(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット光の投影により光切断されて撮像された前眼部断面画像を解析する前眼部断面解析装置において、角膜より眼底側にあり且つ被検眼の光軸に交差する方向の画像輝度の分布情報に基づいて眼内組織の混濁部位を特定する特定手段と、該特定手段により特定された混濁部位に基づいて解析エリアを決定する解析エリア決定手段と、該解析エリア内の前記画像輝度情報に基づいて混濁を解析する解析手段と、を備えることを特徴とする前眼部断面解析装置。
【請求項２】
請求項１の解析手段は、前記解析エリア内の輝度強度を複数の強度値の段階に分けて抽出する抽出手段と、該抽出された強度値の段階を持つ部分をグラフィック表示する表示手段と、を備えることを特徴とする前眼部断面解析装置。
【請求項３】
スリット光の投影により光切断されて撮像された前眼部断面画像を解析するためにコンピュータを、角膜より眼底側にあり且つ被検眼の光軸に交差する方向の画像輝度の分布情報に基づいて眼内組織の混濁部位を特定する特定手段と、該特定手段により特定された混濁部位に基づいて解析エリアを決定する解析エリア決定手段と、該解析エリア内の前記画像輝度情報に基づいて混濁を解析する解析手段と、して機能させることを特徴とする前眼部断面解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、前眼部断面画像を解析する前眼部断面解析装置及び前眼部断面解析プログラムに関する。
【０００２】
【従来技術】
白内障手術により水晶体を取り除いた後に眼内レンズを挿入すると、後嚢混濁が現われ、いわゆる後発白内障が生じることがある。眼内レンズ挿入眼の後嚢混濁の評価方法としては、徹照像による他、スリット光の投影により光切断された前眼部をフォトスリット撮影やシャインプルークの原理を利用して撮影し、その前眼部断面を画像解析する方法がある。スリット像による解析は角膜から後嚢部位までを一断面として表すことができるので、定量化解析が容易となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の後嚢混濁部位の解析では、主に撮影された前眼部断面画像や解析軸上の輝度（density）分布を示す棒グラフを検者が確認し、解析エリアを検者自ら手動で設定していた。このため、後嚢混濁部位の特定は検者の主観に左右され易く、検者間で解析結果の誤差が生じやすい、再現性が悪いという問題があった。解析軸上以外の輝度分布を確認するためには、検者がその度に解析軸を移動する必要があり、確認作業が手間であった。
【０００４】
また、後嚢混濁状態の解析は一定のdensity値以上の値を持つところを抽出してその平均値を求める方法が提案されているが、後発白内障治療のためのレーザ照射を行うか否かの判断には十分な情報でない。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、検者の負担を軽減し、より信頼性の高い結果が得られる前眼部断面解析装置及びその解析プログラムを提供することを技術課題とする。また、混濁状態をより定量的に把握でき、さらには視覚的にも容易に把握できる前眼部断面解析装置及びその解析プログラムを提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００７】
（１）  スリット光の投影により光切断されて撮像された前眼部断面画像を解析する前眼部断面解析装置において、角膜より眼底側にあり且つ被検眼の光軸に交差する方向の画像輝度の分布情報に基づいて眼内組織の混濁部位を特定する特定手段と、該特定手段により特定された混濁部位に基づいて解析エリアを決定する解析エリア決定手段と、該解析エリア内の前記画像輝度情報に基づいて混濁を解析する解析手段と、を備えることを特徴とする。
（２）  （１）の解析手段は、前記解析エリア内の輝度強度を複数の強度値の段階に分けて抽出する抽出手段と、該抽出された強度値の段階を持つ部分をグラフィック表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
（３）  スリット光の投影により光切断されて撮像された前眼部断面画像を解析するためにコンピュータを、角膜より眼底側にあり且つ被検眼の光軸に交差する方向の画像輝度の分布情報に基づいて眼内組織の混濁部位を特定する特定手段と、該特定手段により特定された混濁部位に基づいて解析エリアを決定する解析エリア決定手段と、該解析エリア内の前記画像輝度情報に基づいて混濁を解析する解析手段と、して機能させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る光学系を示す図である。
【００１１】
＜スリット投影光学系＞  １は反射鏡、２は撮影用のフラッシュランプ、３はコンデンサレンズ、４はスリット開口絞り、５は投光レンズ、６はスリット投影光学系の光軸Ｌ１上に斜設されたダイクロイックミラーである。ダイクロイックミラー６は可視光の大部分を透過し、赤外光を反射する特性を持つ。
【００１２】
フラッシュランプ２を発した光束はコンデンサレンズ３によって集光してスリット開口絞り４を照明する。スリット開口絞り４により細いスリット状に制限された光束は、投光レンズ５、ダイクロイックミラー６を透過し、被検眼に投影される。これにより、被検眼前眼部の透光体（角膜、前房、水晶体等）は、可視域の白色光源で光切断された形で照明される。
【００１３】
＜スリット断面撮影光学系＞  Ｌ２はスリット断面撮影光学系の撮影光軸を示す。７は撮影レンズ、８は像の歪みを補正するためのアナモフィックレンズ、９はＣＣＤカメラである。スリット断面撮影光学系の光軸Ｌ２は、スリット投影光学系の光軸Ｌ１に対して４５度の傾き角度を持って配置されている。撮影レンズ７はシャインプルークの原理を満たすように光軸Ｌ２に対して傾いて配置されている。すなわち、スリット投影光による被検眼前眼部の光切断の延長とＣＣＤカメラ９の撮像面９ａの延長との交線が、撮影レンズ７の主平面の延長線で交わるように配置されている。この光学配置により、ＣＣＤカメラ９の撮像面９ａ上に形成される断面像は、その断面像の略全体で合焦する焦点深度を持つようにすることができる。
【００１４】
＜アライメント指標投影光学系＞  １３はアライメント用の近赤外光源、１４はダイクロイックミラー、１５は投影レンズである。光源１３から発した光はダイクロイックミラー１４を通過し、投影レンズ１５により平行光束にされた後、ビームスプリッタ２０で反射する。その後、アライメント光はダイクロイックミラー６により反射され光軸Ｌ１に沿って被検眼Ｅに向かい、角膜頂点から角膜曲率半径の半分の距離だけ眼内側の位置に光源像を形成する。
【００１５】
＜固視標呈示光学系＞  １０は可視光を発する固視光源である。本実施形態では鼻側から撮影しても耳側から撮影しても対称像を得るために、被検者の眼軸（光軸）を光軸Ｌ２と一致させて撮影できるように、左眼用と右眼用にそれぞれ１個配置されている。１１は徹照像を撮影するための近赤外光を発する光源である。１２は２個の光源１０と光源１１に対応した位置にピンホール開口を持つターゲット板である。個別に点灯される光源１０から発した光は、ターゲット板１２を照明する。ターゲット板１２を出射した光はダイクロイックミラー１４、投影レンズ１５、ビームスプリッタ２０、ダイクロイックミラー６を経て被検眼Ｅに投影される。
【００１６】
＜前眼部正面撮像光学系＞  ２１は撮像レンズ、２３は赤外域に感度を有する正面観察用のＣＣＤカメラである。アライメント指標投影光学系により投影されたアライメント光束のうち角膜で反射した一部の光束は、ダイクロイックミラー６で反射した後、ビームスプリッタ２０を通過して撮像レンズ２１によりＣＣＤカメラ２３で撮像される。また、図示なき前眼部照明光源により照明された被検眼Ｅの前眼部像も同じ光路を経てＣＣＤカメラ２３により撮像される。
【００１７】
図２は本装置の電気系の構成を説明する図である。
＜前眼部断面撮影部＞  １００は上述の光学系が配置される前眼部断面撮影部である。ＣＣＤカメラ９からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換回路５０によりデジタル化され、タイミングジェネレータ５１の信号に同期してフレームメモリ５２に取り込まれる。フレームメモリ５２に取り込まれた画像の信号はＤ／Ａ変換回路５３を介してビデオ信号に変換された後、画像切換回路５４に送られる。画像切換回路５４は制御部６０の指令信号を受け、ディスプレイ５５の表示画像をＣＣＤカメラ２３からの撮影画像とＣＣＤカメラ９からの撮影画像とに切換える。５６は画像合成回路であり、表示回路５７により生成される各種の情報表示とＣＣＤカメラ９、２３からの画像とを合成してディスプレイ５５に表示する
フレームメモリ５２にフリーズ記憶された前眼部断面画像は、画像転送スイッチ６３に入力によりインターフェイス回路６４を介して画像解析部２００に転送される。
【００１８】
＜画像解析部＞  ２０１は前眼部断面撮影部１００から入力された断面画像データに画像処理を施して解析するコンピュータ部であり、画像データを記憶保持するメモリや画像解析のための解析プログラムを有する。コンピュータ部２０１には、操作指示の入力を行うキーボード２０２、マウス２０３が接続されている。２０４は前眼部断面撮影部１００から入力された断面画像や解析結果を表示するカラーディスプレイであり、２０５はビデオプリンタである。ディスプレイ２０４、ビデオプリンタ２０５はコンピュータ部２０１によって制御される。
【００１９】
以上のような構成の装置の動作を説明する。被検眼を所定の位置に位置させた後、被検眼にはターゲット板１２を固視させる。ＣＣＤカメラ２３により撮像された被検眼の正面画像は画像切換回路５４を介してディスプレイ５５に送られる。検者はディスプレイ５５に映し出されるアライメント指標像と電気的に形成されたレチクル像（光学的に形成することでも良い）が所定の関係になるように、図示なきジョイスティック等の操作により被検眼に対して前眼部断面撮影部１００を上下左右に移動してアライメントを行う。これにより前眼部断面撮影部１００の光学系と被検眼Ｅとの光軸合わせができる。また、前眼部断面撮影部１００を前後させてアライメント指標像が最も小さくクリアな像となるように作動距離の略アライメントを行う。
【００２０】
以上の操作によりアライメントを完了させたら、撮影スイッチ６２を押して撮影用フラッシュランプ２を点灯する。スリット光により光切断された前眼部断面像がＣＣＤカメラ９により撮影される。撮影像はフレームメモリ５２に記憶されると共に、ディスプレイ５５の表示画像が観察画像から切換えられて撮影像が表示される。フレームメモリ５２に記憶された前眼部断面画像は画像転送スイッチ６３によって画像解析部２００へ転送される。
【００２１】
次に、得られた画像を処理して眼内組織の混濁部位の検出と、その混濁程度の解析処理を行なう。前眼部断面撮影部１００から転送された画像はコンピュータ部２０１が持つフレームメモリに取り込まれる。また、フレームメモリに取り込まれた画像はカラーディスプレイ２０４に表示される。検者はマウス２０３を操作して画像解析のための指令信号を入力する。ここでは、眼内レンズ（ＩＯＬ）挿入眼の後嚢混濁を解析するモードを選択した場合を説明する。画像解析部２００は選択されたモードの解析プログラムにしたがって解析処理する。以下、解析手順を説明する。
【００２２】
撮影画像はスリット光により光切断された前眼部各部位からの散乱光であり、混濁度は散乱光強度（density）として捉える。まず、フレームメモリに取り込んだ撮影画像に対して、被検眼の光軸方向をＹ軸方向、これと直交する方向をＸ軸方向とし、図３に示すようにフレームメモリ上の左上を原点としたＸＹ座標系を割り当てる。撮影画像はフレームメモリ上にデジタル画像として取り込まれているので、散乱光強度は撮影画像の濃淡輝度を数値化して得られる。輝度値は０〜２５５まで２５６段階とし、数値が高いほど輝度が高いものとする。図３において、３００が撮影された前眼部断面画像を示す。
【００２３】
＜解析軸の決定＞  撮影した前眼部断面画像３００をＹ軸方向に走査し、輝度変化情報を得る。まず、角膜前面位置を検出する。輝度が大きく変化するところで（Ｙ軸方向のあるピクセル数に対する輝度変化の関係で特定できる）、かつ最も高い輝度ピークを示す部位を角膜部位として検出できる。角膜前面位置は、例えば、輝度の上昇側で輝度ピークと輝度ボトムとの約半分の位置として定める。逆に、角膜後面位置は輝度の下降側を同じようにして定めることができる。これを全て又はある区間のＸ座標について行うことにより、角膜前面の座標位置を得る。次に、この角膜前面の座標位置において適当な間隔で３点以上を取り（点数を多くとる程精度が向上する）、これを円近似して角膜前面の曲率中心を求める。円近似した角膜前面カーブにおけるＹ軸方向の最も原点側を角膜頂点とし、これと角膜前面の曲率中心を通る線が解析軸Ｍとして引かれる（図３参照）。
【００２４】
＜後嚢混濁部位の解析エリアの決定＞  解析軸Ｍを基準にＸ軸のマイナス方向及びプラス方向の予め定められた所定のピクセル区間が、Ｘ軸方向の解析範囲として決定される。例えば、後嚢混濁の解析が必要な範囲を考慮して、解析軸Ｍを中心に被検眼上で３ｍｍに相当するピクセル分が解析範囲Ｓxとされる。
【００２５】
Ｙ軸方向の解析範囲の設定について説明する。眼内における前房部分、眼内に配置された眼内レンズ部分、及び硝子体部分は、基本的に特別な疾患がない限り散乱要素がほとんど無いと言える。また、眼内レンズの挿入手術後、一般的に混濁する場合は後嚢部分の除去し切れなかった細胞が増殖して混濁を生じる。従って、Ｙ軸方向に走査した輝度変化から、角膜後面位置より眼底側で次に急激に輝度が変化して輝度値が高い部分を混濁した後嚢部分として判断できる。ただし、眼内レンズによって前房内にハレーションやゴーストによる散乱光が存在することがあり、単純にＹ軸方向のみの輝度変化だけでは後嚢混濁部位を検出できない。図３において、３０６は前房内の散乱部位である。
【００２６】
そこで、前房内の散乱部位と後嚢混濁部位との区別は、角膜より眼底側に存在する輝度が高い領域のＸ軸方向への広がり状態に基づいて行う。まず、Ｙ軸方向の走査による輝度変化の抽出をＸ軸方向の解析範囲Ｓxについて行う。そして、角膜より眼底側で輝度値の高い部分を順に見ていき、その輝度値の高い部分がＸ軸方向にほぼ直線的に最も多く分布しているところを後嚢混濁部位として特定する。すなわち、図３の例では、散乱部位３１０は輝度値の高い部分についてＸ軸方向への直線的な並びが最も多く、前房内の散乱部位３０６はＸ軸方向への直線的な並びが少ない。従って、散乱部位３１０が後嚢混濁部位として特定される。
【００２７】
後嚢混濁部位が特定できれば、これを中心にＹ軸方向の解析範囲Ｓyの位置が決定される。解析範囲Ｓyの幅は後嚢混濁部位のＹ軸方向への広がり幅を考慮し、例えば、０．２５ｍｍに相当するピクセル分とされる。解析範囲Ｓyの位置は、後嚢混濁部位３１０が解析範囲Ｓyのほぼ中心に平均的に位置するように決定される。そして、解析範囲Ｓx 、Ｓy 、で囲まれるエリア３１１が解析エリアとして決定される。
【００２８】
なお、解析エリア３１１の各Ｓx 、Ｓy の幅は、予め解析パラメータの設定フォームで任意の値に設定することができる。また、自動的に決定された解析エリア３１１が不適切、または、散乱部位のイレギュラーにより混濁部位３１０が特定できないときは、従来と同じくマウス２０３を使ってマニュアル設定も可能である。図３において、画面左側には解析軸Ｍ上における輝度変化が棒グラフ３２０として表示されるので、検者はこの棒グラフ３２０の輝度変化から混濁部位３１０の特定の適否を判断できる。また、棒グラフ３２０を表示するラインは解析軸Ｍに限らず、マウス２０３により前眼部断面像３００上で任意に移動可能である。
【００２９】
上記の解析エリア３１１の決定は次のようにしても良い。撮影画像のブラックレベルをゼロcct（computer compatible tapes）とし、ある閾値（例えば５０cct）以上のところを混濁部分として判断し、その閾値の部分がＸ方向にほぼ直線的に最も多く広がっている部分を後嚢混濁部位３１０として特定する。
【００３０】
＜後嚢混濁の解析＞  以上のようにして決定された解析エリア３１１内において、予め定められた複数のdensity値に分けてそのピクセル部分が抽出され、ディスプレイ２０４にグラフィック表示される。図４はその表示例であり、抽出されたピクセル部分が拡大表示されている。（ａ）はdensity値が５０cct以上、（ｂ）はdensity値が１００cct以上、（ｃ）はdensity値が１５０cct以上、（ｄ）はdensity値が２００cct以上のものを抽出している。また、（ｅ）はdensity値が５０cct以上で１００cct未満、（ｆ）はdensity値が１００cct以上で１５０cct未満、（ｇ）はdensity値が１５０cct以上で２００cct未満を抽出している。ある一定のdensity値以上の分布部分を複数段階にして図で表示することにより、混濁部位の程度とその分布状態を視覚的に把握し易くなる。さらに、解析としては、それぞれ分けられた（ａ）〜（ｇ）の段階において、測定エリア内で抽出された閾値densityの平均値の他、抽出された閾値densityの大きさがピクセル数で求められ、解析結果としてそれぞれ数値表示される。これらによって、さらに検者は後嚢混濁の程度を定量的に評価できる。
【００３１】
また、後嚢混濁の解析結果の表示としては、図４の（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ）を組み合わせ、各density値の範囲毎にカラーマップ表示する方法でも良い。
【００３２】
以上では眼内レンズ挿入眼における後嚢混濁の解析を例にとって説明したが、水晶体皮質の前面又は後面等の組織混濁を解析する場合にも適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、検者の負担を軽減し、より信頼性の高い解析結果を得ることができる。また、検者間でのバラツキがないため、再現性の向上を図ることができる。さらに、混濁状態をより定量的に把握でき、視覚的にも容易に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置の光学系構成を説明する図である。
【図２】前眼部断面撮影部と画像解析部の信号処理の構成を説明する図である。
【図３】後嚢混濁の解析を説明する図である。
【図４】解析結果の表示例を示す図である。
【符号の説明】
１００  前眼部断面撮影部
２００  画像解析部
２０１  コンピュータ部
２０２  キーボード
２０３  マウス
２０４  カラーディスプレイ
３００  前眼部断面画像
３１０  散乱部位
３１１  解析エリア
【図１】
0004104302.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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