JP7800364B2 - Fundus image processing device and fundus image processing program - Google Patents
Fundus image processing device and fundus image processing programInfo
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Description
特許法第30条第2項適用 令和4年9月4日に開催された第58回日本眼光学学会総会にて公開Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act is applicable. Announced at the 58th General Meeting of the Japanese Society of Ophthalmology held on September 4, 2022.
本開示は、被検眼の眼底画像の処理に使用される眼底画像処理装置、および眼底画像処理プログラムに関する。 The present disclosure relates to a fundus image processing device and a fundus image processing program used to process fundus images of a subject's eye.
近年、被検眼の眼底画像を処理することで、ユーザ(例えば医師等)による被検眼の診療(診断、診察、および治療等)を補助するための種々の医療情報を取得する技術が提案されている。例えば、特許文献1に記載の画像処理装置は、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに眼科画像を入力することで、眼科画像中の組織を識別するための確率分布を取得する。画像処理装置は、組織が正確に識別される場合の確率分布に対する、取得された確率分布の乖離度を、組織の構造の異常度を示す構造情報として取得する。 In recent years, technologies have been proposed that process fundus images of a subject's eye to obtain various medical information to assist users (e.g., doctors) in treating the subject's eye (diagnosis, examination, treatment, etc.). For example, the image processing device described in Patent Document 1 obtains a probability distribution for identifying tissue in an ophthalmic image by inputting the ophthalmic image into a mathematical model trained by a machine learning algorithm. The image processing device obtains the degree of deviation of the obtained probability distribution from the probability distribution when the tissue is accurately identified as structural information indicating the degree of abnormality in the tissue structure.
被検眼に疾患等の異常が生じると、眼底組織における複数の層、および、互いに隣接する層の間の境界の少なくともいずれか(以下、「層・境界」という場合もある)に変化が表れる場合がある。従って、層・境界の状態を、乖離度等の種々の医療情報を用いてユーザに適切に把握させることができれば、ユーザによる診療の効率が向上する可能性がある。しかし、被検眼の状況(例えば、被検眼に生じる疾患等の異常の内容等)に応じて、層・境界に表れる変化の態様が異なる場合も多い。従って、眼科画像を処理することで得られる多種の医療情報を、機械的にユーザに提示するだけでは、ユーザによる診療を十分に補助することは難しい。 When an abnormality such as a disease occurs in the subject's eye, changes may appear in multiple layers in the fundus tissue and/or in the boundaries between adjacent layers (hereinafter sometimes referred to as "layers/boundaries"). Therefore, if users could properly understand the state of layers/boundaries using various medical information such as the degree of discrepancy, the efficiency of their medical treatment could be improved. However, the manner in which changes appear in layers/boundaries often differs depending on the condition of the subject's eye (for example, the nature of the abnormality, such as a disease, occurring in the subject's eye). Therefore, simply mechanically presenting users with a wide range of medical information obtained by processing ophthalmic images is not enough to fully assist them in their medical treatment.
本開示の典型的な目的は、眼科画像を処理することで得られる種々の医療情報を、状況に応じて適切にユーザに提示することが可能な眼底画像処理装置および眼底画像処理プログラムを提供することである。 A typical objective of the present disclosure is to provide a fundus image processing device and fundus image processing program that can appropriately present various medical information obtained by processing ophthalmologic images to a user depending on the situation.
本開示における典型的な実施形態が提供する眼底画像処理装置は、被検眼の眼底における複数の層、および層間の境界が撮影範囲に含まれる眼底画像を処理する眼底画像処理装置であって、前記眼底画像処理装置の制御部は、眼底画像撮影装置によって撮影された眼底の三次元画像を取得する画像取得ステップと、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記三次元画像を入力することで、前記三次元画像に写る眼底組織における層および境界の少なくともいずれかを識別するための確率分布を取得し、識別対象の層または境界が正確に識別される場合の確率分布に対する、取得された確率分布の乖離度の二次元分布を示す乖離度マップを生成する乖離度マップ生成ステップと、前記三次元画像に写る眼底組織における少なくともいずれかの層の厚みについての解析結果の二次元分布を示す厚み解析マップを生成する厚み解析マップ生成ステップと、前記乖離度マップおよび前記厚み解析マップの少なくとも一方を含む医療情報を表示部に表示させる表示制御ステップと、を実行可能であり、前記表示制御ステップでは、被検眼の診療を行う診療モードとして、黄斑疾患についての診療を行う黄斑疾患モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報に前記乖離度マップを含め、前記診療モードとして、緑内障についての診療を行う緑内障モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報に前記厚み解析マップを含める。 A typical embodiment of the present disclosure provides a fundus image processing device that processes fundus images in which multiple layers in the fundus of a subject's eye and the boundaries between layers are included in the imaging range. The control unit of the fundus image processing device includes an image acquisition step of acquiring a three-dimensional image of the fundus captured by a fundus image capturing device, a discrepancy map generation step of inputting the three-dimensional image into a mathematical model trained by a machine learning algorithm to acquire a probability distribution for identifying at least one of the layers and boundaries in the fundus tissue captured in the three-dimensional image, and generating a discrepancy map showing a two-dimensional distribution of the discrepancy of the acquired probability distribution with respect to the probability distribution when the layer or boundary to be identified is accurately identified, and a discrepancy map generation step of generating the three-dimensional image. The system can execute a thickness analysis map generation step of generating a thickness analysis map showing a two-dimensional distribution of analysis results for the thickness of at least one layer of the fundus tissue shown in the image, and a display control step of displaying medical information including at least one of the deviation map and the thickness analysis map on a display unit. In the display control step, if a macular disease mode in which macular disease is treated is selected as the treatment mode in which treatment is performed for the subject's eye, the deviation map is included in the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit, and if a glaucoma mode in which glaucoma is treated is selected as the treatment mode, the thickness analysis map is included in the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit.
本開示における典型的な実施形態が提供する眼底画像処理プログラムは、被検眼の眼底における複数の層、および層間の境界が撮影範囲に含まれる眼底画像を処理する眼底画像処理装置によって実行される眼底画像処理プログラムであって、前記眼底画像処理プログラムが前記眼底画像処理装置の制御部によって実行されることで、眼底画像撮影装置によって撮影された眼底の三次元画像を取得する画像取得ステップと、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記三次元画像を入力することで、前記三次元画像に写る眼底組織における層および境界の少なくともいずれかを識別するための確率分布を取得し、識別対象の層または境界が正確に識別される場合の確率分布に対する、取得された確率分布の乖離度の二次元分布を示す乖離度マップを生成する乖離度マップ生成ステップと、前記三次元画像に写る眼底組織における少なくともいずれかの層の厚みについての解析結果の二次元分布を示す厚み解析マップを生成する厚み解析マップ生成ステップと、前記乖離度マップおよび前記厚み解析マップの少なくとも一方を含む医療情報を表示部に表示させる表示制御ステップと、を前記眼底画像処理装置に実行させることが可能であり、前記表示制御ステップでは、被検眼の診療を行う診療モードとして、黄斑疾患についての診療を行う黄斑疾患モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報に前記乖離度マップが含められ、前記診療モードとして、緑内障についての診療を行う緑内障モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報に前記厚み解析マップが含められる。 A typical embodiment of the present disclosure provides a fundus image processing program that is executed by a fundus image processing device that processes fundus images in which multiple layers in the fundus of a subject's eye and the boundaries between layers are included in the imaging range. The fundus image processing program is executed by a control unit of the fundus image processing device, and includes an image acquisition step of acquiring a three-dimensional image of the fundus captured by the fundus image capturing device; and a discrepancy map that generates a two-dimensional distribution of the degree of discrepancy between the acquired probability distribution and the probability distribution when the layer or boundary to be identified is accurately identified by inputting the three-dimensional image into a mathematical model trained by a machine learning algorithm. The fundus image processing device can be caused to execute a generation step, a thickness analysis map generation step for generating a thickness analysis map showing a two-dimensional distribution of analysis results for the thickness of at least one layer of the fundus tissue shown in the three-dimensional image, and a display control step for displaying medical information including at least one of the discrepancy map and the thickness analysis map on a display unit, wherein in the display control step, if a macular disease mode for treating macular disease is selected as the examination mode for treating the subject's eye, the discrepancy map is included in the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit, and if a glaucoma mode for treating glaucoma is selected as the examination mode, the thickness analysis map is included in the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit.
本開示に係る眼底画像処理装置および眼底画像処理プログラムによると、眼科画像を処理することで得られる種々の医療情報が、状況に応じて適切にユーザに提示される。 The fundus image processing device and fundus image processing program disclosed herein allow various medical information obtained by processing ophthalmologic images to be presented to the user appropriately according to the situation.
<概要>
本開示で例示する眼底画像処理装置は、被検眼の眼底における複数の層、および層間の境界が撮影範囲に含まれる眼底画像を処理する。眼底画像処理装置の制御部は、画像取得ステップ、乖離度マップ生成ステップ、厚み解析マップ生成ステップ、および表示制御ステップを実行することができる。画像取得ステップでは、制御部は、眼底画像撮影装置によって撮影された眼底の三次元画像を取得する。乖離度マップ生成ステップでは、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに三次元画像を入力することで、三次元画像に写る眼底組織における層および境界の少なくともいずれかを識別するための確率分布を取得し、取得した確率分布に基づいて乖離度マップを生成する。乖離度マップは、識別対象の層または境界が正確に識別される場合の確率分布に対する、取得された確率分布の乖離度の二次元分布を示す。厚み解析マップ生成ステップでは、制御部は、三次元画像に写る眼底組織における少なくともいずれかの層の厚みについての解析結果の二次元分布を示す厚み解析マップを生成する。表示制御ステップでは、制御部は、乖離度マップおよび厚み解析マップの少なくとも一方を含む医療情報を、表示部に表示させる。詳細には、表示制御ステップにおいて、制御部は、被検眼の診療を行う診療モードとして、黄斑疾患についての診療を行う黄斑疾患モードが選択されている場合には、表示部に初期表示させる被検眼の医療情報に乖離度マップを含める。制御部は、診療モードとして、緑内障についての診療を行う緑内障モードが選択されている場合には、表示部に初期表示させる被検眼の医療情報に厚み解析マップを含める。
<Overview>
The fundus image processing device exemplified in the present disclosure processes a fundus image in which multiple layers and boundaries between layers in the fundus of the subject's eye are included in the imaging range. The control unit of the fundus image processing device can execute an image acquisition step, a deviation map generation step, a thickness analysis map generation step, and a display control step. In the image acquisition step, the control unit acquires a three-dimensional image of the fundus captured by the fundus image capturing device. In the deviation map generation step, the three-dimensional image is input to a mathematical model trained by a machine learning algorithm to acquire a probability distribution for identifying at least one of the layers and boundaries in the fundus tissue captured in the three-dimensional image, and a deviation map is generated based on the acquired probability distribution. The deviation map shows a two-dimensional distribution of deviation of the acquired probability distribution from the probability distribution when the layer or boundary to be identified is accurately identified. In the thickness analysis map generation step, the control unit generates a thickness analysis map showing a two-dimensional distribution of analysis results for the thickness of at least one layer in the fundus tissue captured in the three-dimensional image. In the display control step, the control unit causes the display unit to display medical information including at least one of the deviation map and the thickness analysis map. Specifically, in the display control step, when a macular disease mode for treating macular diseases is selected as the examination mode for treating the subject's eye, the control unit causes the display unit to initially display the medical information of the subject's eye, including the deviation map. When a glaucoma mode for treating glaucoma is selected as the examination mode, the control unit causes the display unit to initially display the medical information of the subject's eye, including the thickness analysis map.
前提として、層・境界の構造に異常が無い場合には、数学モデルによって層・境界が正確に識別され易いので、数学モデルによって層・境界を識別する際の確率分布が偏り易い。一方で、層・境界の構造に異常がある場合には、確率分布が偏り難くなる。従って、層・境界が正確に識別される場合の確率分布と、実際に取得された確率分布の乖離度の二次元分布を示す乖離度マップには、層・境界の構造の異常度が表れやすい。 As a premise, when there are no abnormalities in the structure of layers and boundaries, the mathematical model is likely to accurately identify the layers and boundaries, and the probability distribution when identifying layers and boundaries using the mathematical model is likely to be biased. On the other hand, when there are abnormalities in the structure of layers and boundaries, the probability distribution is less likely to be biased. Therefore, the deviation map, which shows the two-dimensional distribution of the deviation between the probability distribution when layers and boundaries are accurately identified and the actually obtained probability distribution, is likely to show the degree of abnormality in the structure of layers and boundaries.
ここで、被検眼に黄斑疾患が発症すると、層・境界の構造に異常が伴う場合が多い。従って、従来の黄斑疾患についての診療では、ユーザは、三次元断層画像の撮影範囲内の様々な位置の二次元断層画像を確認して、構造の異常が生じているか否かを把握する必要があった。これに対し、本開示の技術によると、黄斑疾患モードが選択されると、層・境界の構造の異常度を二次元の領域で把握し易い乖離度マップが初期表示される。よって、ユーザは、構造の異常が生じている可能性が高い位置を、表示部に初期表示される乖離度マップによって適切に把握し易くなる。 When a macular disease develops in a subject's eye, it is often accompanied by abnormalities in the structure of layers and boundaries. Therefore, in conventional macular disease treatments, the user must check two-dimensional tomographic images at various positions within the capture range of a three-dimensional tomographic image to determine whether or not a structural abnormality has occurred. In contrast, with the technology disclosed herein, when a macular disease mode is selected, a discrepancy map is initially displayed, which makes it easy to grasp the degree of abnormality in the structure of layers and boundaries in a two-dimensional area. Therefore, the discrepancy map initially displayed on the display unit makes it easy for the user to properly identify locations where structural abnormalities are likely to occur.
また、被検眼に緑内障が発症すると、少なくとも一部の層の厚みが薄くなる(つまり、菲薄化する)場合が多い。本開示の技術によると、緑内障モードが選択された場合に、層の厚みについての解析結果の二次元分布を示す厚み解析マップが初期表示される。よって、ユーザは、被検者の層の厚みに基づく緑内障の診療を、表示部に初期表示される厚み解析マップによって適切に行い易くなる。以上の処理によって、眼科画像を処理することで得られる種々の医療情報が、状況に応じて適切にユーザに提示される。 Furthermore, when glaucoma develops in the subject's eye, the thickness of at least some layers often becomes thinner (i.e., thinning occurs). According to the technology disclosed herein, when the glaucoma mode is selected, a thickness analysis map showing the two-dimensional distribution of the analysis results for layer thickness is initially displayed. This makes it easier for the user to appropriately treat glaucoma based on the subject's layer thickness using the thickness analysis map initially displayed on the display unit. Through the above processing, various medical information obtained by processing ophthalmic images is presented to the user appropriately according to the situation.
なお、本開示における初期表示の画面とは、診療対象の被検眼についての医療情報の表示を、いずれかの診療モードで開始させる際に、マップ(乖離度マップおよび厚み解析マップの少なくとも一方)を含む医療情報が最初に表示される画面を意味する。従って、診療対象の被検眼についての診療モードが開始された以後、マップを含む初期表示画面が表示されるよりも前に、マップを含まない何らかの画面(例えば起動画面等)が表示されてもよい。 In this disclosure, the initial display screen refers to the screen on which medical information including a map (at least one of a deviation map and a thickness analysis map) is first displayed when the display of medical information about the examinee's eye is started in any of the treatment modes. Therefore, after the treatment mode for the examinee's eye is started, some screen that does not include a map (for example, a startup screen) may be displayed before the initial display screen including the map is displayed.
緑内障モードが選択されている場合に初期表示される厚み解析マップの具体的な態様は、適宜選択できる。例えば、制御部は、厚み解析マップ生成ステップにおいて、解析対象の三次元画像における少なくともいずれかの層の厚みの二次元分布と、同一の層の正常眼における厚みの二次元分布の比較結果を示す正常眼比較マップ(例えば、両者の差分のパーセンタイルの二次元分布を示すパーセンタイルマップ、および、両者の偏差の二次元分布を示すデビエーションマップ等の少なくともいずれか)を、厚み解析マップとして生成してもよい。また、制御部は、厚み解析マップ生成ステップにおいて、解析対象の三次元画像における少なくともいずれかの層の厚みの二次元分布を示す厚みマップを、厚み解析マップとして生成してもよい。制御部は、厚み解析マップとして、正常眼比較マップおよび厚みマップの両方を表示部に表示させてもよい。 The specific form of the thickness analysis map initially displayed when the glaucoma mode is selected can be selected as appropriate. For example, in the thickness analysis map generation step, the control unit may generate a normal eye comparison map showing the results of comparing the two-dimensional distribution of thickness of at least one layer in the three-dimensional image to be analyzed with the two-dimensional distribution of thickness of the same layer in a normal eye (e.g., at least one of a percentile map showing the two-dimensional distribution of the percentile of the difference between the two, and a deviation map showing the two-dimensional distribution of the deviation between the two). Furthermore, in the thickness analysis map generation step, the control unit may generate a thickness analysis map showing the two-dimensional distribution of thickness of at least one layer in the three-dimensional image to be analyzed. The control unit may display both the normal eye comparison map and the thickness map on the display unit as the thickness analysis map.
黄斑疾患とは、眼底における網膜の中心部(黄斑、および黄斑の周辺部位)に異常を来たす疾患である。例えば、糖尿病網膜症、加齢黄斑変性、網膜色素変性症、網膜静脈閉塞症、黄斑浮腫、黄斑前膜、黄斑円孔、黄斑下血腫等の少なくともいずれかが黄斑疾患として分類されてもよい。一例として、本実施形態では、糖尿病網膜症、加齢黄斑変性、および網膜色素変性症が黄斑疾患に含まれる。 Macular diseases are diseases that cause abnormalities in the central part of the retina at the fundus (the macula and the area surrounding the macula). For example, at least one of diabetic retinopathy, age-related macular degeneration, retinitis pigmentosa, retinal vein occlusion, macular edema, premacular membrane, macular hole, and submacular hematoma may be classified as macular diseases. As an example, in this embodiment, diabetic retinopathy, age-related macular degeneration, and retinitis pigmentosa are included in macular diseases.
乖離度は、数学モデルによって出力されてもよい。また、制御部が、数学モデルによって出力された確率分布に基づいて乖離度を算出してもよい。 The deviation may be output by a mathematical model. Alternatively, the control unit may calculate the deviation based on the probability distribution output by the mathematical model.
乖離度には、取得された確率分布のエントロピー(平均情報量)が含まれていてもよい。エントロピーは、不確実性、乱雑さ、無秩序の度合いを表す。本開示では、層・境界が正確に識別される場合に出力される確率分布のエントロピーは0となる。また、層・境界の識別が困難になる程、エントロピーは増大する。従って、乖離度として確率分布のエントロピーを用いることで、層・境界の構造の異常度がより適切に定量化される。ただし、エントロピー以外の値が乖離度として採用されてもよい。例えば、取得された確率分布の散布度を示す標準偏差、変動係数、分散等の少なくともいずれかが乖離度として使用されてもよい。確率分布同士の差異を図る尺度であるKLダイバージェンス等が乖離度として使用されてもよい。また、取得された確率分布の最大値が乖離度として使用されてもよい。 The deviation may include the entropy (average information content) of the acquired probability distribution. Entropy represents the degree of uncertainty, disorder, and chaos. In the present disclosure, the entropy of the probability distribution output when layers and boundaries are accurately identified is 0. Furthermore, the more difficult it is to identify layers and boundaries, the greater the entropy. Therefore, using the entropy of the probability distribution as the deviation more appropriately quantifies the degree of abnormality in the structure of layers and boundaries. However, values other than entropy may also be used as the deviation. For example, at least one of the standard deviation, coefficient of variation, and variance, which indicate the degree of dispersion of the acquired probability distribution, may be used as the deviation. The KL divergence, which is a measure of the difference between probability distributions, may also be used as the deviation. The maximum value of the acquired probability distribution may also be used as the deviation.
なお、本開示では、三次元画像は、複数の二次元画像が並べられることで構成されている。乖離度は、三次元画像を構成する複数の二次元画像の各々について、または、画像を構成する各画素、各列、または各行について取得される。その結果、三次元画像に写る眼底組織の全体について、数学モデルによって層・境界が識別される際の乖離度が取得される。一例として、本開示の乖離度マップでは、眼底組織を正面(つまり、三次元画像を撮影するための光の光軸に沿う方向)から見た場合の、乖離度の二次元分布が示される。ただし、乖離度マップにおいて乖離度の二次元分布が示される方向は、適宜変更できる。また、特定の層の乖離度マップを表示させる場合、制御部は、特定の層に含まれる少なくとも2つの境界の乖離度の平均値等の二次元分布を、特定の層の乖離度マップとして表示してもよい。 In the present disclosure, a three-dimensional image is constructed by arranging multiple two-dimensional images. The degree of deviation is obtained for each of the multiple two-dimensional images that make up the three-dimensional image, or for each pixel, column, or row that makes up the image. As a result, the degree of deviation is obtained for the entire fundus tissue depicted in the three-dimensional image when layers and boundaries are identified using a mathematical model. As an example, the deviation map of the present disclosure shows the two-dimensional distribution of the degree of deviation when the fundus tissue is viewed from the front (i.e., along the optical axis of the light used to capture the three-dimensional image). However, the direction in which the two-dimensional distribution of the degree of deviation is shown in the deviation map can be changed as appropriate. Furthermore, when displaying a deviation map of a specific layer, the control unit may display a two-dimensional distribution, such as the average value of the deviation of at least two boundaries included in the specific layer, as the deviation map of the specific layer.
制御部は、診療モードとして緑内障モードが選択されている場合には、表示部に初期表示させる被検眼の医療情報から、乖離度マップを除外してもよい。前述したように、被検眼に緑内障が発症すると、少なくとも一部の層が菲薄化する場合が多い。しかし、緑内障に起因する層の菲薄化には、層・境界の構造異常を伴わない場合も多い。層・境界の構造異常が生じていなければ、乖離度マップには顕著な特徴は表れにくい。従って、緑内障モードが選択されている場合に、緑内障の診療に用いられる頻度が低い乖離度マップが初期表示の対象から除外されることで、緑内障についての診療に要する時間が短縮され易くなる。 When the glaucoma mode is selected as the treatment mode, the control unit may exclude the discrepancy map from the medical information of the subject's eye to be initially displayed on the display unit. As mentioned above, when glaucoma develops in the subject's eye, at least some layers often become thinned. However, layer thinning caused by glaucoma is often not accompanied by structural abnormalities in the layers or boundaries. If no structural abnormalities in the layers or boundaries occur, the discrepancy map is unlikely to show any notable features. Therefore, when the glaucoma mode is selected, discrepancy maps that are not frequently used in glaucoma treatment are excluded from the initial display, which helps to shorten the time required for glaucoma treatment.
制御部は、診療モードとして緑内障モードが選択されている場合に、ユーザによって入力される指示に応じて、厚み解析マップと共に、または、厚み解析マップと交互に切り換えて、乖離度マップを表示部に表示させてもよい。この場合、ユーザは、緑内障モードを選択している場合でも、乖離度マップを必要に応じて表示させることで、層・境界の構造の異常度を適切に把握することが可能である。 When the glaucoma mode is selected as the treatment mode, the control unit may, in response to instructions input by the user, cause the display unit to display the discrepancy map together with the thickness analysis map, or alternately with the thickness analysis map. In this case, even when the glaucoma mode is selected, the user can appropriately grasp the degree of abnormality in the layer/boundary structure by displaying the discrepancy map as needed.
制御部は、診療モードとして黄斑疾患モードが選択されている場合には、表示部に初期表示させる被検眼の医療情報から、層厚解析マップを除外してもよい。黄斑疾患についての診療では、層厚解析マップは、大きな浮腫等の存否を付加的に確認するために用いられる場合はあるが、黄斑疾患自体の診療には利用されない場合もある。従って、黄斑疾患モードが選択されている場合に、利用される頻度がそれほど高くない層厚解析マップが初期表示の対象から除外されることで、黄斑疾患についての診療に要する時間が短縮され易くなる。 When the macular disease mode is selected as the treatment mode, the control unit may exclude the layer thickness analysis map from the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit. In treatment for macular disease, the layer thickness analysis map may be used to additionally confirm the presence or absence of significant edema, but may not be used in the treatment of macular disease itself. Therefore, when the macular disease mode is selected, excluding the layer thickness analysis map, which is not used very frequently, from the initial display can help shorten the time required for treatment for macular disease.
制御部は、診療モードとして黄斑疾患モードが選択されている場合に、ユーザによって入力される指示に応じて、乖離度マップと共に、または、乖離度マップと交互に切り換えて、厚み解析マップを表示部に表示させてもよい。この場合、ユーザは、黄斑疾患モードを選択している場合でも、厚み解析マップを必要に応じて表示させることで、層・境界の厚みの二次元分布を適切に把握することが可能である。 When the macular disease mode is selected as the treatment mode, the control unit may, in response to instructions input by the user, cause the display unit to display the thickness analysis map together with the deviation map, or alternately with the deviation map. In this case, even when the macular disease mode is selected, the user can appropriately grasp the two-dimensional distribution of layer and boundary thicknesses by displaying the thickness analysis map as needed.
制御部は、抽出位置指定受付ステップと指定断層画像表示ステップをさらに実行してもよい。抽出位置指定受付ステップでは、制御部は、三次元画像の画像領域のうち、眼底組織の深さ方向に広がる一部の二次元断層画像の抽出位置を指定するためのユーザからの指示入力を受け付ける。指定断層画像表示ステップでは、制御部は、抽出位置を指定するための指示入力が受け付けられた場合に、指定された抽出位置から眼底組織の深さ方向に広がる二次元断層画像を抽出して表示部に表示させる。抽出位置指定受付ステップでは、診療モードとして黄斑疾患モードが選択されている場合、表示部に表示されている乖離度マップ上で抽出位置の指示入力が受け付けられてもよい。また、診療モードとして緑内障モードが選択されている場合には、表示部に表示されている厚み解析マップ上で抽出位置の指示入力が受け付けられてもよい。 The control unit may further execute an extraction position specification receiving step and a specified tomographic image display step. In the extraction position specification receiving step, the control unit receives instruction input from the user to specify an extraction position for a portion of a two-dimensional tomographic image extending in the depth direction of the fundus tissue from the image region of the three-dimensional image. In the specified tomographic image display step, when the instruction input for specifying the extraction position is received, the control unit extracts a two-dimensional tomographic image extending in the depth direction of the fundus tissue from the specified extraction position and displays it on the display unit. In the extraction position specification receiving step, if the macular disease mode is selected as the diagnosis mode, instruction input for the extraction position may be received on a discrepancy map displayed on the display unit. Also, if the glaucoma mode is selected as the diagnosis mode, instruction input for the extraction position may be received on a thickness analysis map displayed on the display unit.
前述したように、被検眼に黄斑疾患が発症すると、層・境界の構造に異常が伴う場合が多い。乖離度マップによると、ユーザは、層・境界の構造の異常度を二次元の領域で把握し易い。従って、ユーザは、黄斑疾患モードの選択中に、二次元断層画像の抽出位置を乖離度マップ上で指定することで、二次元断層画像の抽出位置を、黄斑疾患との間の関連性が高い構造の異常度に応じて適切に指定することができる。 As mentioned above, when macular disease develops in the subject's eye, it is often accompanied by abnormalities in the structure of layers and boundaries. The discrepancy map makes it easy for the user to grasp the degree of abnormality in the structure of layers and boundaries in a two-dimensional area. Therefore, by specifying the extraction position of the two-dimensional tomographic image on the discrepancy map while selecting the macular disease mode, the user can appropriately specify the extraction position of the two-dimensional tomographic image according to the degree of abnormality in structures that are highly correlated with macular disease.
また、被検眼に緑内障が発症すると、少なくとも一部の層の厚みが薄くなる場合が多い。厚み解析マップによると、層の厚みの二次元分布を把握し易い。従って、ユーザは、緑内障モードの選択中に、二次元断層画像の抽出位置を厚み解析マップ上で指定することで、二次元断層画像の抽出位置を、緑内障との間の関連性が高い層の厚みの分布に応じて適切に指定することができる。 Furthermore, when glaucoma develops in the subject's eye, the thickness of at least some layers often thins. The thickness analysis map makes it easy to grasp the two-dimensional distribution of layer thickness. Therefore, by specifying the extraction position of the two-dimensional tomographic image on the thickness analysis map while selecting the glaucoma mode, the user can appropriately specify the extraction position of the two-dimensional tomographic image according to the distribution of thickness of layers that are highly correlated with glaucoma.
なお、二次元断層画像の抽出位置を、マップ(乖離度マップまたは厚み解析マップ)上でユーザに指定させる方法も、適宜選択できる。例えば、制御部は、二次元のマップ上で、二次元断層画像の抽出位置(つまり、抽出される二次元断層画像とマップが交差する位置)を示すラインをユーザに指定させてもよい。この場合、ラインの形状は直線であってもよいし、直線以外の形状(例えば、曲線状または環状等)であってもよい。ラインの大きさ、およびラインの角度も、ユーザによって入力された指示に応じて変更されてもよい。 The method of having the user specify the extraction position of the two-dimensional tomographic image on a map (discrepancy map or thickness analysis map) can also be selected as appropriate. For example, the control unit may have the user specify a line on the two-dimensional map that indicates the extraction position of the two-dimensional tomographic image (i.e., the position where the extracted two-dimensional tomographic image intersects with the map). In this case, the shape of the line may be straight, or may be a shape other than a straight line (e.g., curved or circular). The size and angle of the line may also be changed according to instructions input by the user.
被検者に生じ得る複数の黄斑疾患の各々に対し、関連する眼底組織内の層および境界が対応付けられていてもよい。制御部は、乖離度マップ生成ステップにおいて、三次元画像に写る眼底組織における複数の層および境界のうち、複数の部位の各々を識別するための複数の確率分布を取得することで、複数の部位の各々についての乖離度マップを生成できてもよい。制御部は、表示制御ステップにおいて、黄斑疾患モードが選択されている場合に、ユーザによって指定された黄斑疾患に対応付けられている部位についての乖離度マップを、選択的に表示部に表示させてもよい。 A layer and boundary within the relevant fundus tissue may be associated with each of a plurality of macular diseases that may occur in the subject. In the deviation map generation step, the control unit may generate a deviation map for each of a plurality of regions by acquiring a plurality of probability distributions for identifying each of a plurality of regions among the plurality of layers and boundaries in the fundus tissue depicted in the three-dimensional image. In the display control step, when the macular disease mode is selected, the control unit may selectively display, on the display unit, a deviation map for a region associated with a macular disease specified by the user.
この場合、ユーザは、診療したい黄斑疾患の種類に応じて、乖離度マップを効率良く利用することができる。例えば、ユーザは、予想される被検者の黄斑疾患に関連する部位についての乖離度マップを、予想される黄斑疾患を指定するだけで容易に確認できる。また、ユーザは、指定する黄斑疾患を切り替えながら、各々の黄斑疾患に対応付けられている部位の乖離度マップを確認することで、被検者の黄斑疾患を予想することも可能である。 In this case, the user can efficiently use the deviation map depending on the type of macular disease they wish to treat. For example, the user can easily check the deviation map for the area associated with the subject's predicted macular disease simply by specifying the predicted macular disease. The user can also predict the subject's macular disease by switching the specified macular disease and checking the deviation map for the area associated with each macular disease.
なお、複数の黄斑疾患の少なくともいずれかをユーザに指定させるための方法も、適宜選択できる。例えば、制御部は、予め用意された複数の黄斑疾患名の少なくともいずれかをユーザに指定させてもよいし、黄斑疾患名をユーザに入力させてもよい。黄斑疾患の種類は、医療情報の表示が開始される以前に指定されてもよい。この場合、制御部は、黄斑疾患モードで表示部に初期表示させる乖離度マップを、指定された黄斑疾患に対応付けられている部位についての乖離度マップとしてもよい。また、黄斑疾患の種類は、医療情報の初期表示が開始された後に指定されてもよい。この場合、表示部に表示されている乖離度マップを、指定された黄斑疾患に対応付けられている部位についての乖離度マップに切り換えてもよい。制御部は、複数の部位の少なくともいずれかについての乖離度マップ(全ての乖離度マップでもよい)を表示部に表示させた状態で、ユーザに黄斑疾患を指定させてもよい。また、複数の乖離度マップを位置合わせして合成した合成乖離度マップを表示部に表示させた状態で、ユーザに黄斑疾患を指定させてもよい。この場合、黄斑疾患の種類に関係なく、乖離度が高い部位を効率的に特定できる。 The method for prompting the user to specify at least one of multiple macular diseases can also be selected as appropriate. For example, the control unit may prompt the user to specify at least one of multiple macular disease names prepared in advance, or may prompt the user to input the name of the macular disease. The type of macular disease may be specified before the display of medical information begins. In this case, the control unit may set the discrepancy map initially displayed on the display unit in macular disease mode to the discrepancy map for the region associated with the specified macular disease. The type of macular disease may also be specified after the initial display of medical information begins. In this case, the discrepancy map displayed on the display unit may be switched to the discrepancy map for the region associated with the specified macular disease. The control unit may prompt the user to specify a macular disease while the display unit is displaying a discrepancy map for at least one of multiple regions (or all discrepancy maps). The control unit may also prompt the user to specify a macular disease while the display unit is displaying a composite discrepancy map created by aligning and combining multiple discrepancy maps. In this case, areas with high discrepancies can be efficiently identified regardless of the type of macular disease.
ユーザによって指定された黄斑疾患に対応付けられている部位についての乖離度マップを、選択的に表示部に表示させる技術は、本開示における他の技術と組み合わせずに実施することも可能である。この場合、眼底画像処理装置は以下のように表現することも可能である。被検眼の眼底における複数の層、および層間の境界が撮影範囲に含まれる眼底画像を処理する眼底画像処理装置であって、前記眼底画像処理装置の制御部は、眼底画像撮影装置によって撮影された眼底の三次元画像を取得する画像取得ステップと、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記三次元画像を入力することで、前記三次元画像に写る眼底組織における複数の層および境界のうち、複数の部位の各々を識別するための複数の確率分布を取得し、識別対象の層または境界が正確に識別される場合の確率分布に対する、取得された確率分布の乖離度の二次元分布を示す乖離度マップを、前記複数の部位の各々について生成する乖離度マップ生成ステップと、前記乖離度マップ含む医療情報を表示部に表示させる表示制御ステップと、を実行可能であり、前記表示制御ステップでは、前記制御部は、ユーザによって指定された黄斑疾患に対応付けられている部位についての前記乖離度マップを、選択的に前記表示部に表示させる。 The technology for selectively displaying a discrepancy map for a region associated with a macular disease specified by the user on a display unit can also be implemented without combining it with other technologies in this disclosure. In this case, the fundus image processing device can also be expressed as follows: A fundus image processing device processes fundus images in which multiple layers and boundaries between layers of the fundus of a subject's eye are included in the imaging range, and the control unit of the fundus image processing device is capable of executing the following steps: an image acquisition step of acquiring a three-dimensional image of the fundus captured by the fundus image capturing device; a discrepancy map generation step of inputting the three-dimensional image into a mathematical model trained by a machine learning algorithm to acquire multiple probability distributions for identifying each of multiple regions among the multiple layers and boundaries of the fundus tissue captured in the three-dimensional image, and generating a discrepancy map for each of the multiple regions showing a two-dimensional distribution of the discrepancy of the acquired probability distribution from the probability distribution when the layer or boundary to be identified is accurately identified; and a display control step of displaying medical information including the discrepancy map on a display unit; and in the display control step, the control unit selectively displays the discrepancy map for a region associated with a macular disease specified by the user on the display unit.
ただし、表示部に表示させる乖離度マップを選択する方法は、適宜変更できる。例えば、ユーザは、複数の層・境界のうち、乖離度マップを確認したい少なくとも1つの層・境界(全ての層・境界でもよい)を選択する指示を、操作部等を介して眼底画像処理装置に入力してもよい。制御部は、複数の層・境界のうち、ユーザによって選択された層・境界の乖離度マップを表示部に表示させてもよい。層・境界の選択指示は、医療情報の表示が開始される以前に受け付けられてもよい。この場合、制御部は、黄斑疾患モードで表示部に初期表示させる乖離度マップを、選択された層・境界についての乖離度マップとしてもよい。また、層・境界の選択指示は、医療情報の初期表示が開始された後に受け付けられてもよい。この場合、表示部に表示されている乖離度マップを、選択された層・境界についての乖離度マップに切り換えてもよい。 However, the method for selecting the discrepancy map to be displayed on the display unit can be changed as appropriate. For example, the user may input an instruction to the fundus image processing device via an operation unit or the like to select at least one layer/boundary (or all layers/boundaries) for which the user wishes to check the discrepancy map from among the multiple layers/boundaries. The control unit may cause the display unit to display the discrepancy map for the layer/boundary selected by the user from among the multiple layers/boundaries. The instruction to select a layer/boundary may be received before the display of medical information begins. In this case, the control unit may set the discrepancy map to be initially displayed on the display unit in macular disease mode to the discrepancy map for the selected layer/boundary. Alternatively, the instruction to select a layer/boundary may be received after the initial display of medical information begins. In this case, the discrepancy map displayed on the display unit may be switched to the discrepancy map for the selected layer/boundary.
また、制御部は、診療モードとして黄斑疾患モードが選択されている場合、複数の乖離度マップのうち、乖離度の順位が高い所定数の乖離度マップを選択的に表示部に初期表示させてもよい。この場合、ユーザは、複数の層・境界のうち、数学モデルによる識別の乖離度が高くなった層・境界の乖離度マップを容易に確認することができる。 Furthermore, when the macular disease mode is selected as the treatment mode, the control unit may selectively initially display on the display unit a predetermined number of discrepancy maps with the highest discrepancy rankings from among the multiple discrepancy maps. In this case, the user can easily check the discrepancy maps of the layers/boundaries with the highest discrepancy in the classification by the mathematical model from among the multiple layers/boundaries.
なお、乖離度の順位が高い所定数の乖離度マップを初期表示させる際の具体的な方法は、適宜選択できる。例えば、制御部は、乖離度の平均値が高い順に、所定数の乖離度マップを初期表示させてもよい。また、制御部は、二次元のマップ内における乖離度の極大値が高い順に、所定数の乖離度マップを初期表示させてもよい。また、制御部は、乖離度の順位が最も高い1つの乖離度マップを初期表示させてもよいし、乖離度の順位が高い順に複数の乖離度マップを初期表示させてもよい。 The specific method for initially displaying a predetermined number of deviation maps with the highest deviation rankings can be selected as appropriate. For example, the control unit may initially display a predetermined number of deviation maps in descending order of average deviation values. The control unit may also initially display a predetermined number of deviation maps in descending order of maximum deviation values within the two-dimensional map. The control unit may also initially display a single deviation map with the highest deviation ranking, or may initially display multiple deviation maps in descending order of deviation rankings.
複数の乖離度マップを表示部に表示させる際の具体的な方法も、適宜選択できる。例えば、制御部は、複数の乖離度マップを別々に表示部に表示させてもよい。また、制御部は、複数の乖離度マップを位置合わせした状態で合成した合成乖離度マップを表示部に表示させてもよい。合成乖離度マップは、各々の乖離度マップの色を異なる色で表現したうえで、複数の乖離度マップを重畳させることで生成されてもよい。 The specific method for displaying multiple deviation maps on the display unit can also be selected as appropriate. For example, the control unit may cause the display unit to display multiple deviation maps separately. Alternatively, the control unit may cause the display unit to display a composite deviation map created by merging multiple deviation maps in an aligned state. The composite deviation map may be generated by superimposing multiple deviation maps, with each deviation map displayed in a different color.
制御部は、表示制御ステップにおいて、三次元画像の画像領域に含まれる、眼底組織の深さ方向に広がる一部の二次元断層画像を表示部に表示させてもよい。制御部は、表示部に表示させている二次元断層画像に写る複数の層および境界のうち、乖離度マップが表示されている部位の色を、表示部における乖離度マップの表示色と一致させてもよい。この場合、表示されている乖離度マップが、複数の層および境界におけるいずれの部位の乖離度マップであるかが、色によって容易に把握される。従って、ユーザは、例えば複数の部位の各々の乖離度マップが同時に表示される場合等でも、乖離度マップが表示されている部位を二次元断層画像上で適切に把握することができる。 In the display control step, the control unit may cause the display unit to display a portion of a two-dimensional tomographic image of the fundus tissue extending in the depth direction, which is included in the image region of the three-dimensional image. The control unit may cause the color of the portion of the multiple layers and boundaries shown in the two-dimensional tomographic image displayed on the display unit, for which a discrepancy map is displayed, to match the display color of the discrepancy map on the display unit. In this case, the color makes it easy to determine which portion of the multiple layers and boundaries the displayed discrepancy map corresponds to. Therefore, the user can properly determine on the two-dimensional tomographic image the portion for which the discrepancy map is displayed, even when, for example, discrepancy maps for multiple portions are displayed simultaneously.
なお、乖離度マップが表示されている二次元断層画像上の部位の色と、乖離度マップの表示色を一致させる技術は、本開示における他の技術と組み合わせずに実施することも可能である。この場合、眼底画像処理装置は以下のように表現することも可能である。被検眼の眼底における複数の層、および層間の境界が撮影範囲に含まれる眼底画像を処理する眼底画像処理装置であって、前記眼底画像処理装置の制御部は、眼底画像撮影装置によって撮影された眼底の三次元画像を取得する画像取得ステップと、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記三次元画像を入力することで、前記三次元画像に写る眼底組織における層および境界の少なくともいずれかを識別するための確率分布を取得し、識別対象の層または境界が正確に識別される場合の確率分布に対する、取得された確率分布の乖離度の二次元分布を示す乖離度マップを生成する乖離度マップ生成ステップと、前記乖離度マップ含む医療情報を表示部に表示させる表示制御ステップと、を実行可能であり、前記表示制御ステップでは、前記制御部は、前記三次元画像の画像領域に含まれる、眼底組織の深さ方向に広がる一部の二次元断層画像を前記表示部に表示させると共に、前記二次元断層画像に写る複数の層および境界のうち、前記乖離度マップが表示されている部位の色を、前記乖離度マップの表示色と一致させる。 Note that the technology for matching the color of the area on the two-dimensional tomographic image on which the discrepancy map is displayed with the display color of the discrepancy map can also be implemented without combining it with other technologies in this disclosure. In this case, the fundus image processing device can also be expressed as follows: A fundus image processing device processes fundus images in which multiple layers and boundaries between layers of the fundus of a subject's eye are included in the imaging range, and the control unit of the fundus image processing device is capable of executing the following steps: an image acquisition step for acquiring a three-dimensional image of the fundus captured by a fundus image capturing device; a discrepancy map generation step for inputting the three-dimensional image into a mathematical model trained by a machine learning algorithm to acquire a probability distribution for identifying at least one of the layers and boundaries of the fundus tissue captured in the three-dimensional image, and generating a discrepancy map showing a two-dimensional distribution of the discrepancy of the acquired probability distribution with respect to the probability distribution when the layer or boundary to be identified is accurately identified; and a display control step for displaying medical information including the discrepancy map on a display unit. In the display control step, the control unit displays on the display unit a two-dimensional tomographic image of a portion of the fundus tissue that is included in the image area of the three-dimensional image and extends in the depth direction, and matches the color of the portion of the multiple layers and boundaries captured in the two-dimensional tomographic image where the discrepancy map is displayed with the display color of the discrepancy map.
制御部は、表示制御ステップにおいて、三次元画像の画像領域に含まれる、眼底組織の深さ方向に広がる一部の二次元断層画像を表示部に表示させてもよい。制御部は、二次元断層画像内の領域における乖離度の状態をユーザに識別させる識別表示を実行してもよい。この場合、ユーザは、二次元断層画像においても乖離度の状態を容易に確認することができる。よって、ユーザは、二次元断層画像に写る層・境界の状態を、乖離度に応じて適切に把握することができる。 In the display control step, the control unit may cause the display unit to display a portion of a two-dimensional tomographic image of the fundus tissue extending in the depth direction, which is included in the image region of the three-dimensional image. The control unit may also execute an identification display that allows the user to identify the state of the degree of deviation in the region within the two-dimensional tomographic image. In this case, the user can easily check the state of the degree of deviation in the two-dimensional tomographic image. Therefore, the user can appropriately understand the state of the layers and boundaries shown in the two-dimensional tomographic image according to the degree of deviation.
なお、二次元断層画像内の領域における乖離度の状態をユーザに識別させるための具体的な方法は、適宜選択できる。例えば、制御部は、二次元断層画像内の領域のうち、乖離度が閾値以上となっている領域を示す識別表示を実行してもよい。識別表示は、二次元断層画像の画像領域の内部および外部のいずれに付加されてもよい。また、制御部は、乖離度の大きさに応じた濃さの色を、二次元断層画像内の各領域に付与することで、乖離度の状態をユーザに識別させてもよい。また、制御部は、二次元断層画像の画像領域の外部に、乖離度の大きさを示す追加表示(例えば、乖離度の大きさの応じた濃さの色を示すカラースケールバー等)を行ってもよい。 The specific method for allowing the user to identify the state of the degree of deviation in an area within the two-dimensional tomographic image can be selected as appropriate. For example, the control unit may execute an identification display that indicates areas within the two-dimensional tomographic image where the degree of deviation is equal to or greater than a threshold. The identification display may be added either inside or outside the image area of the two-dimensional tomographic image. The control unit may also allow the user to identify the state of the degree of deviation by assigning a color of a depth corresponding to the magnitude of the degree of deviation to each area within the two-dimensional tomographic image. The control unit may also display an additional display indicating the magnitude of the degree of deviation (for example, a color scale bar showing a color of a depth corresponding to the magnitude of the degree of deviation) outside the image area of the two-dimensional tomographic image.
二次元断層画像内の領域における乖離度の状態をユーザに識別させる技術は、本開示における他の技術と組み合わせずに実施することも可能である。この場合、眼底画像処理装置は以下のように表現することも可能である。被検眼の眼底における複数の層、および層間の境界が撮影範囲に含まれる眼底画像を処理する眼底画像処理装置であって、前記眼底画像処理装置の制御部は、眼底画像撮影装置によって撮影された眼底の三次元画像を取得する画像取得ステップと、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記三次元画像を入力することで、前記三次元画像に写る眼底組織における層および境界の少なくともいずれかを識別するための確率分布を取得し、識別対象の層または境界が正確に識別される場合の確率分布に対する、取得された確率分布の乖離度の分布を取得する乖離度取得ステップと、前記三次元画像の画像領域に含まれる、眼底組織の深さ方向に広がる一部の二次元断層画像を表示部に表示させる二次元断層画像表示ステップと、前記二次元断層画像内の領域における前記乖離度の状態をユーザに識別させる識別表示を実行する乖離度識別表示ステップと、を実行する。 The technology that allows a user to identify the state of deviation in an area within a two-dimensional tomographic image can also be implemented without combining it with other technologies in this disclosure. In this case, the fundus image processing device can also be expressed as follows: A fundus image processing device processes fundus images in which multiple layers and boundaries between layers in the fundus of a subject's eye are included in the imaging range, and the control unit of the fundus image processing device performs the following steps: an image acquisition step of acquiring a three-dimensional image of the fundus captured by the fundus image capturing device; a deviation degree acquisition step of inputting the three-dimensional image into a mathematical model trained by a machine learning algorithm to acquire a probability distribution for identifying at least one of the layers and boundaries in the fundus tissue captured in the three-dimensional image, and acquiring a distribution of deviation degrees of the acquired probability distribution from the probability distribution when the layer or boundary to be identified is accurately identified; a two-dimensional tomographic image display step of displaying on a display unit a two-dimensional tomographic image of a portion of the fundus tissue extending in the depth direction, which is included in the image region of the three-dimensional image; and a deviation degree identification display step of executing an identification display that allows a user to identify the state of the deviation degree in the region within the two-dimensional tomographic image.
<実施形態>
(装置構成)
以下、本開示における典型的な実施形態の1つについて、図面を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態では、数学モデル構築装置101、眼底画像処理装置1、およびOCT装置(眼底画像撮影装置)10A,10Bが用いられる。数学モデル構築装置101は、機械学習アルゴリズムによって数学モデルを訓練させることで、数学モデルを構築する。構築された数学モデルを実現するプログラムは、眼底画像処理装置1に組み込まれる。構築された数学モデルは、入力された眼底画像に基づいて、眼底画像に写る層・境界の少なくともいずれか(本実施形態では、特定の複数の層・境界)の識別(検出)を行う。眼底画像処理装置1は、数学モデルが出力した結果を利用して、各種処理を実行する。OCT装置10A,10Bは、被検眼の眼底画像(本実施形態では、眼底の断層画像)を撮影する眼底画像撮影装置として機能する。
<Embodiment>
(Device configuration)
A typical embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1 , this embodiment uses a mathematical model construction device 101, a fundus image processing device 1, and OCT devices (fundus image capturing devices) 10A and 10B. The mathematical model construction device 101 constructs a mathematical model by training the mathematical model using a machine learning algorithm. A program realizing the constructed mathematical model is installed in the fundus image processing device 1. The constructed mathematical model identifies (detects) at least one of the layers and boundaries (in this embodiment, a specific number of layers and boundaries) shown in the fundus image based on the input fundus image. The fundus image processing device 1 performs various processes using the results output by the mathematical model. The OCT devices 10A and 10B function as fundus image capturing devices that capture fundus images (in this embodiment, tomographic images of the fundus) of the subject's eye.
一例として、本実施形態の数学モデル構築装置101にはパーソナルコンピュータ(以下、「PC」という)が用いられる。詳細は後述するが、数学モデル構築装置101は、OCT装置10Aから取得した被検眼の眼底画像(以下、「訓練用眼底画像」という)のデータと、訓練用眼底画像が撮影された被検眼の複数の層・境界を示すデータとを利用して、数学モデルを訓練させる。その結果、数学モデルが構築される。ただし、数学モデル構築装置101として機能できるデバイスは、PCに限定されない。例えば、OCT装置10Aが数学モデル構築装置101として機能してもよい。また、複数のデバイスの制御部(例えば、PCのCPUと、OCT装置10AのCPU)が、協働して数学モデルを構築してもよい。 As an example, a personal computer (hereinafter referred to as a "PC") is used as the mathematical model construction device 101 of this embodiment. As will be described in detail below, the mathematical model construction device 101 trains a mathematical model using data on a fundus image of the test eye (hereinafter referred to as a "training fundus image") acquired from the OCT device 10A and data indicating multiple layers and boundaries of the test eye from which the training fundus image was captured. As a result, a mathematical model is constructed. However, devices that can function as the mathematical model construction device 101 are not limited to PCs. For example, the OCT device 10A may function as the mathematical model construction device 101. Furthermore, control units of multiple devices (e.g., the CPU of a PC and the CPU of the OCT device 10A) may work together to construct a mathematical model.
また、本実施形態の眼底画像処理装置1にはPCが用いられる。しかし、眼底画像処理装置1として機能できるデバイスも、PCに限定されない。例えば、OCT装置10Bまたはサーバ等が、眼底画像処理装置1として機能してもよい。OCT装置10Bが眼底画像処理装置1として機能する場合、OCT装置10Bは、眼底画像を撮影しつつ、撮影した眼底画像を処理することができる。また、タブレット端末またはスマートフォン等の携帯端末が、眼底画像処理装置1として機能してもよい。複数のデバイスの制御部(例えば、PCのCPUと、OCT装置10BのCPU)が、協働して各種処理を行ってもよい。 Furthermore, a PC is used as the fundus image processing device 1 in this embodiment. However, the device that can function as the fundus image processing device 1 is not limited to a PC. For example, the OCT device 10B or a server may function as the fundus image processing device 1. When the OCT device 10B functions as the fundus image processing device 1, the OCT device 10B can process the captured fundus images while capturing them. Furthermore, a mobile terminal such as a tablet terminal or smartphone may function as the fundus image processing device 1. Control units of multiple devices (for example, the CPU of a PC and the CPU of the OCT device 10B) may work together to perform various processes.
また、本実施形態では、各種処理を行うコントローラの一例としてCPUが用いられる場合について例示する。しかし、各種デバイスの少なくとも一部に、CPU以外のコントローラが用いられてもよいことは言うまでもない。例えば、コントローラとしてGPUを採用することで、処理の高速化を図ってもよい。 Furthermore, in this embodiment, a CPU is used as an example of a controller that performs various processes. However, it goes without saying that controllers other than a CPU may be used for at least some of the various devices. For example, processing speed may be increased by using a GPU as a controller.
数学モデル構築装置101について説明する。数学モデル構築装置101は、例えば、眼底画像処理装置1または眼底画像処理プログラムをユーザに提供するメーカー等に配置される。数学モデル構築装置101は、各種制御処理を行う制御ユニット102と、通信I/F105を備える。制御ユニット102は、制御を司るコントローラであるCPU103と、プログラムおよびデータ等を記憶することが可能な記憶装置104を備える。記憶装置104には、後述する数学モデル構築処理(図6参照)を実行するための数学モデル構築プログラムが記憶されている。また、通信I/F105は、数学モデル構築装置101を他のデバイス(例えば、OCT装置10Aおよび眼底画像処理装置1等)と接続する。 The mathematical model construction device 101 will now be described. The mathematical model construction device 101 is installed, for example, at a manufacturer that provides the fundus image processing device 1 or the fundus image processing program to users. The mathematical model construction device 101 includes a control unit 102 that performs various control processes, and a communication I/F 105. The control unit 102 includes a CPU 103, which is a controller responsible for control, and a storage device 104 that can store programs, data, and the like. The storage device 104 stores a mathematical model construction program for executing the mathematical model construction process (see Figure 6), which will be described later. The communication I/F 105 also connects the mathematical model construction device 101 to other devices (for example, the OCT device 10A and the fundus image processing device 1, etc.).
数学モデル構築装置101は、操作部107および表示装置108に接続されている。操作部107は、ユーザが各種指示を数学モデル構築装置101に入力するために、ユーザによって操作される。操作部107には、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等の少なくともいずれかを使用できる。なお、操作部107と共に、または操作部107に代えて、各種指示を入力するためのマイク等が使用されてもよい。表示装置108は、各種画像を表示する。表示装置108には、画像を表示可能な種々のデバイス(例えば、モニタ、ディスプレイ、プロジェクタ等の少なくともいずれか)を使用できる。なお、本開示における「画像」には、静止画像も動画像も共に含まれる。 The mathematical model construction device 101 is connected to an operation unit 107 and a display device 108. The operation unit 107 is operated by a user to input various instructions to the mathematical model construction device 101. The operation unit 107 may be, for example, at least one of a keyboard, a mouse, a touch panel, etc. Note that a microphone or the like for inputting various instructions may be used together with or instead of the operation unit 107. The display device 108 displays various images. The display device 108 may be any of a variety of devices capable of displaying images (for example, at least one of a monitor, a display, a projector, etc.). Note that "image" in this disclosure includes both still images and moving images.
数学モデル構築装置101は、OCT装置10Aから眼底画像のデータ(以下、単に「眼底画像」という場合もある)を取得することができる。数学モデル構築装置101は、例えば、有線通信、無線通信、着脱可能な記憶媒体(例えばUSBメモリ)等の少なくともいずれかによって、OCT装置10Aから眼底画像のデータを取得してもよい。 The mathematical model construction device 101 can acquire fundus image data (hereinafter sometimes simply referred to as "fundus image") from the OCT device 10A. The mathematical model construction device 101 may acquire fundus image data from the OCT device 10A, for example, via at least one of wired communication, wireless communication, a removable storage medium (e.g., a USB memory), etc.
眼底画像処理装置1について説明する。眼底画像処理装置1は、例えば、被検者の診断または検査等を行う施設(例えば、病院または健康診断施設等)に配置される。眼底画像処理装置1は、各種制御処理を行う制御ユニット2と、通信I/F5を備える。制御ユニット2は、制御を司るコントローラであるCPU3と、プログラムおよびデータ等を記憶することが可能な記憶装置4を備える。記憶装置4には、後述する眼底画像処理(図7参照)を実行するための眼底画像処理プログラムが記憶されている。眼底画像処理プログラムには、数学モデル構築装置101によって構築された数学モデルを実現させるプログラムが含まれる。通信I/F5は、眼底画像処理装置1を他のデバイス(例えば、OCT装置10Bおよび数学モデル構築装置101等)と接続する。 The fundus image processing device 1 will now be described. The fundus image processing device 1 is installed, for example, in a facility where subjects are diagnosed or examined (e.g., a hospital or health checkup facility). The fundus image processing device 1 includes a control unit 2 that performs various control processes, and a communication I/F 5. The control unit 2 includes a CPU 3, which is a controller responsible for control, and a storage device 4 that can store programs, data, and the like. The storage device 4 stores a fundus image processing program for executing the fundus image processing (see Figure 7) described below. The fundus image processing program includes a program that realizes the mathematical model constructed by the mathematical model construction device 101. The communication I/F 5 connects the fundus image processing device 1 to other devices (e.g., the OCT device 10B and the mathematical model construction device 101, etc.).
眼底画像処理装置1は、操作部7および表示装置(表示部)8に接続されている。操作部7および表示装置8には、前述した操作部107および表示装置108と同様に、種々のデバイスを使用することができる。 The fundus image processing device 1 is connected to an operation unit 7 and a display device (display unit) 8. Similar to the operation unit 107 and display device 108 described above, various devices can be used for the operation unit 7 and display device 8.
眼底画像処理装置1は、OCT装置10Bから眼底画像(本実施形態では、眼底組織の三次元断層画像)を取得することができる。眼底画像処理装置1は、例えば、有線通信、無線通信、着脱可能な記憶媒体(例えばUSBメモリ)等の少なくともいずれかによって、OCT装置10Bから眼底画像を取得してもよい。また、眼底画像処理装置1は、数学モデル構築装置101によって構築された数学モデルを実現させるプログラム等を、通信等を介して取得してもよい。 The fundus image processing device 1 can acquire fundus images (in this embodiment, three-dimensional tomographic images of fundus tissue) from the OCT device 10B. The fundus image processing device 1 may acquire fundus images from the OCT device 10B, for example, via at least one of wired communication, wireless communication, a removable storage medium (e.g., USB memory), etc. The fundus image processing device 1 may also acquire programs, etc., that realize the mathematical model constructed by the mathematical model construction device 101 via communication, etc.
OCT装置10(10A,10B)について説明する。OCT装置10は、眼底の断層画像を撮影する眼底画像撮影装置の一例である。本実施形態では、数学モデル構築装置101に眼底画像を提供するOCT装置10Aと、眼底画像処理装置1に眼底画像を提供するOCT装置10Bが使用される場合について説明する。しかし、使用されるOCT装置の数は2つに限定されない。例えば、数学モデル構築装置101および眼底画像処理装置1は、複数のOCT装置から眼底画像を取得してもよい。また、数学モデル構築装置101および眼底画像処理装置1は、共通する1つのOCT装置から眼底画像を取得してもよい。 The OCT device 10 (10A, 10B) will now be described. The OCT device 10 is an example of a fundus image capturing device that captures tomographic images of the fundus. In this embodiment, a case will be described in which an OCT device 10A that provides fundus images to the mathematical model construction device 101 and an OCT device 10B that provides fundus images to the fundus image processing device 1 are used. However, the number of OCT devices used is not limited to two. For example, the mathematical model construction device 101 and the fundus image processing device 1 may acquire fundus images from multiple OCT devices. Alternatively, the mathematical model construction device 101 and the fundus image processing device 1 may acquire fundus images from a single shared OCT device.
OCT装置10は、被検眼の眼底の二次元断層画像および三次元断層画像を撮影することができる。撮影方法の一例について説明する。図2に示すように、本実施形態のOCT装置10は、OCT測定光の光軸に交差する方向に広がる二次元の測定領域40内に、スポットを走査させる直線状の走査ライン(スキャンライン)41を、等間隔で複数設定する。OCT装置10は、それぞれの走査ライン41上に測定光のスポットを走査させることで、それぞれの走査ライン41上を通過する断面の二次元断層画像42(図3参照)を撮影することができる。二次元断層画像42は、同一部位の複数の二次元断層画像に対して加算平均処理を行うことで生成された加算平均画像であってもよい。また、OCT装置10は、複数の走査ライン41について撮影した複数の二次元断層画像42を、各々の二次元の画像領域に対して垂直に交差する方向に並べることで、三次元画像(三次元断層画像)43(図4参照)を取得(撮影)することができる。 The OCT device 10 can capture two-dimensional and three-dimensional tomographic images of the fundus of the subject's eye. An example of the capture method will be described below. As shown in FIG. 2, the OCT device 10 of this embodiment sets multiple, evenly spaced, linear scanning lines (scan lines) 41 along which spots are scanned within a two-dimensional measurement area 40 that extends in a direction intersecting the optical axis of the OCT measurement light. By scanning the measurement light spots along each scanning line 41, the OCT device 10 can capture two-dimensional tomographic images 42 (see FIG. 3) of cross sections passing through each scanning line 41. The two-dimensional tomographic image 42 may be an averaged image generated by performing an averaging process on multiple two-dimensional tomographic images of the same area. Furthermore, the OCT device 10 can acquire (capture) a three-dimensional image (three-dimensional tomographic image) 43 (see FIG. 4) by arranging multiple two-dimensional tomographic images 42 captured along multiple scanning lines 41 in a direction perpendicular to each two-dimensional image area.
図1の説明に戻る。数学モデル構築装置101に接続されるOCT装置10Aは、少なくとも、被検眼の眼底の二次元断層画像42(図3参照)を撮影することができる。また、眼底画像処理装置1に接続されるOCT装置10Bは、前述した二次元断層画像42に加えて、被検眼の眼底の三次元画像43(図4参照)を撮影することができる。 Returning to the explanation of Figure 1, the OCT device 10A connected to the mathematical model construction device 101 can capture at least a two-dimensional tomographic image 42 (see Figure 3) of the fundus of the subject's eye. Furthermore, the OCT device 10B connected to the fundus image processing device 1 can capture a three-dimensional image 43 (see Figure 4) of the fundus of the subject's eye in addition to the two-dimensional tomographic image 42 described above.
(眼底の層・境界の構造)
図5を参照して、被検眼の眼底における層、および、互いに隣接する層の間の境界の構造について説明する。図5では、眼底における層・境界の構造を模式的に示している。図5の上側が、眼底の網膜の表面側(表層側)である。つまり、図5の下側へ向かう程、層・境界の深さは大きくなる。また、図5では、隣接する層の間の境界の名称には括弧を付している。
(Structure of layers and boundaries of the fundus)
The structure of layers at the fundus of the subject's eye and the boundaries between adjacent layers will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 schematically shows the structure of layers and boundaries at the fundus. The upper side of Fig. 5 is the surface side (superficial layer side) of the retina at the fundus. In other words, the depth of the layers and boundaries increases toward the bottom of Fig. 5. Also, in Fig. 5, the names of boundaries between adjacent layers are enclosed in parentheses.
眼底の層について説明する。眼底では、表面側(図5の上側)から順に、ILM(内境界膜:intermal limiting membrane)、NFL(神経線維層:nerve fiber layer)、GCL(神経節細胞層:ganglion cell layer)、IPL(内網状層:inner plexiform layer)、INL(内顆粒層:inner nuclear layer)、OPL(外網状層:outer plexiform layer)、ONL(外顆粒層:outer nuclear layer)、ELM(外境界膜:external limiting membrane)、IS/OS(視細胞内節外節接合部:junction between photoreceptor inner and outer segment、EZ(Ellipsoid zone)と言われる場合もある)、RPE(網膜色素上皮:retinal pigment epithelium)、BM(ブルッフ膜:Bruch's membrane)、Choroid(脈絡膜)が存在する。 Explain the layers of the fundus. The fundus is made up of, in order from the surface side (upper side of Figure 5), the ILM (internal limiting membrane), NFL (nerve fiber layer), GCL (ganglion cell layer), IPL (inner plexiform layer), INL (inner nuclear layer), OPL (outer plexiform layer), ONL (outer nuclear layer), ELM (external limiting membrane), and IS/OS (photoreceptor inner/outer segment junction). There are the photoreceptor between inner and outer segments (sometimes called the EZ (Ellipsoid zone)), RPE (retinal pigment epithelium), BM (Bruch's membrane), and choroid.
また、断層画像に表れやすい境界として、例えば、NFL/GCL(NFLとGCLの間の境界)、IPL/INL(IPLとINLの間の境界)、OPL/ONL(OPLとONLの間の境界)、RPE/BM(RPEとBMの間の境界)、BM/Choroid(BMとChoroidの間の境界)などが存在する。 Furthermore, examples of boundaries that are likely to appear in tomographic images include NFL/GCL (the boundary between NFL and GCL), IPL/INL (the boundary between IPL and INL), OPL/ONL (the boundary between OPL and ONL), RPE/BM (the boundary between RPE and BM), and BM/Choroid (the boundary between BM and Choroid).
なお、本実施形態では、網膜の全層について着目する場合には、ILMからRPE/BMまでの層が全層として取り扱われる。また、被検眼を診断する際に、GCC(Ganglion Cell Complex)が着目される場合がある。GCCには、NFL、GCL、IPLが含まれる。一例として、本実施形態では、ILMからIPL/INLまでの層がGCCとして取り扱われる。 In this embodiment, when focusing on all layers of the retina, the layers from the ILM to the RPE/BM are treated as all layers. Furthermore, when diagnosing the subject's eye, the GCC (Ganglion Cell Complex) may be of interest. The GCC includes the NFL, GCL, and IPL. As an example, in this embodiment, the layers from the ILM to the IPL/INL are treated as the GCC.
(数学モデル構築処理)
図6を参照して、数学モデル構築装置101が実行する数学モデル構築処理について説明する。数学モデル構築処理は、記憶装置104に記憶された数学モデル構築プログラムに従って、CPU103によって実行される。
(Mathematical model construction process)
6, a description will be given of a mathematical model construction process executed by the mathematical model construction device 101. The mathematical model construction process is executed by the CPU 103 in accordance with a mathematical model construction program stored in the storage device 104.
以下では、一例として、入力された二次元断層画像を解析することで、眼底画像に写る複数の層・境界のうち、複数の特定の層・境界の識別結果を出力する数学モデルを構築する場合を例示する。本実施形態では、複数の特定の層・境界として、ILM、NFL/GCL、IPL/INL、OPL/ONL、IS/OS、RPE/BM、およびBMの各々が、数学モデルによって識別される。また、本実施形態で例示する数学モデルは、入力された眼底画像に写る特定の層・境界を識別するための確率分布を出力する。 The following describes, as an example, the construction of a mathematical model that analyzes an input two-dimensional tomographic image and outputs the identification results of multiple specific layers/boundaries from among the multiple layers/boundaries shown in the fundus image. In this embodiment, the mathematical model identifies each of the multiple specific layers/boundaries: ILM, NFL/GCL, IPL/INL, OPL/ONL, IS/OS, RPE/BM, and BM. Furthermore, the mathematical model illustrated in this embodiment outputs a probability distribution for identifying the specific layers/boundaries shown in the input fundus image.
数学モデル構築処理では、訓練用データセットによって数学モデルが訓練されることで、数学モデルが構築される。訓練用データセットには、入力側のデータ(入力用訓練データ)と出力側のデータ(出力用訓練データ)が含まれる。 In the mathematical model construction process, a mathematical model is constructed by training it using a training dataset. The training dataset includes input data (input training data) and output data (output training data).
図6に示すように、CPU103は、OCT装置10Aによって撮影された眼底画像(本実施形態では二次元断層画像)のデータを、入力用訓練データとして取得する(S1)。次いで、CPU103は、S1で取得された眼底画像が撮影された被検眼の、特定の複数の層・境界の各々を示すデータを、出力用訓練データとして取得する(S2)。本実施形態における出力用訓練データには、眼底画像に写る特定の複数の層・境界の位置を示すラベルのデータが含まれている。ラベルのデータは、例えば、作業者が眼底画像における層・境界を見ながら操作部107を操作することで生成されてもよい。 As shown in FIG. 6 , the CPU 103 acquires data of a fundus image (a two-dimensional tomographic image in this embodiment) captured by the OCT device 10A as input training data (S1). Next, the CPU 103 acquires data indicating each of a specific number of layers and boundaries of the subject's eye from which the fundus image captured in S1 was captured as output training data (S2). In this embodiment, the output training data includes label data indicating the positions of a specific number of layers and boundaries depicted in the fundus image. The label data may be generated, for example, by the operator operating the operation unit 107 while viewing the layers and boundaries in the fundus image.
次いで、CPU103は、機械学習アルゴリズムによって、訓練データセットを用いた数学モデルの訓練を実行する(S3)。機械学習アルゴリズムとしては、例えば、ニューラルネットワーク、ランダムフォレスト、ブースティング、サポートベクターマシン(SVM)等が一般的に知られている。 Next, the CPU 103 uses a machine learning algorithm to train a mathematical model using the training dataset (S3). Commonly known machine learning algorithms include neural networks, random forests, boosting, and support vector machines (SVMs).
ニューラルネットワークは、生物の神経細胞ネットワークの挙動を模倣する手法である。ニューラルネットワークには、例えば、フィードフォワード(順伝播型)ニューラルネットワーク、RBFネットワーク(放射基底関数)、スパイキングニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワーク、再帰型ニューラルネットワーク(リカレントニューラルネット、フィードバックニューラルネット等)、確率的ニューラルネット(ボルツマンマシン、ベイシアンネットワーク等)等がある。 Neural networks are a method of imitating the behavior of biological neuronal networks. Examples of neural networks include feedforward neural networks, RBF networks (radial basis functions), spiking neural networks, convolutional neural networks, recurrent neural networks (recurrent neural networks, feedback neural networks, etc.), and probabilistic neural networks (Boltzmann machines, Bayesian networks, etc.).
ランダムフォレストは、ランダムサンプリングされた訓練データに基づいて学習を行って、多数の決定木を生成する方法である。ランダムフォレストを用いる場合、予め識別器として学習しておいた複数の決定木の分岐を辿り、各決定木から得られる結果の平均(あるいは多数決)を取る。 Random forest is a method of generating a large number of decision trees by learning from randomly sampled training data. When using random forest, the branches of multiple decision trees that have been trained in advance as classifiers are traced, and the results obtained from each decision tree are averaged (or voted by majority vote).
ブースティングは、複数の弱識別器を組み合わせることで強識別器を生成する手法である。単純で弱い識別器を逐次的に学習させることで、強識別器を構築する。 Boosting is a technique for generating a strong classifier by combining multiple weak classifiers. A strong classifier is constructed by sequentially training simple, weak classifiers.
SVMは、線形入力素子を利用して2クラスのパターン識別器を構成する手法である。SVMは、例えば、訓練データから、各データ点との距離が最大となるマージン最大化超平面を求めるという基準(超平面分離定理)で、線形入力素子のパラメータを学習する。 SVM is a technique for constructing a two-class pattern classifier using linear input elements. For example, SVM learns the parameters of the linear input elements using the criterion of finding a margin-maximizing hyperplane that maximizes the distance from each data point from the training data (hyperplane separation theorem).
数学モデルは、例えば、入力データ(本実施形態では、入力用訓練データと同様の二次元断層画像のデータ)と、出力データ(本実施形態では、特定の複数の部位の識別結果のデータ)の関係を予測するためのデータ構造を指す。数学モデルは、訓練データセットを用いて訓練されることで構築される。前述したように、訓練データセットは、入力用訓練データと出力用訓練データのセットである。例えば、訓練によって、各入力と出力の相関データ(例えば、重み)が更新される。 A mathematical model refers to, for example, a data structure for predicting the relationship between input data (in this embodiment, data of two-dimensional tomographic images similar to the input training data) and output data (in this embodiment, data of the identification results for multiple specific body parts). A mathematical model is constructed by training using a training dataset. As described above, a training dataset is a set of input training data and output training data. For example, correlation data (e.g., weights) between each input and output is updated through training.
本実施形態では、機械学習アルゴリズムとして多層型のニューラルネットワークが用いられている。ニューラルネットワークは、データを入力するための入力層と、予測したい解析結果のデータを生成するための出力層と、入力層と出力層の間の1つ以上の隠れ層を含む。各層には、複数のノード(ユニットとも言われる)が配置される。詳細には、本実施形態では、多層型ニューラルネットワークの一種である畳み込みニューラルネットワーク(CNN)が用いられている。 In this embodiment, a multi-layer neural network is used as the machine learning algorithm. The neural network includes an input layer for inputting data, an output layer for generating data for the analysis results to be predicted, and one or more hidden layers between the input and output layers. Multiple nodes (also called units) are arranged in each layer. In particular, this embodiment uses a convolutional neural network (CNN), which is a type of multi-layer neural network.
一例として、本実施形態で構築される数学モデルは、眼底画像中の領域(一次元領域、二次元領域、三次元領域、および、時間軸を含む四次元領域のいずれか)内において、特定の複数の層・境界の各々が存在する座標(一次元座標、二次元座標、三次元座標、および四次元座標のいずれか)を確率変数とする確率分布を、各々の部位を識別するための確率分布として出力する。本実施形態では、数学モデルに確率分布を出力させるために、ソフトマックス関数が適用されている。詳細には、S3で構築される数学モデルは、二次元断層画像中の特定の層・境界に交差する方向(本実施形態では、OCTの測定光の光軸に沿う方向である深さ方向であり、図3では上下方向)に延びる一次元領域における、特定の層・境界が存在する座標を確率変数とする確率分布を出力する。ただし、数学モデルが特定の部位を識別するための確率分布を出力する具体的方法は、適宜変更できる。例えば、数学モデルは、被検眼における特定の部位の種類を確率変数とする確率分布を、入力された眼科画像の各領域毎(例えば画素毎)に出力してもよい。また、数学モデルに入力される眼科画像が動画像であってもよい。 As an example, the mathematical model constructed in this embodiment outputs a probability distribution for identifying each region, where the random variables are the coordinates (one-dimensional, two-dimensional, three-dimensional, or four-dimensional coordinates) of each of multiple specific layers and boundaries within a region in the fundus image (one-dimensional, two-dimensional, three-dimensional, or four-dimensional region including a time axis). In this embodiment, a softmax function is applied to have the mathematical model output the probability distribution. In detail, the mathematical model constructed in S3 outputs a probability distribution where the random variables are the coordinates of a specific layer or boundary within a one-dimensional region extending in a direction intersecting the specific layer or boundary in the two-dimensional tomographic image (in this embodiment, the depth direction, which is the direction along the optical axis of the OCT measurement light, or the up-down direction in Figure 3). However, the specific method by which the mathematical model outputs the probability distribution for identifying a specific region can be modified as appropriate. For example, the mathematical model may output a probability distribution where the type of specific region in the test eye is the random variable for each region (e.g., pixel) of the input ophthalmic image. Additionally, the ophthalmological images input into the mathematical model may be moving images.
なお、他の機械学習アルゴリズムが用いられてもよい。例えば、競合する2つのニューラルネットワークを利用する敵対的生成ネットワーク(Generative adversarial networks:GAN)が、機械学習アルゴリズムとして採用されてもよい。 Note that other machine learning algorithms may also be used. For example, generative adversarial networks (GAN), which utilize two competing neural networks, may be employed as the machine learning algorithm.
数学モデルの構築が完了するまで(S4:NO)、S1~S3の処理が繰り返される。数学モデルの構築が完了すると(S4:YES)、数学モデル構築処理は終了する。本実施形態では、構築された数学モデルを実現させるプログラムおよびデータは、眼底画像処理装置1に組み込まれる。 The processes of S1 to S3 are repeated until construction of the mathematical model is complete (S4: NO). When construction of the mathematical model is complete (S4: YES), the mathematical model construction process ends. In this embodiment, the program and data that realize the constructed mathematical model are incorporated into the fundus image processing device 1.
(眼底画像処理)
図7から図15を参照して、眼底画像処理装置1が実行する眼底画像処理について説明する。眼底画像処理は、記憶装置4に記憶された眼底画像処理プログラムに従って、眼底画像処理装置1のCPU3によって実行される。CPU3は、例えば、被検眼の眼底画像の画像ファイルの解析指示が入力されることを契機として、眼底画像処理を実行してもよい。
(Fundus image processing)
7 to 15, fundus image processing performed by the fundus image processing device 1 will be described. The fundus image processing is performed by the CPU 3 of the fundus image processing device 1 in accordance with a fundus image processing program stored in the storage device 4. The CPU 3 may perform fundus image processing, for example, when an instruction to analyze an image file of a fundus image of the subject's eye is input.
図7に示すように、CPU3は、診療対象の被検眼の眼底の三次元画像(三次元断層画像)を取得する(S11)。三次元画像は、OCT装置10Bによって撮影されて、眼底画像処理装置1によって取得される。前述したように、三次元画像は、互いに異なるスキャンライン上に測定光を走査させることで撮影された複数の二次元画像(二次元断層画像)を組み合わせることで構成されている。なお、CPU3は、三次元画像を生成する基となる信号(例えばOCT信号)をOCT装置10Bから取得し、取得した信号に基づいて三次元画像を生成してもよい。 As shown in FIG. 7, the CPU 3 acquires a three-dimensional image (three-dimensional tomographic image) of the fundus of the subject's eye (S11). The three-dimensional image is captured by the OCT device 10B and acquired by the fundus image processing device 1. As described above, the three-dimensional image is composed of a combination of multiple two-dimensional images (two-dimensional tomographic images) captured by scanning the measurement light on different scan lines. The CPU 3 may also acquire a signal (e.g., an OCT signal) from the OCT device 10B that serves as the basis for generating the three-dimensional image, and generate the three-dimensional image based on the acquired signal.
CPU3は、層・境界識別処理を実行する(S12)。層・境界識別処理では、S11で取得された三次元画像に写る眼底組織の、層・境界の少なくともいずれか(本実施形態では、ILM、NFL/GCL、IPL/INL、OPL/ONL、IS/OS、RPE/BM、およびBM)の識別結果が、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルによって取得される。また、層・境界識別処理では、層・境界のすくなくともいずれかが数学モデルによって識別された際の乖離度も取得される。乖離度とは、三次元画像に写る眼底組織の層・境界(本実施形態では、複数の層・境界の各々)を数学モデルが識別するための確率分布と、各々の層・境界が数学モデルによって正確に識別される場合の確率分布の乖離度である。乖離度は、層・境界の構造の異常度等に応じて増減する場合が多い。従って、ユーザが乖離度を把握することで、診断の効率が向上し易くなる。 The CPU 3 executes layer/boundary identification processing (S12). In the layer/boundary identification processing, the identification results of at least one of the layers/boundaries of the fundus tissue depicted in the three-dimensional image acquired in S11 (in this embodiment, ILM, NFL/GCL, IPL/INL, OPL/ONL, IS/OS, RPE/BM, and BM) are obtained using a mathematical model trained by a machine learning algorithm. The layer/boundary identification processing also obtains the degree of discrepancy when at least one of the layers/boundaries is identified by the mathematical model. The degree of discrepancy is the degree of discrepancy between the probability distribution for the mathematical model to identify the layers/boundaries of the fundus tissue depicted in the three-dimensional image (in this embodiment, each of the multiple layers/boundaries) and the probability distribution when each layer/boundary is accurately identified by the mathematical model. The degree of discrepancy often increases or decreases depending on the degree of abnormality in the structure of the layer/boundary. Therefore, by allowing users to understand the degree of deviation, diagnostic efficiency can be improved.
図8に示すように、CPU3は、S11で取得した三次元画像を構成する複数の二次元断層画像のうち、T番目(Tの初期値は「1」)の二次元断層画像を抽出する(S21)。図9に、抽出された二次元断層画像42の一例を示す。二次元断層画像42には、被検眼の眼底における複数の層・境界が表れている。また、二次元断層画像42中に、複数の一次元領域A1~ANが設定される。本実施形態では、二次元断層画像42中に設定される一次元領域A1~ANは、識別対象の層・境界に交差する軸に沿って延びる。詳細には、本実施形態の一次元領域A1~ANは、OCT装置10によって撮影された二次元断層画像42を構成する複数(N本)のAスキャンの各々の領域に一致する。 As shown in FIG. 8, the CPU 3 extracts the Tth two-dimensional tomographic image (the initial value of T is "1") from among the multiple two-dimensional tomographic images constituting the three-dimensional image acquired in S11 (S21). FIG. 9 shows an example of the extracted two-dimensional tomographic image 42. The two-dimensional tomographic image 42 shows multiple layers and boundaries in the fundus of the subject's eye. Additionally, multiple one-dimensional regions A1-AN are set in the two-dimensional tomographic image 42. In this embodiment, the one-dimensional regions A1-AN set in the two-dimensional tomographic image 42 extend along axes that intersect with the layers and boundaries to be identified. In more detail, the one-dimensional regions A1-AN in this embodiment correspond to the respective regions of the multiple (N) A-scans constituting the two-dimensional tomographic image 42 captured by the OCT device 10.
CPU3は、数学モデルにT番目の二次元断層画像を入力することで、複数の一次元領域A1~ANの各々において、M番目(Mの初期値は「1」)の部位(本実施形態ではM番目の層・境界)が存在する座標の確率分布を、M番目の層・境界を識別するための確率分布として取得する(S22)。CPU3は、M番目の層・境界の識別結果を、確率分布に基づいて取得する(S23)。ただし、S23では、数学モデルが確率分布に基づいて出力したM番目の層・境界の識別結果が取得されてもよい。また、CPU3は、M番目の層・境界に関する、確率分布の乖離度を取得する(S24)。S24で取得される乖離度は、M番目の層・境界が正確に識別される場合の確率分布に対する、S22で取得された確率分布の差である。 By inputting the Tth two-dimensional tomographic image into the mathematical model, the CPU 3 acquires the probability distribution of coordinates where the Mth (the initial value of M is "1") portion (in this embodiment, the Mth layer/boundary) exists in each of the multiple one-dimensional regions A1-AN as a probability distribution for identifying the Mth layer/boundary (S22). The CPU 3 acquires the identification result of the Mth layer/boundary based on the probability distribution (S23). However, in S23, the identification result of the Mth layer/boundary output by the mathematical model based on the probability distribution may also be acquired. The CPU 3 also acquires the degree of deviation of the probability distribution for the Mth layer/boundary (S24). The degree of deviation acquired in S24 is the difference between the probability distribution acquired in S22 and the probability distribution when the Mth layer/boundary is accurately identified.
本実施形態では、乖離度として、確率分布Pのエントロピーが算出される。エントロピーは、以下の(数1)で与えられる。エントロピーH(P)は、0≦H(P)≦log(事象の数)の値を取り、確率分布Pが偏っている程小さな値になる。つまり、エントロピーH(P)が小さい程、M番目の層・境界の識別精度が高い傾向となる。
H(P)=-Σplog(p)・・・(数1)
In this embodiment, the entropy of the probability distribution P is calculated as the deviation. The entropy is given by the following (Equation 1). The entropy H(P) takes a value of 0≦H(P)≦log(number of events), and the more biased the probability distribution P, the smaller the value becomes. In other words, the smaller the entropy H(P), the higher the identification accuracy of the Mth layer/boundary tends to be.
H(P)=-Σplog(p)...(Math. 1)
次いで、CPU3は、T番目の二次元断層画像において識別対象とする、全ての部位(層・境界)の乖離度が取得されたか否かを判断する(S25)。一部の部位についての乖離度が未だ取得されていなければ(S25:NO)、識別対象とする部位の順番Mに「1」が加算されて(S26)、処理はS22に戻り、次の部位の識別結果および乖離度が取得される(S22~S24)。全ての部位の識別結果および乖離度が取得されると(S25:YES)、CPU3は、T番目の二次元断層画像に写る複数の層・境界の各々について取得された識別結果および乖離度を、記憶装置4に記憶させる(S27)。 Next, CPU 3 determines whether the degrees of deviation have been obtained for all regions (layers/boundaries) to be identified in the Tth two-dimensional tomographic image (S25). If the degrees of deviation have not yet been obtained for some regions (S25: NO), "1" is added to the order M of the region to be identified (S26), and processing returns to S22, where the identification results and degrees of deviation for the next region are obtained (S22-S24). Once the identification results and degrees of deviation for all regions have been obtained (S25: YES), CPU 3 stores the identification results and degrees of deviation obtained for each of the multiple layers/boundaries appearing in the Tth two-dimensional tomographic image in storage device 4 (S27).
次いで、CPU3は、三次元断層画像を構成する全ての二次元断層画像についての層・境界の識別結果および乖離度が取得されたか否かを判断する(S28)。一部の二次元断層画像の識別結果および乖離度が未だ取得されていなければ(S28:NO)、二次元断層画像の順番Tに「1」が加算されて(S29)、処理はS21に戻り、次の二次元断層画像の識別結果および乖離度が取得される(S21~S27)。全ての二次元断層画像についての層・境界の識別結果および乖離度が取得されると(S28:YES)、処理は眼底画像処理(図7参照)へ戻る。 Next, CPU 3 determines whether layer/boundary identification results and deviation degrees have been obtained for all two-dimensional tomographic images that make up the three-dimensional tomographic image (S28). If identification results and deviation degrees have not yet been obtained for some two-dimensional tomographic images (S28: NO), "1" is added to the order T of the two-dimensional tomographic image (S29), and processing returns to S21, where the identification results and deviation degrees for the next two-dimensional tomographic image are obtained (S21-S27). Once layer/boundary identification results and deviation degrees have been obtained for all two-dimensional tomographic images (S28: YES), processing returns to fundus image processing (see Figure 7).
次いで、CPU3は、被検眼の診療を行う診療モードとして、黄斑疾患モードと緑内障モードのいずれが選択されているかを判断する(S13)。本実施形態では、ユーザは、操作部7を操作することで、黄斑疾患モードおよび緑内障モードのいずれを予め選択(設定)することができる。また、診療モードは、電子カルテ等の情報に基づいて自動的に選択(設定)されてもよい。診療モードは、被検眼の眼底の三次元画像が撮影された際に予め選択(設定)されていてもよい。この場合、OCT装置10Bにおける画像の撮影方法に応じて、診療モードが自動的に設定されてもよい。例えば、OCT装置10Bによる撮影方法として「黄斑マップ」が選択されていれば、診療モードとして「黄斑疾患モード」が設定されてもよいし、撮影方法として「緑内障マップ」が選択されていれば、診療モードとして「緑内障モード」が設定されてもよい。また、いずれかの診療モードが選択されることで診療モードが設定されてもよいし、他の選択肢(例えば、初期表示させる医療情報の種類等)が選択されることで診療モードが設定されてもよい。黄斑疾患モードが選択されている場合には(S13:YES)、CPU3は、黄斑疾患用処理(図10参照)を実行する(S14)。また、黄斑疾患モードが選択されておらず、緑内障モードが選択されている場合には(S13:NO)、CPU3は、緑内障用処理(図14参照)を実行する(S15)。 Next, the CPU 3 determines whether the macular disease mode or the glaucoma mode is selected as the examination mode for examining the subject's eye (S13). In this embodiment, the user can pre-select (set) either the macular disease mode or the glaucoma mode by operating the operation unit 7. The examination mode may also be automatically selected (set) based on information such as an electronic medical record. The examination mode may also be pre-selected (set) when a three-dimensional image of the fundus of the subject's eye is captured. In this case, the examination mode may be automatically set depending on the image capture method used by the OCT device 10B. For example, if "macular map" is selected as the capture method used by the OCT device 10B, the "macular disease mode" may be set as the examination mode, or if "glaucoma map" is selected as the capture method, the "glaucoma mode" may be set as the examination mode. The examination mode may also be set by selecting one of the examination modes, or by selecting another option (e.g., the type of medical information to be initially displayed). If the macular disease mode is selected (S13: YES), the CPU 3 executes the macular disease processing (see FIG. 10) (S14). If the macular disease mode is not selected and the glaucoma mode is selected (S13: NO), the CPU 3 executes the glaucoma processing (see FIG. 14) (S15).
図10~図13を参照して、黄斑疾患用処理について詳細に説明する。まず、図11を参照して、黄斑疾患モードが選択されている場合の、診療対象の被検眼についての解析結果の初期表示画面の一例について説明する。本実施形態では、黄斑疾患モードの初期表示画面において表示される医療情報には、乖離度マップ60が含まれる。乖離度マップ60は、S11で取得された三次元画像に写る眼底組織の、層・境界の少なくともいずれかを識別するための確率分布と、層・境界が正確に識別される場合の確率分布の乖離度の二次元分布(本実施形態では、三次元画像を撮影するための光の光軸の方向から見た場合の二次元分布)を示す。前述したように、乖離度マップ60には、層・境界の構造の異常度が表れやすい。図11~図13に示す乖離度マップ60では、乖離度が大きい部位が明るい色で表現されている。 The macular disease processing will be described in detail with reference to Figures 10 to 13. First, with reference to Figure 11, an example of the initial display screen of the analysis results for the subject's eye being treated when the macular disease mode is selected will be described. In this embodiment, the medical information displayed on the initial display screen in the macular disease mode includes a deviation map 60. The deviation map 60 shows a probability distribution for identifying at least one of the layers and boundaries of the fundus tissue shown in the three-dimensional image acquired in S11, and a two-dimensional distribution of the deviation between the probability distribution when the layers and boundaries are accurately identified (in this embodiment, the two-dimensional distribution as viewed from the direction of the optical axis of the light used to capture the three-dimensional image). As mentioned above, the deviation map 60 is likely to show the degree of abnormality in the layer and boundary structure. In the deviation map 60 shown in Figures 11 to 13, areas with a large degree of deviation are displayed in bright colors.
ここで、被検眼に黄斑疾患が発症すると、層・境界の構造に異常が伴う場合が多い。従って、従来の黄斑疾患についての診療では、ユーザは、三次元断層画像の撮影範囲内の様々な位置の二次元断層画像80を確認して、構造の異常が生じているか否かを把握する必要があった。これに対し、本実施形態では、黄斑疾患モードが選択されると、層・境界の構造の異常度を二次元の領域で把握し易い乖離度マップ60が初期表示される。よって、ユーザは、構造の異常が生じている可能性が高い位置を、表示装置8に初期表示される乖離度マップ60によって適切に把握し易くなる。 When a macular disease develops in the subject's eye, it is often accompanied by abnormalities in the structure of layers and boundaries. Therefore, in conventional macular disease treatment, the user must check two-dimensional tomographic images 80 at various positions within the imaging range of the three-dimensional tomographic image to determine whether or not a structural abnormality has occurred. In contrast, in this embodiment, when the macular disease mode is selected, a discrepancy map 60 is initially displayed, which makes it easy to grasp the degree of abnormality in the structure of layers and boundaries in a two-dimensional area. Therefore, the discrepancy map 60, which is initially displayed on the display device 8, makes it easy for the user to appropriately grasp the positions where a structural abnormality is likely to occur.
また、本実施形態では、黄斑疾患モードが選択されている場合には、表示装置8に初期表示させる解析対象の被検眼の医療情報から、厚み解析マップ70(図12および図15参照、詳細は後述する)が除外される。黄斑疾患についての診療では、厚み解析マップ70は、大きな浮腫等の存否を付加的に確認するために用いられる場合はあるが、黄斑疾患自体の診療には利用されない場合もある。従って、黄斑疾患モードが選択されている場合に、利用される頻度がそれほど高くない厚み解析マップ70が初期表示の対象から除外されることで、黄斑疾患についての診療に要する時間が短縮され易くなる。 Furthermore, in this embodiment, when the macular disease mode is selected, the thickness analysis map 70 (see Figures 12 and 15, details will be described later) is excluded from the medical information of the subject's eye to be analyzed that is initially displayed on the display device 8. In the diagnosis of macular disease, the thickness analysis map 70 may be used to additionally confirm the presence or absence of significant edema, etc., but may not be used in the diagnosis of macular disease itself. Therefore, when the macular disease mode is selected, the thickness analysis map 70, which is not used very frequently, is excluded from the initial display, which helps to shorten the time required for the diagnosis of macular disease.
ただし、本実施形態では、黄斑疾患モードが選択されている場合でも、ユーザによって入力される指示に応じて、乖離度マップ60と共に厚み解析マップ70が表示装置8に表示される(図12参照)。従って、ユーザは、黄斑疾患モードが選択されている場合でも、厚み解析マップ70を必要に応じて表示させることで、層・境界の厚みの二次元分布を適切に把握することが可能である。 However, in this embodiment, even when the macular disease mode is selected, the thickness analysis map 70 is displayed on the display device 8 together with the deviation map 60 in accordance with instructions input by the user (see Figure 12). Therefore, even when the macular disease mode is selected, the user can appropriately grasp the two-dimensional distribution of layer and boundary thicknesses by displaying the thickness analysis map 70 as needed.
また、図11に示すように、黄斑疾患モードの初期表示画面において表示される医療情報には、三次元画像の画像領域に含まれる、眼底組織の深さ方向に広がる一部の二次元断層画像80が含まれる。従って、ユーザは、解析対象の被検眼の層・境界の状態を、二次元断層画像80においても適切に把握することが可能である。二次元断層画像80の表示方法の詳細については後述する。 Furthermore, as shown in Figure 11, the medical information displayed on the initial display screen in macular disease mode includes a two-dimensional tomographic image 80 of a portion of the fundus tissue extending in the depth direction, which is included in the image area of the three-dimensional image. Therefore, the user can properly grasp the state of the layers and boundaries of the subject's eye being analyzed from the two-dimensional tomographic image 80 as well. Details of how the two-dimensional tomographic image 80 is displayed will be described later.
さらに、本実施形態における解析結果の表示画面には、解析対象の被検眼を正面から観察した二次元の眼底観察画像50と、選択されている診療モードを示す選択モード表示部55が表示される。 Furthermore, in this embodiment, the analysis result display screen displays a two-dimensional fundus observation image 50 obtained by observing the subject's eye being analyzed from the front, and a selected mode display section 55 that indicates the selected examination mode.
図10に示すように、黄斑疾患用処理では、CPU3は、解析対象の被検眼における複数の層・境界のうち、乖離度マップ60を解析結果表示画面に初期表示させる層・境界を特定する(S31)。CPU3は、S31で特定した層・境界についての乖離度マップ60を、層・境界識別処理(図8参照)において取得された乖離度に基づいて生成する(S32)。CPU3は、S32で生成された乖離度マップ60を、解析結果表示画面に初期表示させる(S33)。 As shown in FIG. 10, in the macular disease processing, the CPU 3 identifies, from among multiple layers and boundaries in the subject's eye to be analyzed, a layer/boundary for which a deviation map 60 is to be initially displayed on the analysis result display screen (S31). The CPU 3 generates the deviation map 60 for the layer/boundary identified in S31 based on the deviation obtained in the layer/boundary identification processing (see FIG. 8) (S32). The CPU 3 initially displays the deviation map 60 generated in S32 on the analysis result display screen (S33).
一例として、本実施形態では、被検者に生じ得る複数の黄斑疾患の各々に対し、関連する眼底組織内の層および境界が対応付けられている。例えば、糖尿病網膜症に関連する層・境界として、IPL/INLとOPL/ONLが対応付けられている。加齢黄斑変性に関連する層・境界として、RPE/BMとBMが対応付けられている。網膜色素変性症に関連する層・境界として、RPE/BMとBMが対応付けられている。本実施形態では、ユーザは、複数の黄斑疾患のうち、診療を行いたい黄斑疾患の種類を予め指定することができる。S31では、CPU3は、黄斑疾患の種類が指定されている場合、指定されている黄斑疾患に対応付けられている部位(層・境界)を、乖離度マップ60を初期表示させる部位として特定する。従って、ユーザは、診療したい黄斑疾患の種類に応じて、乖離度マップ60を効率良く利用することができる。 As an example, in this embodiment, layers and boundaries within the relevant fundus tissues are associated with each of multiple macular diseases that may occur in a subject. For example, IPL/INL and OPL/ONL are associated as layers and boundaries associated with diabetic retinopathy. RPE/BM and BM are associated as layers and boundaries associated with age-related macular degeneration. RPE/BM and BM are associated as layers and boundaries associated with retinitis pigmentosa. In this embodiment, the user can pre-specify the type of macular disease for which they wish to treat from among multiple macular diseases. In S31, if a type of macular disease has been specified, CPU 3 identifies the region (layer/boundary) associated with the specified macular disease as the region for which the discrepancy map 60 will be initially displayed. This allows the user to efficiently use the discrepancy map 60 according to the type of macular disease for which they wish to treat.
また、本実施形態では、ユーザは、複数の層・境界のうち、乖離度マップ60を確認したい1つまたは複数の層・境界を、操作部7を介して直接選択することも可能である。S31では、CPU3は、層・境界がユーザによって指定されている場合、指定されている層・境界を、乖離度マップ60を初期表示させる層・境界として特定する。 In addition, in this embodiment, the user can directly select one or more layers/boundaries from among the multiple layers/boundaries for which they wish to check the deviation map 60 via the operation unit 7. In S31, if a layer/boundary has been specified by the user, the CPU 3 identifies the specified layer/boundary as the layer/boundary for which the deviation map 60 will be initially displayed.
また、CPU3は、複数の層・境界についての複数の乖離度マップ60のうち、乖離度の順位が高い所定数の乖離度マップ60を選択的に表示部に初期表示させることも可能である。この場合、ユーザは、複数の層・境界のうち、数学モデルによる識別の乖離度が高くなった層・境界の乖離度マップ60を容易に確認することができる。 The CPU 3 can also selectively initially display on the display unit a predetermined number of deviation maps 60 with the highest deviation rankings from among the multiple deviation maps 60 for multiple layers/boundaries. In this case, the user can easily check the deviation maps 60 for layers/boundaries with the highest deviation rankings in the classification by the mathematical model.
なお、図11および図12に示す例では、解析対象の三次元画像における複数の層・境界のうち、特定の1つの層・境界(図11および図12ではRPE/BM)の乖離度マップ60が表示されている。しかし、図13に示すように、S31~S33では、CPU3は、複数の層・境界についての乖離度マップ60を表示させることも可能である。この場合、CPU3は、複数の層・境界についての乖離度マップ60A,60B,60Cを別々に表示させてもよい。また、CPU3は、複数の層・境界についての乖離度マップ60A,60B,60Cを位置合わせした状態で合成した合成乖離度マップ60Xを表示させてもよい。合成乖離度マップ60Xは、各々の層・境界についての乖離度マップ60A,60B,60Cの色を異なる色で表現したうえで、複数の乖離度マップ60A,60B,60Cを重畳させることで生成されてもよい。 11 and 12, a deviation map 60 of one specific layer/boundary (RPE/BM in FIGS. 11 and 12) is displayed among multiple layers/boundaries in the three-dimensional image to be analyzed. However, as shown in FIG. 13, in S31 to S33, CPU 3 can also display deviation maps 60 for multiple layers/boundaries. In this case, CPU 3 may separately display deviation maps 60A, 60B, and 60C for multiple layers/boundaries. CPU 3 may also display a combined deviation map 60X that combines deviation maps 60A, 60B, and 60C for multiple layers/boundaries in an aligned state. The composite deviation map 60X may be generated by superimposing multiple deviation maps 60A, 60B, and 60C, with the deviation maps 60A, 60B, and 60C for each layer and boundary being represented in different colors.
次いで、CPU3は、三次元画像の撮影範囲のうち、デフォルト位置の二次元断層画像80を抽出し、表示装置8に初期表示させる(S34)。二次元断層画像80を表示させるデフォルト位置は、適宜設定できる。例えば、CPU3は、乖離度マップ60上に設定可能な任意のライン(例えば直線等)のうち、ライン上の乖離度が最も高くなるラインの位置を、二次元断層画像80を抽出するデフォルト位置として特定してもよい。CPU3は、特定したライン状のデフォルト位置から眼底の深さ方向に広がる二次元断層画像80を、表示装置8に初期表示させてもよい。また、CPU3は、三次元画像の撮影範囲の中心を通るライン(例えば、三次元画像を正面から見た二次元正面画像上で、中心位置を左右に横切る直線等)の位置を、二次元断層画像80を抽出するデフォルト位置として特定することも可能である。また、CPU3は、眼底における特徴部位(例えば、乳頭または黄斑等)を、画像処理等を用いて特定し、特定した部位を通過するライン状の位置を、S34で二次元断層画像80を抽出するデフォルト位置としてもよい。なお、ラインは直線に限定されない。 Next, the CPU 3 extracts a two-dimensional tomographic image 80 at a default position within the imaging range of the three-dimensional image and initially displays it on the display device 8 (S34). The default position for displaying the two-dimensional tomographic image 80 can be set as appropriate. For example, the CPU 3 may specify, among any lines (e.g., straight lines) that can be set on the deviation map 60, the position of the line with the highest deviation as the default position for extracting the two-dimensional tomographic image 80. The CPU 3 may also initially display, on the display device 8, a two-dimensional tomographic image 80 that extends in the depth direction of the fundus from the specified linear default position. The CPU 3 may also specify, as the default position for extracting the two-dimensional tomographic image 80, the position of a line passing through the center of the imaging range of the three-dimensional image (e.g., a straight line that crosses the center position on both sides on a two-dimensional frontal image obtained by viewing the three-dimensional image from the front). Additionally, the CPU 3 may identify a characteristic part of the fundus (for example, the optic disc or macula) using image processing or the like, and set a linear position passing through the identified part as the default position for extracting the two-dimensional tomographic image 80 in S34. Note that the line is not limited to a straight line.
CPU3は、解析対象の眼底における複数の層・境界のうち、乖離度マップ60を表示させている部位(「対応部位」という場合もある)を、二次元断層画像上で表示する(S35)。従って、ユーザは、乖離度マップ60が表示されている層・境界(図11では「VT」で示される層・境界)を、深さ方向に広がる二次元断層画像80上で容易且つ適切に把握することができる。 The CPU 3 displays, on the two-dimensional tomographic image, the portion (sometimes called the "corresponding portion") for which the deviation map 60 is displayed among the multiple layers and boundaries in the fundus being analyzed (S35). Therefore, the user can easily and appropriately grasp, on the two-dimensional tomographic image 80 extending in the depth direction, the layer and boundary for which the deviation map 60 is displayed (the layer and boundary indicated by "VT" in Figure 11).
詳細には、図11および図12に示す例では、二次元断層画像80上で、層・境界識別処理(図8参照)において識別された複数の層・境界の各々の位置の示すラインVが、互いに異なる色で表示されている。CPU3は、二次元断層画像80に写る複数の層・境界のうち、解析結果表示画面に乖離度マップ60を表示させている層・境界のラインVTの色を、乖離度マップ60自体の表示色と一致させることで、乖離度マップ60が表示されている層・境界を示す。従って、表示されている乖離度マップ60が、複数の層および境界におけるいずれの部位の乖離度マップ60であるかが、それぞれの層・境界を示すラインVの色によって容易に把握される。よって、ユーザは、例えば複数の部位の各々の乖離度マップ60が同時に表示される場合(例えば、図13に示す場合)等でも、乖離度マップ60が表示されている部位を、二次元断層画像80上で適切に把握することができる。 11 and 12, the lines V indicating the positions of the multiple layers/boundaries identified in the layer/boundary identification process (see FIG. 8) are displayed in different colors on the two-dimensional tomographic image 80. The CPU 3 indicates the layer/boundary for which the deviation map 60 is displayed by matching the color of the line VT of the layer/boundary for which the deviation map 60 is displayed on the analysis result display screen with the display color of the deviation map 60 itself. Therefore, the color of the line V indicating each layer/boundary allows the user to easily determine which portion of the multiple layers and boundaries the displayed deviation map 60 corresponds to. Therefore, even when deviation maps 60 for multiple portions are displayed simultaneously (e.g., as shown in FIG. 13), the user can appropriately identify the portion for which the deviation map 60 is displayed on the two-dimensional tomographic image 80.
CPU3は、解析結果表示画面に乖離度マップ60が表示されている層・境界についての、二次元断層画像80の領域における乖離度の状態を、ユーザに識別させる(S36)。従って、ユーザは、二次元断層画像80においても乖離度の状態を容易に確認することができる。よって、ユーザは、二次元断層画像80に写る層・境界の状態を、乖離度に応じて適切に把握することができる。 The CPU 3 allows the user to identify the state of deviation in the area of the two-dimensional tomographic image 80 for the layer/boundary for which the deviation map 60 is displayed on the analysis result display screen (S36). Therefore, the user can easily check the state of deviation in the two-dimensional tomographic image 80. Therefore, the user can appropriately grasp the state of the layer/boundary shown in the two-dimensional tomographic image 80 according to the degree of deviation.
なお、二次元断層画像80内の領域における乖離度の状態をユーザに識別させるための具体的な方法は、適宜選択できる。図11および図12に示す例では、CPU3は、二次元断層画像80内の領域のうち、乖離度が閾値以上となっている領域81を示す識別表示を実行することで、乖離度の状態をユーザに識別させる。また、CPU3は、乖離度の大きさに応じた濃さの色を、二次元断層画像80内の各領域に付与することで、乖離度の状態をユーザに識別させてもよい。 The specific method for allowing the user to identify the state of the degree of deviation in an area within the two-dimensional tomographic image 80 can be selected as appropriate. In the example shown in Figures 11 and 12, the CPU 3 allows the user to identify the state of the degree of deviation by executing an identification display that indicates an area 81 within the two-dimensional tomographic image 80 where the degree of deviation is equal to or greater than a threshold. The CPU 3 may also allow the user to identify the state of the degree of deviation by applying a color of a depth corresponding to the magnitude of the degree of deviation to each area within the two-dimensional tomographic image 80.
CPU3は、表示装置8に表示させている二次元断層画像80が抽出された位置を、乖離度マップ60上で表示する(S37)。従って、ユーザは、表示されている二次元断層画像80の抽出位置を乖離度マップ60上で確認しながら、眼底組織の診断等を行うことができる。なお、本実施形態では、図11および図12に示すように、眼底組織を正面方向から見た場合の二次元の乖離度マップ60上で、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。また、本実施形態では、二次元の眼底観察画像50上でも同様に、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。以上の処理で、黄斑疾患モードにおける解析結果の初期表示が完了する。 The CPU 3 displays the extracted position of the two-dimensional tomographic image 80 displayed on the display device 8 on the discrepancy map 60 (S37). Therefore, the user can diagnose the fundus tissue while checking the extracted position of the displayed two-dimensional tomographic image 80 on the discrepancy map 60. In this embodiment, as shown in Figures 11 and 12, a line P indicating the extracted position of the two-dimensional tomographic image 80 is displayed on the two-dimensional discrepancy map 60 when the fundus tissue is viewed from the front. In this embodiment, a line P indicating the extracted position of the two-dimensional tomographic image 80 is also displayed on the two-dimensional fundus observation image 50. The above processing completes the initial display of the analysis results in the macular disease mode.
次いで、CPU3は、厚み解析マップ70を表示させる指示がユーザによって入力されたか否かを判断する(S39)。指示が入力されていなければ(S39:NO)、処理はそのままS41の判断へ移行する。厚み解析マップ70を表示させる指示が、操作部7等を介して入力されると(S39:YES)、CPU3は、層・境界識別処理(図8参照)において取得された層・境界の識別結果に基づいて、特定の層の厚みについての解析結果の二次元分布を示す厚み解析マップ70を生成し、乖離度マップ60と共に解析結果表示画面に追加表示させる(S40)。従って、ユーザは、黄斑疾患モードを選択している場合でも、厚み解析マップ70を必要に応じて表示させることで、層・境界の厚みの二次元分布を適切に把握することが可能である。なお、厚み解析マップ70の表示と非表示が、ユーザによって入力される指示に応じて適宜切り替えられてもよいことは言うまでもない。 Next, the CPU 3 determines whether the user has input an instruction to display the thickness analysis map 70 (S39). If no instruction has been input (S39: NO), the process proceeds directly to the determination in S41. When an instruction to display the thickness analysis map 70 is input via the operation unit 7 or the like (S39: YES), the CPU 3 generates a thickness analysis map 70 showing the two-dimensional distribution of the analysis results for the thickness of a specific layer based on the layer/boundary identification results obtained in the layer/boundary identification process (see FIG. 8), and displays the thickness analysis map 70 together with the deviation map 60 on the analysis result display screen (S40). Therefore, even when the macular disease mode is selected, the user can appropriately grasp the two-dimensional distribution of layer/boundary thickness by displaying the thickness analysis map 70 as needed. It goes without saying that the display and non-display of the thickness analysis map 70 may be switched appropriately depending on the instruction input by the user.
S40では、CPU3は、解析対象の三次元画像における複数の層・境界のうち、乖離度マップ60が表示されている層・境界についての厚みの解析結果の二次元分布を示す厚み解析マップ70を表示させる。従って、ユーザは、同一の層・境界についての乖離度マップ60と厚み解析マップ70を容易に比較することで、有効な診療を行い易くなる。なお、図13に示すように、複数の層・境界の乖離度マップ60が解析結果表示画面に表示されている場合、CPU3は、同一の複数の層・境界の各々についての厚み解析マップ70を別々に表示させてもよいし、同一の複数の層・境界の全ての厚みをまとめた厚み解析マップ70を表示させてもよい。 In S40, the CPU 3 displays a thickness analysis map 70 showing the two-dimensional distribution of thickness analysis results for the layers/boundaries for which the deviation map 60 is displayed, among the multiple layers/boundaries in the three-dimensional image being analyzed. Therefore, the user can easily compare the deviation map 60 and the thickness analysis map 70 for the same layer/boundary, making it easier to provide effective medical treatment. Note that, as shown in FIG. 13, when deviation maps 60 for multiple layers/boundaries are displayed on the analysis result display screen, the CPU 3 may display a thickness analysis map 70 for each of the same multiple layers/boundaries separately, or may display a thickness analysis map 70 that combines all the thicknesses of the same multiple layers/boundaries.
なお、厚み解析マップ70の具体的な態様は、適宜選択できる。例えば、CPU3は、解析対象の三次元画像における少なくともいずれかの層の厚みの二次元分布と、同一の層の正常眼における厚みの二次元分布の比較結果を示す正常眼比較マップ(例えば、両者の差分のパーセンタイルの二次元分布を示すパーセンタイルマップ、および、両者の偏差の二次元分布を示すデビエーションマップ等の少なくともいずれか)を、厚み解析マップ70として生成して表示させてもよい。また、CPU3は、解析対象の三次元画像における少なくともいずれかの層の厚みの二次元分布を示す厚みマップを、厚み解析マップ70として生成して表示させてもよい。CPU3は、厚み解析マップ70として、正常眼比較マップおよび厚みマップ等の両方を表示させてもよい。 The specific form of the thickness analysis map 70 can be selected as appropriate. For example, the CPU 3 may generate and display, as the thickness analysis map 70, a normal eye comparison map showing the results of comparing the two-dimensional distribution of the thickness of at least one layer in the three-dimensional image to be analyzed with the two-dimensional distribution of the thickness of the same layer in a normal eye (for example, at least one of a percentile map showing the two-dimensional distribution of the percentile of the difference between the two, and a deviation map showing the two-dimensional distribution of the deviation between the two). The CPU 3 may also generate and display, as the thickness analysis map 70, a thickness map showing the two-dimensional distribution of the thickness of at least one layer in the three-dimensional image to be analyzed. The CPU 3 may display both the normal eye comparison map and the thickness map as the thickness analysis map 70.
次いで、CPU3は、表示装置8に表示されている乖離度マップ60上で、二次元断層画像80を抽出する位置Pを指定するための指示が、ユーザによって入力されたか否かを判断する(S41)。位置Pが指定されていなければ(S41:NO)、処理はそのままS44へ移行する。一例として、本実施形態では、ユーザは、操作部7の操作(例えば、カーソルの移動とクリック、またはタッチパネルによる位置指定等)によって、二次元断層画像を抽出する位置Pを、表示装置8に表示されている乖離度マップ60上で指定する。なお、本実施形態では、CPU3は、表示装置8に表示されている二次元の眼底観察画像50上でも同様に、二次元断層画像80を抽出する位置Pを指定するための指示を受け付けることも可能である。また、図11および図12に示す例では、直線状のラインの位置が指定されることで、二次元断層画像80を抽出する位置Pが指定される。しかし、抽出位置Pを指定するための方法を変更することも可能である。例えば、位置Pを指定するために用いられるラインは直線状に限定されず、環状または曲線状等であってもよい。 Next, the CPU 3 determines whether the user has input an instruction to specify a position P from which the two-dimensional tomographic image 80 is to be extracted on the deviation map 60 displayed on the display device 8 (S41). If a position P has not been specified (S41: NO), the process proceeds directly to S44. As an example, in this embodiment, the user specifies a position P from which the two-dimensional tomographic image is to be extracted on the deviation map 60 displayed on the display device 8 by operating the operation unit 7 (e.g., by moving and clicking the cursor, or by specifying a position using a touch panel). Note that in this embodiment, the CPU 3 can also accept an instruction to specify a position P from which the two-dimensional tomographic image 80 is to be extracted on the two-dimensional fundus observation image 50 displayed on the display device 8. In the examples shown in FIGS. 11 and 12, the position P from which the two-dimensional tomographic image 80 is to be extracted is specified by specifying the position of a straight line. However, the method for specifying the extraction position P can also be changed. For example, the line used to specify the position P is not limited to a straight line, and may be a circular or curved line, etc.
二次元断層画像80を抽出する位置Pが乖離度マップ60上で指定されると(S41:YES)、CPU3は、指定された位置Pを、乖離度マップ60上で表示する(S42)。従って、ユーザは、表示されている二次元断層画像80の抽出位置Pを乖離度マップ60上で確認しながら、被検眼の眼底組織の診断を行うことができる。前述したように、図11に示す例では、眼底組織を正面方向から見た場合の二次元の乖離度マップ60上で、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。また、本実施形態では、二次元の眼底観察画像50上でも同様に、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。なお、眼底観察画像50上で二次元断層画像80の抽出位置Pが指定された場合も同様に、乖離度マップ60上および眼底観察画像50上に、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。 When a position P for extracting the two-dimensional tomographic image 80 is specified on the deviation map 60 (S41: YES), the CPU 3 displays the specified position P on the deviation map 60 (S42). Therefore, the user can diagnose the fundus tissue of the subject's eye while checking the extraction position P of the displayed two-dimensional tomographic image 80 on the deviation map 60. As described above, in the example shown in FIG. 11 , a line P indicating the extraction position of the two-dimensional tomographic image 80 is displayed on the two-dimensional deviation map 60 when the fundus tissue is viewed from the front. Furthermore, in this embodiment, a line P indicating the extraction position of the two-dimensional tomographic image 80 is also displayed on the two-dimensional fundus observation image 50. Note that when an extraction position P of the two-dimensional tomographic image 80 is specified on the fundus observation image 50, a line P indicating the extraction position of the two-dimensional tomographic image 80 is similarly displayed on the deviation map 60 and the fundus observation image 50.
さらに、CPU3は、指定された位置Pから眼底組織の深さ方向に広がる二次元断層画像80(つまり、指定された位置Pを通過し、且つ深さ方向に広がる二次元断層画像80)を三次元画像から抽出し、表示装置8に表示させる(S43)。従って、ユーザは、特定の部位(本実施形態では、特定の層・境界)に関する識別の乖離度の二次元分布を乖離度マップ60によって確認したうえで、表示させたい二次元断層画像80の位置を、乖離度マップ60上で直接指定することができる。その後、処理はS44へ移行する。 Furthermore, the CPU 3 extracts from the three-dimensional image a two-dimensional tomographic image 80 extending in the depth direction of the fundus tissue from the specified position P (i.e., a two-dimensional tomographic image 80 that passes through the specified position P and extends in the depth direction), and displays it on the display device 8 (S43). Therefore, the user can check the two-dimensional distribution of the discrepancy in classification for a specific region (in this embodiment, a specific layer/boundary) using the discrepancy map 60, and then directly specify the position of the two-dimensional tomographic image 80 they want to display on the discrepancy map 60. Processing then proceeds to S44.
次いで、CPU3は、複数の黄斑疾患の少なくともいずれかを指定する指示がユーザによって入力されたか否かを判断する(S44)。黄斑疾患が指定されていなければ(S44:NO)、処理はそのままS46へ移行する。前述したように、本実施形態では、ユーザは、少なくともいずれかの黄斑疾患を指定することで、指定した黄斑疾患に対応付けられている層・境界についての乖離度マップ60を表示させることができる。詳細には、被検者に生じ得る複数の黄斑疾患の各々に対し、関連する眼底組織内の層・境界の少なくともいずれかが対応付けられている。ユーザによって黄斑疾患が指定されると(S44:YES)、CPU3は、数学モデルによる識別対象とされた複数の層・境界のうち、指定された黄斑疾患に対応付けられている層・境界についての乖離度マップ60を生成し、表示装置8に表示させる(S45)。従って、ユーザは、予想される被検者の黄斑疾患に関連する部位についての乖離度マップ60を、予想される黄斑疾患を指定するだけで容易に確認できる。また、ユーザは、指定する黄斑疾患を切り替えながら、各々の黄斑疾患に対応付けられている層・境界の乖離度マップ60を確認することで、被検者の黄斑疾患を予想することも可能である。なお、S45においても、乖離度マップ60を表示させた部位を二次元断層画像80上で表示させてもよい。 Next, CPU 3 determines whether the user has input an instruction to specify at least one of multiple macular diseases (S44). If no macular disease has been specified (S44: NO), processing proceeds directly to S46. As described above, in this embodiment, the user can display a deviation map 60 for the layers and boundaries associated with the specified macular disease by specifying at least one macular disease. Specifically, at least one of the layers and boundaries within the associated fundus tissue is associated with each of multiple macular diseases that may occur in the subject. When a macular disease is specified by the user (S44: YES), CPU 3 generates a deviation map 60 for the layer and boundary associated with the specified macular disease from among the multiple layers and boundaries identified by the mathematical model, and displays it on display device 8 (S45). Therefore, the user can easily confirm the deviation map 60 for the area associated with the subject's predicted macular disease simply by specifying the predicted macular disease. Additionally, the user can predict the subject's macular disease by switching between the macular diseases and checking the layer/boundary discrepancy map 60 associated with each macular disease. Note that in S45, the area where the discrepancy map 60 is displayed may also be displayed on the two-dimensional tomographic image 80.
次いで、CPU3は、複数の層・境界のうち、乖離度マップ60を表示させる少なくともいずれかの層・境界を指定する指示がユーザによって入力されたか否かを判断する(S46)。層・境界が指定されていなければ(S46:NO)、処理はそのままS48へ移行する。ユーザによって層・境界が指定されると(S46:YES)、CPU3は、数学モデルによる識別対象とされた複数の層・境界のうち、指定された層・境界についての乖離度マップ60を生成し、表示装置8に表示させる(S47)。従って、ユーザは、所望の層・境界についての乖離度マップ60を容易に確認することが可能である。なお、S47においても、乖離度マップ60を表示させた部位を二次元断層画像80上で表示させてもよい。 Next, the CPU 3 determines whether the user has input an instruction to specify at least one of the multiple layers/boundaries for which a deviation map 60 is to be displayed (S46). If a layer/boundary has not been specified (S46: NO), the process proceeds directly to S48. If a layer/boundary has been specified by the user (S46: YES), the CPU 3 generates a deviation map 60 for the specified layer/boundary from the multiple layers/boundaries identified by the mathematical model, and displays it on the display device 8 (S47). This allows the user to easily check the deviation map 60 for the desired layer/boundary. Note that in S47 as well, the area for which the deviation map 60 is displayed may be displayed on the two-dimensional tomographic image 80.
CPU3は、解析結果表示画面の表示を終了させる指示、または、診療モードを変更する指示が入力されたか否かを判断する(S48)。入力されていなければ(S48:NO)、処理はS39へ戻り、S39~S48の処理が繰り返される。終了指示、または診療モードの変更指示が入力されると(S48:YES)、処理は眼底画像処理(図7参照)へ戻る。 The CPU 3 determines whether an instruction to end the display of the analysis result display screen or an instruction to change the treatment mode has been input (S48). If no instruction has been input (S48: NO), processing returns to S39, and steps S39 to S48 are repeated. If an instruction to end the display or an instruction to change the treatment mode has been input (S48: YES), processing returns to fundus image processing (see Figure 7).
図14~図15を参照して、緑内障用処理について詳細に説明する。まず、図15を参照して、緑内障モードが選択されている場合の、診療対象の被検眼についての解析結果の初期表示画面の一例について説明する。本実施形態では、緑内障モードの初期表示画面において表示される医療情報には、厚み解析マップ70が含まれる。前述したように、厚み解析マップ70は、解析対象の三次元画像における少なくともいずれかの層の厚みについての解析結果の二次元分布を示す。被検眼に緑内障が発症すると、少なくとも一部の層の厚みが薄くなる(つまり、菲薄化する)場合が多い。本実施形態では、緑内障モードが選択された場合に厚み解析マップ70が初期表示される。よって、ユーザは、被検者の層の厚みに基づく緑内障の診療を、表示装置8に初期表示される厚み解析マップ70によって適切に行い易くなる。 The glaucoma processing will be described in detail with reference to Figures 14 and 15. First, with reference to Figure 15, an example of an initial display screen showing analysis results for the subject's eye when the glaucoma mode is selected will be described. In this embodiment, the medical information displayed on the initial display screen in the glaucoma mode includes a thickness analysis map 70. As described above, the thickness analysis map 70 shows a two-dimensional distribution of analysis results for the thickness of at least one layer in the three-dimensional image of the subject. When glaucoma develops in the subject's eye, the thickness of at least some layers often decreases (i.e., thinning occurs). In this embodiment, the thickness analysis map 70 is initially displayed when the glaucoma mode is selected. Therefore, the thickness analysis map 70 initially displayed on the display device 8 makes it easier for the user to appropriately treat glaucoma based on the subject's layer thicknesses.
前述したように、厚み解析マップ70の具体的な態様は、適宜選択できる。例えば、CPU3は、正常眼比較マップ(例えば、両者の差分のパーセンタイルの二次元分布を示すパーセンタイルマップ、および、両者の偏差の二次元分布を示すデビエーションマップ等の少なくともいずれか)を、厚み解析マップ70として生成して表示させてもよい。また、CPU3は、層の厚みの二次元分布を示す厚みマップを、厚み解析マップ70として生成して表示させてもよい。CPU3は、厚み解析マップ70として、正常眼比較マップおよび厚みマップの両方を表示させてもよい。 As mentioned above, the specific form of the thickness analysis map 70 can be selected as appropriate. For example, the CPU 3 may generate and display a normal eye comparison map (e.g., at least one of a percentile map showing a two-dimensional distribution of percentiles of the difference between the two, and a deviation map showing a two-dimensional distribution of deviations between the two) as the thickness analysis map 70. The CPU 3 may also generate and display a thickness map showing a two-dimensional distribution of layer thicknesses as the thickness analysis map 70. The CPU 3 may display both the normal eye comparison map and the thickness map as the thickness analysis map 70.
また、本実施形態では、緑内障モードが選択されている場合には、表示装置8に初期表示させる解析対象の被検眼の医療情報から、乖離度マップ60(図11~図13参照)が除外される。緑内障に起因する層の菲薄化には、層・境界の構造異常を伴わない場合も多い。層・境界の構造異常が生じていなければ、乖離度マップ60には顕著な特徴は表れにくい。従って、緑内障モードが選択されている場合に、緑内障の診療に用いられる頻度が低い乖離度マップ60が初期表示の対象から除外されることで、緑内障についての診療に要する時間が短縮され易くなる。 Furthermore, in this embodiment, when the glaucoma mode is selected, the deviation map 60 (see Figures 11 to 13) is excluded from the medical information of the subject's eye to be analyzed that is initially displayed on the display device 8. Layer thinning caused by glaucoma is often not accompanied by structural abnormalities in the layers and boundaries. If no structural abnormalities in the layers and boundaries occur, the deviation map 60 is unlikely to show any notable features. Therefore, when the glaucoma mode is selected, the deviation map 60, which is not often used in the treatment of glaucoma, is excluded from the initial display, which helps to shorten the time required for treatment of glaucoma.
ただし、本実施形態では、緑内障モードが選択されている場合でも、ユーザによって入力される指示に応じて、厚み解析マップ70と共に乖離度マップ60が表示装置8に表示される。従って、ユーザは、緑内障モードが選択されている場合でも、乖離度マップ60を必要に応じて表示させることで、層・境界の構造の異常度を適切に把握することが可能である。 However, in this embodiment, even when the glaucoma mode is selected, the discrepancy map 60 is displayed on the display device 8 along with the thickness analysis map 70 in accordance with instructions input by the user. Therefore, even when the glaucoma mode is selected, the user can appropriately grasp the degree of abnormality in the layer/boundary structure by displaying the discrepancy map 60 as needed.
また、緑内障モードの初期表示画面において表示される医療情報にも、三次元画像の画像領域に含まれる、眼底組織の深さ方向に広がる一部の二次元断層画像80が含まれる。従って、ユーザは、解析対象の被検眼の層・境界の状態を、二次元断層画像80においても適切に把握することが可能である。 In addition, the medical information displayed on the initial display screen in glaucoma mode also includes a two-dimensional tomographic image 80 of a portion of the fundus tissue extending in the depth direction, which is included in the image area of the three-dimensional image. Therefore, the user can properly grasp the state of the layers and boundaries of the subject's eye being analyzed from the two-dimensional tomographic image 80.
さらに、緑内障モードにおける解析結果の表示画面においても、解析対象の被検眼を正面から観察した二次元の眼底観察画像50と、選択されている診療モードを示す選択モード表示部55が表示される。 Furthermore, the display screen for the analysis results in glaucoma mode also displays a two-dimensional fundus observation image 50 of the subject's eye being analyzed, observed from the front, and a selected mode display section 55 that indicates the selected treatment mode.
図14に示すように、緑内障用処理では、CPU3は、解析対象の被検眼における複数の層・境界のうち、厚み解析マップ70を解析結果表示画面に初期表示させる層・境界を特定する(S51)。CPU3は、S51で特定した層・境界についての厚み解析マップ70を、層・境界識別処理(図8参照)において取得された層・境界の識別結果に基づいて生成する(S52)。CPU3は、S52で生成された厚み解析マップ70を、解析結果表示画面に初期表示させる(S53)。 As shown in FIG. 14, in the glaucoma processing, the CPU 3 identifies, from among multiple layers and boundaries in the subject's eye to be analyzed, a layer/boundary for which a thickness analysis map 70 is to be initially displayed on the analysis result display screen (S51). The CPU 3 generates the thickness analysis map 70 for the layer/boundary identified in S51 based on the layer/boundary identification results obtained in the layer/boundary identification processing (see FIG. 8) (S52). The CPU 3 initially displays the thickness analysis map 70 generated in S52 on the analysis result display screen (S53).
一例として、本実施形態では、緑内障モードが選択されている場合に厚み解析マップ70を初期表示させる層・境界が、予め設定されている。例えば、網膜の全層(本実施形態では、ILMからRPE/BMまでの層)、または、GCC(ILMからIPL/INLまでの層)の少なくとも一方が、厚み解析マップ70を初期表示させる層・境界として設定されている。なお、厚み解析マップ70を初期表示させる層・境界は、ユーザによって入力される指示に応じて設定されてもよい。 As an example, in this embodiment, when the glaucoma mode is selected, the layer/boundary on which the thickness analysis map 70 is initially displayed is set in advance. For example, at least one of all layers of the retina (in this embodiment, layers from the ILM to the RPE/BM) or the GCC (layers from the ILM to the IPL/INL) is set as the layer/boundary on which the thickness analysis map 70 is initially displayed. Note that the layer/boundary on which the thickness analysis map 70 is initially displayed may be set according to instructions input by the user.
また、本実施形態では、ユーザは、複数の層・境界のうち、厚み解析マップ70を確認したい1つまたは複数の層・境界を、操作部7を介して直接選択することも可能である。S51では、CPU3は、層・境界がユーザによって指定されている場合、指定されている層・境界を、厚み解析マップ70を初期表示させる層・境界として特定する。 In addition, in this embodiment, the user can directly select one or more layers/boundaries from among the multiple layers/boundaries for which they wish to check the thickness analysis map 70 via the operation unit 7. In S51, if a layer/boundary has been specified by the user, the CPU 3 identifies the specified layer/boundary as the layer/boundary for which the thickness analysis map 70 will be initially displayed.
次いで、CPU3は、三次元画像の撮影範囲のうち、デフォルト位置の二次元断層画像80を抽出し、表示装置8に初期表示させる(S54)。二次元断層画像80を表示させるデフォルト位置の設定方法は、適宜選択できる。例えば、CPU3は、三次元画像の撮影範囲の中心を通るライン(例えば、三次元画像を正面から見た二次元正面画像上で、中心位置を左右に横切る直線等)の位置を、二次元断層画像80を抽出するデフォルト位置として特定してもよい。また、CPU3は、眼底における特徴部位(例えば、乳頭または黄斑等)を、画像処理等を用いて特定し、特定した部位を通過するライン状の位置を、S54で二次元断層画像80を抽出するデフォルト位置としてもよい。なお、ラインは直線に限定されない。 Next, the CPU 3 extracts a two-dimensional tomographic image 80 at a default position within the imaging range of the three-dimensional image, and initially displays it on the display device 8 (S54). The method for setting the default position for displaying the two-dimensional tomographic image 80 can be selected as appropriate. For example, the CPU 3 may specify the position of a line passing through the center of the imaging range of the three-dimensional image (e.g., a straight line crossing the center position on the left and right on a two-dimensional frontal image obtained by viewing the three-dimensional image from the front) as the default position for extracting the two-dimensional tomographic image 80. The CPU 3 may also specify a characteristic site on the fundus (e.g., the optic disc or macula) using image processing, and set a linear position passing through the specified site as the default position for extracting the two-dimensional tomographic image 80 in S54. Note that the line is not limited to a straight line.
CPU3は、解析対象の眼底における複数の層・境界のうち、厚み解析マップ70を表示させている部位(「対応部位」という場合もある)を、二次元断層画像上で表示する(S55)。従って、ユーザは、厚み解析マップ70が表示されている層・境界を、深さ方向に広がる二次元断層画像80上で容易且つ適切に把握することができる。 The CPU 3 displays, on the two-dimensional tomographic image, the portion of the multiple layers and boundaries in the fundus being analyzed where the thickness analysis map 70 is displayed (sometimes referred to as the "corresponding portion") (S55). Therefore, the user can easily and appropriately grasp the layer and boundary where the thickness analysis map 70 is displayed on the two-dimensional tomographic image 80, which extends in the depth direction.
CPU3は、表示装置8に表示させている二次元断層画像80が抽出された位置を、厚み解析マップ70上で表示する(S56)。従って、ユーザは、緑内障モードにおいて、表示されている二次元断層画像80の抽出位置を厚み解析マップ70上で確認しながら、眼底組織の診断等を行うことができる。なお、本実施形態では、図15に示すように、眼底組織を正面方向から見た場合の二次元の厚み解析マップ70上で、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。また、本実施形態では、二次元の眼底観察画像50上でも同様に、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。以上の処理で、緑内障モードにおける解析結果の初期表示が完了する。 The CPU 3 displays the extracted position of the two-dimensional tomographic image 80 displayed on the display device 8 on the thickness analysis map 70 (S56). Therefore, in glaucoma mode, the user can diagnose the fundus tissue while checking the extracted position of the displayed two-dimensional tomographic image 80 on the thickness analysis map 70. In this embodiment, as shown in FIG. 15, a line P indicating the extracted position of the two-dimensional tomographic image 80 is displayed on the two-dimensional thickness analysis map 70 when the fundus tissue is viewed from the front. Similarly, in this embodiment, a line P indicating the extracted position of the two-dimensional tomographic image 80 is also displayed on the two-dimensional fundus observation image 50. The above processing completes the initial display of the analysis results in glaucoma mode.
次いで、CPU3は、乖離度マップ60を表示させる指示がユーザによって入力されたか否かを判断する(S58)。指示が入力されていなければ(S58:NO)、処理はそのままS60の判断へ移行する。乖離度マップ60を表示させる指示が、操作部7等を介して入力されると(S58:YES)、CPU3は、層・境界識別処理(図8参照)において取得された乖離度に基づいて、特定の層についての乖離度の二次元分布を示す乖離度マップ60を生成し、厚み解析マップ70と共に解析結果表示画面に追加表示させる(S59)。従って、ユーザは、緑内障モードを選択している場合でも、乖離度マップ60を必要に応じて表示させることで、層・境界の乖離度の二次元分布を適切に把握することが可能である。なお、乖離度マップ60の表示と非表示が、ユーザによって入力される指示に応じて適宜切り替えられてもよいことは言うまでもない。 Next, the CPU 3 determines whether the user has input an instruction to display the deviation map 60 (S58). If no instruction has been input (S58: NO), the process proceeds directly to the determination in S60. When an instruction to display the deviation map 60 is input via the operation unit 7 or the like (S58: YES), the CPU 3 generates a deviation map 60 showing the two-dimensional distribution of deviations for a specific layer based on the deviations obtained in the layer/boundary identification process (see FIG. 8), and displays this map together with the thickness analysis map 70 on the analysis result display screen (S59). Therefore, even when the glaucoma mode is selected, the user can appropriately grasp the two-dimensional distribution of deviations for layers and boundaries by displaying the deviation map 60 as needed. Needless to say, the display and non-display of the deviation map 60 may be switched as appropriate in response to an instruction input by the user.
S59では、CPU3は、解析対象の三次元画像における複数の層・境界のうち、厚み解析マップ70が表示されている層・境界についての乖離度の二次元分布を示す乖離度マップ60を表示させる。従って、ユーザは、同一の層・境界についての乖離度マップ60と厚み解析マップ70を容易に比較することで、有効な診療を行い易くなる。なお、複数の層・境界の厚み解析マップ70が解析結果表示画面に表示されている場合、CPU3は、同一の複数の層・境界の各々についての乖離度マップ60を別々に表示させてもよいし、同一の複数の層・境界の全ての乖離度マップ60を合成した合成乖離度マップ60Xを表示させてもよい。 In S59, the CPU 3 displays a discrepancy map 60 showing the two-dimensional distribution of discrepancies for layers/boundaries for which thickness analysis maps 70 are displayed, among the multiple layers/boundaries in the three-dimensional image being analyzed. Therefore, the user can easily compare the discrepancy map 60 and thickness analysis map 70 for the same layer/boundary, making it easier to provide effective medical treatment. Note that when thickness analysis maps 70 for multiple layers/boundaries are displayed on the analysis result display screen, the CPU 3 may display the discrepancy maps 60 for each of the same multiple layers/boundaries separately, or may display a composite discrepancy map 60X that combines all of the discrepancy maps 60 for the same multiple layers/boundaries.
次いで、CPU3は、表示装置8に表示されている厚み解析マップ70上で、二次元断層画像80を抽出する位置Pを指定するための指示が、ユーザによって入力されたか否かを判断する(S60)。位置Pが指定されていなければ(S60:NO)、処理はそのままS63へ移行する。一例として、本実施形態では、ユーザは、操作部7の操作(例えば、カーソルの移動とクリック、またはタッチパネルによる位置指定等)によって、二次元断層画像を抽出する位置Pを、表示装置8に表示されている厚み解析マップ70上で指定する。なお、本実施形態では、CPU3は、表示装置8に表示されている二次元の眼底観察画像50上でも同様に、二次元断層画像80を抽出する位置Pを指定するための指示を受け付けることも可能である。また、図15に示す例では、直線状のラインの位置が指定されることで、二次元断層画像80を抽出する位置Pが指定される。しかし、抽出位置Pを指定するための方法を変更することも可能である。例えば、位置Pを指定するために用いられるラインは直線状に限定されず、環状または曲線状等であってもよい。 Next, the CPU 3 determines whether the user has input an instruction to specify a position P from which the two-dimensional tomographic image 80 is to be extracted on the thickness analysis map 70 displayed on the display device 8 (S60). If the position P has not been specified (S60: NO), the process proceeds directly to S63. As an example, in this embodiment, the user specifies the position P from which the two-dimensional tomographic image is to be extracted on the thickness analysis map 70 displayed on the display device 8 by operating the operation unit 7 (e.g., by moving and clicking the cursor, or by specifying a position using a touch panel). Note that in this embodiment, the CPU 3 can also accept an instruction to specify the position P from which the two-dimensional tomographic image 80 is to be extracted on the two-dimensional fundus observation image 50 displayed on the display device 8. In the example shown in FIG. 15, the position P from which the two-dimensional tomographic image 80 is to be extracted is specified by specifying the position of a straight line. However, the method for specifying the extraction position P can also be changed. For example, the line used to specify the position P is not limited to a straight line, and may be a circular or curved line, etc.
二次元断層画像80を抽出する位置Pが厚み解析マップ70上で指定されると(S60:YES)、CPU3は、指定された位置Pを、厚み解析マップ70上で表示する(S61)。従って、ユーザは、表示されている二次元断層画像80の抽出位置Pを厚み解析マップ70上で確認しながら、被検眼の眼底組織の診断を行うことができる。前述したように、図15に示す例では、眼底組織を正面方向から見た場合の二次元の厚み解析マップ70上で、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。また、本実施形態では、二次元の眼底観察画像50上でも同様に、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。なお、眼底観察画像50上で二次元断層画像80の抽出位置Pが指定された場合も同様に、厚み解析マップ70上および眼底観察画像50上に、二次元断層画像80の抽出位置を示すラインPが表示される。 When a position P for extracting the two-dimensional tomographic image 80 is specified on the thickness analysis map 70 (S60: YES), the CPU 3 displays the specified position P on the thickness analysis map 70 (S61). Therefore, the user can diagnose the fundus tissue of the subject's eye while checking the extraction position P of the displayed two-dimensional tomographic image 80 on the thickness analysis map 70. As described above, in the example shown in FIG. 15, a line P indicating the extraction position of the two-dimensional tomographic image 80 is displayed on the two-dimensional thickness analysis map 70 when the fundus tissue is viewed from the front. In this embodiment, a line P indicating the extraction position of the two-dimensional tomographic image 80 is also displayed on the two-dimensional fundus observation image 50. Note that when the extraction position P of the two-dimensional tomographic image 80 is specified on the fundus observation image 50, a line P indicating the extraction position of the two-dimensional tomographic image 80 is similarly displayed on the thickness analysis map 70 and the fundus observation image 50.
さらに、CPU3は、指定された位置Pから眼底組織の深さ方向に広がる二次元断層画像80(つまり、指定された位置Pを通過し、且つ深さ方向に広がる二次元断層画像80)を三次元画像から抽出し、表示装置8に表示させる(S62)。従って、ユーザは、特定の部位(本実施形態では、特定の層・境界)に関する厚みの解析結果の二次元分布を厚み解析マップ70によって確認したうえで、表示させたい二次元断層画像80の位置を、厚み解析マップ70上で直接指定することができる。その後、処理はS63へ移行する。 Furthermore, the CPU 3 extracts from the three-dimensional image a two-dimensional tomographic image 80 extending in the depth direction of the fundus tissue from the specified position P (i.e., a two-dimensional tomographic image 80 that passes through the specified position P and extends in the depth direction), and displays it on the display device 8 (S62). Therefore, the user can confirm the two-dimensional distribution of the thickness analysis results for a specific region (in this embodiment, a specific layer/boundary) using the thickness analysis map 70, and then directly specify the position of the two-dimensional tomographic image 80 they want to display on the thickness analysis map 70. Processing then proceeds to S63.
次いで、CPU3は、複数の層・境界のうち、厚み解析マップ70を表示させる少なくともいずれかの層・境界を指定する指示がユーザによって入力されたか否かを判断する(S63)。層・境界が指定されていなければ(S63:NO)、処理はそのままS65へ移行する。ユーザによって層・境界が指定されると(S63:YES)、CPU3は、数学モデルによる識別対象とされた複数の層・境界のうち、指定された層・境界についての厚み解析マップ70を生成し、表示装置8に表示させる(S64)。従って、ユーザは、所望の層・境界についての厚み解析マップ70を容易に確認することが可能である。なお、S64においても、厚み解析マップ70を表示させた部位を二次元断層画像80上で表示させてもよい。 Next, the CPU 3 determines whether the user has input an instruction to specify at least one of the multiple layers/boundaries for which a thickness analysis map 70 is to be displayed (S63). If a layer/boundary has not been specified (S63: NO), the process proceeds directly to S65. If a layer/boundary has been specified by the user (S63: YES), the CPU 3 generates a thickness analysis map 70 for the specified layer/boundary from the multiple layers/boundaries identified by the mathematical model, and displays it on the display device 8 (S64). This allows the user to easily confirm the thickness analysis map 70 for the desired layer/boundary. Note that in S64, the area for which the thickness analysis map 70 is displayed may also be displayed on the two-dimensional tomographic image 80.
CPU3は、解析結果表示画面の表示を終了させる指示、または、診療モードを変更する指示が入力されたか否かを判断する(S65)。入力されていなければ(S65:NO)、処理はS58へ戻り、S58~S65の処理が繰り返される。終了指示、または診療モードの変更指示が入力されると(S65:YES)、処理は眼底画像処理(図7参照)へ戻る。 The CPU 3 determines whether an instruction to end the display of the analysis result display screen or an instruction to change the examination mode has been input (S65). If no instruction has been input (S65: NO), processing returns to S58, and steps S58 to S65 are repeated. If an instruction to end the display or an instruction to change the examination mode has been input (S65: YES), processing returns to fundus image processing (see Figure 7).
図7の説明に戻る。黄斑疾患用処理(S14)または緑内障表処理(S15)が終了すると、診療モードの変更指示が入力されたか否かが判断される(S17)。診療モードの変更指示が入力されている場合(S17:YES)、処理はS13へ戻り、変更された診療モードについての医療情報(解析結果)の表示制御処理が実行される(S14またはS15)。診療モードの変更指示が入力されていなければ(S17:NO)、終了指示が入力されているので、処理は終了する。 Returning to the explanation of Figure 7, when the macular disease processing (S14) or glaucoma table processing (S15) is completed, it is determined whether an instruction to change the treatment mode has been input (S17). If an instruction to change the treatment mode has been input (S17: YES), the process returns to S13, and display control processing of medical information (analysis results) for the changed treatment mode is executed (S14 or S15). If an instruction to change the treatment mode has not been input (S17: NO), an end instruction has been input, and the process ends.
上記実施形態で開示された技術は一例に過ぎない。従って、上記実施形態で例示された技術を変更することも可能である。まず、上記実施形態で例示された複数の技術のうちの一部のみを実行することも可能である。また、上記実施形態では、黄斑疾患モードにおいて厚み解析マップ70の表示指示が入力されると(S39:YES)、厚み解析マップ70が、乖離度マップ60と共に表示される(つまり、厚み解析マップ70が追加表示される)。しかし、黄斑疾患モードにおいて厚み解析マップ70の表示指示が入力された場合、CPU3は、厚み解析マップ70を乖離度マップ60と切り換えて表示させてもよい。この場合、二次元断層画像の抽出位置は、切り替えて表示された乖離度マップ60上で指定されてもよいし、眼底観察画像50上で指定されてもよい。また、上記実施形態では、緑内障モードにおいて乖離度マップ60の表示指示が入力されると(S58:YES)、乖離度マップ60が、厚み解析マップ70と共に表示される(つまり、乖離度マップ60が追加表示される)。しかし、緑内障モードにおいて乖離度マップ60の表示指示が入力された場合、CPU3は、乖離度マップ60を厚み解析マップ70と切り換えて表示させてもよい。この場合、二次元断層画像の抽出位置は、切り替えて表示された厚み解析マップ70上で指定されてもよいし、眼底観察画像50上で指定されてもよい。 The techniques disclosed in the above embodiments are merely examples. Therefore, it is possible to modify the techniques exemplified in the above embodiments. First, it is possible to execute only some of the techniques exemplified in the above embodiments. Furthermore, in the above embodiment, when an instruction to display the thickness analysis map 70 is input in the macular disease mode (S39: YES), the thickness analysis map 70 is displayed together with the deviation map 60 (i.e., the thickness analysis map 70 is additionally displayed). However, when an instruction to display the thickness analysis map 70 is input in the macular disease mode, the CPU 3 may switch between the thickness analysis map 70 and the deviation map 60 and display them. In this case, the extraction position of the two-dimensional tomographic image may be specified on the displayed deviation map 60 or on the fundus observation image 50. Furthermore, in the above embodiment, when an instruction to display the deviation map 60 is input in the glaucoma mode (S58: YES), the deviation map 60 is displayed together with the thickness analysis map 70 (i.e., the deviation map 60 is additionally displayed). However, when an instruction to display the deviation map 60 is input in the glaucoma mode, the CPU 3 may switch between displaying the deviation map 60 and the thickness analysis map 70. In this case, the extraction position of the two-dimensional tomographic image may be specified on the thickness analysis map 70 that has been switched to and is displayed, or may be specified on the fundus observation image 50.
なお、図7のS11で三次元画像を取得する処理は、「画像取得ステップ」の一例である。図10のS32、S45、S47、および図14のS59で乖離度マップを生成する処理は、「乖離度マップ生成ステップ」の一例である。図10のS40、および図14のS52、S64で厚み解析マップを生成する処理は、「厚み解析マップ生成ステップ」の一例である。図7のS14、S15で医療情報を表示させる処理は、「表示制御ステップ」の一例である。図10のS41および図14のS60で二次元断層画像80の抽出位置の指示入力を受け付ける処理は、「抽出位置指定受付ステップ」の一例である。図10のS43および図14のS62で二次元断層画像を抽出して表示させる処理は、「指定断層画像表示ステップ」の一例である。 The process of acquiring a three-dimensional image in S11 of FIG. 7 is an example of an "image acquisition step." The processes of generating a deviation map in S32, S45, and S47 of FIG. 10 and S59 of FIG. 14 are an example of a "deviation map generation step." The processes of generating a thickness analysis map in S40 of FIG. 10 and S52 and S64 of FIG. 14 are an example of a "thickness analysis map generation step." The processes of displaying medical information in S14 and S15 of FIG. 7 are an example of a "display control step." The processes of accepting input of an instruction for the extraction position of the two-dimensional tomographic image 80 in S41 of FIG. 10 and S60 of FIG. 14 are an example of an "extraction position designation acceptance step." The processes of extracting and displaying a two-dimensional tomographic image in S43 of FIG. 10 and S62 of FIG. 14 are an example of a "designated tomographic image display step."
1 眼底画像処理装置
3 CPU
4 記憶装置
8 表示装置
10(10A,10B) OCT装置
42 二次元断層画像
43 三次元断層画像
60 乖離度マップ
70 厚み解析マップ
80 二次元断層画像
1 Fundus image processing device 3 CPU
4 Storage device 8 Display device 10 (10A, 10B) OCT device 42 Two-dimensional tomographic image 43 Three-dimensional tomographic image 60 Deviation degree map 70 Thickness analysis map 80 Two-dimensional tomographic image
Claims (6)
前記眼底画像処理装置の制御部は、
眼底画像撮影装置によって撮影された眼底の三次元画像を取得する画像取得ステップと、
機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記三次元画像を入力することで、前記三次元画像に写る眼底組織における層および境界の少なくともいずれかを識別するための確率分布を取得し、識別対象の層または境界が正確に識別される場合の確率分布に対する、取得された確率分布の乖離度の二次元分布を示す乖離度マップを生成する乖離度マップ生成ステップと、
前記三次元画像に写る眼底組織における少なくともいずれかの層の厚みについての解析結果の二次元分布を示す厚み解析マップを生成する厚み解析マップ生成ステップと、
前記乖離度マップおよび前記厚み解析マップの少なくとも一方を含む医療情報を表示部に表示させる表示制御ステップと、
を実行可能であり、
前記表示制御ステップでは、
被検眼の診療を行う診療モードとして、黄斑疾患についての診療を行う黄斑疾患モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報に前記乖離度マップを含め、
前記診療モードとして、緑内障についての診療を行う緑内障モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報に前記厚み解析マップを含めることを特徴とする眼底画像処理装置。 A fundus image processing device that processes a fundus image in which a plurality of layers in the fundus of an eye to be examined and boundaries between the layers are included in an imaging range,
The control unit of the fundus image processing device
an image acquisition step of acquiring a three-dimensional image of the fundus photographed by the fundus image photographing device;
a deviation map generation step of inputting the three-dimensional image into a mathematical model trained by a machine learning algorithm to obtain a probability distribution for identifying at least one of a layer and a boundary in the fundus tissue shown in the three-dimensional image, and generating a deviation map showing a two-dimensional distribution of deviation of the obtained probability distribution from a probability distribution when the layer or boundary to be identified is accurately identified;
a thickness analysis map generating step of generating a thickness analysis map showing a two-dimensional distribution of an analysis result of the thickness of at least any layer in the fundus tissue shown in the three-dimensional image;
a display control step of displaying medical information including at least one of the deviation map and the thickness analysis map on a display unit;
is executable,
In the display control step,
When a macular disease mode for performing a macular disease diagnosis is selected as a diagnosis mode for treating the subject's eye, the discrepancy map is included in the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit,
A fundus image processing device characterized in that, when a glaucoma mode for performing glaucoma treatment is selected as the treatment mode, the thickness analysis map is included in the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit.
前記制御部は、前記表示制御ステップにおいて、
前記診療モードとして前記緑内障モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報から、前記乖離度マップを除外することを特徴とする眼底画像処理装置。 The fundus image processing device according to claim 1,
In the display control step, the control unit
A fundus image processing device characterized in that, when the glaucoma mode is selected as the diagnosis mode, the deviation map is excluded from the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit.
前記制御部は、前記表示制御ステップにおいて、
前記診療モードとして前記黄斑疾患モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報から、前記厚み解析マップを除外することを特徴とする眼底画像処理装置。 The fundus image processing device according to claim 1,
In the display control step, the control unit
A fundus image processing device characterized in that, when the macular disease mode is selected as the diagnostic mode, the thickness analysis map is excluded from the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit.
前記制御部は、
前記三次元画像の画像領域のうち、眼底組織の深さ方向に広がる一部の二次元断層画像の抽出位置を指定するためのユーザからの指示入力を受け付ける抽出位置指定受付ステップと、
抽出位置を指定するための指示入力が受け付けられた場合に、指定された前記抽出位置から前記眼底組織の深さ方向に広がる二次元断層画像を抽出して前記表示部に表示させる指定断層画像表示ステップと、
をさらに実行し、
前記抽出位置指定受付ステップでは、
前記診療モードとして前記黄斑疾患モードが選択されている場合には、前記表示部に表示されている前記乖離度マップ上で前記抽出位置の指示入力を受け付けると共に、
前記診療モードとして前記緑内障モードが選択されている場合には、前記表示部に表示されている前記厚み解析マップ上で前記抽出位置の指示入力を受け付けることを特徴とする眼底画像処理装置。 The fundus image processing device according to claim 1,
The control unit
an extraction position designation receiving step of receiving an instruction input from a user to designate an extraction position of a part of a two-dimensional tomographic image extending in a depth direction of fundus tissue from an image region of the three-dimensional image;
a designated tomographic image display step of extracting a two-dimensional tomographic image extending in a depth direction of the fundus tissue from the designated extraction position when an instruction input for designating the extraction position is accepted and displaying the extracted two-dimensional tomographic image on the display unit;
Further execute
In the extraction position designation receiving step,
When the macular disease mode is selected as the diagnosis mode, an instruction input of the extraction position is accepted on the deviation map displayed on the display unit, and
A fundus image processing device characterized in that, when the glaucoma mode is selected as the diagnosis mode, it accepts input of instructions for the extraction position on the thickness analysis map displayed on the display unit.
前記制御部は、前記表示制御ステップにおいて、
前記三次元画像の画像領域に含まれる、眼底組織の深さ方向に広がる一部の二次元断層画像を前記表示部に表示させると共に、
前記二次元断層画像に写る複数の層および境界のうち、前記乖離度マップが表示されている部位の色を、前記乖離度マップの表示色と一致させることを特徴とする眼底画像処理装置。 The fundus image processing device according to claim 1,
In the display control step, the control unit
a part of a two-dimensional tomographic image of the fundus tissue extending in the depth direction included in an image region of the three-dimensional image is displayed on the display unit;
A fundus image processing device characterized in that the color of the part of the plurality of layers and boundaries shown in the two-dimensional tomographic image where the deviation map is displayed is made to match the display color of the deviation map.
前記眼底画像処理プログラムが前記眼底画像処理装置の制御部によって実行されることで、
眼底画像撮影装置によって撮影された眼底の三次元画像を取得する画像取得ステップと、
機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記三次元画像を入力することで、前記三次元画像に写る眼底組織における層および境界の少なくともいずれかを識別するための確率分布を取得し、識別対象の層または境界が正確に識別される場合の確率分布に対する、取得された確率分布の乖離度の二次元分布を示す乖離度マップを生成する乖離度マップ生成ステップと、
前記三次元画像に写る眼底組織における少なくともいずれかの層の厚みについての解析結果の二次元分布を示す厚み解析マップを生成する厚み解析マップ生成ステップと、
前記乖離度マップおよび前記厚み解析マップの少なくとも一方を含む医療情報を表示部に表示させる表示制御ステップと、
を前記眼底画像処理装置に実行させることが可能であり、
前記表示制御ステップでは、
被検眼の診療を行う診療モードとして、黄斑疾患についての診療を行う黄斑疾患モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報に前記乖離度マップが含められ、
前記診療モードとして、緑内障についての診療を行う緑内障モードが選択されている場合には、前記表示部に初期表示させる前記被検眼の医療情報に前記厚み解析マップが含められることを特徴とする眼底画像処理プログラム。 A fundus image processing program executed by a fundus image processing device that processes a fundus image in which a plurality of layers in the fundus of an eye to be examined and boundaries between the layers are included in an imaging range,
The fundus image processing program is executed by a control unit of the fundus image processing device,
an image acquisition step of acquiring a three-dimensional image of the fundus photographed by the fundus image photographing device;
a deviation map generation step of inputting the three-dimensional image into a mathematical model trained by a machine learning algorithm to obtain a probability distribution for identifying at least one of a layer and a boundary in the fundus tissue shown in the three-dimensional image, and generating a deviation map showing a two-dimensional distribution of deviation of the obtained probability distribution from a probability distribution when the layer or boundary to be identified is accurately identified;
a thickness analysis map generating step of generating a thickness analysis map showing a two-dimensional distribution of an analysis result of the thickness of at least any layer in the fundus tissue shown in the three-dimensional image;
a display control step of displaying medical information including at least one of the deviation map and the thickness analysis map on a display unit;
The fundus image processing device can be caused to execute the above.
In the display control step,
When a macular disease mode for performing a macular disease diagnosis is selected as a diagnosis mode for treating the subject's eye, the discrepancy map is included in the medical information of the subject's eye that is initially displayed on the display unit,
A fundus image processing program characterized in that, when a glaucoma mode for treating glaucoma is selected as the treatment mode, the thickness analysis map is included in the medical information of the test eye that is initially displayed on the display unit.
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