專利名稱：用于眼部的層析成像設(shè)備的圖像處理裝置及圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種支持眼部的圖像診斷的技術(shù)。
背景技術(shù)：
為了實(shí)現(xiàn)與生活方式相關(guān)的疾病以及容易導(dǎo)致失明的各種疾病的早期診斷，眼部的檢查被廣泛應(yīng)用。諸如OCT (光學(xué)相干層析成像，Optical Coherence Tomography)的眼部層析成像裝置能夠?qū)σ暰W(wǎng)膜層的內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行三維觀察。為此，期望眼部層析成像裝置有助于更加精確的疾病診斷。
圖IA至圖ID各自為通過OCT成像的視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的斷層圖像的示意圖。OCT 以三維方式獲得眼部的斷層圖像。然而，為了便于描述和說明，圖IA至圖ID各自以二維方式示出了一個(gè)斷面。參照?qǐng)DIA至圖1D，附圖標(biāo)記1表示視網(wǎng)膜色素層(pigmented retinal layer)；附圖標(biāo)記2表示神經(jīng)纖維層；附圖標(biāo)記3表示內(nèi)界膜。假定輸入這種斷層圖像。在這種情況下，測量神經(jīng)纖維層2的厚度(圖IA中的T2)使得能夠定量地診斷諸如青光眼的疾病的發(fā)展程度或者治療后的恢復(fù)程度。
為了定量地測量這些層的厚度，專利文獻(xiàn)1公開了一種通過使用計(jì)算機(jī)根據(jù)斷層圖像來檢測各視網(wǎng)膜層的邊界、并測量各層的厚度的技術(shù)。例如，如圖IB所示，該技術(shù)檢測內(nèi)界膜3、神經(jīng)纖維層2、以及神經(jīng)纖維層2與其下面的層之間的邊界(神經(jīng)纖維層邊界4)， 并測量神經(jīng)纖維層2的厚度。
在諸如年齡相關(guān)黃斑變性的疾病中，視網(wǎng)膜色素層1的形狀根據(jù)疾病的狀況而變形為三維形狀。因此，在理解疾病的狀況中，量化形狀的形變度是有效的。
圖IC是年齡相關(guān)黃斑變性中的視網(wǎng)膜的層結(jié)構(gòu)的示意圖。年齡相關(guān)黃斑變性中的視網(wǎng)膜色素層1具有在垂直方向上部分呈波浪狀的區(qū)域?？墒褂靡韵路椒ㄗ鳛槭褂肙CT 診斷年齡相關(guān)黃斑變性的方法。該方法獲得能夠在斷層圖像上觀察到的視網(wǎng)膜色素層1的邊界5 (實(shí)線)、與假設(shè)在正常條件下存在的視網(wǎng)膜色素層1的邊界的估計(jì)位置6 (虛線下文中稱為正常結(jié)構(gòu))之間的差(圖ID中的陰影部分)的面積或者它們之間的差的和(體積)。這就量化了疾病的狀態(tài)。
在體檢等中，期望通過一次檢查來檢測諸如青光眼和年齡相關(guān)黃斑變性的多種眼部疾病。與此相反，在使用胸部CT圖像和X射線圖像的領(lǐng)域中，公開了一種同時(shí)執(zhí)行與要分析的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的診斷支持算法以檢測異常區(qū)域候選、并確定異常區(qū)域的疾病類型的技術(shù)。
請(qǐng)注意，在本說明書中，將通過以上測量獲取到的用于診斷眼部的信息(S卩，通過量化預(yù)定層的厚度以及與正常結(jié)構(gòu)的差而獲得的值)統(tǒng)稱為“眼部診斷信息數(shù)據(jù)”，或簡稱為“診斷信息數(shù)據(jù)”。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-073099號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-275318號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題 然而，專利文獻(xiàn)1中描述的技術(shù)沒有公開用于檢測多種疾病的任何層邊界檢測方法。因此，需要使用固定的分析方法來進(jìn)行處理，或者在操作者指定適合于各種情況的分析方法之后進(jìn)行測量。如果無法獲得合適的處理結(jié)果，則需要在改變分析方法或用于圖像處理的參數(shù)的情況下，再次進(jìn)行測量。
根據(jù)專利文獻(xiàn)2中描述的技術(shù)，同時(shí)執(zhí)行多種CAD算法包含許多無用的處理，導(dǎo)致了不必要的大的計(jì)算量。
在考慮以上問題的情況下作出本發(fā)明，并且，本發(fā)明旨在提供一種在不增加用戶負(fù)擔(dān)的情況下、從眼部的斷層圖像中適應(yīng)性地獲取用于診斷多種疾病的眼部診斷信息數(shù)據(jù)的技術(shù)。
更具體地說，本發(fā)明旨在提供一種從眼部的斷層圖像中檢測與多種疾病相對(duì)應(yīng)的病損、并定量地分析病損的發(fā)展程度或者治療后的恢復(fù)程度的技術(shù)。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種從眼部的斷層圖像中有效地檢測病損、并對(duì)病損進(jìn)行定量分析的技術(shù)。
解決問題的手段 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，例如，根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置具有以下配置。
也就是說，提供了一種圖像處理裝置，其處理眼部的斷層圖像，其特征在于該圖像處理裝置包括層獲取單元，用于從所述斷層圖像中獲取預(yù)定層區(qū)域；改變單元，用于基于從所述層區(qū)域中提取出的信息數(shù)據(jù)，改變用于從所述斷層圖像中獲取作為用于診斷所述眼部的信息的診斷信息數(shù)據(jù)的算法；以及用于基于所述改變單元改變的所述算法從所述斷層圖像中獲取所述診斷信息數(shù)據(jù)的單元。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，例如，根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法具有以下配置。
也就是說，提供了一種圖像處理裝置執(zhí)行的圖像處理方法，該圖像處理裝置處理眼部的斷層圖像，其特征在于所述圖像處理方法包括層獲取步驟，從所述斷層圖像中獲取預(yù)定層區(qū)域；改變步驟，基于從所述層區(qū)域中提取出的信息數(shù)據(jù)，改變用于從所述斷層圖像中獲取作為用于診斷所述眼部的信息的診斷信息數(shù)據(jù)的算法；以及基于所述改變步驟中改變的所述算法從所述斷層圖像中獲取所述診斷信息數(shù)據(jù)的步驟。
本發(fā)明的技術(shù)效果 根據(jù)本發(fā)明的配置，可以在不增加用戶負(fù)擔(dān)的情況下、從眼部的斷層圖像中適應(yīng)性地獲取用于診斷多種疾病的眼部診斷信息數(shù)據(jù)。
此外，可以從眼部的斷層圖像中檢測與多種疾病相對(duì)應(yīng)的病損、并定量地分析病損的發(fā)展程度以及治療后的恢復(fù)程度。
此外，可以通過使用眼部的斷層圖像，有效地檢測病損、并對(duì)病損進(jìn)行定量分析。
通過以下結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，其中，在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記指定相同或相似的部分。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與文字說明一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖IA是通過OCT成像的視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的斷層圖像的示意圖； 圖IB是通過OCT成像的視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的斷層圖像的示意圖； 圖IC是通過OCT成像的視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的斷層圖像的示意圖； 圖ID是通過OCT成像的視網(wǎng)膜黃斑區(qū)域的斷層圖像的示意圖； 圖2是示出包括根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖像處理裝置的系統(tǒng)的配置的示例的框圖； 圖3是示出圖像處理裝置10的功能配置的示例的框圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖像處理裝置10執(zhí)行的處理的流程圖； 圖5是示出步驟S460中執(zhí)行的處理的詳情的流程圖； 圖6是示出步驟S465中執(zhí)行的處理的詳情的流程圖； 圖7是示出三種加權(quán)函數(shù)的示例的圖； 圖8A是示出視神經(jīng)乳頭(optic papilla)的示例的圖； 圖8B是示出視神經(jīng)乳頭的示例的圖； 圖9是示出作為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的圖像處理裝置的圖像處理裝置900的功能配置的示例的框圖； 圖10是用于描述本發(fā)明的第二實(shí)施例中的圖像處理的內(nèi)容的圖； 圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的步驟S460中的處理的詳情的流程圖； 圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的步驟S465中的處理的詳情的流程圖； 圖13是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的步驟S440中的處理的圖； 圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的步驟S465中的處理的詳情的流程圖；以及 圖15是示出具有與存儲(chǔ)單元320和顯示單元340相對(duì)應(yīng)的硬件、并且作為軟件保持和執(zhí)行其余單元的計(jì)算機(jī)的硬件配置的示例的框圖。
具體實(shí)施例方式[第一實(shí)施例] 根據(jù)本實(shí)施例的圖像處理裝置獲取要檢查的眼部(檢查目標(biāo)眼部)的黃斑區(qū)域的斷層圖像，并對(duì)獲取的斷層圖像中描繪的預(yù)定層執(zhí)行分析處理，由此量化病損。例如，如果通過對(duì)預(yù)定層的分析處理確定視網(wǎng)膜色素層正常，則裝置進(jìn)行分析處理，以檢查青光眼等。 也就是說，如圖IB所示，裝置從斷層圖像中檢測內(nèi)界膜3、神經(jīng)纖維層邊界4以及視網(wǎng)膜色素層1的邊界5 (下文中稱為視網(wǎng)膜色素層邊界幻，并且測量神經(jīng)纖維層2的厚度和整個(gè)視網(wǎng)膜層的厚度，從而獲取診斷信息數(shù)據(jù)。如果通過對(duì)預(yù)定層的分析處理確定視網(wǎng)膜色素層1異常，則裝置進(jìn)行分析處理，以檢查年齡相關(guān)黃斑變性等。也就是說，如圖ID所示，裝置從斷層圖像中檢測內(nèi)界膜3和視網(wǎng)膜色素層邊界5，并估計(jì)視網(wǎng)膜色素層邊界5的正常結(jié)構(gòu)6。然后，裝置測量整個(gè)視網(wǎng)膜層的厚度作為診斷信息數(shù)據(jù)，并量化視網(wǎng)膜色素層1的干擾(disturbance)。
該實(shí)施例將例示測量視網(wǎng)膜色素層1的情況。然而，可以通過使用其他的視網(wǎng)膜深層邊界(外界膜(未示出)、視覺細(xì)胞內(nèi)段(inner segment)/外段(outer segment)邊界(未示出)、以及視網(wǎng)膜色素層的內(nèi)層側(cè)邊界(未示出)等)替代視網(wǎng)膜色素層邊界5， 來進(jìn)行測量。
此外，通過測量內(nèi)界膜3與內(nèi)網(wǎng)織層(inner plexiform layer)的外層側(cè)邊界如之間的距離替代內(nèi)界膜3與神經(jīng)纖維層邊界4之間的距離，能夠獲得相同的診斷信息數(shù)據(jù)。
包括該實(shí)施例的各隨后的實(shí)施例例示了測量神經(jīng)纖維層的厚度的情況。然而，可以測量內(nèi)網(wǎng)織層的外層側(cè)邊界如替代神經(jīng)纖維層邊界4。
圖2是示出包括根據(jù)本實(shí)施例的圖像處理裝置的系統(tǒng)的配置的示例的框圖。如圖 2所示，作為根據(jù)本實(shí)施例的圖像處理裝置的圖像處理裝置10經(jīng)由諸如以太網(wǎng)(Ethernet )的局域網(wǎng)(LAN) 30與層析成像裝置20和數(shù)據(jù)服務(wù)器40相連接。請(qǐng)注意，各設(shè)備之間的連接不限于經(jīng)由LAN的連接，而可以是經(jīng)由諸如USB或IEEE1394的接口的連接。或者，該連接可以是經(jīng)由諸如互聯(lián)網(wǎng)的外部網(wǎng)絡(luò)的連接。
層析成像裝置20是獲得眼部的斷層圖像的裝置，并包括例如時(shí)間域OCT或 Rmrier (傅立葉)域OCT。根據(jù)操作者的操作，層析成像裝置20以三維方式獲得要檢查的眼部的黃斑區(qū)域的斷層圖像。然后，層析成像裝置20經(jīng)由LAN 30將獲得的斷層圖像發(fā)送至圖像處理裝置10。
數(shù)據(jù)服務(wù)器40是保持要檢查的眼部的斷層圖像、圖像處理裝置10基于斷層圖像獲得的分析結(jié)果(例如，層邊界和量化的數(shù)值數(shù)據(jù))、以及正常眼部數(shù)據(jù)(例如，層厚度的正常范圍)的服務(wù)器。圖像處理裝置10控制數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)服務(wù)器40中的存儲(chǔ)。例如，圖像處理裝置10將從層析成像裝置20接收到的斷層圖像，不做任何改變地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器 40中；或者在對(duì)該斷層圖像執(zhí)行了某種處理時(shí)，將該斷層圖像存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器40中；或者將通過使用該斷層圖像執(zhí)行的分析處理的結(jié)果，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器40中。此外，數(shù)據(jù)服務(wù)器40根據(jù)來自圖像處理裝置10的請(qǐng)求，按照需要將關(guān)于要檢查的眼部的各種歷史數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理裝置10。
下面將參照?qǐng)D3描述根據(jù)本實(shí)施例的圖像處理裝置10的功能配置。圖3是示出圖像處理裝置10的功能配置的示例的框圖。如圖3所示，圖像處理裝置10包括圖像獲取單元310、存儲(chǔ)單元320、圖像處理單元330、顯示單元；340、結(jié)果輸出單元350、以及指令獲取單元337。
圖像獲取單元310向?qū)游龀上裱b置20發(fā)出請(qǐng)求以請(qǐng)求發(fā)送斷層圖像，還接收(獲取)層析成像裝置20根據(jù)該請(qǐng)求發(fā)送的斷層圖像。請(qǐng)注意，如果層析成像裝置20保持用于識(shí)別要檢查的眼睛的信息(例如，對(duì)象的標(biāo)識(shí)號(hào)或指示檢查對(duì)象是右眼還是左眼的標(biāo)識(shí)符)，則圖像獲取單元310可以從層析成像裝置20與斷層圖像一起獲取上述信息。假定在以下描述中，圖像獲取單元310獲取的斷層圖像附有作為信息的與層析成像相關(guān)的各種參數(shù)。
存儲(chǔ)單元320臨時(shí)保持圖像獲取單元310獲取的斷層圖像。另外，存儲(chǔ)單元320 臨時(shí)保持圖像處理單元330獲得的斷層圖像的分析結(jié)果。根據(jù)需要，將保持在存儲(chǔ)單元320 中的數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理單元330、顯示單元340、以及結(jié)果輸出單元350。
圖像處理單元330獲取保持在存儲(chǔ)單元320中的斷層圖像，并確定斷層圖像中描繪的預(yù)定層的狀態(tài)。圖像處理單元330根據(jù)結(jié)果縮小候選疾病的范圍，并執(zhí)行適于疾病的圖像處理。圖像處理單元330包括層獲取單元331、改變單元332、第二層獲取單元334、正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335、以及量化單元336。
層獲取單元331由從存儲(chǔ)單元320獲取的斷層圖像中，檢測諸如內(nèi)界膜3和視網(wǎng)膜色素層邊界5的預(yù)定層(層區(qū)域)。稍后將詳細(xì)描述層獲取單元331執(zhí)行的特定處理的內(nèi)容。
改變單元332包括狀態(tài)確定單元333。狀態(tài)確定單元333確定層獲取單元331檢測的預(yù)定層的狀態(tài)。改變單元332根據(jù)狀態(tài)確定單元333獲得的狀態(tài)確定結(jié)果改變圖像分析算法，并向各單元通知相應(yīng)的信息。稍后將詳細(xì)描述改變單元332執(zhí)行的特定處理的內(nèi)容。
如果狀態(tài)確定單元333確定視網(wǎng)膜色素層1正常，則第二層獲取單元334根據(jù)改變單元332指定的處理內(nèi)容，從斷層圖像中檢測神經(jīng)纖維層邊界4作為第二層(第二層區(qū)域)。稍后將詳細(xì)描述第二層獲取單元334執(zhí)行的特定處理的內(nèi)容。
如果狀態(tài)確定單元333確定視網(wǎng)膜色素層1異常，則正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335根據(jù)改變單元332指定的處理內(nèi)容，估計(jì)視網(wǎng)膜色素層邊界5的正常結(jié)構(gòu)(圖ID中的正常結(jié)構(gòu) 6)。相反，如果狀態(tài)確定單元333確定視網(wǎng)膜色素層1正常，則正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335不根據(jù)改變單元332的指令執(zhí)行處理。稍后將詳細(xì)描述正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335執(zhí)行的特定處理的內(nèi)容。
量化單元336根據(jù)層獲取單元331檢測到的預(yù)定層，量化整個(gè)視網(wǎng)膜層的厚度。如果第二層獲取單元334檢測到神經(jīng)纖維層邊界4，則量化單元336量化神經(jīng)纖維層2的厚度。如果正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335估計(jì)了視網(wǎng)膜色素層邊界5的正常結(jié)構(gòu)6，則量化單元336 量化層獲取單元331檢測到的視網(wǎng)膜色素層邊界5與正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335估計(jì)的正常結(jié)構(gòu)6之間的差(即視網(wǎng)膜色素層1的干擾)。稍后將詳細(xì)描述量化單元336執(zhí)行的特定處理的內(nèi)容。
顯示單元340顯示當(dāng)將與層邊界相關(guān)的信息與圖像處理單元330獲得的正常結(jié)構(gòu)相疊加時(shí)的斷層圖像。顯示單元340還顯示各種量化后的數(shù)值數(shù)據(jù)。
結(jié)果輸出單元350使檢查日期、識(shí)別要檢查的眼睛的信息、要檢查的眼睛的斷層圖像、以及圖像處理單元330獲得的分析結(jié)果相關(guān)聯(lián)，并將所得的信息作為要存儲(chǔ)的信息發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器40。
指令獲取單元337接收外部輸入的指令(例如，用戶輸入的指令)，并在后續(xù)階段將其發(fā)送至圖像處理單元330。
請(qǐng)注意，可以通過硬件實(shí)現(xiàn)圖3所示的所有單元，或者可以通過軟件實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元320和顯示單元340以外的單元。在任一情況下，可以實(shí)現(xiàn)類似的裝置。在后者的情況下，軟件被安裝在包括作為硬件的存儲(chǔ)單元320和顯示單元340的計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。該計(jì)算機(jī)的CPU執(zhí)行該軟件，以實(shí)現(xiàn)與通過硬件實(shí)現(xiàn)各單元的裝置類似的裝置。
圖15是示出包括與存儲(chǔ)單元320和顯示單元340相對(duì)應(yīng)的硬件、并且作為軟件保持并執(zhí)行其余單元的計(jì)算機(jī)的硬件配置的示例的框圖。
CPU 1501使用存儲(chǔ)在RAM 1502和ROM 1503中的程序和數(shù)據(jù)控制整個(gè)計(jì)算機(jī)，并執(zhí)行作為圖像處理裝置10進(jìn)行的處理的各處理(稍后描述)。
8 RAM 1502具有臨時(shí)存儲(chǔ)從外部存儲(chǔ)設(shè)備1504加載的程序和數(shù)據(jù)的區(qū)域、以及CPU 1501執(zhí)行各種處理必需的工作區(qū)。也就是說，RAM 1502能夠根據(jù)需要提供各種區(qū)域。可以通過RAM 1502實(shí)現(xiàn)圖3所示的存儲(chǔ)單元320。
ROM 1503通常存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)的BIOS、設(shè)置數(shù)據(jù)等。
外部存儲(chǔ)設(shè)備1504是用作諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器的大容量信息存儲(chǔ)設(shè)備的設(shè)備。外部存儲(chǔ)設(shè)備1504存儲(chǔ)OS (操作系統(tǒng))以及使CPU 1501執(zhí)行稍后描述的作為圖像處理裝置 10進(jìn)行的處理的各處理的計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)程序包括使CPU 1501實(shí)現(xiàn)圖像獲取單元310、圖像處理單元330、結(jié)果輸出單元350、以及指令獲取單元337的功能的計(jì)算機(jī)程序。在以下描述中，假定該數(shù)據(jù)包括作為已知信息(預(yù)先生成的信息)處理的數(shù)據(jù)。按照需要，在CPU 1501的控制下，存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)設(shè)備1504中的計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù)被加載到RAM 1502中。CPU 1501將執(zhí)行這些程序。
監(jiān)視器1505包括液晶顯示器等?？梢酝ㄟ^監(jiān)視器1505實(shí)現(xiàn)圖3所示的顯示單元 340。
鍵盤1506和鼠標(biāo)1507各自用作輸入設(shè)備的示例。用戶能夠使用這種輸入設(shè)備向 CPU 1501輸入各種指令。請(qǐng)注意，與指令獲取單元337相對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序向CPU 1501通知通過使用該輸入設(shè)備輸入的各種指令。
接口 1508用于在圖像處理裝置10與外部設(shè)備之間交換各種數(shù)據(jù)，并且，接口 1508 包括IEEE1394、USB以及以太網(wǎng)端口等。經(jīng)由接口 1508獲取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM 1502和外部存儲(chǔ)設(shè)備1504中。圖像獲取單元310和結(jié)果輸出單元350經(jīng)由接口 1508交換數(shù)據(jù)。
以上各單元連接到總線1509。
下面將參照?qǐng)D4的流程圖描述該實(shí)施例的圖像處理裝置10執(zhí)行的具體處理。為了便于理解，在以下描述中，圖3所示的各單元用作處理中的實(shí)體。然而，實(shí)際上，執(zhí)行與這些單元相對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序的CPU 1501用作處理中的實(shí)體。另外，很明顯，執(zhí)行以下處理必需的計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù)在開始基于圖4的流程圖的處理之前，已經(jīng)被從外部存儲(chǔ)設(shè)備1504 加載到RAM 1502中。
< 步驟 S410> 在步驟S410中，圖像獲取單元310將斷層圖像的獲取請(qǐng)求發(fā)送至層析成像裝置 20。在接收到該獲取請(qǐng)求時(shí)，層析成像裝置20發(fā)送與請(qǐng)求相對(duì)應(yīng)的斷層圖像。因此，圖像獲取單元310經(jīng)由LAN 30接收從層析成像裝置20發(fā)送的該斷層圖像。然后，圖像獲取單元310將接收到的斷層圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元320中。
< 步驟 S420> 在步驟S420中，顯示單元340顯示在步驟S410中存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元320中的斷層圖像。例如，顯示如圖IA或圖IC中示意性示出的圖像。在這種情況下，由于斷層圖像是三維數(shù)據(jù)，因此實(shí)際顯示在顯示單元340中的斷層圖像是通過從三維數(shù)據(jù)中切出關(guān)注截面而獲得的二維斷層圖像。優(yōu)選經(jīng)由⑶I等任意選擇要顯示的截面。還可以并排顯示通過之前成像而獲得的各種數(shù)據(jù)(斷層圖像及其分析結(jié)果)。
< 步驟 S430> 在步驟S430中，層獲取單元331獲取在步驟S410中存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元320中的斷層圖像。層獲取單元331從該斷層圖像中檢測內(nèi)界膜3和視網(wǎng)膜色素層邊界5。層獲取單元331從該斷層圖像中檢測中央窩(fossa)的坐標(biāo)作為黃斑區(qū)域的中心。層獲取單元331 將以此方式檢測到的各信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元320中。
下面將描述檢測層邊界的具體處理。在這種情況下，將作為處理目標(biāo)的三維斷層圖像視為一組二維斷層圖像(B超掃描圖像)，針對(duì)各二維斷層圖像執(zhí)行以下處理。
首先，對(duì)關(guān)注二維斷層圖像進(jìn)行平滑濾波處理，以移除噪聲分量。然后，從二維斷層圖像中提取出邊緣分量，并且基于邊緣分量的連通性提取幾條線段作為層邊界候選。從這些候選中選擇最上面的線段作為內(nèi)界膜3。選擇最下面的線段作為視網(wǎng)膜色素層邊界5。
另外，可以通過使用諸如使用這些線段作為初始值的Snakes模型或水平組 (level set)方法模型的可變形模型，來提高檢測精度。還可以通過使用像圖切割方法的技術(shù)，來檢測層邊界。請(qǐng)注意，可以針對(duì)作為目標(biāo)的三維斷層圖像，以三維的方式進(jìn)行使用可變形模型或圖切割的邊界檢測。作為另選方案，可以將三維斷層圖像視為一組二維斷層圖像，并以二維的方式對(duì)各二維斷層圖像應(yīng)用以上技術(shù)。請(qǐng)注意，檢測層邊界的方法不限于這些方法，而可以使用任何方法，只要其能夠從眼部的斷層圖像中檢測層邊界即可。
層獲取單元331還使用內(nèi)界膜3檢測中央窩的坐標(biāo)。更具體地說，層獲取單元331 將接近斷層圖像的中央的、所檢測到的內(nèi)界膜3的ζ坐標(biāo)最大的坐標(biāo)位置，設(shè)置為中央窩的坐標(biāo)位置。
< 步驟 S440> 在步驟S440中，狀態(tài)確定單元333基于層獲取單元331在步驟S430中檢測到的視網(wǎng)膜色素層邊界5，來確定視網(wǎng)膜色素層1是否正常。然后，狀態(tài)確定單元333將確定結(jié)果輸出至存儲(chǔ)單元320。例如，如果構(gòu)成檢測到的視網(wǎng)膜色素層邊界5的控制點(diǎn)序列的曲率的最大值等于或大于預(yù)定閾值，或者角度的最小值等于或小于預(yù)定閾值，則狀態(tài)確定單元333 確定視網(wǎng)膜色素層1異常。
請(qǐng)注意，可以通過確定視網(wǎng)膜色素層邊界5的極值的數(shù)量是否等于或大于閾值、 或者基于諸如拐點(diǎn)數(shù)或曲率方差的統(tǒng)計(jì)值，來確定視網(wǎng)膜色素層1是否正常。可以僅對(duì)容易出現(xiàn)異常的中央窩附近的視網(wǎng)膜色素層邊界5進(jìn)行這些處理。
< 步驟 S450> 在步驟S450中，改變單元332根據(jù)狀態(tài)確定單元333在步驟S440中獲得的確定結(jié)果使處理分支(即改變算法)。如果步驟S440中的確定結(jié)果指示“正?！?，則改變單元332 指示第二層獲取單元334執(zhí)行相應(yīng)的處理。然后，處理進(jìn)行到步驟S460。
相反，如果步驟S440中的確定結(jié)果指示“異?！?，則改變單元332指示正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335執(zhí)行相應(yīng)的處理。然后，處理進(jìn)行到步驟S465。
< 步驟 S460> 在步驟S460中，圖像處理單元330執(zhí)行在預(yù)定層正常的情況下進(jìn)行的分析處理。 顯示單元340還顯示分析結(jié)果。稍后將參照?qǐng)D5所示的流程圖詳細(xì)描述該步驟的處理。
< 步驟 S465> 在步驟S465中，圖像處理單元330執(zhí)行在預(yù)定層異常的情況下進(jìn)行的分析處理。 顯示單元340還顯示分析結(jié)果。稍后將參照?qǐng)D6所示的流程圖詳細(xì)描述該步驟的處理。
〈步驟S470> 在步驟S470中，指令獲取單元337從外部獲取是否在數(shù)據(jù)服務(wù)器40中存儲(chǔ)關(guān)于要檢查的眼睛的當(dāng)前處理結(jié)果的指令。該操作者經(jīng)由鍵盤1506或鼠標(biāo)1507輸入該指令。 如果操作者輸入存儲(chǔ)指令，則處理進(jìn)行到步驟S480。如果操作者沒有輸入存儲(chǔ)指令，則處理進(jìn)行到步驟S490。
〈步驟S480> 在步驟S480中，結(jié)果輸出單元350使檢查日期和時(shí)間、識(shí)別要檢查的眼睛的信息、 要檢查的眼睛的斷層圖像、以及圖像處理單元330獲得的分析結(jié)果相關(guān)聯(lián)，并將所得的信息作為要存儲(chǔ)的信息發(fā)送至數(shù)據(jù)服務(wù)器40。
〈步驟S490> 在步驟S490中，指令獲取單元337從外部獲取是否結(jié)束圖像處理裝置10對(duì)斷層圖像的分析處理的指令。操作者經(jīng)由鍵盤1506或鼠標(biāo)1507輸入該指令。如果操作者輸入結(jié)束處理的指令，則圖像處理裝置10結(jié)束處理。如果操作者輸入繼續(xù)處理的指令，則處理返回至步驟S410以對(duì)要檢查的眼睛執(zhí)行下一個(gè)處理(或?qū)ν灰獧z查的眼睛執(zhí)行再處理)。
下面將參照?qǐng)D5描述步驟S460中執(zhí)行的處理的詳情。
〈步驟S510> 在步驟S510中，第二層獲取單元334從斷層圖像中獲取神經(jīng)纖維層邊界4。作為獲取神經(jīng)纖維層邊界4的方法，例如，可以想到使用如下方法，即在ζ軸的正向從內(nèi)界膜3 的ζ坐標(biāo)值開始掃描，并連接亮度值或邊緣等于或大于閾值的點(diǎn)。
〈步驟S520> 在步驟S520中，量化單元336基于在步驟S510中獲取的神經(jīng)纖維層邊界4，量化神經(jīng)纖維層2的厚度和整個(gè)視網(wǎng)膜層的厚度。首先，量化單元336通過獲得神經(jīng)纖維層邊界4與內(nèi)界膜3之間在ζ坐標(biāo)上的差，來計(jì)算x-y平面上的各坐標(biāo)點(diǎn)上的神經(jīng)纖維層2的厚度(圖IA中的Tl)。同樣地，量化單元336通過獲得視網(wǎng)膜色素層邊界5與內(nèi)界膜3之間在ζ坐標(biāo)上的差，來計(jì)算整個(gè)視網(wǎng)膜層的厚度(圖IA中的1 。量化單元336還通過針對(duì)各y坐標(biāo)將χ軸方向上的各坐標(biāo)點(diǎn)處的層厚度相加，來計(jì)算各截面處的各層(神經(jīng)纖維層2和整個(gè)視網(wǎng)膜層)的面積。另外，量化單元336通過將在y軸方向上獲得的面積相加， 來計(jì)算各層的體積。然后，將這些結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元320中。
〈步驟S530> 在步驟S530中，顯示單元340在將在步驟S510中檢測到的神經(jīng)纖維層邊界4疊加在斷層圖像上的同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行顯示。當(dāng)由線指示各層之間的邊界時(shí)，如圖IB所示，優(yōu)選針對(duì)各邊界使用預(yù)定顏色的線。例如，紅色、黃色以及綠色線分別用于內(nèi)界膜3、神經(jīng)纖維層邊界4以及視網(wǎng)膜色素層邊界5，以表達(dá)它們。作為另選方案，可以通過向?qū)訁^(qū)域中添加半透明顏色來表達(dá)層邊界，而不明確指示它們。例如，可以通過對(duì)指示神經(jīng)纖維層2以外的整個(gè)視網(wǎng)膜層的區(qū)域著綠色、并對(duì)指示神經(jīng)纖維層2的區(qū)域著紅色，來表達(dá)神經(jīng)纖維層2和整個(gè)視網(wǎng)膜層。當(dāng)顯示它們時(shí)，優(yōu)選使用允許經(jīng)由GUI等選擇關(guān)注截面的配置。還可以通過使用已知的體繪制(volume rendering)技術(shù)以三維的方式顯示作為三維數(shù)據(jù)的斷層圖像。
顯示單元340還顯示與在步驟S520中量化的層厚度相關(guān)的信息。在這種情況下， 顯示單元340可以將信息表達(dá)為關(guān)于整個(gè)三維斷層圖像的層厚度分布映射(x-y平面)，或者可以與以上檢測結(jié)果的顯示相結(jié)合地顯示關(guān)注截面上的各層的區(qū)域。作為另選方案，可以顯示整個(gè)體積，或者計(jì)算并顯示操作者在χ-y平面上指定的區(qū)域的體積。
執(zhí)行上述步驟S510至步驟S530的處理將實(shí)現(xiàn)上述步驟S460中的處理。請(qǐng)注意， 在本實(shí)施例中，在步驟S460中，僅核查神經(jīng)纖維層2和整個(gè)視網(wǎng)膜層的厚度。然而，可以分析其他層，例如視覺細(xì)胞層和外界膜。
下面將參照?qǐng)D6描述步驟S465中執(zhí)行的處理的詳情。
〈步驟S610> 在步驟S610中，正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335根據(jù)步驟S430中獲得的視網(wǎng)膜色素層邊界5估計(jì)正常結(jié)構(gòu)6。下面將例示將作為處理目標(biāo)輸入的三維斷層圖像視為一組二維斷層圖像(B超掃描圖像)、并估計(jì)各二維斷層圖像的正常結(jié)構(gòu)的情況。更具體地說，正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335通過對(duì)代表在各二維斷層圖像中獲取的視網(wǎng)膜色素層邊界5的坐標(biāo)點(diǎn)組應(yīng)用二次函數(shù)，來估計(jì)正常結(jié)構(gòu)6。假設(shè)ε i為視網(wǎng)膜色素層邊界5的層邊界數(shù)據(jù)的第i個(gè)點(diǎn)的ζ 坐標(biāo)zi、與正常結(jié)構(gòu)6的數(shù)據(jù)的第i個(gè)點(diǎn)的ζ坐標(biāo)z’ i之間的差，按如下方式表達(dá)用于獲得近似函數(shù)的評(píng)估公式 M = min Σ P ( ε i) 其中，Σ代表i的總和，P 0為加權(quán)函數(shù)。圖7示出了三種加權(quán)函數(shù)的示例。參照?qǐng)D7，橫軸代表X，縱軸代表P (X)0要使用的加權(quán)函數(shù)不限于圖7所示，而可以設(shè)置任意類型的函數(shù)。在上面的公式中，估計(jì)函數(shù)從而使評(píng)估值M最小。
該上述方法是將三維斷層圖像視為一組二維斷層圖像(B超掃描圖像)、并針對(duì)各二維斷層圖像估計(jì)正常結(jié)構(gòu)6的方法。然而，估計(jì)正常結(jié)構(gòu)6的方法不限于該方法，可以直接處理三維斷層圖像。在這種情況下，可以使用與上面情況相同的加權(quán)函數(shù)選擇基準(zhǔn)、對(duì)步驟S430中獲取的層邊界的三維坐標(biāo)點(diǎn)組進(jìn)行橢圓擬合。另外，近似正常結(jié)構(gòu)6的形狀不限于二次函數(shù)，可以使用其他次數(shù)的函數(shù)來進(jìn)行評(píng)估。
〈步驟S620> 在步驟S620中，量化單元336基于步驟S430中獲取的層邊界，來量化整個(gè)視網(wǎng)膜層的厚度。量化單元336還基于步驟S430中獲取的視網(wǎng)膜色素層邊界5與步驟S610中估計(jì)的正常結(jié)構(gòu)6之間的差，來量化視網(wǎng)膜色素層1的干擾。盡管量化單元336量化整個(gè)視網(wǎng)膜層的厚度，但是由于該處理與步驟S520相同，因此將省略處理的詳細(xì)描述。然后，將這些結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元320中。
代表視網(wǎng)膜色素層1的干擾的特征量可以是任何特征量，只要其可以量化所獲取的視網(wǎng)膜色素層邊界5與正常結(jié)構(gòu)6之間的差即可。例如，可以獲得所獲得的差(厚度) 的統(tǒng)計(jì)值(例如，分布、最大值、平均值、中間值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、或等于或大于閾值的點(diǎn)的數(shù)量或比率)，作為與差相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的特征。作為另選方案，可以獲得諸如濃度直方圖、平均濃度值、濃度方差或?qū)Ρ榷鹊臐舛忍卣?，作為差區(qū)域的特征。
〈步驟S630> 在步驟S630中，顯示單元340疊加并顯示步驟S430中獲取的視網(wǎng)膜色素層邊界 5和步驟S610中估計(jì)的正常結(jié)構(gòu)6。另外，根據(jù)該信息，顯示單元340顯示步驟S620中量化的信息。該顯示處理與步驟S530中的處理相同，因此將省略詳細(xì)描述。
執(zhí)行上述步驟S610至步驟S630的處理將實(shí)現(xiàn)步驟S465中的處理。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施例，圖像處理裝置10確定要檢查的眼睛的視網(wǎng)膜色素層1是否正常，并獲取適于各情況的診斷信息數(shù)據(jù)。也就是說，如果視網(wǎng)膜色素層1正常，則圖像處理裝置10不僅測量視網(wǎng)膜層的厚度，還測量神經(jīng)纖維層2的厚度，作為眼部的診斷信息數(shù)據(jù)。如果視網(wǎng)膜色素層1異常，則圖像處理裝置10量化視網(wǎng)膜色素層1的形狀的干擾， 作為眼部的診斷信息數(shù)據(jù)。結(jié)果，可以在不增加用戶負(fù)擔(dān)的情況下、從眼部的斷層圖像中適應(yīng)性地獲取用于診斷多種疾病的眼部的診斷信息數(shù)據(jù)。
(第一變型例) 本實(shí)施例獲取和測量黃斑區(qū)域的層和第二層。然而，要獲取和測量多個(gè)層的目標(biāo)區(qū)域不限于黃斑區(qū)域。例如，可以對(duì)視神經(jīng)乳頭進(jìn)行層的獲取。
假定在獲取了黃斑區(qū)域的層之后，狀態(tài)確定單元333確定視網(wǎng)膜深層正常。在這種情況下，獲取視神經(jīng)乳頭的第二層。可以測量神經(jīng)纖維層的厚度、或如圖8A和圖8B所示指示視神經(jīng)乳頭的凹槽形狀的指標(biāo)801和802 (例如，凹槽的面積或體積)。
(第二變型例) 在本實(shí)施例中，當(dāng)在步驟S430中獲取內(nèi)界膜3和視網(wǎng)膜色素層邊界5、并且狀態(tài)確定單元333確定它們正常時(shí)，在步驟S460中獲取神經(jīng)纖維層邊界4。層獲取單元331能夠一起獲取這些層。也就是說，可以在步驟S430中獲取內(nèi)界膜3、神經(jīng)纖維層邊界4以及視網(wǎng)膜色素層邊界5，并使第二層獲取單元334不進(jìn)行任何處理(或者使圖像處理單元330 不包括第二層獲取單元334)。
層獲取單元331通過以下方法獲取內(nèi)界膜3、神經(jīng)纖維層邊界4以及視網(wǎng)膜色素層邊界5。例如，層獲取單元331從基于斷層圖像的邊緣信息檢測到的幾個(gè)層邊界候選中選擇最上面的線段作為內(nèi)界膜3。層獲取單元331還選擇與內(nèi)界膜3相鄰并位于其下方的線段作為神經(jīng)纖維層邊界4。層獲取單元331進(jìn)一步選擇最下面的線段作為視網(wǎng)膜色素層邊界 5。
(第三變型例) 使改變單元332改變圖像處理算法的方法不限于以上示例。例如，可以根據(jù)狀態(tài)確定單元333獲得的視網(wǎng)膜深層狀態(tài)來區(qū)分圖像處理模式(能夠處理的圖像處理參數(shù)或疾病候選)的優(yōu)先次序，從而使得操作者能夠進(jìn)行選擇。更具體地說，例如，顯示單元340顯示列表，使得當(dāng)確定視網(wǎng)膜深層狀態(tài)異常時(shí)，對(duì)異常的視網(wǎng)膜深層的處理模式分配高的優(yōu)先級(jí)，而對(duì)正常的視網(wǎng)膜深層的處理模式分配低的優(yōu)先級(jí)。這就使得操作者能夠經(jīng)由指令獲取單元337選擇圖像處理模式。在這種情況下，如果操作者沒有發(fā)出指令，則可以自動(dòng)執(zhí)行具有高優(yōu)先級(jí)的圖像處理模式。
(第四變型例) 在本實(shí)施例中，僅對(duì)眼部的斷層圖像應(yīng)用改變單元332確定的圖像處理算法。然而，本發(fā)明不限于此。例如，當(dāng)圖像處理裝置10還包括使用眼底照相機(jī)獲取眼底圖像、從而通過使用眼底圖像和斷層圖像來獲得眼部的診斷信息數(shù)據(jù)的眼底圖像獲取單元時(shí)，改變單元332可以改變眼底圖像的圖像處理算法。例如，如果視網(wǎng)膜深層具有微小的凹槽并且狀態(tài)確定單元333獲得的視網(wǎng)膜深層狀態(tài)接近正常與異常之間的邊界，則可以發(fā)出針對(duì)眼底圖像執(zhí)行如下處理的指令(改變算法的指令)，即核查是否存在指示視網(wǎng)膜深層的異常的特征。也就是說，可以使顯示單元340進(jìn)行顯示以提示操作者根據(jù)眼底圖像核查是否存在玻璃膜疣(dursen)，或者通過使用以下參考文獻(xiàn)中公開的圖像處理技術(shù)對(duì)眼底圖像進(jìn)行檢CN 102186407 A
說明書
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IlJ^ !! W^bS “ Takuro Iwasaki et al. ，“ An automatic extraction procedure of Drusen region in the fundus image “ ， IEICE technical report, MI2003-10, pp. 17-22,2004" [第二實(shí)施例] 根據(jù)第一實(shí)施例的圖像處理裝置10使?fàn)顟B(tài)確定單元333確定層狀態(tài)，并根據(jù)確定結(jié)果確定圖像處理算法。根據(jù)第二實(shí)施例的圖像處理裝置10與第一實(shí)施例的相同之處在于，狀態(tài)確定單元333確定層狀態(tài)。然而，請(qǐng)注意，本實(shí)施例不同于第一實(shí)施例之處在于，假定的情況為糖尿病性黃斑水腫，并且狀態(tài)確定單元333進(jìn)行多次層狀態(tài)確定。
圖9是示出作為根據(jù)本實(shí)施例的圖像處理裝置的圖像處理裝置900的功能配置的示例的框圖。通過從圖3所示的配置中省略第二層獲取單元334和正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元335 而獲得圖9所示的配置。其余配置與第一實(shí)施例相同。另外，包括圖像處理裝置900的系統(tǒng)的配置與第一實(shí)施例相同。
下面將參照?qǐng)D10描述本實(shí)施例中的圖像處理的內(nèi)容。
在黃斑水腫的情況下，視網(wǎng)膜層厚度呈現(xiàn)異常值，因此在眼部的斷層圖像上測量視網(wǎng)膜層厚度。在一些黃斑水腫的情況下，視覺細(xì)胞層可能具有缺陷1002。核查是否具有視覺細(xì)胞缺陷的處理，可以是有效的。另外，視覺細(xì)胞層的缺陷區(qū)域距離中央窩1001越近， 則阻礙視力恢復(fù)的可能性越高。當(dāng)出現(xiàn)缺陷區(qū)域時(shí)，在與缺陷區(qū)域的中央窩1001距離1003 處(χ軸方向上的距離)進(jìn)行測量，可以是有效的。
請(qǐng)注意，視覺細(xì)胞層鄰接視網(wǎng)膜色素層的上部，確切地說，范圍從外界膜1004到視網(wǎng)膜色素層的上端。然而，現(xiàn)有的眼睛層析成像裝置很難在視覺上核查或識(shí)別外界膜。為此，在測量視覺細(xì)胞層厚度時(shí)，本實(shí)施例獲取位于外界膜略下方的稱為視覺細(xì)胞內(nèi)段/外段邊界(未示出)的邊界，來替代外界膜，并且測量視覺細(xì)胞內(nèi)段/外段邊界與視網(wǎng)膜色素層之間的厚度。很明顯，在x-z平面上呈現(xiàn)高分辨率的眼部的斷層圖像的情況下，可以直接測量外界膜。假定預(yù)先將視網(wǎng)膜層厚度和視覺細(xì)胞層厚度的正常值范圍的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)服務(wù)器40載入到了存儲(chǔ)單元320中。
圖像處理裝置900進(jìn)行的具體處理基本上遵循圖4所示的流程圖，僅在以下方面存在不同之處。
〈步驟S430> 在步驟S430中，層獲取單元331從斷層圖像中檢測內(nèi)界膜3和視網(wǎng)膜色素層5。
〈步驟S440> 在步驟S440中，狀態(tài)確定單元333基于在步驟S430中檢測到的內(nèi)界膜3和視網(wǎng)膜色素層5確定視網(wǎng)膜層的厚度是否正常。更具體地說，首先，狀態(tài)確定單元333從存儲(chǔ)單元320中獲取指示視網(wǎng)膜層厚度的正常值范圍的數(shù)據(jù)。狀態(tài)確定單元333核查在步驟S430 中獲取的內(nèi)界膜3和視網(wǎng)膜色素層5之間的距離是否落在正常值范圍內(nèi)。如果距離落在正常值范圍內(nèi)，則狀態(tài)確定單元333確定層厚度正常。如果距離落在正常值范圍外，則狀態(tài)確定單元333確定層厚度異常。
〈步驟S450> 在步驟S450中，改變單元332根據(jù)步驟S440中獲得的確定結(jié)果，使處理分支(即改變算法)。也就是說，如果確定視網(wǎng)膜層厚度“正?！保瑒t改變單元332指示量化單元336執(zhí)行處理(處理進(jìn)入步驟S460)。如果確定視網(wǎng)膜層厚度異常，則改變單元332指示層獲取單元331執(zhí)行處理(處理進(jìn)入步驟S465)。
〈步驟S460> 步驟S460是在視網(wǎng)膜層厚度正常的情況下進(jìn)行的處理。下面，將參照?qǐng)D11描述該步驟中的處理的詳情。
〈步驟S1110〉 在步驟SlllO中，量化單元336基于層獲取單元331獲取的層邊界測量整個(gè)視網(wǎng)膜層的厚度。請(qǐng)注意，步驟SlllO中的視網(wǎng)膜層厚度測量與步驟S520中相同，因此將省略該步驟的詳細(xì)描述。
〈步驟S1120〉 在步驟S1120中，顯示單元340疊加并顯示步驟SlllO中的視網(wǎng)膜層厚度獲取結(jié)果和斷層圖像。請(qǐng)注意，步驟S1120中的處理與步驟S530中的對(duì)視網(wǎng)膜層厚度的顯示處理相同，因此將省略該步驟的詳細(xì)描述。
執(zhí)行上述步驟SlllO和Sl 120中的處理能夠?qū)崿F(xiàn)步驟S460中的處理。
〈步驟S465> 步驟S465是在視網(wǎng)膜層厚度異常的情況下進(jìn)行的處理。下面，將參照?qǐng)D12描述該步驟中的處理的詳情。
〈步驟S1210〉 在步驟S1210中，層獲取單元331從斷層圖像中獲取視覺細(xì)胞內(nèi)段/外段邊界(未示出)與視網(wǎng)膜色素層的上邊界(未示出)。例如，層獲取單元331能夠通過使用A掃描方向(y方向)上的亮度值或邊緣信息來獲取這些邊界。
〈步驟S1220〉 在步驟S1220中，狀態(tài)確定單元333獲得視覺細(xì)胞內(nèi)段/外段邊界(未示出)與視網(wǎng)膜色素層的上邊界(未示出)之間的距離。如果獲得的距離小于從存儲(chǔ)單元320獲取的視覺細(xì)胞層的正常值，則狀態(tài)確定單元333確定視覺細(xì)胞層狀態(tài)異常。異常區(qū)域的坐標(biāo)以及距其的距離被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元320中。
〈步驟S1230〉 在步驟S1230中，改變單元332根據(jù)步驟S1220中獲得的確定結(jié)果，使處理分支。 也就是說，如果確定視覺細(xì)胞層狀態(tài)正常，則改變單元332指示顯示單元340進(jìn)行處理(處理進(jìn)入步驟S1M0)。如果確定視覺細(xì)胞層狀態(tài)異常，則改變單元332指示量化單元336進(jìn)行處理(處理進(jìn)入步驟S1M5)。
〈步驟S1240〉 在步驟SlMO中，顯示單元340疊加并顯示在步驟S1210中獲取的結(jié)果和斷層圖像。
〈步驟S1245〉 在步驟S1M5中，量化單元336從存儲(chǔ)單元320中獲取異常區(qū)域的坐標(biāo)以及視覺細(xì)胞層厚度，并測量中央窩1001與異常區(qū)域在X軸方向上的距離。如果異常區(qū)域與中央窩之間的距離等于或小于閾值，則顯示單元340顯示異常區(qū)域的位置和層厚度。
執(zhí)行上述步驟S1210至步驟S1M5的處理能夠?qū)崿F(xiàn)步驟S465中的處理。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，圖像處理裝置900能夠確定要檢查的眼睛的視網(wǎng)膜層厚度是否正常，并獲取適于各種情況的診斷信息數(shù)據(jù)。
也就是說，在本實(shí)施例中，當(dāng)層異常時(shí)，該裝置測量視覺細(xì)胞層的厚度(或者從視覺細(xì)胞內(nèi)段/外段邊界到視網(wǎng)膜色素層的厚度)作為眼部的診斷信息數(shù)據(jù)。然后，裝置確定視覺細(xì)胞層的厚度是否正常。如果厚度正常，則裝置測量距視覺細(xì)胞層較薄的區(qū)域的中央窩的距離作為眼部的診斷信息數(shù)據(jù)。
[第三實(shí)施例] 根據(jù)第一實(shí)施例的圖像處理裝置10使?fàn)顟B(tài)確定單元333確定層狀態(tài)，并使改變單元332根據(jù)確定結(jié)果確定圖像處理算法。根據(jù)第三實(shí)施例的圖像處理裝置與第一實(shí)施例的相同之處在于，根據(jù)狀態(tài)確定單元333獲得的層狀態(tài)確定結(jié)果確定圖像處理算法。然而，請(qǐng)注意，第三實(shí)施例不同于第一實(shí)施例之處在于，改變單元332根據(jù)狀態(tài)確定單元333獲得的確定結(jié)果改變作為圖像處理算法的圖像處理參數(shù)。
另外，根據(jù)本實(shí)施例的圖像處理裝置與根據(jù)第二實(shí)施例的圖像處理裝置900相同，并且系統(tǒng)的配置與第一實(shí)施例相同。
在本實(shí)施例中，考慮對(duì)視神經(jīng)乳頭進(jìn)行圓周掃描以測量神經(jīng)纖維層厚度的情況。 假定預(yù)先將神經(jīng)纖維層厚度的正常值范圍從數(shù)據(jù)服務(wù)器40載入到存儲(chǔ)單元320中。
根據(jù)本實(shí)施例的圖像處理裝置(圖像處理裝置900)進(jìn)行的具體處理基本上遵循圖4所示的流程圖，僅在以下方面存在不同之處。
〈步驟S430> 在步驟S430中，層獲取單元331從斷層圖像中檢測內(nèi)界膜3和神經(jīng)纖維層邊界4。
〈步驟S440> 在步驟S440中，狀態(tài)確定單元333基于在步驟S430中獲得的檢測結(jié)果確定神經(jīng)纖維層2的厚度是否正常。更具體地說，首先，狀態(tài)確定單元333從存儲(chǔ)單元320中獲取神經(jīng)纖維層厚度的正常值范圍。在步驟S430中，狀態(tài)確定單元333基于在步驟S430中檢測到的內(nèi)界膜3和神經(jīng)纖維層邊界4確定神經(jīng)纖維層厚度是否落在正常值范圍內(nèi)。在這種情況下，可以基于與圖13所示的異常區(qū)域1305線性對(duì)稱的區(qū)域1306(相對(duì)于連接視神經(jīng)乳頭1301和黃斑區(qū)域1302的線段1303對(duì)稱的區(qū)域)處的層厚度比率或差值，來進(jìn)行該確定。 存儲(chǔ)單元320存儲(chǔ)關(guān)于神經(jīng)纖維層2的狀態(tài)的確定結(jié)果，并且如果存在神經(jīng)纖維層厚度異常區(qū)域，則還存儲(chǔ)區(qū)域的位置、面積和厚度。
〈步驟S450> 在步驟S450中，改變單元332根據(jù)步驟S440中獲得的確定結(jié)果，使處理分支(即改變算法)。也就是說，如果確定神經(jīng)纖維層厚度正常，則改變單元332發(fā)送指示量化單元 336執(zhí)行處理的信號(hào)(處理進(jìn)入步驟S460)。如果確定神經(jīng)纖維層厚度異常，則改變單元 332根據(jù)異常區(qū)域的位置、面積和層厚度來改變圖像處理參數(shù)，然后發(fā)送指示層獲取單元 331執(zhí)行處理的信號(hào)(處理進(jìn)入步驟S465)。
〈步驟S460> 步驟S460是在神經(jīng)纖維層厚度正常的情況下進(jìn)行的處理。該步驟中的處理的內(nèi)容與步驟S520中相同，因此將省略該步驟的描述。
〈步驟S465> 步驟S465是在神經(jīng)纖維層厚度異常的情況下進(jìn)行的處理。下面，將參照?qǐng)D14描述該步驟中的處理的詳情。
〈步驟S1410〉 在步驟S1410中，改變單元332從存儲(chǔ)單元320中獲取神經(jīng)纖維層厚度異常區(qū)域的坐標(biāo)、面積以及層厚度。作為改變圖像處理參數(shù)(分析參數(shù))的方法，例如以如下方式重新設(shè)置進(jìn)行圖像處理的空間范圍和處理間隔。也就是說，擴(kuò)大圖像處理目標(biāo)區(qū)域，使得異常區(qū)域完全包括在目標(biāo)區(qū)域不超出眼部的斷層圖像的成像區(qū)域的范圍內(nèi)的圖像處理目標(biāo)區(qū)域中(使得圖像處理目標(biāo)區(qū)域的邊界附近不存在異常區(qū)域)。另外，如果存在異常區(qū)域，則設(shè)置短的處理間隔來詳細(xì)分析包括異常區(qū)域的區(qū)域。
〈步驟S1420〉 在步驟S1420中，層獲取單元331使用在步驟S1410中重新設(shè)置的圖像處理參數(shù)重新測量神經(jīng)纖維層厚度。如果存在神經(jīng)纖維層厚度異常區(qū)域，則將異常區(qū)域的坐標(biāo)、面積和層厚度存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元320中。
〈步驟S1430〉 在步驟S1430中，顯示單元340將步驟S1420中的神經(jīng)纖維層厚度獲取結(jié)果疊加在斷層圖像上，并顯示疊加后的圖像。
以此方式執(zhí)行步驟S1410至S1430中的處理將實(shí)現(xiàn)上述步驟S465中的處理。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，圖像處理裝置能夠確定要檢查的眼睛的神經(jīng)纖維層厚度是否正常，并獲取適于各種情況的診斷信息數(shù)據(jù)。也就是說，如果層異常，則裝置根據(jù)層變薄的神經(jīng)纖維層部分的位置和面積、改變諸如圖像處理的空間范圍和處理間隔的圖像處理參數(shù)，并測量諸如神經(jīng)纖維層厚度的診斷信息數(shù)據(jù)。
(第一變型例) 使用改變單元332改變圖像處理參數(shù)的方法不限于以上示例。例如，考慮圖像處理裝置還包括使用眼底照相機(jī)獲取眼底圖像、從而通過使用眼底圖像和斷層圖像獲得眼部的診斷信息數(shù)據(jù)的眼底圖像獲取單元的情況。如果狀態(tài)確定單元333確定在斷層圖像處理目標(biāo)區(qū)域的端部存在病損，則改變單元332能夠發(fā)出改變眼底圖像的圖像處理參數(shù)的指令，從而使病損包含在眼底圖像的處理目標(biāo)區(qū)域中。作為另選方案，該裝置可以被配置為在使改變單元332發(fā)出改變眼底圖像的圖像處理參數(shù)的指令時(shí)處理眼底圖像，從而減小病損附近的處理間隔。
(第二變型例) 并不總是需要獨(dú)立執(zhí)行在第一至第三實(shí)施例中描述的使用改變單元332改變圖像處理算法的各方法。也就是說，可以組合執(zhí)行這些方法。例如，在像第二實(shí)施例中那樣多次進(jìn)行層狀態(tài)確定的同時(shí)，改變單元332能夠像第三實(shí)施例中那樣根據(jù)狀態(tài)確定結(jié)果來發(fā)出改變圖像處理參數(shù)的指令。另外，可以組合執(zhí)行第一實(shí)施例和第二實(shí)施例。很明顯，可以組合執(zhí)行任何實(shí)施例。
[其他實(shí)施例] 本發(fā)明還可以通過執(zhí)行以下處理來實(shí)現(xiàn)。即，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或各種存儲(chǔ)介質(zhì)向系統(tǒng)或裝置提供用于實(shí)現(xiàn)以上實(shí)施例的功能的軟件(程序)、并使系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)(或CPU、 MPU等)讀出并執(zhí)行程序的處理。
本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，而可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變和變型。因此，為了向公眾告知本發(fā)明的范圍，作出了所附權(quán)利要求。
本申請(qǐng)要求2008年10月17日提交的日本專利申請(qǐng)第2008-269186號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，其處理眼部的斷層圖像，該圖像處理裝置包括層獲取單元，用于從所述斷層圖像中獲取預(yù)定層區(qū)域；改變單元，用于基于從所述層區(qū)域中提取出的信息數(shù)據(jù)，改變用于從所述斷層圖像中獲取作為用于診斷所述眼部的信息的診斷信息數(shù)據(jù)的算法；以及用于基于所述改變單元改變的所述算法從所述斷層圖像中獲取所述診斷信息數(shù)據(jù)的單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，該圖像處理裝置還包括用于獲取所述斷層圖像的圖像獲取單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，所述改變單元包括用于基于所述層獲取單元獲取的所述層區(qū)域來確定所述層的狀態(tài)的狀態(tài)確定單元，并且根據(jù)所述狀態(tài)確定單元獲得的確定結(jié)果來改變所述算法。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其中，所述狀態(tài)確定單元確定所述預(yù)定層的狀態(tài)是否正常。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，該圖像處理裝置還包括第二層獲取單元，該第二層獲取單元用于從所述斷層圖像中獲取第二層區(qū)域作為用于獲取所述診斷信息數(shù)據(jù)的信息，其中，所述改變單元根據(jù)所述狀態(tài)確定單元獲得的確定結(jié)果，確定所述第二層獲取單元是否要獲取所述第二層區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，該圖像處理裝置還包括正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元， 該正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元用于估計(jì)所述斷層圖像上的所述層的正常結(jié)構(gòu)作為用于獲取所述診斷信息數(shù)據(jù)的信息，其中，當(dāng)所述狀態(tài)確定單元確定所述層的所述狀態(tài)不正常時(shí)，所述改變單元確定使用所述正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元執(zhí)行正常結(jié)構(gòu)的估計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其中，當(dāng)所述狀態(tài)確定單元確定所述層的所述狀態(tài)不正常時(shí)，所述改變單元基于所述層的異常區(qū)域的位置、面積或體積、以及形狀，來改變用于獲取所述診斷信息數(shù)據(jù)的圖像處理的目標(biāo)區(qū)域、處理的方向、處理序列以及處理間隔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，該圖像處理裝置還包括量化單元，該量化單元用于通過使用所述層獲取單元獲得的所述層區(qū)域的形狀和層厚度中的一者，來量化所述層的狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，該圖像處理裝置還包括量化單元，該量化單元用于通過使用由所述層獲取單元獲得的所述層區(qū)域與所述正常結(jié)構(gòu)估計(jì)單元估計(jì)的所述層的正常結(jié)構(gòu)之間的差所指示的厚度分布、面積、體積以及濃度特征中的一者，來量化所述層的狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，該圖像處理裝置還包括指令獲取單元，用于從外部獲取是否存儲(chǔ)所述層獲取單元獲得的獲取結(jié)果的指令；以及輸出單元，用于當(dāng)所述指令獲取單元獲取表示存儲(chǔ)的指令時(shí)，輸出所述層獲取單元獲得的所述獲取結(jié)果。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其中，所述預(yù)定層是存在于從內(nèi)界膜到內(nèi)網(wǎng)織層的范圍中的層中的至少一個(gè)層，并且所述狀態(tài)確定單元通過使用所述層獲取單元檢測到的層厚度、以及指示凹槽形狀的指標(biāo)或其統(tǒng)計(jì)值中的至少一個(gè)信息，來確定所述層的狀態(tài)是否正常。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其中，所述預(yù)定層是存在于從外界膜到視網(wǎng)膜色素層的范圍中的層中的至少一個(gè)層，并且所述狀態(tài)確定單元通過使用指示是否存在所述層獲取單元檢測到的層和層厚度的信息、以及與構(gòu)成所檢測到的層的點(diǎn)序列的極值、拐點(diǎn)的數(shù)量、曲率以及角度相關(guān)的統(tǒng)計(jì)值中的至少一個(gè)信息，來確定所述層的狀態(tài)是否正常。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其中，所述預(yù)定層是整個(gè)視網(wǎng)膜層，并且所述狀態(tài)確定單元通過使用指示是否存在所述層獲取單元檢測到的所述層和層厚度的信息， 來確定所述層的所述狀態(tài)是否正常。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，所述預(yù)定層是存在于從內(nèi)界膜到內(nèi)網(wǎng)織層的范圍中的層中的至少一個(gè)層。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，所述預(yù)定層是存在于從外界膜到視網(wǎng)膜色素層的范圍中的層中的至少一個(gè)層。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，所述預(yù)定層是整個(gè)視網(wǎng)膜層。
17.一種圖像處理裝置執(zhí)行的圖像處理方法，該圖像處理裝置處理眼部的斷層圖像，所述圖像處理方法包括層獲取步驟，從所述斷層圖像中獲取預(yù)定層區(qū)域；改變步驟，基于從所述層區(qū)域中提取出的信息數(shù)據(jù)，改變用于從所述斷層圖像中獲取作為用于診斷所述眼部的信息的診斷信息數(shù)據(jù)的算法；以及基于所述改變步驟中改變的所述算法從所述斷層圖像中獲取所述診斷信息數(shù)據(jù)的步驟。
18.一種使計(jì)算機(jī)充當(dāng)權(quán)利要求1中限定的所述圖像處理裝置中包括的各單元的計(jì)算機(jī)程序。
19.一種存儲(chǔ)權(quán)利要求18中限定的所述計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于眼部的層析成像設(shè)備的圖像處理裝置及圖像處理方法。本發(fā)明提供了一種在不增加用戶負(fù)擔(dān)的情況下、從眼部的斷層圖像中適應(yīng)性地獲取用于診斷多種疾病的眼部診斷信息數(shù)據(jù)的技術(shù)。層獲取單元(331)從眼部的斷層圖像中獲取預(yù)定層區(qū)域。改變單元(332)基于從層區(qū)域中提取出的信息數(shù)據(jù)，改變用于從所述斷層圖像中獲取作為用于診斷所述眼部的信息的診斷信息數(shù)據(jù)的算法。量化單元(336)基于所改變后的算法從所述斷層圖像中獲取診斷信息數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B3/10GK102186407SQ20098014089
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者今村裕之, 巖瀬好彥, 佐藤清秀, 片山昭宏 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社