(57)【要約】      （修正有）【課題】角膜内皮の測定結果に悪影響を与える可能性がある内皮細胞を自動的に除外し、測定結果の精度及び信頼性を向上させる眼科装置及び角膜内皮の測定方法を提供する。【解決手段】被検眼の角膜内皮を撮影する撮像部５と、該撮像部で撮影された角膜内皮画像を基に角膜内皮の測定を行う制御部２と、表示部３とを具備し、前記制御部は前記角膜内皮画像を基に内皮細胞の形状や大きさが特定されたエッジ画像を作成すると共に、二値画像を作成し、前記エッジ画像と前記二値画像を基に各内皮細胞毎に該内皮細胞中のグッタータの割合が予め設定された設定値未満であるかを判定し、該設定値以上と判定された前記内皮細胞をグッタータと判断し、該グッタータと判断された内皮細胞及び前記グッタータ領域に隣接する前記内皮細胞を除外し、除外されなかった内皮細胞を用いて角膜内皮の測定を行い、前記表示部３に測定結果を表示させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の角膜内皮を撮影する撮像部と、該撮像部で撮影された角膜内皮画像を基に角膜内皮の測定を行う制御部と、表示部とを具備し、前記制御部は前記角膜内皮画像を基に内皮細胞の形状や大きさが特定されたエッジ画像を作成すると共に、前記角膜内皮画像をグッタータ領域と内皮細胞領域に二値化させた二値画像を作成し、前記エッジ画像と前記二値画像を基に各内皮細胞毎に該内皮細胞中のグッタータの割合が予め設定された設定値未満であるかを判定し、該設定値以上と判定された前記内皮細胞をグッタータと判断し、該グッタータと判断された内皮細胞と該グッタータと判断された内皮細胞及び前記グッタータ領域に隣接する前記内皮細胞を除外し、除外されなかった内皮細胞を用いて角膜内皮の測定を行い、前記表示部に測定結果を表示させることを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
前記設定値は複数設定され、前記制御部は各設定値毎の測定結果を前記表示部に表示する請求項１の眼科装置。
【請求項３】
撮像部により被検眼の角膜内皮を撮影して角膜内皮画像を取得する工程と、制御部が前記角膜内皮画像を基に内皮細胞の形状や大きさが特定されたエッジ画像を作成する工程と、前記角膜内皮画像をグッタータ領域と内皮細胞領域に二値化させた二値画像を作成する工程と、前記エッジ画像と前記二値画像を基に各内皮細胞毎に該内皮細胞中のグッタータの割合が予め設定された設定値未満であるかを判定し、該設定値以上と判定された前記内皮細胞をグッタータと判断する工程と、該グッタータと判断された内皮細胞と該グッタータと判断された内皮細胞及び前記グッタータ領域に隣接する前記内皮細胞を除外する工程と、除外されなかった内皮細胞を用いて角膜内皮の測定を行う工程とを有することを特徴とする角膜内皮の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触にて角膜内皮の撮影を行う眼科装置、特に撮影画像からグッタータを検出可能な眼科装置及び角膜内皮の測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
角膜内皮の測定を行う従来の眼科装置では、角膜内皮画像を撮影し、該角膜内皮画像を画像処理することにより角膜内皮を測定し、内皮細胞の形状や大きさ等を検出している。
【０００３】
一般に、角膜内皮画像は、被検眼に眼軸に対して斜めに照射した光が角膜内皮で反射された反射光を受光して得られるものである。この為、角膜内皮画像の片側が明るく、反対側が暗く映る様になっている。又、被検眼の角膜内皮が球面状に湾曲しており、角膜内皮画像を撮像する際には角膜内皮の頂部に撮像系の焦点が合わせられるので、角膜内皮画像は周辺部に比べて中央部の画質が良好となっている。
【０００４】
従来、角膜内皮画像を解析する際には、角膜内皮画像をモニタ等に表示し、表示された角膜内皮画像中から検者が解析を行うのに適した領域を指定し、指定した領域について角膜内皮の測定を行っていた。
【０００５】
角膜内皮は再生不能な内皮細胞によって形成されており、内皮細胞の健全性は、内皮細胞の大きさ、形状によって診断される。又、内皮細胞の大きさは、内皮細胞の密度によって判定することができ、形状は内皮細胞の面積の変動によって判断できる。内皮細胞の密度は、撮影された角膜内皮画像中の内皮細胞の個数（ｎ数）を数えることで、撮影した範囲と個数により統計値としての内皮細胞の密度が得られる。
【０００６】
然し乍ら、指定した領域にグッタータと呼ばれる角膜内皮異常があった場合には、通常の内皮細胞の複数個分の面積を有するグッタータが１つの内皮細胞として認識され、又一部がグッタータ化した、通常の内皮細胞の１個分に満たない面積の内皮細胞の残部も１つの内皮細胞として認識されてしまう。従って、グッタータを含む内皮画像を解析した場合には、内皮細胞の形状、大きさ等のパラメータが誤差を含んでしまい、正確な測定を行うことができないという問題があった。
【０００７】
又、従来の眼科装置では、撮像した角膜内皮画像を基に角膜内皮の測定を行う際に、グッタータを除外した上で角膜内皮の測定を行うものがあるが、上記した様にグッタータ周辺の内皮細胞もグッタータの影響により一部欠損、又は形状が変化している可能性が高い為、検者が目視により一部欠損又は形状が変化した内皮細胞を選択し、除外する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２５４５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は斯かる実情に鑑み、角膜内皮の測定結果に悪影響を与える可能性があるグッタータを自動的に除外し、測定結果の精度及び信頼性を向上させる眼科装置及び角膜内皮の測定方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、被検眼の角膜内皮を撮影する撮像部と、該撮像部で撮影された角膜内皮画像を基に角膜内皮の測定を行う制御部と、表示部とを具備し、前記制御部は前記角膜内皮画像を基に内皮細胞の形状や大きさが特定されたエッジ画像を作成すると共に、前記角膜内皮画像をグッタータ領域と内皮細胞領域に二値化させた二値画像を作成し、前記エッジ画像と前記二値画像を基に各内皮細胞毎に該内皮細胞中のグッタータの割合が予め設定された設定値未満であるかを判定し、該設定値以上と判定された前記内皮細胞をグッタータと判断し、該グッタータと判断された内皮細胞と該グッタータと判断された内皮細胞及び前記グッタータ領域に隣接する前記内皮細胞を除外し、除外されなかった内皮細胞を用いて角膜内皮の測定を行い、前記表示部に測定結果を表示させる眼科装置に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記設定値は複数設定され、前記制御部は各設定値毎の測定結果を前記表示部に表示する眼科装置に係るものである。
【００１２】
更に本発明は、撮像部により被検眼の角膜内皮を撮影して角膜内皮画像を取得する工程と、制御部が前記角膜内皮画像を基に内皮細胞の形状や大きさが特定されたエッジ画像を作成する工程と、前記角膜内皮画像をグッタータ領域と内皮細胞領域に二値化させた二値画像を作成する工程と、前記エッジ画像と前記二値画像を基に各内皮細胞毎に該内皮細胞中のグッタータの割合が予め設定された設定値未満であるかを判定し、該設定値以上と判定された前記内皮細胞をグッタータと判断する工程と、該グッタータと判断された内皮細胞と該グッタータと判断された内皮細胞及び前記グッタータ領域に隣接する前記内皮細胞を除外する工程と、除外されなかった内皮細胞を用いて角膜内皮の測定を行う工程とを有する角膜内皮の測定方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被検眼の角膜内皮を撮影する撮像部と、該撮像部で撮影された角膜内皮画像を基に角膜内皮の測定を行う制御部と、表示部とを具備し、前記制御部は前記角膜内皮画像を基に内皮細胞の形状や大きさが特定されたエッジ画像を作成すると共に、前記角膜内皮画像をグッタータ領域と内皮細胞領域に二値化させた二値画像を作成し、前記エッジ画像と前記二値画像を基に各内皮細胞毎に該内皮細胞中のグッタータの割合が予め設定された設定値未満であるかを判定し、該設定値以上と判定された前記内皮細胞をグッタータと判断し、該グッタータと判断された内皮細胞と該グッタータと判断された内皮細胞及び前記グッタータ領域に隣接する前記内皮細胞を除外し、除外されなかった内皮細胞を用いて角膜内皮の測定を行い、前記表示部に測定結果を表示させるので、グッタータ化した前記内皮細胞に加え、グッタータの影響により一部欠損又は形状が変化している可能性が高い前記内皮細胞を、検者が目視により個別に除外することなく自動的に測定対象から除外することができ、測定結果の精度及び信頼性を向上させることができると共に、作業性の向上及び作業時間の短縮を図ることができる。
【００１４】
又本発明によれば、前記設定値は複数設定され、前記制御部は各設定値毎の測定結果を前記表示部に表示するので、精度の高い測定結果を容易に得ることができる。
【００１５】
更に又本発明によれば、撮像部により被検眼の角膜内皮を撮影して角膜内皮画像を取得する工程と、制御部が前記角膜内皮画像を基に内皮細胞の形状や大きさが特定されたエッジ画像を作成する工程と、前記角膜内皮画像をグッタータ領域と内皮細胞領域に二値化させた二値画像を作成する工程と、前記エッジ画像と前記二値画像を基に各内皮細胞毎に該内皮細胞中のグッタータの割合が予め設定された設定値未満であるかを判定し、該設定値以上と判定された前記内皮細胞をグッタータと判断する工程と、該グッタータと判断された内皮細胞と該グッタータと判断された内皮細胞及び前記グッタータ領域に隣接する前記内皮細胞を除外する工程と、除外されなかった内皮細胞を用いて角膜内皮の測定を行う工程とを有するので、グッタータ化した前記内皮細胞に加え、グッタータの影響により一部欠損又は形状が変化している可能性が高い前記内皮細胞を、検者が目視により個別に除外することなく自動的に測定対象から除外することができ、測定結果の精度及び信頼性を向上させることができると共に、作業性の向上及び作業時間の短縮を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る眼科装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る眼科装置を用いた角膜内皮の測定を説明するフローチャートである。
【図３】グッタータ除外処理に於いて取得された角膜内皮画像を示している。
【図４】該角膜内皮画像に勾配補正を行った勾配補正後角膜内皮画像を示している。
【図５】前記角膜内皮画像にフィルタ処理を行ったフィルタ処理後角膜内皮画像を示している。
【図６】前記勾配補正後角膜内皮画像から前記フィルタ処理後角膜内皮画像を引いた差分画像を示している。
【図７】該差分画像を二値化した二値画像を示している。
【図８】該二値画像からノイズを除去したノイズ除去後二値画像を示している。
【図９】エッジ画像と前記ノイズ除去後二値画像とを重ね合せた画像を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１８】
先ず、図１に於いて、本発明の実施例に係る眼科装置１の構成について説明する。
【００１９】
該眼科装置１は、制御部２と、表示部３と、操作部４と、撮像部５と、出力部６とを有しており、例えばＰＣとその周辺機器で構成されている。
【００２０】
前記制御部２は、例えばＰＣにより構成され、ＣＰＵ等の演算部７と、メモリやＨＤＤ等の記憶部８とを具備している。該記憶部８は、プログラム格納部９とデータ格納部１１とを有し、前記プログラム格納部９には内皮細胞を検出し角膜内皮の測定を行う為の測定プログラム、測定を行う際に角膜内皮画像からグッタータを除外する除外処理プログラム、測定結果等を前記表示部３に表示する為の表示プログラム等の各種プログラムが格納され、前記データ格納部１１には前記撮像部５にて撮影された角膜内皮画像や角膜内皮の測定結果等が格納される様になっている。
【００２１】
前記表示部３は、例えば液晶モニタであり、前記演算部７により表示が制御される様になっている。前記操作部４は、例えばマウスやキーボード等の入力デバイスであり、前記制御部２に所定の指示を入力できる様になっている。
【００２２】
又、前記撮像部５は角膜に対して照明光を斜め方向から照射し、ＣＣＤ等の受光素子により反射光を受光することで角膜内皮画像を撮影可能となっており、撮影された角膜内皮画像は前記記憶部８に格納される。更に、前記出力部６は、ＣＤ等の記憶媒体に対する書込みや読出しを行う記録媒体駆動装置、或は印刷機等により構成される。前記制御部２にて測定された角膜内皮の測定結果は前記出力部６により外部に出力可能となっている。
【００２３】
前記演算部７が前記プログラム格納部９に格納された所定のプログラムを実行することにより、前記撮像部５により撮影され、前記データ格納部１１に格納された角膜内皮画像を基に角膜内皮の測定が行われ、測定結果が前記表示部３に表示されると共に、前記出力部６を介して測定結果が外部に出力される。
【００２４】
次に、図２のフローチャートを用い、前記眼科装置１による角膜内皮の測定について説明する。
【００２５】
ＳＴＥＰ：０１  前記操作部４を介して前記制御部２に角膜内皮の測定の実行が入力されると、角膜内皮測定の前段階として、グッタータの除外処理が行われる。先ず、前記撮像部５が被検眼の角膜に斜め方向からスリット状の照明光を照射し、反射された光をＣＣＤ等の受光素子で捉えることで、図３に示される様な角膜内皮画像１２が取得される。該角膜内皮画像１２中には、例えば略六角形形状の内皮細胞（セル）１３と、該内皮細胞１３を認識できないノイズ領域であるグッタータ領域１４が表示されている。
【００２６】
ＳＴＥＰ：０２  この時、取得された前記角膜内皮画像１２には、角膜の表皮で反射された光と、角膜を透過して角膜内皮で反射された光とが含まれているが、角膜に対して照明光を斜め方向から照射しているので、角膜の表皮で反射される光と角膜内皮で反射される光とは角膜の厚み分だけ反射位置がずれ、分離されている。前記制御部２は分離された反射光のうち角膜の表皮で反射された反射光を除外することで、角膜内皮のみが撮影された前記角膜内皮画像１２を取得する。
【００２７】
ＳＴＥＰ：０３  ＳＴＥＰ：０２にて表皮からの反射光が除外された該角膜内皮画像１２に対し、前記制御部２は前記角膜内皮画像１２中の前記内皮細胞１３の輪郭が強調される様、所定のフィルタ処理を施す。
【００２８】
ＳＴＥＰ：０４  ＳＴＥＰ：０３にてフィルタ処理が施された前記角膜内皮画像１２を基に、前記制御部２がエッジ画像（図示せず）を作成し、該エッジ画像から前記角膜内皮画像１２中の前記内皮細胞１３の形状、大きさ等を特定する。
【００２９】
ＳＴＥＰ：０５  ＳＴＥＰ：０３、ＳＴＥＰ：０４の処理と並行して、ＳＴＥＰ：０２にて表皮からの反射光が除外された前記角膜内皮画像１２に対し、前記制御部２は１次近似でＸ軸方向とＹ軸方向の明るさの傾きを補正し、前記角膜内皮画像１２の明るさを統一する勾配補正を行うことで、図４に示される様な、勾配補正後角膜内皮画像１５を作成する。
【００３０】
ＳＴＥＰ：０６  又、ＳＴＥＰ：０２にて表皮からの反射光が除外された前記角膜内皮画像１２に対し、前記制御部２はラプラシアンフィルタ処理を施し、図５に示される様な、前記内皮細胞１３の輪郭が強調されたフィルタ処理後角膜内皮画像１６を作成する。
【００３１】
ＳＴＥＰ：０７  次に、前記制御部２はＳＴＥＰ：０５にて作成された前記勾配補正後角膜内皮画像１５から、ＳＴＥＰ：０６にて作成された前記フィルタ処理後角膜内皮画像１６を引き、図６に示される様な、前記勾配補正後角膜内皮画像１５と前記フィルタ処理後角膜内皮画像１６との差分画像１７を作成する。
【００３２】
ＳＴＥＰ：０８  該差分画像１７が作成されると、前記制御部２はＩｓｏＤａｔａ（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｓｅｌｆ−Ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ  Ｄａｔａ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）法を用いて前記差分画像１７を二値化し、図７に示される様な、白色の部分を内皮細胞領域１８、黒色の部分を前記グッタータ領域１４とする二値画像１９を作成する。
【００３３】
この時、該二値画像１９中には、グッタータではない前記内皮細胞１３の境界等が黒色のノイズ２１として表示されており、該ノイズ２１を除去する為、前記制御部２は前記二値画像１９に対して膨張処理及び収縮処理、例えば２回膨張処理を行った後に１回収縮処理を行い、図８に示される様な、前記ノイズ２１が除去されたノイズ除去後二値画像２２を作成する。
【００３４】
ＳＴＥＰ：０９  次に、前記制御部２は、図９に示される様に、ＳＴＥＰ：０４で前記内皮細胞１３の形状や大きさが特定されたエッジ画像（図示せず）に対し、ＳＴＥＰ：０８で作成した前記ノイズ除去後二値画像２２を重ね合せて解析画像２３を作成し、該解析画像２３を基に各内皮細胞１３毎に解析値、即ち該内皮細胞１３中にどの程度の割合で前記グッタータ領域１４が存在するのかを算出する。
【００３５】
ＳＴＥＰ：１０  前記制御部２は、解析値を算出した各内皮細胞１３に対し、該内皮細胞１３中の前記グッタータ領域１４の割合が予め設定された設定値未満、例えば２０％未満であるかどうかが判定される。尚、設定値としては、３０％以下の範囲で任意の値が選択される。
【００３６】
ＳＴＥＰ：１１  ＳＴＥＰ：１０にて前記グッタータ領域１４の割合が２０％未満であると判定された場合には、前記制御部２によりグッタータに浸食されていない正常な前記内皮細胞１３であると判断され、統計値を算出する為のｎ数（前記内皮細胞１３の個数）に加算される。
【００３７】
ＳＴＥＰ：１２  又、ＳＴＥＰ：１０にて前記グッタータ領域１４の割合が２０％以上であると判定された場合には、前記制御部２によりグッタータに浸食された異常な前記内皮細胞（セル）１３であると判断され、該内皮細胞１３にグッタータフラグが立てられる。
【００３８】
ＳＴＥＰ：１３  前記制御部２により、ＳＴＥＰ：０９〜ＳＴＥＰ：１２の処理が、ＳＴＥＰ：０４で検出された全ての前記内皮細胞（セル）１３について行われたかどうかが判断される。
【００３９】
ＳＴＥＰ：１４  ＳＴＥＰ：１３にて全ての前記内皮細胞１３についてＳＴＥＰ：０９〜ＳＴＥＰ：１２の処理が完了したと判断されると、次に前記制御部２が前記グッタータ領域１４、及びＳＴＥＰ：１２にてグッタータフラグが立てられた前記内皮細胞１３に隣接する内皮細胞（セル）１３を、統計値を算出する為のｎ数（該内皮細胞１３の個数）から除外する。
【００４０】
ＳＴＥＰ：１５  前記制御部２は、ＳＴＥＰ：１４で除外された前記内皮細胞１３を除く内皮細胞１３で構成された前記内皮細胞領域１８を測定範囲とし、ＳＴＥＰ：１４で除外されずに残った前記内皮細胞１３の個数をｎ数として、角膜内皮の測定を行う。
【００４１】
角膜内皮の測定が行われることで、統計値としての前記内皮細胞１３の密度が算出され、該内皮細胞１３の密度を基に該内皮細胞１３の大きさが求められると共に、該内皮細胞１３の面積の変動により該内皮細胞１３の形状を求められ、最後に測定結果を前記表示部３に表示する、或は前記出力部６を介して測定結果を出力することで、角膜内皮の測定処理が終了する。
【００４２】
上述の様に、本実施例では、角膜内皮の測定を行う前段階として、前記内皮細胞１３内の前記グッタータ領域１４の割合が所定値以上である前記内皮細胞１３をグッタータとして除外すると共に、前記グッタータ領域１４及びグッタータと判断された前記内皮細胞１３に隣接する前記内皮細胞１３を測定対象から除外している。
【００４３】
従って、グッタータ化した前記内皮細胞１３に加え、グッタータの影響により一部欠損又は形状が変化している可能性が高い前記内皮細胞１３を測定対象から除外することができるので、測定結果の精度及び信頼性を向上させることができる。
【００４４】
又、上記処理を自動で行う様になっているので、グッタータの影響により一部欠損又は形状が変化した前記内皮細胞１３を、検者が目視により個別に除外する必要がなく、作業性の向上及び作業時間の短縮を図ることができる。
【００４５】
更に、上記処理が自動で行われることで、検者により除外される前記内皮細胞１３に個人差が生じることがなく、測定結果の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
尚、本実施例では設定値を２０％とし、グッタータ除外処理に於いて、前記内皮細胞１３内の前記グッタータ領域１４の割合が２０％未満であるかでｎ数に加算するか除外するかを判断しているが、この設定値は充分な測定精度が得られる３０％以下の範囲で、グッタータ除外処理に於いて得られるｎ数（前記内皮細胞１３の個数）により適宜設定されるものである。
【００４７】
例えば、測定に充分なｎ数を得られない場合には、設定値を増加させて得られるｎ数を増やしてもよいし、既に充分なｎ数が得られている場合には、設定値を減少させ、測定結果の精度及び信頼性を更に向上させてもよい。
【００４８】
又、３０％以下の範囲で予め複数の設定値を設定し、全ての設定値に於ける測定結果を前記表示部３に表示し、得られたｎ数に応じて検者が最も精度の高い測定結果を選択する様にしてもよい。これにより、精度の高い測定結果を容易に得ることができ、測定結果の信頼性を更に向上させることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１              眼科装置
２              制御部
３              表示部
５              撮像部
７              演算部
８              記憶部
１２            角膜内皮画像
１３            内皮細胞（セル）
１４            グッタータ領域
１５            勾配補正後角膜内皮画像
１６            フィルタ処理後角膜内皮画像
１７            差分画像
１８            内皮細胞領域
１９            二値画像
２１            ノイズ
２２            ノイズ除去後二値画像
２３            解析画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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