information for imposing the reference point for image processing, a peripheral shape expanding step for expanding the peripheral shape information from the reference point, and the peripheral shape A corneal endothelial cell image processing program comprising: the peripheral shape information expanded by an expansion means; and a cell wall detection step for detecting the shape of the cell wall information as an edge from the cell wall information, wherein the peripheral shape expansion is adjacent to each other A plurality of the circumferential shape information expanded by the step contacted each other without contacting the cell wall information in the adjacent direction. In some cases, the plurality of circumferential shape information in contact with each other is determined to be present in one large area cell to be divided, and the one large area is included so that each of the plurality of circumferential shape information in contact with each other is included. A cell dividing step for dividing the cell into a plurality of cells is provided .
このような画像処理装置及び画像処理プログラムによれば、画像処理を細胞密度検出の前に前処理として行うことにより、より正確な細胞密度を求めることができる。 According to such an image processing apparatus and image processing program, it is possible to obtain a more accurate cell density by performing image processing as a pre-process before cell density detection.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は角膜内皮細胞撮影装置を示したものである。
[構成]
この角膜内皮細胞撮影装置は、図1に示したように、被検眼の角膜内皮細胞を撮影するCCDカメラ等の撮像手段1と、撮像手段1で撮像された角膜内皮細胞像から角膜内皮細胞を計測や画像処理をする角膜内皮細胞計測装置2と、角膜内皮細胞計測装置2で処理された画像やデータを表示する液晶表示器(ディスプレイ)等の表示手段(表示装置)3と、表示手段3に表示された画像やデータに操作を加えるマウス等の入力手段4を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a corneal endothelial cell imaging apparatus.
[Constitution]
As shown in FIG. 1, this corneal endothelial cell imaging apparatus captures corneal endothelial cells from an imaging means 1 such as a CCD camera that images corneal endothelial cells of a subject's eye and a corneal endothelial cell image captured by the imaging means 1. Corneal endothelial cell measuring device 2 that performs measurement and image processing, display means (display device) 3 such as a liquid crystal display (display) that displays images and data processed by corneal endothelial cell measuring device 2, and display means 3 An input means 4 such as a mouse for performing an operation on the image or data displayed on the screen is provided.
尚、撮像手段1にはCCDカメラが採用されているが、撮像手段1としては角膜内皮を撮像することができるものであれば、何れのものを採用することもできる。また、出力手段として表示手段3を用いているが、表示手段3以外にプリンター等の出力手段を追加することができる。更に、入力手段4としては、マウスを用いているが、キーボードやライトペン等他の入力手段を用いることができる。
<角膜内皮細胞計測装置2>
この角膜内皮細胞計測装置2は、演算処理手段(演算処理手段)5と、画像メモリ(記憶手段)6を有する。
Although a CCD camera is employed as the imaging means 1, any imaging means 1 can be employed as long as it can image the corneal endothelium. Further, although the display unit 3 is used as the output unit, an output unit such as a printer can be added in addition to the display unit 3. Furthermore, although the mouse is used as the input means 4, other input means such as a keyboard and a light pen can be used.
<Corneal endothelial cell measuring apparatus 2>
The corneal endothelial cell measuring apparatus 2 includes an arithmetic processing means (arithmetic processing means) 5 and an image memory (storage means) 6.
この演算処理手段5は、図示を省略したCPU,ROM,RAM,入出力インターフェース,動作制御回路(動作制御手段)等を有する演算制御回路(演算制御手段)7を有する。この演算制御回路7は、起動時にROMに記憶されたプログラムをRAMに読み込んで記憶することにより、RAMに読み込まれたプログラムに従って角膜内皮細胞撮影装置全体の演算や制御を実行するようになっている。また、画像メモリ6は、撮像手段1により撮像された元の画像を記憶する原画像メモリ部(原画像記憶部)6aと、画像処理された画像を記憶する処理画像メモリ部(処理画像記憶部)6b、メモリ6cを有する。 The arithmetic processing means 5 includes an arithmetic control circuit (arithmetic control means) 7 having a CPU, ROM, RAM, input / output interface, operation control circuit (operation control means), etc. (not shown). The arithmetic control circuit 7 reads and stores the program stored in the ROM at the time of activation into the RAM, thereby executing the calculation and control of the entire corneal endothelial cell photographing apparatus according to the program read into the RAM. . The image memory 6 includes an original image memory unit (original image storage unit) 6a that stores an original image captured by the imaging unit 1, and a processed image memory unit (processed image storage unit) that stores an image processed image. ) 6b and memory 6c.
そして、撮像手段1により図5(a),図6(a)のような被検眼角膜の角膜内皮細胞像が撮影されると、原画像メモリ部6aには撮像手段1で撮像された角膜内皮細胞像が演算制御回路7を介して記憶される。 When the corneal endothelial cell image of the eye cornea as shown in FIGS. 5A and 6A is photographed by the imaging means 1, the corneal endothelium imaged by the imaging means 1 is stored in the original image memory unit 6a. A cell image is stored via the arithmetic control circuit 7.
尚、この演算制御回路7は、画像メモリ6に記憶された角膜内皮細胞像を表示手段3に表示させるようになっていると共に、入力手段4の操作により表示手段3に表示された画像の処理を行うようになっている。この角膜内皮細胞像は細胞壁(エッジ)9で囲まれる多数(複数)のセル10を有する。 The arithmetic control circuit 7 displays the corneal endothelial cell image stored in the image memory 6 on the display means 3 and processes the image displayed on the display means 3 by operating the input means 4. Is supposed to do. This corneal endothelial cell image has a large number (plurality) of cells 10 surrounded by a cell wall (edge) 9.
また、演算処理手段5は、図1に示したように、演算制御回路7により制御される画像処理手段8を有する。 Further, the arithmetic processing means 5 has an image processing means 8 controlled by the arithmetic control circuit 7 as shown in FIG.
この画像処理手段8は、図2に示したように、角膜内皮細胞像の拡大縮小や角膜内皮細胞像の指定された範囲を拡大処理して表示手段3に表示させるズーム手段8aと、各セル10の細胞壁9をエッジとして検出するエッジ検出手段8bと、前記エッジ検出手段8bにより検出された細胞壁に基づいて各セル10の重心点又は頂点若しくは中心点等を求めるための核状基準点(核状基準位置)13aを算出する基準点算出手段8cを有する。 As shown in FIG. 2, the image processing means 8 includes a zoom means 8a that enlarges / reduces the corneal endothelial cell image and enlarges the designated range of the corneal endothelial cell image and displays the designated area on the display means 3, and each cell. Edge detection means 8b for detecting 10 cell walls 9 as edges, and a nuclear reference point (nucleus) for obtaining the center of gravity or vertex or center point of each cell 10 based on the cell wall detected by the edge detection means 8b A reference point calculation means 8c for calculating the shape reference position) 13a.
また、画像処理手段8は、エッジ検出手段8bにより検出された細胞壁9で囲まれるセル10の面積や周囲長,形状(円形度),最大長,幅,アスペクト比等の特徴を求めるセル特徴算出手段8fを有する。 Further, the image processing means 8 calculates the cell feature to obtain features such as the area, perimeter, shape (circularity), maximum length, width, aspect ratio, etc. of the cell 10 surrounded by the cell wall 9 detected by the edge detection means 8b. Means 8f are provided.
更に、画像処理手段8は、画像からセル10の核状基準点13aを除去する核除去手段8gと、各セル10の細胞壁9の部分を細線化する細線化手段8hを有する。この細線化手段8hは、細線化したセル10の細胞壁9から延びるヒゲや細胞壁9から浮いているエッジを長さを限定して除去し、或いは点を除去するようになっている。 Further, the image processing means 8 has a nucleus removing means 8g for removing the nuclear reference point 13a of the cell 10 from the image, and a thinning means 8h for thinning the cell wall 9 portion of each cell 10. The thinning means 8h removes the beard extending from the cell wall 9 of the thinned cell 10 or the edge floating from the cell wall 9 with a limited length or the point.
また、画像処理手段8は、細線化手段8hで細胞壁が細線化されたセル画像に色付け等のラベルをつけるラベリング手段8iを有する。このラベリング手段8iは、上下左右が同じラベルである場合、エッジを消去するようになっている。 Further, the image processing means 8 has labeling means 8i for attaching a label such as coloring to the cell image whose cell wall has been thinned by the thinning means 8h. The labeling means 8i deletes an edge when the same label is provided on the top, bottom, left and right.
また、画像処理手段8は、ラベリングされたセル画像の略中央から円を膨張させて細胞壁を検出するセル細胞壁検出手段8jを有する。このセル細胞壁検出手段8jは、基準点13(核状基準点13aの中心)から例えば後述する円等の周形状情報画像(環状画像)がセル10の細胞壁9に接するまで膨張させられたとき、この周形状情報画像(環状画像)が接した位置を細胞壁9として検出する。 Further, the image processing means 8 has cell cell wall detection means 8j for detecting a cell wall by expanding a circle from substantially the center of the labeled cell image. When the cell cell wall detecting means 8j is expanded from the reference point 13 (center of the nuclear reference point 13a) until a circumferential shape information image (annular image) such as a circle described later comes into contact with the cell wall 9 of the cell 10, A position where the circumferential shape information image (annular image) contacts is detected as a cell wall 9.
また、画像処理手段8は、ラベリング手段8iで処理されたセル画像にシワや核が残っていて、本来なら一つのセル画像が分割されている場合に、シワや核を除去して一つに統合するセル統合手段8kと、ラベリング手段8iで処理されたセル画像が本来なら細胞壁で複数になっていなければならない場合に、細胞壁を入れて分割するセル分割手段8Lと、最終的に処理された複数のセル画像からなる角膜内皮細胞処理画像を解析してセル密度を求めるセル密度算出手段8mを有する。 Further, the image processing means 8 removes wrinkles and nuclei into one when the wrinkles and nuclei remain in the cell image processed by the labeling means 8i and one cell image is originally divided. Cell integrating means 8k to be integrated, and cell dividing means 8L for dividing the cell wall into cells when the cell images processed by the labeling means 8i originally have to be divided into a plurality of cell walls, and finally processed Cell density calculation means 8m is provided for analyzing a corneal endothelial cell processing image composed of a plurality of cell images to obtain a cell density.
更に、画像処理手段8は、画像処理のための基準点13を内在させる所定の周形状情報画像(環状画像)を形成する形状情報形成手段8nと、基準点13から周形状情報画像(環状画像)を膨張させる周形状膨張手段8oを有する。この形状情報形成手段8nは、円又は楕円、或いは多角形等その他の周形状情報である周形状情報画像(環状画像)を形成するようになっている。
[作用]
以下、このような構成の角膜内皮細胞撮影装置の演算制御回路7による制御作用を図3〜図5のフローチャートに基づいて説明する。
(1)細胞密度解析のフローチャートの概略
図3は、細胞密度を解析するための全体のフローチャートを概略的に示したものであり、図5(a),図7,図8は撮像手段1で撮像されて原画像メモリ部6aに記憶され且つ表示手段3に表示された角膜内皮細胞画像を示したものである。また、図6(a)、は図5(a)の一部分をズーム手段8aにより拡大して表示させた部分拡大図である。尚、図7,図8は図5,図6とは異なる角膜内皮細胞像である。尚、図7,図8において、セル10,10間の細胞壁の部分は、分かりやすくするために、便宜上白い線で示している。
Further, the image processing means 8 includes a shape information forming means 8n for forming a predetermined circumferential shape information image (annular image) including a reference point 13 for image processing, and a circumferential shape information image (annular image) from the reference point 13. ) Is expanded. The shape information forming means 8n forms a circumferential shape information image (annular image) which is other circumferential shape information such as a circle, an ellipse, or a polygon.
[Action]
Hereinafter, the control action by the arithmetic control circuit 7 of the corneal endothelial cell imaging apparatus having such a configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
(1) Outline of Flowchart for Cell Density Analysis FIG. 3 schematically shows an overall flow chart for analyzing cell density, and FIGS. 3 shows a corneal endothelial cell image that is captured and stored in the original image memory unit 6a and displayed on the display means 3. FIG. FIG. 6A is a partially enlarged view in which a part of FIG. 5A is enlarged and displayed by the zoom means 8a. 7 and 8 are corneal endothelial cell images different from those in FIGS. In FIGS. 7 and 8, the cell wall portion between the cells 10 and 10 is indicated by a white line for the sake of convenience.
この図5,図6,図7,図8において、角膜内皮細胞画像は多数のセル(セル画像すなわち角膜内皮細胞像)10からなり、隣接するセル10同士の間の黒い部分がセル10,10間の細胞壁になる。 In FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8, the corneal endothelial cell image is composed of a large number of cells (cell images, that is, corneal endothelial cell images) 10, and black portions between adjacent cells 10 are cells 10, 10 respectively. It becomes the cell wall between.
ステップS1において、撮像手段1により被検眼の角膜内皮細胞が撮影され、この撮影された角膜内皮細胞像が演算制御回路7を介して原画像メモリ部6aに記憶されると共に、図5(a),図6(a)に示したように角膜内皮細胞像が表示手段3に表示されると、ステップS2に移行する。 In step S1, corneal endothelial cells of the eye to be examined are photographed by the imaging means 1, and the photographed corneal endothelial cell image is stored in the original image memory unit 6a via the arithmetic control circuit 7, and FIG. When the corneal endothelial cell image is displayed on the display means 3 as shown in FIG. 6A, the process proceeds to step S2.
次に、ステップS2において演算制御回路7は「細胞壁検出」処理を実行する。 Next, in step S2, the arithmetic control circuit 7 executes a “cell wall detection” process.
この「細胞壁検出」処理は、ステップS21の「エッジ検出」処理、ステップS22の「ヒゲ除去」処理、ステップS23の「端点延長」処理を有する。 This “cell wall detection” process includes an “edge detection” process in step S21, a “whisker removal” process in step S22, and an “endpoint extension” process in step S23.
ステップS21において、画像処理手段8を動作制御して、図5(b),図6(b)に示したようなセル10間の細胞壁9をエッジとして検出する。 In step S21, the image processing means 8 is controlled to detect the cell wall 9 between the cells 10 as shown in FIGS. 5B and 6B as an edge.
この後、演算制御回路7は、図2の基準点算出手段8cを用いて、図6(a),図7,図8に示した細胞壁(エッジ)9から各セル10の重心点又は頂点若しくは中心点等の核状基準点(核状基準位置)13aを算出する。この算出は、図9(a)に示したように各細胞壁(エッジ)9の複数の点(位置)から各セル10の中央又は中心側に向けて延びる線又は法線14を想定して、この線又は法線14方向における平均長さのところに投票を行う(平均長さの位置を求める)ことにより、図9(b)に示したような核状基準点(核状基準位置)13aが算出される。 Thereafter, the arithmetic control circuit 7 uses the reference point calculation means 8c shown in FIG. 2 to center the centroid or vertex of each cell 10 from the cell wall (edge) 9 shown in FIGS. 6 (a), 7 and 8. A nuclear reference point (nuclear reference position) 13a such as a center point is calculated. This calculation assumes a line or normal 14 extending from the plurality of points (positions) of each cell wall (edge) 9 toward the center or the center side of each cell 10 as shown in FIG. By voting at the average length in the direction of this line or normal 14 (determining the position of the average length), a nuclear reference point (nuclear reference position) 13a as shown in FIG. 9B is obtained. Is calculated.
この後、演算制御回路7は、この核状基準点13aの中央位置のアドレスを算出して、算出したアドレスを基準点(重心)13としてメモリ6cに記憶させる。このような記憶は各セル10毎に順に実行し、ステップS22に移行する。 Thereafter, the arithmetic control circuit 7 calculates the address of the central position of the core reference point 13 a and stores the calculated address in the memory 6 c as the reference point (center of gravity) 13. Such storage is executed in order for each cell 10, and the process proceeds to step S22.
このステップS22において演算制御回路7は、図2の細線化手段8hにより図10(a)に示したように細胞壁(エッジ)9を細線化した後、ヒゲ15や浮いているエッジ15aを長さを限定して除去すると共に点16を除去して、ステップS23に移行する。 In step S22, the arithmetic control circuit 7 thins the cell wall (edge) 9 as shown in FIG. 10 (a) by the thinning means 8h in FIG. 2, and then lengthens the beard 15 and the floating edge 15a. And the point 16 is removed, and the process proceeds to step S23.
ステップS23において演算制御回路7は、細線化手段8hにより各細胞壁9のうち+−90°以内で最短距離になる2つの端点を延長して結んで細胞壁9の一つのエッジとする。例えば、図10の(a)のセル10aの端点a1とa2、セル10bの端点a3とa4、a5とa6、セル10cの端点a7とa8を結んで、図10(b)に示したような細胞壁9を得る。尚、図10bにおいて修正がないセルは、図10(c)の10d1〜10d5及び10e1〜10e4等となる。 In step S23, the arithmetic control circuit 7 uses the thinning means 8h to extend and connect two end points that are the shortest distance within + -90 ° of each cell wall 9 to form one edge of the cell wall 9. For example, the end points a1 and a2 of the cell 10a in FIG. 10A, the end points a3 and a4 of the cell 10b, the a5 and a6, and the end points a7 and a8 of the cell 10c are connected as shown in FIG. 10B. Cell wall 9 is obtained. In addition, the cells which are not corrected in FIG. 10B are 10d1 to 10d5 and 10e1 to 10e4 in FIG. 10C.
そして、演算制御回路7は、このようなステップS21〜23の「細胞壁検出」処理を実行した後、ステップS3に移行する。 Then, the arithmetic control circuit 7 performs such “cell wall detection” processing in steps S21 to S23, and then proceeds to step S3.
このステップS3において演算制御回路7は、次の「形状認識」処理を実行する。この「形状認識」処理は、ステップS31の「ラベリング」処理、ステップS32の「特徴量計算」処理、ステップS33の「ラベル分割」処理、ステップS34の「ラベル統合」処理を有する。 In this step S3, the arithmetic control circuit 7 executes the following “shape recognition” processing. This “shape recognition” processing includes “labeling” processing in step S31, “feature amount calculation” processing in step S32, “label division” processing in step S33, and “label integration” processing in step S34.
このステップS31において演算制御回路7は、ラベリング手段8iにより図11(b)に示したように隣接する複数のセル10にラベルL1,L2,L3…Lnを付けるラベリング処理をして、ステップS32に移行する。 In step S31, the arithmetic and control circuit 7 performs labeling processing for attaching labels L1, L2, L3... Ln to a plurality of adjacent cells 10 as shown in FIG. Transition.
ステップS32において演算制御回路7は、セル特徴算出手段8fにより、図9(a)に示した細胞壁9で囲まれるセル10の面積や周囲長,形状(円形度),図12(b)に示した最大長及び幅から求められるアスペクト比、基準点(重心)から細胞壁9までの最大長さ(Maxrad)と最小長さ(Minrad)における距離の比等の特徴を求めて、ステップS33に移行する。ここで、円形度は、
円形度=4π×面積/周囲長2
として求められる。また、アスペクト比は、
アスペクト比=最大長/幅
として求められる。
In step S32, the arithmetic control circuit 7 causes the cell feature calculation means 8f to show the area, perimeter, shape (circularity) of the cell 10 surrounded by the cell wall 9 shown in FIG. 9A, as shown in FIG. Then, the aspect ratio obtained from the maximum length and width, and the ratio of the distance between the maximum length (Maxrad) and the minimum length (Minrad) from the reference point (center of gravity) to the cell wall 9 are obtained, and the process proceeds to step S33. . Here, the circularity is
Circularity = 4π × area / perimeter 2
As required. The aspect ratio is
Aspect ratio is calculated as maximum length / width.
このステップS33では、先ず、ステップS31でラベリングの処理をした画像の中の内、図9(a)の矢印A1で示したくびれ部に本来細胞壁がなければならないセル10fをセル特徴算出手段8fにより算出された各セルのセル特徴から求める。即ち、各セル10の平均的な大きさを求めて、図9(a)から明らかなように平均的な大きさのセルより大きいセルであって且つ想定される基準点13が複数ある場合には、例えば本来細胞壁がなければならないセル10fとして検出する。
In step S33, first of all, in the image subjected to the labeling process in step S31, a cell 10f that originally has a cell wall at the constricted portion indicated by arrow A1 in FIG. It calculates | requires from the cell characteristic of each calculated cell. That is, when the average size of each cell 10 is obtained, as is apparent from FIG. 9A , the cell is larger than the average size cell and there are a plurality of assumed reference points 13. Is detected as, for example, a cell 10f that originally has a cell wall.
この場合には、ステップS33において、セル分割手段8Lを制御して図9(a)のセル10fの中央のくびれた部A1に図9(d)で示したように分割線10Laを細胞壁として入れて、図9(a)のセル10fを図9(d)の如く2つのセル10f1,10f2に分割処理し、ステップS34に移行する。 In this case, in step S33, the cell dividing means 8L is controlled to enter the dividing line 10La as the cell wall in the constricted portion A1 at the center of the cell 10f in FIG. 9 (a) as shown in FIG. 9 (d). Then, the cell 10f in FIG. 9A is divided into two cells 10f1 and 10f2 as shown in FIG. 9D, and the process proceeds to step S34.
この分割処理においてセル10fの分割線の検出は、演算制御回路7が図2の形状情報形成手段8n及び周形状膨張手段8oを次のように制御することによって実行される。 In this division processing, the detection of the dividing line of the cell 10f is executed by the arithmetic control circuit 7 controlling the shape information forming means 8n and the peripheral shape expansion means 8o of FIG. 2 as follows.
先ず、形状情報形成手段8nは、図9(c)に示したように各セル10の核状基準点13aの中央位置(基準点13)を中心とする円(周形状情報)R1,R2、又は図13(b)に示したように例えば基準点13a1,13a2を中心とする円(周形状情報)R1,R2を形成させる。 First, as shown in FIG. 9 (c), the shape information forming means 8n has circles (circumferential shape information) R1, R2, centered on the central position (reference point 13) of the core reference point 13a of each cell 10. Alternatively, as shown in FIG. 13B, for example, circles (circumferential shape information) R1 and R2 centering on the reference points 13a1 and 13a2 are formed.
この後、周形状膨張手段8oは、円(周形状情報)R1,R2を同じ割合で膨張(径を徐々に大きくして、円の面積を徐々に大きくすることを)させる。 Thereafter, the circumferential shape expanding means 8o expands the circles (circumferential shape information) R1 and R2 at the same rate (gradually increasing the diameter and gradually increasing the area of the circle).
この際、演算制御回路7は、セル細胞壁検出手段8jにより円R1,R2が接する部分の付近で細胞壁を検出すればセルを検出するが、円R1,R2が接する部分の付近で細胞壁を検出しなければ、2つ分のセルが一つのセルとなっていることを検出する。そして、細胞壁を検出しなかった場合には、図9(d)のように円R1,R2が接する部分に分割線10Laを細胞壁として入れる。 At this time, the arithmetic control circuit 7 detects the cell if the cell wall detection means 8j detects the cell wall in the vicinity of the portion where the circles R1, R2 are in contact, but detects the cell wall in the vicinity of the portion where the circles R1, R2 are in contact. If not, it is detected that two cells are one cell. If the cell wall is not detected, the dividing line 10La is inserted as a cell wall at the portion where the circles R1 and R2 are in contact as shown in FIG. 9D.
次に、ステップS34において演算制御回路7は、ステップS31でラベリングの処理をした画像の中の内、図13(a)の楕円19で示した部分に本来細胞壁がないはずであるのに、セル10b1,10b2間に細胞壁のようなエッジ20がある場合、セル統合手段8kを制御してエッジ20を除去して、セル10b1,10b2を統合して、図13(c)に示したように一つのセル10bとし、ステップS4に移行する。 Next, in step S34, the arithmetic and control circuit 7 determines that the cell wall should not originally exist in the portion indicated by the ellipse 19 in FIG. 13A in the image subjected to the labeling process in step S31. When there is an edge 20 such as a cell wall between 10b1 and 10b2, the cell integration means 8k is controlled to remove the edge 20, and the cells 10b1 and 10b2 are integrated, as shown in FIG. One cell 10b is selected, and the process proceeds to step S4.
尚、この場合、エッジ20があることにより、エッジ20の両側のセルが平均的なセルの面積より非常に小さいことをセル特徴算出手段8fにより算出された各セルのセル特徴から求めることができる。しかも、このエッジ20を除去したときのセルの面積が平均的なセルの面積と略同じ範囲又は所定の範囲に入っていれば、エッジ20が不要な線であることが判断できる。従って、このような場合には、エッジ20を除去することにより、本来のセルの形状を求めることができる。 In this case, the presence of the edge 20 makes it possible to obtain from the cell feature of each cell calculated by the cell feature calculation means 8f that the cells on both sides of the edge 20 are much smaller than the average cell area. . In addition, if the area of the cell when the edge 20 is removed is within the same range or a predetermined range as the average cell area, it can be determined that the edge 20 is an unnecessary line. Therefore, in such a case, the original cell shape can be obtained by removing the edge 20.
このようにして、分割、統合処理が終了すると、例えば図19に示したような角膜内皮細胞像が得られる。 In this way, when the division / integration processing is completed, for example, a corneal endothelial cell image as shown in FIG. 19 is obtained.
このステップS4において演算制御回路7は、セル密度算出手段8mを動作制御して、図13(c)のように分割、統合処理により図19の角膜内皮細胞像が得られた後、基準点13が設けられた最外周のセル10の外周(外側)線26の内側の面積(セルの総面積)を求める。そして、演算制御回路7は、この求めたセルの総面積と、最外周のセル10及びその内側のセル10の数とから細胞密度を解析し、この解析結果を表示手段3に表示させて終了する。尚、各ステップで処理された画像は処理画像メモリ部6bに適宜記憶される。また、セルの数は基準点(図示せず)の数から求めることができる。
(2)細胞密度解析の他の例
ステップS1において、撮像手段1により被検眼の角膜内皮細胞が撮影され、この撮影された角膜内皮細胞像が演算制御回路7を介して原画像メモリ部6aに記憶されると共に、図5(a),図6(a)に示したような角膜内皮細胞像が表示手段3に表示されると、ステップS2に移行する。
In step S4, the arithmetic control circuit 7 controls the operation of the cell density calculating means 8m, and after the corneal endothelial cell image of FIG. 19 is obtained by the division and integration processing as shown in FIG. The inner area (total area of the cells) of the outer (outer) line 26 of the outermost cell 10 provided with. Then, the arithmetic control circuit 7 analyzes the cell density from the obtained total area of the cells, the outermost peripheral cell 10 and the number of the inner cells 10, displays the analysis result on the display means 3 and ends. To do. The image processed in each step is appropriately stored in the processed image memory unit 6b. The number of cells can be obtained from the number of reference points (not shown).
(2) Another Example of Cell Density Analysis In step S1, corneal endothelial cells of the eye to be examined are photographed by the imaging means 1, and the photographed corneal endothelial cell images are stored in the original image memory unit 6a via the arithmetic control circuit 7. When the corneal endothelial cell image as shown in FIGS. 5A and 6A is displayed on the display means 3 while being stored, the process proceeds to step S2.
ステップS2においては「細胞壁検出」処理を実行する。即ち、ステップS21において演算制御回路7は、画像処理手段8を動作制御して、図5(b),図6(b)に示したようなセル10間の細胞壁9をエッジとして検出する。この後、上述した実施例と同様にして基準点13(実際には表示されない)を算出する。 In step S2, “cell wall detection” processing is executed. That is, in step S21, the arithmetic control circuit 7 controls the operation of the image processing means 8 to detect the cell wall 9 between the cells 10 as shown in FIGS. 5B and 6B as an edge. Thereafter, the reference point 13 (not actually displayed) is calculated in the same manner as in the above-described embodiment.
このステップS21において演算制御回路7は、図2の細線化手段8hにより図10(a)に示したように細胞壁(エッジ)9を細線化し、ステップS22に移行する。 In step S21, the arithmetic control circuit 7 thins the cell wall (edge) 9 as shown in FIG. 10A by the thinning means 8h of FIG. 2, and proceeds to step S22.
このステップS22において演算制御回路7は、画像処理手段8を動作制御して、図11(a)に示したセル10の細胞壁9とは異なるヒゲ15や点16等を除去して、ステップS23の「端点延長」処理を実行し、ステップS3に移行する。 In this step S22, the arithmetic control circuit 7 controls the operation of the image processing means 8 to remove the whiskers 15 and points 16 etc. that are different from the cell wall 9 of the cell 10 shown in FIG. The “end point extension” process is executed, and the process proceeds to step S3.
このステップS3ではステップS31〜ステップS34の処理を実行する。
即ち、ステップS31において演算制御回路7は、図11(b)に示したように隣接する複数のセル10の色を異ならせてラベル(例えば、複数のセル10にラベルL1,L2,L3,…Ln等)を付けるラベリング処理をし、ステップS32に移行する。このステップS32では、上述したように「特徴量計算」処理を実行して、ステップS33に移行する。
In step S3, the processes of steps S31 to S34 are executed.
That is, in step S31, the arithmetic control circuit 7 changes the colors of the adjacent cells 10 to different labels as shown in FIG. 11B (for example, labels L1, L2, L3,. Ln, etc.) is applied, and the process proceeds to step S32. In step S32, as described above, the “feature amount calculation” process is executed, and the process proceeds to step S33.
また、ステップS33において演算制御回路7は、ラベリングの処理をした画像の中の内、図13(b)の楕円17で示した部分に本来細胞壁がなければならないセル10aをセル特徴算出手段8fにより検出したとき、セル分割手段8Lを制御して図13(b)のセル10aの中央のくびれた部分に図13(c)で示したように分割線18を細胞壁として入れて、図13(b)のセル10aを図13(c)の如く2つのセル10a1,10a2に分割処理し、ステップS34に移行する。 In step S33, the arithmetic control circuit 7 uses the cell feature calculation means 8f to add the cell 10a, which should originally have a cell wall, to the portion indicated by the ellipse 17 in FIG. 13B in the labeled image. When it is detected, the cell dividing means 8L is controlled so that the dividing line 18 is inserted as a cell wall as shown in FIG. 13 (c) in the central constricted portion of the cell 10a in FIG. 13 (b). Cell 10a is divided into two cells 10a1 and 10a2 as shown in FIG. 13C, and the process proceeds to step S34.
この場合、セル10aの検出は、基準点13a1,13a2(実際には表示されない)をセル10aの左右の部分の略中央に上述した入力手段4を操作して入れて、形状情報形成手段8nにより例えば基準点13a1,13a2を中心とする円(周形状情報)R1,R2を形成させ、この円(周形状情報)R1,R2を周形状膨張手段8oにより同じ割合で膨張(径を徐々に大きくして、円の面積を徐々に大きくすること)させたときに、セル細胞壁検出手段8jが円R1,R2が接する部分の付近で細胞壁を検出しないことで実行できる。そして、セル細胞壁検出手段8jが細胞壁を検出しなかった場合には円R1,R2が接する部分に分割線18を細胞壁として入れる。 In this case, the detection of the cell 10a is performed by placing the reference points 13a1 and 13a2 (not actually displayed) into the approximate center of the left and right portions of the cell 10a by operating the input means 4 described above, and by the shape information forming means 8n. For example, circles (circumferential shape information) R1 and R2 centering on the reference points 13a1 and 13a2 are formed, and the circles (circumferential shape information) R1 and R2 are expanded at the same rate (the diameter is gradually increased) by the peripheral shape expansion means 8o. Then, when the area of the circle is gradually increased), the cell cell wall detecting means 8j does not detect the cell wall in the vicinity of the portion where the circles R1 and R2 are in contact. When the cell cell wall detecting means 8j does not detect the cell wall, the dividing line 18 is inserted as a cell wall at the portion where the circles R1 and R2 are in contact.
また、図14(a)のように、本来なら図14(c)のように3つのセル10(ラベルL1〜L3)があるはずであるのに、図14(c)のセルL1〜L3間の細胞壁9が図14(a)のようになく、一つのおおきなラベルL0のセルとなっている場合、図14(b)のように3つの基準点13(実際には表示されない推定点)を中心とする円R1,R2,R3を膨張(径を同じように徐々に大きく)させて、円R1,R2,R3が接触する部分を通る線を細胞壁として線引きして、図14(a)のラベルL0のセルを図14(c)の如く3つのラベルL1〜L3のセル10に分割する。 Further, as shown in FIG. 14 (a), there should be three cells 10 (labels L1 to L3) as shown in FIG. 14 (c), but between cells L1 and L3 in FIG. 14 (c). If the cell wall 9 is not as shown in FIG. 14A and is a cell with one large label L0, three reference points 13 (estimated points that are not actually displayed) are displayed as shown in FIG. 14B. The center circles R1, R2, and R3 are expanded (the diameter is gradually increased in the same manner), and a line passing through a portion where the circles R1, R2, and R3 are in contact is drawn as a cell wall. The cell with label L0 is divided into three cells 10 with labels L1 to L3 as shown in FIG.
次に、ステップS34において演算制御回路7は、図3のステップS23でラベリングの処理をした画像の中の内、図13(a)の楕円19で示した部分に本来細胞壁がないはずであるのに、セル10b1,10b2間に細胞壁のようなエッジ20をセル特徴算出手段8fにより検出したとき、セル統合手段8kを制御してエッジ20を除去して、セル10b1,10b2を統合して、図13(c)に示したように一つのセル10bとし、ステップS4に移行する。この際の統合判断は、ラベルが付されたセルに基準点13があるか否かで行われる。 Next, in step S34, the arithmetic control circuit 7 should have no cell wall in the portion indicated by the ellipse 19 in FIG. 13A in the image subjected to the labeling process in step S23 in FIG. In addition, when an edge 20 such as a cell wall is detected between the cells 10b1 and 10b2 by the cell feature calculating unit 8f, the cell integrating unit 8k is controlled to remove the edge 20 and integrate the cells 10b1 and 10b2. As shown in FIG. 13C, one cell 10b is selected, and the process proceeds to step S4. The integration determination at this time is made based on whether or not the reference point 13 is present in the labeled cell.
このようにして、分割、統合処理が終了すると、例えば図19に示したような角膜内皮細胞像が得られる。 In this way, when the division / integration processing is completed, for example, a corneal endothelial cell image as shown in FIG. 19 is obtained.
このステップS46において演算制御回路7は、セル密度算出手段8mを動作制御して、図13(c)のように分割、統合処理により図19の角膜内皮細胞像が得られた後、最外周のセル10の各基準点13(実際には表示されない)により選ばれた細胞(セル10)の外周を結ぶ線26の内側の面積(総面積)を求め、この求めた面積と最外周のセル10の及びその内側のセル10の数とから細胞密度を解析し、この解析結果を表示手段3に表示させて終了する。尚、各ステップで処理された画像は処理画像メモリ部6bに適宜記憶される。この場合、形状から判断することもできる。
(3)セルの統合処理のより具体例
図3のステップS2でエッジが細線化処理された角膜内皮細胞画像のセルの統合処理を行う場合、先ず演算制御回路7は画像処理手段8を動作制御して、図11(a)に示したセル10の細胞壁9とは異なるヒゲ15や点16等を除去し、ステップS3に移行する。
In step S46, the arithmetic control circuit 7 controls the operation of the cell density calculating means 8m, and after the corneal endothelial cell image of FIG. 19 is obtained by the division and integration processing as shown in FIG. The area (total area) inside the line 26 connecting the outer periphery of the cell (cell 10) selected by each reference point 13 (not actually displayed) of the cell 10 is obtained, and the obtained area and the outermost cell 10 are obtained. The cell density is analyzed from the number of cells 10 inside and the inside thereof, and the analysis result is displayed on the display means 3 and the process is terminated. The image processed in each step is appropriately stored in the processed image memory unit 6b. In this case, it can also be determined from the shape.
(3) More specific example of cell integration processing When performing cell integration processing of a corneal endothelial cell image whose edges have been thinned in step S2 of FIG. 3, the arithmetic control circuit 7 first controls the operation of the image processing means 8. Then, the beard 15 and the point 16 that are different from the cell wall 9 of the cell 10 shown in FIG. 11A are removed, and the process proceeds to step S3.
このステップS3では、ステップS31〜ステップS34の処理を実行する。
即ち、ステップS3で演算制御回路7は、図11(b)に示したように隣接する複数のセル10の色を異ならせてラベル(例えば、複数のセル10にラベルL1,L2,L3,…Ln等)を付けるラベリング処理をして、ステップS32に移行する。このステップS32では、上述した「特徴量計算」処理を実行し、ステップS33に移行する。このステップS33では、上述した「ラベル分割」処理を実行し、ステップS34に移行する。このステップS34では、図4に示したフローチャートのステップS341〜344の「統合処理」を実行する。
In step S3, the processes of steps S31 to S34 are executed.
That is, in step S3, the arithmetic control circuit 7 changes the colors of the adjacent cells 10 to different labels as shown in FIG. 11B (for example, labels L1, L2, L3,. Ln etc.) is performed, and the process proceeds to step S32. In step S32, the above-described “feature amount calculation” process is executed, and the process proceeds to step S33. In step S33, the above-described “label division” process is executed, and the process proceeds to step S34. In this step S34, the “integration processing” in steps S341 to S344 of the flowchart shown in FIG. 4 is executed.
このステップS341では、ステップS33の「ラベル分割」処理後のラベル付画像を表示手段3に表示させて、ステップS342に移行する。
(小面積部の統合)
図15(a)はラベリングした画像であり、この画像のラベルL1,L2の平均的な大きさのセル10,10内にはラベルL1a,L2aの小面積部(小セル)10a,10bがある。
In step S341, the labeled image after the “label division” process in step S33 is displayed on the display unit 3, and the process proceeds to step S342.
(Small area integration)
FIG. 15A shows a labeled image, and the small area portions (small cells) 10a and 10b of the labels L1a and L2a are contained in the cells 10 and 10 having the average size of the labels L1 and L2 of the image. .
この場合、ステップS342において演算制御回路7は、図2のセル統合手段8kを制御して、ラベルL1aの小面積部10aをラベルL1のセル10に統合すると共に、ラベルL2aの小面積部10bをラベルL2のセル10に統合して、小面積部10a,10bが図15(b)のようにない状態としステップS343に移行する。 In this case, in step S342, the arithmetic control circuit 7 controls the cell integration unit 8k in FIG. 2 to integrate the small area portion 10a of the label L1a into the cell 10 of the label L1, and the small area portion 10b of the label L2a. The small area portions 10a and 10b are not integrated as shown in FIG. 15B by integrating with the cell 10 of the label L2, and the process proceeds to step S343.
この処理は、所定面積以下(例えば面積が10画素以下)のラベルを隣接するラベルと統合する処理である。この場合、隣接するラベルの中から、最も接触面の大きいラベルと統合する。
(接触数が1の統合)
ステップS343において演算制御回路7は、図16(a)のように基準点13(実際には表示されない)を含むラベルL1の小面積部(小セル)10aがセル10(L)内にある場合、図2のセル統合手段8kを制御して、このラベルL1の小面積部10aをラベルLのセル10に統合して、小面積部10aが図16(b)のようにない状態としてステップS344に移行する。
This process is a process of integrating a label having a predetermined area or less (for example, an area of 10 pixels or less) with an adjacent label. In this case, the label with the largest contact surface is integrated from the adjacent labels.
(Integration with 1 contact)
In step S343, the arithmetic control circuit 7 determines that the small area portion (small cell) 10a of the label L1 including the reference point 13 (not actually displayed) is in the cell 10 (L) as shown in FIG. 2, the cell integration means 8k of FIG. 2 is controlled to integrate the small area portion 10a of the label L1 into the cell 10 of the label L, so that the small area portion 10a is not as shown in FIG. 16B, step S344. Migrate to
また、ステップS343において演算制御回路7は、図17(a)のように基準点13(実際には表示されない)を含まないラベルL2の小面積部10bがセル10(L)内にある場合、図2のセル統合手段8kを制御して、ラベルL2の小面積部10bをラベルLのセル10に統合して、小面積部10bが図17(b)のようにない状態としステップS344に移行する。このようなステップS343の処理は、基準点13のあるラベルが接触しているラベルが1個しかない時、基準点13のある方のラベルに統合する。
(円形度で統合)
また、図18(a)のようにラベルL1〜L3を付した小面積部(小セル)10a〜10cがある場合において、基準点13はラベルL1の小面積部10aにはあるがラベルL2,L3の小面積部10b,10cにはない場合がある。
In step S343, the arithmetic control circuit 7 determines that the small area portion 10b of the label L2 that does not include the reference point 13 (not actually displayed) is in the cell 10 (L) as shown in FIG. 2 is controlled to integrate the small area portion 10b of the label L2 into the cell 10 of the label L so that the small area portion 10b is not as shown in FIG. 17B, and the process proceeds to step S344. To do. The processing in step S343 is integrated with the label having the reference point 13 when there is only one label in contact with the label having the reference point 13.
(Integrated with circularity)
Further, when there are small area portions (small cells) 10a to 10c with labels L1 to L3 as shown in FIG. 18 (a), the reference point 13 is in the small area portion 10a of the label L1, but is labeled L2, L2. There are cases where the small area portions 10b and 10c of L3 are not present.
この場合、ステップS344において演算制御回路7は、小面積部10aと小面積部10b,10cとの間にあるエッジe1,e2及び小面積部10b,10c間にあるエッジe3を除去(削除)して、ラベルL2,L3の小面積部10b,10cをラベルL1の小面積部10aに統合すべきことを基準点13(実際には表示されない)の有無から判断する。 In this case, in step S344, the arithmetic control circuit 7 removes (deletes) the edges e1 and e2 between the small area portion 10a and the small area portions 10b and 10c and the edge e3 between the small area portions 10b and 10c. Thus, it is determined from the presence or absence of the reference point 13 (not actually displayed) that the small area portions 10b and 10c of the labels L2 and L3 should be integrated into the small area portion 10a of the label L1.
しかも、演算制御回路7は、この判断に基づいて図2のセル統合手段8kを制御して、小面積部10a〜10cを一つに統合して、小面積部10a〜10cが図18(b)のようにない一つのセル10の状態とした後、ステップS343に移行してループする。そして、ラベル付のセル10の全てにおいて、ステップS344の統合処理が完了すると、統合処理が終了する。
(変形例)
図20は、細胞密度を解析するための全体のフローチャートの他の例を概略的に示したものである。
In addition, the arithmetic control circuit 7 controls the cell integration means 8k of FIG. 2 based on this determination, integrates the small area portions 10a to 10c into one, and the small area portions 10a to 10c become the same as FIG. After the state of one cell 10 that is not as in (), the process proceeds to step S343 and loops. Then, in all the labeled cells 10, when the integration process in step S344 is completed, the integration process ends.
(Modification)
FIG. 20 schematically shows another example of the entire flowchart for analyzing the cell density.
図20のステップS1aにおいて、撮像手段1により被検眼の角膜を撮影する。
この撮像手段1により撮像された角膜内皮細胞像は演算制御回路7を介して原画像メモリ6aに記憶されると共に、表示手段3に表示される。この表示手段3に表示された角膜内皮細胞像にノイズがある場合には、再度撮影し直す。また、角膜内皮細胞像に図21,図22に示したようにノイズが少ない場合には、セル(角膜内皮細胞)間の細胞壁が鮮明な場合には、必ずしも再撮影する必要はない。
In step S1a of FIG. 20, the cornea of the eye to be examined is imaged by the imaging means 1.
The corneal endothelial cell image picked up by the image pickup means 1 is stored in the original image memory 6 a via the arithmetic control circuit 7 and displayed on the display means 3. If there is noise in the corneal endothelial cell image displayed on the display means 3, the image is taken again. If the corneal endothelial cell image has little noise as shown in FIGS. 21 and 22, it is not always necessary to re-photograph if the cell wall between the cells (corneal endothelial cells) is clear.
即ち、演算制御回路7は、指定した範囲の角膜内皮細胞像全体をスキャンして、指定範囲の面積に対する細胞壁(エッジ)の検出割合等から、角膜内皮細胞像が鮮明である場合には、ステップS2aに移行する。 That is, the arithmetic control circuit 7 scans the entire corneal endothelial cell image in the specified range, and if the corneal endothelial cell image is clear from the detection ratio of the cell wall (edge) with respect to the area of the specified range, the step is performed. The process proceeds to S2a.
尚、斜めから照明光を角膜に照射して、反対の斜めから撮影するようにしているので、角膜内皮細胞像の明るさが左右眼で相違し、細胞壁の検出精度に差が生じる。このため、ステップS2aにおいて演算制御回路7は、先ず左右眼の角膜内皮細胞像のシェーディング補正をすることにより、即ち左右眼の角膜内皮細胞像の明るさの相違がある場合、左右眼の角膜内皮細胞像の明るさが同じになるような補正をし、細胞壁の検出精度に差が生じないようにする。また、ステップS2aにおいて演算制御回路7は、エッジ検出手段8bによりフィルタ処理をして、図5(b),図6(b)に示したようなノイズ22aを除去する。 In addition, since illumination light is irradiated to the cornea from diagonally and it is made to image | photograph from the opposite diagonal, the brightness of a corneal endothelial cell image differs between right and left eyes, and a difference arises in the detection accuracy of a cell wall. Therefore, in step S2a, the arithmetic control circuit 7 first corrects the shading of the corneal endothelial cell images of the left and right eyes, that is, if there is a difference in brightness between the corneal endothelial cell images of the left and right eyes, Correction is made so that the brightness of the cell image is the same, so that there is no difference in the detection accuracy of the cell wall. In step S2a, the arithmetic control circuit 7 performs filtering by the edge detection means 8b to remove the noise 22a as shown in FIGS. 5B and 6B.
次に、ステップS2aにおいて演算制御回路7は、画像処理手段8を動作制御して、図5,図6に示したようなセル10間の細胞壁9を検出し、ステップS3aに移行する。 Next, in step S2a, the arithmetic control circuit 7 controls the operation of the image processing means 8, detects the cell wall 9 between the cells 10 as shown in FIGS. 5 and 6, and proceeds to step S3a.
このステップS3aにおいて演算制御回路7は、画像処理手段8を動作制御して、図22(b)に示したように隣接する複数のセル10にラベルL1〜Lnを付けるラベリング処理をして、ステップS4aに移行する。 In this step S3a, the arithmetic control circuit 7 controls the operation of the image processing means 8, and performs a labeling process for attaching labels L1 to Ln to a plurality of adjacent cells 10 as shown in FIG. The process proceeds to S4a.
ステップS4aにおいて演算制御回路7は、ステップS3aでラベリングの処理をしたラベルL1〜Lnのセル10の面積や形状等のセル特徴から、ラベルL1〜Lnが付されたセル10が分割すべきものであるか否かを判断して、分割すべきと判断したときには分割処理をし、ステップS5aに移行する。例えば、図13(b)の楕円13a1で示した部分に細胞壁がなければならない場合、セル10aは面積が大きく且つ楕円13a1で示した部分がくびれているので、このくびれ形状と面積とからくびれ部分に設ける必要があると判断して、くびれ部分に図13(c)の如く細胞壁18を設けて、セル10aをセル10a1,1
0a2に分割する。
In step S4a, the arithmetic and control circuit 7 should divide the cells 10 labeled L1 to Ln from the cell characteristics such as the area and shape of the cells 10 labeled L1 to Ln subjected to the labeling process in step S3a. If it is determined whether or not to divide, division processing is performed, and the process proceeds to step S5a. For example, if the cell wall must be in the part indicated by the ellipse 13a1 in FIG. 13B, the cell 10a has a large area and the part indicated by the ellipse 13a1 is constricted. Therefore, the cell wall 18 is provided at the constricted portion as shown in FIG. 13C, and the cell 10a is replaced with the cell 10a1,1.
Divide into 0a2.
次に、ステップS5aにおいて演算制御回路7は、ステップS3aでラベリングの処理をした画像の中の内、図13(a)の楕円19で示した部分に本来細胞壁がないはずであるのに、セル10b1,10b2間に細胞壁のようなエッジ20がある場合、セル10b1,10b2の面積や形状等のセル特徴から、セル10b1,10b2は統合すべき小セルであると判断して、セル統合手段8kを制御してエッジ20を除去して、セル10b1,10b2を統合処理する尚、図16〜図18に示したような小面積部(小セル)も面積や形状から統合すべきであると判断したときには、同様に面積や形状から統合すべきセルを求めて統合処理をする。 Next, in step S5a, the arithmetic control circuit 7 does not have a cell wall in the portion indicated by the ellipse 19 in FIG. 13 (a) in the image subjected to the labeling process in step S3a. When there is an edge 20 such as a cell wall between the cells 10b1 and 10b2, it is determined that the cells 10b1 and 10b2 are small cells to be integrated from the cell characteristics such as the area and shape of the cells 10b1 and 10b2, and the cell integration means 8k. Is controlled to remove the edge 20 and the cells 10b1 and 10b2 are integrated. In addition, it is determined that the small area portion (small cell) as shown in FIGS. In this case, similarly, the cells to be integrated are obtained from the area and shape, and the integration process is performed.
このようにして、分割、統合処理が終了すると、例えば図19に示したような角膜内皮細胞像が得られる。 In this way, when the division / integration processing is completed, for example, a corneal endothelial cell image as shown in FIG. 19 is obtained.
このステップS6aにおいて演算制御回路7は、セル密度算出手段8mを動作制御して、図13(c)のように分割、統合処理により図19の角膜内皮細胞像が得られた後、最外周のセル10の各基準点13(実際には表示されない推定点)により選択された各々の細胞(セル)の他の選択された細胞と隣り合わない細胞壁を結ぶ線26の内側の面積を求める。即ち、基準点13で指定された複数のセル10の内、最外周のセル10の最も外側の細胞壁を結ぶ線26の内側の総面積を求める。そして、演算制御回路7は、この求めた総面積と最外周のセル10及びその内側のセル10の数とから細胞密度を解析し、この解析結果を表示手段3に表示させて終了する。尚、各ステップで処理された画像は処理画像メモリ部6bに適宜記憶される。この場合も、セル10の数は、エッジが検出されたセルの基準点13の数により求めることができる。 In this step S6a, the arithmetic control circuit 7 controls the operation of the cell density calculating means 8m, and after the corneal endothelial cell image of FIG. 19 is obtained by the division and integration processing as shown in FIG. The area inside the line 26 connecting the cell walls not adjacent to other selected cells of each cell (cell) selected by each reference point 13 (estimated point not actually displayed) of the cell 10 is obtained. That is, the total area inside the line 26 connecting the outermost cell walls of the outermost peripheral cell 10 among the plurality of cells 10 designated by the reference point 13 is obtained. Then, the arithmetic control circuit 7 analyzes the cell density from the obtained total area, the outermost peripheral cell 10 and the number of the inner cells 10, displays the analysis result on the display means 3, and ends. The image processed in each step is appropriately stored in the processed image memory unit 6b. Also in this case, the number of cells 10 can be obtained from the number of reference points 13 of the cells in which edges are detected.
以上説明したように、この発明の実施の形態の細胞画像処理装置は、細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出手段8bと、前記エッジ検出手段8bにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出手段8cと、前記エッジ検出手段8bで検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出手段8fと、前記セル特徴と前記基準点から前記各セルの数からセル密度を求める演算制御回路7とを備えている。 As described above, the cell image processing apparatus according to the embodiment of the present invention is based on the edge detection means 8b for detecting the edge that is the cell wall of each cell of the cell image, and the edge detected by the edge detection means 8b. Reference point calculation means 8c for obtaining a reference point in each cell, cell feature calculation means 8f for obtaining the area / shape of each cell as a cell feature from the edge detected by the edge detection means 8b, and the cell feature And an arithmetic control circuit 7 for obtaining a cell density from the number of each cell from the reference point.
この細胞画像処理装置によれば、画像処理を細胞密度検出の前に前処理として行うことにより、より正確な細胞密度を求めることができる。 According to this cell image processing apparatus, it is possible to obtain a more accurate cell density by performing image processing as pre-processing before cell density detection.
また、この発明の実施の形態の角膜内皮細胞画像処理装置は、 角膜内皮細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出手段8bと、前記エッジ検出手段8bにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出手段8cと、前記エッジ検出手段8bで検出されたエッジから前記各セル10の面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出手段8fと、前記セル特徴と前記基準点から前記各セルの分割・統合を判断する演算制御回路7と、前記面積・形状から分割すべきと判断された大セルがある場合に前記演算制御回路7により作動制御されて前記大セルを分割するセル分割手段8Lと、前記面積・形状から統合すべきと判断された小セルがある場合に前記演算制御回路7により作動制御されて前記小セルを統合するセル統合手段8kを備えている。しかも、前記演算制御回路7は、前記細胞壁が鮮明であるのを検出したときに、自動的に前記セルの分割・統合処理をした後、セル密度算出手段8mを作動制御して前記セルの数からセル密度を求めるようになっている。 In addition, the corneal endothelial cell image processing device according to the embodiment of the present invention is based on edge detection means 8b for detecting an edge that is a cell wall of each cell of a corneal endothelial cell image, and an edge detected by the edge detection means 8b. A reference point calculation means 8c for obtaining a reference point in each cell, a cell feature calculation means 8f for obtaining the area / shape of each cell 10 as a cell feature from the edge detected by the edge detection means 8b, and the cell feature When there is a calculation control circuit 7 that determines division / integration of each cell from the reference point, and a large cell that is determined to be divided from the area / shape, the calculation control circuit 7 controls the operation of the cell. When there is a cell dividing means 8L for dividing a large cell and a small cell determined to be integrated from the area and shape, the operation control circuit 7 controls the operation of the small cell. And a cell integration means 8k to integrate. Moreover, when the arithmetic control circuit 7 detects that the cell wall is clear, it automatically divides and integrates the cells, and then controls the cell density calculation means 8m to control the number of the cells. From this, the cell density is obtained.
また、この発明の実施の形態の角膜内皮細胞画像処理装置において、前記演算制御回路は、前記細胞壁を検出可能であるか否かを判断し、検出可能であれば自動的に前記セルの分割・統合処理をした後、セル密度算出手段を作動制御して前記セルの数からセル密度を求めるようになっている。 In the corneal endothelial cell image processing apparatus according to the embodiment of the present invention, the arithmetic control circuit determines whether or not the cell wall can be detected. If the cell wall can be detected, the cell division / After the integration process, the cell density calculating means is operated to control the cell density from the number of cells.
また、この発明の実施の形態の角膜内皮細胞画像処理装置は、角膜内皮細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出手段8bと、前記エッジ検出手段8bにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出手段8cと、画像処理のための前記基準点13を内在させる所定の周形状情報(円R1〜R3)を形成する形状情報形成手段8nと、前記基準点13から前記周形状情報(円R1〜R3)を膨張させる周形状膨張手段8oと、前記周形状膨張手段8oにより膨張される前記周形状情報(円R1〜R3)と前記細胞壁情報から前記細胞壁情報の形状をエッジとして検出する細胞壁検出手段(8j)と、を有する。 Further, the corneal endothelial cell image processing apparatus according to the embodiment of the present invention is based on edge detection means 8b for detecting an edge that is a cell wall of each cell of a corneal endothelial cell image, and the edge detected by the edge detection means 8b. A reference point calculating means 8c for obtaining a reference point in each cell, shape information forming means 8n for forming predetermined peripheral shape information (circles R1 to R3) for including the reference point 13 for image processing, From the circumferential shape expansion means 8o for expanding the circumferential shape information (circles R1 to R3) from the reference point 13, the circumferential shape information (circles R1 to R3) expanded by the circumferential shape expansion means 8o and the cell wall information Cell wall detecting means (8j) for detecting the shape of the cell wall information as an edge.
更に、この発明の実施の形態の角膜内皮細胞画像処理装置には、互いに隣接し且つ前記周形状膨張手段8oにより膨張させられる複数の前記周形状情報(円R1〜R3)が隣接する方向において前記細胞壁情報に接触せず互いに接触したときに、互いに接触した複数の前記周形状情報(円R1〜R3)が分割すべき一つの大きな面積のセル内に存在すると判断して、互いに接触した複数の前記周形状情報(円R1〜R3)がそれぞれ含まれるように前記一つの大きな面積のセルを複数に分割処理するセル分割手段8Lが設けられている。 Furthermore, in the corneal endothelial cell image processing apparatus according to the embodiment of the present invention, the plurality of pieces of peripheral shape information (circles R1 to R3) adjacent to each other and expanded by the peripheral shape expansion means 8o are adjacent to each other. When contacted with each other without contacting the cell wall information, it is determined that the plurality of circumferential shape information (circles R1 to R3) that are in contact with each other exist in one large area cell to be divided, Cell division means 8L is provided for dividing the one large area cell into a plurality of pieces so as to include the circumferential shape information (circles R1 to R3).
このような角膜内皮細胞画像処理装置によれば、画像処理を細胞密度検出の前に前処理として行うことにより、より正確な細胞密度を求めることができる。 According to such a corneal endothelial cell image processing apparatus, it is possible to obtain a more accurate cell density by performing image processing as pre-processing before cell density detection.
また、この発明の実施の形態の細胞画像処理プログラムは、細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジ検出ステップにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出ステップと、前記エッジ検出ステップで検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出ステップと、前記セル特徴と前記基準点から前記各セルの数からセル密度を求める判断ステップとを備えている。 The cell image processing program according to the embodiment of the present invention includes an edge detection step for detecting an edge that is a cell wall of each cell of a cell image, and a reference in each cell based on the edge detected by the edge detection step. A reference point calculation step for obtaining a point; a cell feature calculation step for obtaining the area / shape of each cell as a cell feature from the edge detected in the edge detection step; and the number of each cell from the cell feature and the reference point And determining a cell density.
この細胞画像処理プログラムによれば、画像処理を細胞密度検出の前に前処理として行うことにより、より正確な細胞密度を求めることができる。 According to this cell image processing program, it is possible to obtain a more accurate cell density by performing image processing as preprocessing before cell density detection.
また、この発明の実施の形態の角膜内皮細胞画像処理プログラムは、角膜内皮細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジ検出ステップにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出ステップと、前記エッジ検出ステップで検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出ステップと、前記セル特徴と前記基準点から前記各セルの分割・統合を判断する判断ステップと、前記面積・形状から分割すべきと判断された大セルがある場合に前記大セルを分割するセル分割ステップと、前記面積・形状から統合すべきと判断された小セルがある場合に前記小セルを統合するセル統合ステップと、前記セルの分割・統合処理をした後、前記セルの数からセル密度を求めるセル密度算出ステップを有する。 Further, the corneal endothelial cell image processing program according to the embodiment of the present invention includes an edge detection step for detecting an edge that is a cell wall of each cell of the corneal endothelial cell image, and each edge based on the edge detected by the edge detection step. A reference point calculating step for obtaining a reference point in the cell, a cell feature calculating step for obtaining an area / shape of each cell as a cell feature from the edge detected in the edge detecting step, and the cell feature and the reference point A determination step for determining division / integration of each cell, a cell division step for dividing the large cell when there is a large cell determined to be divided from the area / shape, and integration from the area / shape A cell integration step of integrating the small cells when there is a small cell determined to be, and the number of cells after the cell division / integration processing Having a cell density calculation step of obtaining a Luo cell density.
また、この発明の実施の形態の角膜内皮細胞画像処理プログラムは、前記演算制御回路は、前記細胞壁を検出可能であるか否かを判断し、検出可能であれば自動的に前記セルの分割・統合処理をした後、前記セルの数からセル密度を求めるようになっている。 Further, in the corneal endothelial cell image processing program according to the embodiment of the present invention, the arithmetic control circuit determines whether or not the cell wall can be detected. After the integration process, the cell density is obtained from the number of cells.
また、この発明の実施の形態の角膜内皮細胞画像処理プログラムは、角膜内皮細胞像の各セルの細胞壁であるエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジ検出ステップにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出ステップと、画像処理のための前記基準点を内在させる所定の周形状情報を形成する形状情報形成ステップと、前記基準点から前記周形状情報を膨張させる周形状膨張ステップと、前記周形状膨張手段により膨張される前記周形状情報と前記細胞壁情報から前記細胞壁情報の形状をエッジとして検出する細胞壁検出ステップと、を有する。 Further, the corneal endothelial cell image processing program according to the embodiment of the present invention includes an edge detection step for detecting an edge that is a cell wall of each cell of the corneal endothelial cell image, and each edge based on the edge detected by the edge detection step. A reference point calculating step for obtaining a reference point in the cell; a shape information forming step for forming predetermined peripheral shape information for including the reference point for image processing; and a periphery for expanding the peripheral shape information from the reference point. A shape expansion step; and a cell wall detection step of detecting the shape of the cell wall information as an edge from the peripheral shape information expanded by the peripheral shape expansion means and the cell wall information.
また、この発明の実施の形態の角膜内皮細胞画像処理プログラムは、互いに隣接し且つ前記周形状膨張ステップにより膨張させられる複数の前記周形状情報が隣接する方向において前記細胞壁情報に接触せず互いに接触したときに、互いに接触した複数の前記周形状情報が分割すべき一つの大きな面積のセル内に存在すると判断して、互いに接触した複数の前記周形状情報がそれぞれ含まれるように前記一つの大きな面積のセルを複数に分割処理するセル分割ステップが設けられている。 In addition, the corneal endothelial cell image processing program according to the embodiment of the present invention is not in contact with the cell wall information in a direction in which a plurality of the peripheral shape information adjacent to each other and expanded by the peripheral shape expansion step are adjacent to each other. The plurality of pieces of peripheral shape information in contact with each other are determined to exist in one large area cell to be divided, and the plurality of pieces of peripheral shape information in contact with each other are included. A cell dividing step for dividing the area cell into a plurality of cells is provided.
このような角膜内皮細胞画像処理プログラムによれば、画像処理を細胞密度検出の前に前処理として行うことにより、より正確な細胞密度を求めることができる。 According to such a corneal endothelial cell image processing program, a more accurate cell density can be obtained by performing image processing as a pre-process before cell density detection.
7…演算制御回路
8…画像処理手段
8b…エッジ検出手段
8c…基準点算出手段
8f…セル特徴算出手段
8j…セル細胞壁検出手段
8k…セル統合手段
8L…セル分割手段
8m…セル密度算出手段
8n…形状情報形成手段
8o…周形状膨張手段
10…セル(角膜内皮細胞像)
10a〜10d…小面積部(小セル)
13…基準点
14…細胞壁(エッジ)
R1〜R3…円(周形状情報)
7 ... arithmetic control circuit 8 ... image processing means 8b ... edge detection means 8c ... reference point calculation means 8f ... cell feature calculation means 8j ... cell cell wall detection means 8k ... cell integration means 8L ... cell division means 8m ... cell density calculation means 8n ... shape information forming means 8o ... circumferential shape expanding means 10 ... cell (corneal endothelial cell image)
10a to 10d ... Small area part (small cell)
13 ... Reference point 14 ... Cell wall (edge)
R1-R3 ... Circle (circumferential shape information)
Claims (8)
前記エッジ検出手段により検出されたエッジに基づいて複数の細胞壁からなるセルを求めて、この求めた各セルの複数の前記細胞壁から前記各セル内に向けて延びる法線を想定して、この法線の前記細胞壁から前記セル内への平均長さの位置を求めることにより、前記法線の前記細胞壁から前記セル内への平均長さの位置から前記各セルの中心である基準点を自動的に算出する基準点算出手段と、
前記エッジ検出手段で検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出手段と、
前記基準点の数からセルの数を求めると共に、この求めたセルの数と前記セル特徴からセル密度を求める演算制御回路とを備えることを特徴とする細胞画像処理装置。 Edge detection means for detecting an edge that is a cell wall of each cell of the cell image;
This method is based on the assumption of normals extending from the plurality of cell walls of each of the obtained cells to the inside of each cell based on the edges detected by the edge detection means. By determining the position of the average length of the line from the cell wall into the cell, the reference point that is the center of each cell is automatically determined from the position of the average length of the normal line from the cell wall into the cell. A reference point calculating means for calculating
Cell feature calculation means for obtaining the area / shape of each cell as a cell feature from the edge detected by the edge detection means;
A cell image processing apparatus comprising: an arithmetic control circuit that obtains the number of cells from the number of the reference points and obtains a cell density from the obtained number of cells and the cell feature .
前記エッジ検出手段により検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出手段と、
前記エッジ検出手段で検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出手段と、
前記セル特徴と前記基準点から前記各セルの分割・統合を判断する演算制御回路と、
前記セルの面積・形状が平均的な大きさのセルより大きく分割すべきと判断された大セルがある場合に前記演算制御回路により作動制御されて前記大セルを分割するセル分割手段と、
前記セルの面積・形状が平均的な大きさのセルより小さく統合すべきと判断された小セルがある場合に前記演算制御回路により作動制御されて前記小セルを統合するセル統合手段を備え、
前記演算制御回路は、前記セルの分割・統合処理をした後、セル密度算出手段を作動制御して前記セルの数からセル密度を求めるようになっていることを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置。 Edge detection means for detecting an edge that is a cell wall of each cell of the corneal endothelial cell image;
Reference point calculation means for obtaining a reference point in each cell based on the edge detected by the edge detection means;
Cell feature calculation means for obtaining the area / shape of each cell as a cell feature from the edge detected by the edge detection means;
A calculation control circuit for determining division / integration of each cell from the cell feature and the reference point;
A cell dividing means for dividing the large cells is controlled operated by the arithmetic control circuit when the area and shape of the cell is large cells that are determined to be divided larger than the cell of average size,
Cell integration means for integrating the small cells that are controlled by the arithmetic and control circuit when there is a small cell that is determined to be integrated smaller than an average size cell of the area and shape of the cell ;
The arithmetic control circuit, after dividing and integrating the cells, controls the operation of a cell density calculation means so as to obtain a cell density from the number of cells. apparatus.
前記エッジ検出手段により検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出手段と、
画像処理のための前記基準点を内在させる所定の周形状情報を形成する形状情報形成手段と、
前記基準点から前記周形状情報を膨張させる周形状膨張手段と、
前記周形状膨張手段により膨張される前記周形状情報と前記細胞壁情報から前記細胞壁情報の形状をエッジとして検出する細胞壁検出手段と、を有する角膜内皮細胞画像処理装置であって、
互いに隣接し且つ前記周形状膨張手段により膨張させられる複数の前記周形状情報が隣接する方向において前記細胞壁情報に接触せず互いに接触したときに、互いに接触した複数の前記周形状情報が分割すべき一つの大きな面積のセル内に存在すると判断して、互いに接触した複数の前記周形状情報がそれぞれ含まれるように前記一つの大きな面積のセルを複数に分割処理するセル分割手段が設けられていることを特徴とする角膜内皮細胞画像処理装置。 Edge detection means for detecting an edge that is a cell wall of each cell of the corneal endothelial cell image;
Reference point calculation means for obtaining a reference point in each cell based on the edge detected by the edge detection means;
Shape information forming means for forming predetermined peripheral shape information that includes the reference point for image processing;
Circumferential shape expansion means for expanding the circumferential shape information from the reference point;
A corneal endothelial cell image processing apparatus comprising: cell shape detection means for detecting the shape of the cell wall information as an edge from the circumference shape information expanded by the circumference shape expansion means and the cell wall information ,
When the plurality of circumferential shape information that are adjacent to each other and expanded by the circumferential shape inflating means do not contact the cell wall information in the adjacent direction and contact each other, the plurality of circumferential shape information that are in contact with each other should be divided Cell division means for dividing the one large area cell into a plurality of pieces so as to include each of the plurality of peripheral shape information in contact with each other, determined to exist in one large area cell, is provided. corneal endothelial cell image processing apparatus characterized by.
前記エッジ検出ステップにより検出されたエッジに基づいて複数の細胞壁からなるセルを求めて、この求めた各セルの複数の前記細胞壁から前記各セル内に向けて延びる法線を想定して、この法線の前記細胞壁から前記セル内への平均長さの位置を求めることにより、前記法線の前記細胞壁から前記セル内への平均長さの位置から前記各セルの中心である基準点を自動的に算出する基準点算出ステップと、
前記エッジ検出ステップで検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出ステップと、
前記基準点の数からセルの数を求めると共に、この求めたセルの数と前記セル特徴からセル密度を求めるセル密度算出ステップを備えることを特徴とする細胞画像処理プログラム。 An edge detection step for detecting an edge that is a cell wall of each cell of the cell image;
This method is based on the assumption of normals extending from the plurality of cell walls of the respective cells thus obtained toward the inside of each cell based on the edges detected by the edge detection step. By determining the position of the average length of the line from the cell wall into the cell, the reference point that is the center of each cell is automatically determined from the position of the average length of the normal line from the cell wall into the cell. A reference point calculating step to calculate
A cell feature calculation step for determining the area / shape of each cell as a cell feature from the edge detected in the edge detection step;
A cell image processing program comprising: a cell density calculation step of obtaining a cell density from the number of reference points and obtaining a cell density from the obtained number of cells and the cell feature .
前記エッジ検出ステップにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出ステップと、
前記エッジ検出ステップで検出されたエッジから前記各セルの面積・形状をセル特徴として求めるセル特徴算出ステップと、
前記セル特徴と前記基準点から前記各セルの分割・統合を判断する判断ステップと、
前記セルの面積・形状が平均的な大きさのセルより大きく分割すべきと判断された大セルがある場合に前記大セルを分割するセル分割ステップと、
前記セルの面積・形状が平均的な大きさのセルより小さく統合すべきと判断された小セルがある場合に前記小セルを統合するセル統合ステップと、
前記セルの分割・統合処理をした後、前記セルの数からセル密度を求めるセル密度算出ステップを有することを特徴とする角膜内皮細胞画像処理プログラム。 An edge detection step for detecting an edge that is a cell wall of each cell of the corneal endothelial cell image;
A reference point calculation step for obtaining a reference point in each cell based on the edge detected by the edge detection step;
A cell feature calculation step for determining the area / shape of each cell as a cell feature from the edge detected in the edge detection step;
A determination step of determining division / integration of each cell from the cell feature and the reference point;
A cell dividing step of dividing the large cell when there is a large cell whose area / shape is determined to be larger than an average size cell; and
A cell integration step of integrating the small cells when there is a small cell that is determined to be integrated with an area / shape of the cell smaller than an average size cell;
A corneal endothelial cell image processing program comprising a cell density calculation step of obtaining a cell density from the number of cells after the cell division / integration processing .
前記エッジ検出ステップにより検出されたエッジに基づいて各セル内に基準点を求める基準点算出ステップと、
画像処理のための前記基準点を内在させる所定の周形状情報を形成する形状情報形成ステップと、
前記基準点から前記周形状情報を膨張させる周形状膨張ステップと、
前記周形状膨張手段により膨張される前記周形状情報と前記細胞壁情報から前記細胞壁情報の形状をエッジとして検出する細胞壁検出ステップと、
を有する角膜内皮細胞画像処理プログラムであって、
互いに隣接し且つ前記周形状膨張ステップにより膨張させられる複数の前記周形状情報が隣接する方向において前記細胞壁情報に接触せず互いに接触したときに、互いに接触した複数の前記周形状情報が分割すべき一つの大きな面積のセル内に存在すると判断して、互いに接触した複数の前記周形状情報がそれぞれ含まれるように前記一つの大きな面積のセルを複数に分割処理するセル分割ステップが設けられていることを特徴とする角膜内皮細胞画像処理プログラム。 An edge detection step for detecting an edge that is a cell wall of each cell of the corneal endothelial cell image;
A reference point calculation step for obtaining a reference point in each cell based on the edge detected by the edge detection step;
A shape information forming step for forming predetermined peripheral shape information that includes the reference point for image processing;
A circumferential shape expansion step for expanding the circumferential shape information from the reference point;
A cell wall detecting step of detecting the shape of the cell wall information as an edge from the peripheral shape information expanded by the peripheral shape expansion means and the cell wall information;
A corneal endothelial cell image processing program comprising:
When the plurality of circumferential shape information adjacent to each other and expanded by the circumferential shape expansion step contact each other without contacting the cell wall information in the adjacent direction, the plurality of circumferential shape information in contact with each other should be divided A cell dividing step is provided for dividing the one large area cell into a plurality of pieces so that the plurality of peripheral shape information in contact with each other are included, as determined to exist in one large area cell. corneal endothelial cell image processing program characterized by.
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