JP2022077980A - ボリュメトリック光学コヒーレンストモグラフィ画像データ処理 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＣＴ撮像システムによって取得された撮像対象のＢスキャンの列からなるＣスキャンデータを処理して、Ｂスキャンの取得中にＯＣＴ撮像システムと撮像対象の間の距離を変化させる相対的な動きによって生じる列内のＢスキャン間の軸方向のずれを補正するための補正データを生成する方法を提供する。【解決手段】当補正データは、列内の複数の隣接するＢスキャンの対のそれぞれについて、隣接するＢスキャンにおける共通の眼特徴のそれぞれの表現間の軸方向のずれの指標を決定する（Ｓ１０）ことによって生成され、決定された指標の、列内の隣接するＢスキャンの対応する対の位置おける変動から、Ｂスキャンの取得中の相対的な動きを示す変動の第１の周波数成分が決定される（Ｓ２０）。【選択図】図４

Description

本明細書の例示的な態様は、概して、眼科用光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）撮像システムの分野に関する。より詳細には、ＯＣＴ撮像システムによってＢスキャンを取得する間にＯＣＴ撮像システムと撮像対象との間の距離を変化させるＯＣＴ撮像システムの相対運動によって引き起こされる、取得されたＢスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償するための補正データを生成するために、ＯＣＴ撮像システムによって生成されたＣスキャンデータを処理するための方法および装置に関する。

網膜などの被検眼の一部を典型的なボリュメトリック光学コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャン（Ｃスキャンとも呼ばれる）により取得するには、約１～５秒かかる可能性がある。この間、ＯＣＴビームが、ＯＣＴ撮像システムによって第１のスキャン方向に繰り返し走査されることで（２次元）Ｂスキャンの列が記録される。Ｂスキャンの各々は、第１のスキャン方向に沿って網膜の表面上の各点で記録される軸方向スキャン（Ａスキャン）の列を含む。Ｂスキャンの列におけるＢスキャンは、通常、第１の方向と直交する方向に配列されている。Ｃスキャンの取得中、眼は、通常、被験者の不随意の動きのために、（ＯＣＴビームの方向に沿って）軸方向に移動する可能性がある。Ｃスキャン画像のレンダリングを成功させ、Ｃスキャン画像に基づいて実行される後続の測定の精度を保証するために、Ｃスキャンの取得中に被検体の動きによって引き起こされるモーションアーチファクトを補正する必要がある場合がある。被検体の動きによって引き起こされるいくつかのＢスキャンの間の軸方向のずれを補正するための補償がＢスキャンデータに対して実行されない場合、網膜層の識別およびその後の診断測定の精度は、悪影響を受ける可能性がある。

本発明者らが考案した本発明の第１の実施形態によれば、ＯＣＴ撮像システムによって取得された撮像対象のＢスキャンの列を含むＣスキャンデータを処理して、ＯＣＴ撮像システムによるＢスキャンの取得中にＯＣＴ撮像システムと撮像対象の距離を変化させる相対運動によって引き起こされるＢスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償するための補正データを生成する方法が提供される。この方法は、列内の隣接するＢスキャンの複数の対の各々について、隣接するＢスキャン内の共通の眼特徴の各表現の間の軸方向ずれの指標を決定することによって、補正データを生成することを含む。この方法は、さらに、列内の隣接するＢスキャンの対応する対の位置を有する決定された指標の変動から、Ｂスキャン取得中のＯＣＴ撮像システムにおける、ＯＣＴ撮像システムと撮像対象の相対運動を示す変動の第１の周波数成分を決定することを含む。

軸方向ずれの各指標は、隣接するＢスキャンの対の間の相互相関を計算し、計算された相互相関のピークに対応するＢスキャン間のオフセットを指標として決定することによって、隣接するＢスキャンの対ごとに決定され得る。

あるいは、軸方向ずれの各指標は、隣接するＢスキャンの対のＢスキャンにおける共通の眼特徴の各位置を識別し、撮像システムの軸方向を表すＢスキャンの軸に沿った識別された位置の間の変位を決定することによって、隣接するＢスキャンの各対について決定されてもよい。

上記に記載された方法は、撮像対象の曲率を示す変動の第２の周波数成分を決定するステップをさらに含むことができる。この場合、第２の周波数成分は、決定された指標の変動にｍ次の多項式を当てはめることによって決定され、第１の周波数成分は、決定された指標の変動における指標からｍ次の多項式の値を減算して補正された指標の変動を生成し、ｎ次の多項式を補正された指標の変動に当てはめることによって決定されてもよく、ここで、ｍおよびｎは整数であり、ｍはｎよりも小さい。

上記の方法は、第１の周波数成分に基づくオフセットをＢスキャン列におけるＢスキャンに適用することによって、ＯＣＴ撮像システムと撮像対象（２０）の相対運動によって引き起こされるＢスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償するために、補正データを使用することをさらに備え得る。この場合、第１の周波数成分は、以下のステップを含む処理の少なくとも２つの反復をさらに実行することによって決定され得る。
（ｉ）指標の変動における指標とｎ次多項式の対応する値との差として算出された複数の残差値を算出する。
（ｉｉ）複数の残差値が、第１の正の閾値を超えるか、または第１の負の閾値を下回る外れ値を含むかどうかを決定する。
（ｉｉｉ）複数の残差値が外れ値を含むと決定された場合、外れ値に対応する指標を指標の変動から除去して更新された指標の変動を生成し、残差が外れ値を含まないと決定された場合、ｎ次多項式を第１の周波数成分として決定し、処理を終了する。
（ｉｖ）ｎ次多項式を更新された指標の変動に当てはめる。
ここで、複数の残差値における各残差値は、補正された指標の変動における指標と、補正された指標の変動に当てはめられたｎ次多項式の対応する値との間の差として、処理の第１の反復において計算され、複数の残差値における各残差値は、処理の前回の反復において生成された更新された指標の変動における指標と、処理の前回の反復において生成された更新された指標の変動に当てはめられたｎ次多項式の対応する値との差として、処理の残りの１つ以上の反復の各反復において計算される。本方法は、第２の正の閾値よりも大きいかまたは第２の負の閾値よりも小さい大きさを有する複数の残差値における残差値の数を決定し、ここで、第２の正の閾値が第１の正の閾値よりも小さく、第２の負の閾値が第１の負の閾値よりも大きく、決定された残差値の数が第３の閾値よりも小さい場合、第１の周波数成分に基づくオフセットをＢスキャンの列におけるＢスキャンに適用することによって、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償し、決定された残差値の数が第３の閾値よりも小さくない場合、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償しないことを決定することを含む。

上記に記載の方法は、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンの対を使用して、Ｂスキャンの対が取得されたときのＯＣＴ撮像システムに対する撮像対象構造の速度および加速度のうちの少なくとも１つを示す計量の各値を、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンの対を使用して計算することによって、生成された補正データの信頼性を示す信頼性指標を生成し、計量の計算された値のうちの少なくとも所定の数が第４の閾値を超えるかどうかを判断し、計量の計算された値のうちの少なくとも所定の数が第４の閾値を超えると判断された場合、補正データが信頼できないことを示すよう信頼性指標を設定し、計量の計算された値のうちの少なくとも所定の数が第４の閾値を超えないと判断された場合、補正データが信頼できることを示すよう信頼性指標を設定することをさらに含む。本方法は、信頼性指標が、補正データが信頼できることを示すよう設定された場合、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を、第１の周波数成分に基づくオフセットをＢスキャンの列におけるＢスキャンに適用することによって補償することをさらに含む。

さらに、本発明者らは、本明細書の第２の例の態様に従って、プロセッサに上記で説明した方法を実行させるコンピュータプログラム命令を含むコンピュータプログラムを考案した。

また、本発明者は、本発明の第３の態様によれば、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）撮像システムによって取得された撮像対象のＢスキャンの列を含むＣスキャンデータを処理し、ＯＣＴ撮像システムによるＢスキャンの取得時にＯＣＴ撮像システムと撮像対象の距離が変化することによって生じるＢスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向の変位を補償するための補正データを生成するように構成されたデータ処理装置を考案した。データ処理装置は、列内の隣接するＢスキャンの複数の対の隣接するＢスキャンの対毎に、隣接するＢスキャン内の共通の眼特徴の各表現の間の軸方向ずれの各指標を決定するように構成された軸方向ずれ決定部を備える。データ処理装置は、さらに、周波数成分決定部を備え、周波数成分決定部は、軸方向ずれが、列内の隣接するＢスキャンの対応する対の位置と共にどのように変化するかを示す決定された指標の変動から、ＯＣＴ撮像システムによるＢスキャンの取得中のＯＣＴ撮像システムと撮像対象の相対運動を示す変動の第１の周波数成分を決定するように構成される。

軸方向ずれ決定部は、隣接するＢスキャンの対の間の相互相関を計算し、計算された相互相関のピークに対応するＢスキャンの間のオフセットを指標として決定することによって、隣接するＢスキャンの各対の軸方向ずれの各指標を決定するように構成され得る。あるいは、軸方向ずれ決定部は、隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴の各位置を識別し、撮像システムの軸方向を表すＢスキャンの軸に沿った識別された位置の間の変位を決定することによって、隣接するＢスキャンの各対に対する軸方向ずれの各指標を決定するように構成されてもよい。

周波数成分決定部は、撮像対象の曲率を示す変動の第２の周波数成分を決定するようにさらに構成され得る。この場合、周波数成分決定部は、決定された指標の変動にｍ次の多項式を当てはめることによって第２の周波数成分を決定し、決定された指標の変動の指標からｍ次の多項式の値を減算することによって第１の周波数成分を決定して補正された指標の変動を生成し、ｎ次の多項式を補正された指標の変動に当てはめるように構成することができ、ここで、ｍおよびｎは整数であり、ｍはｎよりも小さい。

上記のデータ処理装置は、ＯＣＴ撮像システムによるＢスキャンの取得中に、ＯＣＴ撮像システムと撮像対象の相対運動によって引き起こされるＢスキャンの列におけるＢスキャン間の変位を、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンに第１の周波数成分に基づくオフセットを適用することによって補償するように構成された変位補償部をさらに備えることができる。

周波数成分決定部は、以下のステップを含む処理の少なくとも２つの反復をさらに実行することによって、第１の周波数成分を決定するように構成され得る。
（ｉ）指標の変動の指標とｎ次多項式の対応する値との差として算出された複数の残差値を算出する。
（ｉｉ）複数の残差値が、第１の正の閾値を超えるか、または第１の負の閾値を下回る外れ値を含むかどうかを決定する。
（ｉｉｉ）複数の残差値が外れ値を含むと決定された場合、外れ値に対応する指標を指標の変動から除去して更新された指標の変動を生成し、残差が外れ値を含まないと決定された場合、ｎ次多項式を第１の周波数成分として決定し、処理を終了する。
（ｉｖ）ｎ次多項式を更新された指標の変動に当てはめる。
ここで、複数の残差値における各残差値は、補正された指標の変動における指標と、補正された指標の変動に当てはめられたｎ次多項式の対応する値との差として、処理の第１の反復において計算され、複数の残差値における各残差値は、処理の前の反復において生成された更新された指標の変動における指標と、処理の前の反復において生成された更新された指標の変動に当てはめられたｎ次多項式の対応する値との差として、処理の残りの１以上の反復の各反復において計算される。周波数成分決定部は、第２の正の閾値よりも大きいか又は第２の負の閾値よりも小さい大きさを有する複数の残差値のうちのいくつかを決定し、第２の正の閾値が第１の正の閾値よりも小さく、第２の負の閾値が第１の負の閾値よりも大きく、決定された残差値の数が第３の閾値よりも小さい場合、第１の周波数成分に基づくオフセットをＢスキャンの列におけるＢスキャンに適用することによって、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償し、決定された残差値の数が第３の閾値よりも小さくない場合、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償しないように決定するようにさらに構成される。

上記のデータ処理装置は、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンの対を使用して、Ｂスキャンの対が取得されたときのＯＣＴ撮像システムに対する撮像対象構造の速度および加速度のうちの少なくとも１つを示す計量の各値を計算し、計量の計算値のうちの少なくとも所定の数が第４の閾値を超えるかどうかを決定し、計量の計算値のうちの少なくとも所定の数が第４の閾値を超えると決定された場合、補正データが信頼できないことを示すよう信頼性指標を設定し、計量の計算値のうちの少なくとも所定の数が第４の閾値を超えないと決定された場合、補正データが信頼できることを示すよう信頼性指標を設定することをさらに含んでもよい。また、変位補償部は、信頼性指標が補正データの信頼性を示すように設定されている場合、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向の変位を、第１の周波数成分に基づくオフセットをＢスキャンの列におけるＢスキャンに適用することによって補償するように構成されていてもよい。

以下、添付の図を参照しながら、非限定的な例としてのみ、例示的な実施形態を詳細に説明する。異なる図に現れる同様の参照番号は、特に断りのない限り、同一または機能的に同様の要素を示すことができる。

本発明の第１の実施形態に係るＣスキャンデータを処理するデータ処理装置の概略図である。 ＯＣＴ撮像システムによる網膜の撮像中に、被検体の網膜とＯＣＴ撮像システムとの距離を変動させる被検体の移動の一例を示す図である。 ＯＣＴ撮像システムによって取得されたＢスキャンの列における隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴の間の軸方向のずれの一例を図示し、軸方向のずれは、図２Ａに示される網膜の移動によって引き起こされる。 本実施形態に係るデータ処理装置のプログラマブル信号処理ハードウェアにおける実装例を示すブロック図である。 図１のデータ処理装置がＢスキャンの列を含むＣスキャンデータを処理して、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償するための補正データを生成する方法を示すフロー図である。 指標値の列のいくつかのグラフを図示し、各指標値は、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンの対における共通の網膜特徴の間の軸方向のずれを示す。グラフは、指標値が、列内の隣接するＢスキャンの対応する対の位置と共にどのように変化するかを示す。 本明細書で説明される第１の実施形態例による、Ｂスキャン取得中のＯＣＴ撮像システムと網膜の相対運動を示す変動の第１の周波数成分を決定するために、データ処理装置の周波数決定部によって実行され得る方法を示す。 本明細書で説明される第２の実施形態例による、Ｂスキャン取得中のＯＣＴ撮像システムと網膜の相対運動を示す、変動の第１の周波数成分を決定するために周波数決定部によって実行され得る方法を示す。 本明細書の一実施形態例による、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償するかどうかを決定するために実行することができる方法を示す。 データ処理装置の一部として設けられ得る信頼性指標生成部が、生成された補正データの信頼性を示す信頼性指標を生成するために実行可能な方法を示す。

図１は、実施形態に係るデータ処理装置１０の概略構成図である。データ処理装置１０は、ＯＣＴ撮像システム３０によって取得された撮像対象２０のＢスキャンの列を含むＣスキャンデータを処理して、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向の変位を補償するための補正データを生成するように構成されている。また、撮像対象２０は、本実施形態のように、被検者の眼２５の網膜であってもよいし、例えば、眼２５の前方領域など、曲率を有する眼２５の他の部分であってもよい。この軸方向の変位は、ＯＣＴ撮像システム３０によるＢスキャンの取得中にＯＣＴ撮像システム３０と撮像対象２０の間の距離を変化させる、ＯＣＴ撮像システム３０と撮像対象２０の相対運動によって引き起こされる。軸方向変位は、ＯＣＴ撮像システム３０の使用中に眼２５に入射して網膜を撮像するＯＣＴ光ビーム４０の伝播方向に沿った変位として理解することができる。

ＯＣＴ撮像システム３０は、眼科用スキャナを使用して、ＯＣＴ撮像光ビーム４０を撮像対象２０全体にわたって走査し、Ｃスキャンデータを取得し、このＣスキャンデータはデータ処理装置１０によって処理される。また、データ処理装置１０は、本実施形態のように、ＰＣやラップトップなどのスタンドアロンのプロセッサを含む装置として提供され、ＯＣＴ撮像システム３０と（直接又はインターネットなどのネットワークを介して）通信可能に接続され、Ｃスキャンデータを受信することができる。また、データ処理装置３０は、ＯＣＴ撮像システム３０の一部として設けられていてもよい。ＯＣＴ撮像システム３０は、被検者の眼２５からＯＣＴデータを取得することができる、当業者に周知の任意の種類のＯＣＴスキャナとすることができる。

本実施形態に係るデータ処理装置１０は、図１に示されるように、Ｂスキャンの列における複数の隣接するＢスキャンの対の各対において、隣接するＢスキャンにおける共通の眼特徴の表現の間の軸方向ずれの各指標を決定するように構成された軸方向ずれ決定部２を備えている。この軸方向ずれは、本実施形態のように、軸方向（すなわち、Ｂスキャンを構成するＡスキャンの各Ａスキャンのデータが配列される方向であって、ここで当該データは、眼２５に入射するＯＣＴ光ビーム４０の伝播方向に沿った様々な深さでの測定によって得られたものである）に対応するＢスキャンの軸に沿った隣接するＢスキャンにおける共通の眼特徴のずれ（又はオフセット）を表すことができる。本実施形態では、軸方向ずれ決定部２によって処理されるＢスキャンの列は、ＯＣＴ撮像システム３０によって取得されたＣスキャンデータを形成するＢスキャンの完全な列を含む。しかし、軸方向ずれ決定部２によって処理されるＢスキャンの列は、前述の完全な列である必要はなく、代替的に、完全な列の部分列、例えば、Ｂスキャンの完全な列から１つおきずつＢスキャンを抽出した部分列等としてもよいことに留意されたい。

軸方向ずれ決定部２は、図１に示されるように、信頼性指標生成部３をさらに備えてもよく、その機能は以下でより詳細に説明される。

データ処理装置１０は、さらに、周波数成分決定部４を備え、周波数成分決定部４は、列内の隣接するＢスキャンの対応する対の位置を有する決定された指標の変動から、ＯＣＴ撮像システム３０によるＢスキャンの取得中のＯＣＴ撮像システム３０と撮像対象２０の相対運動を示す変動の第１の周波数成分を決定するように構成される。

また、データ処理装置１０は、本実施形態のように、ＯＣＴ撮像システム３０によるＢスキャンの取得中に、ＯＣＴ撮像システム３０と撮像対象２０の相対運動に起因するＢスキャンの列におけるＢスキャン間の変位を、具体的には、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンに第１の周波数成分に基づくオフセットを適用することによって補償するために、補正データを使用するように構成された軸方向変位補償部６をさらに備えてもよい。

Ｃスキャンは、眼球２５の一部の３次元画像を提供するようにレンダリングすることができ、ＯＣＴ光ビーム４０を眼球２５の２次元領域にわたってラスタパターンなどで走査することによって通常取得されるＢスキャンの列を含む。Ｂスキャンは、ＯＣＴ光ビーム４０を一方向（例えば、表面又は網膜のＸ軸方向）に走査することで取得され、眼２５の領域の２次元の断面図（Ｘ軸及びＺ軸方向）を記録する。各Ｂスキャンは、複数のＡスキャンを含み、各Ａスキャンは、眼球２５の単一の横方向の点に対する眼球２５の軸／深さ方向（すなわち、Ｚ軸に沿った）を表す画像データを提供する。

図２Ａは、ＯＣＴ撮像システム３０に対する撮像対象２０（すなわち、この例では網膜）の動きの一例を示し、これによって、Ｃスキャンデータの収集中に網膜とＯＣＴ撮像システム３０の間の距離が変化する。図２Ａの例に示されるように、Ｂスキャンの取得中の被検体の動きによって、網膜とＯＣＴ撮像システム３０との距離が距離Ｄ（軸方向に沿った）だけ縮小される。

図２Ｂは、図２Ａに示される眼球２５とＯＣＴ撮像システム３０の相対移動の前後に捕捉された、２１０及び２２０で示された隣接するＢスキャンの対で観察される、共通の眼特徴の位置の軸方向ずれを示す。本例では、隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴は、眼２５の網膜層２３０である。図２Ｂに示されるように、Ｂスキャンの取得中に生じる網膜の移動のために、Ｂスキャン２２０における網膜層２３０の位置は、Ｂスキャン２１０におけるその位置に対してＢスキャンのＹ軸に沿ってｄピクセルの距離だけオフセットされる。図２Ｂにおいて、Ｂスキャン２１０、２２０のＹ軸は軸方向を示し、Ｘ軸は網膜の表面に沿った横方向を示す。補正されない場合、隣接するＢスキャンにおける網膜層２３０の軸方向のずれによって、Ｃスキャンデータのレンダリングにモーションアーチファクトが現れ、これによって、網膜下特徴の適切な診断または測定の実行が妨げられる可能性がある。

図３は、プログラマブル信号処理ハードウェア３００の概略図であり、プログラマブル信号処理ハードウェア３００は、本明細書で説明する技法を使用してＣスキャンデータを処理するように構成することができ、第１の実施形態例の軸方向ずれ決定部２、信頼性指標生成部３、周波数成分決定部４、および変位補償部６として機能することができる。

プログラマブル信号処理装置３００は、ＯＣＴ撮像システム３０と通信してＣスキャンデータを受信するための通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）３１０を備えている。信号処理装置３００は、プロセッサ（例えば、中央処理装置、ＣＰＵ、及び／又はグラフィックス処理ユニット、ＧＰＵ）３２０、ワーキングメモリ３３０（例えば、ランダムアクセスメモリ）、並びにプロセッサ３２０によって実行されると、本明細書で説明される軸方向ずれ決定部２、信頼性指標生成器部３、周波数成分決定部４、及び変位補償部６の機能を含む様々な機能をプロセッサ３２０に実行させるコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラム３９０を記憶する命令ストア３４０を更に含む。ワーキングメモリ３３０は、コンピュータプログラム３９０の実行時にプロセッサ３２０が使用する情報を記憶する。命令ストア３４０は、コンピュータ可読命令がプリロードされたＲＯＭ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ－ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリの形態の）を含むことができる。あるいは、命令ストア３４０は、ＲＡＭまたは同様のタイプのメモリを備えることができ、コンピュータプログラム３９０のコンピュータ可読命令は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭなどの形態の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体３５０、またはコンピュータ可読命令を搬送するコンピュータ可読信号３６０などのコンピュータプログラム製品からそれに入力することができる。いずれの場合も、コンピュータプログラム３９０は、プロセッサ３２０によって実行されると、本明細書で説明するようなＣスキャンデータを処理する方法をプロセッサ３２０に実行させる。なお、軸方向ずれ決定部２、信頼度指標生成部３、周波数成分決定部４、及び変位補償部６は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのプログラム不可能なハードウェアによって実現されてもよい。

図４は、図１のデータ処理装置１０がＣスキャンデータを処理して、取得されたＢスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償するための補正データを生成する方法を示すフロー図である。

図４のステップＳ１０において、軸方向ずれ決定部２は、隣接するＢスキャンの複数の対の隣接するＢスキャンの対毎に、隣接するＢスキャンにおける共通の眼特徴の表現間の軸方向ずれの指標を決定する。また、軸方向ずれの指標は、本実施形態のように、隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴の座標間の距離であって、Ｂスキャンの軸方向に対応する上記軸方向の軸に沿った距離であってもよい。ただし、軸方向ずれの指標はこれに限定されず、距離に基づいて決定される何等かの値であってもよい。一例として、ｋ＝１、２、…、Ｎ＋１の場合のＮ＋１個のＢスキャンの列Ｂｋについて、ｉ＝１、２、…、Ｎの場合のＮ個の指標Ｓｉの集合を、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンのＮ個の対応する対から導出することが可能であり、ここで、指標Ｓ_ｉは、ＢスキャンＢ_ｋ＝ｉおよびＢ_{ｋ＝ｉ＋１}から導出され、Ｂスキャンの対Ｂ_ｋ＝ｉおよびＢ_{ｋ＝ｉ＋１}における共通の眼特徴の各表現の間の軸方向のずれを示す。したがって、指標インデックスｉは、指標ＳｉをもたらしたＢスキャンの列における隣接するＢスキャンの対の位置に対応する。

また、軸方向ずれの指標は、本実施形態のように、隣接するＢスキャン同士の相互相関を算出し、算出した相互相関のピークに対応するＢスキャン同士のオフセットを指標として決定することにより、隣接するＢスキャン同士の対毎に決定されてもよい。相互相関は、例えば、（Ｂスキャンの対のうちの）一方のＢスキャンにおける眼特徴の表現の位置における（Ｂスキャンの両軸に沿った）オフセットを、他方のＢスキャンにおける同一の眼特徴の表現の位置に対するものとして決定する、隣接するＢスキャンの対の正規化された２次元相互相関とすることができる。しかし、軸方向に対応するＢスキャンの軸に沿った決定されたオフセットのみを、隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴の各表現の間の軸方向のずれの指標とみなすことができる。いくつかの状況では、Ｂスキャンの取得中の眼の横方向の動きが無視できる程度である場合、隣接するＢスキャンの対の一次元の相互相関を実行することができ、計算された一次元の相互相関のピークに対応するＢスキャン間のオフセットを、軸方向のずれの指標とみなすことができる。

また、本実施形態では、相互相関を用いて軸方向ずれの指標を算出しているが、他の適切な方法を採用してもよい。例えば、代替の実施形態では、軸方向ずれの指標は、隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴の各位置を識別し、上述したように軸方向に対応するＢスキャンの軸に沿った識別された位置の間の変位を決定することによって、隣接するＢスキャンの各対について決定することができる。隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴の各位置は、例えば、機械学習アルゴリズム又は任意の他の適切な画像処理アルゴリズムを使用して識別することができる。

図４のステップＳ２０において、周波数成分決定部４は、Ｂスキャンの列における隣接するＢスキャンの対応する対の位置を有する決定された指標の変動から、ＯＣＴ撮像システム３０によるＢスキャンの取得中の、ＯＣＴ撮像システム３０と撮像対象２０の相対運動を示す変動の第１の周波数成分を決定する。Ｂスキャンの列における隣接するＢスキャンの対応する対の位置を有する決定された指標の変動は、Ｂスキャンの列における隣接するＢスキャンの各対の間の軸方向のずれが、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンの対の位置と共にどのように変動するかを表すものとして理解することができる。言い換えると、決定された指標の集合Ｓ_ｉ、ｉ＝１、２、…、Ｎについて、Ｂスキャンの列における隣接するＢスキャンの対応する対の位置による決定された指標の変動は、インデックスｉの値に対するＳｉの値の変動として理解することができる。

図５は、眼２５における撮像対象２０のＢスキャンの６つの異なる列から決定された指標の６つの異なる集合に対応する６つの例示的なグラフを示す。各グラフは、対応するＢスキャンの列について決定された指標の変動を示し、各指標は、列中の隣接するＢスキャンの対を相互相関させることによって計算され、隣接するＢスキャンの対の間の軸方向のずれを表す。図５の例では、隣接するＢスキャンの各対について決定された指標が、隣接するＢスキャンの対にも対応し、したがってＢスキャンの列における隣接するＢスキャンの対の位置を表す指標インデックスｉに対してグラフされている。図５に示されるように、Ｂスキャンの列における隣接するＢスキャンの対応する対の位置を有する決定された指標の変動は、異なる原因に起因する複数の周波数成分を含むことができる。例えば、Ｂスキャンの列の取得中に眼２５とＯＣＴ撮像システム３０との相対運動によって生じる周波数成分に加えて、この変動は、グラフ５１０、５２０、及び５３０で観察することができる、例えば、網膜の湾曲によって生じる低周波成分などの様々な他の周波数成分を含むこともできる。特に、網膜の曲率に起因するＢスキャンの列における眼特徴の軸方向ずれの割合が、被検体の動きに起因する軸方向ずれの割合よりも低い可能性があるため、網膜の曲率に起因する周波数成分を、眼球２５の動きに起因する周波数成分よりも低くすることができる。さらに、列内の隣接するＢスキャンの対応する対の位置を有する指標の変動は、隣接するＢスキャン間の疑似的相関から生じる高周波成分を含むこともある。このような高周波成分は、グラフ５４０、５５０、５６０において観察することができ、各グラフにおいて、指標値の変動における高周波成分の存在の一因となる多数のピークが示されている。

図６は、第１の例示的な実装形態による、図４のステップＳ２０で第１の周波数成分を決定するために周波数決定部４によって実行され得るステップの流れ図を示す。図６のステップＳ２１０において、周波数成分決定部４は、網膜の曲率を示す変動の第２の周波数成分を決定する。周波数成分決定部４は、本例のように、決定した指標の変動にｍ次の多項式を当てはめることで、第２の周波数成分を決定してよい（ｍは整数）。例えば、決定された指標の列Ｓ_ｉ、ｉ＝１、２、…、Ｎは、Ｎ個のデータ点（ｘ_ｉ、Ｓ_ｉ）、ｉ＝１、２、…、Ｎの集合として表すことができ、次いで、ｍ次多項式Ｐ_ｍ（ｘ）を、データ点（ｘ_ｉ、Ｓ_ｉ）内の指標Ｓｉに関連するＸ座標値をｘ_ｉとして、指標の列を表す等価データ点（ｘ_ｉ、Ｓ_ｉ）、ｉ＝１～Ｎの集合にｍ次多項式を当てはめることによって、ｍ次多項式Ｐ_ｍ（ｘ）を指標の列Ｓｉ、ｉ＝１、２、…、Ｎに当てはめることができる。

図６のステップＳ２２０において、頻度決定部４は、決定された指標の変動の指標からｍ次多項式の値を減算することで、補正後の指標の変動を生成する。例えば、データ点形式（ｘ_ｉ、Ｓ_ｉ），ｉ＝１，２，…，Ｎで表された決定された指標の列Ｓｉ、ｉ＝１、２、・・・、Ｎと指標の列に当てはめたｍ次多項式Ｐ_ｍ（ｘ）の場合、補正された指標の変動は、列値Ｃ_ｉ＝Ｓ_ｉ－Ｐ_ｍ（ｘ_ｉ）、ｉ＝１、２，…，Ｎにより与えられる。本例においては、網膜の曲率を示す、変動の第２の周波数成分は、決定された指標の変動に対して２次多項式を当てはめることによって決定される。しかし、撮像対象の期待曲率によっては、異なる次数の多項式を用いてもよい。２次多項式は、本実施例のように、最小二乗法を使用して当てはめられ、指標の変動と２次多項式との間の残差の二乗和を最小限に抑えてもよいが、他の方法で任意の適切な多項式回帰法を使用してもよい。網膜の曲率を表す２次多項式を保持し、後でＣスキャンのレンダリングに使用することができる。

図６のステップＳ２３０において、周波数決定部４は、補正された指標の変動Ｃ_ｉ，ｉ＝１，２、…、Ｎ（ｎはｍよりも大きい整数）にｎ次の多項式を当てはめることで、指標の変動の第１周波数成分を決定する。したがって、ＯＣＴ撮像系３０と撮像対象２０との相対運動を示す第１周波数成分は、ｎ次の多項式で表される。一例として、補正後の指標の変動Ｃ_ｉ、ｉ＝１、２、…、Ｎをデータ点（ｘ_ｉ、Ｃ_ｉ）、ｉ＝１、２、…、Ｎとして表し、ｎ次多項式Ｐ_ｎ（ｘ）をデータ点（ｘ_ｉ、Ｃ_ｉ）、ｉ＝１、２、…、Ｎに当てはめてもよい。いくつかの実施形態においては、周波数決定部４は、疑似的相関を起因とするデータ点の過剰適合を防ぐために、ｎ次多項式を当てはめる前に平滑操作（例えば、移動平均フィルタ）を補正された指標に適用してもよい。本実施形態では、補正された指標の変動に対して、ｎ次多項式として５次多項式を当てはめる。ただし、ｎの値はこれに限定されず、適宜選択すればよい。いくつかの実施形態では、ｎの値は、走査密度（例えば、網膜の単位面積当たり取得されるＢ走査の数）及び走査持続時間（すなわち、Ｃ走査データを取得するのに要する合計時間）などのＣ走査データを取得するためにＯＣＴ撮像システム３０によって使用される走査パラメータに基づいて選択することができる。なお、一般的には、走査密度を高くし、走査時間を長くするために、ｎ次多項式の値を大きくすればよい。

また、本実施形態では、指標の変動に低次多項式関数を当てはめることで網膜の曲率を決定しているが、他の方法を用いてもよい。例えば、周波数成分決定部４は、指標（ｘ_ｉ，Ｓ_ｉ）の変動ｉ＝１，２、…、Ｎを離散フーリエ変換して、指標の変動に対する周波数領域のサンプルを決定することで、網膜の曲率を示す第２の周波数成分を決定してもよい。周波数成分決定部４は、網膜の曲率に関連する所定の周波数範囲に対応する周波数領域サンプルの部分集合をさらに抽出することができる。周波数範囲は、例えば、網膜の予想される曲率に基づいて経験的に決定することができる。周波数決定部４は、さらに、周波数領域サンプルの部分集合に対して逆フーリエ変換を実行して、第２の周波数成分に対応する値を取得し、第２の周波数成分は、決定された指標の変動における指標から減算されて、補正された指標の変動を生成し得る。

いくつかの例示的な実施形態では、後の使用のために抽出されるのではなく、第２の周波数成分が指標の変動から除去される必要があるだけである場合、周波数成分決定部４は、周波数領域サンプルの部分集合に対して逆フーリエ変換を実行し、指標の変動から第２の周波数成分に対応する取得された値を減算する代わりに、周波数領域サンプルの部分集合をゼロに設定することによって周波数領域サンプルを処理し、処理された周波数領域サンプルに対して逆フーリエ変換を実行して、補正された指標を直接的に取得するようにしてもよい。また、周波数成分決定部４は、指標の変動をバンドパスフィルタリングして網膜の曲率に対応する第２の周波数成分を除去し、補正後の指標の変動を求め、補正後の指標の変動にｎ次多項式を当てはめてもよい。網膜の予想される曲率に応じてバンドパスフィルタリング処理のより低いカットオフ周波数を選択してもよい。

ただし、走査の空間的な範囲が網膜の曲率に対して小さい場合は、網膜の曲率を無視できると考えられるため、第２の周波数成分を決定する必要はない。この場合、ｎ次多項式は、決定された指標列Ｓ_ｉ、ｉ＝１、２、…、Ｎに直接当てはめられ、ＯＣＴ撮像システム３０と撮像対象２０の相対運動を示す第１の周波数成分として決定されてもよい。

再び図４を参照すると、ステップＳ３０において、変位補償部６は、第１の周波数成分を決定すると、ＯＣＴ撮像システム３０によるＢスキャンの取得中に、ＯＣＴ撮像システム３０と撮像対象２０の相対運動によって引き起こされるＢスキャンの列におけるＢスキャン間の変位を、補正データを使用して、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンに第１の周波数成分に基づくオフセットを適用することによって補償する。本実施形態によれば、第１の周波数成分がｎ次の多項式Ｐ_ｎ（ｘ）で与えられるため、変位補償部６は、ｎ次の多項式の値に基づいてＢスキャン毎にＢスキャンをオフセットさせてオフセットを適用してもよい。例えば、図４のステップＳ２０において、指標Ｃｉ、ｉ＝１、…、Ｎ（又はより詳細には、対応するデータ点（ｘ_ｉ、Ｃ_ｉ）、ｉ＝１、２、…、Ｎ）の補正後の変動の列に当てはめられたｎ次多項式Ｐ_ｎ（ｘ）について、ｎ番目の多項式のｉ＝１、２、…、Ｎに対するＰ_ｎ（ｘ_ｉ）の値の集合を求めることができる。ｉ＝１、２、…、Ｎの場合のＰ_ｎ（ｘ_ｉ）の値の集合とＢスキャンの列のマッピングを使用して、値の集合の各値Ｐ_ｎ（ｘ_ｉ）、ｉ＝１、２、…、Ｎを使用してＢスキャンの列をオフセットすることができる。本例では、指標Ｓ_ｉはＢスキャンＢ_ｋ＝ｉ及びＢ_{ｋ＝ｉ＋１}から導出されるので、多項式値Ｐ_ｎ（ｘ_ｉ）を使用してＢスキャンＢ_{ｋ＝ｉ＋１}をオフセットすることができる。しかし、各指標は、列内の隣接するＢスキャン間の軸方向のずれを示すので、Ｂスキャンの列内の各ＢスキャンＢ_ｋに適用されるオフセットは、列内の先行する各Ｂスキャンに適用されるオフセットの累積和（すなわち、ｋよりも小さいインデックスを有する列内のＢスキャン）も含まなければならない。言い換えると、列内の各ＢスキャンＢ_ｋに対して、軸方向の変位を補正するために、Σ_ｉ＝１ ^ｋ－１Ｐ_ｎ（ｘ_ｉ）のオフセットをＢスキャンに適用することができる。

一例として、Ｂ_ｋ、ｋ＝１、…、１００で示される１００回のＢスキャンの列を含むＣスキャンの場合、１００回のＢスキャンから算出された指標Ｓ_ｉ、ｉ＝１、２、…、９９の変動から、まず、指標の変動から網膜曲率を表すｍ次多項式を減算して、補正された指標の変動Ｃ_ｉ、ｉ＝１、２、…、９９を求め、次に、ｎ次多項式を補正された指標の変動に当てはめることによって、ｎ次多項式Ｐ_ｎ（ｘ）を求めることができる。また、変位補償部６は、補正した指標の変動から、ｎ次多項式Ｐ_ｎ（ｘ）の値の集合Ｐ_ｎ（ｘ_ｉ）、ｉ＝１、２、…、９９を求めてもよい。続いて、ｉ＝１、２、…、９９の値の集合Ｐｎ（ｘｉ）を使用して、Ｂスキャン、Ｂ_ｋ、ｋ＝１～１００をそれぞれオフセットすることができる。例えば、変位補償部６は、ＢスキャンＢ２をＰ_ｎ（ｘ_１）の値だけオフセットさせ、ＢスキャンＢ３をＰ_ｎ（ｘ_１）＋Ｐ_ｎ（ｘ_２）の値だけオフセットさせ、より一般的には、ＢスキャンＢ_ｋをオフセットΣ_ｉ＝１ ^ｋ－１Ｐ_ｎ（ｘ_ｉ）分だけオフセットさせることによって、１００回のＢスキャン間の変位を補償することができる。

なお、図４のステップＳ３０におけるＢスキャンのオフセットは、指標Ｃ_ｉ、ｉ＝１、…、Ｎの補正後の変動の列に当てはめられたｎ次多項式の値に基づいているが、他の実施形態では、指標Ｃ_ｉ、ｉ＝１、…、Ｎの補正後の変動の列を第１の周波数成分とし、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンを直接オフセットするために使用してもよい。例えば、列内の各ＢスキャンＢｋに対して、眼２５の軸方向変位を補正するために、オフセットΣ_ｉ＝１ ^ｋ－１Ｃ_ｉをＢスキャンに適用することができる。

いくつかの実施形態例では、ｎ次多項式を当てはめた後、指標Ｃ_ｉ、ｉ＝１、…、Ｎの補正された変動は、図４のステップＳ３０でＢスキャンをオフセットするための第１の周波数成分として直接使用されない。その代わりに、周波数決定部４は、第２の例示的な実装形態による図４のステップＳ２０で、以下のステップを含む処理の少なくとも２つの反復をさらに実行することによって、第１の周波数成分を決定することができる。
（ｉ）指標の変動における指標とｎ次多項式の対応する値との差として算出された複数の残差値を算出する。
（ｉｉ）複数の残差値が、第１の正の閾値を超えるか、または第１の負の閾値を下回る外れ値を含むかどうかを決定する。
（ｉｉｉ）複数の残差値が外れ値を含むと決定された場合、外れ値に対応する指標を指標の変動から除去して更新された指標の変動を生成し、複数の残差値が外れ値を含まないと決定された場合、処理を終了し、ｎ次多項式を第１の周波数成分として決定する。
（ｉｖ）ｎ次多項式を更新された指標の変動に当てはめる。

複数の残差値の各残差値は、上記反復処理の第１回目において、補正後の指標の変動の指標と、補正後の指標の変動に当てはめられたｎ次多項式の対応する値との差として算出される。さらに、複数の残差値内の各残差値は、処理の前の反復で生成された更新された指標の変動の指標と、処理の前の反復で生成された更新された指標の変動に当てはめられたｎ次多項式の対応する値との差として、上記処理の残りの１つまたは複数の反復の各反復で計算される。

図７は、第２の例示的な実装形態による、第１の周波数成分を決定するために周波数決定部４によって実行され得る処理を示す流れ図である。図７に示されるように、周波数決定部４は、まず、図６を参照して上述した処理のステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０を実行してもよい。しかし、第２の実施形態では、ステップＳ２３０でｎ次多項式を決定した後、ステップＳ３０でｎ次多項式をそのまま用いてＢスキャンをオフセットしない。その代わりに、周波数決定部４は、図７のステップＳ２４０において、指標の変動の指標とｎ次多項式の対応する値との差分として算出される複数の残差値をさらに算出する。本例では、補正された指標の変動Ｃ_ｉ、ｉ＝１、２、・・・、Ｎをデータ点（ｘ_ｉ、Ｃ_ｉ）、ｉ＝１、２、・・・、Ｎとして表し、ｎ次多項式をＰ_ｎ（ｘ）とすると、図７のステップＳ２４０において、複数の残差値Ｒ（ｘ_ｉ）＝Ｃ_ｉ－Ｐ_ｎ（ｘ_ｉ）、ｉ＝１，２，…，Ｎとして求めることができる。

図７のステップＳ２５０において、頻度決定部４は、複数の残差値が、第１の正の所定の閾値よりも高いか、第１の負の所定の閾値よりも低い外れ値を含むか否かを決定する。周波数決定部４は、複数の残差値が外れ値を含むと決定したことに応答して、図７のステップＳ２６０で、指標Ｃ_ｉ、ｉ＝１、２、…、Ｎの補正された変動から外れ値に対応する補正された指標Ｃｉを除去して、ｘ＝１～Ｎの指標Ｕｉの更新された変動を生成することができる。外れ値に対応する補正された指標Ｃｉを除去することは、例えば、補正された指標Ｃｉの値をゼロに設定することができる。例えば、補正後の指標Ｃ_ｉ＝ｐに対応する残差値が外れ値であると決定された場合、補正後の指標の変動を示すデータ点（ｘ_ｉ、Ｃ_ｉ）、ｉ＝１、２、…、Ｎの集合において、データ点（ｘ_ｐ、Ｃ_ｐ）をゼロとしてもよい。ただし、実施形態によっては、頻度決定部４は、外れ値に対応する補正済み指標Ｃ_ｐをゼロに設定する代わりに、外れ値に対応する補正済み指標Ｃ_ｉを、例えば、ステップＳ２６０で外れ値として決定されなかった残差値を有する１つまたは複数の他のＣｉの値に基づく、補間によってこれらの値から取得された新しい値に置き換えてもよい。

図７のステップＳ２７０において、頻度決定部４は、ｘ＝１、２、・・・、Ｎの場合、更新された指標の変動Ｕ_ｉにｎ次多項式を当てはめ、ステップＳ２４０の処理を繰り返し、今度は、更新された指標の変動の指標（ステップＳ２６０で決定されたもの）と、更新された指標の変動に当てはめられたｎ次多項式の対応する値との差として残差値を算出する（ステップＳ２７０）。ステップＳ２７０が実行された後、図７のステップＳ２４０、Ｓ２５０、Ｓ２６０、およびＳ２７０は、反復のために決定された複数の残差値が外れ値を含まないことがステップＳ２５０で決定されるまで繰り返され得る。ステップＳ２５０において、複数の残差値に外れ値が存在しないと決定された場合、処理はステップＳ２５０Ａに進み、複数の残差値を生成したｎ次の多項式を第１の周波数成分とし、図４のステップＳ３０において、眼２５とＯＣＴ撮像システム３０との相対運動（軸方向の）によって引き起こされるＢスキャンの列におけるＢスキャン間の変位を補償するために、Ｂスキャンをオフセットさせる。具体的には、周波数決定部４は、図４のステップＳ３０について前述したのと同様に、ｎ次多項式の値に基づいてＢスキャンをオフセットすることができる。

いくつかの例示的な実施形態では、図７のステップＳ２５０において、反復において複数の残差値が外れ値を含まないと決定された場合、周波数決定部４は、複数の残差値を取得するために使用されたｎ次多項式を第１の周波数成分として取り、図４のステップＳ３０でＢスキャンをオフセットするために使用することができるかどうかを決定するために、複数の残差値をさらに評価することができる。より詳細には、図８を参照すると、周波数決定部４は、図８のステップＳ３１０において、図７のステップＳ２５０において第２の正の閾値が第１の正の閾値よりも小さく、図７のステップＳ２５０において第２の負の閾値が第１の負の閾値よりも大きいとして、第２の正の閾値よりも大きいか第２の負の閾値よりも小さい値を有する複数の残差値のうちのいくつかの残差値をさらに決定してもよい。図８のステップＳ３２０において、頻度決定部４は、図８のステップＳ３１０で決定された残差値の数が第３の閾値を超えたか否かを決定する。周波数決定部４は、図８のステップＳ３１０で決定された残差値の数が第３の閾値を超えていないと判断した場合、図８のステップＳ３３０Ａにおいて、複数の残差値（外れ値を含まない）を生成するために用いたｎ次多項式を第１の周波数成分として選択し、第１の周波数成分としてｎ次多項式を用いて図４のステップＳ３０を実行する。一方、頻度決定部４が、図８のステップＳ３１０で決定された残差値の数が第３の閾値を超えたと決定した場合、図４のステップＳ３０は実行されない。これは、残差値の数が比較的多い場合には、補正後の指標の変動（又は更新後の指標の変動）に対するｎ次多項式の適合性が悪いことを示すものとすることができるからである。このように、ｎ次の多項式を用いてＢスキャンの列における軸方向変位を補正する代わりに、Ｂスキャンの列を廃棄し、撮像対象２０の新しいＯＣＴスキャンを実行することによって、Ｂスキャンの新しい列を含む新しいＣスキャンデータを取り込むことができる。Ｂスキャンの新しい列は、ＯＣＴ撮像システム３０と撮像対象２０の相対運動によって引き起こされるＢスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償するための補正データを生成するために、前述の方法のいずれかを使用して処理することができる。

再び図１を参照すると、データ処理装置１０が信頼性指標生成部２（例えば、本実施形態のように軸方向ずれ決定部２の一部として、又はデータ処理装置１０の他の部の一部として、又は独立した部として）を含む実施形態例では、信頼性指標生成部３は、生成された補正データが信頼性があるかどうかを示す信頼性指標を生成するように構成されてもよい。信頼性指標は、例えば、図４のステップＳ３０を実行するかどうかを決定するために、変位補償部６によって使用され得る。

図９は、図１の信頼性指標生成部３が信頼性指標を生成する処理を示すフローチャートである。図９のステップＳ４１０において、信頼性指標生成部３は、Ｂスキャンの列におけるＢスキャンの対を用いて、Ｂスキャンの対を取得した際の撮像対象２０のＯＣＴ撮像システム３０に対する速度及び／又は加速度を示す計量の各値を算出する。計量は、本実施形態のように、ＯＣＴ撮像システム３０に対する撮像対象２０の（軸方向の）速度を示す速度計量とすることができる。速度計量は、本実施形態のように、Ｂスキャンの列における隣接するＢスキャンの対を使用して図４のステップＳ１０で決定された指標を使用して計算することができる。各指標は、隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴の軸方向のずれを示すので、隣接するＢスキャンの間の時間で割った場合の指標値は、ＯＣＴ撮像システム３０に対する撮像対象２０の速度を表す。しかし、速度計量は、隣接するＢスキャンを使用して計算される必要はなく、代わりに、Ｂスキャンの列における隣接しない対のＢスキャンにおける共通の眼特徴の軸方向のずれに基づいて計算されてもよいことを理解されたい。より一般的には、隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴の決定された軸方向ずれは、隣接するＢスキャンの対の取得間の時間間隔で除算され、共通の眼特徴の軸方向移動速度の指標を提供し、したがって、撮像対象２０とＯＣＴ撮像システム３０の相対運動の速度を示す。計量は、本実施形態の例のように、列内のＢスキャンの隣接する各対について計算されてもよいが、代替として、前述のように、すべての取得されたＢスキャン対の部分集合のみについて計算されてもよい。

図９のステップＳ４２０において、信頼性指標生成部３は、計量の算出値が所定数以上閾値を超えたか否かを決定する。信頼性指標生成部３は、計量の算出値の所定数以上が閾値を超えたと決定した場合、信頼性指標を、補正データの信頼性が低いことを示すように設定する（図９のステップＳ４３０Ａ）。一方、図９のステップＳ４２０において、計量の算出値が所定数未満であると決定された場合、信頼性指標生成部３は、信頼性指標を、補正データが信頼できることを示すように設定する（図９のステップＳ４３０Ｂ）。計量が速度計量である本実施形態例では、図９のステップＳ４２０で使用される閾値は、ＯＣＴのＣスキャンデータの取得中に撮像対象２０にとって物理的に可能であると考えられる最大速度に対応することができる。この閾値を超える計量の任意の計算値は、撮像対象２０とＯＣＴ撮像システム３０の実際の相対運動ではなく、Ｂスキャン間の疑似相関によって引き起こされる異常と見なすことができる。したがって、図９のステップＳ４２０における所定数は、信頼性指標生成部３によって、補正データの信頼性が低いと判断される前に受け入れ可能な異常の最大数に基づいて設定されてもよい。

また、本実施形態では、計量を速度計量としたが、図９のステップＳ４１０で算出される計量を、ＯＣＴ撮像システム３０に対する撮像対象２０の加速度を示す加速度計量としてもよい。なお、ステップＳ４１０において計量を加速度計量とした場合、ステップＳ４２０において設定される閾値は、現実的又は物理的に可能と考えられる加速度の最大値に基づいて設定されてもよい。信頼性指標生成部３は、第１の対のＢスキャンにおける共通の眼特徴の軸方向ずれのレートを示す第１の値と、第２の対のＢスキャンにおける共通の眼特徴の軸方向ずれのレートを示す第２の値とを決定することによって加速度計量を計算することができ、第１の対は、少なくとも１つのＢスキャンだけ第２の対とは異なる。また、信頼性指標生成部３は、第１の値と第２の値との差分に基づいて加速度計量をさらに評価してもよい。例えば、時刻Ｔ１及びＴ２で取得され、軸方向ずれ値の決定されたレートがＡ１である第１の対のＢスキャンと、時刻Ｔ３及びＴ４（Ｔ１及びＴ２の後に発生する）で取得され、軸方向ずれの決定されたレートがＡ２である第２の対のＢスキャンについて、加速度計量を以下のように計算することができる。

ただし、加速度計量は上記の形式に限定されず、Ａ_２とＡ_２の差と、２対のＢスキャンの時間的分離の別の尺度、例えばＴ_３－Ｔ_１またはＴ_４－Ｔ_２に基づいて計算することができることを理解されたい。

さらに、いくつかの実施形態例では、Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位（ＯＣＴ撮像システムと撮像対象の相対運動によって引き起こされる）を補償するための図４のステップＳ３０における変位補償部６の動作は、補正データが信頼できることを示すように設定された信頼性指標を条件とすることができ、したがって、図４のステップＳ３０は、図９のステップＳ４３０Ａで補正データが信頼できないことを示すように信頼性指標が設定された場合には実行されない。

また、信頼性指標を生成し、図８の処理を実行する本実施形態のように、信頼性指標が設定されて（図９のステップＳ４３０Ａ）、補正データが信頼できないことを示す場合、図８のステップＳ３２０において、複数の残差値のうち第２の正の閾値を超えるか、第２の負の閾値未満の大きさの残差値の数が、ステップＳ３２０の第３の閾値未満であると決定された場合でも、変位補償部６によってステップＳ３０を実行しないと決定されてもよい。

本明細書で説明される例示的な態様は、ボリュメトリックＯＣＴデータの取得中に被験者の不随意運動によって典型的に引き起こされるモーションアーチファクトを表示するレンダリングされたボリュメトリックＯＣＴデータをもたらすことができる、従来のＯＣＴデータ処理に関する、特にコンピュータ技術に根ざした制限を回避する。これらのモーションアーチファクトは、例えば、眼特徴識別及びその後の診断測定の精度に悪影響を及ぼす可能性がある。本明細書で説明する例示的態様によれば、ＯＣＴ撮像システムと撮像対象の相対運動によって引き起こされる可能性がある、Ｃスキャンを形成するＢスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償するための補正データが生成される。特に、Ｂスキャンの列における隣接するＢスキャンの各対について、隣接するＢスキャンにおける共通の眼特徴の各表現の間の軸方向のずれの各指標が決定される。さらに、Ｃスキャンの取得中の相対運動を示す周波数成分が、列内の隣接するＢスキャンの対応する対の位置を有する決定された指標の変動から抽出される。その結果、補正データを用いてＢスキャン間の軸方向の変位を補償する際に、対象となる撮像構造のＣスキャンをより正確にレンダリングすることができる。また、少なくとも一部の実施形態では、決定された指標の変動から、撮像対象構造の曲率に対応する周波数成分を抽出する。この抽出された曲率情報を保持し、Ｃスキャンの正確なレンダリングに用いることができる。さらに、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、補正データの品質は、相対運動の少なくとも速度または加速度を示す計量に基づく信頼性指標を決定することによって推定することができる。さらに、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、決定された指標の変動に対して当てはめた多項式の残差は、補正データの品質を推定するために使用され、したがって、補正データを使用して補償を実行すべきかどうかを決定する。したがって、信頼性のある補正データのみを使用して軸方向変位を補償することができるので、Ｂ走査間の軸方向変位を補償するためのＢ走査の処理を改善することができる。また、コンピュータ技術に根ざした、本明細書で説明される例示的な態様の前述の能力によって、本明細書で説明される例示的な態様は、コンピュータおよびコンピュータ処理／機能を改善し、さらに、少なくとも画像処理、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）およびデータ処理、ならびにＯＣＴ画像データの処理の分野（複数可）を改善する。

上記の説明では、例示的な態様が、いくつかの例示的な実施形態を参照して説明されている。したがって、本明細書は、限定的ではなく、例示的なものと見なされるべきである。同様に、例示的な実施形態の機能性および利点を強調する、図面に示される図は、例示的な目的のためにのみ提示される。例示的な実施形態のアーキテクチャは、添付の図に示されるもの以外の方法で利用（およびナビゲート）され得るように、十分に柔軟かつ構成可能である。

本明細書で提示される例のソフトウェア実施形態は、一実施形態例では、それぞれが非一時的であり得る、機械アクセス可能または機械可読媒体、命令ストア、またはコンピュータ可読記憶装置などの製造品に含まれるか、または記憶された、命令または命令の列を有する１つまたは複数のプログラムなどのコンピュータプログラムまたはソフトウェアとして提供され得る。非一時的な機械アクセス可能媒体、機械可読媒体、命令ストア、またはコンピュータ可読記憶デバイス上のプログラムまたは命令は、コンピュータシステムまたは他の電子デバイスをプログラムするために使用され得る。機械可読媒体またはコンピュータ可読媒体、命令ストア、および記憶装置は、限定はしないが、フロッピー（登録商標）ディスケット、光ディスク、および光磁気ディスク、または電子命令を記憶または送信するのに適した他のタイプの媒体／機械可読媒体／命令ストア／記憶装置を含むことができる。本明細書で説明する技法は、任意の特定のソフトウェア構成に限定されない。それらは、任意のコンピューティング環境または処理環境において適用可能性を見出すことができる。本明細書で使用される「コンピュータ可読」、「機械アクセス可能媒体」、「機械可読媒体」、「命令ストア」、および「コンピュータ可読記憶装置」という用語は、機械、コンピュータ、またはコンピュータプロセッサによって実行される命令または一連の命令を記憶、符号化、または送信することができ、機械／コンピュータ／コンピュータプロセッサに本明細書で説明する方法のうちの任意の１つを実行させる任意の媒体を含むものとする。さらに、当技術分野では、特定のアクションを為すもの、結果を引き起こしたりするものとして、何らかの形（例えば、プログラム、プロシージャ、処理、アプリケーション、部、ユニット、ロジックなど）のソフトウェアと呼ばれることが一般的である。このような表現は、処理システムによるソフトウェアの実行によってプロセッサにアクションを実行させて結果を生成させることを述べる簡単な方法にすぎない。

いくつかの実施形態はまた、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイの準備によって、または従来のコンポーネント回路の適切なネットワークを相互接続することによって実装されてもよい。

いくつかの実施形態は、コンピュータプログラム製品を含む。コンピュータプログラム製品は、本明細書で説明する例示的な実施形態の手順のいずれかをコンピュータまたはコンピュータプロセッサに実行させるか、または制御するために使用することができる命令を記憶媒体または媒体、命令ストア（複数可）、あるいは記憶装置（複数可）とすることができ、その中に命令を記憶させることができる。記憶媒体／命令記憶／記憶装置は、例として、限定するものではないが、光ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＤＲＡＭ、ＶＲＡＭ、フラッシュメモリ、フラッシュカード、磁気カード、光カード、ナノシステム、分子メモリ集積回路、ＲＡＩＤ、リモートデータ記憶／アーカイブ／ウェアハウジング、及び／又は命令及び／又はデータを記憶するのに適した任意の他の。

１つまたは複数のコンピュータ可読媒体、１つまたは複数の命令ストア、または１つまたは複数の記憶装置のうちの任意の１つに記憶された、いくつかの実装形態は、システムのハードウェアを制御し、システムまたはマイクロプロセッサが、本明細書で説明する例示的な実施形態の結果を利用して、人間のユーザまたは他の機構と対話することを可能にするためのソフトウェアを含む。そのようなソフトウェアは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、およびユーザアプリケーションを含むことができるが、これらに限定されない。最終的に、そのようなコンピュータ可読媒体または記憶装置は、上記で説明したように、本明細書の例示的な態様を実行するためのソフトウェアをさらに含む。

システムのプログラミングおよび／またはソフトウェアには、本明細書で説明する手順を実施するためのソフトウェア部が含まれる。本明細書のいくつかの例示的な実施形態では、部はソフトウェアを含むが、本明細書の他の例示的な実施形態では、部はハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せを含む。

さまざまな実施形態例を上記で説明したが、それらは例として提示されたものであって、限定として提示されたものではないことを理解されたい。当業者には、その中で形態および詳細の様々な変更を行うことができることが明らかであろう。したがって、本発明は、上記の実施形態例のいずれかによって限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ定義されるべきである。

さらに、要約の目的は、特許庁及び一般の人々、特に特許又は法律の用語若しくは句読点に精通していない当該技術分野の科学者、エンジニア、及び実務家が、大量の検査から、出願の技術的開示の性質及び本質を迅速に決定することを可能にすることである。要約は、本明細書で提示される例示的な実施形態の範囲に関して何らかの形で限定することを意図しない。また、特許請求の範囲に記載された手順は、提示された順序で実行される必要がないことを理解されたい。

本明細書は多くの特定の実施形態の詳細を含むが、これらは限定として解釈されるべきではなく、むしろ本明細書に記載される特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。別々の実施形態の文脈で本明細書に記載される特定の特徴は、単一の実施形態の組み合わせで実施することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、複数の実施形態で別々に、または任意の適切なサブコンビネーションで実施することもできる。さらに、特徴は、特定の組合せで作用するものとして上記で説明され、そのようなものとして最初に特許請求されたとしてもよいが、特許請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によっては、その組合せから削除することができ、特許請求される組合せは、サブコンビネーションのサブコンビネーションまたは変形形態を対象とすることができる。

特定の状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。さらに、上記で説明した実施形態における様々な構成要素の分離は、すべての実施形態においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきではなく、説明したプログラム構成要素およびシステムは、一般に、単一のソフトウェア製品に一緒に統合するか、または複数のソフトウェア製品にパッケージングすることができることを理解されたい。

ここでいくつかの例示的な実施形態および実施形態を説明したが、上記は例示的なものであって、限定的なものではなく、例として提示されたことは明らかである。特に、本明細書で提示される例の多くは、装置又はソフトウェア要素の特定の組み合わせを含むが、これらの要素は、同じ目的を達成するために他の方法で組み合わせることができる。一実施形態との関連でのみ論じられるアクト、要素、及び特徴は、他の実施形態又は実施形態における同様の役割から除外されることを意図しない。

本明細書で説明する装置およびコンピュータプログラムは、その特性から逸脱することなく、他の特定の形態で実施することができる。前述の実施形態は、説明したシステムおよび方法を限定するものではなく、例示的なものである。したがって、本明細書で説明される装置およびコンピュータプログラムの範囲は、前述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の同等性の意味および範囲内に入る変更がその中に包含される。

Claims (15)

1. 光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）撮像システムによって取得された撮像対象のＢスキャンの列を含むＣスキャンデータを処理して、前記ＯＣＴ撮像システムによる前記Ｂスキャンの取得中に前記ＯＣＴ撮像システムと前記撮像対象の相対運動によって引き起こされ、それらの間の距離を変化させる、前記Ｂスキャンの列間の軸方向変位を補償するための補正データを生成する方法であって、
   前記Ｂスキャンの列内の複数の隣接するＢスキャンの対の各々について、前記隣接するＢスキャン内の共通の眼特徴の表現間の軸方向ずれの指標を決定し、
   前記Ｂスキャンの列内の隣接するＢスキャンの対に対応する位置における前記決定された指標の変動から、前記ＯＣＴ撮像システムによる前記Ｂスキャンの取得中の前記ＯＣＴ撮像システムと前記撮像対象の相対運動を示す変動の第１の周波数成分を決定することを含む方法。
2. 前記軸方向ずれの指標のそれぞれは、
   前記隣接するＢスキャンの対の間の相互相関を計算し、計算された前記相互相関のピークに対応するＢスキャンの間のオフセットを指標として決定するか、または、
   前記隣接するＢスキャンの対における前記共通の眼特徴の各位置を識別し、前記撮像システムの軸方向に対応する前記Ｂスキャンの軸方向に沿って識別された前記位置の間の変位を決定することにより、前記隣接するＢスキャンの各対について決定される、請求項１に記載の方法。
3. 前記撮像対象が曲率を有し、前記方法が、
   前記撮像対象の曲率を示す変動の第２の周波数成分を決定することをさらに含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記第２の周波数成分は、前記決定された指標の変動にｍ次多項式を当てはめることによって決定され、
   前記決定された指標の変動の指標から前記ｍ次多項式の値を減算して補正された指標の変動を算出し、前記補正された指標の変動にｎ次多項式を当てはめることにより、前記第１の周波数成分を決定され、ｍ、ｎは整数であり、ｍはｎよりも小さい、請求項３に記載の方法。
5. 前記補正データを使用して、前記第１の周波数成分に基づくオフセットを前記Ｂスキャンの列におけるＢスキャンに適用することによって、前記ＯＣＴ撮像システムと前記撮像対象の相対運動によって引き起こされる前記Ｂスキャンの列における前記Ｂスキャンの間の軸方向変位を補償することをさらに含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記第１の周波数成分は、
   （ｉ）前記指標の変動における指標とｎ次多項式の対応する値との差として算出された複数の残差値を算出し、
   （ｉｉ）複数の残差値が、第１の正の閾値を超えるか、または第１の負の閾値を下回る外れ値を含むかどうかを決定し、
   （ｉｉｉ）前記複数の残差値が前記外れ値を含むと決定された場合、前記外れ値に対応する指標を前記指標の変動から除去して更新された指標の変動を生成し、前記残差値が前記外れ値を含まないと決定された場合、前記ｎ次多項式を第１の周波数成分として決定して処理を終了し、
   （ｉｖ）ｎ次多項式を更新された指標の変動に当てはめる、
   前記（ｉ）～（ｉｖ）のステップを含む処理の少なくとも２つの反復をさらに実行することによって決定され、
   
   ここで、前記複数の残差値における各残差値は、前記指標の前記補正された変動の指標と、前記指標の前記補正された変動に当てはめられたｎ次多項式の対応する値との間の差として、前記処理の第１の反復において計算され、
   前記複数の残差値における各残差値は、前記処理の残りの１つ以上の反復の各反復において、前記処理の前の反復において生成された指標の前記更新された変動における指標と、前記処理の前の反復において生成された指標の前記更新された変動に当てはめられたｎ次多項式の対応する値との差として計算される、請求項４に記載の方法。
7. 前記複数の残差値のうち、第２の正の閾値よりも大きいか、または第２の負の閾値よりも小さい残差値の数を決定し、ここで、前記第２の正の閾値は前記第１の正の閾値よりも小さく、前記第２の負の閾値は前記第１の負の閾値よりも大きく、
   前記決定された残差値の数が第３の閾値よりも小さい場合、前記Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を、前記Ｂスキャンの列におけるＢスキャンに前記第１の周波数成分に基づくオフセットを適用することによって補償し、
   前記決定された残差値の数が前記第３の閾値以上である場合、前記Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を補償しないと決定することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記生成された補正データの信頼性を示す信頼性指標を、
   前記Ｂスキャンの列におけるＢスキャンの対を使用して、前記Ｂスキャンの対が取得されたときの前記ＯＣＴ撮像システムに対する前記撮像対象の構造の速度及び加速度の少なくとも１つを示す計量の各値を計算し、
   前記計量の計算値のうちの少なくとも所定の数が第４の閾値を超えるかどうかを決定し、
   前記計量の計算値のうちの少なくとも所定の数が前記第４の閾値を超えたと決定された場合、前記補正データが信頼できないことを示すように前記信頼性指標を設定し、
   前記計量の計算値のうちの少なくとも所定の数が前記第４の閾値を超えないと決定された場合、補正データが信頼できることを示すように前記信頼性指標を設定することをさらに含む、請求項１～４の何れか１項に記載の方法。
9. 前記信頼性指標が、前記補正データが信頼できることを示すように設定された場合、前記Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の軸方向変位を、前記Ｂスキャンの列におけるＢスキャンに前記第１の周波数成分に基づくオフセットを適用することによって補償することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. プロセッサによって実行されると、請求項１～９の少なくとも１項に記載の方法をプロセッサに実行させる命令を含むコンピュータプログラム。
11. 光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）撮像システムによって取得された撮像対象のＢスキャンの列を含むＣスキャンデータを処理して、前記ＯＣＴ撮像システムによるＢスキャンの取得中に前記ＯＣＴ撮像システムと撮像対象の相対運動によって引き起こされ、前記ＯＣＴ撮像システムによるＢスキャンの取得中にそれらの間の距離を変化させる、Ｂスキャンの列間の軸方向変位を補償するための補正データを生成するデータ処理装置であって、
    前記Ｂスキャンの列における隣接するＢスキャンの複数の対の各対について、前記隣接するＢスキャンにおける共通の眼特徴の各表現の間の軸方向ずれの指標を決定するように構成された軸方向ずれ決定部と、
    前記列内の対応する隣接するＢスキャンの対の位置を有する決定された指標の変動から、前記ＯＣＴ撮像システムによるＢスキャンの取得中の前記ＯＣＴ撮像システムと撮像対象の相対運動を示す変動の第１の周波数成分を決定するように構成された周波数成分決定部と、を備えたデータ処理装置。
12. 前記軸方向ずれ決定部は、前記隣接するＢスキャンの各対に対する軸方向ずれの各指標を、
    前記隣接するＢスキャンの対の間の相互相関を計算し、計算された前記相互相関のピークに対応するＢスキャンの間のオフセットを指標として決定するか、または、
    前記隣接するＢスキャンの対における共通の眼特徴の各位置を識別し、前記撮像システムの軸方向を表すＢスキャンの軸に沿って、前記識別された位置の間の変位を決定するように構成されている請求項１１に記載のデータ処理装置。
13. 前記撮像対象は、曲率を有し、前記周波数成分決定部は、前記変動のうち、前記撮像対象の曲率を示す第２の周波数成分を決定するようにさらに構成されている請求項１１又は請求項１２に記載のデータ処理装置。
14. 前記周波数成分決定部は、
    ｍ次多項式を前記決定された指標の変動に当てはめることによって前記第２の周波数成分を決定し、
    前記決定された指標の変動における指標から前記ｍ次多項式の値を減算して補正された指標の変動を生成し、前記補正された指標の変動にｎ次多項式を当てはめることにより、前記第１の周波数成分を決定するように構成され、ここで、ｍとｎは整数であり、ｍはｎより小さい請求項１３に記載のデータ処理装置。
15. 前記ＯＣＴ撮像システムによるＢスキャンの取得中に、前記ＯＣＴ撮像システムと撮像対象の相対運動によって引き起こされる前記Ｂスキャンの列におけるＢスキャン間の変位を、前記Ｂスキャンの列におけるＢスキャンに前記第１の周波数成分に基づくオフセットを適用することによって補償するように構成された変位補償部をさらに含む、請求項１１～１４のいずれか１項に記載のデータ処理装置。
    

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