前眼部断面画像解析システム及び前眼部断面画像撮影装置
【課題】複数の種類の幾何学的な情報を容易に取得可能な前眼部断面画像解析システム及び前眼部断面画像撮影装置を提供する。
【解決手段】前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、により構成されている。
【解決手段】前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、により構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前眼部の隅角近傍の断面を撮影した画像を解析し、特に虹彩の位置あるいは形状に係わる情報を取得可能な前眼部断面画像解析システム及び前眼部断面画像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科分野において、被検眼の前眼部を撮影した画像による緑内障の診察が行われている。図１は前眼部に存在している代表的な組織である角膜１１、胸膜１２、虹彩１３、毛様態１４、水晶体１５の位置関係を示したものである。緑内障の診断では、図中の長方形にて囲まれた領域Ａに存在する組織の位置関係に注目して評価を行ない、治療方針の検討に利用している。
【０００３】
図２は図１の領域Ａを抽出した図で、角膜１１と虹彩１３に挟まれたＢとして示される領域が隅角と呼ばれる領域である。眼球内では、点線ｆに示す房水循環と呼ばれる新陳代謝が行なわれており、毛様体１４から産出された房水は虹彩１３の後面を経由して隅角Ｂに至り、強膜岬（図中ＳＳ）とシュワルベ線（図中ＳＬ）と呼ばれる特徴的な領域（どちらも断面画像においては点状となる）に挟まれた線維柱帯（図中ＴＭ）と呼ばれる領域から排出される。従って、隅角Ｂの隙間が狭いと房水の線維柱帯からの排出量が少なくなり、毛様体１４から産出された房水は眼球内に次第に蓄積され、眼球内の圧力を増大させる。この眼球内の圧力(以後眼圧と記載)と緑内障の発症には因果関係が認められており、特に隅角の隙間が狭いことに起因する緑内障は閉塞隅角緑内障として分類される。
【０００４】
閉塞隅角緑内障は、その発生メカニズムにより非特許文献１に示される分類がなされており、治療方法の検討において参考とされる。非特許文献２には、隅角近傍の形状評価を行なうために定義されたパラメータが提唱され、該パラメータの一部の角度あるいは距離を求める解析機能を有する前眼部断面撮影装置も提供されている。
【０００５】
近年の閉塞隅角緑内障の診断においては、非特許文献３、非特許文献４、あるいは非特許文献５に示されるように、隅角近傍の角度等の単純な評価ではなく、角膜１１の後面と虹彩１３等の隅角近傍に存在している組織の位置あるいは形状等を複合させて評価を行なうことが提唱されている。
【０００６】
【非特許文献１】日本緑内障学会，「緑内障診断ガイドライン（第２版）」，日眼会誌，2006年，110巻，10号，777-814頁
【非特許文献２】Charls J Pavlin 他，”UltrasoundBiomicroscopy of Anterior Segment Structures in Normal and Glaucomatous Eyes”，AmericanJournal of Ophthalmology，1992年，113:381-389頁
【非特許文献３】平澤裕代 他，「プラトー虹彩」，新しい眼科，2006年，Vol.23，No.8，997-1001頁
【非特許文献４】酒井寛 他，「閉塞隅角緑内障の病態：（１）原発閉塞隅角の解剖学的背景」，新しい眼科，2005年，Vol.22，No.9，1169-1173頁
【非特許文献５】栗本康夫，「原発閉塞隅角緑内障の新しい展開」，臨床眼科，2007年，Vol.61，No.2，128-135頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献２において提唱されているパラメータの多くは別のパラメータの取得後に新たな条件を設定して取得されるものであるため、求めるパラメータが取得されるまでに複雑な手順を要することが多い。また、前述のパラメータに係わる解析機能を有する装置は複数存在しているが、上述の事情から内部処理の複雑化を回避するため、角膜の後面と虹彩の前面の特定領域における距離あるいは角度のみを個別に解析する機能しか有していない。
【０００８】
従って、前述の非特許文献３、非特許文献４あるいは非特許文献５に提唱されている複合的な評価を行なう場合、従来技術を利用して取得された情報のみでは行なえないため、診察医が自ら設定した条件下で情報を取得する必要があり、人為的な誤差を含まない定量的な評価を行なうことが困難であった。
【０００９】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来装置において個別にしか実施されていなかった隅角近傍に存在する角膜の後面とその他の組織の位置あるいは形状に関わる幾何学的な情報を、前眼部の隅角領域の特定部位を基準とする予め定められた距離に設定される解析参照点及び解析参照点のそれぞれに関連付けられた識別情報を利用することにより、複数の種類の幾何学的な情報を容易に取得可能な前眼部断面画像解析システム及び前眼部断面画像撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【００１１】
すなわち、本発明の第一の態様は、前眼部断面画像を取得する前眼部断面画像取得手段と、解析を行なうために必要な情報を入力する入力手段と、取得された前記前眼部断面画像に係わる画像情報及び前記入力手段により入力された入力情報を記憶する記憶手段と、前記画像情報及び前記入力情報を表示する表示手段と、前記画像情報及び前記入力情報に基づいて画像解析処理を行なう演算手段を有する前眼部断面画像解析システムにおいて、前記解析処理は、解析において参照される解析参照点の設定の基本情報となる、前記前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、により構成されていることを特徴とする。
【００１２】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像解析システムによれば、設定された解析参照点のそれぞれに識別情報が付与されるため、該識別情報を利用して取得可能な幾何学的な情報の種類を判別する処理を行なうことにより、取得する幾何学的な情報の種類の指定に先立ち解析参照点の設定が可能となる。また、前述の取得可能な幾何学的な情報の種類を判別する処理において取得可能と判断された幾何学的な情報が複数の種類存在する場合には、連続的に幾何学的な情報を算出するようにすることにより、効率的な解析が可能となる。さらに、幾何学的な情報の種類毎にそれぞれ異なる解析参照点の設定位置の一部を兼用するように解析参照点を設定することにより、異なる種類の幾何学的な情報が関連付けられたものとなる。
【００１３】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る前眼部断面画像解析システムにおいて、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点からの距離が同一である複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点を頂点とする角度であることを特徴とする。
【００１４】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像解析システムによれば、複数の組織の位置関係を前記解析基準点から同一距離における角度として取得でき、特に従来の解析では実施されていなかった組織の境界の位置関係について評価が可能となる。具体的には、角膜１１の後面を基準とする虹彩１３の前面の位置関係の評価のために従来から取得されている隅角角度だけではなく、解析基準点の近傍領域における虹彩１３の後面あるいは毛様体１４の概略的な位置関係を同時に取得可能となる。
【００１５】
また、本発明の第三の態様は、前記第一の態様に係る前眼部断面画像解析システムにおいて、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である組織の境界の情報が同一である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記組織の境界の近似曲率であることを特徴とする。
【００１６】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像解析システムによれば、組織の境界の近似的な曲率を取得でき、従来実施されていなかった形状評価が可能となる。具体的には、虹彩１３の前面あるいは後面の形状を曲率として取得可能となるため、近年の緑内障研究において注目されている虹彩形状の評価が容易に行なうことが可能となる。
【００１７】
また、本発明の第四の態様は、前記第一の態様に係る前眼部断面画像解析システムにおいて、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に存在する複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点からの距離毎の前記解析参照点間の距離であることを特徴とする。
【００１８】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像解析システムによれば、前記解析基準点からの距離に応じた複数の組織の境界間距離を取得でき、該境界間距離推移に基づいた評価が可能となる。具体的には、角膜１１の後面と虹彩１３の前面の位置関係、言い換えれば隅角領域の隙間の変移に係わる評価を行なうことが可能である。
【００１９】
また、本発明の第五の態様は、前眼部断面画像を撮影する前眼部断面画像撮影手段と、解析を行なうために必要な情報を入力する入力手段と、撮影された前記前眼部断面画像に係わる画像情報及び前記入力手段により入力された入力情報を記憶する記憶手段と、前記画像情報及び前記入力情報を表示する表示手段と、前記画像情報及び前記入力情報に基づいて画像解析処理を行なう演算手段を有する前眼部断面画像撮影装置において、前記解析処理は、解析において参照される解析参照点の設定の基本情報となる、前記前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、により構成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の第六の態様は、前記第五の態様に係る前眼部断面画像撮影装置において、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点からの距離が同一である複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点を頂点とする角度であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の第七の態様は、前記第五の態様に係る前眼部断面画像撮影装置において、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である組織の境界の情報が同一である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記組織の境界の近似曲率であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の第八の態様は、前記第五の態様に係る前眼部断面画像撮影装置において、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に存在する複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点からの距離毎の前記解析参照点間の距離であることを特徴とする。
【００２３】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像撮影装置によれば、前述の本発明の第一乃至第四の態様に係わる前眼部断面画像解析システムにおける前眼部断面画像取得が前眼部断面画像撮影手段により直接成されるため、撮影画像に対して即時に解析処理を行なうことが可能であるとともに、撮影時の条件に関する情報も同時に取得されるため、解析に影響する撮影倍率等に係わる補正情報の入力が省略可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像撮影システム及び前眼部断面画像撮影装置は、従来解析の種類毎に異なる条件にて設定されていた解析参照点を、臨床学的に特徴的な部位に設定される解析基準点に対する距離に基づいて設定することにより、同一の手順で行なうことを可能とするとともに、従来個別に評価されていた解析内容を関連付けられたものとして取扱うことが可能となる。さらに、解析参照点に解析基準点からの距離ならびに設定された組織の境界に関する情報を関連付けることによって、設定されている解析参照点によって可能な解析の種類を特定できるため、解析参照点を変更あるいは追加した場合でも、設定されていなかった新たな種類の情報の取得を速やかに行なうことが可能となり、解析時間の短縮も図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２６】
図３は、本発明における前眼部断面画像解析システムの解析処理のフローチャートを示したものである。それぞれの段階で行なわれる処理内容は以降の実施例の説明と重複するためここでは省略する。
【００２７】
図４は本発明の第１の実施形態である前眼部断面画像解析システムを示したものである。前眼部断面画像解析システム１００は解析を行なう解析装置１０１、画像を取得するための画像読込装置１０５、解析に必要な情報等を入力するキーボード１０６ａ及びマウス１０６ｂ、断面画像や解析結果等を表示するディスプレイ１０７、プリンタ１０８等により構成されている。解析装置１０１は、装置全体の制御を行なう制御回路１０２、解析処理等を行なう演算回路１０３、解析用プログラムや画像データ、演算結果等を記憶する記憶装置１０４を含んでいる。解析装置１０１は市販のパーソナルコンピュータを利用することができる。また、その他の構成品についても市販のものが利用できる。前眼部断面画像撮影装置１２０により撮影された画像は、外部記憶媒体等により提供され、画像読取装置１０２から取得される。また、前眼部断面画像撮影装置１２０が通信機能を備えている場合、画像読込装置１０２を使用せず図示しない通信ケーブル等を介して直接解析装置１０１に読込むことも可能である。
【００２８】
次に、解析装置１０１において実行される処理について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
まず、Ｓ１０１１において、キーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂを操作して解析プログラムを実行し、合わせて解析を行なう画像データを取得する。取得された画像は記憶装置１０４に記憶される。
【００２９】
次に、Ｓ１０２１において、記憶された画像がディスプレイ１０７に表示される。ここで、画像の撮影するために使用する前眼部断面画像撮影装置１２０が複数想定されている場合、装置毎に設定されている撮影倍率等の条件の違いを補正することが必要となる。また、画像の方向が異なっている場合、適切な方向に変更することが望まれる。従って、画像がディスプレイ１０７に表示された際にキーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂを操作して補正情報等を入力するステップを設けておくことが好ましい。さらに、補正情報を画像と関連付けて保存可能にしておくことにより、同じ画像を別の機会に利用する際に同じ情報を再入力することなく補正された画像を自動的に表示させることも可能となる。
【００３０】
次に、Ｓ１１１１において、キーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂを操作して、ディスプレイ１０７に表示されている断面画像内に解析の基準となる解析基準点を設定する。図６（ａ）は、キーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂと連動して表示画像内を移動するカーソル１０６ｃが、画像と重ね合わせて表示されている状態を示している。操作者は、キーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂを操作して解析基準点を設定する位置にカーソル１０６ｃを移動させた後、完了信号を入力することにより解析基準点を設定する。図６（ｂ）は、ＳＳ（強膜岬）に解析基準を設定した状態を示したものである。
【００３１】
次に、Ｓ１１１２において、解析参照点を設定する解析基準点からの距離を設定する。
【００３２】
次に、Ｓ１１２１において、解析の対象となる組織の境界に複数の解析参照点を設定する。図６（ｃ）は、解析の対象となる組織の境界として選択された角膜１１の後面に解析参照点ＣＲ１０を設定する状態を示すもので、解析参照点を設定するための案内として、Ｓ１１１２で設定された距離に該当する半径を有する解析基準点ＳＳを中心とする円ＶＣ１０が画像内に表示されている。また、円ＶＣ１０の円周に該当する範囲のみにカーソル１０６ｃの移動を限定することにより、円ＶＣ１０を表示させることなく適切な位置に解析参照点を設定可能となる。
【００３３】
次に、Ｓ１１３１において、設定された解析参照点のそれぞれを識別する情報として、解析基準点からの距離及び組織の境界を取得する。解析基準点からの距離はＳ１１１２で設定されたものを取得すれば良く、組織の境界はＳ１１２１で設定する組織の境界をＳ１１１２等で事前に指定する、あるいはＳ１１２１において設定位置を確定した時点で情報を入力すれば取得される。
【００３４】
上述したＳ１１１２からＳ１１３１を繰り返し行なうことで、必要な数だけの解析参照点が設定される。
【００３５】
次に、Ｓ１１４１において、Ｓ１１３１で取得した識別情報に基づいて設定した解析参照点を分類し、取得可能な幾何学情報を判別する。図７は、本発明に係る解析において想定している幾何学情報の取得条件と識別情報の関係を示した表である。なお、それぞれの幾何学情報の詳細な内容ならびに取得条件の関係については、次のＳ１１４２で後述するためここでは省略する。抽出情報は、取得条件の評価に使用される識別情報の項目である。例えば、設定された解析参照点を解析基準点からの距離により分類を行なうことで判別可能である。また、複数抽出された際には選択手段を設けることで、不要な解析処理を行なわないようにしても良い。
【００３６】
次に、Ｓ１１４２において、Ｓ１１１１及びＳ１１２１で設定された解析基準点あるいは複数の解析参照点の位置関係から導かれる組織に係わる幾何学的な情報を取得する。ここで取得される幾何学的な情報は、解析参照点の設定を変えることで異なる形で取得される。以下にそのいくつかの例を示す。
図８（ａ）は、Ｓ１１１２において、解析基準点からの距離を１０００μｍに設定して、角膜１１の後面と虹彩１３の前後面及び毛様体１４の前面それぞれの境界に解析参照点ＣＲ１０、ＩＦ１０、ＩＲ１０、ＣＢ１０を設定した例である。図８（ｂ）は、設定された解析参照点ＩＦ１０、ＩＲ１０、ＣＢ１０と解析参照点ＣＲ１０の位置関係について解析基準点ＳＳを頂角とする角度として示すものである。角度θ１〜θ３のそれぞれは、解析基準点ＳＳから等しい距離における角膜後面と虹彩前後面及び毛様体前面の位置関係を概略的に提示するものであり、θ１〜θ３の比率から複数の境界の相対的な関係も提示可能である。なお、解析参照点が設定される解析基準点からの距離は１０００μｍに制限されるものではなく、例えばシュワルベ線（図２のＳＬ）等の臨床上注目される部位までの距離を設定しても良い。
【００３７】
図９（ａ）は、Ｓ１１１２において、解析基準点からの距離を１０００μｍ、２０００μｍ、３０００μｍの１０００μｍ刻みで３つ設定して、虹彩１３の前面の境界に複数の解析参照点ＩＦ１０、ＩＦ２０、ＩＦ３０を設定した例である。図９（ｂ）は、解析参照点ＩＦ１０、ＩＦ２０、ＩＦ３０の近似円ＣＩＦを特定して一部を示したものである。近似円ＣＩＦは、虹彩前面の形状を概略的に提示するものである。なお、解析の対象とする組織の境界は虹彩１３の前面に限定されるものではなく、解析基準点からの距離を対象とする組織の境界に合わせて適宜設定することにより、虹彩１３の後面や毛様体１４の前面あるいはその他の組織の境界についての近似円が取得される。
【００３８】
図１０（ａ）は、Ｓ１１１２において、解析基準点からの距離を５００〜３５００μｍの間を５００μｍ刻みで７つ設定して、角膜１１の後面及び虹彩１３の前面それぞれの境界に複数の解析参照点ＣＲ０５〜ＣＲ３５及びＩＦ０５〜ＩＦ３５を設定した例である。図１０（ｂ）は、解析参照点ＣＲ０５〜ＣＲ３５及びＩＦ０５〜ＩＦ３５から、解析基準点ＳＳから同一距離に存在する解析参照点毎の相対距離Ｌ０５〜Ｌ３５を示したものである。それぞれの相対距離Ｌ０５〜Ｌ３５を解析基準点からの距離と対応付けることにより、解析参照点が設定された異なる組織の境界の相対位置変化を解析基準点ＳＳからの距離に対応させて提示するものである。図１１は、本解析結果をグラフによって示したものである。なお、解析の対象とする組織の境界は角膜１１の後面と虹彩１３の前面に限定されるものではない。また、解析基準点からの距離についても７つに限定されるものではなく、最大最小距離及び刻み幅を適宜変更して、局所的な組織の境界の相対距離変化を詳細に取得することも可能である。
【００３９】
最後に、Ｓ１１５１において、Ｓ１１４２で算出した結果をディスプレイ１０７に表示ならびに必要に応じてプリンタ１１０から出力を行なう。
【００４０】
図１２は本発明の第２の実施形態である前眼部断面画像撮影装置の構成を示したものである。前眼部断面画像撮影装置２００は、装置全体の制御を行う制御回路２０２、解析等を行なう演算回路２０３、解析用プログラムや画像データ、解析結果等を記憶する記憶装置２０４、装置の操作や解析に必要な情報を入力する入力装置２０６、断面画像や解析結果等を表示・出力する表示装置２０７及び出力装置２１０、被検眼断面を撮影する撮影光学系２２０によって構成されている。撮影光学系２２０は、従来から利用されているシャインプルークカメラや、近年開発の進歩により利用が増加している光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ）に採用されている断面画像撮影可能な周知の光学系で構成されている。前述の２つの断面撮影原理及び光学系の構成等は多くの文献に記載されているため、具体的な記載は省略する。
【００４１】
次に、図１３のフローチャートに基づいて説明する。
初めに、Ｓ２０１１において、前眼部画像の撮影が行なわれる。入力装置２０６から撮影開始信号が入力されると、撮影開始信号が制御回路２０２に伝達される。撮影開始信号を受けた制御回路２０２は、撮影光学系２２０を駆動させて前眼部断面を撮影する。撮影された前眼部断面画像は撮像素子（図示せず）を通して記憶装置２０４に転送される。
【００４２】
次に、Ｓ２０２１において、記憶された画像が表示装置２０７に表示される。ここで、第１の実施形態と異なる点は、断面画像を撮影する撮影光学系２２０は前眼部断面画像撮影装置２００の構成の一部であり、断面画像と同時に取得可能である撮影情報に基づいて補正された画像を表示可能であり、新たな画像を表示する毎に補正情報の入力が不要であり、画像が表示された時点で次の段階に進むことが可能となる。
【００４３】
次に、Ｓ２０３１において、表示された画像から算出する幾何学的な情報を選択する。選択された幾何学的な情報の算出に必要な解析参照点の設定位置は、図７に記載される条件を満足するように組織の境界ならびに解析基準点からの距離の情報を設定することで決定される。
【００４４】
次に、Ｓ２０３２において、Ｓ２０３１で選択された幾何学的な情報の算出に必要な解析参照点を設定するための情報の１つである組織の境界に関わる設定を行なう。例えば、図８(ａ)と同じ解析参照点を設定する場合、対象となる組織の境界として角膜１１の後面、虹彩１３の前後面、毛様体１４の前面の４つを指定する入力を行なう。
【００４５】
次に、Ｓ２１１１において、Ｓ２０３１で選択された幾何学的な情報の算出に必要な解析参照点を設定するための情報の１つである解析基準点からの距離の設定を行なう。Ｓ２０３２と同じく、図８(ａ)の場合には１０００μｍの１つだけを指定する入力を行なう。
【００４６】
上記の説明は、幾何学的な情報として角度のみを選択した場合であるが、複数の幾何学的な情報を選択した場合は、幾何学的な情報の種類毎にＳ２０３２及びＳ２１１１を繰り返すことで、必要な情報の設定を行なうことが可能である。
【００４７】
次に、Ｓ２１１２において、入力装置２０６を操作して、表示装置２０７に表示されている断面画像内に解析の基準となる解析基準点を設定する。手順は、第１の実施形態と同様のため省略する。
【００４８】
次に、Ｓ２１２１において、解析参照点の設定を行なう。Ｓ２０３１からＳ２１１１で既に解析参照点を設定する組織の境界及び解析基準点からの距離が設定され、Ｓ２１１２において画像内の解析基準点が設定されているため、解析参照点の画像内の位置は画像が有する輝度分布情報を利用することで自動的に特定することが可能である。
【００４９】
輝度分布情報に基づいて解析参照点を設定する手順を図１４及び図１５により説明する。図１４は、胸膜岬ＳＳに設定された解析基準点から所定距離に位置する角膜１１の後面の境界を検知する手順を示すものである。ここでは、所定距離を１０００μｍとしている。
【００５０】
まず、図１４（ａ）にＡｓｓとして示される解析基準点が設定された近傍の領域の輝度分布情報を取得する。図１４（ｂ）は、領域Ａｓｓを拡大したものである。Ａｓｓ１の領域は輝度が高く、Ａｓｓ２は輝度が低くなっている。図１４（ｃ）は水平右方向を０°として反時計回りに領域Ａｓｓの外周円上の輝度を取得したものである。輝度がＢｅとなる位置を組織の境界と設定すると、２つの境界ＰαｓｓとＰβｓｓが特定される。解析基準点からＰαｓｓとＰβｓｓのそれぞれに向かって輝度分布を取得すると、Ｐαｓｓに向う方が高くなるため、Ｐαｓｓが角膜１１の後面上の点であると特定される。従って、解析基準点から角度αｓｓの方向に角膜１１の後面が存在することが推測される。
【００５１】
図１４(ａ)のＶＣ１０は解析基準点を中心する半径１０００μｍの仮想円であり、解析基準点から角度αｓｓ方向のＶＣ１０上の点を角膜１１の後面の境界ＣＲ１０として特定している。Ａ１０として示される領域は、ＣＲ１０の近傍領域を示している。図１４（ｄ）は領域Ａ１０を拡大したもので、図１４(ｅ)は領域Ａ１０の外周円上の輝度分布を示している。領域Ａｓｓと同様に、領域Ａ１０に存在する組織の境界はＰα１０及びＰβ１０として検出される。このＰα１０とＰβ１０により成される線分上にＣＲ１０が存在しているか否かを評価することにより、ＣＲ１０の設定位置が適切か否かを判断可能である。図１４（ｆ）および（ｇ）は適切な位置からずれたＶＣＲ１０が特定された状態を示している。この場合も、Ｐα１０とＰβ１０により成される線分と仮想円ＶＣ１０の交点をＣＲ１０として補正が可能である。
【００５２】
図１５は、上記の手順によって特定された角膜１１の後面の境界ＣＲ１０を基準として、虹彩１３他の組織の境界を特定する手順を示すものである。図１５(ａ)は、仮想円ＶＣ１０とそれぞれの組織の境界の関係を示すものである。図１５（ｂ）は、ＣＲ１０から時計回り方向のＶＣ１０上の輝度分布である。輝度がＢｅとなる位置がそれぞれの組織の境界であり、それぞれがどの組織の境界であるかは検出順序で特定できる。ここで注意しなければならないことは、前述のＣＲ１０からの輝度検出方向は画像を撮影した位置により適宜選択する必要である点である。ここで示している隅角は図１においては左側の部分になる。しかし、右側の部分に関する画像の場合、時計周り方向に進めると検出される組織の順番が逆になってしまうためである。ただし、どちらの場合もＣＲ１０から適切な方向に進むと輝度が低くなるため、開始直後の輝度変化に基づいて適切な方向を決定することが可能である。
【００５３】
上記の手順により、角膜１１の後面を基準として虹彩１３の前後面や毛様体１４の前面の境界が特定され、図８と同じ解析参照点が設定される。仮想円半径を変更することで、別の解析基準からの距離についても同様に組織の境界が特定されることは、説明するまでもない。また、仮想円上の輝度分布は全周に渡って取得する必要もなく、所定数の境界を検出した時点で次の処理に進めるようにすることで、効率よく解析参照点の特定が可能となる。さらに、距離毎に検出する組織の境界の数を選択可能にすることにより、図１６のような複数の幾何学的な情報を取得するための解析参照点の設定も自動で行なうことが可能となる。
【００５４】
次に、Ｓ２１３１において、解析参照点識別情報を取得する。ただし、本実施形態のように、自動的に解析参照点を設定する場合は、対象となる組織の境界を検出した時点で完了している。
【００５５】
次に、Ｓ２１４１において、幾何学的な情報を算出する。Ｓ２１３１で取得された解析参照点識別情報を、図７の取得条件に基づいて分類することにより、幾何学的な情報の種類毎に解析参照点が抽出されるため、予め複数の幾何学的な情報を選択しておき、同時に算出させることも可能である。
【００５６】
最後に、Ｓ２１５１において、Ｓ２１４１で算出した結果をディスプレイ１０７に表示ならびに必要に応じてプリンタ１１０から出力を行なう。
【００５７】
なお、本実施形態においては、前眼部断面画像の撮影手段は光学的なものにより構成されているが、必ずしもこれに制限されるものではなく、超音波を利用して断面画像を取得する手段によって構成されているものでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】前眼部の概略的な構成を示す図である。
【図２】図１の長方形領域Ａに存在する前眼部の隅角領域の構成を示す図である。
【図３】本発明の解析フローチャートの基本的な部分を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例である前眼部断面画像解析システムを示す図である。
【図５】本発明の解析フローチャートの一例を示す図である。
【図６】解析基準点及び解析参照点の設定方法の一例を示す図である。
【図７】解析参照点識別情報と幾何学情報の取得条件の関係を示す表である。
【図８】解析処理の一例を示す図である。
【図９】解析処理の他の一例を示す図である。
【図１０】解析処理の他の一例を示す図である。
【図１１】図８に係わる解析処理により得られた結果をグラフ化した図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態である前眼部断面画像撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の解析フローチャートの別の例を示す図である。
【図１４】輝度分布を利用した解析参照点の設定の一例を示す図である。
【図１５】輝度分布を利用した解析参照点の設定の別の一例を示す図である。
【図１６】複数の解析処理において参照される解析参照点を一括設定した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
ＳＳ 強膜岬
ＳＬ シュワルベ線
ＴＭ 線維柱帯
ＡＢ 隅角底
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前眼部の隅角近傍の断面を撮影した画像を解析し、特に虹彩の位置あるいは形状に係わる情報を取得可能な前眼部断面画像解析システム及び前眼部断面画像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科分野において、被検眼の前眼部を撮影した画像による緑内障の診察が行われている。図１は前眼部に存在している代表的な組織である角膜１１、胸膜１２、虹彩１３、毛様態１４、水晶体１５の位置関係を示したものである。緑内障の診断では、図中の長方形にて囲まれた領域Ａに存在する組織の位置関係に注目して評価を行ない、治療方針の検討に利用している。
【０００３】
図２は図１の領域Ａを抽出した図で、角膜１１と虹彩１３に挟まれたＢとして示される領域が隅角と呼ばれる領域である。眼球内では、点線ｆに示す房水循環と呼ばれる新陳代謝が行なわれており、毛様体１４から産出された房水は虹彩１３の後面を経由して隅角Ｂに至り、強膜岬（図中ＳＳ）とシュワルベ線（図中ＳＬ）と呼ばれる特徴的な領域（どちらも断面画像においては点状となる）に挟まれた線維柱帯（図中ＴＭ）と呼ばれる領域から排出される。従って、隅角Ｂの隙間が狭いと房水の線維柱帯からの排出量が少なくなり、毛様体１４から産出された房水は眼球内に次第に蓄積され、眼球内の圧力を増大させる。この眼球内の圧力(以後眼圧と記載)と緑内障の発症には因果関係が認められており、特に隅角の隙間が狭いことに起因する緑内障は閉塞隅角緑内障として分類される。
【０００４】
閉塞隅角緑内障は、その発生メカニズムにより非特許文献１に示される分類がなされており、治療方法の検討において参考とされる。非特許文献２には、隅角近傍の形状評価を行なうために定義されたパラメータが提唱され、該パラメータの一部の角度あるいは距離を求める解析機能を有する前眼部断面撮影装置も提供されている。
【０００５】
近年の閉塞隅角緑内障の診断においては、非特許文献３、非特許文献４、あるいは非特許文献５に示されるように、隅角近傍の角度等の単純な評価ではなく、角膜１１の後面と虹彩１３等の隅角近傍に存在している組織の位置あるいは形状等を複合させて評価を行なうことが提唱されている。
【０００６】
【非特許文献１】日本緑内障学会，「緑内障診断ガイドライン（第２版）」，日眼会誌，2006年，110巻，10号，777-814頁
【非特許文献２】Charls J Pavlin 他，”UltrasoundBiomicroscopy of Anterior Segment Structures in Normal and Glaucomatous Eyes”，AmericanJournal of Ophthalmology，1992年，113:381-389頁
【非特許文献３】平澤裕代 他，「プラトー虹彩」，新しい眼科，2006年，Vol.23，No.8，997-1001頁
【非特許文献４】酒井寛 他，「閉塞隅角緑内障の病態：（１）原発閉塞隅角の解剖学的背景」，新しい眼科，2005年，Vol.22，No.9，1169-1173頁
【非特許文献５】栗本康夫，「原発閉塞隅角緑内障の新しい展開」，臨床眼科，2007年，Vol.61，No.2，128-135頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献２において提唱されているパラメータの多くは別のパラメータの取得後に新たな条件を設定して取得されるものであるため、求めるパラメータが取得されるまでに複雑な手順を要することが多い。また、前述のパラメータに係わる解析機能を有する装置は複数存在しているが、上述の事情から内部処理の複雑化を回避するため、角膜の後面と虹彩の前面の特定領域における距離あるいは角度のみを個別に解析する機能しか有していない。
【０００８】
従って、前述の非特許文献３、非特許文献４あるいは非特許文献５に提唱されている複合的な評価を行なう場合、従来技術を利用して取得された情報のみでは行なえないため、診察医が自ら設定した条件下で情報を取得する必要があり、人為的な誤差を含まない定量的な評価を行なうことが困難であった。
【０００９】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来装置において個別にしか実施されていなかった隅角近傍に存在する角膜の後面とその他の組織の位置あるいは形状に関わる幾何学的な情報を、前眼部の隅角領域の特定部位を基準とする予め定められた距離に設定される解析参照点及び解析参照点のそれぞれに関連付けられた識別情報を利用することにより、複数の種類の幾何学的な情報を容易に取得可能な前眼部断面画像解析システム及び前眼部断面画像撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【００１１】
すなわち、本発明の第一の態様は、前眼部断面画像を取得する前眼部断面画像取得手段と、解析を行なうために必要な情報を入力する入力手段と、取得された前記前眼部断面画像に係わる画像情報及び前記入力手段により入力された入力情報を記憶する記憶手段と、前記画像情報及び前記入力情報を表示する表示手段と、前記画像情報及び前記入力情報に基づいて画像解析処理を行なう演算手段を有する前眼部断面画像解析システムにおいて、前記解析処理は、解析において参照される解析参照点の設定の基本情報となる、前記前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、により構成されていることを特徴とする。
【００１２】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像解析システムによれば、設定された解析参照点のそれぞれに識別情報が付与されるため、該識別情報を利用して取得可能な幾何学的な情報の種類を判別する処理を行なうことにより、取得する幾何学的な情報の種類の指定に先立ち解析参照点の設定が可能となる。また、前述の取得可能な幾何学的な情報の種類を判別する処理において取得可能と判断された幾何学的な情報が複数の種類存在する場合には、連続的に幾何学的な情報を算出するようにすることにより、効率的な解析が可能となる。さらに、幾何学的な情報の種類毎にそれぞれ異なる解析参照点の設定位置の一部を兼用するように解析参照点を設定することにより、異なる種類の幾何学的な情報が関連付けられたものとなる。
【００１３】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る前眼部断面画像解析システムにおいて、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点からの距離が同一である複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点を頂点とする角度であることを特徴とする。
【００１４】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像解析システムによれば、複数の組織の位置関係を前記解析基準点から同一距離における角度として取得でき、特に従来の解析では実施されていなかった組織の境界の位置関係について評価が可能となる。具体的には、角膜１１の後面を基準とする虹彩１３の前面の位置関係の評価のために従来から取得されている隅角角度だけではなく、解析基準点の近傍領域における虹彩１３の後面あるいは毛様体１４の概略的な位置関係を同時に取得可能となる。
【００１５】
また、本発明の第三の態様は、前記第一の態様に係る前眼部断面画像解析システムにおいて、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である組織の境界の情報が同一である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記組織の境界の近似曲率であることを特徴とする。
【００１６】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像解析システムによれば、組織の境界の近似的な曲率を取得でき、従来実施されていなかった形状評価が可能となる。具体的には、虹彩１３の前面あるいは後面の形状を曲率として取得可能となるため、近年の緑内障研究において注目されている虹彩形状の評価が容易に行なうことが可能となる。
【００１７】
また、本発明の第四の態様は、前記第一の態様に係る前眼部断面画像解析システムにおいて、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に存在する複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点からの距離毎の前記解析参照点間の距離であることを特徴とする。
【００１８】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像解析システムによれば、前記解析基準点からの距離に応じた複数の組織の境界間距離を取得でき、該境界間距離推移に基づいた評価が可能となる。具体的には、角膜１１の後面と虹彩１３の前面の位置関係、言い換えれば隅角領域の隙間の変移に係わる評価を行なうことが可能である。
【００１９】
また、本発明の第五の態様は、前眼部断面画像を撮影する前眼部断面画像撮影手段と、解析を行なうために必要な情報を入力する入力手段と、撮影された前記前眼部断面画像に係わる画像情報及び前記入力手段により入力された入力情報を記憶する記憶手段と、前記画像情報及び前記入力情報を表示する表示手段と、前記画像情報及び前記入力情報に基づいて画像解析処理を行なう演算手段を有する前眼部断面画像撮影装置において、前記解析処理は、解析において参照される解析参照点の設定の基本情報となる、前記前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、により構成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の第六の態様は、前記第五の態様に係る前眼部断面画像撮影装置において、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点からの距離が同一である複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点を頂点とする角度であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の第七の態様は、前記第五の態様に係る前眼部断面画像撮影装置において、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である組織の境界の情報が同一である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記組織の境界の近似曲率であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の第八の態様は、前記第五の態様に係る前眼部断面画像撮影装置において、前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に存在する複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点からの距離毎の前記解析参照点間の距離であることを特徴とする。
【００２３】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像撮影装置によれば、前述の本発明の第一乃至第四の態様に係わる前眼部断面画像解析システムにおける前眼部断面画像取得が前眼部断面画像撮影手段により直接成されるため、撮影画像に対して即時に解析処理を行なうことが可能であるとともに、撮影時の条件に関する情報も同時に取得されるため、解析に影響する撮影倍率等に係わる補正情報の入力が省略可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
上述のように構成された本発明に係る前眼部断面画像撮影システム及び前眼部断面画像撮影装置は、従来解析の種類毎に異なる条件にて設定されていた解析参照点を、臨床学的に特徴的な部位に設定される解析基準点に対する距離に基づいて設定することにより、同一の手順で行なうことを可能とするとともに、従来個別に評価されていた解析内容を関連付けられたものとして取扱うことが可能となる。さらに、解析参照点に解析基準点からの距離ならびに設定された組織の境界に関する情報を関連付けることによって、設定されている解析参照点によって可能な解析の種類を特定できるため、解析参照点を変更あるいは追加した場合でも、設定されていなかった新たな種類の情報の取得を速やかに行なうことが可能となり、解析時間の短縮も図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２６】
図３は、本発明における前眼部断面画像解析システムの解析処理のフローチャートを示したものである。それぞれの段階で行なわれる処理内容は以降の実施例の説明と重複するためここでは省略する。
【００２７】
図４は本発明の第１の実施形態である前眼部断面画像解析システムを示したものである。前眼部断面画像解析システム１００は解析を行なう解析装置１０１、画像を取得するための画像読込装置１０５、解析に必要な情報等を入力するキーボード１０６ａ及びマウス１０６ｂ、断面画像や解析結果等を表示するディスプレイ１０７、プリンタ１０８等により構成されている。解析装置１０１は、装置全体の制御を行なう制御回路１０２、解析処理等を行なう演算回路１０３、解析用プログラムや画像データ、演算結果等を記憶する記憶装置１０４を含んでいる。解析装置１０１は市販のパーソナルコンピュータを利用することができる。また、その他の構成品についても市販のものが利用できる。前眼部断面画像撮影装置１２０により撮影された画像は、外部記憶媒体等により提供され、画像読取装置１０２から取得される。また、前眼部断面画像撮影装置１２０が通信機能を備えている場合、画像読込装置１０２を使用せず図示しない通信ケーブル等を介して直接解析装置１０１に読込むことも可能である。
【００２８】
次に、解析装置１０１において実行される処理について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
まず、Ｓ１０１１において、キーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂを操作して解析プログラムを実行し、合わせて解析を行なう画像データを取得する。取得された画像は記憶装置１０４に記憶される。
【００２９】
次に、Ｓ１０２１において、記憶された画像がディスプレイ１０７に表示される。ここで、画像の撮影するために使用する前眼部断面画像撮影装置１２０が複数想定されている場合、装置毎に設定されている撮影倍率等の条件の違いを補正することが必要となる。また、画像の方向が異なっている場合、適切な方向に変更することが望まれる。従って、画像がディスプレイ１０７に表示された際にキーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂを操作して補正情報等を入力するステップを設けておくことが好ましい。さらに、補正情報を画像と関連付けて保存可能にしておくことにより、同じ画像を別の機会に利用する際に同じ情報を再入力することなく補正された画像を自動的に表示させることも可能となる。
【００３０】
次に、Ｓ１１１１において、キーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂを操作して、ディスプレイ１０７に表示されている断面画像内に解析の基準となる解析基準点を設定する。図６（ａ）は、キーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂと連動して表示画像内を移動するカーソル１０６ｃが、画像と重ね合わせて表示されている状態を示している。操作者は、キーボード１０６ａあるいはマウス１０６ｂを操作して解析基準点を設定する位置にカーソル１０６ｃを移動させた後、完了信号を入力することにより解析基準点を設定する。図６（ｂ）は、ＳＳ（強膜岬）に解析基準を設定した状態を示したものである。
【００３１】
次に、Ｓ１１１２において、解析参照点を設定する解析基準点からの距離を設定する。
【００３２】
次に、Ｓ１１２１において、解析の対象となる組織の境界に複数の解析参照点を設定する。図６（ｃ）は、解析の対象となる組織の境界として選択された角膜１１の後面に解析参照点ＣＲ１０を設定する状態を示すもので、解析参照点を設定するための案内として、Ｓ１１１２で設定された距離に該当する半径を有する解析基準点ＳＳを中心とする円ＶＣ１０が画像内に表示されている。また、円ＶＣ１０の円周に該当する範囲のみにカーソル１０６ｃの移動を限定することにより、円ＶＣ１０を表示させることなく適切な位置に解析参照点を設定可能となる。
【００３３】
次に、Ｓ１１３１において、設定された解析参照点のそれぞれを識別する情報として、解析基準点からの距離及び組織の境界を取得する。解析基準点からの距離はＳ１１１２で設定されたものを取得すれば良く、組織の境界はＳ１１２１で設定する組織の境界をＳ１１１２等で事前に指定する、あるいはＳ１１２１において設定位置を確定した時点で情報を入力すれば取得される。
【００３４】
上述したＳ１１１２からＳ１１３１を繰り返し行なうことで、必要な数だけの解析参照点が設定される。
【００３５】
次に、Ｓ１１４１において、Ｓ１１３１で取得した識別情報に基づいて設定した解析参照点を分類し、取得可能な幾何学情報を判別する。図７は、本発明に係る解析において想定している幾何学情報の取得条件と識別情報の関係を示した表である。なお、それぞれの幾何学情報の詳細な内容ならびに取得条件の関係については、次のＳ１１４２で後述するためここでは省略する。抽出情報は、取得条件の評価に使用される識別情報の項目である。例えば、設定された解析参照点を解析基準点からの距離により分類を行なうことで判別可能である。また、複数抽出された際には選択手段を設けることで、不要な解析処理を行なわないようにしても良い。
【００３６】
次に、Ｓ１１４２において、Ｓ１１１１及びＳ１１２１で設定された解析基準点あるいは複数の解析参照点の位置関係から導かれる組織に係わる幾何学的な情報を取得する。ここで取得される幾何学的な情報は、解析参照点の設定を変えることで異なる形で取得される。以下にそのいくつかの例を示す。
図８（ａ）は、Ｓ１１１２において、解析基準点からの距離を１０００μｍに設定して、角膜１１の後面と虹彩１３の前後面及び毛様体１４の前面それぞれの境界に解析参照点ＣＲ１０、ＩＦ１０、ＩＲ１０、ＣＢ１０を設定した例である。図８（ｂ）は、設定された解析参照点ＩＦ１０、ＩＲ１０、ＣＢ１０と解析参照点ＣＲ１０の位置関係について解析基準点ＳＳを頂角とする角度として示すものである。角度θ１〜θ３のそれぞれは、解析基準点ＳＳから等しい距離における角膜後面と虹彩前後面及び毛様体前面の位置関係を概略的に提示するものであり、θ１〜θ３の比率から複数の境界の相対的な関係も提示可能である。なお、解析参照点が設定される解析基準点からの距離は１０００μｍに制限されるものではなく、例えばシュワルベ線（図２のＳＬ）等の臨床上注目される部位までの距離を設定しても良い。
【００３７】
図９（ａ）は、Ｓ１１１２において、解析基準点からの距離を１０００μｍ、２０００μｍ、３０００μｍの１０００μｍ刻みで３つ設定して、虹彩１３の前面の境界に複数の解析参照点ＩＦ１０、ＩＦ２０、ＩＦ３０を設定した例である。図９（ｂ）は、解析参照点ＩＦ１０、ＩＦ２０、ＩＦ３０の近似円ＣＩＦを特定して一部を示したものである。近似円ＣＩＦは、虹彩前面の形状を概略的に提示するものである。なお、解析の対象とする組織の境界は虹彩１３の前面に限定されるものではなく、解析基準点からの距離を対象とする組織の境界に合わせて適宜設定することにより、虹彩１３の後面や毛様体１４の前面あるいはその他の組織の境界についての近似円が取得される。
【００３８】
図１０（ａ）は、Ｓ１１１２において、解析基準点からの距離を５００〜３５００μｍの間を５００μｍ刻みで７つ設定して、角膜１１の後面及び虹彩１３の前面それぞれの境界に複数の解析参照点ＣＲ０５〜ＣＲ３５及びＩＦ０５〜ＩＦ３５を設定した例である。図１０（ｂ）は、解析参照点ＣＲ０５〜ＣＲ３５及びＩＦ０５〜ＩＦ３５から、解析基準点ＳＳから同一距離に存在する解析参照点毎の相対距離Ｌ０５〜Ｌ３５を示したものである。それぞれの相対距離Ｌ０５〜Ｌ３５を解析基準点からの距離と対応付けることにより、解析参照点が設定された異なる組織の境界の相対位置変化を解析基準点ＳＳからの距離に対応させて提示するものである。図１１は、本解析結果をグラフによって示したものである。なお、解析の対象とする組織の境界は角膜１１の後面と虹彩１３の前面に限定されるものではない。また、解析基準点からの距離についても７つに限定されるものではなく、最大最小距離及び刻み幅を適宜変更して、局所的な組織の境界の相対距離変化を詳細に取得することも可能である。
【００３９】
最後に、Ｓ１１５１において、Ｓ１１４２で算出した結果をディスプレイ１０７に表示ならびに必要に応じてプリンタ１１０から出力を行なう。
【００４０】
図１２は本発明の第２の実施形態である前眼部断面画像撮影装置の構成を示したものである。前眼部断面画像撮影装置２００は、装置全体の制御を行う制御回路２０２、解析等を行なう演算回路２０３、解析用プログラムや画像データ、解析結果等を記憶する記憶装置２０４、装置の操作や解析に必要な情報を入力する入力装置２０６、断面画像や解析結果等を表示・出力する表示装置２０７及び出力装置２１０、被検眼断面を撮影する撮影光学系２２０によって構成されている。撮影光学系２２０は、従来から利用されているシャインプルークカメラや、近年開発の進歩により利用が増加している光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ）に採用されている断面画像撮影可能な周知の光学系で構成されている。前述の２つの断面撮影原理及び光学系の構成等は多くの文献に記載されているため、具体的な記載は省略する。
【００４１】
次に、図１３のフローチャートに基づいて説明する。
初めに、Ｓ２０１１において、前眼部画像の撮影が行なわれる。入力装置２０６から撮影開始信号が入力されると、撮影開始信号が制御回路２０２に伝達される。撮影開始信号を受けた制御回路２０２は、撮影光学系２２０を駆動させて前眼部断面を撮影する。撮影された前眼部断面画像は撮像素子（図示せず）を通して記憶装置２０４に転送される。
【００４２】
次に、Ｓ２０２１において、記憶された画像が表示装置２０７に表示される。ここで、第１の実施形態と異なる点は、断面画像を撮影する撮影光学系２２０は前眼部断面画像撮影装置２００の構成の一部であり、断面画像と同時に取得可能である撮影情報に基づいて補正された画像を表示可能であり、新たな画像を表示する毎に補正情報の入力が不要であり、画像が表示された時点で次の段階に進むことが可能となる。
【００４３】
次に、Ｓ２０３１において、表示された画像から算出する幾何学的な情報を選択する。選択された幾何学的な情報の算出に必要な解析参照点の設定位置は、図７に記載される条件を満足するように組織の境界ならびに解析基準点からの距離の情報を設定することで決定される。
【００４４】
次に、Ｓ２０３２において、Ｓ２０３１で選択された幾何学的な情報の算出に必要な解析参照点を設定するための情報の１つである組織の境界に関わる設定を行なう。例えば、図８(ａ)と同じ解析参照点を設定する場合、対象となる組織の境界として角膜１１の後面、虹彩１３の前後面、毛様体１４の前面の４つを指定する入力を行なう。
【００４５】
次に、Ｓ２１１１において、Ｓ２０３１で選択された幾何学的な情報の算出に必要な解析参照点を設定するための情報の１つである解析基準点からの距離の設定を行なう。Ｓ２０３２と同じく、図８(ａ)の場合には１０００μｍの１つだけを指定する入力を行なう。
【００４６】
上記の説明は、幾何学的な情報として角度のみを選択した場合であるが、複数の幾何学的な情報を選択した場合は、幾何学的な情報の種類毎にＳ２０３２及びＳ２１１１を繰り返すことで、必要な情報の設定を行なうことが可能である。
【００４７】
次に、Ｓ２１１２において、入力装置２０６を操作して、表示装置２０７に表示されている断面画像内に解析の基準となる解析基準点を設定する。手順は、第１の実施形態と同様のため省略する。
【００４８】
次に、Ｓ２１２１において、解析参照点の設定を行なう。Ｓ２０３１からＳ２１１１で既に解析参照点を設定する組織の境界及び解析基準点からの距離が設定され、Ｓ２１１２において画像内の解析基準点が設定されているため、解析参照点の画像内の位置は画像が有する輝度分布情報を利用することで自動的に特定することが可能である。
【００４９】
輝度分布情報に基づいて解析参照点を設定する手順を図１４及び図１５により説明する。図１４は、胸膜岬ＳＳに設定された解析基準点から所定距離に位置する角膜１１の後面の境界を検知する手順を示すものである。ここでは、所定距離を１０００μｍとしている。
【００５０】
まず、図１４（ａ）にＡｓｓとして示される解析基準点が設定された近傍の領域の輝度分布情報を取得する。図１４（ｂ）は、領域Ａｓｓを拡大したものである。Ａｓｓ１の領域は輝度が高く、Ａｓｓ２は輝度が低くなっている。図１４（ｃ）は水平右方向を０°として反時計回りに領域Ａｓｓの外周円上の輝度を取得したものである。輝度がＢｅとなる位置を組織の境界と設定すると、２つの境界ＰαｓｓとＰβｓｓが特定される。解析基準点からＰαｓｓとＰβｓｓのそれぞれに向かって輝度分布を取得すると、Ｐαｓｓに向う方が高くなるため、Ｐαｓｓが角膜１１の後面上の点であると特定される。従って、解析基準点から角度αｓｓの方向に角膜１１の後面が存在することが推測される。
【００５１】
図１４(ａ)のＶＣ１０は解析基準点を中心する半径１０００μｍの仮想円であり、解析基準点から角度αｓｓ方向のＶＣ１０上の点を角膜１１の後面の境界ＣＲ１０として特定している。Ａ１０として示される領域は、ＣＲ１０の近傍領域を示している。図１４（ｄ）は領域Ａ１０を拡大したもので、図１４(ｅ)は領域Ａ１０の外周円上の輝度分布を示している。領域Ａｓｓと同様に、領域Ａ１０に存在する組織の境界はＰα１０及びＰβ１０として検出される。このＰα１０とＰβ１０により成される線分上にＣＲ１０が存在しているか否かを評価することにより、ＣＲ１０の設定位置が適切か否かを判断可能である。図１４（ｆ）および（ｇ）は適切な位置からずれたＶＣＲ１０が特定された状態を示している。この場合も、Ｐα１０とＰβ１０により成される線分と仮想円ＶＣ１０の交点をＣＲ１０として補正が可能である。
【００５２】
図１５は、上記の手順によって特定された角膜１１の後面の境界ＣＲ１０を基準として、虹彩１３他の組織の境界を特定する手順を示すものである。図１５(ａ)は、仮想円ＶＣ１０とそれぞれの組織の境界の関係を示すものである。図１５（ｂ）は、ＣＲ１０から時計回り方向のＶＣ１０上の輝度分布である。輝度がＢｅとなる位置がそれぞれの組織の境界であり、それぞれがどの組織の境界であるかは検出順序で特定できる。ここで注意しなければならないことは、前述のＣＲ１０からの輝度検出方向は画像を撮影した位置により適宜選択する必要である点である。ここで示している隅角は図１においては左側の部分になる。しかし、右側の部分に関する画像の場合、時計周り方向に進めると検出される組織の順番が逆になってしまうためである。ただし、どちらの場合もＣＲ１０から適切な方向に進むと輝度が低くなるため、開始直後の輝度変化に基づいて適切な方向を決定することが可能である。
【００５３】
上記の手順により、角膜１１の後面を基準として虹彩１３の前後面や毛様体１４の前面の境界が特定され、図８と同じ解析参照点が設定される。仮想円半径を変更することで、別の解析基準からの距離についても同様に組織の境界が特定されることは、説明するまでもない。また、仮想円上の輝度分布は全周に渡って取得する必要もなく、所定数の境界を検出した時点で次の処理に進めるようにすることで、効率よく解析参照点の特定が可能となる。さらに、距離毎に検出する組織の境界の数を選択可能にすることにより、図１６のような複数の幾何学的な情報を取得するための解析参照点の設定も自動で行なうことが可能となる。
【００５４】
次に、Ｓ２１３１において、解析参照点識別情報を取得する。ただし、本実施形態のように、自動的に解析参照点を設定する場合は、対象となる組織の境界を検出した時点で完了している。
【００５５】
次に、Ｓ２１４１において、幾何学的な情報を算出する。Ｓ２１３１で取得された解析参照点識別情報を、図７の取得条件に基づいて分類することにより、幾何学的な情報の種類毎に解析参照点が抽出されるため、予め複数の幾何学的な情報を選択しておき、同時に算出させることも可能である。
【００５６】
最後に、Ｓ２１５１において、Ｓ２１４１で算出した結果をディスプレイ１０７に表示ならびに必要に応じてプリンタ１１０から出力を行なう。
【００５７】
なお、本実施形態においては、前眼部断面画像の撮影手段は光学的なものにより構成されているが、必ずしもこれに制限されるものではなく、超音波を利用して断面画像を取得する手段によって構成されているものでも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】前眼部の概略的な構成を示す図である。
【図２】図１の長方形領域Ａに存在する前眼部の隅角領域の構成を示す図である。
【図３】本発明の解析フローチャートの基本的な部分を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例である前眼部断面画像解析システムを示す図である。
【図５】本発明の解析フローチャートの一例を示す図である。
【図６】解析基準点及び解析参照点の設定方法の一例を示す図である。
【図７】解析参照点識別情報と幾何学情報の取得条件の関係を示す表である。
【図８】解析処理の一例を示す図である。
【図９】解析処理の他の一例を示す図である。
【図１０】解析処理の他の一例を示す図である。
【図１１】図８に係わる解析処理により得られた結果をグラフ化した図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態である前眼部断面画像撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の解析フローチャートの別の例を示す図である。
【図１４】輝度分布を利用した解析参照点の設定の一例を示す図である。
【図１５】輝度分布を利用した解析参照点の設定の別の一例を示す図である。
【図１６】複数の解析処理において参照される解析参照点を一括設定した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
ＳＳ 強膜岬
ＳＬ シュワルベ線
ＴＭ 線維柱帯
ＡＢ 隅角底
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前眼部断面画像を取得する前眼部断面画像取得手段と、
解析を行なうために必要な情報を入力する入力手段と、
取得された前記前眼部断面画像に係わる画像情報及び前記入力手段により入力された入力情報を記憶する記憶手段と、
前記画像情報及び前記入力情報を表示する表示手段と、
前記画像情報及び前記入力情報に基づいて画像解析処理を行なう演算手段を有する前眼部断面画像解析システムにおいて、前記解析処理は、
解析において参照される解析参照点の設定の基本情報となる、前記前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、
前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、
前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、
前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、
算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、
により構成されていることを特徴とする前眼部断面画像解析システム。
【請求項２】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点からの距離が同一である複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点を頂点とする角度である
ことを特徴とする請求項１に記載の前眼部断面画像解析システム。
【請求項３】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である組織の境界の情報が同一である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記組織の境界の近似曲率である
ことを特徴とする請求項１に記載の前眼部断面画像解析システム。
【請求項４】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に存在する複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点からの距離毎の前記解析参照点間の距離である
ことを特徴とする請求項１に記載の前眼部断面画像解析システム。
【請求項５】
前眼部断面画像を撮影する前眼部断面画像撮影手段と、
解析を行なうために必要な情報を入力する入力手段と、
撮影された前記前眼部断面画像に係わる画像情報及び前記入力手段により入力された入力情報を記憶する記憶手段と、
前記画像情報及び前記入力情報を表示する表示手段と、
前記画像情報及び前記入力情報に基づいて画像解析処理を行なう演算手段を有する前眼部断面画像撮影装置において、前記解析処理は、
解析において参照される解析参照点の設定の基本情報となる、前記前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、
前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、
前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、
前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、
算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、
により構成されていることを特徴とする前眼部断面画像撮影装置。
【請求項６】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点からの距離が同一である複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点を頂点とする角度である
ことを特徴とする請求項５に記載の前眼部断面画像撮影装置。
【請求項７】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である組織の境界の情報が同一である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記組織の境界の近似曲率である
ことを特徴とする請求項５に記載の前眼部断面画像撮影装置。
【請求項８】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に存在する複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点からの距離毎の前記解析参照点間の距離である
ことを特徴とする請求項５に記載の前眼部断面画像撮影装置。
【請求項１】
前眼部断面画像を取得する前眼部断面画像取得手段と、
解析を行なうために必要な情報を入力する入力手段と、
取得された前記前眼部断面画像に係わる画像情報及び前記入力手段により入力された入力情報を記憶する記憶手段と、
前記画像情報及び前記入力情報を表示する表示手段と、
前記画像情報及び前記入力情報に基づいて画像解析処理を行なう演算手段を有する前眼部断面画像解析システムにおいて、前記解析処理は、
解析において参照される解析参照点の設定の基本情報となる、前記前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、
前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、
前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、
前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、
算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、
により構成されていることを特徴とする前眼部断面画像解析システム。
【請求項２】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点からの距離が同一である複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点を頂点とする角度である
ことを特徴とする請求項１に記載の前眼部断面画像解析システム。
【請求項３】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である組織の境界の情報が同一である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記組織の境界の近似曲率である
ことを特徴とする請求項１に記載の前眼部断面画像解析システム。
【請求項４】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に存在する複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点からの距離毎の前記解析参照点間の距離である
ことを特徴とする請求項１に記載の前眼部断面画像解析システム。
【請求項５】
前眼部断面画像を撮影する前眼部断面画像撮影手段と、
解析を行なうために必要な情報を入力する入力手段と、
撮影された前記前眼部断面画像に係わる画像情報及び前記入力手段により入力された入力情報を記憶する記憶手段と、
前記画像情報及び前記入力情報を表示する表示手段と、
前記画像情報及び前記入力情報に基づいて画像解析処理を行なう演算手段を有する前眼部断面画像撮影装置において、前記解析処理は、
解析において参照される解析参照点の設定の基本情報となる、前記前眼部断面画像内の特徴的な部位への解析基準点の設定ならびに解析参照点と解析基準点の距離設定を順不同で行なう第１のステップと、
前記解析基準点から前記設定された距離に位置する組織の境界に解析参照点を複数設定する第２のステップと、
前記複数の解析参照点のそれぞれに前記解析基準点からの距離ならびに該解析参照点が設定された組織の境界の情報を解析参照点識別情報として関連付ける第３のステップと、
前記解析参照点識別情報及び前記複数の解析参照点の位置関係に基づいて隅角近傍に存在する組織に係わる複数の幾何学的な情報を算出する第４のステップと、
算出された前記幾何学的な情報を前記表示手段に表示する第５のステップ、
により構成されていることを特徴とする前眼部断面画像撮影装置。
【請求項６】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点からの距離が同一である複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点を頂点とする角度である
ことを特徴とする請求項５に記載の前眼部断面画像撮影装置。
【請求項７】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である組織の境界の情報が同一である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記組織の境界の近似曲率である
ことを特徴とする請求項５に記載の前眼部断面画像撮影装置。
【請求項８】
前記複数の幾何学的な情報の１つは、前記解析参照点識別情報である前記解析基準点から少なくとも３つ以上の距離に存在する複数の組織の境界に設定された前記解析参照点に基づいて求められる前記解析基準点からの距離毎の前記解析参照点間の距離である
ことを特徴とする請求項５に記載の前眼部断面画像撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−６６３２５（Ｐ２００９−６６３２５Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４０２７７（Ｐ２００７−２４０２７７）
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【出願人】（５０１２９９４０６）株式会社トーメーコーポレーション (48)
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【出願人】（５０４１４５３０８）国立大学法人 琉球大学 (100)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【出願人】（５０１２９９４０６）株式会社トーメーコーポレーション (48)
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【出願人】（５０４１４５３０８）国立大学法人 琉球大学 (100)
【Ｆターム（参考）】
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