(57)【要約】【課題】検者の経験が少ない場合であっても、個人差や装置の特性に影響されることなく絶対的な色彩光学的色情報を取得し、的確な定量化によってより正確な眼底網膜診断を行うことができる眼底画像観察解析システムを提供すること。【解決手段】眼底観察装置と、眼底画像データを取得する撮影装置と、眼底画像データを格納および処理する情報処理演算装置と、を有する眼底観察撮影解析システムであって、情報処理演算装置は、照明光源のスペクトル特性を取得するスペクトル特性取得部と、基準化フィルターを作成する基準化フィルター作成部と、眼底画像データから解析データを抽出するデータ抽出部と、解析データと同種の解析データが格納されてなるデータベース部と、データ抽出部により抽出された前記解析データと、データベース部において予め格納されている解析データと、を比較する比較部と、比較部の結果を表示する表示部と、を有する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼底観察装置と、
前記眼底観察装置に備え付けられ、眼底画像データを取得する撮影装置と、
前記撮影装置が取得した前記眼底画像データを格納および処理する情報処理演算装置と、を有する眼底観察撮影解析システムであって、
前記情報処理演算装置は、
照明光源のスペクトル特性を取得するスペクトル特性取得部と、
基準化フィルターを作成する基準化フィルター作成部と、
前記撮影装置が取得した眼底画像データから解析データを抽出するデータ抽出部と、
前記解析データと同種の解析データが格納されてなるデータベース部と、
前記データ抽出部により抽出された前記解析データと、前記データベース部において予め格納されている解析データと、を比較する比較部と、
前記比較部の結果を表示する表示部と、を有する、眼底観察撮影解析システム。
【請求項２】
前記データ抽出部は、前記基準化フィルターを用いて前記撮影装置が取得した眼底画像データを処理する、請求項１記載の眼底観察撮影解析システム。
【請求項３】
前記基準化フィルター作成部は、色彩工学的基準色に基づき前記基準化フィルターを作成する請求項１記載の眼底観察撮影解析システム。
【請求項４】
前記基準化フィルター作成部は、色彩工学的基準色に基づき前記基準化フィルターを作成し、
前記データ抽出部は、前記基準化フィルターを用いて、前記眼底画像データの色彩値を色彩工学的絶対値に変換する請求項１記載の眼底観察撮影解析システム。
【請求項５】
前記データベース部において格納されている前記解析データは、色彩工学的基準色を基準に作成されてなる請求項１記載の眼底観察撮影解析システム。
【請求項６】
前記眼底観察装置は、赤外線領域又は近赤外線領域の少なくともいずれかの領域の観察が可能である請求項１記載の眼底観察撮影解析システム。
【請求項７】
前記撮影装置において、取得する眼底画像データの画素数が１０００万画素以上である請求項１記載の眼底観察撮影解析システム。
【請求項８】
前記撮影装置において、取得する眼底画像データの解像度が１４ビット以上である請求項１記載の眼底観察撮影解析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼底画像観察解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
眼底網膜を観察する方法としては、医師（検者）が肉眼でレンズによる倒像あるいは直像を直接観察し、医師が主観的に表現して記載する方法と、眼底カメラ又はビデオなどにより撮像した画像を間接的に観察する方法が一般的である。
【０００３】
しかしながら、肉眼で観察するには経験が必須かつ重要であり、観察をする者による個人差が大きくなってしまう。つまり、医師の力量の違いや眼底観察装置、撮影装置の機種の違いやこれら装置のおかれる状況等のばらつきを考慮しておらず、客観的に定量的な観察が行われていなかったという問題を有している。
【０００４】
従来から、眼底の状態を客観的に記録保存するための画像観察装置として、無散瞳眼底カメラが古くから使われているが、その他に光干渉断層撮影装置（例えば下記特許文献１参照）や、レザー走査眼底撮影装置（例えば下記特許文献２参照）、更には偏光フィルター眼底撮影装置（下記特許文献３参照）などの装置が開発されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６７７６１
【特許文献２】特開２００７−２７５３２３
【特許文献３】特開平０５−１０３７６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに上記のように種々の画像観察装置が開発されているが、初期投資と経済性の観点から、画像観察装置としては無散瞳眼底カメラが最も多く利用されているが、無散瞳眼底カメラにより取得される画像は画質にばらつきが大きく、他人同士の比較は不可能であるが極めて困難であり、さらに同一被検眼に観察条件と撮像条件をそろえて撮影したとしも、撮影時期が異なると眼球が前後・左右・回転運動の多様性運動をし、更に、眼球の微細な固視微動が重なるため、２枚の画像を比較することが極めて困難である。
【０００７】
また従来において色彩情報の利用は、太い動脈の光沢を「正常」と「銅線様」と「銀線様」との３段階に定性的分類しているのみであり（たとえば、「眼科学（文光堂）ｐ−３２７，２００３年」）、定量化はできていない。そのうえ眼底網膜の分類はこれまでキース・ワグナーの分類やシャイエ分類があるがこれも定性的な５段階分類で、主観的に定性的に決めていため観察者の力量によるばらつきが多かった。客観的に定量的に診断する方法が望まれていた。
【０００８】
即ち、上記従来の技術はいずれも画質が眼底観察装置や撮影装置の機種に依存しているためその依存を排除できず、また検者の経験に依存せざるを得ないといった課題が残っている。
【０００９】
以上、本発明は上記課題を鑑み、検者の経験が少ない場合であっても、個人差や装置の特性に影響されることなく絶対的な色彩光学的色情報を取得し、的確な定量化によってより正確な眼底網膜診断を行うことができる眼底画像観察解析システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明の一手段に係る眼底観察撮影解析システムであって、眼底観察装置と、眼底観察装置に備え付けられ、眼底画像データを取得する撮影装置と、撮影装置が取得した前記眼底画像データを格納および処理する情報処理演算装置と、を有しており、更に、情報処理演算装置は、照明光源のスペクトル特性を取得するスペクトル特性取得部と、基準化フィルターを作成する基準化フィルター作成部と、撮影装置が取得した眼底画像データから解析データを抽出するデータ抽出部と、解析データと同種の解析データが格納されてなるデータベース部と、データ抽出部により抽出された解析データと、データベース部において予め格納されている解析データと、を比較する比較部と、比較部の結果を表示する表示部と、を有することとする。
【００１１】
本手段において、限定されるわけではないが、データ抽出部は、基準化フィルターを用いて撮影装置が取得した眼底画像データを処理することが好ましい。
【００１２】
また本手段において、限定されるわけではないが、基準化フィルター作成部は、色彩工学的基準色に基づき基準化フィルターを作成することが好ましい。ここで色彩工学的基準色としては、２４色以上の色彩を用いることが好ましい。また、本手段において、色彩工学基準色は、輝度情報と色彩情報を含んでなることが好ましい。
【００１３】
また、本手段において、限定されるわけではないが、データベース部において格納されている前記解析データは、色彩工学的基準色を基準に作成されてなることが好ましい。なお、解析データとしては、限定されるわけではないが、非圧縮でサンプル、保存されたものであることは好ましい一例である。
【００１４】
また、本手段において、限定されるわけではないが、眼底観察装置は、下肢領域から赤外線領域、近赤外線領域又は紫外線領域の少なくともいずれかの波長領域の観察が可能であることが好ましい。この場合において、上記領域に用いる光源としては、紫外線から赤外線までを含む光を放つキセノンストロボフラッシュを用いることは好ましい一例である。
【００１５】
また、本手段において、限定されるわけではないが、撮影装置において、取得する眼底画像データの画素数が１０００万画素以上であることが好ましく、また、撮影装置において、取得する眼底画像データの解像度が１４ビット以上であることが好ましい。この場合において撮影装置において、限定されるわけではないが、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）であることは好ましい一例である。
【００１６】
また、本手段において、限定されるわけではないが、スペクトル特性取得部は、拡散反射板と分光放射輝度計を備え、これらを用いてスペクトル特性を求めることが好ましい。
【００１７】
また、本手段において、データベース部において予め格納される解析データは、所定の幅で区分した年齢層別の解析データ群を格納していることが好ましく、その他に血液型の解析データ群、所定の幅で区分した身長層別の解析データ群、所定の幅で区分した体重層別の解析データ群、所定の幅で区分した腹囲層別の解析データ群、又はこれらのうち少なくとも二以上の組み合わせからなる解析データ群であることも可能である。
【００１８】
また、本手段において、色彩工学的基準色をもちいて、眼底観察装置と撮影装置とから撮影されたデータの色彩工学的特性を用いて基準色の値をもとめそのシステムの解析に用いるために情報解析装置に記憶保存しておくことが望ましい。
【００１９】
色彩工学的絶対値には輝度情報と色彩情報が含まれることが望ましい。
【００２０】
データベースの眼底画像情報の色彩工学的絶対値は、血管系と神経系を含んでいることが望ましい。
【００２１】
眼底画像情報の血管系には動脈と静脈と毛細血管の色彩工学的絶対値を含んでいることが望ましい。
【００２２】
眼底画像情報の神経系には視神経乳頭と神経線維と視細胞と黄斑との色彩工学的絶対値を含んでいることが望ましい。
【００２３】
眼底画像情報は脈絡膜の色彩工学的絶対値を含んでいることが望ましい。
【００２４】
眼底画像情報は表面の色彩工学的絶対値のみならず、色彩の均一性情報を含んでいることが望ましい。
【００２５】
眼底画像情報は表面の情報のみならず、辺縁の滑らかさ・不規則性情報と、直径の不規則性・変化情報を含んでいることが望ましい。
【００２６】
眼底画像情報は可視波長による表面の色彩工学的情報と輝度情報のみならず、近赤外線ならびに赤外線による深部情報を含んでいることが望ましい。
【００２７】
観察結果報告には得られたデータベースとの同時報告が望ましい。
【発明の効果】
【００２８】
以上、本発明によれば、検者の経験が少ない場合であっても、個人差や装置の特性に影響されることなく絶対的な色彩光学的色情報を取得し、的確な定量化によってより正確な眼底網膜診断を行うことができる眼底画像観察解析システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態の記載にのみ限定されるわけではない。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る眼底画像観察解析システム（以下「本解析システム」ともいう。）の概略を示す図である。本図で示すように、本解析システムは、眼底観察装置１、眼底観察装置１に備え付けられている撮影装置２、撮影装置２が撮影した撮影データを格納及び処理する情報演算処理装置３、分光反射輝度計４と、をすくなくとも有して構成されている。
【００３１】
また本解析システムにおいて、情報処理演算装置は、照明光源のスペクトル特性を取得するスペクトル特性取得部と、基準化フィルターを作成する基準化フィルター作成部と、撮影装置が取得した眼底画像データから解析データを抽出するデータ抽出部と、解析データと同種の解析データが格納されてなるデータベース部と、データ抽出部により抽出された前記解析データと、データベース部において予め格納されている解析データと、を比較する比較部と、比較部の結果を表示する表示部と、を有する。
【００３２】
眼底観察装置１ならびに撮影装置２で用いる撮影照明光源のスペクトル特性を得るために、暗室内にて行う事が望ましい。完全拡散反射面５と測光する分光放射輝度計４とデータ処理する情報演算処理装置３を示している。完全拡散反射面５は眼底観察装置１ならびに撮影装置２で被検眼を撮影する時と同じ位置に配置することが望ましい。ただし分光放射輝度計４で測光するために照明光源の出射角度と分光放射輝度計４への入射角度を４５度にすることが好ましい。
【００３３】
図２は、利用するシステムを用いて、色彩工学的基準色６のデ−タを取得する概略図を示す。眼底観察装置１ならびに撮影装置２で利用する照明光源をもちいて色彩工学的基準色６の基準値を得る。これらの操作は暗室内にて行うことが望ましい。色彩工学的基準色６は眼底観察装置１ならびに撮影装置２で被検眼を撮影する時と同じ位置に配置することが望ましい。基準色は２４種類以上準備することが好ましい。
【００３４】
図３はデータベース獲得の概略図を示す。健康被検者の被検眼７を眼底観察装置１で観察する位置にあわせる。眼底に焦点が合ったら撮影装置２で撮影して画像データを情報演算処理装置３に送る。眼底画像データと同じファイルに被検者の血液データと身長と体重と腹囲などのデータを情報演算処理装置３に記憶してデータベースを作成する。血液データは電子ファイルが好ましい。
【００３５】
図４は眼底観察と撮影と解析基準化とデータベースとの比較結果報告の概略図を示す。観察するべき被検者の被検眼７を眼底観察装置１で観察する位置にあわせる。眼底に焦点が合ったら撮影装置２で撮影して画像データを情報演算処理装置３に送る。情報演算処理装置３で図１と図２で得られた変換フィルターを利用して色彩工学的絶対値を求める。観察値がデータベース正常範囲と比較して相当する年齢を推測する。同時に血液データのデータベースから血液値を推測する。眼底撮影画像と相当年齢と相当血液推測値を印刷装置９に送り報告書１０を印刷する。
【００３６】
図５は全過程のフローチャートを示す。第１の過程は色彩工学的基準化の準備段階Ｓ０１で、変換フィルターＳ０４を生成する過程をさす。変換フィルターＳ０４は第２第３の過程で基準化にもちいる。第２の過程は眼底観察でもちいるデータベース準備段階Ｓ０２で、正常か異常を判定するための正常人眼底観察解析結果のデータベースと正常人の血液データと身長と体重と腹囲などのデータベースＳ０５を準備する過程をさす。第３の過程は眼底観察Ｓ０３で、眼底を観察解析し、第２過程で得られた正常データベースＳ０５と比較して正常異常を判定して眼底の年齢を推測する。さらに、その眼底基準化結果から血液所見を推測させることが望ましい。逆に血液データを入力すると正常人相応の年齢を推測できることが好ましい。これらを総合して観察結果報告Ｓ０６をする。
【００３７】
図６は色彩工学的基準化準備のフローチャートを示す。一方の過程は、眼底観察装置ならびに撮影装置の照明光源Ｓ０１０１を用いて完全拡散反射面Ｓ０１０２を照明して分光放射輝度計Ｓ０１０３にて測光し照明光源データＳ０１０４を得る。他方の過程は、色彩工学的基準色Ｓ０１０５を用いて眼底観察装置Ｓ０１０６ならびに撮影装置Ｓ０１０７で撮影して基準色ＲＧＢデータＳ０１０８を得る。これらの２過程から得られた照明光源データＳ０１０４と基準色ＲＧＢデータＳ０１０８を合成Ｓ０１０９して色彩工学的基準化係数Ｓ０１０を求めて変換フィルターＳ０４を生成する。
【００３８】
図７は変換フィルターのフローチャートを示す。眼底観察装置と撮影装置により得られた撮影データＳ０４０１を正規化Ｓ０４０２する。正規化は眼底のもっとも明るく白い視神経乳頭のデータを最大値として、眼底のもっとも暗い黄斑のデータを最小値として正規化する。さらに撮影装置の強調（ガンマ補正）を逆補正しれ比例関係にもどして正規化する。正規化された撮影データを色彩工学的基準化係数Ｓ０１１０をもちいて色彩工学的基準化Ｓ０４０３して、色彩工学的絶対値Ｓ０４０４とする。
【００３９】
図８は色彩工学的基準化フローチャートを示す。まずＲＧＢデータの正規化をおこなう。正規化は眼底のもっとも明るく白い視神経乳頭のデータを最大値とし、眼底のもっとも暗い黄斑のデータを最小値として正規化し、さらに撮影装置の強調補正（ガンマ補正）を逆補正して比例関係の正規化をしたＲＧＢ表色系Ｓ０４０３０２にする。つぎにＲＧＢ表色系Ｓ０４０３０２からＸＹＺ表色系Ｓ０４０３０３に変換する。つぎに先に得られた色彩光学的基準化係数Ｓ０１１０をもちいてＣＩＥＬａｂ表色系Ｓ０４０３０４に変換する。
【００４０】
図９はデータベース準備のフローチャートを示す。各年齢層の正常人を対象として眼底観察装置と撮影装置により得られた眼底撮影データＳ０２０１を正規化Ｓ０２０２し、関心領域Ｓ０２０３を選択し、変換フィルターＳ０４を用いて色彩工学的絶対値Ｓ０２０４を求める。同一正常人の別に得られた血液データと身長と体重と腹囲などのデータＳ０２０５とを合成Ｓ０２０６してデータベースＳ０５を生成する。
【００４１】
血液データには総コレステロール値と中性脂肪値と高密度リポ蛋白（ＨＤＬ）と低比重リポ蛋白（ＬＤＬ）とが含まれていることが好ましい。
【００４２】
身長と体重の２種類のデータの変わりに国際的肥満度評価に用いられているＢｏｄｙ  Ｍａｓｓ  Ｉｎｄｅｘ（以降ＢＭＩと略す）をもちいてもよい。
【００４３】
関心領域には、視神経乳頭辺縁から視神経乳頭の長径短径の平均だけ離れた脈管と脈絡膜と神経線維が選択されることが望ましい。脈管は上側鼻側と上側耳側と下側鼻側と下側耳側の動脈と、上側鼻側と上側耳側と下側鼻側と下側耳側の静脈が含まれることが望ましい。脈絡膜と神経線維においては視神経乳頭から視神経乳頭の長径短径の平均だけ離れた３６０度の円周上の一定の幅を持った部分が好ましい。一定の幅としては画素数として１０から２０画素くらいが好ましい。
【００４４】
図１０は眼底観察のフローチャートを示す。眼底観察装置ならびに撮影装置により得られた眼底撮影データＳ０３０１を正規化Ｓ０３０２し、関心領域を選択Ｓ０３０３し、変換フィルターＳ０４により色彩工学的絶対値Ｓ０３０４を求める。この値が正常人から得られたデータベースＳ０５のどこに相当するかによって相当年齢と相当血液データと相当ＢＭＩを推測して観察結果報告Ｓ０６する。
【００４５】
以上、本解析システムによれば、検者の経験が少ない場合であっても、個人差や装置の特性に影響されることなく絶対的な色彩光学的色情報を取得し、的確な定量化によってより正確な眼底網膜診断を行うことができる眼底画像観察解析システムを提供することができる。
【００４６】
また、本解析システムによれば、色彩工学的絶対値を求めるために、本発明では正常人データベースとの比較報告を行うことができる。
【００４７】
また、本解析システムによれば、照明光源はキセノンストロボフラッシュであるので、スペクトルが広く、十分な色情報が収集できる。
【００４８】
また、本解析システムによれば、被検眼眼底を撮影する光学系には近赤外線までを考慮して有りより正確なスペクトルを収集できる。
【００４９】
また、本解析システムによれば、動脈と静脈と脈絡膜の色彩工学的絶対値を求めており、照明光源も近赤外線情報も定量化されているので酸素飽和度も計算できる。
【００５０】
また、本解析システムによれば、動脈と静脈の色彩工学的絶対値を求めており、血液生化学的データも推測できる。リポ蛋白（総コレステロールとＨＤＬとＬＤＬと中性脂肪がふくまれる）も推測できる。そのため生活習慣病とかメタボリックシンドロームとかの進行程度も推測できる。
【００５１】
また、本解析システムによれば、色彩工学的絶対値を求めており、輝度情報と色彩情報を求めており、血管評価のみならず、神経情報も評価できる。
【００５２】
また、本解析システムによれば、動脈と静脈と脈絡膜の色彩工学的絶対値を求めており、血糖値も推測できるため糖尿病の評価ができる。
【００５３】
また、本解析システムによれば、色彩工学的絶対値をもとめており、解像度も高く、動脈壁とか静脈壁の滑らか程度と不整程度を解析できるために、動脈硬化の程度を推測できる。
【００５４】
また、本解析システムによれば、色彩工学的絶対値をもとめているので、出血の評価ができ、白斑の評価ができる。
【００５５】
また、本解析システムによれば、色彩工学的絶対値をもとめており、解像度も高いので、神経線維の脱落程度も評価でき、緑内障の評価もできる。
【００５６】
また、本解析システムによれば、色彩工学的絶対値で定量化しており、ひとつの疾患だけではなくて、出血や白斑などの異常から、緑内障や糖尿病の評価もできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施形態に係る眼底画像観察解析システムの概略図を示す。
【図２】基準色データ獲得の図である。
【図３】データベース獲得の図である。
【図４】観察結果報告の図の図である。
【図５】全過程フローチャートである。
【図６】色彩工学的基準化準備フローチャートである。
【図７】変換フィルターフローチャートである。
【図８】色彩工学的基準化フローチャートである。
【図９】データベース準備フローチャートである。
【図１０】眼底観察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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