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JP6760310B2 - Image data processing device, image data processing method, and image data processing program - Google Patents
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JP6760310B2 - Image data processing device, image data processing method, and image data processing program - Google Patents

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Description

本開示は、被検物の画像データを処理するための画像データ処理装置、画像データ処理方法、および画像データ処理プログラムに関する。 The present disclosure relates to an image data processing apparatus for processing image data of a test object, an image data processing method, and an image data processing program.

従来、被検物の画像データを処理することで、被検物の撮影領域における変位を測定する技術が知られている。例えば、特許文献1が開示する変位測定装置は、撮影光軸の軸方向および横方向における微小領域の変位量と、複数の断層画像間での相関係数の減衰との対応関係を用いて、軸方向および横方向における微小領域の変位量を測定する。 Conventionally, there is known a technique of measuring the displacement of a test object in an imaging region by processing the image data of the test object. For example, the displacement measuring device disclosed in Patent Document 1 uses the correspondence between the displacement amount of a minute region in the axial direction and the lateral direction of the photographing optical axis and the attenuation of the correlation coefficient between a plurality of tomographic images. Measure the amount of displacement of a minute region in the axial and lateral directions.

特開2015−169650号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-169650

従来の技術では、測定された被検物の変位がベクトル場として扱われていた。しかし、ベクトル場では、撮影領域内の各部位の変位に関する情報を適切に把握(例えば、可視化、定性化、定量化等)することが困難な場合があった。 In the conventional technique, the measured displacement of the test object is treated as a vector field. However, in the vector field, it may be difficult to appropriately grasp information on the displacement of each part in the imaging region (for example, visualization, qualification, quantification, etc.).

本開示の典型的な目的は、被検物の変位に関する情報を適切に把握することが可能な画像データ処理装置、画像データ処理方法、および画像データ処理プログラムを提供することである。 A typical object of the present disclosure is to provide an image data processing apparatus, an image data processing method, and an image data processing program capable of appropriately grasping information regarding displacement of a test object.

本開示における典型的な実施形態が提供する画像データ処理装置は、画像データの処理を制御する制御部を備え、前記制御部は、被検物の目標撮影位置に関して異なる時間に取得された複数の画像データから、撮影領域内における複数の部位の各々の変位を示すベクトル場を算出し、前記ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことでポテンシャル場を算出する。 The image data processing apparatus provided by the typical embodiment in the present disclosure includes a control unit that controls the processing of the image data, and the control unit is a plurality of acquired at different times with respect to the target imaging position of the subject. From the image data, a vector field indicating the displacement of each of the plurality of parts in the imaging region is calculated, and the potential field is calculated by performing Helmholtz decomposition on the vector field.

本開示における典型的な実施形態が提供する画像データ処理方法は、画像データ処理装置によって実行される画像データ処理方法であって、被検物の目標撮影位置に関して異なる時間に取得された複数の画像データから、撮影領域内における複数の部位の各々の変位を示すベクトル場を算出するベクトル場算出ステップと、前記ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことでポテンシャル場を算出するポテンシャル場算出ステップと、を含む。 The image data processing method provided by the typical embodiment in the present disclosure is an image data processing method executed by an image data processing apparatus, and a plurality of images acquired at different times with respect to a target photographing position of an object. A vector field calculation step that calculates a vector field indicating the displacement of each of a plurality of parts in the imaging region from the data, and a potential field calculation step that calculates a potential field by performing Helmholtz decomposition on the vector field. including.

本開示における典型的な実施形態が提供する画像データ処理プログラムは、画像データ処理装置において実行される画像データ処理プログラムであって、前記画像データ処理装置のプロセッサが前記画像データ処理プログラムを実行することで、被検物の目標撮影位置に関して異なる時間に取得された複数の画像データから、撮影領域内における複数の部位の各々の変位を示すベクトル場を算出するベクトル場算出ステップと、前記ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことでポテンシャル場を算出するポテンシャル場算出ステップと、を前記画像データ処理装置に実行させる。 The image data processing program provided by the typical embodiment in the present disclosure is an image data processing program executed in an image data processing apparatus, and the processor of the image data processing apparatus executes the image data processing program. In the vector field calculation step of calculating the vector field indicating the displacement of each of the plurality of parts in the imaging area from the plurality of image data acquired at different times with respect to the target imaging position of the test object, and the vector field. On the other hand, the image data processing apparatus is made to execute a potential field calculation step of calculating a potential field by performing Helmholtz decomposition.

本開示に係る画像データ処理装置、画像データ処理方法、および画像データ処理プログラムによると、被検物の変位に関する情報が適切に把握される。 According to the image data processing apparatus, the image data processing method, and the image data processing program according to the present disclosure, information on the displacement of the test object can be appropriately grasped.

本開示で例示する実施形態(以下、「本実施形態」)では、画像データ処理装置の制御部は、被検物の目標撮影位置に関して異なる時間に取得された複数の画像データから、撮影領域内における複数の部位の各々の変位を示すベクトル場を算出する。制御部は、ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことで、ポテンシャル場を算出する。算出したポテンシャル場によると、回転無しの場、および発散無しの場の少なくとも一方が把握される。従って、撮影領域内の各部位の変位に関する情報の可視化、定性化、および定量化等の少なくともいずれかが適切に行われる。 In the embodiment illustrated in the present disclosure (hereinafter, “the present embodiment”), the control unit of the image data processing device is within the imaging region from a plurality of image data acquired at different times with respect to the target imaging position of the subject. A vector field indicating the displacement of each of the plurality of parts in is calculated. The control unit calculates the potential field by performing Helmholtz decomposition on the vector field. According to the calculated potential field, at least one of the field without rotation and the field without divergence is grasped. Therefore, at least one of visualization, qualification, quantification, and the like of information regarding the displacement of each part in the imaging region is appropriately performed.

制御部は、ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことで、被検物に変位を引き起こすエネルギーの分布を示すポテンシャル場であるスカラーポテンシャル場を算出してもよい。スカラーポテンシャル場によると、変位の原因となるエネルギーの分布が明確に表れる。従って、被検物の変位に関する情報がより適切に把握される。 The control unit may calculate a scalar potential field, which is a potential field showing the distribution of energy that causes displacement in the test object, by performing Helmholtz decomposition on the vector field. According to the scalar potential field, the distribution of energy that causes displacement is clearly shown. Therefore, information on the displacement of the test object can be grasped more appropriately.

なお、制御部は、ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことで、発散が無いベクトルポテンシャル場を算出してもよい。この場合、各部位における回転に関する情報が適切に把握される。 The control unit may calculate a vector potential field without divergence by performing Helmholtz decomposition on the vector field. In this case, information about rotation at each part is appropriately grasped.

制御部は、算出したスカラーポテンシャル場に基づいて、被検物に変位を引き起こすエネルギーの分布を表示する画像のデータを作成してもよい。この場合、画像データ処理装置は、被検物の変位に関する情報を、ユーザに容易且つ適切に把握させることができる。この場合、例えば、変位の方向に応じて別々に画像を作成する等の処理を行わなくても、変位に関する情報が適切にユーザによって把握される。 Based on the calculated scalar potential field, the control unit may create image data that displays the distribution of energy that causes displacement in the test object. In this case, the image data processing device can easily and appropriately allow the user to grasp the information regarding the displacement of the test object. In this case, for example, the information regarding the displacement can be appropriately grasped by the user without performing processing such as creating images separately according to the direction of the displacement.

ベクトル場が算出される元となる複数の画像データは、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を用いて取得された画像データ(OCT画像データ)であってもよい。この場合、画像データ処理装置は、被検物の内部の変位に関する情報についても適切に把握することができる。 The plurality of image data from which the vector field is calculated may be image data (OCT image data) acquired by using optical coherence tomography (OCT). In this case, the image data processing apparatus can appropriately grasp information on the internal displacement of the test object.

なお、OCT画像データ以外の画像データからベクトル場が算出されてもよい。例えば、測定光を被検物上で二次元的に走査させる光スキャナと、被検物と略共役位置に配置された共焦点開口を介して被検物からの反射光を受光する受光素子を備えた撮影装置(Scanning Laser Opthalmoscope:SLO)によって取得された画像データが用いられてもよい。被検物の表面の二次元領域を撮影する撮影装置(例えば眼底カメラ等)によって取得された画像データが用いられてもよい。これらの場合、被検物の表面の変位に関する情報が適切に把握される。 The vector field may be calculated from image data other than OCT image data. For example, an optical scanner that scans the measurement light two-dimensionally on the test object and a light receiving element that receives the reflected light from the test object through a confocal opening arranged at a position substantially conjugate with the test object. Image data acquired by a scanning apparatus (Scanning Laser Optimalmoscope: SLO) may be used. Image data acquired by an imaging device (for example, a fundus camera or the like) that captures a two-dimensional region on the surface of the test object may be used. In these cases, information on the displacement of the surface of the test object is properly grasped.

制御部は、OCT装置から出射される撮影光の光軸に沿う方向(軸方向)、および、軸方向に交差する横方向における二次元のベクトル場を算出し、二次元のベクトル場からポテンシャル場を算出してもよい。ただし、一次元のベクトル場、または三次元のベクトル場が用いられる場合でも、本実施形態で例示する技術の少なくとも一部を適用できる。 The control unit calculates a two-dimensional vector field in the direction (axial direction) along the optical axis of the photographing light emitted from the OCT device and in the lateral direction intersecting the axial direction, and the potential field is calculated from the two-dimensional vector field. May be calculated. However, even when a one-dimensional vector field or a three-dimensional vector field is used, at least a part of the technique illustrated in this embodiment can be applied.

制御部は、ヘルムホルツ分解によって算出したポテンシャル場から、被検物に生じた変位を解析してもよい。この場合、例えば、変位の方向に応じて別々に変位を解析する処理等を行わなくても、適切に変位が解析される。なお、解析の手法には種々の手法を採用できる。解析は、定性的な解析であってもよいし、定量的な解析であってもよい。 The control unit may analyze the displacement generated in the test object from the potential field calculated by the Helmholtz decomposition. In this case, for example, the displacement is appropriately analyzed without performing a process of analyzing the displacement separately according to the direction of the displacement. Various methods can be adopted as the analysis method. The analysis may be a qualitative analysis or a quantitative analysis.

なお、画像データ処理装置は、エネルギー分布を表示する画像のデータの作成処理と、被検物に生じた変位の解析処理を、共に実行してもよい。しかし、当然ながら、画像データ処理装置は、画像データの作成処理と変位の解析処理を両方実行する必要は無い。また、ポテンシャル場を算出するデバイスと、画像データの作成処理または変位の解析処理を実行するデバイスは、別のデバイスであってもよい。例えば、OCT装置が算出したポテンシャル場に基づいて、PCが画像データを作成してもよい。 The image data processing device may execute both the image data creation process for displaying the energy distribution and the displacement analysis process for the test object. However, as a matter of course, the image data processing apparatus does not need to execute both the image data creation process and the displacement analysis process. Further, the device for calculating the potential field and the device for executing the image data creation process or the displacement analysis process may be different devices. For example, the PC may create image data based on the potential field calculated by the OCT apparatus.

ベクトル場が算出される元となる複数の画像データは、治療光が照射される被検物の位置に関して取得された画像データを含んでもよい。この場合、画像データ処理装置は、治療光が照射された被検物の変位に関する情報を、ポテンシャル場を算出することで適切に把握することができる。 The plurality of image data from which the vector field is calculated may include image data acquired with respect to the position of the subject to be irradiated with the therapeutic light. In this case, the image data processing apparatus can appropriately grasp the information regarding the displacement of the test object irradiated with the therapeutic light by calculating the potential field.

また、制御部は、被検物に生じた変位をポテンシャル場から解析することで、被検物に照射された治療光のエネルギーの適否を判定してもよい。この場合、画像データ処理装置は、治療光が照射されることで発生する被検物の変位から、治療光のエネルギーの適否を、生体の個体差等の種々の影響を抑制しつつ判定することができる。 In addition, the control unit may determine the suitability of the energy of the therapeutic light applied to the test object by analyzing the displacement generated in the test object from the potential field. In this case, the image data processing device determines the suitability of the energy of the therapeutic light from the displacement of the test object generated by the irradiation of the therapeutic light while suppressing various influences such as individual differences in the living body. Can be done.

ただし、治療光が照射された被検物の画像データ以外の画像データを処理する場合でも、本実施形態で例示する技術の少なくとも一部を採用できる。例えば、何らかのエネルギー(例えば、超音波エネルギー、電磁波エネルギー、風圧エネルギー等)を被検物に加えて、被検物の性質(例えば、固さ、内部の圧力等)を測定する場合等にも、本実施形態で例示する技術の少なくとも一部を適用できる。また、本実施形態で例示する技術の少なくとも一部は、眼以外の被検物の画像データを処理する場合にも適用できる。 However, even when processing image data other than the image data of the test object irradiated with the therapeutic light, at least a part of the techniques exemplified in the present embodiment can be adopted. For example, when some energy (for example, ultrasonic energy, electromagnetic wave energy, wind pressure energy, etc.) is added to the test object and the properties of the test object (for example, hardness, internal pressure, etc.) are measured. At least a part of the technique exemplified in this embodiment can be applied. In addition, at least a part of the techniques exemplified in this embodiment can be applied to the case of processing image data of an object other than the eye.

また、制御部は、ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことで算出したポテンシャル場を、再度ベクトル場に戻す処理を実行してもよい。例えば、制御部は、ベクトル場に対するヘルムホルツ分解によって算出したスカラーポテンシャル場を微分することで、回転成分とノイズが除去されたベクトル場を算出してもよい。この場合、最終的に算出されたベクトル場によると、変位の定量化がより容易になる。なお、制御部は、ポテンシャル場に対してスムージング処理等を行った後に、ベクトル場に戻す処理を実行してもよい。 Further, the control unit may execute a process of returning the potential field calculated by performing Helmholtz decomposition on the vector field to the vector field again. For example, the control unit may calculate the vector field from which the rotation component and the noise are removed by differentiating the scalar potential field calculated by the Helmholtz decomposition with respect to the vector field. In this case, the finally calculated vector field makes it easier to quantify the displacement. The control unit may execute a process of returning the potential field to the vector field after performing a smoothing process or the like on the potential field.

本実施形態で例示する画像データ処理装置は、測定光と参照光が合成された干渉光によって被検物の内部情報(例えば断層画像等)を取得する光コヒーレンストモグラフィ装置(OCT装置)である。しかし、他の装置が画像データ処理装置として画像データの処理を行ってもよい。例えば、画像データ処理装置は、OCT装置に接続されたパーソナルコンピュータ(以下、「PC」という)、サーバ、または携帯端末等であってもよい。画像データ処理装置は、OCT装置等の撮影装置によって撮影された画像のデータを、有線通信、無線通信、または着脱可能なメモリ等を介して取得可能なPC等であってもよい。画像データ処理装置は、被検物の撮影と、治療光による被検物の治療とを共に実行可能な治療装置であってもよい。また、複数のデバイスが画像データ処理装置として機能してもよい。例えば、ベクトル場を算出する処理をOCT装置が実行し、ベクトル場からポテンシャル場を算出する処理をPCが実行してもよい。この場合、OCT装置およびPCが共に画像データ処理装置として機能する。 The image data processing device exemplified in the present embodiment is an optical coherence tomography device (OCT device) that acquires internal information (for example, a tomographic image) of a test object by interference light in which measurement light and reference light are combined. .. However, another device may process the image data as an image data processing device. For example, the image data processing device may be a personal computer (hereinafter referred to as “PC”), a server, a mobile terminal, or the like connected to the OCT device. The image data processing device may be a PC or the like capable of acquiring image data taken by a photographing device such as an OCT device via wired communication, wireless communication, a detachable memory, or the like. The image data processing device may be a treatment device capable of both photographing the test object and treating the test object with therapeutic light. Further, a plurality of devices may function as image data processing devices. For example, the OCT apparatus may execute the process of calculating the vector field, and the PC may execute the process of calculating the potential field from the vector field. In this case, both the OCT device and the PC function as the image data processing device.

本実施形態の画像データ処理装置1の構成を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure of the image data processing apparatus 1 of this embodiment. 本実施形態のOCT光学系100、正面観察光学系200、および治療光照射光学系300の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the OCT optical system 100, the front observation optical system 200, and the therapeutic light irradiation optical system 300 of this embodiment. 本実施形態の画像データ処理装置1が実行する画像データ処理のフローチャートである。It is a flowchart of image data processing executed by the image data processing apparatus 1 of this embodiment. 画像データ処理装置1が作成する変位エネルギー分布画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the displacement energy distribution image created by the image data processing apparatus 1.

以下、本開示における典型的な実施形態の一例について、図面を参照して説明する。まず、図1を参照して、本実施形態の画像データ処理装置(画像データ処理システム)1の概略構成について説明する。本実施形態の画像データ処理装置1は、OCT光学系(干渉光学系)100によって信号(例えば、OCT信号)を取得し、取得した信号から画像データを取得する。つまり、本実施形態の画像データ処理装置1は、被検物の内部情報を取得するOCT装置としての機能を有する。画像データ処理装置1は、画像データを処理することで、ベクトル場およびポテンシャル場を算出する。また、本実施形態の画像データ処理装置1は、生体である被検物(本実施形態では眼E)に治療光(例えば治療レーザ光)を照射する治療装置としての機能も有する。 Hereinafter, an example of a typical embodiment in the present disclosure will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1, a schematic configuration of the image data processing device (image data processing system) 1 of the present embodiment will be described. The image data processing device 1 of the present embodiment acquires a signal (for example, an OCT signal) by the OCT optical system (interfering optical system) 100, and acquires image data from the acquired signal. That is, the image data processing device 1 of the present embodiment has a function as an OCT device that acquires internal information of the test object. The image data processing device 1 calculates a vector field and a potential field by processing the image data. Further, the image data processing device 1 of the present embodiment also has a function as a treatment device for irradiating a test object (eye E in the present embodiment) which is a living body with therapeutic light (for example, therapeutic laser light).

本実施形態の画像データ処理装置1は、制御部10、表示部21、操作部22、OCT光学系100、正面観察光学系200、および治療光照射光学系300を備える。 The image data processing device 1 of the present embodiment includes a control unit 10, a display unit 21, an operation unit 22, an OCT optical system 100, a front observation optical system 200, and a therapeutic light irradiation optical system 300.

制御部10は、画像データ処理装置1の処理(例えば、各種データ処理および動作処理等)を制御する。制御部10は、CPU(プロセッサ)11、ROM12、RAM13、および不揮発性メモリ(Non−volatile memory:NVM)14を備える。CPU11は、画像データ処理装置1における各種制御を司る。ROM12には、各種プログラム、初期値等が記憶されている。RAM13は、各種情報を一時的に記憶する。不揮発性メモリ14は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュROM、および着脱可能なUSBメモリ等を不揮発性メモリ14として使用してもよい。本実施形態では、例えば、後述する画像データ処理を実行するための画像データ処理プログラム等が、不揮発性メモリ14に記憶される。 The control unit 10 controls the processing of the image data processing device 1 (for example, various data processing and operation processing). The control unit 10 includes a CPU (processor) 11, a ROM 12, a RAM 13, and a non-volatile memory (NVM) 14. The CPU 11 controls various controls in the image data processing device 1. Various programs, initial values, and the like are stored in the ROM 12. The RAM 13 temporarily stores various types of information. The non-volatile memory 14 is a non-transient storage medium capable of retaining the stored contents even when the power supply is cut off. For example, a hard disk drive, a flash ROM, a detachable USB memory, or the like may be used as the non-volatile memory 14. In the present embodiment, for example, an image data processing program for executing image data processing described later is stored in the non-volatile memory 14.

本実施形態では、OCT光学系100、治療光照射光学系300、および制御部10等が1つの筐体に内蔵された、一体型の画像データ処理装置1を例示する。しかし、画像データ処理装置1は、筐体が異なる複数の装置を備えていてもよいことは言うまでもない。例えば、画像データ処理装置1は、OCT光学系100を内蔵するOCT装置と、OCT装置に有線または無線で接続されるPCとを備えていてもよい。この場合、OCT装置が備える制御部と、PCの制御部とが共に画像データ処理装置1の制御部10として機能してもよい。つまり、制御部10は複数のプロセッサを備えていてもよい。また、市販のPCが画像データ処理装置1の一部として使用されてもよい。この場合、画像データ処理プログラムの少なくとも一部が、市販のPCにインストールされ得る。また、治療光照射光学系300を備えた治療装置が、画像データ処理装置とは別で用いられてもよい。 In the present embodiment, the integrated image data processing device 1 in which the OCT optical system 100, the therapeutic light irradiation optical system 300, the control unit 10, and the like are built in one housing is illustrated. However, it goes without saying that the image data processing device 1 may include a plurality of devices having different housings. For example, the image data processing device 1 may include an OCT device incorporating an OCT optical system 100 and a PC connected to the OCT device by wire or wirelessly. In this case, both the control unit included in the OCT device and the control unit of the PC may function as the control unit 10 of the image data processing device 1. That is, the control unit 10 may include a plurality of processors. Further, a commercially available PC may be used as a part of the image data processing device 1. In this case, at least a part of the image data processing program can be installed on a commercially available PC. Further, a treatment device provided with the treatment light irradiation optical system 300 may be used separately from the image data processing device.

表示部21は、装置本体に搭載されたディスプレイであってもよいし、装置本体とは別体のディスプレイであってもよい。操作部22は、入力された操作指示に応じた信号を制御部10に出力する。操作部22には、例えば、マウス、ジョイスティック、キーボード、タッチパネル等の少なくともいずれかを用いることができる。 The display unit 21 may be a display mounted on the device main body, or may be a display separate from the device main body. The operation unit 22 outputs a signal corresponding to the input operation instruction to the control unit 10. For the operation unit 22, for example, at least one of a mouse, a joystick, a keyboard, a touch panel, and the like can be used.

図2を参照して、OCT光学系100、正面観察光学系200、および治療光照射光学系300について説明する。OCT光学系100は、いわゆる光断層干渉計(OCT:Optical coherence tomography)の構成を持ち、被検物(本実施形態では眼E)の内部情報(例えば断層画像の画像データ等)を取得するために用いられる。本実施形態のOCT光学系100は、測定光源102から出射された光を、光分割器(例えばカップラー)104によって測定光(試料光)と参照光に分割する。OCT光学系100は、測定光学系106によって測定光を被検物(例えば、眼Eの眼底Ef)に導くと共に、参照光を参照光学系110に導く。OCT光学系100は、参照光と、被検物によって反射された測定光とが合成された干渉光を、検出器(例えば受光素子)120に受光させる。 The OCT optical system 100, the front observation optical system 200, and the therapeutic light irradiation optical system 300 will be described with reference to FIG. The OCT optical system 100 has a configuration of a so-called optical coherence tomography (OCT), and is used to acquire internal information (for example, image data of a tomographic image) of a test object (eye E in this embodiment). Used for. The OCT optical system 100 of the present embodiment divides the light emitted from the measurement light source 102 into measurement light (sample light) and reference light by an optical divider (for example, a coupler) 104. The OCT optical system 100 guides the measurement light to the test object (for example, the fundus Ef of the eye E) by the measurement optical system 106, and also guides the reference light to the reference optical system 110. The OCT optical system 100 causes the detector (for example, a light receiving element) 120 to receive the interference light obtained by combining the reference light and the measurement light reflected by the test object.

検出器120は、測定光と参照光の干渉信号を検出する。フーリエドメインOCTの場合、干渉光のスペクトル強度(スペクトル干渉信号)が検出器120によって検出され、スペクトル強度データに対するフーリエ変換によって複素OCT信号が取得される。例えば、複素OCT信号における振幅の絶対値が算出されることで、所定範囲における深さプロファイル(Aスキャン信号)が取得される。光スキャナ108によって走査された測定光の各走査位置における深さプロファイルが並べられることで、OCT画像データ(断層画像データ)が取得される。さらに、制御部10は、測定光を組織上で二次元方向に走査させることで、三次元OCT画像データ(三次元断層画像データ)を取得してもよい。また、三次元OCT画像データから、測定光の光軸に沿う軸方向(正面方向)から組織を見た場合のOCT正面(Enface)画像データが取得されてもよい。 The detector 120 detects an interference signal between the measurement light and the reference light. In the case of Fourier domain OCT, the spectral intensity (spectral interference signal) of the interference light is detected by the detector 120, and the complex OCT signal is acquired by the Fourier transform on the spectral intensity data. For example, by calculating the absolute value of the amplitude in the complex OCT signal, the depth profile (A scan signal) in a predetermined range is acquired. OCT image data (tomographic image data) is acquired by arranging the depth profiles of the measurement light scanned by the optical scanner 108 at each scanning position. Further, the control unit 10 may acquire three-dimensional OCT image data (three-dimensional tomographic image data) by scanning the measurement light on the tissue in the two-dimensional direction. Further, from the three-dimensional OCT image data, the OCT front (Enface) image data when the structure is viewed from the axial direction (front direction) along the optical axis of the measurement light may be acquired.

フーリエドメインOCTの一例として、Spectral−domain−OCT(SD−OCT)、Swept−source−OCT(SS−OCT)等を採用できる。また、例えば、Time−domain−OCT(TD−OCT)等を採用することも可能である。SD−OCTの場合、例えば、測定光源102として低コヒーレント光源(広帯域光源)が用いられると共に、干渉光の光路における検出器120の近傍には、干渉光を各周波数成分(各波長成分)に分光する分光光学系(スペクトロメータ)が設けられる。SS−OCTの場合、例えば、測定光源102として、出射波長を時間的に高速で変化させる波長掃引光源が用いられる。 As an example of the Fourier domain OCT, Spectral-domain-OCT (SD-OCT), Swept-source-OCT (SS-OCT) and the like can be adopted. Further, for example, Time-domine-OCT (TD-OCT) or the like can be adopted. In the case of SD-OCT, for example, a low coherent light source (broadband light source) is used as the measurement light source 102, and the interference light is separated into each frequency component (each wavelength component) in the vicinity of the detector 120 in the optical path of the interference light. A spectroscopic optical system (spectrometer) is provided. In the case of SS-OCT, for example, as the measurement light source 102, a wavelength sweep light source that changes the emission wavelength at high speed with time is used.

測定光源102から出射された光は、カップラー104によって測定光束と参照光束に分割される。測定光は、光ファイバーを通過した後、空気中へ出射される。空気中へ出射された測定光は、測定光学系106の光スキャナ108等を介して被検物に集光される。被検物で反射された測定光は、同じ光路を通って光ファイバーに戻される。 The light emitted from the measurement light source 102 is divided into a measurement luminous flux and a reference luminous flux by the coupler 104. The measurement light passes through the optical fiber and then is emitted into the air. The measurement light emitted into the air is focused on the test object via the optical scanner 108 of the measurement optical system 106 or the like. The measurement light reflected by the test object is returned to the optical fiber through the same optical path.

光スキャナ108は、組織上で二次元方向(XY方向)に測定光を走査させる。本実施形態の光スキャナ108は、眼Eの瞳孔と略共役な位置に配置される。一例として、本実施形態の光スキャナ108は2つのガルバノミラーを備える。ガルバノミラーの反射角度は、駆動機構50によって任意に調整される。その結果、測定光源102から出射された測定光の反射方向が変化し、被検物上の任意の位置に測定光が照射される。なお、光スキャナ108の構成を変更できることは言うまでもない。例えば、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ、音響光学素子(AOM)等を光スキャナ108に採用してもよい。 The optical scanner 108 scans the measurement light in the two-dimensional direction (XY direction) on the tissue. The optical scanner 108 of the present embodiment is arranged at a position substantially conjugated with the pupil of the eye E. As an example, the optical scanner 108 of this embodiment includes two galvanometer mirrors. The reflection angle of the galvano mirror is arbitrarily adjusted by the drive mechanism 50. As a result, the reflection direction of the measurement light emitted from the measurement light source 102 changes, and the measurement light is irradiated to an arbitrary position on the test object. Needless to say, the configuration of the optical scanner 108 can be changed. For example, a polygon mirror, a resonant scanner, an acoustic optical element (AOM), or the like may be adopted for the optical scanner 108.

参照光学系110は、被検物によって反射された測定光と合成される参照光を生成する。参照光学系110は、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであってもよい。本実施形態の参照光学系110は、カップラー104から入射した光を反射光学系(例えば、参照ミラー)によって反射させることで、再度カップラー104に戻し、検出器120に導く。参照光学系110の構成も変更できる。例えば、参照光学系110は、カップラー104から入射した光を反射させずに透過させて検出器120に導いてもよい。参照光学系110は、光路中の光学部材を移動させることで、測定光と参照光の光路長差を変更することができる。本実施形態では、参照ミラーが光軸方向に移動されることで、光路長差が変更される。なお、光路長差を変更するための構成は、測定光学系106の光路中に設けられていてもよい。 The reference optical system 110 generates a reference light that is combined with the measurement light reflected by the test object. The reference optical system 110 may be of the Michaelson type or the Machzenda type. The reference optical system 110 of the present embodiment reflects the light incident from the coupler 104 by the reflecting optical system (for example, a reference mirror), so that the light is returned to the coupler 104 and guided to the detector 120. The configuration of the reference optical system 110 can also be changed. For example, the reference optical system 110 may transmit the light incident from the coupler 104 without reflecting it and guide it to the detector 120. The reference optical system 110 can change the optical path length difference between the measurement light and the reference light by moving the optical member in the optical path. In the present embodiment, the optical path length difference is changed by moving the reference mirror in the optical axis direction. The configuration for changing the optical path length difference may be provided in the optical path of the measurement optical system 106.

正面観察光学系200は、被検物の正面画像データを取得する。正面画像データは、完成された二次元の画像のデータであってもよいし、二次元画像の各画素の輝度を算出するために用いられる各測定点での信号データであってもよい。一例として、本実施形態の正面観察光学系200は、光源から発せられた測定光(例えば、赤外光)を被検物上で二次元方向(XY方向)に走査させる光スキャナと、被検物と略共役位置に配置された共焦点開口を介して反射光を受光する受光素子とを備える。つまり、本実施形態の正面観察光学系200は、いわゆる走査型レーザ検眼鏡(SLO)の構成を備える。しかし、正面観察光学系200の構成も変更できる。例えば、正面観察光学系200は、眼底カメラタイプの構成を備えていてもよい。 The front observation optical system 200 acquires front image data of the test object. The front image data may be the data of the completed two-dimensional image, or may be the signal data at each measurement point used for calculating the brightness of each pixel of the two-dimensional image. As an example, the front observation optical system 200 of the present embodiment includes an optical scanner that scans measurement light (for example, infrared light) emitted from a light source in a two-dimensional direction (XY direction) on an object to be examined. It includes an object and a light receiving element that receives reflected light through a confocal aperture arranged at a substantially conjugate position. That is, the front observation optical system 200 of the present embodiment includes a so-called scanning laser ophthalmoscope (SLO) configuration. However, the configuration of the front observation optical system 200 can also be changed. For example, the front observation optical system 200 may have a fundus camera type configuration.

治療光照射光学系300は、生体を治療する治療光(本実施形態では治療レーザ光)を被検物に向けて照射する。例えば、治療光は、生体を凝固するために用いられてもよい。また、生体を低侵襲で治療可能なパラメータを有する治療光(例えば、マイクロパルスレーザ)が用いられてもよい。治療光照射光学系300は、治療光を被検物に対して走査させるための治療光用光スキャナ(図示せず)が設けられていてもよい。この場合、治療光用光スキャナと、OCT光学系100の光スキャナ108は、同期して制御されてもよい。また、同一の光スキャナが用いられてもよい。本実施形態では、治療光照射光学系300の光軸は、光路結合部材(例えば、ダイクロイックミラー等)によって、OCT光学系100の光軸と同軸とされる。なお、治療光照射光学系300を備えるOCTの詳細な構成については、例えば、特開2012−213634号公報、特開2012−135550号公報等に記載されている。 The therapeutic light irradiation optical system 300 irradiates a therapeutic light (therapeutic laser beam in the present embodiment) for treating a living body toward a test object. For example, therapeutic light may be used to coagulate the body. Further, a therapeutic light (for example, a micropulse laser) having a parameter capable of treating a living body with minimal invasiveness may be used. The therapeutic light irradiation optical system 300 may be provided with an optical scanner for therapeutic light (not shown) for scanning the therapeutic light with respect to the subject. In this case, the optical scanner for therapeutic light and the optical scanner 108 of the OCT optical system 100 may be controlled in synchronization. Moreover, the same optical scanner may be used. In the present embodiment, the optical axis of the therapeutic light irradiation optical system 300 is made coaxial with the optical axis of the OCT optical system 100 by an optical path coupling member (for example, a dichroic mirror or the like). The detailed configuration of the OCT including the therapeutic light irradiation optical system 300 is described in, for example, JP2012-213634A, JP2012-135550A, and the like.

図3および図4を参照して、本実施形態の画像データ処理装置1が実行する画像データ処理について説明する。画像データ処理装置1のCPU11は、不揮発性メモリ14等に記憶された画像データ処理プログラムに従って、図3に例示する画像データ処理を実行する。以下の説明では、被検物が眼Eの網膜であって、治療光が照射された網膜の変位に関する情報が取得される場合について例示する。 The image data processing executed by the image data processing apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The CPU 11 of the image data processing device 1 executes the image data processing illustrated in FIG. 3 according to the image data processing program stored in the non-volatile memory 14 or the like. In the following description, the case where the subject is the retina of the eye E and information on the displacement of the retina irradiated with the therapeutic light is acquired will be illustrated.

図3に示すように、CPU11は、被検物の目標撮影位置に関して、複数の画像データを異なる時間に取得する(S1)。つまり、CPU11は、被検物の目標撮影位置を、異なる時間に複数回撮影する。前述したように、本実施形態では、OCT画像データに基づいて各種処理が行われる。一例として、CPU11は、被検物の同一位置(ただし、時間的に変位する場合もある)に測定光を複数回走査させることで、同一位置に関する複数のOCT画像データを取得する。しかし、複数の画像データが取得される目標撮影位置は、必ずしも同一位置である必要は無い。例えば、1回の撮影毎に、微小距離だけ撮影位置がずれるように、目標撮影位置が設定されてもよい。なお、CPU11は、他のOCT装置によって撮影された画像のデータを通信等によって取得してもよい。 As shown in FIG. 3, the CPU 11 acquires a plurality of image data at different times with respect to the target imaging position of the test object (S1). That is, the CPU 11 photographs the target imaging position of the test object a plurality of times at different times. As described above, in the present embodiment, various processes are performed based on the OCT image data. As an example, the CPU 11 acquires a plurality of OCT image data relating to the same position by scanning the measurement light a plurality of times at the same position (however, it may be displaced in time) of the test object. However, the target shooting positions at which a plurality of image data are acquired do not necessarily have to be the same position. For example, the target shooting position may be set so that the shooting position shifts by a small distance for each shooting. The CPU 11 may acquire data of an image taken by another OCT device by communication or the like.

CPU11は、撮影領域内における複数の部位(例えば、撮影領域に含まれる各画素)の各々の変位を示すベクトル場を、S1で取得した複数の画像データに基づいて算出する(S2)。本実施形態におけるベクトル場は、各部位の変位を占めるマップ(変位マップ)と言うこともできる。複数の画像データからベクトル場を算出する方法には種々の方法が存在する。一例として、本実施形態で例示する方法では、CPU11は、撮影光軸の軸方向(Z方向)における各部位(微小領域)の変位を、ドップラー位相シフト情報を用いて算出する。また、CPU11は、撮影光軸の軸方向および横方向(X方向)における各部位の変位と、複数の断層画像間での相関係数の減衰との対応関係を用いて、横方向における各部位の変位を算出する。その結果、各部位のベクトル場が算出される。ただし、複数の画像データからベクトル場を算出する方法は適宜変更できる。例えば、CPU11は、複数の方向の全て(例えば、軸方向と横方向の両方)に関する変位を相関係数によって算出することで、ベクトル場を算出してもよい。各部位の変位が、スペックル追跡等の技術によって算出されてもよい。また、本実施形態では二次元のベクトル場が算出されるが、一次元または三次元のベクトル場が算出されてもよい。 The CPU 11 calculates a vector field indicating the displacement of each of a plurality of parts (for example, each pixel included in the photographing area) in the photographing area based on the plurality of image data acquired in S1 (S2). The vector field in this embodiment can also be said to be a map (displacement map) that occupies the displacement of each part. There are various methods for calculating a vector field from a plurality of image data. As an example, in the method illustrated in the present embodiment, the CPU 11 calculates the displacement of each portion (micro region) in the axial direction (Z direction) of the photographing optical axis by using the Doppler phase shift information. Further, the CPU 11 uses the correspondence between the displacement of each part in the axial direction and the lateral direction (X direction) of the photographing optical axis and the attenuation of the correlation coefficient between the plurality of tomographic images, and each part in the lateral direction. Calculate the displacement of. As a result, the vector field of each part is calculated. However, the method of calculating the vector field from a plurality of image data can be changed as appropriate. For example, the CPU 11 may calculate a vector field by calculating displacements in all of a plurality of directions (for example, both in the axial direction and the lateral direction) by a correlation coefficient. The displacement of each part may be calculated by a technique such as speckle tracking. Further, although the two-dimensional vector field is calculated in the present embodiment, a one-dimensional or three-dimensional vector field may be calculated.

本実施形態におけるベクトル場の算出方法について説明する。本実施形態では、CPU11は、2つの画像(本実施形態では2つのBスキャン)間の相関係数を算出する。相関係数は、以下の(数1)によって示される。ここで、Δxは横方向の変位、Δzは軸方向の変位、Cは散乱過程と走査システムの再現性の影響を示した定数、wは1/e2で定義される横方向分解能、Δkは光源のガウシアンスペクトラムの1/e2での最大幅である。相関係数は、変位の関数として減少し、それはガウシアン関数に従う。つまり、相関係数は、変位量に対してガウス関数的に減衰する。本実施形態のCPU11は、複数のBスキャンの1つを参照Bスキャンとし、他のBスキャンを対象Bスキャンとする。CPU11は、例えば、参照Bスキャンと、この参照Bスキャンをデジタル処理によってシフトさせたBスキャンとの間で相関係数を求めることができる。

Figure 0006760310
The method of calculating the vector field in the present embodiment will be described. In the present embodiment, the CPU 11 calculates the correlation coefficient between the two images (two B scans in the present embodiment). The correlation coefficient is indicated by the following (Equation 1). Here, Δx is the lateral displacement, Δz is the axial displacement, C is a constant indicating the influence of the scattering process and the reproducibility of the scanning system, w is the lateral resolution defined by 1 / e2, and Δk is the light source. It is the maximum width at 1 / e2 of the Gaussian spectrum. The correlation coefficient decreases as a function of displacement, which follows the Gaussian function. That is, the correlation coefficient is attenuated in a Gaussian function with respect to the amount of displacement. The CPU 11 of the present embodiment uses one of the plurality of B scans as the reference B scan and the other B scan as the target B scan. The CPU 11 can obtain, for example, a correlation coefficient between the reference B scan and the B scan obtained by shifting the reference B scan by digital processing.
Figure 0006760310

次いで、CPU11は、(式1)を使用し、参照Bスキャンと対象Bスキャンの間で相関係数ρmeasurement(x,y)を算出する。また、CPU11は、参照Bスキャンと対象Bスキャンの間でドップラー位相シフトΔφ(x、y)を算出する。ドップラー位相シフトΔφ(x、y)は、以下の(数2)によって示される。

Figure 0006760310
Next, the CPU 11 uses (Equation 1) to calculate the correlation coefficient ρmerement (x, y) between the reference B scan and the target B scan. Further, the CPU 11 calculates the Doppler phase shift Δφ (x, y) between the reference B scan and the target B scan. The Doppler phase shift Δφ (x, y) is indicated by the following (Equation 2).
Figure 0006760310

CPU11は、優先順位付き経路追従法を用いて位相シフトをアンラップし、以下の(数3)を用いた軸方向の変位に変換することで、軸方向の変位Δzを算出する。ここで、nはサンプルの屈折率、λは光源の中心波長、Φunwrappedはアンラップされた位相シフトである。

Figure 0006760310
The CPU 11 calculates the axial displacement Δz by unwrapping the phase shift using the prioritized path tracking method and converting it into the axial displacement using the following (Equation 3). Here, n is the refractive index of the sample, λ is the center wavelength of the light source, and Φunwrapped is the unwrapped phase shift.
Figure 0006760310

また、(数1)を横方向の変位Δxについて解くと、以下の(数4)として表される。CPU11は、参照Bスキャンと対象Bスキャンによって算出した相関係数ρmeasurement(x,y)と、算出した軸方向の変位Δzを(数4)に代入することで、横方向の変位Δxを算出する。なお、横方向の変位の方向(+x方向または−x方向)を決定する方法は適宜選択できる。例えば、CPU11は、2つのBスキャンをデジタル処理によって+方向および−方向にシフトさせた場合の相関係数の増減に基づいて、横方向の変位の方向を決定してもよい。

Figure 0006760310
Further, when (Equation 1) is solved for the lateral displacement Δx, it is expressed as the following (Equation 4). The CPU 11 calculates the lateral displacement Δx by substituting the correlation coefficient ρmerement (x, y) calculated by the reference B scan and the target B scan and the calculated axial displacement Δz into (Equation 4). .. The method of determining the lateral displacement direction (+ x direction or −x direction) can be appropriately selected. For example, the CPU 11 may determine the direction of lateral displacement based on the increase or decrease in the correlation coefficient when the two B scans are digitally shifted in the + direction and the − direction.
Figure 0006760310

本実施形態では、以上説明した処理によって、XZ平面上の二次元のベクトル場Vが算出される。なお、以上説明した処理の詳細については、例えば、特開2015−169650号公報等に記載されている。 In the present embodiment, the two-dimensional vector field V on the XZ plane is calculated by the process described above. The details of the processing described above are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-169650.

次いで、CPU11は、算出したベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことで、ポテンシャル場を算出する(S3)。 Next, the CPU 11 calculates the potential field by performing Helmholtz decomposition on the calculated vector field (S3).

ヘルムホルツ分解について説明する。任意のベクトル場は、回転無しの場と発散無しの場に分解することができる。この定理をヘルムホルツの定理と言う。また、ヘルムホルツの定理を使ってベクトル場を分解することを、ヘルムホルツ分解(Helmholtz‘s Decomposition)と言う。ヘルムホルツ分解の手法自体は、従来から電磁気学等の分野で用いられている。 The Helmholtz decomposition will be described. Any vector field can be decomposed into a field without rotation and a field without divergence. This theorem is called Helmholtz's theorem. Also, the decomposition of the vector field using Helmholtz's theorem is called Helmholtz's Decomposition. The Helmholtz decomposition method itself has traditionally been used in fields such as electromagnetism.

例えば、ベクトル場(変位マップ)をV、スカラーポテンシャルをφ、ベクトルポテンシャルをAとする。この場合、変位マップVは、以下の(数5)のように、スカラーポテンシャルの勾配とベクトル場の回転の和で表される。(数5)において、回転無しの場を想定して「rot(A)=0」とすると、スカラーポテンシャル場が求められる。また、(数5)において、発散無しの場を想定して「grad(φ)=0」とすると、ベクトルポテンシャル場が求められる。

Figure 0006760310
For example, let V be the vector field (displacement map), φ be the scalar potential, and A be the vector potential. In this case, the displacement map V is represented by the sum of the gradient of the scalar potential and the rotation of the vector field as shown in (Equation 5) below. In (Equation 5), assuming a field without rotation and setting "rot (A) = 0", a scalar potential field is obtained. Further, in (Equation 5), assuming a field without divergence and setting “grad (φ) = 0”, a vector potential field can be obtained.
Figure 0006760310

一例として、本実施形態のS3では、ポテンシャル場として、回転の無いスカラーポテンシャル場がベクトル場Vから算出される。本実施形態におけるスカラーポテンシャル場は、被検物に変位を引き起こすエネルギーの分布を示す。 As an example, in S3 of the present embodiment, a scalar potential field without rotation is calculated from the vector field V as the potential field. The scalar potential field in this embodiment shows the distribution of energy that causes displacement in the test object.

次いで、CPU11は、エネルギーの分布を表示する画像(以下、「変位エネルギー分布画像」という)を、算出したスカラーポテンシャル場から作成する。CPU11は、作成したスカラーポテンシャル場を表示部21に表示させる(S4)。 Next, the CPU 11 creates an image displaying the energy distribution (hereinafter referred to as “displacement energy distribution image”) from the calculated scalar potential field. The CPU 11 causes the display unit 21 to display the created scalar potential field (S4).

図4に、変位エネルギー分布画像(図4の最下段「Scalar potential」)の一例を示す。図4における最下段に例示する変位エネルギー分布画像では、二次元の画像(Bスキャン画像)に、変位を引き起こすエネルギーの分布を示す色が重畳されている。図4は白黒の画像となっているので分かりにくいが、赤色の部分はエネルギーが大きい部分、青色の部分はエネルギーが小さい部分となっている。従って、被検物では、赤色の部分から青色の部分に向かって変位が生じる。なお、変位エネルギー分布画像の態様を変更することも可能である。例えば、エネルギーの大きさを、色でなく明度または数値等によって表現してもよい。 FIG. 4 shows an example of a displacement energy distribution image (“Scalar potential” at the bottom of FIG. 4). In the displacement energy distribution image illustrated at the bottom of FIG. 4, a color indicating the distribution of energy that causes displacement is superimposed on the two-dimensional image (B scan image). Since FIG. 4 is a black and white image, it is difficult to understand, but the red part is a part having high energy and the blue part is a part having low energy. Therefore, in the test object, displacement occurs from the red portion toward the blue portion. It is also possible to change the mode of the displacement energy distribution image. For example, the magnitude of energy may be expressed not by color but by brightness or numerical value.

なお、図4の最上段「Intensity」は、撮影された二次元の画像(Bスキャン画像)である。上から二段目「In−plane Lateral disp.」は、S2で算出されたベクトル場Vに基づいて、横方向(X方向)の変位Δxを可視化した画像である。図4に示す例では、明度が高い程、+X方向への変位が大きいことを示す。上から三段目「In−plane axial disp.」は、S2で算出されたベクトル場Vに基づいて、軸方向(Z方向)の変位Δzを可視化した画像である。図4に示す例では、明度が高い程、+Z方向への変位が大きいことを示す。 The uppermost "Intensity" in FIG. 4 is a captured two-dimensional image (B-scan image). The second row from the top, "In-plane Lateral disc.", Is an image that visualizes the displacement Δx in the lateral direction (X direction) based on the vector field V calculated in S2. In the example shown in FIG. 4, the higher the brightness, the larger the displacement in the + X direction. The third row from the top, "In-plane axial disc.", Is an image that visualizes the displacement Δz in the axial direction (Z direction) based on the vector field V calculated in S2. In the example shown in FIG. 4, the higher the brightness, the larger the displacement in the + Z direction.

一例として、複数の方向の変位を把握しようとする場合、ベクトル場では、それぞれの方向に応じて別々に変位を把握する必要がある。例えば、変位を表示する画像をベクトル場に基づいて作成する場合、図4の上から二段目および三段目に例示するように、方向に応じて別々に画像を作成する必要がある。その結果、ユーザは変位を適切に把握することが困難となる。これに対し、ポテンシャル場が利用されると、ベクトル場を利用する場合に比べて、変位に関する情報を把握することが容易になる場合がある。実際に、図4に例示する変位エネルギー分布画像によると、ユーザは、各部位の変位に関する情報を1つの画像から適切に把握することが可能である。 As an example, when trying to grasp the displacement in a plurality of directions, it is necessary to grasp the displacement separately according to each direction in the vector field. For example, when creating an image displaying displacement based on a vector field, it is necessary to create images separately according to the direction as illustrated in the second and third stages from the top of FIG. As a result, it becomes difficult for the user to properly grasp the displacement. On the other hand, when the potential field is used, it may be easier to grasp the information regarding the displacement than when the vector field is used. Actually, according to the displacement energy distribution image illustrated in FIG. 4, the user can appropriately grasp the information regarding the displacement of each part from one image.

次いで、CPU11は、被検物(詳細には、被検物における画像の撮影範囲内)に生じた変位を、S3で算出したポテンシャル場から解析する(S5)。例えば、図4に示す例では、被検物に治療光が50msの間照射されている。また、治療光の照射開始から12.5ms後、50ms後、50ms後、100ms後、200ms後、および2000ms後のそれぞれのタイミングにおいて、撮影範囲内のベクトル場およびポテンシャル場が算出されている。図4に示す例では、複数の異なるタイミングにおけるポテンシャル場の各々が比較されることで、被検物に生じた変位が解析される。例えば、図4に示す例では、治療光の照射開始と共に、中心から外側に向けて生じる変位(膨張)の量が徐々に大きくなる。治療光の照射が終了すると、逆に、外側から中心に向けて生じる変位(収縮)の量が徐々に大きくなる。従って、図4に示す例では、「照射開始、膨張、照射終了、収縮」の順で変位が生じている旨の解析結果が取得される。 Next, the CPU 11 analyzes the displacement generated in the test object (specifically, within the imaging range of the image in the test object) from the potential field calculated in S3 (S5). For example, in the example shown in FIG. 4, the test object is irradiated with therapeutic light for 50 ms. In addition, the vector field and the potential field within the imaging range are calculated at the respective timings of 12.5 ms, 50 ms, 50 ms, 100 ms, 200 ms, and 2000 ms after the start of irradiation of the therapeutic light. In the example shown in FIG. 4, the displacement generated in the test object is analyzed by comparing each of the potential fields at a plurality of different timings. For example, in the example shown in FIG. 4, the amount of displacement (expansion) generated from the center to the outside gradually increases with the start of irradiation of the therapeutic light. On the contrary, when the irradiation of the therapeutic light is completed, the amount of displacement (contraction) generated from the outside toward the center gradually increases. Therefore, in the example shown in FIG. 4, the analysis result indicating that the displacement occurs in the order of "irradiation start, expansion, irradiation end, contraction" is acquired.

なお、上記で例示した変位の解析方法が一例に過ぎないことは言うまでもない。従って、変位の解析方法を変更することも可能である。例えば、図4に示す例では、複数の異なるタイミングにおけるポテンシャル場の各々が比較されることで、変位が解析される。しかし、CPU11は、1つのポテンシャル場から変位を解析することも可能である。この場合、例えば、エネルギーが閾値以上となる部分の領域の広さを解析することで、変位を解析すること等が考えられる。また、図4に示す例では、CPU11は、被検物において生じた変位の態様(詳細には、膨張、収縮の順で変位が生じた旨)を解析する。しかし、CPU11は、被検物に生じた変位の態様を、他の方法で分類分けしてもよい。例えば、CPU11は、「膨張、収縮」の順の変位態様と、「収縮、膨張」の順の変位態様を含む複数の変位態様のいずれが生じたかを、ポテンシャル場から判断してもよい。 Needless to say, the displacement analysis method illustrated above is only an example. Therefore, it is possible to change the displacement analysis method. For example, in the example shown in FIG. 4, the displacement is analyzed by comparing each of the potential fields at a plurality of different timings. However, the CPU 11 can also analyze the displacement from one potential field. In this case, for example, it is conceivable to analyze the displacement by analyzing the size of the region where the energy is equal to or higher than the threshold value. Further, in the example shown in FIG. 4, the CPU 11 analyzes the mode of displacement (specifically, the displacement occurs in the order of expansion and contraction) in the test object. However, the CPU 11 may classify the mode of displacement occurring in the test object by another method. For example, the CPU 11 may determine from the potential field which of the displacement modes in the order of "expansion and contraction" and the plurality of displacement modes including the displacement modes in the order of "contraction and expansion" has occurred.

次いで、CPU11は、被検物に照射された治療光のエネルギーの適否を、算出したポテンシャル場から判定する(S6)。例えば、「膨張、収縮」の順で変位が生じる場合と、「収縮、膨張」の順で変位が生じる場合で、治療光のエネルギーが適切であったか否かが分かれる場合がある。この場合、CPU11は、解析された変位態様が「膨張、収縮」の順の変位態様であるか否かに応じて、治療光のエネルギーの適否を判定してもよい。また、CPU11は、治療光の照射開始から所定時間経過後において、変位を引き起こすエネルギーが閾値以上となる部分の広さを解析し、広さが一定の範囲内に収まっているか否かを判断することで、治療光のエネルギーが適切であるか否かを判定してもよい。 Next, the CPU 11 determines the suitability of the energy of the therapeutic light applied to the test object from the calculated potential field (S6). For example, there are cases where displacement occurs in the order of "expansion and contraction" and cases where displacement occurs in the order of "expansion and contraction", and whether or not the energy of the therapeutic light is appropriate may be determined. In this case, the CPU 11 may determine the suitability of the energy of the therapeutic light depending on whether or not the analyzed displacement mode is the displacement mode in the order of “expansion, contraction”. Further, the CPU 11 analyzes the size of the portion where the energy causing displacement is equal to or more than the threshold value after a lapse of a predetermined time from the start of irradiation of the treatment light, and determines whether or not the size is within a certain range. Therefore, it may be determined whether or not the energy of the therapeutic light is appropriate.

なお、CPU11は、治療光のエネルギーの適否を判定した場合、判定結果に基づいて、治療光照射光学系300から照射される治療光のパラメータを決定してもよい。例えば、被検物に対する治療光の試し打ちが行われる場合には、CPU11は、治療光が試し打ちされた部位のポテンシャル場から、実際の治療に用いられる治療光のパラメータを決定してもよい。また、CPU11は、複数の部位に連続して治療光が照射される場合、治療光が照射された1つの部位のポテンシャル場から、次の部位に照射する治療光のパラメータを決定してもよい。また、CPU11は、治療光の照射中にポテンシャル場を算出することで、治療光の照射を終了するタイミングを適宜判断してもよい。 When the CPU 11 determines the suitability of the energy of the therapeutic light, the CPU 11 may determine the parameter of the therapeutic light emitted from the therapeutic light irradiation optical system 300 based on the determination result. For example, when the treatment light is tested on the test object, the CPU 11 may determine the parameter of the treatment light used for the actual treatment from the potential field of the portion where the treatment light is tested. .. Further, when the treatment light is continuously irradiated to a plurality of parts, the CPU 11 may determine the parameter of the treatment light to be irradiated to the next part from the potential field of one part irradiated with the treatment light. .. Further, the CPU 11 may appropriately determine the timing at which the irradiation of the treatment light is terminated by calculating the potential field during the irradiation of the treatment light.

また、本実施形態では、OCT画像データからベクトル場およびポテンシャル場が算出される場合を例示した。しかし、OCT画像データ以外の画像データからベクトル場およびポテンシャル場が算出されてもよい。例えば、正面観察光学系200が備えるSLOまたは撮影装置によって取得された画像データから、ベクトル場およびポテンシャル場が算出されてもよい。 Moreover, in this embodiment, the case where the vector field and the potential field are calculated from the OCT image data is illustrated. However, the vector field and the potential field may be calculated from the image data other than the OCT image data. For example, the vector field and the potential field may be calculated from the image data acquired by the SLO or the photographing apparatus included in the front observation optical system 200.

また、本実施形態では、ポテンシャル場に基づいて被検物の変位が解析される。しかし、CPU11は、ベクトル場に対するヘルムホルツ分解によって算出されたポテンシャル場を、再度ベクトル場に戻す処理を実行してもよい。例えば、CPU11は、算出したスカラーポテンシャル場を微分することで、回転成分が除去されたベクトル場を算出してもよい。CPU11は、例えば、再度算出したベクトル場を、治療光の照射位置を含むように周回積分することで、被検物の変位を解析(定量化)してもよい。 Further, in the present embodiment, the displacement of the test object is analyzed based on the potential field. However, the CPU 11 may execute a process of returning the potential field calculated by the Helmholtz decomposition for the vector field to the vector field again. For example, the CPU 11 may calculate the vector field from which the rotational component is removed by differentiating the calculated scalar potential field. The CPU 11 may analyze (quantify) the displacement of the test object by, for example, performing a line integral of the recalculated vector field so as to include the irradiation position of the treatment light.

1 画像データ処理装置
10 制御部
11 CPU
100 OCT光学系
300 治療光照射光学系
1 Image data processing device 10 Control unit 11 CPU
100 OCT optical system 300 therapeutic light irradiation optical system

Claims (5)

画像データ処理装置であって、
画像データの処理を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
被検物の目標撮影位置に関して異なる時間に取得された複数の画像データから、撮影領域内における複数の部位の各々の変位を示すベクトル場を算出し、
前記ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことでポテンシャル場を算出することを特徴とする画像データ処理装置。
It is an image data processing device
Equipped with a control unit that controls the processing of image data
The control unit
From a plurality of image data acquired at different times with respect to the target imaging position of the test object, a vector field indicating the displacement of each of the plurality of parts in the imaging area is calculated.
An image data processing apparatus characterized in that a potential field is calculated by performing Helmholtz decomposition on the vector field.
請求項1の画像データ処理装置であって、
前記制御部は、
前記ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことで、前記被検物に変位を引き起こすエネルギーの分布を示し回転が無い前記ポテンシャル場であるスカラーポテンシャル場を算出することを特徴とする画像データ処理装置。
The image data processing device according to claim 1.
The control unit
An image data processing apparatus characterized in that a scalar potential field, which is a potential field without rotation, is calculated by performing Helmholtz decomposition on the vector field to show the distribution of energy that causes displacement in the test object.
請求項2の画像データ処理装置であって、
前記制御部は、
算出した前記スカラーポテンシャル場に基づいて、前記被検物に変位を引き起こすエネルギーの分布を表示する画像のデータを作成することを特徴とする画像データ処理装置。
The image data processing device according to claim 2.
The control unit
An image data processing apparatus, which creates image data that displays the distribution of energy that causes displacement in the test object, based on the calculated scalar potential field.
画像データ処理装置によって実行される画像データ処理方法であって、An image data processing method executed by an image data processing device.
被検物の目標撮影位置に関して異なる時間に取得された複数の画像データから、撮影領域内における複数の部位の各々の変位を示すベクトル場を算出するベクトル場算出ステップと、A vector field calculation step for calculating a vector field indicating the displacement of each of a plurality of parts in the imaging region from a plurality of image data acquired at different times with respect to the target imaging position of the test object.
前記ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことでポテンシャル場を算出するポテンシャル場算出ステップと、A potential field calculation step for calculating a potential field by performing Helmholtz decomposition on the vector field, and
を含むことを特徴とする画像データ処理方法。An image data processing method comprising.
画像データ処理装置において実行される画像データ処理プログラムであって、An image data processing program executed in an image data processing device.
前記画像データ処理装置のプロセッサが前記画像データ処理プログラムを実行することで、When the processor of the image data processing device executes the image data processing program,
被検物の目標撮影位置に関して異なる時間に取得された複数の画像データから、撮影領域内における複数の部位の各々の変位を示すベクトル場を算出するベクトル場算出ステップと、A vector field calculation step for calculating a vector field indicating the displacement of each of a plurality of parts in the imaging region from a plurality of image data acquired at different times with respect to the target imaging position of the test object.
前記ベクトル場に対してヘルムホルツ分解を行うことでポテンシャル場を算出するポテンシャル場算出ステップと、A potential field calculation step for calculating a potential field by performing Helmholtz decomposition on the vector field, and
を前記画像データ処理装置に実行させることを特徴とする画像データ処理プログラム。An image data processing program, characterized in that the image data processing apparatus is executed.
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