(57)【要約】  時間の経過中に試料から取得された３次元データセットを解析する方法が提供される。第１の３次元データセットは、第１の時間に試料から取得される。第１の体積強度投影（ＶＩＰ）画像が、第１の３次元データセットから作成される。１つ又は複数の第１の目印が、第１のＶＩＰ画像の中で同定及び登録される。第２の３次元データセットは、第１の時間とは異なる第２の時間に試料から取得される。第２のＶＩＰ画像が、第２の３次元データセットから作成される。１つ又は複数の第１の目印が、第２のＶＩＰ画像の中で同定及び登録される。第１及び第２のＶＩＰ画像は、第１及び第２のＶＩＰ画像内の登録された１つ又は複数の第１の目印に基づいて整列される。関連したシステム及びコンピュータ・プログラムプロダクトも提供される。
2009503544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間の経過中に試料から取得された３次元データセットを解析する方法であって、
第１の時間に試料から第１の３次元データセットを取得するステップと、
前記第１の３次元データセットから第１の体積強度投影（ＶＩＰ）画像を作成するステップと、
前記第１のＶＩＰ画像の中において少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するステップと、
前記第１の時間とは異なる第２の時間に試料から第２の３次元データセットを取得するステップと、
前記第２の３次元データセットから第２のＶＩＰ画像を作成するステップと、
前記第２のＶＩＰ画像の中において少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するステップと、
前記第１及び第２のＶＩＰ画像内の登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて、前記第１及び第２のＶＩＰ画像を整列するステップと
を含む方法。
【請求項２】
第１のＶＩＰ画像の中で少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するステップが、第１の３次元データセットの中で少なくとも１つの主題区域を登録することによって後続され、
整列するステップが、更に、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び第２のＶＩＰ画像を整列し、第２の３次元データセットの中で第１の３次元データセットの登録された主題区域を特定し、第１及び第２の時間におけるそれぞれの第１及び第２の３次元データセットの登録された主題区域の比較を可能にする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１のＶＩＰ画像の登録された主題区域の属性を測定するステップと、
第２のＶＩＰ画像の特定された主題区域の属性を測定するステップと、
登録及び特定された主題区域の測定された属性を比較するステップであって、第１及び第２の時間における主題区域の比較を可能にする、ステップと
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１及び第２の３次元データセットが光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）データセットである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第２の３次元データセットを回転し、第２の３次元データセットの軸を第１の３次元データセットの軸に整列して、回転された３次元データセットを取得するステップと、
前記回転された３次元データセットに基づいて、回転されたＶＩＰ画像を作成するステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１のＶＩＰ画像の中で少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するステップが、第１の３次元データセットの中で少なくとも１つの主題区域を登録することによって後続され、更に、
回転された３次元データセットの上で少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するステップと、
第１及び回転されたＶＩＰ画像の中の登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列するステップであって、整列するステップの中には、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列し、回転された３次元データセットの中で、第１の３次元データセット内の登録された主題区域を特定し、第１及び回転された３次元データセットのそれぞれの登録された主題区域と特定された主題区域との比較を可能にする、ステップと
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性を測定するステップと、
回転された３次元データセットの特定された主題区域の属性を測定するステップと、
登録及び特定された共通主題区域の測定された属性を比較するステップであって、第１及び回転された３次元データセット内の主題区域の比較を可能にする、ステップと
を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
試料から取得された３次元データセットを解析する方法であって、
第１の時間に試料から第１の３次元データセットを取得するステップと、
第１の３次元データセットから第１の体積強度投影（ＶＩＰ）画像を作成するステップと、
第１の時間とは異なる第２の時間に試料から第２の３次元データセットを取得するステップと、
第２の３次元データセットを回転し、第２の３次元データセットの軸を第１の３次元データセットの軸に整列して、回転された３次元データセットを取得するステップと、
回転された３次元データセットに基づいて、回転されたＶＩＰ画像を作成するステップと
を含む方法。
【請求項９】
第１のＶＩＰ画像の中で少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するステップと、
第１の３次元データセットの中で少なくとも１つの主題区域を登録するステップと、
回転されたＶＩＰ画像の上で少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するステップと、
第１及び回転されたＶＩＰ画像内の登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列するステップであって、整列するステップの中には、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列し、回転された３次元データセットの中で第１の３次元データセット内の登録された主題区域を特定し、第１及び第２の時間における登録及び特定された主題区域の比較を可能にする、ステップと
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性を測定するステップと、
回転された３次元データセットの特定された主題区域の属性を測定するステップと、
登録及び特定された主題区域の測定された属性を比較するステップであって、第１及び回転された３次元データセットの中の主題区域の比較を可能にする、ステップと
を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
第１、第２及び回転された３次元データセットが、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）データセットである、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
試料から取得された３次元データセットを解析するコンピュータ・プログラムプロダクトであって、コンピュータ読み取り可能メディアの中に具体化されたコンピュータ・プログラム・コードを備え、コンピュータ・プログラム・コードが、請求項８に記載の方法を実行するように構成されたプログラム・コードを備えるコンピュータ・プログラムプロダクト。
【請求項１３】
請求項８に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータ・システム。
【請求項１４】
時間の経過中に試料から取得されたデータセットを解析する方法であって、
第１及び第２の３次元データセットから作成されたそれぞれの第１及び第２の体積強度投影（ＶＩＰ）画像の中で少なくとも１つの目印を同定及び登録するステップと、
登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び第２のＶＩＰ画像を整列するステップであって、第１及び第２の３次元データセットの中で共通主題区域を特定し、第１及び第２の時間における第１及び第２の３次元データセットのそれぞれの共通主題区域の比較を可能にする、ステップと
含む、方法。
【請求項１５】
時間の経過中に試料から取得されたデータセットを解析するコンピュータ・プログラムプロダクトであって、
コンピュータ読み取り可能メディアの中に具体化されたコンピュータ・プログラム・コードを備え、前記コンピュータ・プログラム・コードが、請求項１４に記載の方法を実行するように構成されたプログラム・コードを備える、コンピュータ・プログラムプロダクト。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法を実行するように構成されたコンピュータ・システム。
【請求項１７】
時間の経過中に試料から取得された３次元データセットを解析するシステムであって、
第１の時間に試料から第１の３次元データセットを取得し、第１の時間とは異なる第２の時間に試料から第２の３次元データセットを取得するように構成されたデータセット獲得モジュールと、
第１の３次元データセットから第１の体積強度投影（ＶＩＰ）画像を作成し、第２の３次元データセットから第２のＶＩＰ画像を作成するように構成された体積強度投影（ＶＩＰ）モジュールと、
第１のＶＩＰ画像内の少なくとも１つの第１の目印及び第２のＶＩＰ画像内の少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するように構成された登録モジュールと、
第１及び第２のＶＩＰ画像内の登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び第２のＶＩＰ画像を整列するように構成された整列モジュールと
を備えるシステム。
【請求項１８】
登録モジュールが、更に第１の３次元データセット内の少なくとも１つの主題区域を登録するように構成され、整列モジュールが、更に、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び第２のＶＩＰ画像を整列し、第２の３次元データセットの中で第１の３次元データセットの登録された主題区域を特定し、第１及び第２のそれぞれの時間における第１及び第２のＶＩＰ内の登録された主題区域の比較を可能にするように構成された、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性を測定し、
第２の３次元データセットの特定された主題区域の属性を測定し、
登録及び特定された主題区域の測定された属性を比較するステップであって、第１及び第２の時間における主題区域の比較を可能にする
ように構成された比較モジュールを更に備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
第１及び第２の３次元データセットが、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）データセットである、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
第２の３次元データセットを回転し、第２の３次元データセットの軸を第１の３次元データセットの軸に整列して、回転された３次元データセットを取得するように構成された回転モジュールを更に備え、ＶＩＰモジュールが、更に、回転された３次元データセットに基づいて、回転されたＶＩＰ画像を作成するように構成された、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
登録モジュールが、更に、第１の３次元データセット内の少なくとも１つの主題区域を登録し、回転されたＶＩＰ画像の上の少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するように構成され、整列モジュールが、更に、第１及び回転されたＶＩＰ画像内の登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列し、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列して、回転された３次元データセットの中で第１の３次元データセット内の登録された主題区域を特定し、第１及び回転された３次元データセットのそれぞれの登録された主題区域と特定された主題区域との比較を可能にするように構成された、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性を測定し、
回転された３次元データセットの特定された主題区域の属性を測定し、
登録及び特定された主題区域の測定された属性を比較するステップであって、第１及び回転された３次元データセット内の主題区域の比較を可能にする
ように構成された比較モジュールを更に備える、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
時間の経過中に試料から取得された３次元データセットを解析するコンピュータ・プログラムプロダクトであって、
コンピュータ読み取り可能プログラム・コードが具体化されたコンピュータ読み取り可能記憶メディアを有し、前記コンピュータ読み取り可能プログラム・コードが、
第１の時間に試料から第１の３次元データセットを取得するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
第１の３次元データセットから第１の体積強度投影（ＶＩＰ）画像を作成するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
第１のＶＩＰ画像の中で少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
第１の時間とは異なる第２の時間に試料から第２の３次元データセットを取得するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
第２の３次元データセットから第２のＶＩＰ画像を作成するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
第２のＶＩＰ画像内で少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
第１及び第２のＶＩＰ画像内の登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び第２のＶＩＰ画像を整列するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと
を備えるコンピュータ・プログラムプロダクト。
【請求項２５】
第１の３次元データセット内の少なくとも１つの主題区域を登録するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードを更に備え、整列するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードが、更に、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び第２のＶＩＰ画像を整列し、第２の３次元データセットの中で第１の３次元データセットの登録された主題区域を特定して、第１及び第２の時間における第１及び第２の３次元データセット内のそれぞれの登録された主題区域の比較を可能にすることを備える、請求項２４に記載のコンピュータ・プログラムプロダクト。
【請求項２６】
第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性を測定するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
第２の３次元データセットの特定された主題区域の属性を測定するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
登録及び特定された主題区域の測定された属性を比較し、第１及び第２の時間における主題区域の比較を可能にするように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと
を更に備える、請求項２５に記載のコンピュータ・プログラムプロダクト。
【請求項２７】
第１及び第２の３次元データセットが光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）データセットである、請求項２４に記載のコンピュータ・プログラムプロダクト。
【請求項２８】
第２の３次元データセットを回転して第２の３次元データセットの軸を第１の３次元データセットの軸に整列し、回転された３次元データセットを取得するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
回転された３次元データセットに基づいて、回転されたＶＩＰ画像を作成するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと
を更に備える、請求項２４に記載のコンピュータ・プログラムプロダクト。
【請求項２９】
第１の３次元データセット内の少なくとも１つの主題区域を登録するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
回転されたＶＩＰ画像の上の少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
第１及び回転されたＶＩＰ画像内の登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列し、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列して、回転された３次元データセットの中で第１の３次元データセット内の登録された主題区域を特定し、第１及び回転された３次元データセットのそれぞれの登録された主題区域と特定された主題区域との比較を可能にするように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと
を更に備える、請求項２８に記載のコンピュータ・プログラムプロダクト。
【請求項３０】
第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性を測定するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
回転された３次元データセットの特定された主題区域の属性を測定するように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと、
登録及び特定された主題区域の測定された属性を比較し、第１及び回転された３次元データセット内の主題区域の比較を可能にするように構成されたコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと
を更に備える、請求項２９に記載のコンピュータ・プログラムプロダクト。
【請求項３１】
時間の経過中に試料から取得された３次元データセットを解析する方法であって、
第１の時間に試料から第１の３次元データセットを取得するステップと、
第１の３次元データセットから第１の体積強度投影（ＶＩＰ）画像を作成するステップと、
第１のＶＩＰ画像上の少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するステップと、
第１の３次元データセット内の主題区域を第１のＶＩＰ画像の上に登録するステップと、
第１の時間とは異なる第２の時間に第２の３次元データセットを取得するステップと、
第２の３次元データセットから第２のＶＩＰ画像を作成するステップと、
第２のＶＩＰ画像の上で少なくとも１つの第１の目印を同定及び登録するステップと、
第１のＶＩＰ及び第２のＶＩＰ画像の上に登録された第１の少なくとも１つの目印の間で整列を引き出すステップと、
第１の３次元データセットから引き出された少なくとも１つの目印の登録及び第１及び第２のＶＩＰ画像間の整列に基づいて、第２の３次元データセットの中で、第１の３次元データセット内に登録された主題区域を特定するステップと
含む、方法。
【請求項３２】
第１の時間に取得された第１の３次元データセット内の登録された主題区域の属性を測定するステップと、
第２の時間に取得された第２のデータセット内の特定された主題区域の属性を測定するステップと、
登録及び特定された主題区域の属性を比較するステップであって、第１及び第２の時間における主題区域の比較を可能にする、ステップと
を更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
第２の３次元データセットを回転し、第２の３次元データセットの軸を第１の３次元データセットの軸に整列して、回転された３次元データセットを提供するステップと、
回転された３次元データセットから、回転されたＶＩＰ画像を作成するステップと、
回転されたＶＩＰ画像上の少なくとも１つの目印を同定及び登録するステップと、
第１及び回転されたＶＩＰ画像上の少なくとも１つの目印の間で整列を引き出すステップと、
第１の３次元データセットから引き出された少なくとも１つの目印の登録及び第１及び回転されたＶＩＰ画像の間の整列に基づいて、回転された３次元データセットの中で第１の３次元データセット内に登録された主題区域を特定するステップと
を更に含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
第１の３次元データセット内の登録された主題区域の属性を測定するステップと、
回転された３次元データセット内の特定された主題区域の属性を測定するステップと、
第１及び回転されたデータセット内の登録及び特定された主題区域の属性を比較するステップと
を更に含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
第１の３次元データセットを軸の周りで回転するステップと、
回転された第１の３次元データセットを規則的格子へ補間するステップと、
回転された第１の３次元データセットから、回転されたＶＩＰ画像を作成するステップと、
回転されたＶＩＰ画像の上で少なくとも１つの第２の目印を同定及び登録するステップと、
回転された３次元データセット内の第２の主題区域を、回転されたＶＩＰ画像の上の目印へ登録するステップと、
第１及び第２の時間とは異なる第３の時間に第３の３次元データセットを取得するステップと、
第３の３次元データセットの方位を第１の回転された３次元データセットに対して回転及び整列するステップと、
回転及び整列された第３の３次元データセットから第３のＶＩＰ画像を作成するステップと、
第３のＶＩＰ画像の上で少なくとも１つの第２の目印を同定及び登録するステップと、
回転されたＶＩＰ及び第３のＶＩＰ画像の上に登録された第２の少なくとも１つの目印の間で整列を引き出すステップと、
回転された３次元データセットから引き出された少なくとも１つの第２の目印の登録及び回転及び第３のＶＩＰ画像間の整列に基づいて、第３の３次元データセットの中で、回転された３次元データセット内に登録された主題区域を特定するステップと
を更に含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
回転された３次元データセット内の登録された主題区域の属性を測定するステップと、
第３の３次元データセット内の特定された主題区域の属性を測定するステップと、
回転及び第３のデータセットのそれぞれの登録及び特定された主題区域の属性を比較するステップと
を更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
第１の３次元データセットが軸の周りで回転されて、回転された第１の３次元データセットを提供し、回転された第１の３次元データセットから第１のＶＩＰ画像が作成され、第２の３次元データセットが、回転された第１の３次元データセットに整列された軸の周りで回転されて、回転された第２の３次元データセットを提供し、回転された第２の３次元データセットから第２のＶＩＰ画像が作成される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
第１の回転された３次元データセット内の登録された主題区域の属性を測定するステップと、
第２の３次元データセット内の特定された主題区域の属性を測定するステップと、
回転された第１及び第２のデータセットのそれぞれの登録及び特定された主題区域の属性を比較するステップと
を更に含む、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[優先権主張]
本願は、２００５年８月１日に出願された米国仮出願第６０／７０４，３４３号（代理人整理番号第９５２６−５ＰＲ）からの優先権を主張するものである。この仮出願の開示内容は、この参照によって本明細書に引用したものとする。
【０００２】
[発明の分野]
本発明はイメージング・システムに関し、具体的には、光学コヒーレンス・イメージング・システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）は、試料、例えば、組織、ガラスなどを撮像する手法である。ＯＣＴにおける最近の進歩は撮像速度を増加し、大きな画像集合、例えば、３次元体積を比較的迅速に生成させる。ＯＣＴは、典型的には高速、非接触、及び非破壊性であるから、短い時間尺度、例えば、１．０秒に満たない動的変化、ミバエ心管の鼓動を撮像し、長い時間尺度、数日以上、組織が発達するか介入に応答する時間の間に起こる生理的変化を撮像するのに有用である。
【０００４】
ＯＣＴを使用して撮像する多様なアプローチが知られている。そのようなシステムは、フーリエ領域ＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ）及び時間領域ＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）として特徴づけられる。ＦＤ−ＯＣＴは、一般的に、掃引源（ＳＳ）及びスペクトル領域（ＳＤ）を含む。ＳＤシステムは、一般的に、分光計と組み合わされた広帯域光源を使用し、掃引レーザ源及び光ダイオードを使用しない。ＴＤシステムは、一般的に、時間が経過する間のミラー又は参照源の移動に依存し、撮像されている試料から戻る光子をゲートするコヒーレンス深度を提供することによって、撮像深度を制御する。各々のシステムは広帯域光源を使用し、深度又は軸方向で達成可能な解像度を指示する低実効コヒーレンスを生成する。
【０００５】
これらの撮像手法は、光低コヒーレンス・反射率測定法（ＯＬＣＲ）の一般分野から引き出され、時間領域手法は光コヒーレンス領域反射率測定法から引き出され、掃引光源手法は光周波数領域反射率測定法から引き出され、スペクトル領域手法は「スペクトルレーダ」と呼ばれてきた。
【０００６】
時間領域システムとは対照的に、ＦＤ−ＯＣＴにおいて、撮像深度は、獲得されたスペクトル間のフーリエ変換関係によって決定され、物理的に走査されるミラーの範囲によっては決定されず、それにより試料内の全撮像深度からの光子を同時に獲得することができる。具体的には、ＦＤ−ＯＣＴにおいて、スペクトルの標本化要素間の光周波数間隔が撮像深度の制御に使用され、標本化間隔が狭くなると、それだけ深い撮像能力を提供する。
【０００７】
ＯＣＴを使用して、時間の経過中に正確な定量測定を行うことは困難である。これは、特に、異なる時間に行われる測定が、確実に試料内の同じ箇所から行われることが難しいからである。
【０００８】
ＦＤ−ＯＣＴ手法が出現したことにより、実用的３Ｄ画像を生成して、これらの３Ｄ画像から平面の正面画像を生成することが可能となる。正面観察画を生成し、この正面観察画上で看取される目印に深度分解能特徴を相関づける１つの手法は、Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ａｎｄ  ｆｕｎｄｕｓ  ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  ｉｍａｇｅｓ  ｗｉｔｈ  ｓｐｅｃｔｒａｌ−ｄｏｍａｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｂｙ  Ｊｉａｏ  ｅｔ  ａｌ．（２４  Ｊａｎｕａｒｙ  ２００５／Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．２／ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ  ４４５）で説明される。この内容は、参照によって全体を記述されるかのように、本明細書に組み込まれる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の幾つかの実施形態は、時間の経過中に試料から取得された３次元データセットを解析する方法を提供する。第１の３次元データセットは、第１の時間に試料から取得される。第１の正面観察画又は体積強度投影（ＶＩＰ）画像は、第１の３次元データセットから作成される。１つ又は複数の第１の目印が、第１のＶＩＰ画像の中で同定及び登録される。第２の３次元データセットは、第１の時間とは異なる第２の時間に試料から取得される。第２のＶＩＰ画像は、第２の３次元データセットから作成される。１つ又は複数の第１の目印が、第２のＶＩＰ画像の中で同定及び登録される。第１及び第２のＶＩＰ画像は、第１及び第２のＶＩＰ画像内の登録された１つ又は複数の第１の目印に基づいて整列される。
【００１０】
本発明の更なる実施形態において、３次元データセット内の１つ又は複数の主題区域が、第１のＶＩＰ画像に対して登録されてよい。第１及び第２のＶＩＰ画像は、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて整列され、第２の３次元データセットの中で第１の３次元データセットの登録された主題区域を特定し、第１及び第２の時間におけるそれぞれの第１及び第２の３次元データセット内の登録された主題区域の比較を可能にする。
【００１１】
本発明の更なる実施形態において、第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性が測定されてよく、第２の３次元データセットの特定された主題区域の属性が測定されてよい。登録及び特定された主題区域の測定された属性は比較され、第１及び第２の時間における主題区域の比較を可能にする。本発明のある実施形態において、第１及び第２の３次元データセットは、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）データセットであってよい。
【００１２】
本発明の幾つかの実施形態において、第２の３次元データセットが回転され、第２の３次元データセットの軸を第１の３次元データセットの軸に整列し、回転された３次元データセットを取得してよい。回転されたＶＩＰ画像は、回転された３次元データセットに基づいて作成されてよい。
【００１３】
本発明の更なる実施形態において、１つ又は複数の主題区域が、第１の３次元データセットの中で第１のＶＩＰ画像に対して登録されてよい。１つ又は複数の第１の目印は、回転されたＶＩＰ画像の上で登録及び同定されてよい。第１及び回転されたＶＩＰ画像は、第１及び回転されたＶＩＰ画像内の登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて整列されてよい。第１及び回転されたＶＩＰ画像は、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて整列され、回転された３次元データセットの中で、第１の３次元データセットの登録された主題区域を特定し、第１及び回転された画像のそれぞれの登録された主題区域と特定された主題区域との比較を可能にしてよい。
【００１４】
本発明の更なる実施形態において、第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性が測定され、回転された３次元データセットの特定された主題区域の属性が測定されてよい。登録及び特定された共通主題区域の測定された属性は比較され、第１及び回転された３次元データセット内の主題区域の比較を可能にしてよい。
【００１５】
本発明の幾つかの実施形態は、試料から取得された３次元データセットを解析する方法を提供する。この方法は、第１の時間に試料から第１の３次元データセットを取得することを含む。第１の体積強度投影（ＶＩＰ）画像が、第１の３次元データセットから作成される。第２の３次元データセットは、第１の時間とは異なる第２の時間に試料から取得される。第２の３次元データセットは回転されて、第２の３次元データセットの軸を第１の３次元データセットの軸に整列し、回転された３次元データセットを取得する。回転されたＶＩＰ画像は、回転された３次元データセットに基づいて作成される。
【００１６】
本発明の更なる実施形態において、１つ又は複数の第１の目印が、第１のＶＩＰ画像の中で同定及び登録されてよい。第１の３次元データセット内の１つ又は複数の主題区域が、第１のＶＩＰ画像に対して登録されてよい。１つ又は複数の第１の目印が、回転されたＶＩＰ画像の上で同定及び登録されてよい。第１及び回転されたＶＩＰ画像は、第１及び回転されたＶＩＰ画像内の登録された１つ又は複数の第１の目印に基づいて整列されてよい。第１及び回転されたＶＩＰ画像は、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて整列され、回転された３次元データセットの中で、第１の３次元データセット内の登録された主題区域を特定し、第１及び第２の時間における登録及び特定された主題区域の比較を可能にしてよい。
【００１７】
本発明の更なる実施形態において、第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性が測定され、回転された３次元データセットの特定された主題区域の属性が測定されてよい。登録及び特定された主題区域の測定された属性は比較され、第１及び回転された３次元データセット内の主題区域の比較を可能にする。本発明のある実施形態において、第１、第２、及び回転された３次元データセットは、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）データセットである。
【００１８】
本発明の幾つかの実施形態は、時間の経過中に試料から取得されたデータセットを解析する方法を提供する。この方法は、第１及び第２の３次元データセットからそれぞれ作成された第１及び第２の体積強度投影（ＶＩＰ）画像の中で１つ又は複数の目印を同定及び登録することを含む。第１及び第２のＶＩＰ画像は、登録された少なくとも１つの第１の目印に基づいて整列され、第１及び第２の３次元データセット内の共通主題区域を特定し、第１及び第２の時間におけるそれぞれの第１及び第２の３次元データセット内の共通主題区域の比較を可能にしてよい。
【００１９】
本発明の実施形態は、上記で主として方法の実施形態に関して説明されたが、システム及びコンピュータ・プログラムプロダクトの実施形態も、本明細書の中で提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ここで、本発明の実施形態が示される添付の図面を参照して、本発明が更に完全に説明される。しかし、本発明は、多くの代替の形態で具体化されてよく、本明細書で記述される実施形態に限定されると解釈されてはならない。図面の説明を通して、同様の番号は同様の要素を意味する。
【００２１】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的だけに使用され、本発明を限定することは意図されない。本明細書で使用されるように、単数形態「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、そうでないことを文脈が明瞭に示さない限り、複数形態も含むことが意図される。「備える」及び／又は「備えている」は、この明細書で使用されるとき、記述された特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又はコンポーネントの存在を指定するが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／又はこれらの群の存在又は付加を排除しないことを理解すべきである。本明細書で使用されるように、「及び／又は」の用語は、１つ又は複数の関連列挙品目の任意及び全ての組み合わせを含む。
【００２２】
そうでないことを定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術及び科学用語を含む）は、本発明が属する当業者によって普通に理解されるものと同じ意味を有する。更に理解されるように、用語、例えば、普通に使用される辞書で定義される用語は、関連技術及び本明細書の文脈における意味と首尾一貫する意味を有するものと解釈されるべきであり、本明細書で明白に定義されない限り、理想化又は過度に形式的な意味では解釈されない。
【００２３】
様々な要素を説明するため、第１、第２などの用語が本明細書で使用されるが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきでないことが理解される。これらの用語は、１つの要素を他の要素から区別するためだけに使用される。したがって、下記で説明される第１の要素は、本発明の教示から逸脱することなく第２の要素を呼ぶ用語としてよい。
【００２４】
本発明は、方法、システム、及び／又はコンピュータ・プログラムプロダクトとして具体化されてよい。したがって、本発明は、ハードウェア及び／又はソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなど）で具体化されてよい。更に、本発明は、コンピュータで使用可能又はコンピュータで読み取り可能な記憶メディア上のコンピュータ・プログラムプロダクトの形態を取ってよい。コンピュータで使用可能又はコンピュータで読み取り可能な記憶メディアは、このメディアの中にコンピュータで使用可能又はコンピュータで読み取り可能なプログラム・コードを具体化され、これらのプログラム・コードは命令実行システムによって使用されるか、これと結合している。この文書の文脈において、コンピュータで使用可能又はコンピュータで読み取り可能なメディアは、命令実行システム、装置、又はデバイスによって使用されるか、これらと結合しているプログラムを含有、記憶、通信、伝搬、又は運搬することのできる任意のメディアであってよい。
【００２５】
コンピュータで使用可能又はコンピュータで読み取り可能なメディアは、例えば、非限定的に、電子、磁気、光、電磁、赤外線、又は半導体システム、装置、デバイス、又は伝搬メディアであってよい。コンピュータ読み取り可能メディアの更に具体的な例（限定的なリスト）は、次のものを含む。即ち、１つ又は複数の配線を有する電気接続、持ち運び可能なコンピュータ・ディスケット、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能及びプログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、及び持ち運び可能なコンパクト・ディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）である。コンピュータ使用可能又はコンピュータ読み取り可能なメディアは、プログラムが印刷される紙又は他の適切なメディアであってよいことに注意すべきである。なぜなら、プログラムは、例えば、紙又は他のメディアの光学走査によって電子的に捕獲され、次いでコンパイルされ、解釈され、又は、必要であれば、適切なやり方で処理され、その後コンピュータ・メモリの中に記憶されるからである。
【００２６】
本発明は、下記で、本発明の実施形態に従ったデバイス、方法、及びコンピュータ・プログラムプロダクトを示すブロック図及び／又はフローチャートを参照して説明される。ブロック内に書かれた機能／行為は、動作例の中に書かれた順序から外れて起こってよいことを理解すべきである。例えば、連続するように示された２つのブロックは実際には同時に実行され、又はブロックは、時には、包含される機能／行為に依存して逆の順序で実行されてよい。
【００２７】
ここで図１〜図１１に関して、本発明の幾つかの実施形態が説明される。本明細書で説明されるように、本発明の幾つかの実施形態は、本明細書では体積強度投影（ＶＩＰ）画像と呼ばれるサーフェイス投影画像を使用する方法、システム、及びコンピュータ・プログラムプロダクトを提供する。これらの画像は、異なる時間に取られた試料の複数のデータセットを整列するため、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）データから生成される。本発明の幾つかの実施形態に従ったＶＩＰ画像は、更に、本発明の範囲から逸脱することなく合計ボクセル投影、眼底画像などと呼ばれてよいことが理解される。本発明の幾つかの実施形態に従った方法、システム、及びコンピュータ・プログラムプロダクトの使用は、異なる時間に行われた試料の測定が、試料内の同一又は実質的に同一の場所から行われる尤度を増加するか、可能性として保証する。本発明の様々な実施形態が下記で説明されるが、実施形態の中には、ＯＣＴデータセットからＶＩＰ画像を生成し、異なる時間に取られたデータセットを整列し、及び／又は画像を回転して、異なる観察画を取得する能力を提供するＯＣＴシステムのハードウェア及び／又はソフトウェアが含まれる。
【００２８】
ＯＣＴイメージング・システムは、２つの一般的カテゴリに分類されてよい。即ち、参照アーム内の移動ミラー又はプリズムが試料内の現在のイメージング深度場所を決定する時間領域ＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）、及び参照アームが長さにおいて固定され、試料内のイメージング深度場所を変更するデータが波長スペクトル上で獲得されるフーリエ領域ＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ）である。ＦＤ−ＯＣＴは、典型的には、更に、２つのカテゴリ、即ち、被掃引源ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）及びスペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）に分類される。ＳＳ−ＯＣＴの場合、狭線幅レーザが、典型的には、時間経過波長として掃引され、異なる波長で試料に質問する。ＳＤ−ＯＣＴの場合、広帯域（低コヒーレンス）源、例えば、超光速（ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｓｃｅｎｔ）ダイオード（ＳＬＤ）が、典型的には、分光計と組み合わせて使用される。これら又は他の機能的に類似したハードウェア実現の任意のものが使用されて、本発明の範囲から逸脱することなくＶＩＰ画像を生成するために使用されるデータを生成してよいことが理解される。
【００２９】
更に、本発明の幾つかの実施形態は、本明細書において、ＯＣＴイメージング・システムを使用して生成されたデータセットに関して説明されるが、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の３次元データセットが使用されてよいことが理解される。例えば、超音波データ及び／又は磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）データが幾つかの実施形態で使用されてよい。
【００３０】
ＯＣＴシステムは、典型的には、試料上の特定の側面位置における深度データを獲得することによって動作する。これはＡ走査と呼ばれる。ＯＣＴビームは、前述した様々な深度調節アプローチの任意のものによって試料に対して移動され、深度データの他のセットが獲得される。深度画像のこれらの連続は結合されて２Ｄ画像を形成する。これはＢ走査と呼ばれてよい。本発明の範囲から逸脱することなく、任意の走査パターンが一般的に使用されてよい。例えば、普通に使用される走査パターンは、線形及び円形走査パターンを含む。１つだけの方向ではなく２つの方向を走査することによって、データの３次元体積が獲得される。再び、任意の走査パターンが一般的に使用されて３次元画像を作成し得る。例えば、普通に使用される３次元走査パターンは、長方形、放射状直線の集合、及び同心円の集合を含む。
【００３１】
ＯＣＴデータは、試料内の各深度における所与の点での後方散乱反射率の測定値である。言い換えれば、画像内のコントラストは、一般的に、試料内の後方散乱反射率の変動に起因する。抽出される所望の画像集合は、サブサーフェイス散乱データのサーフェイス投影である。このタイプの画像を生成する１つの方法は、Ａ走査でＯＣＴデータを合計することによる。この値は、その特定の側面位置における全反射率である。これを体積走査に適用することによって、２Ｄ画像が作成される。このタイプの画像は、網膜走査のＯＣＴデータセットから生成されるとき、眼底画像と呼ばれる。一般的に、このタイプの画像はＶＩＰ画像と呼ばれる。本発明の幾つかの実施形態において、この画像は本質的に試料の黒白像である。
【００３２】
本発明の様々な例示的実施形態は、本明細書において、ＶＩＰ画像に基づく整列を参照して説明される。ＶＩＰ画像はＯＣＴデータから作成されるので、ＶＩＰ画像上の画素とＯＣＴデータセット内のＡ走査との間には直接の相関が存在する。例えば、Ａ走査の限定されたサブセットを合計するか、及び／又は走査情報の特定の使用に適したある選択機能でＡ走査の合計を重みづけることによって、有用なＶＩＰ類似画像を生成する他のアルゴリズムが本発明の幾つかの実施形態で使用されてよい。
【００３３】
幾つかの実施形態において、ＶＩＰ画像がほぼリアルタイムで生成されるとき、ＶＩＰ画像は試料に関してＯＣＴシステムを整列するために使用されてよい。整列ＶＩＰ画像は、より低い側面解像度で獲得されてよく、これはＶＩＰ画像が作成される速度を増加させる。この画像によって、ユーザはＯＣＴデータに基づいてシステムを整列し、従ってＯＣＴデータセットの下調べを提供する。幾つかの実施形態におけるこのアプローチは、試料をＯＣＴシステムへ可視的に整列しようとする試み、又は整列のためにビデオカメラを使用することよりも正確であるかもしれない。
【００３４】
複数のＯＣＴデータセットが取られ、ＶＩＰ画像はデータセットから生成されるので、本発明の幾つかの実施形態によれば、異なる時間に取られたＯＣＴデータセットを整列し、異なる時間に取られた様々なデータセット内で観察された主題の病変（標的）が試料内の同じ場所から来ることを可能性として保証するため、ＶＩＰ画像を使用することができる。画像を整列するため、試料内の１つ又は複数の目印が同定及び使用されてよい。本明細書で使用される「目印」とは試料の要素を意味し、要素の場所は時間の経過中に顕著には変化せず、例えば、眼球試料内の網膜血管の分岐点が目印であってよい。目印の場所は時間の経過中に顕著には変化しないので、標的の場所は目印に関して参照されてよく、したがって同一又は類似の場所が将来において特定される。
【００３５】
例えば、網膜（眼球試料）からのＯＣＴデータセットにおいて、ＶＩＰ又は眼底画像は、典型的には、血管、視神経頭、及び窩の場所を明らかに示す。本発明の幾つかの実施形態に従って、血管及び／又は視神経頭を目印として使用し、異なる時間に同じ人から取られた２つ以上の網膜画像は、目印を整列することによって整列される。試料を整列するための自由度は、例えば、Ｘ及びＹでの並行移動、シータでの回転、及び／又はＸ及びＹでの拡大縮小を含んでよい。
【００３６】
本明細書で使用されるように、ＶＩＰ平面は個々のＡ走査に直交する。しかし、幾つかの実施形態において、任意の他の平面は走査軸の周りの３自由度回転によって定義されてよい。次いでこの平面は、目印同定の参照平面となり、後続の画像は、これら３つの追加自由度を適用して元の画像と整列されてよい。
【００３７】
一度、整列されると、１つ又は複数の測定が１つ又は複数のデータセット上の一般的に参照眼底平面に直交する方向で行われ、特定の測定については各データセット内の同じ場所で行われる。これらの測定は、関心事の殆ど全ての値、相対的散乱強度、例えば、層の厚さ、２点間の距離、空隙又は特徴の体積、及び変化の時間速度の測定、及び／又はドップラー血流測定を含むことができる。１つ又は複数の目印に対する１つ又は複数の特定点の場所を時間に従って測定することによって、既知の時間間隔における位置の変化、及び既知の時間間隔における速度の変化から、速度及び加速度を計算することができる。
【００３８】
本発明の幾つかの実施形態が説明される例として、本明細書では網膜ＯＣＴが説明されるが、本発明の幾つかの実施形態は、任意の３次元データセットについて動作することが理解される。そのような３次元データセットには、ＯＣＴデータセット、例えば、内視鏡応用でのＯＣＴ顕微鏡及びＯＣＴシステムからのデータセットが含まれる。本発明の幾つかの実施形態において、試料内の目印は、試料の一部分、例えば、網膜内の血管及び／又は人工導入目印、例えば、ＭＥＭＳ試料中に開けられた孔又は組織試料内の外科導入ペレット又は塗布目印であってよく、これらは本発明の範囲から逸脱しない。
【００３９】
本発明の幾つかの実施形態において、ＯＣＴ画像獲得の場所は、ＶＩＰ画像の生成、更には複数画像の整列、更にはデータセットからの関心事測定値の獲得から、時間的及び空間的に分離されてよい。例えば、毎日の画像を獲得するため、持ち運び可能ＯＣＴイメージング・システムを動物施設の中で使用することができる。毎日の画像はネットワークを介して中央サーバへ転送され、一週間に一度、全てのデータが処理されて、網膜厚の縦方向測定値が生成される。
【００４０】
本発明の幾つかの実施形態において、プロセスの自動化レベルは変化してよい。特定の実施形態において、画像を獲得するため本明細書で説明される全ての動作はソフトウェアで自動化されるが、変動する縮小自動化が幾つかの実施形態で提供されても、本発明の範囲から逸脱しない。例えば、幾つかの実施形態において、Ｘ及びＹの平行移動、回転、及び／又は、Ｘ及びＹの拡大縮小を含むコンピュータ・スクリーン上で、ユーザは複数のＶＩＰ画像を整列してよい。更に、関心事の測定の決定は、ユーザ入力に基づいてよく、及び／又はソフトウェアの中で自動的に起こってよい。
【００４１】
本発明の様々な実施形態の詳細は、図１〜図１１に関して説明される。最初に図１を参照して、本発明の幾つかの実施形態に従って使用されるのに適したデータ処理システム１００の例示的実施形態が説明される。データ処理システム１００は、典型的には、ユーザ・インタフェース１４４、例えば、キーボード、キーパッド、タッチパッドなど、Ｉ／Ｏデータ・ポート１４６、及びプロセッサ１３８と通信するメモリ１３６を含む。Ｉ／Ｏデータ・ポート１４６は、データ処理システム１００と他のコンピュータ・システム又はネットワークとの間で情報を転送するために使用される。これらのコンポーネントは、通常のコンポーネント、例えば、多くの通常のデータ処理システムで使用されるコンポーネントであってよい。通常のデータ処理システムは、本明細書で説明される動作を行うように構成されてもよい。
【００４２】
ここで図２を参照して、本発明の幾つかの実施形態に従ったデータ処理システム１００のより詳細なブロック図が説明される。プロセッサ１３８は、アドレス／データ・バス２４８を介してメモリ１３６と通信し、アドレス／データ・バス２４９を介してＩ／Ｏデータ・ポート１４６と通信する。プロセッサ１３８は、任意の市販又は特注のマイクロプロセッサであってよい。メモリ１３６はメモリ・デバイスの全体的階層を表し、メモリ・デバイスは、データ処理システム１００の機能を実現するために使用されるソフトウェア及びデータを含有する。メモリ１３６は、非限定的に、次のタイプのデバイスを含むことができる。即ち、キャッシュ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、及びＤＲＡＭである。
【００４３】
図２で示されるように、メモリ１３６は、データ処理システム１００で使用されるソフトウェア及びデータの幾つかのカテゴリを含んでよい。即ち、オペレーティング・システム２５２、アプリケーション・プログラム２５４、入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス・ドライバ２５８、及びデータ２５６である。当業者によって理解されるように、オペレーティング・システム２５２は、データ処理システムと一緒に使用されるのに適した任意のオペレーティング・システム、例えば、ＯＳ／２、ＡＩＸ、又はＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ａｒｍｏｎｋ，ＮＹからのｚＯＳ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｒｅｄｍｏｎｄ，ＷＡからのＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）９５、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）２０００、又はＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＸＰ、Ｕｎｉｘ（登録商標）、又はＬｉｎｕｘであってよい。Ｉ／Ｏデバイス・ドライバ２５８は、典型的には、ソフトウェア・ルーチンを含む。このソフトウェア・ルーチンは、オペレーティング・システム２５２を介してアプリケーション・プログラム２５４からアクセスされ、デバイス、例えば、Ｉ／Ｏデータ・ポート１４６及びある一定のメモリ１３６のコンポーネントと通信する。アプリケーション・プログラム２５４は、データ処理システム１００の様々な特徴を実現するプログラムを表し、好ましくは、本発明の幾つかの実施形態に従った動作をサポートする少なくとも１つのアプリケーションを含む。最後に、データ２５６は、アプリケーション・プログラム２５４、オペレーティング・システム２５２、Ｉ／Ｏデバイス・ドライバ２５８、及びメモリ１３６に常駐する他のソフトウェア・プログラムによって使用される静的又は動的データを表す。
【００４４】
図２で示されるように、本発明の幾つかの実施形態に従ったデータ２５６は、試料、例えば、眼球から取得された３次元データセット２５０及び２５５を含んでよい。データ２５６はデータセット２５０及び２５５の２つの集合のみを含むが、本発明の実施形態はこの構成に限定されない。１つのデータセット又は３つ以上のデータセットが存在しても、本発明の範囲から逸脱しない。
【００４５】
図２で更に示されるように、アプリケーション・プログラム２５４は、本発明の幾つかの実施形態に従って、データセット獲得モジュール２２１、体積強度投影（ＶＩＰ）モジュール２２２、登録モジュール２２３、整列モジュール２２４、比較モジュール２２５、及び回転モジュール２２６を含んでよい。本発明は、図２のアプリケーション・プログラムであるデータセット獲得モジュール２２１、ＶＩＰモジュール２２２、登録モジュール２２３、整列モジュール２２４、比較モジュール２２５、及び回転モジュール２２６を参照して例示されるが、当業者によって理解されるように、他の構成も利用されてよく、依然として本発明の教示から利益を得る。例えば、データセット獲得モジュール２２１、ＶＩＰモジュール２２２、登録モジュール２２３、整列モジュール２２４、比較モジュール２２５、及び回転モジュール２２６は、更に、オペレーティング・システム２５２又はデータ処理システム１００の論理部分の中に組み込まれてよい。したがって、本発明は、図２の構成に限定されると解釈されてはならず、本明細書で説明される動作を実行することのできる任意の構成を包含するように意図される。
【００４６】
更に、データセット獲得モジュール２２１、ＶＩＰモジュール２２２、登録モジュール２２３、整列モジュール２２４、比較モジュール２２５、及び回転モジュール２２６は、単一のデータ処理システムの中で示されているが、当業者によって理解されるように、そのような機能は、１つ又は複数のデータ処理システムの間で分散されてよい。こうして、本発明は、図１及び図２で示される構成に限定されると解釈されてはならず、データ処理システム間の他の配列及び／又は機能分割によって提供されてよい。
【００４７】
具体的には、データセット獲得モジュール２２１は、試料から３次元データセットを取得するように構成される。３次元データセットは、任意のタイプの３次元データ、例えば、ソノグラム・データ、ＭＲＩデータ、及び／又はＯＣＴデータであってよい。データセットは、異なる時間に試料から取得されてよい。異なる時間に取られた試料のデータセット、例えば、人の眼球のデータセットを有することによって、試料を比較し、時間の経過中に試料内で変化が生じたかどうかを決定することができる。例えば、第１の３次元データセットは第１の時間に試料から取得され、第２の３次元データセットは、第１の時間とは異なる第２の時間に、試料から取得されてよい。
【００４８】
一度、１つ又は複数のデータセットが取得されると、体積強度投影（ＶＩＰ）モジュール２２２は、３次元データセットからＶＩＰ画像を作成するように構成されてよい。例えば、第１のＶＩＰ画像は第１の３次元データセットから作成され、第２のＶＩＰ画像は第２の３次元データセットから作成されてよい。
【００４９】
第１及び第２のＶＩＰ画像の比較を可能にするため、登録モジュール２２３は、ＶＩＰ画像内の１つ又は複数の目印を同定及び登録するように構成されてよい。前述したように、目印とは試料の要素を意味し、目印の場所は時間の経過中に顕著には変化しない。例えば、眼球試料における網膜血管の分岐点は目印であってよい。目印の場所は時間の経過中に顕著には変化しないから、試料の場所は目印に関して参照され、従って後で更に説明されるように、これらの同一又は類似の場所は将来において特定可能である。
【００５０】
本発明の幾つかの実施形態において、登録モジュール２２３は、更に、第１のＶＩＰ画像内の１つ又は複数の主題区域を登録するように構成されてよい。本明細書で使用されるように、「主題区域」とは、試料内で関心事とする任意の区域、例えば、ガン細胞を含む試料区域を意味する。この主題区域は、様々な時間に取られたＶＩＰ画像の中で、ＶＩＰ画像上に登録された目印に対する主題区域関係によって特定されてよい。
【００５１】
整列モジュール２２４は、図５に関して下記で更に説明されるように、ＶＩＰ画像内の登録された１つ又は複数の目印に基づいて第１及び第２のＶＩＰ画像を整列するように構成されてよい。具体的には、整列モジュールは、第１及び第２のＶＩＰ画像内の登録された１つ又は複数の目印に基づいて第１及び第２のＶＩＰ画像を整列するように構成される。整列モジュール２２４は、更に、登録された１つ又は複数の目印に基づいて第１及び第２のＶＩＰ画像を整列し、第２の３次元データセットの中で第１の３次元データセットの登録された主題区域を特定し、第１及び第２のそれぞれの時間における第１及び第２の３次元データセット内の登録された主題区域の比較を可能にするように構成されてよい。こうして、本発明の幾つかの実施形態によれば、時間の経過中に試料内の主題区域の変化がモニタされ、モニタされている状態が同じか、良くなったか、又は悪くなったかを決定することを可能にする。
【００５２】
比較モジュール２２５は、第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性を測定するように構成されてよい。本明細書で使用されるように、主題区域の属性は、関心事とされる主題区域の任意の態様であってよい。例えば、主題区域の属性は、ガンに冒された区域のサイズであってよい。比較モジュール２２５は、更に、第１の３次元データセット内の登録された主題区域に基づいて第２の３次元データセット内で特定された主題区域の属性を測定するように構成されてよい。本発明の幾つかの実施形態において、比較モジュール２２５は、登録及び特定された主題区域の測定された属性を比較し、第１及び第２の時間における主題区域の比較を可能にするように構成されてよい。こうして、本発明の幾つかの実施形態によれば、異なる時間に作成されて試料の主題区域を含有する３次元データセットが比較される。この比較は、例えば、モニタされた状態が同じか、悪くなっているか、良くなっているかを決定するために使用されてよい。
【００５３】
本発明の幾つかの実施形態において、回転モジュール２２６は、３次元データセットを回転して、３次元データセットの軸を第２の３次元データセットの軸と整列するように構成されてよい。例えば、第１の３次元データセットの軸は回転されて、第１の３次元データセットの軸を第２の３次元データセットの軸と整列し、回転された３次元データセットを取得する。本発明のこれらの実施形態において、ＶＩＰモジュール２２２は、更に、回転された３次元データセットに基づいて、回転されたＶＩＰ画像を作成するように構成されてよい。
【００５４】
本発明の幾つかの実施形態において、登録モジュール２２３は、更に、第１のＶＩＰ画像内の１つ又は複数の主題区域を登録し、回転されたＶＩＰ画像上の１つ又は複数の目印を同定及び登録するように構成されてよい。整列モジュール２２４は、更に、第１及び回転されたＶＩＰ画像内の登録された１つ又は複数の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列し、登録された１つ又は複数の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列し、回転された３次元データセット内で第１の３次元データセット内の登録された主題区域を特定し、第１及び回転された３次元データセットのそれぞれの登録された主題区域と特定された主題区域との比較を可能にするように構成されてよい。
【００５５】
ここで眼底画像に関して、本発明の例示的実施形態が説明される。眼底画像は、網膜のＯＣＴ画像から生成するＶＩＰである。本発明の実施形態は、本明細書では眼底画像に関して説明されるが、本発明の実施形態はこの構成に限定されない。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく任意のＶＩＰ画像が使用されてよい。
【００５６】
ここで図３を参照して、本発明の幾つかの実施形態に従ったＯＣＴシステムを例示する概略ブロック図が説明される。図１で示されるように、ＯＣＴシステムは、コンピュータ実行ソフトウェア３００及びＯＣＴイメージング・システム３０１を含む。図１は、更に、コンピュータ３００上で実行するソフトウェア（メモリ）のコンポーネント３０２を示す。図示されるように、コンピュータ３００はＯＣＴイメージング・システム３０１へ接続される。コンピュータは、メモリ３０２の中に常駐するソフトウェアを実行する。メモリ３０２内の様々なソフトウェア・モジュールは、特に、生データを処理して、３０２ａでＯＣＴ画像データセット、例えば、Ａ走査、Ｂ走査、及び／又は体積画像３０２ａを作成し、３０２ｂでＯＣＴデータセットから眼底又はＶＩＰ画像を生成し、３０２ｃでデータをユーザ・ディスプレイ、例えば、モニタなどへ表示し、及び／又は３０２ｄでデータを記憶する。
【００５７】
ここで図４を参照して、本発明の幾つかの実施形態に従った眼底画像の作成を例示する概略図が説明される。図４で示されるように、ＯＣＴデータセット４００は、生のスペクトル・データ４１０を取り、ＤＣスペクトル４１１を減じ、残りのスペクトルを二乗して合計し、全反射率４１２の測定数値に到達することによって眼底画像４０１へ変換されてよい。これは３次元データセットのＡ走査について反復され、２Ｄ画像（眼底画像）４０１を生成する。同じ手続きを使用して、２Ｄ  Ｂ走査４０２から１Ｄ線画像４０３を生成することができる。
【００５８】
ここで図５を参照して、本発明の幾つかの実施形態に従った２つの画像の整列を例示する概略図が説明される。図５で示されるように、一度、眼底画像が生成されると、眼底画像上の目印５１０を使用して複数のＯＣＴデータセットを整列することができる。具体的には、眼底画像１  ５００の２つの目印に対する点で、特定のＡ走査５０１からの測定値が取られる。第２のＯＣＴデータセットは後の時間に獲得され、眼底画像２  ５０２はこのデータセットから生成される。２つの眼底画像５００及び５０２を整列することによって、同じ測定場所が決定され、同じ場所からの第２のＡ走査５０３が選択される。これは、任意の数のＯＣＴデータセット及び眼底画像について働く。更に、目印５１０の数は変化することができ、獲得される測定値は様々な実施形態でほとんどどのようなものでもよい。そのような測定値の中には、厚さの測定値、距離の測定値、体積の測定値、ドップラー血流の測定値、及び／又は他の測定値が含まれる。
【００５９】
ここで図６を参照して、本発明の幾つかの実施形態に従って２つ以上の画像を整列する方法を例示するフローチャートが説明される。図６で示されるように、動作はＯＣＴ画像データセットを検索及び／又は獲得することから始まる（ブロック６００）。眼底画像はブロック６００で生成されてよい。目印は、例えば、前述したように眼底画像を使用して同定される（ブロック６０１）。画像は移動及び拡大縮小されて、同定された目印に基づいて整列を提供する（ブロック６０２）。整列された画像からデータが抽出される（ブロック６０３）。
【００６０】
ここで図７を参照すると、本発明の幾つかの実施形態に従ってＡ走査に直交すると共にＡ走査に対して回転された眼底画像を示す概略図が説明される。図７で示された実施形態は、幾つかの様相において、図４を参照して説明された実施形態に対応する。しかし、図７の実施形態において、眼底画像平面７０１はＡ走査７００に対して１、２、及び／又は３軸で回転される。眼底画像平面７０１は、複数のＯＣＴデータセットを参照及び整列するための目印７０２を含むように示され、縦方向データ抽出の手続きは概して同じままである。
【００６１】
本発明の幾つかの実施形態に従った動作は、図８〜図１３のフローチャートに関して、ここで説明される。最初に図８を参照して、時間の経過中に試料から取得された３次元データセットを解析する動作が説明される。動作は、第１の時間に試料から第１の３次元データセットを取得することによって、ブロック８００で始まる。３次元データセットは任意の３次元データセットであってよく、本発明の範囲から逸脱することはない。例えば、３次元データセットは、ソノグラム・データ、ＭＲＩデータ、及び／又はＯＣＴデータであってよい。第１のＶＩＰ画像は第１の３次元データセットから作成される（ブロック８１０）。１つ又は複数の第１の目印が第１のＶＩＰ画像の上に登録されてよい（ブロック８２０）。目印は試料の要素であり、これらの要素の場所は時間の経過中に顕著には変化しない。例えば、眼球試料内の網膜は目印である。第２の３次元データセットは、第１の時間とは異なる第２の時間に試料から取得される（ブロック８３０）。第２のＶＩＰ画像は第２の３次元データセットから作成される（ブロック８４０）。１つ又は複数の目印が第２のＶＩＰ画像の中で同定及び登録される（ブロック８５０）。第１及び第２のＶＩＰ画像は、図５に関して前に説明したように、第１及び第２のＶＩＰ画像内の登録された１つ又は複数の目印に基づいて整列されてよい（ブロック８６０）。
【００６２】
本発明の更なる実施形態に従った動作は、図９のフローチャートに関してここで説明される。図９で示されるように、１つ又は複数の主題区域が、第１のＶＩＰ画像の中で登録されてよい（ブロック９２５）。前述したように、主題区域は試料内で関心事とする任意の区域である。第２の３次元データセットは回転され、第２の３次元データセットの軸を第１の３次元データセットの軸に整列し、回転された３次元データセットを取得する（ブロック９３５）。回転されたＶＩＰ画像は、回転された３次元データセットに基づいて作成されてよい（ブロック９４５）。１つ又は複数の第１の目印が、回転されたＶＩＰ画像の中で同定及び登録されてよい（ブロック９５５）。
【００６３】
第１及び回転されたＶＩＰ画像は、第１及び回転されたＶＩＰ画像内の登録された１つ又は複数の第１の目印に基づいて整列されてよい（ブロック９６５）。本発明の幾つかの実施形態において、整列は、登録された１つ又は複数の第１の目印に基づいて第１及び回転されたＶＩＰ画像を整列し、回転された３次元データセット内で第１の３次元データセット内の登録された主題区域を特定し、第１及び回転された３次元データセットのそれぞれの登録された主題区域と特定された主題区域との比較を可能にすることを含んでよい。
【００６４】
第１の３次元データセットの登録された主題区域の属性が測定され、回転された３次元データセットの特定された主題区域の属性が測定されてよい（ブロック９７５）。登録及び特定された共通主題区域の測定された属性が比較され、第１及び回転された３次元データセット内の主題区域の比較を可能にする（ブロック９８５）。
【００６５】
本発明の更なる実施形態に従って試料から取得された３次元データセットを解析する動作が、ここで図１０のフローチャートに関して説明される。動作は、第１の時間に試料から第１の３次元データセットを取得することによって、ブロック１０００で始まる。第１の体積強度投影（ＶＩＰ）画像が、第１の３次元データセットから作成される（ブロック１０１０）。第２の３次元データセットは、第１の時間とは異なる第２の時間に試料から取得される（ブロック１０２３）。第２の３次元データセットは回転され、第２の３次元データセットの軸を第１の３次元データセットの軸に整列し、回転された３次元データセットを取得する（ブロック１０３３）。回転されたＶＩＰ画像は、回転された３次元データセットに基づいて作成される（ブロック１０４３）。
【００６６】
本発明の更なる実施形態に従って時間の経過中に試料から取得されたデータセットを解析する動作は、図１１のフローチャートに関してここで説明される。動作は、第１及び第２の３次元データセットからそれぞれ作成された第１及び第２のＶＩＰ画像内の１つ又は複数の目印を同定及び登録することによって、ブロック１１２０で始まる。第１及び第２のＶＩＰ画像は、登録された少なくとも１つの目印に基づいて整列され、第１及び第２の３次元データセット内の共通主題区域を特定し、それぞれ第１及び第２の時間における第１及び第２の３次元データセット内の共通主題区域の比較を可能にする（ブロック１１４７）。
【００６７】
本発明の更なる実施形態に従って時間の経過中に試料から取得されたデータセットを解析する動作が、図１２のフローチャートに関してここで説明される。動作は、第１の３次元データセットから第１の体積画像を獲得することによって、ブロック１２００で始まる。体積画像は所望の観察軸に対応するかどうかが決定される（ブロック１２０５）。体積画像が所望の観察軸に対応しないことが決定されると（ブロック１２０５）、３次元データセットは所望の観察軸が取得されるまでイメージング軸の周りで回転及び補間され（ブロック１２１０）、動作は下記で説明されるブロック１２１５へ進む。
【００６８】
他方、体積画像が所望の観察軸に対応することが決定されると（ブロック１２０５）、観察軸に垂直な正平面を有するＶＩＰ画像が作成される（ブロック１２１５）。１つ又は複数の目印がＶＩＰ画像の上で同定されてよい（ブロック１２２０）。１つ又は複数の主題区域（標的病変）の場所は、ＶＩＰ画像上の１つ又は複数の目印に対して登録されてよい（ブロック１２２５）。
【００６９】
第２又は次の体積画像が獲得される（ブロック１２３０）。第２又は次の体積画像は所望の観察軸に対応するかどうかが決定される（ブロック１２３５）。第２又は次の体積画像は所望の観察軸に対応しないことが決定されると（ブロック１２３５）、３次元データセットは所望の観察軸が取得されるまでイメージング軸の周りで回転及び補間され（ブロック１２４０）、動作は下記で説明されるブロック１２４５へ進む。
【００７０】
他方、第２又は次の体積画像は所望の観察軸に対応することが決定されると（ブロック１２３５）、観察軸に垂直な正平面を有する第２又は次のＶＩＰ画像が作成される（ブロック１２４５）。１つ又は複数の目印が第２又は次のＶＩＰ画像の上で同定されてよい（ブロック１２５０）。１つ又は複数の主題区域（標的病変）の場所は、ＶＩＰ画像上の１つ又は複数の目印に対して登録されてよい（ブロック１２５５）。第１及び第２のＶＩＰ画像の主題区域の属性は、前述したように比較されてよい（ブロック１２６０）。ブロック１２３０〜１２６０の動作は、全ての画像が処理されるまで反復する。
【００７１】
本発明の更なる実施形態に従って時間の経過中に試料から取得されたデータセットを解析する動作は、図１３のフローチャートに関してここで説明される。動作は、第１の３次元データセットから第１の体積画像を獲得することによって、ブロック１３００で始まる。３次元データセットの軸は回転され（ブロック１３０５）、規則的格子へ補間されてよい（ブロック１３１０）。第１のＶＩＰ画像が作成される（ブロック１３１５）。１つ又は複数の目印が第１のＶＩＰ画像の上で同定及び登録されてよい（ブロック１３２０）。１つ又は複数の主題区域（標的病変）の場所は、第１のＶＩＰ画像上の１つ又は複数の目印に対して登録されてよい（ブロック１３２５）。
【００７２】
第２又は次の体積画像が獲得される（ブロック１３３０）。第２又は次の３次元データセットの軸は回転され、第１のＶＩＰ画像の方位とマッチする（ブロック１３３５）。第２又は次の体積画像の３次元データは、規則的格子へ補間されてよい（ブロック１３４０）。第２又は次のＶＩＰ画像が作成される（ブロック１３４５）。１つ又は複数の目印が第２又は次のＶＩＰ画像の上で同定及び登録されてよい（ブロック１３５０）。１つ又は複数の主題区域（標的病変）の場所は、第１のＶＩＰ画像内の登録された主題区域に基づいて第２又は次のＶＩＰ画像の中で特定されてよい（ブロック１３５５）。第１及び第２のＶＩＰ画像の主題区域の属性は、前述したように比較されてよい（ブロック１３６０）。ブロック１３３０〜１３６０の動作は、全ての画像が処理されるまで反復してよい。
【００７３】
図面及び明細書において、本発明の実施形態が開示された。特定の用語が使用されたが、それらの用語は一般的及び説明的な意味でのみ使用され、限定を目的とするものではない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲で記述される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の幾つかの実施形態に従ったデータ処理システムのブロック図である。
【図２】本発明の幾つかの実施形態に従ったデータ処理システムのより詳細なブロック図である。
【図３】本発明の幾つかの実施形態に従った光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）システムを示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の幾つかの実施形態に従った眼底画像の作成を示す概略図である。
【図５】本発明の幾つかの実施形態に従った２つの画像の整列を示す概略図である。
【図６】本発明の幾つかの実施形態に従った２つ以上の画像を整列する方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の幾つかの実施形態に従って、Ａ走査に直交し、Ａ走査に対して回転された眼底画像を示す概略図である。
【図８−１３】本発明の様々な実施形態に従って試料から取得された３次元データセットを解析する動作を示すフローチャートである。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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