(57)【要約】【課題】断層データの強弱に起因する明暗の発生を抑えたモーションコントラスト画像を生成することができる情報処理装置を提供する。【解決手段】眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づく断層データを複数取得する第１取得手段と、断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で変換した第１の概略パラメータと、第１の次元よりも低い第２の次元で変換した第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得する第２取得手段と、補正係数を用いて複数の断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを補正する補正手段と、補正手段により補正された少なくとも１つの断層データを含む複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する生成手段とを備える、情報処理装置。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する第１取得手段と、
前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で変換した第１の概略パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の次元よりも低い第２の次元で変換した第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得する第２取得手段と、
前記補正係数を用いて複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する生成手段と、
を備える、情報処理装置。
【請求項２】
前記第２取得手段は、
前記眼底の正面に対応する前記断層データにおける前記パラメータを二次元方向に変換して前記第１の概略パラメータを算出し、
前記眼底の正面に対応する前記断層データにおける前記パラメータを一次元方向に変換して前記第２の概略パラメータを算出する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記一次元方向は、前記測定光の主走査の軸方向である、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記演算は、前記第１の概略パラメータを前記第２の概略パラメータで除算する演算である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記第２取得手段は、前記眼底を撮影する撮影装置のロールオフ特性に基づく深度方向の信号減衰を補償するロールオフ補正処理後の前記断層データを用いて前記補正係数を取得する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する第１取得手段と、
前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で変換した第１の概略パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の次元よりも低い第２の次元で変換した第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得する第２取得手段と、
前記補正係数を用いて、前記断層データのパラメータに対して適用する閾値処理の閾値を補正する補正手段と、
補正された前記閾値を用いて閾値処理した、複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する生成手段と、
を備える、情報処理装置。
【請求項７】
前記第２取得手段は、前記眼底を撮影する撮影装置のロールオフ特性に基づく深度方向の信号減衰を補償するロールオフ補正処理後の前記断層データを用いて前記補正係数を取得する、請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する第１取得手段と、
前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の方向及び第２の方向において隣接するパラメータの値の差が減少するように変換した第１の変換後パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の方向において隣接するパラメータの値の差が減少するように変換した第２の変換後パラメータとの演算により、補正係数を取得する第２取得手段と、
前記補正係数を用いて複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する生成手段と、
を備える、情報処理装置。
【請求項９】
前記変換は、平滑化又はモルフォロジー演算である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する第１取得手段と、
モーションコントラストを算出するために用いられる、前記断層データにおけるパラメータの分布の目標を取得する第２取得手段と、
複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データにおける前記パラメータの分布を前記目標に近づけるように補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する生成手段と、
を備える、情報処理装置。
【請求項１１】
前記パラメータは輝度値及び位相のうちの少なくとも一方である、請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記断層データのパラメータの分布のうち、閾値以上の値を有するパラメータの部分の分布を補正する、請求項１０又は１１に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記閾値は、前記複数の断層データのうちの少なくとも１つの断層データに基づいて決められる、請求項１２に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記閾値は、前記複数の断層データのうちの少なくとも１つの断層データのパラメータの値及び該パラメータの頻度のいずれか一方に基づいて決められる、請求項１３に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記閾値は、前記眼底を断層撮影する撮影装置毎に決められる、請求項１２に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
前記目標は、所定の分布、及び前記複数の断層データのうちの少なくとも１つの断層データに基づいて設定された分布のうちのいずれか一方である、請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１７】
前記複数の断層データのうちの少なくとも１つの断層データに基づいて設定された分布は、補正する前記パラメータの分布を有する前記断層データに隣接する断層データに基づいて設定される、請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項１８】
前記補正手段は、前記パラメータの分布における平均値、中央値、最大値、最頻値、分散値、及び頻度幅のうちの少なくとも１つを前記目標に近づけるように補正することで前記パラメータの分布を補正する、請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１９】
前記補正手段は、１回又は複数回のＢスキャンに対応する前記断層データの前記パラメータの分布毎に前記少なくとも１つの断層データにおける前記パラメータの分布を補正する、請求項１０乃至１８のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項２０】
前記補正手段は、１回又は複数回のＡスキャンに対応する前記断層データの前記パラメータの分布毎に前記少なくとも１つの断層データにおける前記パラメータの分布を補正する、請求項１０乃至１８のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項２１】
前記補正手段は、前記眼底の網膜部分に対応する前記断層データの前記パラメータの分布を補正する、請求項１０乃至２０のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項２２】
前記補正手段は、前記複数の断層データのうち、前記パラメータの値の統計値が所定の閾値未満である断層データの前記パラメータの分布を補正する、請求項１０乃至２１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項２３】
前記補正手段は、前記複数の断層データのうち、前記パラメータの分布と前記目標の分布又は前記複数の断層データのうちの少なくとも１つの断層データのパラメータの分布とを比較し、比較する分布間の統計値の差が所定の閾値より大きい断層データの前記パラメータの分布を補正する、請求項１０乃至２１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項２４】
前記統計値は、合計値、平均値、中央値、最大値、分散値、及び最頻値のうちの少なくとも１つである、請求項２２又は２３に記載の情報処理装置。
【請求項２５】
前記目標は、１回又は複数回のＢスキャンに対応する前記断層データの前記パラメータの分布に基づいて決められる、請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項２６】
前記目標は、１回又は複数回のＡスキャンに対応する前記断層データの前記パラメータの分布に基づいて決められる、請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項２７】
前記目標は、前記複数の断層データのうち、前記パラメータの値の平均値、中央値、最大値、最頻値、分散値、及び頻度幅のうちのいずれか１つが閾値より高い断層データに基づいて決められる、請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項２８】
眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得することと、
前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で変換した第１の概略パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の次元よりも低い第２の次元で変換した第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得することと、
前記補正係数を用いて複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを補正することと、
補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成することと、
を含む、画像生成方法。
【請求項２９】
眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得することと、
前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で変換した第１の概略パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の次元よりも低い第２の次元で変換した第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得することと、
前記補正係数を用いて、前記断層データのパラメータに対して適用する閾値処理の閾値を補正することと、
補正された前記閾値を用いて閾値処理した、複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成することと、
を含む、画像生成方法。
【請求項３０】
眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得することと、
モーションコントラストを算出するために用いられる、前記断層データにおけるパラメータの分布の目標を取得することと、
複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データにおける前記パラメータの分布を前記目標に近づけるように補正することと、
補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成することと、
を含む、画像生成方法。
【請求項３１】
プロセッサーによって実行されると、該プロセッサーに請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の画像生成方法の各工程を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、画像生成方法、及びプログラム。
【背景技術】
【０００２】
測定対象の断層像を非侵襲で取得できる光干渉断層撮影法（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）を用いた装置（以下、ＯＣＴ装置という。）が、特に眼科分野において広く利用されている。
【０００３】
近年、造影剤を用いない血管造影法としてＯＣＴを用いた血管造影法（ＯＣＴ  Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴＡ）が提案されている。ＯＣＴＡでは、ＯＣＴにより取得した三次元のモーションコントラストデータを二次元平面に投影することで、血管画像（以下、ＯＣＴＡ画像という。）を生成する。ここで、モーションコントラストデータとは、測定対象の同一断面をＯＣＴで繰り返し撮影し、その撮影間における測定対象の時間的な変化を検出したデータである。モーションコントラストデータは、例えば、複素ＯＣＴ信号の位相やベクトル、強度の時間的な変化を差、比率、又は相関等から計算することによって得られる。
【０００４】
なお、モーションコントラストデータは、ＯＣＴ信号においてノイズが生じている部分も、測定対象の時間的な変化として表してしまう。これに関しては、閾値を設けてノイズ除去を行うことで、良好なＯＣＴＡ画像を得ることができる。
【０００５】
特許文献１は、ＯＣＴＡ画像のノイズ除去に関して他の方法を開示している。特許文献１に開示される技術では、モーションコントラストデータを生成する際に、ＯＣＴ信号の位相差情報とベクトル差情報を掛け合わせて、一方の情報の算出結果に対して他方の情報の算出結果に基づいて重み付けを行う。これにより、ノイズの少ないＯＣＴＡ画像が生成できるとされている。
【０００６】
ところで、ＯＣＴによる撮影では、測定対象が深さ方向に移動する等の撮影状況の変化等に応じて、取得される干渉信号の信号強度が変化する。そのため、撮影状況に応じて、干渉信号に基づいて生成される断層画像において画素値の強弱が生じてしまうことがある。
【０００７】
これに対し、特許文献２には、ＯＣＴの深さ方向の感度の違いによる信号強度の変化を補正するテーブルを用意し、ＯＣＴの深さ方向の位置ずれを補正する際に用意したテーブルを用いて、信号強度を補正する技術が開示されている。
【０００８】
しかしながら、断層画像における画素値の強弱、すなわち、画像の明るさにおける明暗は測定対象の深さ方向の移動だけに起因するものではなく、他の撮影状況の変化にも影響される。
【０００９】
ＯＣＴによって生成する断層画像において画素値の強弱に応じた明暗が生じてしまうと、断層画像に基づくモーションコントラストデータも影響を受ける。このため、モーションコントラストデータに基づくモーションコントラスト画像であるＯＣＴＡ画像においても部分的な明暗が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１５−１３１１０７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３５９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＯＣＴＡ画像において部分的な明暗が生じると、暗部の血管が明瞭に見えない場合がある。また、血管の描写にムラができると、ＯＣＴＡを使用して血管密度を計測する際に、計測される血管密度にもムラが発生してしまう。そのため、このような場合にはＯＣＴＡ画像を用いた血管密度の測定を正確に行うことができない。
【００１２】
そこで、本発明は、断層データの強弱に起因する明暗の発生を抑えたモーションコントラスト画像を生成することができる情報処理装置、画像生成方法、及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施態様に係る情報処理装置は、眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する第１取得手段と、前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で変換した第１の概略パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の次元よりも低い第２の次元で変換した第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得する第２取得手段と、前記補正係数を用いて複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを補正する補正手段と、前記補正手段により補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する生成手段とを備える。
【００１４】
本発明の他の実施態様に係る情報処理装置は、眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する第１取得手段と、前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で変換した第１の概略パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の次元よりも低い第２の次元で変換した第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得する第２取得手段と、前記補正係数を用いて、前記断層データのパラメータに対して適用する閾値処理の閾値を補正する補正手段と、補正された前記閾値を用いて閾値処理した、複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する生成手段とを備える。
【００１５】
本発明の他の実施態様に係る情報処理装置は、眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する第１取得手段と、前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の方向及び第２の方向において隣接するパラメータの値の差が減少するように変換した第１の変換後パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の方向において隣接するパラメータの値の差が減少するように変換した第２の変換後パラメータとの演算により、補正係数を取得する第２取得手段と、前記補正係数を用いて複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを補正する補正手段と、前記補正手段により補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する生成手段とを備える。
【００１６】
本発明のさらなる他の実施態様に係る情報処理装置は、眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する第１取得手段と、モーションコントラストを算出するために用いられる、前記断層データにおけるパラメータの分布の目標を取得する第２取得手段と、複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データにおける前記パラメータの分布を前記目標に近づけるように補正する補正手段と、前記補正手段により補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する生成手段とを備える。
【００１７】
本発明の他の実施態様に係る画像処理方法は、眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得することと、前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で変換した第１の概略パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の次元よりも低い第２の次元で変換した第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得することと、前記補正係数を用いて複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを補正することと、補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成することとを含む。
【００１８】
本発明の他の実施態様に係る画像処理方法は、眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得することと、前記断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で変換した第１の概略パラメータと、前記断層データにおける前記パラメータを前記第１の次元よりも低い第２の次元で変換した第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得することと、前記補正係数を用いて、前記断層データのパラメータに対して適用する閾値処理の閾値を補正することと、補正された前記閾値を用いて閾値処理した、複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成することとを含む。
【００１９】
本発明のさらなる他の実施態様に係る画像生成方法は、眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた前記眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得することと、モーションコントラストを算出するために用いられる、前記断層データにおけるパラメータの分布の目標を取得することと、複数の前記断層データのうち少なくとも１つの断層データにおける前記パラメータの分布を前記目標に近づけるように補正することと、補正された前記少なくとも１つの断層データを含む前記複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成することとを含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、断層データの強弱に起因する明暗の発生を抑えたモーションコントラスト画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１によるＯＣＴ装置の全体構成を概略的に示す。
【図２】実施例１に係る撮影光学系及びベースの構成を概略的に示す。
【図３】実施例１に係る制御部の構成を概略的に示す。
【図４】三次元データの構成を概略的に示す。
【図５】実施例１に係るユーザーインターフェースの一例を示す。
【図６】実施例１に係るＯＣＴＡ画像生成処理のフローを示す。
【図７】実施例１に係るデータ分布のグラフを示す。
【図８】実施例２に係るデータ分布のグラフを示す。
【図９】実施例３に係るＯＣＴＡ画像生成処理のフローを示す。
【図１０】実施例３の変形例に係るデータ分布の補正を説明するための図である。
【図１１】実施例４及び実施例５に係るロールオフ特性による深度方向の信号減衰を補償するための処理の適用前後のデータ分布を示すグラフである。
【図１２】実施例４に係るＯＣＴＡ画像生成処理のフローを示す。
【図１３】実施例４に係るＯＣＴＡ画像生成処理を説明する図である。
【図１４】図１３に示した画像の白点線部に対応する輝度プロファイルを示す。
【図１５】実施例５に係るＯＣＴＡ画像生成処理のフローを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための例示的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明する寸法、材料、形状、及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。なお、本明細書において、「同一位置」とは、完全に同一の位置及び略同一の位置を含む。ここで、略同一位置とは、モーションコントラスト画像（ＯＣＴＡ画像）を生成するのに許容できる程度に同一である位置をいう。また、「断層データ」とは、被検査物の断層に関する情報を含む信号のデータであり、ＯＣＴによる干渉信号に基づくデータ、及びこれに高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や任意の信号処理を行ったデータを含むものをいう。
【００２３】
（実施例１）
図１乃至７を参照して、実施例１によるＯＣＴ装置について説明する。本実施例によるＯＣＴ装置は、断層データの強弱に起因する明暗の発生を抑え、ＯＣＴＡ画像の生成を良好に行うことができる。なお、以下において、被検査物として被検眼を例として説明する。
【００２４】
（本体構成）
図１は、本実施例によるＯＣＴ装置１の概略的な全体構成を示す。ＯＣＴ装置１には、撮影光学系２００、ベース２５０、制御部３００、入力部３６０及び表示部５００が設けられている。
【００２５】
撮影光学系（撮影装置）２００は、被検眼の前眼部像やＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｏｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：走査型検眼鏡）眼底像、断層像に関するデータを取得する。撮影光学系２００は、ベース２５０上に設けられ、不図示の電動ステージ等によってベース２５０に対してＸＹＺ方向に移動可能なように保持される。
【００２６】
制御部（情報処理装置）３００は、撮影光学系２００、入力部３６０、及び表示部５００に接続される。制御部３００は、撮影光学系２００の撮影制御、取得した前眼部像やＳＬＯ眼底像、断層像に関するデータの解析・再構成、並びに前眼部画像、ＳＬＯ画像、断層画像及びＯＣＴＡ画像などの生成を行う。制御部３００は、汎用のコンピュータを用いて構成されることができるが、ＯＣＴ装置１の専用コンピュータとして構成されてもよい。入力部３６０は、制御部３００への指示を行うための入力装置であり、例えば、キーボードやマウス等から構成される。
【００２７】
表示部５００は、制御部３００から送られる各種情報や各種画像、入力部３６０の操作に従ったマウスカーソル等を表示する。表示部５００は任意のモニタを用いて構成されることができる。なお、本実施例においては、撮影光学系２００、制御部３００、入力部３６０、及び表示部５００はそれぞれ別個に構成されているが、これらは一部又は全体が一体として構成されてもよい。
【００２８】
（撮影光学系及びベースの構成）
次に、図２を参照して撮影光学系２００及びベース２５０の構成について説明する。図２は、撮影光学系２００及びベース２５０の概略的な構成を示す。
【００２９】
まず、撮影光学系２００の内部について説明する。被検眼Ｅに対向して対物レンズ２０１が設置されている。対物レンズ２０１の光軸上には、第１ダイクロイックミラー２０２及び第２ダイクロイックミラー２０３が設けられている。対物レンズ２０１からの光路は、第１及び第２ダイクロイックミラー２０２，２０３によって、ＯＣＴ光学系の光路Ｌ１、ＳＬＯ光学系と固視灯用の光路Ｌ２、及び前眼観察用の光路Ｌ３に、光路を通る光の波長帯域ごとに分岐される。本実施例では、第１ダイクロイックミラー２０２の透過方向にＯＣＴ光学系の光路Ｌ１並びにＳＬＯ光学系と固視灯用の光路Ｌ２が配置され、反射方向に前眼部観察用の光路Ｌ３が配置される。また、第２ダイクロイックミラー２０３の透過方向にＳＬＯ光学系と固視灯用の光路Ｌ２が配置され、反射方向にＯＣＴ光学系の光路Ｌ１が配置される。しかしながら、これらの光路の配置は当該配置に限られず、第１ダイクロイックミラー２０２及び第２ダイクロイックミラー２０３の透過方向並びに反射方向にそれぞれ逆の配置となるように各光路が配置されてもよい。
【００３０】
ＳＬＯ光学系と固視灯用の光路Ｌ２は、ＳＬＯ眼底像の取得と被検眼Ｅの固視の用途に用いられる。光路Ｌ２には、ＳＬＯ走査手段２０４、レンズ２０５，２０６、ミラー２０７、第３ダイクロイックミラー２０８、フォトダイオード２０９、ＳＬＯ光源２１０、及び固視灯２１１が設けられている。なお、光路Ｌ２上の固視灯２１１以外の構成要素はＳＬＯ光学系を構成する。
【００３１】
ＳＬＯ走査手段２０４は、ＳＬＯ光源２１０と固視灯２１１から発せられた光を被検眼Ｅ上で走査する。ＳＬＯ走査手段２０４は、Ｘ方向に走査するＸスキャナ、Ｙ方向に走査するＹスキャナから構成されている。本実施例では、Ｘスキャナはポリゴンミラーによって、Ｙスキャナはガルバノミラーによって構成されている。しかしながら、Ｘスキャナ及びＹスキャナはこれに限られず、所望の構成に応じて任意の偏向手段を用いて構成することができる。
【００３２】
レンズ２０５は合焦レンズであり、ＳＬＯ光学系及び固視灯の焦点合わせのため、制御部３００によって制御される不図示のモータにより、図中矢印で示される光軸方向に沿って駆動される。
【００３３】
ミラー２０７は、穴あきミラーや中空のミラーが蒸着されたプリズムであり、ＳＬＯ光源２１０による照明光及び固視灯からの光と、被検眼Ｅからの戻り光とを分離する。具体的には、ミラー２０７は、ＳＬＯ光源２１０からの照明光及び固視灯からの光を通過させ、被検眼Ｅからの戻り光を反射してフォトダイオード２０９に導く。なお、ミラー２０７の通過方向にフォトダイオード２０９が設けられ、反射方向に第３ダイクロイックミラー２０８、ＳＬＯ光源２１０及び固視灯２１１が設けられてもよい。
【００３４】
第３ダイクロイックミラー２０８は、光路Ｌ２をＳＬＯ光源２１０への光路と固視灯２１１への光路とに光路Ｌ２を通る光の波長帯域ごとに分岐する。具体的には、第３ダイクロイックミラー２０８の透過方向に固視灯２１１が設けられ、反射方向にＳＬＯ光源２１０が設けられている。なお、第３ダイクロイックミラー２０８の透過方向にＳＬＯ光源２１０が配置され、反射方向に固視灯２１１が設けられてもよい。
【００３５】
フォトダイオード２０９は、被検眼Ｅからの戻り光を検出し、戻り光に対応する信号を生成する。制御部３００は、フォトダイオード２０９によって生成された信号（ＳＬＯ信号）に基づいて被検眼Ｅの眼底の正面画像（ＳＬＯ画像）を得ることができる。
【００３６】
ＳＬＯ光源２１０は７８０ｎｍ付近の波長の光を発生する。ＳＬＯ光源２１０から発せられた光は、第３ダイクロイックミラー２０８で反射され、ミラー２０７を通過し、レンズ２０６，２０５を通り、ＳＬＯ走査手段２０４によって、被検眼Ｅ上で走査される。被検眼Ｅからの戻り光は、照明光と同じ経路を戻った後、ミラー２０７によって反射され、フォトダイオード２０９へと導かれる。フォトダイオード２０９の出力信号を制御部３００によって処理することで、被検眼Ｅの眼底の正面画像を得ることができる。
【００３７】
固視灯２１１は、可視光を発生して被検者の固視を促すことができる。固視灯２１１から発せられた光は、第３ダイクロイックミラー２０８を透過し、ミラー２０７、及びレンズ２０６，２０５を通り、ＳＬＯ走査手段２０４によって、被検眼Ｅ上で走査される。この時、制御部３００によって、ＳＬＯ走査手段２０４の動きに合わせて固視灯２１１を点滅させることで、被検眼Ｅ上の任意の位置に任意の形状をつくり、被検者の固視を促すことができる。
【００３８】
なお、本実施例では、眼底を観察するための眼底観察系としてＳＬＯを用いているが、眼底観察系の構成はこれに限られない。例えば、眼底を撮影する眼底カメラ等の既知の観察系を用いて眼底観察系を構成してもよい。
【００３９】
次に、前眼部観察用の光路Ｌ３には、レンズ２１２，２１３、スプリットプリズム２１４、及び赤外光を検知する前眼部観察用のＣＣＤ２１５が設けられている。なお、前眼部観察用の光路Ｌ３に配置されるこれらの構成要素は、前眼部観察光学系を構成する。
【００４０】
光路Ｌ３では、不図示の前眼部観察用光源から９７０ｎｍ付近の波長を有する光が被検眼Ｅの前眼部に対して照射される。被検眼Ｅの前眼部からの反射光は対物レンズ２０１、第１ダイクロイックミラー２０２、及びレンズ２１２を介してスプリットプリズム２１４に入射する。
【００４１】
スプリットプリズム２１４は、被検眼Ｅの瞳孔と共役な位置に配置されている。スプリットプリズム２１４から出射された光はレンズ２１３を介してＣＣＤ２１５に入射する。
【００４２】
ＣＣＤ２１５は、不図示の前眼部観察用光源からの照射光の波長、具体的には９７０ｎｍ付近に感度を持つ。ＣＣＤ２１５は、前眼部からの反射光を検出し、前眼部からの反射光に対応する信号を生成する。制御部３００は、ＣＣＤ２１５によって生成された信号に基づいて、被検眼Ｅの前眼部画像を生成することができる。この際、制御部３００は、ＣＣＤ２１５によってスプリットプリズム２１４を通った反射光を検出することで、前眼部のスプリット像から被検眼Ｅに対する撮影光学系２００のＺ方向（深さ方向）の距離を検出することができる。生成される前眼部画像は、撮影光学系２００と被検眼Ｅとのアライメント時などに用いられることができる。
【００４３】
次に、ＯＣＴ光学系の光路Ｌ１について説明する。光路Ｌ１は、前述の通りＯＣＴ光学系用の光路を成しており、被検眼Ｅの断層画像を形成するための干渉信号の取得に用いられる。光路Ｌ１には、ＸＹスキャナ２１６、及びレンズ２１７，２１８が設けられている。
【００４４】
ＸＹスキャナ２１６は、測定光を被検眼Ｅ上で走査するためのＯＣＴ走査手段を構成する。ＸＹスキャナ２１６は１枚のミラーとして図示されているが、Ｘ軸及びＹ軸方向の走査をそれぞれ行う２枚ガルバノミラーで構成されている。なお、ＸＹスキャナ２１６の構成はこれに限られず、任意の偏向手段を用いて構成されることができる。また、ＸＹスキャナ２１６は、ＭＥＭＳミラー等の１枚で２次元方向に光を偏向させられる偏向ミラーによって構成されてもよい。
【００４５】
レンズ２１７は、光カプラー２１９に接続されている光ファイバー２２４から出射する測定光を被検眼Ｅに焦点合わせするために用いられる合焦レンズである。レンズ２１７は、制御部３００によって制御される不図示のモータにより、図中矢印で示される測定光の光軸方向に駆動される。この焦点合わせによって、被検眼Ｅからの測定光の戻り光は同時に光ファイバー２２４の先端に、スポット状に結像されて入射される。なお、光ファイバー２２４、光路Ｌ１に配置される各光学部材、第１及び第２ダイクロイックミラー２０２，２０３、並びに対物レンズ２０１等は、ＯＣＴ光学系において測定光が伝播するＯＣＴ測定光学系を構成する。
【００４６】
次に、ＯＣＴ光源２２０からの光路と参照光学系、分光器２３０の構成について説明する。光ファイバー２２４は、光カプラー２１９に接続されている。光カプラー２１９には、ＯＣＴ測定光学系の光ファイバー２２４、ＯＣＴ光源２２０に接続された光ファイバー２２５、ＯＣＴ参照光学系の光ファイバー２２６、及び分光器２３０に接続された光ファイバー２２７が接続されている。光カプラー２１９は、ＯＣＴ光源２２０からの光を測定光と参照光に分割する分割器、及び被検眼Ｅからの測定光の戻り光と参照光とを干渉させ、干渉光を発生させる干渉部として機能する。本実施例において、光ファイバー２２４〜２２７は、光カプラー２１９に接続されて一体化しているシングルモードの光ファイバーである。
【００４７】
ＯＣＴ光源２２０は、代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）である。本実施例では、ＯＣＴ光源２２０として、中心波長が８５５ｎｍ、波長バンド幅が約１００ｎｍのものを用いている。ここで、バンド幅は、得られる断層画像の光軸方向の分解能に影響するため、重要なパラメータである。
【００４８】
なお、本実施例ではＯＣＴ光源２２０としてＳＬＤを用いたが、ＯＣＴ光源２２０としては、低コヒーレント光が出射できればよく、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等を用いることもできる。また、眼を測定することを鑑みて中心波長が近赤外光のものを用いることができる。また、中心波長は得られる断層画像の横方向の分解能に影響し、なるべく中心波長が短波長のものを用いてもよい。本実施例では、上記双方の理由から中心波長８５５ｎｍの光源を用いている。
【００４９】
ＯＣＴ光源２２０から出射された光は、光ファイバー２２５を通じ、光カプラー２１９を介して、光ファイバー２２４等のＯＣＴ測定光学系を伝播する測定光と、光ファイバー２２６等のＯＣＴ参照光学系を伝播する参照光とに分割される。測定光は、偏光調整部２２８、前述のＯＣＴ光学系の光路Ｌ１を通じ、観察対象である被検眼Ｅに照射され、被検眼Ｅによる反射や散乱により、戻り光として同じ光路を通じて光カプラー２１９に到達する。
【００５０】
一方、参照光は光ファイバー２２６、偏光調整部２２９、レンズ２２３、及び測定光と参照光の分散を合わせるために挿入された分散補償ガラス２２２を介して参照ミラー２２１に到達し反射される。そして、同じ光路を戻り、光カプラー２１９に到達する。ここで、光ファイバー２２６、偏光調整部２２９、レンズ２２３、分散補償ガラス２２２、及び参照ミラー２２１はＯＣＴ参照光学系を構成する。
【００５１】
偏光調整部２２８は、光ファイバー２２４中に設けられた測定光側の偏光調整部である。偏光調整部２２９は、光ファイバー２２６中に設けられた参照光側の偏光調整部である。偏光調整部２２８，２２９は光ファイバーをループ状にひきまわした部分を幾つか有する。偏光調整部２２８，２２９では、このループ状の部分をファイバーの長手方向を中心として回動させることでファイバーに捩じりを加え、測定光と参照光の偏光状態を各々調整して合わせることができる。
【００５２】
被検眼Ｅからの測定光の戻り光と参照光は、光カプラー２１９によって合波され干渉光となる。ここで、測定光の光路長と参照光の光路長がほぼ等しい状態となったときに、測定光の戻り光と参照光は互いに干渉し、干渉光となる。参照ミラー２２１は、制御部３００によって制御される不図示のモータ及び駆動機構により、図中矢印で示される参照光の光軸方向に調整可能に保持され、被検眼Ｅの被測定部によって変わる測定光の光路長に参照光の光路長を合わせることが可能である。干渉光は、光ファイバー２２７を介して分光器２３０に導かれる。
【００５３】
分光器２３０はベース２５０に設けられる。分光器２３０には、レンズ２３２，２３４、回折格子２３３、及びラインセンサ２３１が設けられている。光ファイバー２２７から出射された干渉光は、レンズ２３４を介して略平行光となった後、回折格子２３３で分光され、レンズ２３２によってラインセンサ２３１に結像される。なお、ラインセンサ２３１は、干渉光を受光して、干渉光に応じた出力信号を出力する受光素子の一例として示される。制御部３００は、ラインセンサ２３１によって生成された信号に基づいて、被検眼Ｅの断層に関する情報を取得し、断層画像を生成することができる。
【００５４】
本実施例では、上記構成のように、干渉系としてマイケルソン干渉系を用いたが、マッハツェンダー干渉系を用いてもよい。例えば、測定光と参照光との光量差に応じて、光量差が大きい場合にはマッハツェンダー干渉系を、光量差が比較的小さい場合にはマイケルソン干渉系を用いることができる。
【００５５】
ＯＣＴ装置１では、以上のような構成により、被検眼Ｅの断層画像を取得することができ、且つ、近赤外光であってもコントラストの高い被検眼ＥのＳＬＯ画像等を取得することができる。
【００５６】
（制御部の構成）
図３を参照して、制御部３００の構成について説明する。図３は、制御部３００の構成を概略的に示す。制御部３００には、取得部３１０、画像生成部３２０、再構成部３２１、解析部３２２、目標取得部３２３、データ補正部３２４、モーションコントラスト生成部３２５、駆動制御部３３０、記憶部３４０、及び表示制御部３５０が設けられている。
【００５７】
取得部（第１取得手段）３１０は、撮影光学系２００のフォトダイオード２０９、ＣＣＤ２１５、及びラインセンサ２３１から各種信号を取得する。また、取得部３１０は、画像生成部３２０や再構成部３２１から、ラインセンサ２３１からの干渉信号に基づいて生成されたフーリエ変換後の信号やこれに何らかの信号処理を施した信号等を取得することもできる。
【００５８】
画像生成部（生成手段）３２０は、取得部３１０、再構成部３２１及びモーションコントラスト生成部３２５等からの信号に基づいて、前眼部画像、ＳＬＯ画像、断層画像、及びモーションコントラスト画像（ＯＣＴＡ画像）を生成する。画像生成部３２０は、取得部３１０又は再構成部３２１から取得した被検眼Ｅのある一点における深さ方向（Ｚ方向）の断層データを輝度或いは濃度情報に変換し、当該一点における深さ方向の断層画像を取得する。なお、被検査物の一点における深さ方向の干渉信号を取得するためのスキャン方式をＡスキャンと呼び、得られる断層画像をＡスキャン画像と呼ぶ。
【００５９】
ＸＹスキャナ２１６によって測定光を被検査物の所定の横断方向に走査しながら、このようなＡスキャンを繰り返し行うことにより、複数のＡスキャン画像を取得することができる。例えば、測定光をＸＹスキャナ２１６によってＸ方向に走査すればＸＺ面における断層画像が得られ、Ｙ方向に走査すればＹＺ面における断層画像が得られる。このように被検査物を所定の横断方向に走査する方式をＢスキャンと呼び、得られる断層画像をＢスキャン画像と呼ぶ。
【００６０】
再構成部３２１は、取得部３１０で取得したラインセンサ２３１からの干渉信号に基づいて、被検眼Ｅの三次元ボリュームデータを生成する。これにより、撮影光学系２００で撮影された撮影データは、再構成部３２１で三次元ボリュームデータとして干渉信号のデータから再構成される。
【００６１】
具体的には、取得部３１０がラインセンサ２３１からの干渉信号を１２ビットの整数形式データとして取得する。再構成部３２１は、このデータに対し、被検眼Ｅ上の１点毎に波数変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、及び絶対値変換（振幅の取得）を行い、深さ方向の断層データとして生成する。再構成部３２１は、撮影対象の領域における全断層データを変換し結合することで、三次元ボリュームデータ４００を生成することができる。
【００６２】
ここでは、被検眼Ｅ上の任意の点（ｘ、ｙ）に対する断層データをＡスキャンデータ、三次元ボリュームデータ４００の中の１つの２次元断層画像に相当する第１の走査方向に対するＡスキャンデータの集合をＢスキャンデータと呼ぶ。なお、以下において、Ｂスキャンデータを断層像データと呼ぶ。三次元ボリュームデータ４００は、図４に示すように、複数の断層像データ４０１〜４０ｎを第２の走査方向に走査位置毎に並べたものに相当する。なお、三次元ボリュームデータ４００に含まれる断層像データの数であるｎは所望の構成に応じて任意の数に設定してよい。
【００６３】
ここで、図４を参照して、三次元ボリュームデータ４００についてより詳細に説明する。図４は、本実施例に係る三次元ボリュームデータ４００の構造を概略的に示す。再構成部３２１は、撮影光学系２００で一走査線に沿って被検眼Ｅを撮影して取得された断層データを再構成することにより、Ｂスキャンに対応する断層像データ４０１を生成することができる。このＢスキャンデータに関する干渉信号を取得した平面をｘｚ軸平面とし、撮影光学系２００でｙ軸方向に連続して被検眼Ｅを撮影することで、再構成部３２１は、特定の領域に対する複数の断層像データ４０１〜４０ｎを生成することができる。そして、再構成部３２１は、生成した複数の断層像データ４０１〜４０ｎをｙ軸方向に並べることによって三次元ボリュームデータ４００を生成することができる。
【００６４】
撮影光学系２００によって被検眼Ｅの同一箇所から複数のＢスキャンデータを取得するように撮影を行うことで、再構成部３２１は被検眼Ｅの所定範囲（撮影範囲）における複数の三次元ボリュームデータ４００を生成することができる。なお、別の方法として、再構成部３２１は、取得された干渉信号を波長帯域等に基づいて複数の組に分割し、それぞれの組の干渉信号に対してＦＦＴ処理を行うことで、撮影範囲を１回撮影することで複数の三次元ボリュームデータを取得することもできる。
【００６５】
また、画像生成部３２０は、再構成部３２１で生成した三次元ボリュームデータ４００からｘｙ軸平面の画像を生成することで正面画像４１０を取得することもできる。さらに、後述するように、モーションコントラスト生成部３２５が、複数の三次元ボリュームデータ４００間の変化を計算することでモーションコントラストデータを生成する。そして、画像生成部３２０が、モーションコントラストデータから生成したｘｙ軸平面の正面画像４１０がＯＣＴＡ画像となる。
【００６６】
解析部３２２は、再構成部３２１で生成された三次元ボリュームデータを解析する。より具体的には、解析部３２２は三次元ボリュームデータの各断層像データ４０１〜４０ｎ（又は対応する断層画像）を解析し、各断層像データ４０１〜４０ｎにおける、被検眼Ｅの網膜の層構造に基づく層境界の形状を検出する。解析部３２２が検出する層境界は、ＩＬＭ、ＮＦＬ／ＧＣＬ、ＧＣＬ／ＩＰＬ、ＩＰＬ／ＩＮＬ、ＩＮＬ／ＯＰＬ、ＯＰＬ／ＯＮＬ、ＩＳ／ＯＳ、ＯＳ／ＲＰＥ、ＲＰＥ／Ｃｈｏｒｏｉｄ、ＢＭの１０種類である。なお、検出される層境界はこれに限られず、所望の構成に応じて変更されてよい。
【００６７】
また、層境界の検出方法は既知の任意の方法によって行われてよい。例えば、解析部３２２は、断層像データに対応する断層画像に対して、メディアンフィルタとＳｏｂｅｌフィルタをそれぞれ適用して画像を生成する（以下、それぞれメディアン画像、Ｓｏｂｅｌ画像ともいう）。次に解析部３２２は、生成したメディアン画像とＳｏｂｅｌ画像から、Ａスキャンに対応するデータ毎にプロファイルを生成する。生成されるプロファイルは、メディアン画像では輝度値のプロファイル、Ｓｏｂｅｌ画像では勾配のプロファイルとなる。そして、解析部３２２は、Ｓｏｂｅｌ画像から生成したプロファイル内のピークを検出する。解析部３２２は、検出したピークの前後やピーク間に対応するメディアン画像のプロファイルを参照することで、網膜層の各領域の境界を検出・抽出する。
【００６８】
目標取得部（第２取得手段）３２３、データ補正部３２４、及びモーションコントラスト生成部３２５は、モーションコントラストデータの生成するために機能する。目標取得部３２３は、データ補正部３２４によって補正すべき断層データの分布の目標を取得する。本実施例において、目標取得部３２３は、予め記憶部３４０に記憶された目標を取得する。当該目標は、被検者毎の過去の検査結果や複数の被検者の統計データ等から設定されることができる。
【００６９】
データ補正部（補正手段）３２４は、再構成部３２１で生成された三次元ボリュームデータに含まれる断層データの分布をモーションコントラストデータ生成の前処理として補正する。補正の方法については後述する。
【００７０】
モーションコントラスト生成部３２５は、まず被検眼Ｅの同一範囲で撮影された複数の三次元ボリュームデータ間の位置ずれを、断層像データ毎に補正する。位置ずれの補正方法は任意の方法であってよい。
【００７１】
例えば、モーションコントラスト生成部３２５は、同一範囲をＭ回撮影し、取得したＭ個の三次元ボリュームデータにおける、同一箇所に相当する断層像データ同士について、眼底形状等の特徴等を利用して位置合わせを行う。具体的には、Ｍ個の断層像データのうちの１つをテンプレートとして選択し、テンプレートの位置と角度を変えながらその他の断層像データとの類似度を求め、テンプレートとの位置ずれ量を求める。その後、モーションコントラスト生成部３２５は、求めた位置ずれ量に基づいて、各断層像データを補正し、Ｍ個の三次元ボリュームデータ間の位置ずれを補正する。
【００７２】
次にモーションコントラスト生成部３２５は、各断層像データに関する撮影時間が互いに連続する、２つの三次元ボリュームデータの各断層像データ間で式１により脱相関値Ｍｘｙを求める。
【数１】
2018153611.tif 000003
ここで、Ａｘｙは断層像データＡの位置（ｘ、ｙ）における輝度、Ｂｘｙは断層像データＢの同一位置（ｘ、ｙ）における輝度を示している。なお、脱相関値Ｍｘｙを求める２つの三次元ボリュームデータは、互いに対応する各断層像データに関する撮影時間が所定の時間間隔以内であればよく、撮影時間が連続していなくてもよい。
【００７３】
脱相関値Ｍｘｙは０〜１の値となり、２つの輝度の差が大きいほどＭｘｙの値は大きくなる。なお、モーションコントラスト生成部３２５は、同一位置で繰り返し取得した３つ以上の三次元ボリュームデータから複数の脱相関値Ｍｘｙを求めることができる。モーションコントラスト生成部３２５は、求めた複数の脱相関値Ｍｘｙの最大値演算や平均演算などの統計的な処理を行うことで、最終的なモーションコントラストデータを生成することができる。
【００７４】
一方、式１に示したモーションコントラストの計算式はノイズの影響を受けやすい傾向がある。例えば、複数の断層像データの無信号部分にノイズがあり、互いに値が異なる場合には、脱相関値が高くなり、モーションコントラスト画像にもノイズが重畳してしまう。
【００７５】
これを避けるために、モーションコントラスト生成部３２５は、前処理として、所定の閾値Ｄｔｈを下回る断層データはノイズとみなして、ゼロに置き換えることができる。以下では、Ｄｔｈをノイズ閾値と呼ぶ。また、ノイズ閾値Ｄｔｈを下回る断層データをゼロに置き換える処理をノイズマスク処理と記述する。これにより、画像生成部３２０は、生成されたモーションコントラストデータに基づいて、ノイズの影響を低減したモーションコントラスト画像を生成することができる。ノイズ閾値Ｄｔｈの算出法の例として、例えば被検査物がない状態で撮影したＢスキャンデータ全体の輝度値の平均をＢＧａ、該Ｂスキャンデータ全体の輝度値の標準偏差をσとした場合に、Ｄｔｈ＝ＢＧａ＋２σとして算出できる。その他、既知の任意のノイズ閾値の算出方法を用いることができる。
【００７６】
駆動制御部３３０は、ＳＬＯ光源２１０、ＳＬＯ走査手段２０４、ＯＣＴ光源２２０、ＸＹスキャナ２１６等の、撮影光学系２００の各構成要素の駆動を制御する。記憶部３４０は、画像生成部３２０によって生成された各種画像や入力された被検者の情報、制御部３００を構成するプログラム等を記憶する。表示制御部３５０は、表示部５００を制御し、記憶部３４０に記憶された各種画像や被検者の情報等を表示部５００に表示させる。
【００７７】
なお、制御部３００の各構成要素は、制御部３００のＣＰＵやＭＰＵで実行されるモジュールにて構成することができる。また、制御部３００の各構成要素は、ＡＳＩＣなどの特定の機能を実現する回路等により構成されてもよい。記憶部３４０は、メモリや光学ディスク等の任意の記憶装置・記憶媒体を用いて構成することができる。
【００７８】
（ユーザーインターフェースの構成）
図５を参照して、本実施例に係るＯＣＴＡ画像生成のためのユーザーインターフェースの構成について説明する。図５は、ＯＣＴＡ画像を生成する際に表示されるユーザーインターフェースの一例を示す。
【００７９】
表示部５００は、撮影光学系２００による撮影の終了後、画面上にＯＣＴＡ画像を生成するためのユーザーインターフェース５５０を表示する。ユーザーインターフェース５５０には、眼底画像表示領域５１０、断層画像表示領域５２０、ＯＣＴＡ画像表示領域５３０の３つの表示領域が設けられている。
【００８０】
眼底画像表示領域５１０には、被検眼Ｅの眼底画像５１１が表示される。眼底画像５１１上には、撮影領域アノテーション５１２及び断層位置アノテーション５１３が表示される。撮影領域アノテーション５１２は、三次元のボリュームデータに対応する干渉信号を取得した撮影光学系２００による撮影領域を示す。なお、本実施例では、眼底画像５１１として撮影光学系２００から得られたＳＬＯ画像を表示する。しかしながら、眼底画像５１１として、撮影光学系２００以外の眼底画像撮影機器で撮影された眼底画像を表示してもよい。その場合、撮影領域アノテーションの位置は、眼底画像と位置合わせを行い、適切な位置で表示される。
【００８１】
断層位置アノテーション５１３は、断層画像表示領域５２０に表示する断層画像５２１の眼底画像５１１上の位置を示す。操作者は、入力部３６０を介して断層位置アノテーション５１３を動かすことで、断層画像表示領域５２０に表示すべき断層画像５２１の被検眼Ｅ上での位置を決定することができる。画像生成部３２０は、三次元ボリュームデータに基づいて、決定された位置に対応する断層画像５２１を生成する。
【００８２】
断層画像表示領域５２０には、断層位置アノテーション５１３の位置に対応する断層画像５２１が表示される。断層画像５２１上には、ＯＣＴＡ画像の生成範囲を指定するための生成範囲上端５２２と生成範囲下端５２３が表示される。図５においては、生成範囲上端５２２は破線で示され、生成範囲下端５２３は二点鎖線で示されている。
【００８３】
制御部３００は、指定された深度範囲となる生成範囲上端５２２と生成範囲下端５２３との間の範囲に対応する範囲のモーションコントラストデータを二次元平面上に投影し、ＯＣＴＡ画像を生成する。具体的には、画像生成部３２０が、全体のモーションコントラストデータのうち生成範囲上端５２２と生成範囲下端５２３の間の範囲に対応するモーションコントラストデータに基づいて、モーションコントラスト画像の正面画像であるＯＣＴＡ画像を生成する。なお、モーションコントラスト生成部３２５が、生成範囲上端５２２と生成範囲下端５２３との間の範囲の断層データを用いてモーションコントラストデータを生成する構成としてもよい。この場合、画像生成部３２０は、生成されたモーションコントラストデータに基づいてＯＣＴＡ画像を生成することで、指定された深度範囲の断層データに基づくＯＣＴＡ画像を生成することができる。
【００８４】
操作者は、入力部３６０を介して、生成範囲上端５２２と生成範囲下端５２３の位置を決定することができる。なお、生成範囲上端５２２と生成範囲下端５２３の形状は特定の層形状、直線、又はフリーハンドで指定できる。また、生成範囲上端５２２と生成範囲下端５２３の位置も任意に設定することができ、入力部３６０を介して、自由に移動させてもよいし、ある特定の位置や層に設定してもよいし、これらから任意の距離に設定してもよい。また、ＯＣＴＡ画像生成範囲を予めプリセットとして設定し、選択できるようにしてもよい。
【００８５】
ＯＣＴＡ画像表示領域５３０には、指定したＯＣＴＡ画像の生成範囲上端５２２及び生成範囲下端５２３の間の断層データに基づいて生成されたＯＣＴＡ画像５３１が表示される。
【００８６】
上記のように、操作者はユーザーインターフェース５５０を用いて、ＯＣＴＡ画像の生成に用いる、断層データを決定することができる。より具体的には、操作者は、断層位置アノテーション５１３の位置を指定し、次いで断層画像表示領域５２０においてＯＣＴＡ画像５３１の生成に用いる断層データの範囲を決定する。その後、決定された断層データに基づいて生成されたＯＣＴＡ画像５３１がＯＣＴＡ画像表示領域５３０に表示される。
【００８７】
なお、上記では、操作者がＯＣＴＡ画像の生成に用いる断層データを決定したが、ＯＣＴＡ画像の元となる断層データの決定方法はこれに限られない。例えば、制御部３００が、予め設定された検査部位や被検者の過去の検査内容、撮影モード等の情報に基づいて、ＯＣＴＡ画像の生成に用いる断層データを決定してもよい。この場合、制御部３００は、解析部３２２で検出した層に基づいて、ＯＣＴＡ画像の生成に用いる断層データの範囲を特定することができる。
【００８８】
（本実施例に係るＯＣＴＡ画像生成フロー）
次に、図６及び７を参照して本実施例に係るＯＣＴＡ画像生成フローについて説明する。図６は、本実施例に係るＯＣＴＡ画像生成処理のフローチャートを示す。
【００８９】
撮影光学系２００で取得された干渉信号は、被検眼Ｅの状態や撮影条件が最適でない場合、部分的に低い信号強度を有する場合がある。信号強度が低い場合、再構成後の断層画像も暗い画像になるとともに、ＯＣＴＡ画像にも暗い部分が生じる。そこで、本実施例に係るＯＣＴＡ画像生成処理では、データ補正部３２４が、三次元ボリュームデータに含まれる、モーションコントラストデータの算出に用いられる断層データのパラメータの分布を、理想的な目標の分布に近づけるように補正を行う。制御部３００は、補正された断層データに基づいて、モーションコントラスト画像の正面画像であるＯＣＴＡ画像を生成することで、断層信号の強弱に起因する明暗の発生を抑えたＯＣＴＡ画像を生成することができる。なお、本実施例では、データ補正部３２４が、三次元ボリュームスキャンデータに含まれるＡスキャンデータの分布毎に補正を行うものとする。
【００９０】
具体的には、ＯＣＴＡ画像生成処理が開始されると、ステップＳ６０１において、取得部３１０が再構成部３２１から三次元ボリュームデータを取得する。三次元ボリュームデータは、上述のように、再構成部３２１によって、撮影光学系２００で取得された干渉信号に基づいて生成される。
【００９１】
ステップＳ６０２では、目標取得部３２３が、データ補正部で断層データを補正する際の目標を記憶部３４０から取得する。なお、目標は制御部３００に接続される他の装置から取得してもよい。ここで、目標は、上述のように、被検者毎の過去の検査結果や複数の被検者の統計データ等から設定されることができる。
【００９２】
ステップＳ６０３では、データ補正部３２４が、三次元ボリュームデータから補正の対象となる断層データの、モーションコントラストデータの算出に用いられるパラメータの分布を抽出する。本実施例では、モーションコントラストデータの算出に用いられるパラメータとして、ＦＦＴ後の複素数データの振幅に対応する断層データの輝度値を用いる。データ補正部３２４は、三次元ボリュームデータに含まれる各Ａスキャンデータの分布を補正するため、三次元ボリュームデータに含まれる各Ａスキャンデータの輝度値の分布を求める。なお、モーションコントラストデータの算出に用いられるパラメータは、輝度値に限られず、モーションコントラストデータの算出方法に応じて、位相値や、輝度値及び位相値の両方等であってもよい。
【００９３】
図７（ａ）乃至（ｃ）は三次元ボリュームデータに含まれるＡスキャンデータのヒストグラムを説明するための図である。図７（ａ）乃至（ｃ）において、横軸は輝度値で、縦軸は各輝度での頻度数を示す。図７（ａ）は干渉信号の信号強度が十分高い場合、図７（ｂ）は干渉信号の信号強度が低い場合のＡスキャンデータのヒストグラムの例を模式的に示している。以下、説明のため、補正するＡスキャンデータのヒストグラムを図７（ｂ）に示すヒストグラムとし、目標となるＡスキャンデータのヒストグラムを図７（ａ）に示すヒストグラムとする。
【００９４】
ステップＳ６０４では、データ補正部３２４は、図７（ｃ）において矢印で示すように、破線で示される補正するＡスキャンデータの分布を、実線で示される目標に近づけるように補正する。
【００９５】
データ補正部３２４は、各Ａスキャンデータの平均値Ａｖ＿０と標準偏差σ０が、目標取得部３２３で取得した目標であるＡスキャンデータの平均値Ａｖ＿ｔと標準偏差σｔに近づくように、各Ａスキャンデータの分布を変換する。具体的には以下の式２により、対象のＡスキャンデータの分布が、目標となるＡスキャンデータの分布に近づくように変換を行う。
【数２】
2018153611.tif 000004
ここで、ｙは補正後のＡスキャンデータであり、ｘが補正前のＡスキャンデータである。
【００９６】
データ補正部３２４は、式２に従った演算を行うことで、補正前のＡスキャンデータの分布を目標であるＡスキャンデータの平均値と標準偏差を持つ分布に変換することができる。
【００９７】
次に、ステップＳ６０５において、モーションコントラスト生成部３２５が、補正された断層データを用いて、上述のようにモーションコントラストデータを生成する。
【００９８】
ステップＳ６０６では、画像生成部３２０が、生成されたモーションコントラストデータに基づいて、モーションコントラスト画像の正面画像であるＯＣＴＡ画像を生成する。当該ＯＣＴＡ画像生成処理により、制御部３００は、補正された断層データに基づいてＯＣＴＡ画像を生成するため、断層画像の部分的な明暗に影響されず、高画質なＯＣＴＡ画像を得ることができる。
【００９９】
なお、本実施例では、目標の取得（ステップＳ６０２）を三次元ボリュームデータの取得（ステップＳ６０１）の後に行ったが、目標はデータ分布の補正（ステップＳ６０４）の前に行われていればよい。そのため、データ分布の抽出（ステップＳ６０３）の後に行ってもよいし、三次元ボリュームデータの取得（ステップＳ６０１）やデータ分布の抽出（ステップＳ６０３）と同時に行われてもよい。
【０１００】
上記のように、本実施例による制御部３００は、取得部３１０と、目標取得部３２３と、データ補正部３２４と、画像生成部３２０とを備える。取得部３１０は、被検眼Ｅの眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する。目標取得部３２３は、モーションコントラストを算出するために用いられる、断層データにおけるパラメータの分布の目標を取得する。なお、本実施例では、当該パラメータとして断層データの輝度を用いる。目標取得部３２３は、目標として、被検者ごとに定められた分布又は複数の被検者について統計的に定められた分布である所定の分布を取得する。データ補正部３２４は、複数の断層データのうち少なくとも１つの断層データにおけるパラメータの分布を目標に近づけるように補正する。画像生成部３２０は、データ補正部３２４により補正された少なくとも１つの断層データを含む複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する。
【０１０１】
制御部３００では、モーションコントラストを生成するための元データである断層データにおけるパラメータの分布を目標に近づけるように補正する。このため、当該パラメータ毎の強弱が抑えられる。従って、制御部３００は、モーションコントラストの算出に用いられる断層データの強弱に起因するＯＣＴＡ画像の明暗を抑制し、高画質なＯＣＴＡ画像を得ることができる。
【０１０２】
なお、上記方法で補正を行う際、補正するＡスキャンデータの平均値や標準偏差が目標に対して著しく小さい場合には、式２におけるゲインＧａ，Ｇｂの値が大きくなり、ＯＣＴＡ画像上にノイズが目立つ可能性がある。また、補正するＡスキャンデータの平均値や標準偏差が目標に対して著しく大きい場合には、ＯＣＴＡ画像における血管網が不明瞭になる可能性がある。これらの対策としては、ゲインＧａ，Ｇｂの上限及び下限を設定し、ゲインＧａ，Ｇｂがそれら上限や下限を超える場合には、ゲインＧａ，Ｇｂを上限値又は下限値で置き換えることができる。
【０１０３】
さらに、本実施例ではＡスキャンデータ毎での補正を例に挙げたが、補正の対象はこれに限られない。例えば、Ｂスキャンデータや三次元ボリュームデータ全体での分布を目標の分布に近づくように補正してもよい。また、Ｂスキャンデータを短冊状に分割した複数の連続したＡスキャンデータのセットの分布を補正してもよいし、同様に複数の連続したＢスキャンデータのセットの分布を補正してもよい。さらに、モーションコントラストデータを生成する際に用いる複数の三次元ボリュームデータを組み合わせた、例えば加算平均した分布を補正してもよい。また、モーションコントラストデータ生成方法の一つであるＳＳＡＤＡを用いることで生成できる複数の断層画像を組み合わせた分布を補正してもよい。ここでは、これらの分布も断層データの分布に含まれるものとする。なお、これらの場合には、目標となる分布もこれら断層データの分布に対応する分布、すなわちＢスキャンデータや三次元ボリュームデータ、複数の連続したＡスキャンデータのセット等の分布とする。このような方法を実施することでも、制御部３００は、断層データの強弱に起因するＯＣＴＡ画像の明暗を抑制し、高画質なＯＣＴＡ画像を生成することができる。さらに、比較的広い範囲のデータについてまとめて補正することで、局所的な補正に比べ、断層データの過補正を低減することができる。
【０１０４】
また、本実施例では、三次元ボリュームデータに含まれる各Ａスキャンデータの分布を補正するとしたが、補正の対象はこれに限られない。例えば、三次元ボリュームデータに含まれるＡスキャンデータのうち、Ａスキャンデータに含まれる輝度の統計値が所定の閾値未満であるＡスキャンデータの分布のみを補正するようにしてもよい。なお、当該統計値は、合計値、平均値、中央値、最大値、分散値、又は最頻値及びこれらの組み合わせ等であってよい。なお、補正対象がＢスキャンデータ等の分布である場合には、データ補正部３２４は、補正対象の単位（Ｂスキャンデータ等）に応じて、補正対象に含まれる輝度の統計値が所定の閾値未満である補正対象の分布のみを補正することができる。なお、所望の構成に応じて、下限の閾値だけでなく、上限の閾値を設定し、上限を上回る場合にも補正を行うこととしてもよい。
【０１０５】
また、データ補正部３２４が、補正対象の候補となるＡスキャンデータの分布と目標の分布とを比較し、分布間の統計値の差が所定の閾値より大きい場合にのみ、対象のＡスキャンデータの分布を補正してもよい。分布間の統計値の差としては、例えば対比する断層データの分布における平均値、最大値、最頻値、分散値、及び頻値幅等のうちの少なくとも１つの差を用いてよい。この場合には、目標の分布に対して、断層データの分布がある程度以上異なる断層データに対してのみ補正を行うため、補正に係る計算量を少なくし、処理時間を短くすることができる。なお、データ補正部は、補正対象の候補となるＡスキャンデータの分布と比較するものとして目標の分布以外に、三次元ボリュームデータから選択された任意のテンプレートとなる断層データの分布と比較してもよい。この場合のテンプレートとなる断層データは、三次元ボリュームデータのうち、輝度値の平均値が三次元ボリュームデータ全体の輝度の平均値より高いものや、三次元ボリュームデータ全体のうち最も輝度値が高いもの等とすることができる。
【０１０６】
さらに、本実施例では、データ補正部３２４は、Ａスキャンデータ全体の分布を補正したが、解析部３２２で解析された網膜の深度範囲のみのＡスキャンデータの分布を補正してもよい。また、データ補正部３２４は、生成範囲上端５２２及び生成範囲下端５２３の間の範囲のＡスキャンデータの分布を補正してもよい。
【０１０７】
また、ＯＣＴによる撮影では、被検眼Ｅが撮影中に動いた場合などには所望の位置での正確な撮影が行えないため、当該所望の位置を再スキャンする場合がある。この場合には、再スキャン時の撮影状況が元のスキャン時の撮影状況から変化し、断層画像の明るさに明暗が生じる可能性がある。そこで、再スキャンにより断層画像の明るさに明暗が発生することの対策として、再スキャン部分のみに本実施例による補正処理を実施してもよい。この場合であっても、補正する対象はＡスキャンデータの分布に限られず、Ｂスキャンデータの分布であってもよいし、再スキャン部分を含んだ複数のＡスキャンデータやＢスキャンデータ、その他上記の断層データの分布であってよい。
【０１０８】
本実施例では、目標とする平均値及び標準偏差を設定して、Ａスキャンデータの分布における平均値及び標準偏差を目標に近づけるように補正したが、目標に近づける対象はこれに限られない。例えば、標準偏差を維持して平均のみを補正してもよい。また、平均値、中央値、最大値、最頻値、分散値、及び頻度幅のうちの少なくとも１つを目標に近づけるように補正してもよい。なお、目標は、予め用意された値として設定する以外に、制御部３００の外部から入力して設定する方法でもよい。
【０１０９】
（実施例２）
実施例１では、データ補正部３２４が、対象のＡスキャンデータの分布全体の平均値と標準偏差を目標の平均値と標準偏差に近づけるように補正した。これに対し、実施例２では、対象のＡスキャンデータの分布内の無信号部分を除いた部分を補正対象とする。以下、図８（ａ）乃至（ｃ）を参照して、実施例２に係る制御部について説明する。なお、本実施例に係る制御部の構成要素は、実施例１に係る制御部３００と同様であるため、同じ参照符号を用いて説明を省略する。以下、本実施例に係る制御部について、実施例１に係る制御部３００との違いを中心に説明する。
【０１１０】
図８（ａ）乃至（ｃ）は、実施例２に係る補正の対象を説明するための図である。図８（ａ）乃至（ｃ）は図７（ａ）乃至（ｃ）にそれぞれ対応する。また、本実施例による補正の対象を説明するため、図８（ａ）乃至（ｃ）には、ノイズ閾値Ｄｔｈが示されている。図８（ａ）乃至（ｃ）において、横軸は輝度値で、縦軸は各輝度での頻度数を示す。
【０１１１】
網膜断層の撮影では、取得される断層データに多くの無信号部分が含まれる。このような無信号部分にはノイズが含まれている。上述のように、断層データにノイズが含まれると、断層データに基づくモーションコントラストもノイズ部分を測定対象の時間的な変化として表してしまう。ここで、断層データに含まれるノイズ部分もデータ補正部で補正してしまうと、当該ノイズ部分に含まれるノイズを増幅してしまう場合がある。この場合には、補正後のデータに基づくＯＣＴＡ画像においてもノイズが増大してしまう。そこで、本実施例では、断層データの分布における無信号部分以外の部分を補正対象とし、ノイズ部分の分布を補正してノイズを増幅することを防ぐ。
【０１１２】
本実施例に係るデータ補正部３２４は、対象のＡスキャンデータの分布に対して目標とするＡスキャンデータの平均値Ａｖ＿ｔを設定し、各Ａスキャンデータの分布を目標に近づくように補正する。その際、下記式３に従って、図８（ｃ）に示すように、ノイズ閾値Ｄｔｈ以上の輝度値のデータのみを補正する。
【数３】
2018153611.tif 000005
【０１１３】
データ補正部３２４は、このように補正を行うことで、補正前のＡスキャンデータの分布におけるノイズ閾値Ｄｔｈ未満の値を変えずに、ノイズ閾値Ｄｔｈ以上の値を目標とする平均の分布を持つデータへ変換することができる。このため、本実施例に係る制御部は、データの補正によってＯＣＴＡ画像におけるノイズが増大することを防ぐことができる。
【０１１４】
上記のように、本実施例に係るデータ補正部３２４は、断層データのパラメータの分布のうち、ノイズ閾値以上の値を有するパラメータの部分の分布を補正する。制御部は、このように補正した断層データに基づいてモーションコントラストデータを生成することで、ノイズを増幅することなく、断層画像の明るさに起因するＯＣＴＡ画像への影響を抑制し、より高画質なＯＣＴＡ画像を得ることができる。なお、ノイズ閾値未満の信号をモーションコントラストデータの算出から除去してもよい。
【０１１５】
ノイズ閾値Ｄｔｈは、被検眼Ｅを断層撮影する撮影光学系２００毎（撮影装置毎）に予め記憶部３４０に記憶されていてもよいし、撮影光学系２００の起動時や撮影開始時に測定光を遮断して取得したバックグラウンドデータに基づいて設定されてもよい。さらに、ノイズ閾値Ｄｔｈは、複数の三次元ボリュームデータに含まれる断層データの、モーションコントラストデータの算出に用いられるパラメータの値及び該パラメータの頻度のいずれか一方に基づいて設定されてもよい。この場合、例えば、データ補正部３２４は、補正対象の断層データのパラメータの値又は頻度の下位１０パーセンタイルを閾値として設定してもよい。なお、当該パーセンタイルの値は例示であり、所望の構成に応じて任意に設定されてよい。
【０１１６】
また、実施例１と同様に、データ補正部３２４が補正する対象はＡスキャンデータに限られず、Ｂスキャンデータや三次元ボリュームデータ等であってもよい。
【０１１７】
（実施例３）
実施例１及び２では、データ補正部３２４は、予め設定された目標となる平均値と標準偏差に近づくように断層データの分布の補正を行った。これに対し、実施例３では、再構成部３２１で生成した三次元ボリュームデータ内から、目標となる平均値と標準偏差を算出し、算出した目標に近づくように断層データの分布を補正する。以下、図９を参照して、本実施例に係る制御部について説明する。なお、本実施例に係る制御部の構成要素は、実施例１に係る制御部３００と同様であるため、同じ参照符号を用いて説明を省略する。以下、本実施例に係る制御部について、実施例１に係る制御部３００との違いを中心に説明する。
【０１１８】
図９は、実施例３に係るＯＣＴＡ画像生成処理のフローチャートである。なお、図９に示すフローチャートのうち、ステップＳ９０２及びＳ９０３以外の工程は、実施例１に係るＯＣＴＡ画像生成処理の工程と同様であるため、説明を省略する。
【０１１９】
ステップＳ９０１で、取得部３１０が三次元ボリュームデータを取得すると、処理はステップＳ９０２に移行する。ステップＳ９０２では、目標取得部３２３が、三次元ボリュームデータの中から、信号強度が低いＢスキャンデータを除外した、Ｂスキャンデータを参考データとして選出する。本実施例では、Ｂスキャンデータの網膜部分（ＩＬＭからＢＭ）の輝度の平均値が、三次元ボリュームデータにおける全ての網膜部分の輝度の平均値よりも大きいＢスキャンデータを参考データとして選出する。
【０１２０】
最初に、目標取得部３２３は、式４に従って、三次元ボリュームデータに含まれる各ＡスキャンデータのＩＬＭからＢＭまでの輝度の平均値を求める。Ａ＿ａｖ（ｘ、ｙ）はｙ番目のＢスキャンの中のｘ番目のＡスキャンの平均値を表す。各Ａスキャン内の各深度データＺ（ｉ，ｘ，ｙ）をＩＬＭの位置Ｐｉｌｍ（ｘ，ｙ）からＢＭの位置Ｐｂｍ（ｘ，ｙ）まで足し合わせる。その足し合わせた合計を、データ数で割ることでＡ＿ａｖ（ｘ，ｙ）を算出する。
【数４】
2018153611.tif 000006
【０１２１】
次に、目標取得部３２３は、式５に従って、各Ｂスキャンデータの輝度の平均値を求める。Ｂ＿ａｖ（ｙ）は三次元ボリュームデータ内のｙ番目のＢスキャンデータの輝度の平均値を表す。ここでは、式４で求めた、ｙ番目のＢスキャンデータ内の全てのＡスキャンデータの輝度の平均値を足し合わせ、Ｂスキャンデータ内のＡスキャンデータ数ｍで割ることでＢ＿ａｖ（ｙ）を算出する。
【数５】
2018153611.tif 000007
【０１２２】
また、目標取得部３２３は、数６に従って、三次元ボリュームデータ全体のＩＬＭからＢＭまでの輝度の平均値Ａｖ＿ａｌｌを求める。ここでは、数５で求めた、三次元ボリュームデータ内の全てのＢスキャンの輝度の平均値を足し合わせて、三次元ボリュームデータ内のＢスキャンの数ｎで割ることでＡｖ＿ａｌｌを求める。
【数６】
2018153611.tif 000008
【０１２３】
最後に、目標取得部３２３は、式７を満たす、すなわち、Ｂスキャンデータの平均値Ｂ＿ａｖ（ｙ）が三次元ボリュームデータ全体の平均値Ａｖ＿ａｌｌよりも大きい場合、そのＢスキャンを参考データとして選出する。
【数７】
2018153611.tif 000009
【０１２４】
これにより、三次元ボリュームデータに含まれるｎ個のＢスキャンデータから、信号強度が低いＢスキャンデータを除外したＢスキャンデータを参考データとして選出できる。特に、網膜部分のみの輝度値を上記演算に使用することで、黄斑や視神経乳頭など非網膜部分が多くなるＢスキャンデータが除外されることなく、参考データを選出することができる。
【０１２５】
次に、ステップＳ９０３において、目標取得部３２３は、参考データとして選出したＢスキャンデータを用いて、目標となるＡスキャンデータの平均値Ａｖ＿ｔや標準偏差σ＿ｔを算出する。目標取得部３２３は、式８に従って、選出された各Ｂスキャンデータの輝度の平均値Ｂ＿ａｖ’の合計を選出されたＢスキャン数ｓで割ることで、目標となる平均値Ａｖ＿ｔを算出することができる。
【数８】
2018153611.tif 000010
【０１２６】
また、目標取得部３２３は、式９に従って、参考データとして選出された各Ｂスキャンデータの輝度の各平均値と式８で求めた平均値Ａｖ＿ｔの差の２乗を全て合計して、選出されたＢスキャン数ｓで割ることで、標準偏差δ＿ｔを算出する。
【数９】
2018153611.tif 000011
【０１２７】
以上により、目標取得部３２３は、目標となる平均値Ａｖ＿ｔ及び標準偏差σ＿ｔを求める。目標となる平均値Ａｖ＿ｔ及び標準偏差σ＿ｔが求められたら、処理はステップＳ９０４に移行する。ステップＳ９０４以降の処理は、実施例１に係る処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１２８】
なお、目標取得部３２３が求める平均値Ａｖ＿ｔや標準偏差σ＿ｔは、後に実施するデータ分布の補正（Ｓ９０５）で使用するデータと同じ範囲のデータを使って求めることができる。例えば、目標取得部３２３は、データ補正部３２４が網膜部分のみの断層データの分布を補正する場合は網膜部分の平均値や標準偏差を求め、非網膜部分も含めた分布を補正する場合は非網膜部分も含めた全体の平均値や標準偏差を求めることができる。
【０１２９】
また、目標の算出に関する工程（ステップＳ９０２及びＳ９０３）は、データ分布の抽出（ステップＳ９０４）に関する工程と同時又は当該工程の後に行われてもよい。
【０１３０】
上記のように、本実施例に係る目標取得部３２３は、複数の三次元ボリュームデータのうちの少なくとも１つの断層データに基づいて目標を設定する。本実施例に係る制御部は、このように設定された目標（平均値Ａｖ＿ｔ、標準偏差σ＿ｔ）に近づくようにＡスキャンデータの分布を補正する。この場合には、三次元ボリュームデータ内の断層データの分布を、同じ三次元ボリュームデータ内の信号強度の高い理想的なデータの分布を目標として補正することで、三次元ボリュームデータ内の断層データ毎の強弱が抑えられる。そのため、制御部は、断層データの強弱に起因する明暗の発生をより抑えたＯＣＴＡ画像を生成することができる。また、取得された三次元ボリュームデータから目標を求めることで、疾病眼や撮影条件の違いによる断層データの変化に対し、より実際の状況に沿った効果的な補正を行うことができる。
【０１３１】
なお、本実施例によるＯＣＴＡ画像生成処理に実施例２で補正方法を適用する場合には、ノイズ閾値Ｄｔｈ以上の輝度を有する断層データの平均値Ａｖ＿ｔや標準偏差σ＿ｔを算出して補正を行うことで、補正の対象についてより適切な目標を設定できる。
【０１３２】
また、本実施例に係るＢスキャンデータの選出において、網膜部分の輝度の平均値を算出したが、輝度の平均値は、網膜内の特定の層から算出してもよいし、非網膜部分を含むＡスキャンデータ全体から算出してもよい。
【０１３３】
また、本実施例では、三次元ボリュームデータにおける全ての網膜部分の輝度の平均値よりも大きいＢスキャンデータを参考データとして選出した。しかしながら、参考データの選出方法はこれに限られず、例えば、輝度値の高い順における上位のＢスキャンデータを選出してもよい。また、輝度分布を求めて分布が最も多く集中しているＢスキャンデータを選出してもよい。これら方法によっても、信号強度の低い断層データを含まない部分の断層データを選出することができる。他にも、再スキャンにより、断層画像の明るさに明暗が発生することの対策として、再スキャン部分又は元のスキャンの部分のみから参考データを選出してもよい。
【０１３４】
さらに、本実施例では、Ｂスキャンデータの輝度の平均値が、三次元ボリュームデータにおける全ての輝度の平均値よりも大きいＢスキャンデータを参考データとして選出した。しかしながら、目標を求めるための参考データの選出の基準はこれに限られない。例えば、目標取得部３２３は、三次元ボリュームデータのうち、輝度の値の平均値、中央値、最大値、最頻値、分散値、及び頻度幅のうちのいずれか１つが閾値より高いＢスキャンデータを参考データとして選出してよい。当該閾値は、所定の閾値でもよいし、本実施例における三次元ボリュームデータにおける全ての輝度の平均値のように、三次元ボリュームデータのうちから算出された閾値でもよい。
【０１３５】
なお、実施例１と同様に、本実施例に係る補正の対象はＡスキャンデータに限られず、上述のようにＢスキャンデータや三次元ボリュームデータ全体等での分布を目標の分布に補正してもよい。
【０１３６】
また、実施例１と同様に、データ補正部３２４は、三次元ボリュームデータに含まれるＡスキャンデータのうち、Ａスキャンデータに含まれる輝度の統計値が所定の閾値未満であるＡスキャンデータの分布のみを補正するようにしてもよい。なお、当該統計値は、合計値、平均値、中央値、最大値、分散値、又は最頻値等であってもよい。また、データ補正部３２４は、補正対象がＢスキャンデータ等の分布である場合には、補正対象の分布の単位に応じて、補正対象に含まれる輝度の統計値が所定の閾値未満である補正対象の分布のみを補正することができる。
【０１３７】
さらに、本実施例では、目標取得部３２３が、Ｂスキャンデータの平均値を求めて、目標の算出に用いる参考データとなるＢスキャンデータの選出を行ったが、参考データの選出を行う際に平均値を求めるデータの単位はこれに限られない。例えば、目標取得部３２３は、Ａスキャンデータ毎や三次元ボリュームデータ毎に平均値を求めて参考データを選出してもよい。また、目標取得部３２３は、Ｂスキャンデータを短冊状に分割した複数の連続したＡスキャンデータ毎や、同様の複数の連続したＢスキャンデータ毎に平均値を算出して参考データを選出してもよい。さらに、目標取得部３２３は、同一範囲を複数回撮影して得られた複数の三次元ボリュームデータの平均値を求めて参考データを選出してもよい。これらの場合にも、目標取得部３２３は、選出された参考データに基づいて目標を算出する。
【０１３８】
また、本実施例に係る目標の設定方法では、目標取得部３２３は、三次元ボリュームデータ内の断層データについて１つの目標を求めているが、特定の範囲毎の断層データについて別個の目標を求めてもよい。例えば、目標取得部３２３は、補正する対象のＡスキャンデータ又はＢスキャンデータと隣接する１つ以上のＡスキャンデータ群又はＢスキャンデータ群から目標を求めてもよい。同様に、補正する対象の複数のＡスキャンデータ又はＢスキャンデータに隣接する複数のＡスキャンデータの群又は複数のＢスキャンデータの群から目標を求めてもよい。これらの場合の例を図１０（ａ）乃至（ｄ）を参照して説明する。なお、図１０（ａ）乃至（ｃ）における各スキャンラインの幅は説明のために実際より広く記載している。実際には、各隣接するスキャンライン同士の間隔は非常に狭いため、隣接するスキャンライン又はスキャンライン群間での断層データの分布は、本来、略等しくなる。
【０１３９】
図１０（ａ）は、補正する対象のＡスキャンデータと隣接するＡスキャンデータ群から目標を求める場合を示す。この場合、目標取得部３２３は、補正する対象であるＡスキャンデータＬａ２に隣接するＡスキャンデータ群Ｌａ１，Ｌａ３を参考データとして選出する。すなわち、ＡスキャンデータＬａ２を取得したＡスキャンラインに隣接するＡスキャンライン群から取得したＡスキャンデータ群Ｌａ１，Ｌａ３を参考データとして選出する。そして、Ａスキャンデータ群Ｌａ１，Ｌａ３から目標となる平均値及び標準偏差を求める。なお、平均値及び標準偏差は上記方法と同様に求める。同様に、図１０（ｂ）は、補正する対象のＢスキャンデータと隣接するＢスキャンデータ群から目標を求める場合を示す。この場合、ＢスキャンデータＬｂ２を取得したＢスキャンラインに隣接するＢスキャンライン群から取得したＢスキャンデータ群Ｌｂ１，Ｌｂ３を参考データとして選出する。そして、Ｂスキャンデータ群Ｌｂ１，Ｌｂ３から目標となる平均値及び標準偏差を求める。
【０１４０】
同様に、図１０（ｃ）は、補正する対象の複数のＡスキャンデータと隣接する複数のＡスキャンデータの群から目標を求める場合を示す。この場合、目標取得部３２３は、補正する対象である複数のＡスキャンデータＡａ２に隣接する複数のＡスキャンデータの群Ａａ１，Ａａ３を参考データとして選出する。すなわち、複数のＡスキャンデータＡａ２を取得した領域に隣接する当該領域に対応する大きさ領域から取得したＡスキャンデータ群Ａａ１，Ａａ３を参考データとして選出する。そして、複数のＡスキャンデータの群Ａａ１，Ａａ３から目標となる平均値及び標準偏差を求める。同様に、図１０（ｄ）は、補正する対象の複数のＢスキャンデータと隣接する複数のＢスキャンデータの群から目標を求める場合を示す。この場合、目標取得部３２３は、複数のＢスキャンデータＡｂ２を取得した領域に隣接する当該領域に対応する大きさ領域から取得したＢスキャンデータの群Ａｂ１，Ａｂ３を参考データとして選出する。そして、複数のＢスキャンデータの群Ａｂ１，Ａｂ３から目標となる平均値及び標準偏差を求める。
【０１４１】
このように、目標取得部３２３は、目標を、補正するパラメータの分布を有する断層データに隣接する断層データに基づいて設定することができる。この場合、データ補正部３２４は、黄斑部や乳頭部を含むＢスキャンデータ等の、断層データの分布が他箇所の断層データの分布と少し異なる部分の補正において、黄斑部や乳頭部の分布の特徴を考慮して補正を行うことができる。このため、制御部は、より実際の状況に沿った効果的な補正を行うことができる。
【０１４２】
なお、これらの場合には、データ補正部３２４が、補正対象の候補となる断層データの分布と隣接する断層データ群の分布を比較し、分布間の統計値の差が所定の閾値より大きい場合にのみ、対象の断層データの分布を補正してもよい。分布間の統計値の差としては、例えば対比する断層データの分布における平均値、最大値、最頻値、分散値、及び頻値幅等のうちの少なくとも１つの差を用いてよい。この場合には、隣接する断層データ群に対して、断層データの分布がある程度以上異なる断層データに対してのみ補正を行うため、補正に係る計算量を少なくし、処理時間を短くすることができる。
【０１４３】
また、上記の場合と同様に、目標取得部３２３は、補正する対象の三次元ボリュームデータと撮影時間が時間的に連続する１つ以上の三次元ボリュームデータ群から目標を求めてもよい。
【０１４４】
なお、上記実施例による断層データの分布の補正は、撮影光学系２００で取得した干渉信号から直接生成された断層データの分布の補正に限られない。断層データの他の補正、例えば、撮影装置のロールオフ特性により生じる深度方向の信号減衰を補償するための補正処理（以下、ロールオフ補正という。）を適用した後の断層データの分布を補正してもよい。
【０１４５】
以下、ロールオフ補正の処理について簡単に説明する。ロールオフ補正を行うための深度方向の補正係数Ｈ（ｚ）は、深度位置ｚを引数とする正規化ロールオフ特性関数をＲｏＦ（ｚ）とした場合に、例えば式１１のように表せる。
【数１０】
2018153611.tif 000012
【数１１】
2018153611.tif 000013
【０１４６】
ここで、ＢＧａ及びσは、それぞれ、被検査物がない状態で取得したＢスキャンデータ全体の輝度分布ＢＧに関する統計値である平均値及び標準偏差を示す。また、ＢＧａ（ｚ）及びσ（ｚ）は、被検査物がない状態で取得したＢスキャンデータにおいて各深度位置（ｚ）で算出した、ｚ軸に直交する方向に関する輝度分布の平均値及び標準偏差を示す。さらに、ｚ０はＢスキャン範囲に含まれる基準の深度位置を示す。なお、ｚ０は任意の定数を設定してよいが、ここではｚの最大値の１／４の値に設定するものとする。なお、ＢＧａ及びσは、それぞれ、被検査物がない状態で複数回取得したＡスキャンデータ全体の輝度分布ＢＧに関する統計値である平均値及び標準偏差を示してもよい。同様に、ＢＧａ（ｚ）及びσ（ｚ）は、被検査物がない状態で複数回取得したＡスキャンデータにおいて各深度位置（ｚ）で算出した、ｚ軸に直交する方向に関する輝度分布の平均値及び標準偏差を示してもよい。
【０１４７】
被検査物がない状態で取得したＢスキャンデータにおける各深度位置（ｚ）での輝度の平均値ＢＧａ（ｚ）の一例を図１１（ａ）に示す。また、平均値ＢＧａ（ｚ）に対して補正係数Ｈ（ｚ）を乗じて深度方向の輝度減衰を補償した結果の一例を図１１（ｂ）に示す。図１１（ａ）及び（ｂ）において、横軸は深度位置ｚ、縦軸は輝度に対応する複素数データの振幅を示している。
【０１４８】
なお、ロールオフ補正後の三次元ボリュームデータＩｈ（ｘ，ｙ，ｚ）は以下の式１２のように表せる。
【数１２】
2018153611.tif 000014
【０１４９】
このようなロールオフ補正を行うことで、撮影装置のロールオフ特性により生じる深度方向の信号減衰を低減した断層データを取得することができる。なお、上記実施例に係る制御部３００では、再構成部３２１から取得した断層データに基づいて、目標取得部３２３が補正係数Ｈ（ｚ）を求める。その後、データ補正部３２４が補正係数Ｈ（ｚ）に基づいてロールオフ補正を行い、ロールオフ補正後の断層データの分布に対して上記実施例に係る補正を行う。
【０１５０】
このように、上記実施例に係る断層データの分布の補正をロールオフ補正等の他の補正手法と組み合わせて行ってもよい。なお、ロールオフ補正の式は上記に限らず、任意の公知の補正式を用いてよい。また、ロールオフ補正に用いる断層データのパラメータも、モーションコントラストの算出に用いるパラメータに応じたものを用いることができる。
【０１５１】
（実施例４）
実施例３では再構成部３２１で生成した三次元ボリュームデータ内からパラメータの分布の目標（平均値及び標準偏差）を算出し、目標に近づくように断層データのパラメータの分布を補正した。これに対し、実施例４では、三次元ボリュームデータに基づいて眼底の正面方向に投影した断層データの概略値を算出して補正係数を求め、求めた補正係数に基づいて断層データのパラメータを補正する。
【０１５２】
ＯＣＴによる断層画像の撮影では、スキャン順序や固視不良等の要因で本来のスキャンから再スキャンまでの時間間隔が長くなり、その間に被検眼の状態（瞼や睫毛、瞳孔の位置等）が変化することがある。この場合には、撮影状況の変化等に応じて、取得される干渉信号の信号強度が変化し、干渉信号に基づいて生成される断層画像において画素値の強弱が生じてしまう。このような干渉信号に基づく断層データを用いると、画素値の強弱に起因した低輝度領域を含む断層像やモーションコントラストデータが生成され、観察や解析の妨げになる。
【０１５３】
そこで、本実施例では、断層データの概略値の分布に基づいて断層データの補正係数を求め、補正係数を用いて断層データのパラメータを補正することで、断層画像の部分的な明暗に影響されず、高画質なＯＣＴＡ画像を得る。
【０１５４】
より具体的には、本実施例では、第１の概略パラメータとして、三次元ボリュームデータに基づく眼底正面の投影像を二次元方向に平滑化した断層データのパラメータを求める。さらに、第２の概略パラメータとして、当該投影像を一次元方向（主走査の軸方向）に平滑化した断層データのパラメータを求める。その後、第１の概略パラメータを第２の概略パラメータで除算して補正係数を算出する。算出した補正係数を用いて断層データのパラメータを補正し、補正された断層データのパラメータを用いてモーションコントラストを算出する。これにより、低輝度領域に対応する断層データが概略パラメータに基づく補正係数で補正されるため、断層画像の部分的な明暗に影響されず高画質なＯＣＴＡ画像を得ることができる。
【０１５５】
以下、図１２乃至１４（ｃ）参照して、本実施例に係る制御部について説明する。なお、本実施例に係る制御部の構成要素は、実施例３に係る制御部３００と同様であるため、同じ参照符号を用いて説明を省略する。以下、本実施例に係る制御部について、実施例３に係る制御部３００との違いを中心に説明する。
【０１５６】
図１２は、実施例４に係るＯＣＴＡ画像生成処理のフローチャートである。なお、図１２に示すフローチャートのうち、ステップＳ１２１０、ステップＳ１２７０、及びステップＳ１２８０の工程は実施例３に係るＯＣＴＡ画像生成処理の対応する工程と同様であるため、説明を省略する。
【０１５７】
図１３（ａ）乃至（ｆ）は、それぞれ、本実施例に係るＯＣＴＡ画像生成処理に関するＯＣＴＡ画像や投影像等の一例を示す。なお、図１３（ａ）乃至（ｆ）に示される画像はそれぞれ同一の三次元ボリュームデータに基づいて生成されるものとする。図１３（ａ）は本実施例による処理を適用せずに生成したＯＣＴＡ画像１３０１を示す。図１３（ｂ）は、眼底正面に対応するＯＣＴ投影像Ｐｈを示す。図１３（ｃ）はＯＣＴ投影像Ｐｈを二次元方向に平滑化した第１の概略パラメータＳ２ｄ（ｘ，ｙ）を示す。図１３（ｄ）はＯＣＴ投影像Ｐｈを一次元方向（主走査方向）に平滑化した第２の概略パラメータＳ１ｄ（ｘ，ｙ）を示す。図１３（ｅ）は、第１の概略パラメータＳ２ｄ（ｘ、ｙ）を第２の概略パラメータＳ１ｄ（ｘ，ｙ）で除算して得られる補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）を示す。図１３（ｆ）は、本実施例に係るＯＣＴＡ画像生成処理によって生成されたＯＣＴＡ画像１３０４を示す。ここで、（ｘ，ｙ）は眼底正面に対応するｘｙ平面内の各画素位置を示す。
【０１５８】
図１３（ｂ）を参照すると、白矢印で指し示すようにＯＣＴ投影像Ｐｈ内に低輝度領域１３１２が存在しており、副走査方向（縦方向）に輝度の段差が生じている。このような低輝度領域１３１２を含む断層データを用いると、図１３（ａ）の白矢印に示すような低輝度領域１３１１を含むＯＣＴＡ画像１３０１が生成され、観察や解析の妨げになる。そのため、本実施例では、断層データの概略値分布を算出して得られる概略パラメータを用いて補正係数を求め、補正係数を用いて断層データを補正することで、低輝度領域の発生を低減させる。ここで、断層データの概略値分布とは、断層データを平滑化又は後述のモルフォロジー演算によって変換した断層データを指し、例えば、図１３（ｃ）や図１３（ｄ）に示される概略パラメータ等に相当する。
【０１５９】
まず、ステップＳ１２１０において、取得部３１０が三次元ボリュームデータを取得したら、処理はステップＳ１２２０に移行する。ステップＳ１２２０では、目標取得部３２３が、ＯＣＴ装置１のロールオフ特性による信号減衰を補償するために、上述の手法によりロールオフ補正のための深度方向の補正係数Ｈ（ｚ）を算出する。
【０１６０】
次に、ステップＳ１２３０では、目標取得部３２３が、三次元ボリュームデータに基づく眼底正面の投影像を二次元方向に平滑化し、第１の概略パラメータを算出する。具体的には、目標取得部３２３は、ロールオフ補正を適用した後の三次元ボリュームデータＩｈ（ｘ，ｙ，ｚ）を深度方向に投影して、図１３（ｂ）に示されるような眼底正面に対応するＯＣＴ投影像Ｐｈを生成する。目標取得部３２３は、生成したＯＣＴ投影像Ｐｈの各画素に対し二次元方向に平滑化を行うことにより、図１３（ｃ）に示されるような断層データのパラメータの第１の概略パラメータＳ２ｄ（ｘ，ｙ）を算出する。
【０１６１】
なお、本実施例では、三次元ボリュームデータの投影処理として、眼底正面に対応する面内の各画素に対応する深さ方向の断層データの平均値を該画素の画素値としている。しかしながら、投影処理はこのような平均値投影に限られず、任意の公知の投影方法を用いてよい。例えば、各画素に対応する深さ方向の断層データの、中央値や最大値、最頻値等を画素値としてもよい。さらに、背景輝度値に相当するノイズ閾値を超えた画素の輝度値のみを投影することで、背景領域の影響を除いた（眼底組織の輝度値に由来する）画素値を取得できる。また、本実施例では概略値分布を算出する処理の例として平滑化処理を行ったが、後述するようにＣｌｏｓｉｎｇ処理やＯｐｅｎｉｎｇ処理等のモルフォロジー演算を行ってもよい。また平滑化処理は任意の空間フィルタを用いて平滑化もよいし、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等を用いて断層データを周波数変換した上で、高周波成分を抑制することで平滑化してもよい。ＦＦＴを用いる場合、畳み込み演算が不要になるため、高速に平滑化処理を実行できる。
【０１６２】
ステップＳ１２４０では、目標取得部３２３が、ＯＣＴ投影像Ｐｈの各画素に対し測定光の主走査方向（一次元方向）に関する概略値分布を算出する処理(平滑化処理やモルフォロジー演算)を行い、第２の概略パラメータＳ１ｄ（ｘ，ｙ）を算出する。その後、ステップＳ１２５０では、目標取得部３２３は、式１３に従って、第１の概略パラメータＳ２ｄ（ｘ，ｙ）を第２の概略パラメータＳ１ｄ（ｘ，ｙ）で除算することで、図１３（ｃ）に示されるような補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）を算出する。
【数１３】
2018153611.tif 000015
【０１６３】
図１４（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、それぞれ図１３（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）において副走査方向（縦方向）に引いた白点線１３２１，１３２２，１３２３に沿った断層データのパラメータのプロファイルを示している。図１４（ａ）乃至（ｃ）においては、ＯＣＴ投影像Ｐｈの低輝度領域１３１２に対応する位置のプロファイルが円１４０１，１４０２，１４０３によって示されている。目標取得部３２３は、上記処理で、円１４０２で囲まれるＯＣＴ投影像Ｐｈの低輝度領域１３１２に対応する位置のプロファイルが円１４０１で囲まれる第１の概略パラメータＳ２ｄ（ｘ，ｙ）のプロファイルに近づくように、補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）を決定する。円１４０３は、低輝度領域１３１２に対応する位置の補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）のプロファイルを示している。
【０１６４】
ステップＳ１２６０では、データ補正部３２４が、ステップＳ１２２０で決定した深度方向の補正係数Ｈ（ｚ）とステップＳ１２５０で算出した面内方向の補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）を用いて断層データのパラメータを補正する。具体的には、データ補正部３２４は、元の三次元ボリュームデータ（断層データ）をＩｏ（ｘ，ｙ，ｚ）、補正後の断層データをＩｃ（ｘ，ｙ，ｚ）とすると、式１４に従って断層データのパラメータを補正する。
【数１４】
2018153611.tif 000016
【０１６５】
以降の処理は、実施例３と同様であるため説明を省略する。本実施例によるＯＣＴＡ画像生成処理によれば、図１３（ｆ）に示すような断層データの強弱に起因する明暗の発生を抑えたモーションコントラスト画像であるＯＣＴＡ画像を生成できる。
【０１６６】
上記のように、本実施例に係る制御部３００は、取得部３１０と、目標取得部３２３と、データ補正部３２４と、画像生成部３２０とを備える。取得部３１０は、被検眼Ｅの眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する。目標取得部３２３は、断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で平滑化又はモルフォロジー演算により変換した第１の概略パラメータを算出する。また、目標取得部３２３は、断層データにおけるパラメータを第１の次元よりも低い第２の次元で平滑化又はモルフォロジー演算により変換した第２の概略パラメータを算出する。その後、目標取得部３２３は、第１の概略パラメータと第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得する。なお、本実施例では、当該パラメータとして断層データの輝度を用いる。データ補正部３２４は、補正係数を用いて複数の断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを補正する。画像生成部３２０は、データ補正部３２４により補正された前記少なくとも１つの断層データを含む複数の断層データを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する。
【０１６７】
より具体的には、目標取得部３２３は、眼底の正面に対応する断層データにおけるパラメータを二次元方向に平滑化又はモルフォロジー演算により変換して第１の概略パラメータを算出する。また、目標取得部３２３は、眼底の正面に対応する断層データにおけるパラメータを測定光の主走査方向に（一次元方向に）平滑化又はモルフォロジー演算により変換して第２の概略パラメータを算出する。その後、目標取得部３２３は、第１の概略パラメータを第２の概略パラメータで除算することで、補正係数を取得する。
【０１６８】
ここで、断層データにおけるパラメータを平滑化又はモルフォロジー演算すると、隣接する断層データ同士のパラメータの値の差が減少したパラメータに変換することができる。そのため、目標取得部３２３は、上記構成により、断層データにおけるパラメータを第１の方向及び第２の方向において隣接するパラメータの値の差が減少するように変換した第１の変換後パラメータを算出することができる。また、目標取得部３２３は、断層データにおけるパラメータを第１の方向において隣接するパラメータの値の差が減少するように変換した第２の変換後パラメータを算出することができる。その後、目標取得部３２３は、第１の概略パラメータとして求めた第１の変換後パラメータを第２の概略パラメータとして求めた第２の変換後パラメータで除算することで、補正係数を取得することができる。
【０１６９】
本実施例による制御部３００によれば、モーションコントラストを生成するための元データである断層データにおけるパラメータを、パラメータの概略値分布に基づいて補正する。このため、パラメータ毎の強弱が抑えられる。従って、断層データの強弱に起因する明暗の発生を抑えたモーションコントラスト画像であるＯＣＴＡ画像を生成できる。
【０１７０】
また、本実施例では、目標取得部３２３は、眼底を撮影する撮影光学系２００のロールオフ特性に基づく深度方向の信号減衰を補償するロールオフ補正処理後の断層データを用いて補正係数を取得する。このため、撮影光学系２００のロールオフ特性に基づく深度方向の信号減衰の影響も低減された、モーションコントラスト画像であるＯＣＴＡ画像を生成することができる。
【０１７１】
なお、本実施例では、ステップＳ１２２０において深度方向の補正係数Ｈ（ｚ）の算出に止め、ステップＳ１２６０で元の三次元ボリュームデータＩｏ（ｘ，ｙ，ｚ）に対して式１４に従って補正処理を行う場合について説明した。しかしながら、ロールオフ補正のタイミングはこれに限られるものではない。例えば、ステップＳ１２２０で式１２に従ってロールオフ補正を行った三次元ボリュームデータＩｈ（ｘ，ｙ，ｚ）を生成しておき、ステップＳ１２５０で三次元ボリュームデータＩｈ（ｘ，ｙ，ｚ）に対して式１５に従った補正処理を行ってもよい。
【数１５】
2018153611.tif 000017
【０１７２】
また、本実施例では、低輝度領域を低減するための補正とともにロールオフ補正を行っているが、ロールオフ補正は行わなくてもよい。この場合には、ステップＳ１２２０を省略するとともに、ステップＳ１２６０において、深度方向の補正係数Ｈ（ｚ）を省略する。また、ステップＳ１２３０及びステップＳ１２４０において、ロールオフ補正がされていない、三次元ボリュームデータに基づいて第１の概略パラメータ及び第２の概略パラメータを算出することとなる。
【０１７３】
また、本実施例では、ＯＣＴ投影像Ｐｈを生成し、補正係数Ｃ(ｘ，ｙ)を二次元の係数として生成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、三次元ボリュームデータを三次元で平滑化処理することにより得られる断層データのパラメータの概略値分布を第１の概略パラメータとして設定してもよい。この場合、補正したい輝度の明暗（ｙ軸方向の輝度差）に対する補正効果が高くなるように断層データをｘ軸方向及び深度（ｚ軸）方向の二次元方向に平滑化処理することで得られる断層データのパラメータの概略値分布を第２の概略パラメータとして設定する。その後、第１の概略パラメータを第２の概略パラメータで除算した値に基づき三次元の補正係数を生成し、断層データを補正してもよい。
【０１７４】
なお、本実施例では概略値分布を算出する処理の例として平滑化処理を実施したが、概略値分布を算出する処理はこれに限られない。本明細書における概略値分布算出処理には、例えば、ＦＦＴを用いた平滑化処理やモルフォロジー演算を用いた処理等の既知の任意の概略値分布算出処理が含まれる。例えば、平滑化処理の代わりにモルフォロジー演算の１種であるＣｌｏｓｉｎｇ処理（最大値演算後に最小値演算を実施する処理）を行い、モルフォロジー処理後のパラメータを概略パラメータとして設定してもよい。例えば低輝度領域の幅が広い場合には、該Ｃｌｏｓｉｎｇ処理に基づいて概略パラメータを設定することにより概略パラメータが過度に低く設定されることを防止できる。また、概略値分布を算出する処理として、平滑化処理やモルフォロジー演算等を組み合わせて実施してもよい。
【０１７５】
また、本実施例では、補正したいパラメータの変動パターンとして副走査方向にのみ生じる輝度の明暗を例に説明したが、補正できるパラメータの変動パターンはこれに限定されるものではない。第１の概略パラメータに対してより小さな局所変化を示す変動パターンであれば、任意の位置又は方向に生じる変動パターンを補正することができる。この場合には、補正したい変動パターンに応じて第２の概略パラメータを算出する際の平滑化又はモルフォロジー演算を行う位置や方向を変更することで、任意の位置や方向のパラメータの変動パターンを補正することができる。
【０１７６】
さらに、本実施例では、補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）を求める際の演算として、第１の概略パラメータＳ２ｄ（ｘ，ｙ）を第２の概略パラメータＳ１ｄ（ｘ，ｙ）で除算することとしているが、当該演算は除算に限られず、任意の演算を実施してよい。例えば、演算処理として差分処理を実施してもよい。
【０１７７】
なお、本実施例では、三次元ボリュームデータの全体について断層データの補正を行う構成を説明したが、補正処理はこれに限られない。例えば、生成すべきモーションコントラスト画像であるＯＣＴＡ画像の生成範囲に含まれる断層データのみを対象として補正処理を行ってもよい。この場合には、補正係数の算出にもＯＣＴＡ画像の生成範囲に含まれる断層データのみを用いてもよい。そのため、ＯＣＴ投影像を生成する際に当該ＯＣＴＡ画像の生成範囲に含まれる断層データのみを用いることもできる。このような場合には、演算に用いるデータ数が減少するため、計算量を低減できる。
【０１７８】
（実施例５）
実施例４では、三次元ボリュームデータの２種類の概略パラメータを用いて算出した断層データの補正係数を用いて、断層データのパラメータを補正する場合について説明した。これに対し、実施例５では、同様の補正係数を用いて、モーションコントラスト算出時に断層データに適用される閾値を補正することで、断層データの強弱に起因する明暗の発生を抑えたモーションコントラスト画像を生成する場合について説明する。具体的には、実施例４と同様に補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）を算出後、モーションコントラスト算出時に用いるノイズ閾値Ｄｔｈを補正係数C（ｘ，ｙ）で除算することでノイズ閾値Ｄｔｈを補正する。その後、得られた新たなノイズ閾値を用いてモーションコントラストを算出し、モーションコントラスト画像を生成する。
【０１７９】
以下、図１５を参照して、本実施例に係る制御部について実施例４に係る制御部３００との違いを中心に説明する。図１５は、本実施例に係るＯＣＴＡ画像生成処理のフローチャートである。なお、図１５に示すフローチャートのうち、ステップＳ１５６０、Ｓ１５７０以外の工程は実施例４に係るＯＣＴＡ画像生成処理の工程と同様であるため、説明を省略する。
【０１８０】
本実施例では、ステップＳ１５５０において補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）が算出されると、処理はステップＳ１５６０に移行する。ステップＳ１５６０では、モーションコントラスト生成部３２５が、ロールオフ補正用の補正係数Ｈ（ｚ）及び面内方向の補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）を用いて、モーションコントラスト算出時に用いるノイズマスク処理用のノイズ閾値Ｄｔｈを補正する。具体的には、モーションコントラスト生成部３２５は、ノイズ閾値Ｄｔｈを式１６に従って補正し、ノイズ閾値Ｄｔｈｃを算出する。
【数１６】
2018153611.tif 000018
補正されたノイズ閾値Ｄｔｈｃは、断層データのパラメータが小さいほど、すなわち、補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）が大きいほど、及び深度位置ｚが大きいほど小さくなる。
【０１８１】
ステップＳ１５６０において、モーションコントラスト生成部３２５は、三次元ボリュームデータＩｏ（断層データ）に対してノイズ閾値Ｄｔｈｃを用いてノイズマスク処理を行う。その後、モーションコントラスト生成部３２５は、ノイズマスク処理を行った三次元ボリュームデータを用いてモーションコントラストを算出し、モーションコントラストデータを生成する。
【０１８２】
以降の処理は実施例４等と同様であるため省略する。本実施例によるＯＣＴＡ画像生成処理によっても、断層データの強弱に起因する明暗の発生を抑えたモーションコントラスト画像であるＯＣＴＡ画像を生成できる。
【０１８３】
上記のように、本実施例に係る制御部３００は、取得部３１０と、目標取得部３２３と、データ補正部３２４と、画像生成部３２０とを備える。取得部３１０は、被検眼Ｅの眼底の同一位置を走査するように制御された測定光に基づいて得られた眼底の断層の情報を示す断層データを複数取得する。目標取得部３２３は、断層データにおけるモーションコントラストを算出するために用いられるパラメータを第１の次元で平滑化又はモルフォロジー演算により変換した第１の概略パラメータを算出する。また、目標取得部３２３は、断層データにおけるパラメータを第１の次元よりも低い第２の次元で平滑化又はモルフォロジー演算により変換した第２の概略パラメータを算出する。その後、目標取得部３２３は、第１の概略パラメータと第２の概略パラメータとの演算により、補正係数を取得する。なお、本実施例では、当該パラメータとして断層データの輝度を用いる。データ補正部３２４は、補正係数を用いて、断層データのパラメータに対して適用する閾値処理の閾値を補正する。画像生成部３２０は、データ補正部３２４により補正された閾値を用いて閾値処理した、複数の断層データのうち少なくとも１つの断層データのパラメータを用いて算出されたモーションコントラストに基づいて、モーションコントラスト画像を生成する。
【０１８４】
本実施例に係る制御部３００によれば、モーションコントラストの算出の際に用いるノイズ閾値を、断層データを平滑化又はモルフォロジー演算した概略パラメータに基づいて補正することで、有意な信号まで閾値処理することを低減することができる。そのため、断層データの強弱に起因する明暗の発生を抑えたモーションコントラスト画像であるＯＣＴＡ画像を生成できる。
【０１８５】
なお、本実施例ではステップＳ１５２０において、深度方向の補正係数Ｈ（ｚ）の算出に止め、ステップＳ１５６０で三次元ボリュームデータＩｏ（ｘ，ｙ，ｚ）に対して適用するノイズ閾値Ｄｔｈを式１６に従って補正する場合について説明した。しかしながら、ロールオフ補正の対象はノイズ閾値Ｄｔｈに限られず、三次元ボリュームデータＩｏ（ｘ，ｙ，ｚ）に適用してもよい。例えば、ステップＳ１５２０で式１２を用いてロールオフ補正を行った三次元ボリュームデータＩｈ（ｘ，ｙ，ｚ）を生成しておき、ステップＳ１５６０では以下の式１７に従ってノイズ閾値Ｄｔｈを補正する。その後、ステップＳ１５７０において、ロールオフ補正後の三次元ボリュームデータＩｈ（ｘ，ｙ，ｚ）に対して補正後のノイズ閾値Ｄｔｈｃ’を適用してもよい。なお、ノイズ閾値Ｄｔｈｃ’は、断層データのパラメータが小さいほど、すなわち、補正係数Ｃ（ｘ，ｙ）が大きいほど小さくなる。
【数１７】
2018153611.tif 000019
【０１８６】
また、本実施例では、低輝度領域を低減するための補正とともにロールオフ補正を行っているが、ロールオフ補正は行わなくてもよい。この場合には、ステップＳ１５２０を省略するとともに、ステップＳ１５６０において、深度方向の補正係数Ｈ（ｚ）を省略する。また、ステップＳ１５３０及びステップＳ１５４０において、ロールオフ補正がされていない、三次元ボリュームデータに基づいて第１の概略パラメータ及び第２の概略パラメータを算出する。
【０１８７】
なお、本実施例では、三次元ボリュームデータの全体を用いて補正係数を算出する構成を説明したが、補正係数の算出方法はこれに限られない。例えば、生成すべきモーションコントラスト画像であるＯＣＴＡ画像の生成範囲に含まれる断層データのみを用いて補正係数を算出してもよい。この場合には、ＯＣＴ投影像を生成する際にも当該ＯＣＴＡ画像の生成範囲に含まれる断層データのみを用いることができる。このような場合には、演算に用いるデータ数が減少するため、計算量を低減できる。
【０１８８】
また、上記実施例におけるデータの補正は所望の構成に応じて、三次元ボリュームデータ、Ｂスキャンデータ若しくはＡスキャンデータ、又はそれらの一部毎に行われることができる。また、補正係数の算出も例えば複数の三次元ボリュームデータについて、別々の補正係数を求めてもよいし、共通の補正係数を求めてもよい。
【０１８９】
なお、上記実施例１乃至５は、モーションコントラストデータを生成する断層データのパラメータとして、三次元ボリュームデータに含まれるＦＦＴ後の複素数データの輝度（パワー）を用いている。しかしながら、モーションコントラスト生成部３２５は、既知の任意の手法に基づいて、ＦＦＴ後の複素数データの位相情報、輝度と位相の両方の情報、又は実部や虚部の情報等を当該パラメータとしてモーションコントラストデータを生成してもよい。これらの場合には、データ補正部３２４は、モーションコントラストデータを生成する際に用いる位相情報等の情報の分布、当該情報自体、又はノイズ閾値を補正する。その後、モーションコントラスト生成部３２５が補正された情報やノイズ閾値に基づいてモーションコントラストデータを生成する。これにより、上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【０１９０】
また、データ補正部３２４は、波数変換前、ＦＦＴ前、又は絶対値変換前などの断層データの分布、断層データ又はノイズ閾値を補正してもよい。この場合であっても、モーションコントラスト生成部３２５が、補正後の断層データの輝度等やノイズ閾値に基づいてモーションコントラストデータを生成することで、上記実施例と同様の効果を奏することができる。なお、これらの場合、目標取得部３２３は、補正する対象に応じた目標を取得する。
【０１９１】
さらに、上記実施例では、モーションコントラストデータを生成する際に、２つの三次元ボリュームデータの脱相関値Ｍｘｙを求めることで、モーションコントラストデータを生成した。しかしながら、モーションコントラストデータを生成する方法はこれに限られない。例えば、モーションコントラスト生成部３２５は、２つの三次元ボリュームデータの差や比率を求める方法等の既知の任意の方法によってモーションコントラストデータを生成することができる。なお、脱相関値Ｍｘｙを求める式も上記式１に限られず、既知の任意の式であってよい。
【０１９２】
また、上記実施例では、取得部３１０は、撮影光学系２００で取得された干渉信号や画像生成部３２０で生成された断層データ、再構成部３２１で生成された三次元ボリュームデータを取得した。しかしながら、取得部３１０がこれらの信号を取得する構成はこれに限られない。例えば、取得部３１０は、制御部とＬＡＮ、ＷＡＮ、又はインターネット等を介して接続されるサーバや撮影装置からこれらの信号を取得してもよい。
【０１９３】
なお、被検査物として被検眼を例に挙げたが、被検査物はこれに限られない。例えば、被検査物は、被検体の皮膚や臓器等でもよい。このとき、上記実施例によるＯＣＴ装置は、眼科装置以外に、内視鏡等の医療機器に適用することができる。
【０１９４】
さらに、上記実施例では、分割手段としてカプラーを使用したファイバー光学系を用いているが、コリメータとビームスプリッタを使用した空間光学系を用いてもよい。また、撮影光学系２００の構成は、上記の構成に限られず、撮影光学系２００に含まれる構成の一部を撮影光学系２００と別体の構成としてもよい。
【０１９５】
また、上記実施例では、ＯＣＴ装置の干渉光学系としてマイケルソン干渉計の構成を用いているが、干渉光学系の構成はこれに限られない。例えば、ＯＣＴ装置１の干渉光学系はマッハツェンダー干渉計の構成を有していてもよい。
【０１９６】
さらに、上記実施例では、ＯＣＴ装置として、ＳＬＤを光源として用いたスペクトラルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）装置について述べたが、本発明によるＯＣＴ装置の構成はこれに限られない。例えば、出射光の波長を掃引することができる波長掃引光源を用いた波長掃引型ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）装置等の他の任意の種類のＯＣＴ装置にも本発明を適用することができる。
【０１９７】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【０１９８】
以上、実施例を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施例及び変形例は、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１９９】
３００：制御部（情報処理装置）、３１０：取得部（第１取得手段）、３２０：画像生成部（生成手段）、３２３：目標取得部（第２取得手段）、３２４：データ補正部（補正手段）
【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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【図１４】
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【図１５】
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