DE112014003528T5

DE112014003528T5 - Bildverarbeitungsvorrichtung und Bildverarveitungsverfahren

Info

Publication number: DE112014003528T5
Application number: DE112014003528.9T
Authority: DE
Inventors: Makoto Fukuhara; Yoshihiko Iwase; Nobuhiro Tomatsu; Tomoyuki Makihira; Kazuhide Miyata; Hiroyuki Shinbata; Daisuke Kibe; Makoto Sato; Ritsuya Tomita
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2016-05-12
Also published as: JP2015029558A; KR20160035036A; KR101787973B1; CN105431077B; GB201603498D0; JP6184232B2; RU2016106326A; GB2534051A; GB2534051B; US20160198939A1; US10244937B2; WO2015016290A1; CN105431077A; RU2633168C2

Abstract

Zur Bereitstellung einer pathologischen Unterstützung für Benutzer zur effektiven Durchführung einer Nachfassung bei Krankheiten unter Verwendung von aus polarisationsempfindlichen Tomographiebildern erhaltenen Polarisationsinformationen. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung enthält eine Positionierungseinheit zur Positionierung einer Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die einer Vielzahl von Tomographieluminanzbildern entspricht, beruhend auf der Vielzahl der Tomographieluminanzbilder, die durch Fotografieren eines Objekts zu verschiedenen Zeiten erhalten werden, und eine Vergleichseinheit zum Vergleichen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die positioniert sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die Bilder eines Objekts verarbeitet, und auf ein Bildverarbeitungsverfahren.
Technischer Hintergrund
Eine optische Kohärenztomographie (OCT), die eine Mehrfachwellenlängen-Lichtwelleninterferenz verwendet, kann Tomographiebilder von Proben (insbesondere des Fundus) mit hoher Auflösung erzielen.
In den vergangenen Jahren hat sich das Gebiet der ophthalmologischen OCT hinsichtlich der Entwicklung einer polarisationsempfindlichen OCT, bei der Polarisationsparameter (Retardierung und Orientierung), die eine Art optischer Eigenschaften des Fundusgewebes sind, zur Durchführung einer Bildgebung verwendet werden, zusätzlich zu einer normalen OCT weiterentwickelt, bei der die Form des Fundusgewebes abgebildet wird.
Unter Verwendung der Polarisationsparameter bei der polarisationsempfindlichen OCT kann ein polarisationsempfindliches OCT-Bild aufgebaut und Fundusgewebe unterschieden und segmentiert werden (eine Verarbeitung, bei der Grenzen von Schichten aus Tomographiebilddaten berechnet werden). Dementsprechend kann Gewebe, dessen Diagnose unter Verwendung von Luminanzinformationen schwierig war, unterschieden werden, wodurch eine pathologische Unterstützung bei der Diagnose eines Glaukoms usw. bereitgestellt wird.
Bei der polarisationsempfindlichen OCT wird Licht, das in zirkular polarisiertes Licht moduliert wurde, als Messlicht zum Betrachten einer Probe verwendet, und Interferenzlicht wird in zwei orthogonale linear polarisierte Lichtstrahlen getrennt und erfasst, wodurch ein polarisationsempfindliches OCT-Bild erzeugt wird (vgl. PTL 1).
Zitierliste
Patentliteratur

PTL 1 Internationale Veröffentlichung WO 2010/122118 A1

Nicht-Patentliteratur

NPL 1 E. Gotzinger et al., Opt. Express 13,10217,2005

Kurzzusammenfassung der Erfindung
Lösung des Problems
Eine erfindungsgemäße Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst eine Tomographiebildbeschaffungseinheit zur Beschaffung einer Vielzahl von Tomographieluminanzbildern, die durch Fotografieren eines Objekts zu verschiedenen Zeiten erhalten werden, und einer Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die der Vielzahl der Tomographieluminanzbilder entsprechen, eine Positionierungseinheit zur Positionierung der beschafften Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beruhend auf der beschafften Vielzahl der Tomographieluminanzbilder und eine Vergleichseinheit zum Vergleichen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die positioniert sind.
Ein erfindungsgemäßes Bildverarbeitungsverfahren umfasst einen Schritt eines Beschaffens einer Vielzahl von Tomographieluminanzbildern, die durch Fotografieren eines Objekts zu verschiedenen Zeiten erhalten werden, und einer Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die der Vielzahl der Tomographieluminanzbilder entsprechen, einen Schritt eines Positionierens der beschafften Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beruhend auf der beschafften Vielzahl der Tomographieluminanzbilder und einen Schritt eines Vergleichens der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die positioniert sind.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gesamtaufbaus einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Die 2A bis 2E sind Beispiele von Bildern, die an einer Signalverarbeitungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzeugt werden.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
4 zeigt ein Anzeigebeispiel eines Anzeigebildschirms auf einer Anzeigeeinheit der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
5 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer Positionierung einer OCT-Abtastposition gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die 6A und 6B zeigen Darstellungen zur Beschreibung einer Positionierung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn Tomographieluminanzbilder überlagert werden.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Überlagerung von Tomographieluminanzbildern gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
8 zeigt ein Anzeigebeispiel eines Anzeigebildschirms auf der Anzeigeeinheit der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
9 zeigt ein Anzeigebeispiel eines Anzeigebildschirms auf der Anzeigeeinheit der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines 3D-Tomographieluminanzbildes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das aus überlagerten Bildern aufgebaut ist.
11 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Verarbeitung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Herkömmlich gibt es keine Innovationen hinsichtlich Einrichtungen oder Verfahren zur Verwendung erhaltener polarisationsempfindlicher Tomographiebilder zum Nachfassen bei Krankheiten. Es ist wünschenswert, pathologische Unterstützung für Benutzer zur effektiven Durchführung einer Nachfassaktion bei Krankheiten unter Verwendung von aus polarisationsempfindlichen Tomographiebildern erhaltenen Polarisationsinformationen bereitzustellen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Objekt zu verschiedenen Zeiten fotografiert, und die erhaltenen mehrfachen Tomographieluminanzbilder werden zur Durchführung einer Positionierung mehrfacher polarisationsempfindlicher Tomographiebilder bezüglich der mehrfachen Tomographieluminanzbilder verwendet. Die positionierten mehrfachen polarisationsempfindlichen Tomographiebilder werden verglichen. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer pathologischen Unterstützung für Benutzer zur effektiven Durchführung eines Nachfassens bei Krankheiten unter Verwendung von aus polarisationsempfindlichen Tomographiebildern erhaltenen Polarisationsinformationen.
Eine erfindungsgemäße Fotografievorrichtung kann bei Objekten, wie Augen, Haut, inneren Organen, usw. angewendet werden. Beispiele erfindungsgemäßer Fotografievorrichtungen umfassen ophthalmologische Vorrichtungen, Endoskope, usw. Eine ophthalmologische Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel wird als Beispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Gesamtaufbau der Vorrichtung
1 zeigt eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus einer ophthalmologischen Vorrichtung, die ein Beispiel der Fotografievorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist. Zumindest ein Teil einer nachstehend beschriebenen Signalverarbeitungseinheit 190 kann als eine ”Bildverarbeitungsvorrichtung” verstanden werden, in welchem Fall die gesamte ”ophthalmologische Vorrichtung” als ”ophthalmologisches System” verstanden werden kann, und die gesamte ”Fotografievorrichtung” als ”Fotografiesystem” verstanden werden kann.
Die vorliegende Vorrichtung ist mit einer polarisationsempfindlichen OCT-(PS-OCT-)Vorrichtung 100, einem polarisationsempfindlichem Abtastlaserophthalmoskop (PS-SLO) 140, einer Vorderokularsegmentfotografieeinheit 160, einer Innenfixierlampe 170 und einer Steuereinheit 200 aufgebaut.
In einem Zustand, in dem die Innenfixierlampe 170 eingeschaltet wird und das Auge in die Innenfixierlampe 170 schaut, wird eine Ausrichtung der Vorrichtung unter Verwendung eines Vorderokularsegmentbildes des Auges durchgeführt, wie es durch die Vorderokularsegmentfotografieeinheit 160 betrachtet wird. Nach Abschluss der Ausrichtung wird eine Fundusfotografie durch die PS-OCT-Vorrichtung 100 und das PS-SLO 140 durchgeführt.
Aufbau der PS-OCT-Vorrichtung 100
Nachstehend wird der Aufbau der PS-OCT-Vorrichtung 100 beschrieben. Eine Lichtquelle 101 ist eine Superlumineszenzdioden-(SLD)Lichtquelle, die ein Typ einer Lichtquelle geringer Kohärenz ist. Die Lichtquelle 101 emittiert beispielsweise Licht mit einer Mittenwellenlänge von 850 nm und einer Bandbreite von 50 nm. Obwohl die Verwendung einer SLD als Lichtquelle 101 beschrieben ist, kann eine beliebige Lichtquelle verwendet werden, die Licht geringer Kohärenz emittieren kann, wie beispielsweise eine Lichtquelle verstärkter Spontanemission (ASE).
Das von der Lichtquelle 101 emittierte Licht wird über eine Einmoden-(SM)Faser 134, eine Polarisationssteuereinrichtung 103, einen Koppler 135 und eine PM-Faser 102 zu einem Faserkoppler 104 mit Polarisationserhaltefunktionen geführt, und verzweigt in Messlicht (das nachstehend auch als ”Tomographiebildmesslicht” oder ”OCT-Messlicht” bezeichnet wird) und dem Messlicht entsprechendes Referenzlicht.
Die Polarisationssteuereinrichtung 103 passt den Zustand der Polarisation des von der Lichtquelle 101 emittierten Lichts derart an, dass es in linear polarisiertes Licht angepasst wird. Das Verzweigungsverhältnis des Faserkopplers 104 ist Referenzlicht 90 zu Messlicht 10.
Das Messlicht wird als paralleles Licht von einem Kollimator 106 über eine PM-Faser 105 emittiert. Das emittierte Messlicht geht durch eine X-Abtasteinrichtung 107 aus einem Galvano-Spiegel, der das Messlicht in horizontaler Richtung an einem Fundus Er abtastet, Linsen 108 und 109 und eine Y-Abtasteinrichtung 110 aus einem Galvano-Spiegel, das Messlicht in vertikaler Richtung am Fundus Er abtastet, und erreicht einen dichroitischen Spiegel 111. Die X-Abtasteinrichtung 107 und die Y-Abtasteinrichtung 110 werden durch eine Ansteuerungseinheit 180 gesteuert, und können Messlicht über einen vorbestimmten Bereich des Fundus Er abtasten. Es wird angemerkt, dass der Bereich des Fundus Er, wo das Messlicht abgetastet wird, als Beschaffungsbereich eines Tomographiebildes, Beschaffungsposition eines Tomographiebildes und Lichtwurfposition für Messlicht verstanden werden kann. Die X-Abtasteinrichtung 107 und Y-Abtasteinrichtung 110 sind Beispiele von Abtasteinheiten für die PS-OCT, und können als gemeinsame X-Y-Abtasteinrichtung aufgebaut sein. Der dichroitische Spiegel 111 hat Eigenschaften, bei denen Licht von 800 nm bis 900 nm reflektiert wird, und anderes Licht durchgelassen wird.
Das durch den dichroitischen Spiegel 111 reflektierte Messlicht geht über eine Linse 112 und durch eine λ/4-Polarisationsplatte 113, die bei einem 45 Grad Winkel geneigt ist, von p-polarisiertem Licht in s-polarisiertes Licht mit der optischen Achse als Rotationsachse über. Somit wird die Phase um 90 Grad verschoben, sodass die Polarisation des Lichts in zirkular polarisiertes Licht gesteuert wird. Es wird angemerkt, dass der Ausdruck ”p-polarisiertes Licht”, wie er hier verwendet wird, Licht ist, das bezüglich der Einfallsfläche horizontal vibriert, wenn die Polarisationsteilfläche des Polarisationsstrahlteilers die Reflexionsfläche ist. S-polarisiertes Licht ist Licht, das senkrecht zur Fläche des Einfalls vibriert. Es wird angemerkt, dass die λ/4-Polarisationsplatte 113 ein Beispiel eines Polarisationsanpassungselements für das Messlicht zur Anpassung des Polarisationszustands des Messlichts ist. Im Fall der Anwendung eines nachstehend beschriebenen optischen PS-SLO-Systems kann die λ/4-Polarisationsplatte 113 an einem gemeinsamen optischen Weg mit einem Teil eines optischen PS-OCT-Systems und einem Teil des optischen PS-SLO-Systems bereitgestellt sein. Demnach kann eine Varianz des Polarisationszustands, die in durch das optische PS-SLO-System erhaltenen Bildern und in durch das optische PS-OCT-System erhaltenen Bildern auftritt, unterdrückt werden. Eine Abtasteinheit für PS-SLO und eine Abtasteinheit für PS-OCT befinden sich an konjugierten Positionen, und können sich an Positionen konjugiert zu der Pupille des Auges befinden. Es wird angemerkt, dass die Neigung der λ/4-Polarisationsplatte 113 ein Beispiel des Zustands der λ/4-Polarisationsplatte 113 ist, und ein Winkel von einer vorbestimmten Position ist, wobei die optische Achse der Polarisationsteilfläche eines Faserkörpers 113 mit einem Polarisationsstrahlteiler als Rotationsachse dient.
Die λ/4-Polarisationsplatte 113 kann auch derart aufgebaut sein, dass sie herausnehmbar in den optischen Weg eingefügt ist. Beispielsweise kann eine mechanische Konfiguration angenommen werden, bei der die λ/4-Polarisationsplatte 113 um die optische Achse oder eine Achse parallel zur optischen Achse gedreht wird. So kann eine kleine Vorrichtung realisiert werden, bei der zwischen dem optischen SLO-System und dem optischen PS-SLO-System einfach umgeschaltet werden kann. So kann auch eine kleine Vorrichtung realisiert werden, bei der zwischen dem optischen OCT-System und dem optischen PS-OCT-System einfach umgeschaltet werden kann.
Die Polarisation des in das Auge einfallenden Lichts wird durch die mit einem 45 Grad Winkel installierte λ/4-Polarisationsplatte 113 derart gesteuert, dass das Licht zirkular polarisiert ist. Es gibt aber Fälle, in denen das Licht am Fundus Er aufgrund von Eigenschaften des Auges kein zirkular polarisiertes Licht ist. Demnach ist die λ/4-Polarisationsplatte 113 derart aufgebaut, dass ihre Neigung unter der Steuerung der Ansteuerungseinheit 180 fein angepasst werden kann.
Das Messlicht, dessen Polarisation derart gesteuert wurde, dass das Licht zirkular polarisiert ist, wird auf einer Retinaschicht des Fundus Er durch eine Fokussierlinse 114 auf einem Gestell 116 über ein Vorderokularsegment Ea fokussiert, das das Objekt darstellt. Das auf den Fundus Er geworfene Messlicht wird an jeder Retinaschicht reflektiert/gestreut, und kehrt auf dem optischen Weg zu dem Faserkoppler 104 zurück.
Das Referenzlicht, das am Faserkoppler 104 verzweigt wurde, geht durch eine PM-Faser 117 und wird von einem Kollimator 118 als paralleles Licht emittiert. Das emittierte Referenzlicht wird einer Polarisationssteuerung durch eine λ/4-Polarisationsplatte 119, die mit einem 22,5 Grad Winkel geneigt ist, von p-polarisiertem Licht in s-polarisiertes Licht mit der optischen Achse als Rotationsachse, wie bei dem Messlicht, unterzogen. Es wird angemerkt, dass die λ/4-Polarisationsplatte 119 ein Beispiel eines Polarisationsanpassungselements für das Referenzlicht zum Anpassen des Polarisationszustands des Referenzlichts ist. Das Referenzlicht fällt durch ein Dispersionkompensationsglas 120, wird an einem Spiegel 122 auf einem Kohärenzblendengestell 121 reflektiert, und kehrt zu dem Faserkoppler 104 zurück. Das Referenzlicht fällt zwei Mal durch die λ/4-Polarisationsplatte 119, wodurch linear polarisiertes Licht zu dem Faserkoppler 104 zurückkehrt.
Das Kohärenzblendengestell 121 wird durch die Ansteuerungseinheit 180 zum Handhaben einer Differenz in der axialen Länge des Auges des Objekts usw. gesteuert. Es wird angemerkt, dass eine Kohärenzblende an einer Position ist, die der optischen Weglänge des Referenzlichts im optischen Weg des Messlichts entspricht. Während die optische Weglänge des Referenzlichts bei diesem Ausführungsbeispiel geändert wird, reicht es aus, dass die optische Weglängendifferenz zwischen dem optischen Weg des Messlichts und dem optischen Weg des Referenzlichts veränderbar ist.
Das Rückkehrlicht, das zu dem Faserkoppler 104 zurückgekehrt ist, und das Referenzlicht werden zum Bilden von Interferenzlicht (das nachstehend auch als ”Multiplexlicht” bezeichnet wird) multiplext, das in einen Faserkoppler 123 mit einem Polarisationsstrahlteiler eingegeben wird, und in p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht, die verschiedene Polarisationsrichtungen haben, mit einem Verzweigungsverhältnis von 50 zu 50 geteilt wird.
Das p-polarisierte Licht geht durch eine PM-Faser 124 und einen Kollimator 130, wird an einem Beugungsgitter 131 gestreut und an einer Linse 132 und einer Zeilenkammer 133 empfangen. Auf dieselbe Weise geht das s-polarisierte Licht durch eine PM-Faser 125 und einen Kollimator 126, wird an einem Beugungsgitter 127 gestreut und an einer Linse 128 und einer Zeilenkamera 129 empfangen. Es wird angemerkt, dass die Beugungsgitter 127 und 131 und die Zeilenkameras 129 und 133 gemäß der entsprechenden Polarisationsrichtung positioniert sind.
Das an der jeweiligen Zeilenkamera 129 und 133 empfangene Licht wird als elektrische Signale entsprechend der Lichtintensität ausgegeben und an der Signalverarbeitungseinheit 190 empfangen.
Die Neigung der λ/4-Polarisationsplatten 113 und 119 kann bezüglich der Neigung der Polarisationsteilfläche des Polarisationsstrahlteilers automatisch angepasst werden, der in dem Faserkoppler 123 enthalten ist. Zu diesem Zeitpunkt ist vorzugsweise eine (nicht gezeigte) Neigungserfassungseinrichtung vorgesehen, die die Neigung der λ/4-Polarisationsplatten 113 und 119 erfasst. Diese Neigungserfassungseinrichtung kann erfassen, ob die aktuelle Neigung mit einer vorbestimmten Neigung übereinstimmt. Natürlich kann der Grad der Neigung der λ/4-Polarisationsplatten 113 und 119 beruhend auf der Intensität des Lichts, das empfangen wurde, erfasst und derart angepasst werden, dass die Intensität eine vorbestimmte Intensität ist. Wie nachstehend beschrieben ist, kann der Benutzer auch Objekte, die die Neigung angeben, auf einer graphischen Benutzerschnittstelle (GUI) anzeigen und Anpassungen unter Verwendung einer Maus durchführen. Dieselben Effekte können auch durch Anpassen des Polarisationsstrahlteilers und der λ/4-Polarisationsplatten 113 und 119 mit der vertikalen Richtung als Bezug erhalten werden.
Aufbau des PS-SLO 140
Nachstehend wird der Aufbau des PS-SLO 140 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Lichtquelle 141 eine Halbleiterschicht, die beispielsweise Licht mit einer Mittenwellenlänge von 780 nm emittiert. Das von der Lichtquelle 141 emittierte Messlicht (das nachstehend auch als ”Messlicht für Fundusbild” oder ”SLO-Messlicht” bezeichnet wird) geht durch eine PM-Faser 142, deren Polarisation an einer Polarisationssteuereinrichtung 145 derart gesteuert wird, dass es linear polarisiertes Licht wird, und wird aus einem Kollimator 143 als paralleles Licht ausgegeben. Das emittierte Messlicht geht durch die Perforation eines perforierten Spiegels 144, geht durch eine Linse 155, geht durch eine X-Abtasteinrichtung 146 aus einem Galvano-Spiegel, der das Messlicht in der horizontalen Richtung an einem Fundus Er abtastet, Linsen 147 und 148 und eine Y-Abtasteinrichtung 149 aus einem Galvano-Spiegel, der das Messlicht in vertikaler Richtung am Fundus Er abtastet, und erreicht einen dichroitischen Spiegel 154. Die X-Abtasteinrichtung 146 und die Y-Abtasteinrichtung 149 werden durch die Ansteuerungseinheit 180 gesteuert, und können Messlicht über einen vorbestimmten Bereich des Fundus Er abtasten. Die X-Abtasteinrichtung 146 und die Y-Abtasteinrichtung 149 sind Beispiele von Abtasteinheiten für ein PS-SLO und können als gemeinsame X-Y-Abtasteinrichtung aufgebaut sein. Der dichroitische Spiegel 154 hat die Eigenschaften, mit denen Licht von 760 nm bis 800 nm reflektiert wird, und anderes Licht durchgelassen wird.
Das an dem dichroitischen Spiegel 154 reflektierte linear polarisierte Messlicht geht über denselben optischen Weg wie in der PS-OCT-Vorrichtung 100, und erreicht den Fundus Er.
Das Messlicht, das auf den Fundus Er geworfen wurde, wird am Fundus Er reflektiert/gestreut, und kehrt auf dem vorstehend beschriebenen optischen Weg zurück, um den perforierten Spiegel 144 zu erreichen. Das am perforierten Spiegel 144 reflektierte Licht geht durch eine Linse 150 und wird in einen Polarisationsstrahlteiler 151 eingegeben, und in Licht geteilt, das verschiedene Polarisationsrichtungen (p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht bei diesem Ausführungsbeispiel) aufweist, das an Avalanche-Fotodioden (APD) 152 und 153 empfangen und in elektrische Signale umgewandelt wird, die an der Signalverarbeitungseinheit 190 empfangen werden.
Die Position des perforierten Spiegels 144 ist konjugiert zu der Pupillenposition des Auges. Von dem auf den Fundus Er geworfenen und reflektierten/gestreuten Messlicht wird das Licht, das um die Pupille hindurchgegangen ist, durch den perforierten Spiegel 144 reflektiert.
Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel PM-Fasern sowohl für die PS-OCT-Vorrichtung als auch das PS-SLO verwendet werden, können dieselbe Konfiguration und dieselben Effekte durch Steuern einer Polarisation unter Verwendung einer Polarisationssteuereinrichtung erhalten werden, selbst wenn eine Einmodenfaser (SMF) verwendet wird.
Vorderokularsegmentfotografieeinheit 160
Die Vorderokularsegmentfotografieeinheit 160 wird nun beschrieben. Die Vorderokularsegmentfotografieeinheit 160 beleuchtet das Vorderokularsegment Ea unter Verwendung einer Beleuchtungslichtquelle 115, die LEDs 115-a und 115-b enthält, die Beleuchtungslicht mit einer Wellenlänge von 1000 nm emittieren. Das an dem Vorderokularsegment Ea reflektierte Licht geht durch die Linse 114, eine Polarisationsplatte 113, eine Linse 112, dichroitische Spiegel 111 und 154, und erreicht einen dichroitischen Spiegel 161. Der dichroitische Spiegel 161 weist Eigenschaften auf, mit denen Licht von 980 nm bis 1100 nm reflektiert wird, und anderes Licht durchgelassen wird. Das an dem dichroitischen Spiegel 161 reflektierte Licht geht über Linsen 162, 163 und 164 und wird an einer Vorderokularsegmentkamera 165 empfangen. Das an der Vorderokularsegmentkamera 165 empfangene Licht wird in elektrische Signale umgewandelt, und an der Signalverarbeitungseinheit 190 empfangen.
Innenfixierlampe 170
Nun wird die Innenfixierlampe 170 beschrieben. Die Innenfixierlampe 170 enthält eine Innenfixierlampenanzeigeeinheit 171 und eine Linse 172. Die Innenfixierlampenanzeigeeinheit 171 enthält eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden (LEDs), die in einer Matrix angeordnet sind. Die Aufleuchtposition der LEDs wird entsprechend der zu fotografierenden Region unter der Steuerung der Ansteuerungseinheit 180 geändert. Licht von der Innenfixierlampenanzeigeeinheit 171 wird über die Linse 172 zum Auge geführt. Das von der Innenfixierlampenanzeigeeinheit 171 emittierte Licht hat eine Wellenlänge von 520 nm, und ein gewünschtes Muster wird durch die Ansteuerungseinheit 180 angezeigt.
Steuereinheit 200
Nachstehend wird die Steuereinheit 200 beschrieben, die die gesamte Vorrichtung steuert. Die Steuereinheit 200 enthält die Ansteuerungseinheit 180, die Signalverarbeitungseinheit 190, eine Anzeigesteuereinheit 191 und eine Anzeigeeinheit 192. Die Ansteuerungseinheit 180 steuert den jeweiligen Abschnitt wie vorstehend beschrieben.
Die Signalverarbeitungseinheit 190 enthält eine Bilderzeugungseinheit 193, eine Bildanalyseeinheit 194, eine Bildüberlagerungseinheit 195 und eine Vergleichseinheit 196. Die Signalverarbeitungseinheit 190 erzeugt Bilder, analysiert die erzeugten Bilder und erzeugt Visualisierungsinformationen der Analyseergebnisse beruhend auf Signalen, die jeweils von den Zeilenkameras 129 und 133, APDs 152 und 153 und der Vorderokularsegmentkamera 165 ausgegeben werden. Einzelheiten der Erzeugung und Analyse von Bildern werden nachstehend beschrieben.
Die Anzeigesteuereinheit 191 zeigt an der Signalverarbeitungseinheit 190 erzeugte Fundusbilder, Fundustomographiebilder usw. auf einem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit 192 an. Die Anzeigeeinheit 192 ist hier eine Flüssigkristallanzeige oder dergleichen. Die an der Signalverarbeitungseinheit 190 erzeugten Bilddaten können über ein Kabel oder drahtlos zu der Anzeigesteuereinheit 191 übertragen werden. In diesem Fall kann die Anzeigesteuereinheit 191 als Bildverarbeitungsvorrichtung verstanden werden, und es reicht aus, dass die Bildverarbeitungsvorrichtung und die Fotografievorrichtung (ophthalmologische Vorrichtung) kommunikationsfähig verbunden sind. Es kann eine Anordnung für das Fotografiesystem bereitgestellt werden, bei der eine Fundusbildbeschaffungseinheit ein optisches SLO-System enthält, und eine Tomographiebildbeschaffungseinheit ein optisches OCT-System enthält. Bei dieser Beschreibung kann, wenn das Objekt kein Auge ist, der Ausdruck „Fundusbild (Funduslumineszenzbild)” als „Planarbild (Planarlumineszenzbild)” bezeichnet werden, und der Ausdruck ”Fundusbildbeschaffungseinheit” kann als ”Planarbildbeschaffungseinheit” bezeichnet werden.
Die Anzeigeeinheit 192 zeigt verschiedene Arten von Informationen in verschiedenen Anzeigeformaten unter der Steuerung der Anzeigesteuereinheit 191 an, was nachstehend beschrieben wird. Die Bilddaten von der Anzeigesteuereinheit 191 können über Kabel oder drahtlos zu der Anzeigeeinheit 192 übertragen werden. Obwohl die Anzeigeeinheit 192 und andere Einheiten als in der Steuereinheit 200 enthalten dargestellt sind, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und sie können separat von der Steuereinheit 200 vorgesehen sein. Die Anzeigesteuereinheit 191 und die Anzeigeeinheit 192 können auch integral als Tablet gebildet sein, was ein Beispiel einer Einrichtung ist, die vom Benutzer mitgeführt werden kann. In diesem Fall weist die Anzeigeeinheit vorzugsweise eine Bildschirmtastfeldfunktion auf, sodass die Anzeigeposition durch die Durchführung von Bedienungen an dem Bildschirmtastfeld bewegt, vergrößert oder verkleinert oder das angezeigte Bild geändert werden kann oder dergleichen.
Bildverarbeitung
Als Nächstes wird eine Bilderzeugung an der Bilderzeugungseinheit 193 beschrieben, die in der Signalverarbeitungseinheit 190 enthalten ist. Die Bilderzeugungseinheit 193 führt eine Rekonstruktionsverarbeitung, die allgemein bei einer Spektralbereich-(SD-)OCT verwendet wird, bei aus den Zeilenkameras 129 und 133 ausgegebenen Interferenzsignalen durch, wodurch zwei Tomographiebilder beruhend auf jeder Polarisationskomponente erzeugt werden. Die zwei Tomographiebilder umfassen ein einem ersten Polarisationslicht entsprechendes Tomographieluminanzbild und ein einem zweiten Polarisationslicht entsprechendes Tomographieluminanzbild.
Zuerst beseitigt die Bilderzeugungseinheit 193 festes Musterrauschen aus den Interferenzsignalen. Die Beseitigung des festen Musterrauschens wird durch Extrahieren des festen Musterrauschens durch Mittelung mehrfacher A-Abtastsignale, die erfasst wurden, und Subtrahieren des festen Musterrauschens von den eingegebenen Interferenzsignalen durchgeführt.
Dann wandelt die Bilderzeugungseinheit 193 die Interferenzsignale von Wellenlänge in Wellenzahl um, und führt eine Fourier-Transformation durch, wodurch den Polarisationszustand darstellende Tomographiesignale erzeugt werden.
Die Durchführung der vorstehend beschriebenen Verarbeitung bei den Interferenzsignalen der zwei Polarisationskomponenten erzeugt zwei Tomographieluminanzbilder.
Die Bilderzeugungseinheit 193 ordnet die aus den APDs 152 und 153 ausgegebenen Signale synchron mit der Ansteuerung der X-Abtasteinrichtung 146 und der Y-Abtasteinrichtung 149 an, wodurch zwei Fundusbilder beruhend auf den jeweiligen Polarisationskomponenten erzeugt werden. Die zwei Fundusbilder sind ein dem ersten Polarisationslicht entsprechendes Fundusbild und ein dem zweiten Polarisationslicht entsprechendes Fundusbild.
Erzeugung eines Tomographieluminanzbildes oder Fundusluminanzbildes
Die Bilderzeugungseinheit 193 erzeugt ein Tomographieluminanzbild aus den zwei vorstehend beschriebenen Tomographiesignalen. Das Tomographieluminanzbild ist im Wesentlichen dasselbe wie ein Tomographiebild bei einer herkömmlichen OCT. Ein zugehöriger Bildelementwert r wird aus Tomographiesignalen A_H und A_V berechnet, die von den Zeilensensoren 129 und 133 erhalten werden, wie es durch den Ausdruck (1) berechnet ist.
[Mathematik 1]
Aus den zwei Fundusbildern wird auf dieselbe Weise ein Fundusluminanzbild erzeugt.
2A veranschaulicht ein Beispiel eines Luminanzbildes einer optischen Scheibe. Die Anzeigesteuereinheit 191 kann ein durch ein herkömmliches OCT-Verfahren beschafftes Tomographieluminanzbild auf der Anzeigeeinheit 192 in einem Fall anzeigen, in dem die λ/4-Polarisationsplatte 113 aus dem optischen Weg herausgenommen ist, oder kann ein durch ein herkömmliches SLO-Verfahren beschafftes Fundusluminanzbild auf der Anzeigeeinheit 192 anzeigen.
Erzeugung eines Retardierungsbildes
Die Bilderzeugungseinheit 193 erzeugt Retardierungsbilder aus Tomographiebildern von gegenseitig orthogonalen Polarisationskomponenten. Ein Wert δ jedes Bildelements des Retardierungsbildes ist ein das Verhältnis eines Einflusses darstellender Wert an der Position jedes Bildelements im Tomographiebild, den die vertikale Polarisationskomponente und die horizontale Polarisationskomponente am Auge aufnehmen. Der Wert δ wird aus den Tomographiesignalen A_H und A_V durch den folgenden Ausdruck (2) berechnet.
[Mathematik 2]
2B veranschaulicht ein Beispiel eines auf diese Weise erzeugten Retardierungsbildes der optischen Scheibe, und kann durch die Durchführung der Berechnung nach Ausdruck (2) bei jedem B-Abtastbild erhalten werden. Wie vorstehend beschrieben ist ein Retardierungsbild ein Tomographiebild, das die Differenz des Einflusses angibt, den die zwei Polarisationskomponenten am Auge bekommen. 2B ist eine Farbanzeige mit Werten, die das vorstehende Verhältnis als Tomographiebild darstellen. Dunkle Abschnitte geben einen kleinen Wert für das Verhältnis an, und helle Abschnitte geben einen großen Wert für das Verhältnis an. Demnach können durch die Erzeugung eines Retardierungsbildes Schichten mit einer Doppelbrechung erfasst werden. Einzelheiten sind in der NPL 1 beschrieben.
Die Bilderzeugungseinheit 193 kann ein Retardierungsbild in der planaren Richtung des Fundus beruhend auf einer Ausgabe von den APDs 152 und 153 auf die gleiche Weise erzeugen.
Erzeugung einer Retardierungsabbildung
Die Bilderzeugungseinheit 193 erzeugt eine Retardierungsabbildung aus dem hinsichtlich vieler B-Abtastbilder erhaltenen Retardierungsbild. Die Bilderzeugungseinheit 193 erfasst das Retinapigmentepithel (RPE) in jedem B-Abtastbild. Das RPE hat eine Eigenschaft eines Auslöschens von polarisiertem Licht, und so wird eine Retardierungsverteilung in jedem A-Abtastbild in der Tiefenrichtung von der inneren Grenzmembran (ILM) über einen das RPE nicht enthaltenden Bereich untersucht. Ihr Maximalwert ist der repräsentative Wert einer Retardierung bei der A-Abtastung.
Die Bilderzeugungseinheit 193 führt die vorstehende Verarbeitung bei allen Retardierungsbildern durch, wodurch eine Retardierungsabbildung erzeugt wird.
2C veranschaulicht ein Beispiel einer Retardierungsabbildung der Sehnervenscheibe. Dunkle Abschnitte geben einen kleinen Wert für das vorstehend angeführte Verhältnis an, und helle Abschnitte geben einen großen Wert für das vorstehend angeführte Verhältnis an. Die Retinanervenfaserschicht (RNFL) ist eine Schicht mit einer Doppelbrechung an der Sehnervenscheibe. Die Retardierungsabbildung ist ein Bild, das die Differenz des Einflusses darstellt, den die zwei polarisierten Lichtstrahlen aufgrund der Doppelberechung der RNFL und der Dicke der RNFL bekommen. In einem Fall, in dem die Dichte der Retinanervenfasern gleichförmig ist, ist der das vorstehend angeführte Verhältnis angebende Wert groß, wenn die RNFL dick ist, und der das vorstehend angeführte Verhältnis angebende Wert ist klein, wenn die RFNL dünn ist.
Erzeugung einer Doppelbrechungsabbildung
Die Bilderzeugungseinheit 193 nähert den Wert der Retardierung δ im Bereich der ILM zur RNFL in jedem A-Abtastbild der zuvor erzeugten Retardierungsbilder linear an, und bestimmt dessen Neigung als die Doppelbrechung an der Position des A-Abtastbildes auf der Retina. Das heißt, die Retardierung ist das Produkt der Entfernung und Doppelbrechung in der RNFL, und so wird eine lineare Beziehung durch Auftragen der Tiefe und Retardierungswerte in jedem A-Abtastbild erhalten. Diese Darstellung ist demnach einer linearen Näherung durch das Verfahren der kleinsten Quadrate unterzogen, und die Neigung wird erhalten, welche den Wert für eine Doppelbrechung der RNFL im Abtastbild darstellt. Diese Verarbeitung wird bei allen Retardierungsbildern durchgeführt, die erfasst wurden, wodurch eine eine Doppelbrechung darstellende Abbildung erzeugt wird.
2D veranschaulicht ein Beispiel einer Doppelbrechungsabbildung der Sehnervenscheibe. Die Doppelbrechungsabbildung bildet Doppelbrechungswerte direkt ab, sodass, selbst wenn die Dicke der RNFL sich nicht ändert, eine Änderung ihrer Faserstruktur als Änderung der Doppelbrechung visualisiert werden kann.
Erzeugung eines DOPU-Bildes
Die Bilderzeugungseinheit 193 berechnet einen Stokes-Vektor S für jedes Bildelement aus den erhaltenen Tomographiesignalen A_H und A_V und die Phasendifferenz ΔΦ dazwischen durch den folgenden Ausdruck (3). [Mathematik 3]
wobei ΔΦ aus ΔΦ = Φ_V – Φ_H, aus den Phasen Φ_H und Φ_V jedes der zur Zeit der Berechnung der zwei Tomographiebilder erhaltenen Signals berechnet wird.
Die Bilderzeugungseinheit 193 stellt ein Fenster für jedes B-Abtastbild einer Größe von ungefähr 70 μm bei der Hauptabtastung des Messlichts und 18 μm in der Tiefenrichtung ein, mittelt jedes Bildelement des für jedes Bildelement im Fenster berechneten Stokes-Vektors und berechnet den Grad der Polarisationsgleichförmigkeit (DOPU) in jedem Fenster durch den Ausdruck (4).
[Mathematik 4]

DOPU = √Qm² + Um² + Vm² Ausdruck (4)

wobei Q_m, U_m und V_m jeweils Werte der gemittelten Stokes-Vektorelemente Q, U und V in jedem Fenster sind.
Diese Verarbeitung wird bei allen Fenstern im B-Abtastbild durchgeführt, wodurch ein in 2E veranschaulichtes DOPU-Bild der Sehnervenscheibe erhalten wird. Wie vorstehend beschrieben ist ein DOPU-Bild ein Tomographiebild, das die Gleichförmigkeit der zwei polarisierten Lichtstrahlen angibt.
DOPU ist ein die Gleichförmigkeit von polarisiertem Licht darstellender numerischer Wert. An Orten, wo die Polarisation beibehalten ist, ist der Wert nahe 1, und der Wert ist an Orten kleiner als 1, wo die Polarisation beseitigt und nicht beibehalten ist. Das RPE hat eine Eigenschaft des Auslöschens des Polarisationszustands, und so zeigen die Abschnitte im DOPU-Bild, die dem RPE entsprechen, einen kleineren Wert verglichen mit den anderen Regionen. Der helle Abschnitt 210 in 2E stellt das RPE dar, und der dunkle Abschnitt 220 stellt die Retinaschichtregion dar, wo die Polarisation beibehalten ist. Das DOPU-Bild visualisiert Schichten, wo die Polarisation beseitigt ist, wie das RPE, usw., und so kann selbst in einem Fall, in dem das RPE durch eine Krankheit oder dergleichen deformiert wurde, das RPE in einer sicheren Art und Weise als durch eine Änderung der Luminanz visualisiert werden.
Auf die gleiche Weise kann die Bilderzeugungseinheit 193 ein DOPU-Bild in der Planarrichtung des Fundus beruhend auf der Ausgabe aus den APDs 152 und 153 erzeugen.
Es wird angemerkt, dass die vorstehend beschriebenen Tomographieluminanzbilder, die dem ersten und dem zweiten polarisiertem Licht entsprechen, Retardierungsbilder, DOPU-Bilder, usw. hier auch als ”einen Polarisationszustand angebende Tomographiebilder” oder ”polarisationsempfindliche Tomographiebilder” bezeichnet sein können. Die vorstehend angeführte Retardierungsabbildung und Doppelbrechungsabbildung, usw. können hier auch als ”den Polarisationszustand angebendes Fundusbild” oder ”Polarisationsfundusbild” bezeichnet sein.
Die Bildanalyseeinheit 194, die ein Beispiel einer Extraktionseinheit ist, kann eine Region (einen Ort) aus einem einen Polarisationszustand angebenden Tomographiebild, wie einem DOPU-Bild oder Retardierungsbild oder dergleichen, extrahieren (erfassen), wo die Polarisierung beseitigt wurde, wie die RNFL oder dergleichen. Die Bildanalyseeinheit 194 kann auch Regionen, wo die Polarisation beseitigt wurde, die eine bestimmte Form haben, als pathologische Stelle identifizieren. Ein Beispiel einer Region, wo die Polarisierung beseitigt wurde, ist eine Region, wo Unterschiede des Einflusses, den die zwei polarisierten Lichtstrahlen am Auge aufnehmen, relativ groß sind.
Verarbeitungsvorgänge
Als Nächstes werden Verarbeitungsvorgänge gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung beschrieben. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm von Verarbeitungsvorgängen der Bildverarbeitungsvorrichtung.
Anpassung
Zuerst wird in Schritt S101 eine Ausrichtung der Vorrichtung und des Auges durchgeführt, wobei das Auge an der Vorrichtung fixiert ist. Hier wird die Ausrichtung gemäß vorliegender Anmeldung beschrieben, und auf die Beschreibung allgemeiner Anpassungen, wie einer XYZ-Ausrichtung der Arbeitsdistanz, usw., Fokussierung, Kohärenzblendenanpassung usw. wird verzichtet.
Anpassung der PS-OCT-Fotografieposition
4 veranschaulicht ein auf der Anzeigeeinheit 192 bei der Durchführung von Anpassungen angezeigtes Fenster 400. Eine Anzeigeregion 410, die ein Beispiel einer ersten Anzeigeregion ist, zeigt ein durch das PS-SLO 140 aufgenommenes und durch die Bilderzeugungseinheit 193 erzeugtes Fundusbild 411 an. Eine Orientierungshilfe 412, die die Fotografieposition der PS-OCT-Vorrichtung 100 angibt, ist darüber überlagert.
Der Bediener stellt einen Fotografiebereich durch die Durchführung einer Anweisung unter Verwendung eines im Fenster 400 angezeigten Zeigers durch die Durchführung von Klick- und Ziehbedienungen und dergleichen auf einer Anweisungseinrichtung wie einer Maus oder dergleichen (nicht gezeigt) oder durch direktes Bestimmen in einem numerischen Werteeingabebereich ein, der für das Fenster 400 bereitgestellt wird. Die Einstellung des Fotografiebereichs wird unter der Steuerung der Ansteuerungseinheit 180 durchgeführt. Somit stellt die Ansteuerungseinheit 180 den Fotografiebereich zur Steuerung des Ansteuerwinkels der Abtasteinrichtung ein. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält die Maus beispielsweise einen Sensor zur Erfassung von Bewegungssignalen, wenn die Maus zweidimensional durch die Hand des Benutzers bewegt wird, zwei Maustasten, links und rechts, zur Erfassung eines Drückens durch die Hand des Benutzers und eine Radeinrichtung, die zwischen der linken und der rechten Maustaste vorgesehen ist, und die vorwärts und rückwärts gedreht werden kann. Die Anweisungseinrichtung kann derart gebildet sein, dass eine Anzeigeeinheit mit Berührungstastfeldfunktionen versehen ist, sodass Beschaffungspositionen auf dem Berührungstastfeld bestimmt werden.
Anpassung der λ/4-Polarisationsplatte
Nachstehend wird die Anpassung der λ/4-Polarisationsplatte 113 beschrieben. In 4 werden Anweisungsabschnitte 413 und 414 zur Anpassung des Winkels der λ/4-Polarisationsplatte 113 angezeigt. Der Winkel der λ/4-Polarisationsplatte 113 wird durch die Bedienung, die unter Verwendung der Anweisungseinrichtung Anweisungen erteilt, unter der Steuerung der Ansteuerungseinheit 180 angepasst. Der Anweisungsabschnitt 413 ist eine Anzeige für eine Anweisung einer Anpassung in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn, und der Anweisungsabschnitt 414 ist eine Anzeige zur Anweisung einer Anpassung in der Richtung im Uhrzeigersinn. Der an den Seiten der Anweisungsabschnitte 413 und 414 angezeigte numerische Wert gibt den aktuellen Winkel der λ/4-Polarisationsplatte 113 an. Die Anzeigesteuereinheit 191 kann Anweisungsabschnitte zur Anpassung des Winkels der λ/4-Polarisationsplatte 119 entlang des Anweisungsabschnitts 413 auf der Anzeigeeinheit 192 oder anstelle des Anweisungsabschnitts 413 anzeigen.
Durch die Führung des Zeigers mittels der Maus gibt der Bediener Anweisungen derart ein, dass die Luminanz jedes Tomographieluminanzbildes, das in einer Anzeigeregion 430 angezeigt wird, die ein Beispiel einer dritten Anzeigeregion darstellt, und in einer Anzeigeregion 440 angezeigt wird, die ein Beispiel einer vierten Anzeigeregion darstellt, dieselbe ist. Dies kann durch Anzeigen der Spitzenluminanzwerte der Tomographieluminanzbilder 431 und 441 der jeweiligen polarisierten Lichtstrahlen oder durch Anzeigen von Signalverläufen der Interferenzsignale selbst erreicht werden, wobei der Bediener diese betrachtet und die Anpassung durchführt. Hier sind die Tomographieluminanzbilder 431 und 441 der jeweiligen polarisierten Lichtstrahlen Beispiele eines Tomographieluminanzbildes, das einem ersten polarisierten Licht entspricht, und eines Tomographieluminanzbildes, das einem zweiten polarisierten Licht entspricht. Die Tomographieluminanzbilder 431 und 441 der jeweiligen polarisierten Lichtstrahlen haben vorzugsweise ein Anzeigeformat, das den Typ des Bildes angibt, wie beispielsweise eine Überlagerung von ”P”, das p-polarisiertes Licht angibt, und ”S”, das s-polarisiertes Licht angibt, auf den Bildern. Dies hilft zu verhindern, dass der Benutzer die Bilder falsch identifiziert. Selbstverständlich kann diese Anzeige oben oder an der Seite der Bilder anstelle einer Überlagerung durchgeführt werden, solange sie mit den Bildern korreliert ist.
Eine Anzeigeregion 420, die ein Beispiel einer zweiten Anzeigeregion darstellt, kann an dieser Stufe nichts anzeigen, oder im Fall einer automatischen Anpassung oder dergleichen eine Nachricht anzeigen, wie ”gegenwärtig wird die λ/4-Polarisationsplatte angepasst” oder dergleichen, um den aktuellen Anpassungszustand anzugeben. Das Fenster 400 kann auch Patienteninformationen, wie das Auge und das andere Auge des linken und rechten Auges, Fotografieinformationen, wie den Fotografiemodus usw. oder dergleichen anzeigen. Die λ/4-Polarisationsplatte 113 wird vorzugsweise wiederholt in den optischen Weg eingefügt und daraus entfernt, um abwechselnd Fundusluminanzbilder und Tomographieluminanzbilder zu erhalten, die den Polarisationszustand angeben. Dies ermöglicht der Anzeigesteuereinheit 191 die Anzeige eines Fundusluminanzbildes in der Anzeigeregion 410 und dann die Anzeige eines Tomographieluminanzbildes, das den Polarisationszustand angibt, in der Anzeigeregion 420, unter Verwendung einer ophthalmologischen Vorrichtung, deren Größe minimal ist.
Die Reihenfolge der Anpassung ist vorzugsweise eine Ausrichtungsanpassung unter Verwendung von Vorderokularsegmentbildern oder hellen Korneapunkten, die Fokusanpassung unter Verwendung von Fundusbildern, die einen Polarisationszustand angeben, eine Kohärenzblendenanpassung unter Verwendung von Tomographieluminanzbildern, die einen Polarisationszustand angeben, und die Anpassung der λ/4-Polarisationsplatte 113. Während die Beschaffungsposition des Tomographieluminanzbildes, das den Polarisationszustand angibt, vorzugsweise vor der Kohärenzblendenanpassung unter Verwendung von Tomographieluminanzbildern durchgeführt wird, die den Polarisationszustand angeben, kann dies in Anfangseinstellungen entschieden werden, um die Mittenregion des Fundusbildes, das den Polarisationszustand angibt, zu beschaffen. Demnach können Tomographieluminanzbilder, die den Polarisationszustand angeben, die feinere und engere Bereiche als Fundusbilder verarbeiten können, die den Polarisationszustand angeben, durch eine einfache Anpassung genau beschafft werden. Zu diesem Zeitpunkt kann die λ/4-Polarisationsplatte 113 entsprechend dem Abschluss der Kohärenzblendenanpassung automatisch angepasst werden, oder die λ/4-Polarisationsplatte 113 kann gemäß einer Eingabe eines Signals zum Beschaffen eines Bildes automatisch angepasst werden, das den Polarisationszustand angibt. Natürlich kann auch ein Aufbau gemacht werden, bei dem die λ/4-Polarisationsplatte 113 im Anfangseinstellungsbildschirm beim Starten der ophthalmologischen Vorrichtung angepasst wird, und nicht jedes Mal bei der Durchführung einer Fotografie angepasst wird.
In einem Fall, in dem die λ/4-Polarisationsplatte 113 zum Eingefügt- und Entferntwerden in bzw. aus dem optischen Weg aufgebaut ist, ist die Reihenfolge der Anpassung vorzugsweise eine Ausrichtungsanpassung unter Verwendung von Vorderokularsegmentbildern oder heller Korneapunkte, eine Fokusanpassung unter Verwendung von SLO-Fundusbildern, eine Kohärenzblendenanpassung unter Verwendung von OCT-Tomographieluminanzbildern, Einfügen der λ/4-Polarisationsplatte 113 in den optischen Weg und Anpassung der λ/4-Polarisationsplatte 113. So kann eine Anpassung vor der Beschaffung von Bildern, die den Polarisationszustand angeben, unter Verwendung normaler SLO-Fundusbilder und OCT-Tomographieluminanzbilder durchgeführt werden, mit denen der Benutzer intuitiv vertraut ist. Alternativ dazu kann die λ/4-Polarisationsplatte 113 nach der Fokusanpassung eingefügt werden, und danach die Kohärenzblendenanpassung unter Verwendung eines PS-OCT-Tomographieluminanzbildes durchgeführt werden, das den Polarisationszustand angibt. In diesem Fall kann die λ/4-Polarisationsplatte 113 automatisch in den optischen Weg in Übereinstimmung mit dem Abschluss der Kohärenzblendenanpassung oder dem Abschluss der Fokusanpassung eingefügt werden, oder die λ/4-Polarisationsplatte 113 kann in den optischen Weg in Übereinstimmung mit der Eingabe eines Signals zur Beschaffung eines den Polarisationszustand angebenden Bildes automatisch eingefügt werden.
Die Fokusanpassung kann derart durchgeführt werden, dass zuerst eine grobe Fokusanpassung unter Verwendung eines SLO-Fundusbildes durchgeführt wird, und dann eine feine Fokusanpassung unter Verwendung eines OCT-Tomographieluminanzbildes durchgeführt wird.
Diese Anpassungen können in der vorstehend beschriebenen Reihenfolge automatisch durchgeführt werden, oder Schiebebalken können auf der Anzeigeeinheit entsprechend jeder Anpassung angezeigt werden, und der Zeiger zur Durchführung von Ziehoperationen für die Anpassung verwendet werden. Im Fall des Einfügens/Herausnehmens der λ/4-Polarisationsplatte 113 können Symbole zum Einfügen der λ/4-Polarisationsplatte 113 in den optischen Weg und zum Herausnehmen auf der Anzeigeeinheit angezeigt werden.
Fundusfotografie bis Erzeugung von Fundusbildern
In den Schritten S102 und S103 wird Messlicht von der Lichtquelle 141 emittiert und Rückkehrlicht vom Fundus Er an den APDs 152 und 153 empfangen, um das Fundusbild an der Bilderzeugungseinheit 193 wie vorstehend beschrieben zu erzeugen. Die Vergleichseinheit 196 zeichnet beschaffte Fundusdaten auf.
Einstellung der OCT-Abtastposition
In Schritt S104 werden die in den Schritten S102 und S103 aufgenommenen Fundusbilder mit Fundusbildern verglichen, die in der Vergangenheit aufgenommen und beschafft wurden, und es wird eine Abtastposition für die PS-OCT-Vorrichtung 100 eingestellt.
Zuerst extrahiert die Vergleichseinheit 196 Positionsinformationen von Merkmalspunkten in den in der Vergangenheit aufgenommenen und beschafften Fundusbildern. Vorzugsweise werden zwei oder mehr Merkmalspunkte extrahiert, da die Abtastrichtung nicht nur mit einem Punkt auf Übereinstimmung verglichen werden kann. Merkmalspunkte sind Gewebe, wie die Sehnervenscheibe, dunkle Flecke, Kapillare und dergleichen. Als Nächstes werden relative Positionsinformationen von OCT-Abtastungen, die in der Vergangenheit beschafft und aufgezeichnet wurden, bezüglich der Positionsinformationen der Merkmalspunkte, die extrahiert wurden, berechnet. Die Merkmalspunkte des aktuell beschafften und aufgezeichneten Fundusbildes werden auf die gleiche Weise wie vorstehend angeführt extrahiert, und dann werden Übereinstimmungspunkte mit den aus den vergangenen Fundusbildern extrahierten Merkmalspunkten weiter extrahiert. Schließlich wird die OCT-Abtastposition beruhend auf den Positionsinformationen der aus dem aktuellen Fundusbild extrahierten Merkmalspunkte und den berechneten relativen Positionsinformationen eingestellt.
Es wird angemerkt, dass die OCT-Abtastposition nicht auf die vorstehend beschriebene automatische Extraktion beschränkt ist. Die Auswahl kann manuell anhand eines Fensters wie in 5 gezeigt durchgeführt werden.
Eine Anzeigeregion 510, die ein Beispiel einer ersten Anzeigeregion darstellt, zeigt ein durch das PS-SLO 140 aufgenommenes und durch die Bilderzeugungseinheit 193 erzeugtes aktuelles Fundusbild 511 an. Hier ist ein Fundusluminanzbild als das Fundusbild 511 veranschaulicht, jedoch kann dieses ein Fundusbild beruhend auf Polarisationssignalen sein. Auf dem Fundusbild 511 überlagert ist eine Orientierungshilfe 512 angezeigt, die die Fotografieposition der PS-OCT-Vorrichtung 100 angibt.
Eine Anzeigeregion 520, die ein Beispiel einer zweiten Anzeigeregion ist, zeigt ein vergangenes Fundusbild 521 an, das durch das PS-SLO 140 aufgenommen und durch die Bilderzeugungseinheit 193 erzeugt wurde. Hier ist ein Fundusluminanzbild als das Fundusbild 521 veranschaulicht, es kann aber auch ein Fundusbild beruhend auf Polarisationssignalen sein. Auf dem Fundusbild 521 überlagert ist eine Orientierungshilfe 522 angezeigt, die die Fotografieposition der PS-OCT-Vorrichtung 100 angibt, die die Bildfotografie in der Vergangenheit durchgeführt hat.
Die OCT-Abtastposition wird unter Anzeige der auf dem Fundusbild 511 überlagerten Orientierungshilfe 512 in der Anzeigeregion 510 durch Anklick- und Ziehbedienungen und dergleichen der Maus eingestellt, um der Positionsbeziehung eines vergangenen Fundusbildes 521, das in der Anzeigeregion 520 angezeigt wird, und der Orientierungshilfe 522 zu entsprechen, die im Fundusbild 521 angezeigt wird.
Tomographieaufnahme bis Erzeugung eines Tomographieluminanzbildes
In den Schritten S105 und S106 wird Messlicht von der Lichtquelle 101 emittiert, Rückkehrlicht vom Fundus Er an den Zeilenkameras 129 und 133 empfangen, und ein Tomographieluminanzbild an der Bilderzeugungseinheit 193 wie vorstehend beschrieben erzeugt.
Die Schritte S105 und S106 werden N Mal bezüglich der Tomographieluminanzbildposition wiederholt, die eingestellt wurde, wodurch N Tomographieluminanzbilder beschafft werden. Alternativ dazu können die Beschaffungsprozeduren optional durch den Bediener entschieden werden. Das heißt, Schritt S106 kann in einem Zug nach N-maliger Wiederholung von Schritt S105 und Erhalt der Daten von N Tomographieluminanzbildern durchgeführt werden, oder die Schritte S105 und S106 können der Reihe nach für jede Beschaffung eines Tomographieluminanzbildes durchgeführt werden, und dies kann N mal wiederholt werden.
Auch die Schritte S102 und S103 können mit optionaler Zeitsteuerung parallel durchgeführt werden, während das Aufnehmen und Erzeugen der Tomographieluminanzbilder in den Schritten S105 und S106, ein an der Signalverarbeitungseinheit 190 erfasstes Feinbewegungsausmaß von SLO-Bildern und eine an der Ansteuerungseinheit 180 durchgeführte Rückkopplung durchgeführt werden, wodurch eine Nachführungsfunktion vermittelt wird. Bei einem Verfahren werden beispielsweise aufeinanderfolgend beschaffte SLO-Bilddaten zur der Signalverarbeitungseinheit 190 geführt, und es wird ein Feinbewegungsausmaß in Längsrichtung oder Rotationsrichtung bezüglich einer relativen Position in den SLO-Bildern berechnet. Als Nächstes wird ein Abtasteinrichtungsansteuerungssignalverlauf zur Korrektur des berechneten Feinbewegungsausmaßes an der Ansteuerungseinheit 180 erzeugt, und die X-Abtasteinrichtung 107 und die Y-Abtasteinrichtung 110 werden zum Realisieren der Nachführungsfunktion angesteuert.
Überlagerung von OCT-Tomographiebildern
Nach dem Fotografieren und der Bildverarbeitung der N Bilder positioniert die Bildüberlagerungseinheit 195, die ein Beispiel einer Positionsüberlagerungseinrichtung ist, in Schritt S107 erste Positionen der Vielzahl der Tomographieluminanzbilder. Das Verfahren zur Positionierung wird nun unter Bezugnahme auf die 6A und 6B beschrieben. Die Positionierung der Vielzahl der Tomographieluminanzbilder wird zum Ersten durch die Erfassung einer Augenbewegung durch die Durchführung eines Mustervergleichs eines zweiten Luminanzbildes 602 bezüglich eines ersten Bezugsluminanzbildes 601 durchgeführt.
Ein Mustervergleich ist ein Verfahren zum Suchen nach einer Region, wo die Ähnlichkeit mit einem Referenzbild am größten ist. Es kann eine Anordnung vorgesehen werden, in der ein Merkmalsabschnitt aus dem als Referenz dienenden ersten Luminanzbild extrahiert wird, und ein Mustervergleich bezüglich des zweiten Luminanzbildes durchgeführt wird, wobei nach einem Ort gesucht wird, der übereinstimmt, oder wo die Ähnlichkeit am größten ist, und eine Augenbewegung während der Bildbeschaffungsperiode aus dessen Koordinaten erfasst wird. Ein dunkler Fleck 603 im Luminanzbild 601 kann beispielsweise zur Durchführung des Mustervergleichs verwendet werden.
Dieser Mustervergleich wird an der Bildüberlagerungseinheit 195 durchgeführt, und die Ähnlichkeit einer Vielzahl anderer Luminanzbilder bezüglich des ersten Referenzluminanzbildes wird berechnet. Beispielsweise kann eine Korrelationsfunktion zur Berechnung der Ähnlichkeit verwendet werden.
Im Fall der Überlagerung von N Tomographieluminanzbildern am selben Ort des Objekts kann bei diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Mustervergleich durchgeführt werden, sodass jedes Bild von N-1 Luminanzbildern die größte Ähnlichkeit mit dem ersten Luminanzbild aufweist. Die Anzeige der Ähnlichkeit als Parameter zur Zeit der Durchführung des Mustervergleichs ermöglicht seine Verwendung als Indikator einer Überlagerung oder Nicht-Überlagerung bei der Überlagerung der Tomographieluminanzbilder. Das heißt, durch Anzeigen der Ähnlichkeit kann der Benutzer entscheiden, Tomographieluminanzbilder mit geringer Ähnlichkeit nicht zu verwenden.
Nach der Durchführung des Mustervergleichs speichert die Bildüberlagerungseinheit 195 einen Verschiebungsbetrag hinsichtlich der Bewegung des Luminanzbildes, die zum Erhalten der größten Ähnlichkeit durchgeführt wurde. In 7 z. B. wird im Fall, in dem (x(m + 1), y(m + 1)) der Verschiebungsbetrag des Luminanzbildes, dessen Ähnlichkeit die größte zur Zeit t(m + 1) ist, bezüglich des Luminanzbildes zur Zeit tm ist, diese Verschiebung (x(m + 1), y(m + 1)) gespeichert. Der hier zu speichernde Verschiebungsbetrag ist nicht auf eine parallele Bewegung beschränkt. Beispielsweise kann der Verschiebungsbetrag bezüglich einer Rotation und Vergrößerung/Verkleinerung nach Bedarf gespeichert werden. Der in der Bildüberlagerungseinheit 195 gespeicherte Verschiebungsbetrag kann auch bei allen mit derselben Zeitsteuerung erhaltenen und an der Bilderzeugungseinheit 193 erzeugten Bildern angewendet werden.
Die Bildüberlagerungseinheit 195 führt die vorstehend beschriebene Deformation bei jedem der durch die Bilderzeugungseinheit 193 erzeugten Tomographieluminanzbildern zum Mitteln der Bildelemente an derselben Position in den deformierten Bildern durch, wodurch ein überlagertes Bild erzeugt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Positionsverschiebung der Vielzahl der Tomographieluminanzbilder vorzugsweise beruhend auf der erfassten Augenbewegung korrigiert. Ferner werden Tomographieluminanzbilder, in denen ein vorbestimmter Lumineszenzbetrag aufgrund eines Zwinkerns nicht erhalten wird, vorzugsweise von dem überlagerten Bild ausgeschlossen. Nach Beenden der Überlagerungsverarbeitung erzeugt die Anzeigesteuereinheit 191 Ausgabeinformationen, und gibt sie zur Anzeigeeinheit 192 zur Anzeige aus. Die Vergleichseinheit 196 zeichnet die überlagerten Bilddaten, die erzeugt wurden, auch auf.
Vergleich
In Schritt S108 werden ein durch vergangene Beschaffung und Überlagerung erzeugtes vergangenes Tomographieluminanzbild 831 und ein durch eine aktuelle Beschaffung und Überlagerung erzeugtes aktuelles Tomographieluminanzbild 841 durch die Durchführung einer Subtraktionsverarbeitung einer Retardierung an entsprechenden Bildelementen verglichen. Dazu werden das vergangene Tomographieluminanzbild 831 und das aktuelle Tomographieluminanzbild 841 zuerst für den Vergleich positioniert. Diese Positionierung wird durch Deformieren des aktuellen Tomographieluminanzbildes 841 durchgeführt, indem es einer Verarbeitung wie einer affinen Transformationen unterzogen wird, damit die Korrelationsfunktion verglichen mit dem vergangenen Tomographieluminanzbild 831 am größten ist. Zu diesem Zeitpunkt werden gemeinsame Regionen des vergangenen Tomographieluminanzbildes 831 auch extrahiert und deformiert, um dieselbe Region wie das aktuelle Tomographieluminanzbild 841 anzuzeigen, das deformiert wird. Es wird angemerkt, dass sowohl das deformierte vergangene Tomographieluminanzbild 831 als auch das aktuelle Tomographieluminanzbild 841 durch die Durchführung einer Interpolation bezüglich Luminanzwerten jedes Bildelements und von Polarisationsparametern rekonstruiert sind. Beispiele von Interpolationsverfahren umfassen eine Nächste-Nachbar-Interpolation, bilineare Interpolation, bikubische Interpolation oder dergleichen. Es wird angemerkt, dass es erfindungsgemäß für das vergangene Tomographiebild und das aktuelle Tomographiebild ausreicht, dass sie eine Vielzahl von Tomographiebildern sind, die durch Aufnehmen des Objekts zu verschiedenen Zeiten erhalten werden.
Als Nächstes führt die Vergleichseinheit 196, die ein Beispiel einer Differenzinformationserzeugungseinheit ist, einen Vergleich durch Subtrahieren einer Retardierung in den entsprechenden Bildelementen des vergangenen Tomographieluminanzbildes 831 und des aktuellen Tomographieluminanzbildes 841 durch. Das heißt, die Differenzinformationserzeugungseinheit erzeugt Informationen über die Differenz zwischen einem vergangenen polarisationsempfindlichen Tomographiebild, das dem vergangenen Tomographieluminanzbild 831 entspricht, und einem aktuellen polarisationsempfindlichen Tomographiebild, das dem aktuellen Tomographieluminanzbild 841 entspricht. Beispiele von Informationen über die Differenz beinhalten ein Differenzbild, eine graphische Darstellung der Differenz und Differenzwerte. Vor der Erzeugung der Informationen über die Differenz werden das vergangene polarisationsempfindliche Tomographiebild und das aktuelle polarisationsempfindliche Tomographiebild beruhend auf dem vergangenen Tomographieluminanzbild und dem aktuellen Tomographieluminanzbild positioniert. Somit kann die Positionierung der polarisationsempfindlichen Tomographiebilder an einer Region durchgeführt werden, die von der Region verschieden ist, wo die Polarisation beseitigt wurde, die ein Beispiel der vorbestimmten Region darstellt. Selbst wenn sich die Region, wo die Polarisation beseitigt ist, über die Zeit aufgrund einer Krankheit oder dergleichen verändert hat, kann demnach eine genaue Positionierung durchgeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Positionsverschiebung der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder bezüglich der Vielzahl der Tomographieluminanzbilder beruhend auf der erfassten Augenbewegung korrigiert. Die Subtraktionsergebnisse werden in einer Anzeigeregion 820 als Differenzbild 821 wie in 8 gezeigt angezeigt. Die Dichteänderung der RNFL über die Zeit kann durch Lesen der erhaltenen Ergebnisse der Subtraktionsverarbeitung verfolgt werden. Regionen beispielsweise, wo der Subtraktionswert ein positiver Wert ist, geben an, dass sich die Doppelbrechung abgeschwächt hat, und Regionen, wo der Subtraktionswert ein negativer Wert ist, geben an, dass sich die Doppelbrechung erhöht hat. Obwohl ein Beispiel einer Subtraktion einer Retardierung, die ein Beispiel eines aktuellen polarisationsempfindlichen Tomographiebildes darstellt, das dem aktuellen Tomographieluminanzbild 841 entspricht, von einer Retardierung veranschaulicht ist, die ein Beispiele eines vergangenen polarisationsempfindlichen Tomographiebildes ist, das dem vergangenen Tomographieluminanzbild 831 entspricht, ist das Ausführungsbeispiel nicht auf diese Anordnung beschränkt. Es kann eine Anordnung vorgesehen werden, bei der eine dem vergangenen Tomographieluminanzbild 831 entsprechende Retardierung von der dem aktuellen Tomographieluminanzbild 841 entsprechenden Retardierung subtrahiert wird. In diesem Fall geben Regionen, wo der Subtraktionswert ein negativer Wert ist, an, dass sich die Doppelbrechung abgeschwächt hat, und Regionen, wo der Subtraktionswert ein positiver Wert ist, geben an, dass sich die Doppelbrechung erhöht hat.
In Schritt S108 werden auch die aktuellen Dickeinformationen der RNFL und die Retardierungsinformationen der RNFL gemessen und aufgezeichnet. Der Bediener kann optional die Dickeinformationen der RNFL und die Retardierungsinformationen auswählen. Die Dickeinformationen der RNFL können durch Erhalten von Werten jeder x-Koordinate, durch Berechnen der Differenz in Z-Komponenten an zwei Punkten mit denselben x-Koordinaten, zu den Koordinatenwerten von zwei die RNFL angebenden Grenzlinien, die durch Segmentieren extrahiert werden, erhalten werden. Von den so erhaltenen Dickedaten werden Dickedaten an einer optionalen x-Koordinate oder ein Durchschnittswert von Dickedaten über einen optionalen x-Koordinatenabschnitt als die RFNL-Dickeinformationen verwendet.
Alternativ dazu werden RNFL-Retardierungsinformationen als Retardierung in der RNFL auf einer A-Abtastzeile, die der x-Koordinate entspricht, wo die Dickeinformationen erhalten werden, oder der Durchschnittswert der Retardierung erhalten.
Ausgabe
Als Nächstes wird der Ausgabeverarbeitungsschritt S109 der erzeugten Bilder und der analysierten Ergebnisse beschrieben. Die Ausgabeverarbeitung beinhaltet bei diesem Ausführungsbeispiel die Anzeige der in den Schritten S102 bis S108 beschafften und erzeugten Bilder und der Ergebnisse des durchgeführten Vergleichs.
Nach Beenden der Erzeugung, Analyse und Überlagerung der Bilder an der Bilderzeugungseinheit 193, der Bildanalyseeinheit 194 und der Bildüberlagerungseinheit 195 erzeugt die Anzeigesteuereinheit 191 Ausgabeinformationen beruhend auf den entsprechenden Ergebnissen und gibt sie zu der Anzeigeeinheit 192 zur Anzeige aus.
8 zeigt ein Anzeigebeispiel des Anzeigeabschnitts 192 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. In 8 bezeichnet das Bezugszeichen 800 das Fenster, wo der Anzeigeabschnitt 192 angezeigt wird, und es sind Anzeigeregionen 810, 820, 830 und 840 enthalten.
Die Anzeigeregion 810, die ein Beispiel einer ersten Anzeigeregion ist, zeigt ein durch das PS-SLO 140 aufgenommenes und durch die Bilderzeugungseinheit 193 erzeugtes Fundusbild 511 an. Während ein Fundusluminanzbild für das Fundusbild 511 angezeigt wird, kann dies ein auf Polarisationssignalen beruhendes Fundusbild sein. Eine Orientierungshilfe 512, die die Fotografieposition der PS-OCT-Vorrichtung 100 angibt, die ein Bild aufgenommen hat, ist auf dem Fundusbild 511 überlagert.
Die Anzeigeregion 820, die ein Beispiel einer zweiten Anzeigeregion ist, zeigt die Differenz der Verkleinerung zwischen vergangenen und aktuellen beschafften Bildern an grundsätzlich derselben Position wie eines Tomographiebildes 821 an. Eine Segmentierung kann zusätzlich zu dem Differenzbild zu diesem Zeitpunkt zur Klarstellung jeder Schicht überlagert werden.
Es wird angemerkt, dass eine graphische Darstellung, die Vergleichsinformationen einer ausgewählten Region zeigt, anstelle des Retardierungsreferenzbildes 820 angezeigt werden kann. 9 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem bezüglich der RNFL-Dicke und -Retardierung, die in Schritt S108 erhalten werden, ein Graph 921, der einen Vergleich mit einem in der Vergangenheit beschafften Wert angibt, und ein Graph 922 angezeigt werden, der einen Vergleich mit vergangenen beschafften Werten bezüglich Retardierungswerten pro Dicke angibt, die durch Teilen der Retardierung durch die Dicke erhalten werden. Die horizontale Achse der Graphen stellt das Datum dar, wobei die beschafften Daten entlang der horizontalen Achse zeitlich angeordnet sind. Ist die Anzahl der beschafften Datenelemente groß, können aufgrund der über eine lange Zeit ausgeführten Nachfassung optionale vergangene beschaffte Daten von der Vergleichseinheit 196 ausgewählt und in dem Graph angezeigt werden.
Die Anzeigeregion 830, die ein Beispiel einer dritten Anzeigeregion ist, zeigt ein vergangenes Tomographiebild 831 an. Das vergangene Tomographiebild 831 ist deformiert, um dieselbe Region wie ein Tomographiebild 841 anzuzeigen. Zu diesem Zeitpunkt kann zusätzlich zu dem Retardierungsbild eine Segmentierung überlagert sein, um die jeweilige Schicht klarzustellen.
Die Anzeigeregion 840, die ein Beispiel einer vierten Anzeigeregion ist, zeigt das aktuell beschaffte Tomographiebild 841 an. Das Tomographiebild 841 ist durch die Durchführung einer Vergrößerung, Rotation, Extraktion, usw. des Bildes (Beispiele der Positionierung) deformiert, sodass die Korrelation (der Wert einer Korrelationsfunktion) bezüglich des vergangenen Tomographiebildes 831 größer als ein Schwellewert ist. Zur Klarstellung der jeweiligen Schicht kann zu diesem Zeitpunkt zusätzlich zu dem Retardierungsbild auch eine Segmentierung überlagert sein.
Es wird angemerkt, dass die Anzeigesteuereinheit 191 eine Retardierungsabbildung auf jeder beliebigen Anzeigeregion auf der Anzeigeeinheit 192 anstelle der vorstehend beschriebenen Retardierungstomographiebilder anzeigen kann. Alternativ dazu kann die Anzeigesteuereinheit 191 eine dem Fundusluminanzbild 511 überlagerte Retardierungsabbildung anzeigen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein dreidimensionales (3D) Bild von OCT-Tomograhiebildern erzeugt wird, und Tomographiebilder mit starker Ähnlichkeit bezüglich bei einer Diagnose in der Vergangenheit verwendeter OCT-Tomograhiebildern aus den aktuell beschafften 3D-Bilddaten extrahiert und verglichen werden.
Wie in 10 gezeigt, werden ein 3D-Bild bildende B-Abtastbilder zum Aufbauen des 3D-Bildes überlagert. Beispielsweise wird ein Tomographieluminanzbild 1001 durch Überlagern einer Tomographieluminanzbildgruppe 1011 aus N Tomographieluminanzbildern erzeugt, die an derselben Abtastposition beschafft werden. Auf die gleiche Weise werden Tomographieluminanzbilder 1002 bis 1006 durch Überlagern von Tomographieluminanzbildgruppen 1012 bis 1016 aus N entsprechenden Tomographieluminanzbildern erzeugt. Somit wird ein aus überlagerten B-Abtastbildern konfiguriertes 3D-Bild erzeugt.
Verarbeitungsvorgänge
Als Nächstes werden Merkmalsverarbeitungsvorgänge des Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 11 beschrieben. Auf die Beschreibung von Verarbeitungsvorgängen, die dieselben wie im ersten Ausführungsbeispiel sind, wird verzichtet.
Beim Fotografieren in Schritt S202 steuert die Ansteuerungseinheit 180 die Ansteuerwinkel der X-Abtasteinrichtung 107 und der Y-Abtasteinrichtung 110, und nimmt N B-Abtastbilder unter Beschaffung von 3D-Bilddaten auf. Beispielsweise ist die Y-Abtasteinrichtung 110 fest und die X-Abtasteinrichtung 107 wird für die Abtastung N Mal bewegt, wodurch N Tomographieluminanzbilder an derselben Region beschafft werden, und im Folgenden wird die Y-Abtasteinrichtung 110 durch die Ansteuerungseinheit 180 gesteuert, um die Abtastposition um einen Schritt zu transportieren. Die Y-Abtasteinrichtung 110 tastet den eingestellten Bereich ab, wodurch 3D-Bilddaten mit jeweils N B-Abtastbildern beschafft werden.
Als Nächstes überlagert die Bildüberlagerungseinheit 195 in Schritt S204 die entsprechenden N-1 B-Abtastbilder auf dem B-Abtastbild, wodurch ein aus überlagerten Bildern gebildetes 3D-Bild erzeugt wird, und die Vergleichseinheit 196 speichert die erzeugten 3D-Bilddaten.
In Schritt S205 wird eine Vergleichsposition zwischen einem vergangenen Tomographieluminanzbild und aktuellen Tomographieluminanzbildern beruhend auf den in Schritt S204 aufgebauten 3D-Bilddaten bestimmt. Das heißt, in Schritt S205 werden die überlagerungsverarbeiteten aktuellen Tomographieluminanzbilder mit einem vergangenen Tomographieluminanzbild verglichen, und ein aktuelles Tomographieluminanzbild, dessen Ähnlichkeit am größten ist, wird aus dem 3D-Bild extrahiert. Die Berechnung der Ähnlichkeit wird beispielsweise durch eine Korrelationsfunktion durchgeführt. Die Bilddaten, deren Ähnlichkeit zu vergleichen ist, sind bereits der Überlagerungsverarbeitung unterzogen worden, und so kann die Extraktion von Vergleichspositionen genauer durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben ermöglicht das Extrahieren von Luminanzbildern desselben Objektgewebes eines Objekts und die Bewertung einer Änderung über die Zeit anhand eines Retardierungsunterschieds die Bereitstellung nützlicher Informationen für Ärzte zum Diagnostizieren von Krankheiten. In einem Fall beispielsweise, in dem das Auge des Patienten ein Glaukom aufweist, ändern sich periodisch über die Zeit aufgenommene Luminanzbilder zum Nachbereiten der Diagnose und Behandlung nicht stark, jedoch kann sich die Doppelbrechung ändern. Diese Eigenschaft wird zur Durchführung einer Positionierung unter Lumineszenzbildern verwendet, die sich über die Zeit nicht stark ändern, wodurch der Unterschied der Retardierung desselben Objektgewebes bewertet wird, während das Risiko einer Positionsverschiebung während der Nachbereitung vermieden wird. Demnach kann das Fortschreiten der Krankheit im selben Gewebe, deren Änderung nicht einfach in Luminanzbildern manifestiert ist, visualisiert werden.
Ferner kann das periodische Beschaffen der RNFL-Dicke und -Retardierung zur Nachbereitung nützliche Informationen für die Diagnose bereitstellen. In einem Fall beispielsweise, in dem die Retinanervenfaserdicke des Objekts gesunken ist, verringert sich die Doppelbrechung, sodass selbst dann, wenn die RNFL-Dicke die dieselbe ist, Daten einer fallenden Retardierung erhalten werden können, die zum frühen Auffinden eines Glaukoms beitragen können.
Weitere Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch durch einen Computer eines Systems oder einer Vorrichtung, der auf einem Speichermedium (beispielsweise einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium) aufgezeichnete computerausführbare Anweisungen ausliest und ausführt, um die Funktionen des einen oder der mehreren vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung durchzuführen, oder durch ein durch den Computer des Systems oder der Vorrichtung durchgeführtes Verfahren beispielsweise durch Auslesen und Ausführen der computerausführbaren Anweisungen aus dem Speichermedium zur Durchführung der Funktionen des einen oder der mehreren vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele realisiert werden. Der Computer kann eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) und/oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU) oder eine andere Schaltung umfassen und kann ein Netzwerk separater Computer oder separater Computerprozessoren enthalten. Die computerausführbaren Anweisungen können dem Computer beispielsweise von einem Netzwerk oder dem Speichermedium bereitgestellt werden. Das Speichermedium kann beispielsweise eine Festplatte und/oder einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und/oder einen Nurlesespeicher (ROM) und/oder einen Speicher verteilter Rechensysteme und/oder eine optische Scheibe (wie eine Kompaktdisk (CD), Digital Versatile Disk (DVD) oder Blu-ray Disk (BD)^TM) und/oder eine Flash-Speichereinrichtung und/oder eine Speicherkarte und dergleichen enthalten.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Schutzbereich der folgenden Patentansprüche soll die breiteste Interpretierung zum Umfassen aller Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen zukommen.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-159177 , die am 31. Juli 2013 eingereicht wurde, und die hier durch Bezugnahme insgesamt aufgenommen ist.

Claims

Bildverarbeitungsvorrichtung mit einer Tomographiebildbeschaffungseinheit zur Beschaffung einer Vielzahl von durch Fotografieren eines Objekts zu verschiedenen Zeiten erhaltenen Tomographieluminanzbildern und einer Vielzahl von der Vielzahl der Tomographieluminanzbilder entsprechenden polarisationsempfindlichen Tomographiebildern, einer Positionierungseinheit zur Positionierung der beschafften Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beruhend auf der beschafften Vielzahl von Tomographieluminanzbildern, und einer Vergleichseinheit zum Vergleichen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die positioniert sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vergleichseinheit Informationen, die eine Differenz zwischen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder angeben, die positioniert sind, durch Vergleichen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder erzeugt, die positioniert sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vergleichseinheit ein Differenzbild der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die positioniert sind, als die die Differenz angebenden Informationen durch Vergleichen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder erzeugt, die positioniert sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, ferner mit einer Anzeigesteuereinheit zur Anzeige der die Differenz angebenden erzeugten Informationen auf einer Anzeigeeinheit.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Tomographiebildbeschaffungseinheit ein vergangenes Tomographieluminanzbild und ein aktuelles Tomographieluminanzbild als die Vielzahl der Tomographieluminanzbilder beschafft, und ein vergangenes polarisationsempfindliches Tomographiebild, das dem vergangenen Tomographieluminanzbild entspricht, und ein aktuelles polarisationsempfindliches Tomographiebild, das dem aktuellen Tomographieluminanzbild entspricht, als die Vielzahl der polarisationsempfindlichen Tomographiebilder beschafft, wobei die Positionierungseinheit die Positionierung des beschafften vergangenen polarisationsempfindlichen Tomographiebildes und aktuellen polarisationsempfindlichen Tomographiebildes beruhend auf dem beschafften vergangenen Tomographieluminanzbild und aktuellen Tomographieluminanzbild durchführt, und wobei die Vergleichseinheit das vergangene polarisationsempfindliche Tomographiebild und das aktuelle polarisationsempfindliche Tomographiebild vergleicht, die positioniert sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Tomographiebildbeschaffungseinheit eine Vielzahl vergangener Tomographieluminanzbilder und eine Vielzahl aktueller Tomographieluminanzbilder als die Vielzahl der Tomographieluminanzbilder beschafft, und eine Vielzahl vergangener polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die der Vielzahl vergangener Tomographieluminanzbilder entspricht, und eine Vielzahl aktueller polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die der Vielzahl aktueller Tomographieluminanzbilder entspricht, als die Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beschafft, wobei die Positionierungseinheit die Positionierung der beschafften Vielzahl vergangener polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beruhend auf der beschafften Vielzahl vergangener Tomographieluminanzbilder durchführt, und die Positionierung der beschafften Vielzahl aktueller polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beruhend auf der beschafften Vielzahl aktueller Tomographieluminanzbilder durchführt, und wobei die Vergleichseinheit ein neues vergangenes polarisationsempfindliches Tomographiebild, das durch Überlagern der Vielzahl vergangener polarisationsempfindlicher Tomographiebilder erhalten wird, die positioniert sind, und ein neues aktuelles polarisationsempfindliches Tomographiebild vergleicht, das durch Überlagern der Vielzahl aktueller polarisationsempfindlicher Tomographiebilder erhalten wird, die positioniert sind.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Positionierungseinheit die beschaffte Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder durch Korrigieren einer Positionsverschiebung bei der beschafften Vielzahl von Tomographieluminanzbildern positioniert, sodass die Korrelation unter der beschafften Vielzahl von Tomographieluminanzbildern hoch ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vergleichseinheit Objektdickeinformationen und/oder eine Retardierung jedes Mal dann aufzeichnet, wenn das Objekt fotografiert wird, und die Informationen in der aktuellen Fotografie mit den Informationen in der vergangenen Fotografie bei der Nachfassung vergleicht.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit einer Planarbildbeschaffungseinheit zur Beschaffung einer Vielzahl planarer Bilder zu verschiedenen Zeitpunkten, die Zustände einer Polarisation des Objekts angeben, beruhend auf Licht mit voneinander verschiedenen Polarisationen, das durch Trennen von Rückkehrlicht von Messlicht erhalten wird, das auf das Objekt geworfen wird, einer Erfassungseinheit zur Erfassung eines Bewegungsausmaßes des Objekts anhand der Vielzahl planarer Bilder, und einer Korrektureinheit zur Korrektur einer Beschaffungsposition der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beruhend auf dem erfassten Bewegungsausmaß.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Objekt ein Auge ist.
Fotografiesystem mit einer Übertragungseinheit zur Übertragung der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die durch eine Fotografievorrichtung beschafft werden, die mit der Bildverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 kommunikationsfähig verbunden ist, zu der Tomographiebildbeschaffungseinheit.
Bildverarbeitungsverfahren mit einem Schritt zum Beschaffen einer Vielzahl von Tomographieluminanzbildern, die durch Fotografieren eines Objekts zu verschiedenen Zeiten erhalten werden, und einer Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die der Vielzahl von Tomographieluminanzbildern entspricht, einem Schritt zum Positionieren der beschafften Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beruhend auf der beschafften Vielzahl von Tomographieluminanzbildern und einem Schritt zum Vergleichen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die positioniert sind.
Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 12, wobei Informationen, die eine Differenz zwischen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder angeben, die positioniert sind, im Schritt zum Vergleichen durch Vergleichen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder erzeugt werden, die positioniert sind.
Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 13, wobei im Schritt zum Vergleichen ein Differenzbild der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die positioniert sind, als die die Differenz angebenden Informationen durch Vergleichen der Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder erzeugt wird, die positioniert sind.
Bildverarbeitungsverfahren nach Anspruch 13 oder 14, ferner mit einem Schritt zum Steuern einer Anzeige der die Differenz angebenden erzeugten Informationen auf einer Anzeigeeinheit.
Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei in dem Schritt zum Beschaffen ein vergangenes Tomographieluminanzbild und ein aktuelles Tomographieluminanzbild als die Vielzahl der Tomographieluminanzbilder beschafft werden, und ein vergangenes polarisationsempfindliches Tomographiebild, das dem vergangenen Tomographieluminanzbild entspricht, und ein aktuelles polarisationsempfindliches Tomographiebild, das dem aktuellen Tomographieluminanzbild entspricht, als die Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beschafft werden, wobei im Schritt zum Positionieren die Positionierung des beschafften vergangenen polarisationsempfindlichen Tomographiebildes und aktuellen polarisationsempfindlichen Tomographiebildes beruhend auf dem beschafften vergangenen Tomographieluminanzbild und aktuellen Tomographieluminanzbild durchgeführt wird, und wobei im Schritt zum Vergleichen das vergangene polarisationsempfindliche Tomographiebild und das aktuelle polarisationsempfindliche Tomographiebild, die positioniert sind, verglichen werden.
Bildverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei im Schritt zum Beschaffen eine Vielzahl vergangener Tomographieluminanzbilder und eine Vielzahl aktueller Tomographieluminanzbilder als die Vielzahl der Tomographieluminanzbilder beschafft werden, und eine Vielzahl vergangener polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die der Vielzahl vergangener Tomographieluminanzbilder entspricht, und eine Vielzahl aktueller polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die der Vielzahl aktueller Tomographieluminanzbilder entspricht, als die Vielzahl polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beschafft werden, wobei in dem Schritt zum Positionieren die beschaffte Vielzahl vergangener polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beruhend auf der beschafften Vielzahl vergangener Tomographieluminanzbilder positioniert wird, und die beschaffte Vielzahl aktueller polarisationsempfindlicher Tomographiebilder beruhend auf der beschafften Vielzahl aktueller Tomographieluminanzbilder positioniert wird, und wobei in dem Schritt zum Vergleichen ein neues vergangenes polarisationsempfindliches Tomographiebild, das durch Überlagern der Vielzahl vergangener polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die positioniert sind, erhalten wird, und ein neues aktuelles polarisationsempfindliches Tomographiebild, das durch Überlagern der Vielzahl aktueller polarisationsempfindlicher Tomographiebilder, die positioniert sind, erhalten wird, verglichen werden.
Programm zur Veranlassung eines Computers zur Ausführung der Schritte des Bildverarbeitungsverfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 17.