專利名稱：斷層圖像觀察設(shè)備、處理方法和非瞬態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斷層圖像觀察設(shè)備、處理方法和非瞬態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
近來，眼科部門已采用用于獲取視網(wǎng)膜斷層圖像的被稱為光學(xué)相干斷層成像儀(OCT)的設(shè)備。獲得視網(wǎng)膜斷層圖像使得可以定量地獲取伴隨著疾病的進(jìn)展的各層的變化。因此，期望該技術(shù)使得能夠以更高精度掌握疾病的進(jìn)展程度并對醫(yī)學(xué)治療效果進(jìn)行評價。在青光眼診斷中，掌握視網(wǎng)膜層厚度的細(xì)微變化是很重要的。傳統(tǒng)上，已利用被稱為C/D比(杯/盤比)和R/D比(緣/盤比)的與視神經(jīng) 乳頭周圍的部位有關(guān)的指標(biāo)來掌握這些變化(日本特開2008-154951)。與此相對地，OCT使用被稱為圓掃描的方法，其中該圓掃描沿著距離乳頭中心約為幾_的同心圓來獲取斷層圖像。這種方法使得可以對被視為更加準(zhǔn)確地表示青光眼發(fā)展期間的變化的神經(jīng)纖維層厚度進(jìn)行評價。還已知有代替針對圓進(jìn)行掃描而根據(jù)OCT體數(shù)據(jù)來沿著圓掃描的位置重建斷層圖像的方法。已知有使斷層圖像與眼底圖像對準(zhǔn)并重建在該眼底圖像上指定的任意位置的斷層圖像、由此呈現(xiàn)該斷層圖像的其它方法(日本特開2008-73099)。在隨訪觀察中，為了評價層厚度的變化，期望在同一位置處精確地評價斷層圖像。三維(3D)斷層圖像包含大量信息。另一方面，即使切割出的二維切片之間存在細(xì)微差異也會得到展現(xiàn)出不同方面的斷層圖像。由于該原因，隨時間的經(jīng)過的變化可能與由于切片之間的偏移所弓I起的變化混淆。這會妨礙定量的隨訪觀察。在上述的圓掃描中，難以對與過去圖像上的位置相同的位置進(jìn)行掃描。假定要在圓掃描的位置處重建斷層圖像。在這種情況下，如果在檢測乳頭中心時已發(fā)生偏移或者通過OCT進(jìn)行攝像時的攝像方向彼此不同，則難以獲取與視網(wǎng)膜的同一部位相對應(yīng)的斷層圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供通過使用示出視網(wǎng)膜的三維形狀的斷層圖像內(nèi)的特定部位(伴隨著疾病的進(jìn)展而展現(xiàn)出小的變化的解剖學(xué)結(jié)構(gòu))來生成斷層圖像的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種斷層圖像觀察設(shè)備，包括檢測部件，用于檢測視神經(jīng)從被檢眼的視網(wǎng)膜層延伸至所述被檢眼的外部的區(qū)域；以及生成部件，用于基于所述區(qū)域的位置來生成所述被檢眼的視神經(jīng)乳頭周圍的部位的二維斷層圖像。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種斷層圖像觀察設(shè)備，包括生成部件，用于生成被檢眼的視網(wǎng)膜層周圍的部位的第一二維斷層圖像和第二二維斷層圖像；對準(zhǔn)部件，用于通過使所述被檢眼的視網(wǎng)膜色素上皮和鞏膜層之間的視網(wǎng)膜的層結(jié)構(gòu)的至少部分區(qū)域相關(guān)聯(lián)，來使所述第一二維斷層圖像與所述第二二維斷層圖像對準(zhǔn)；以及顯示控制部件，用于使顯示部件顯示彼此對準(zhǔn)的所述第一二維斷層圖像和所述第二二維斷層圖像。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種斷層圖像觀察設(shè)備的處理方法，包括以下步驟用于檢測視神經(jīng)從被檢眼的視網(wǎng)膜層延伸至所述被檢眼的外部的區(qū)域的步驟；以及用于基于所述區(qū)域來生成所述被檢眼的視神經(jīng)乳頭周圍的部位的二維斷層圖像的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種存儲有計算機(jī)程序的非瞬態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)程序用于使在斷層圖像觀察設(shè)備中包括的計算機(jī)用作如下檢測部件，用于檢測視神經(jīng)從被檢眼的視網(wǎng)膜層延伸至所述被檢眼的外部的區(qū)域；以及生成部件，用于基于所述區(qū)域來生成所述被檢眼的視神經(jīng)乳頭周圍的部位的二維斷層圖像。通過以下(參考附圖)對典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并和說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的診斷支持系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的示例的圖；圖2是示出圖I所示的診斷支持設(shè)備10的功能結(jié)構(gòu)的示例的框圖；圖3A和3B是示出圖2中的檢測單元14a對特定部位進(jìn)行檢測的方式的概述的圖；圖4是示出圖I所示的診斷支持設(shè)備10中的處理過程的示例的流程圖；圖5是示出圖4的步驟S 104中的處理過程的示例的流程圖；圖6A飛D是示出關(guān)聯(lián)處理的概述的示例的圖；圖7是示出關(guān)聯(lián)處理的概述的示例的圖；以及圖8A 8C是各自示出顯示形式的示例的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的典型實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，除非另外特別說明，在這些實(shí)施例中陳述的組件的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值并不限制本發(fā)明的范圍。第一實(shí)施例圖I是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的診斷支持系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的示例的圖。注意，本實(shí)施例將例示青光眼的隨訪觀察所用的診斷支持。在該診斷支持系統(tǒng)中，診斷支持設(shè)備10、斷層圖像獲取設(shè)備20和數(shù)據(jù)服務(wù)器30經(jīng)由由LAN(局域網(wǎng))等所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)40彼此連接。注意，各設(shè)備無需總是經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)40彼此連接，只要這些設(shè)備可以彼此進(jìn)行通信即可。例如，這些設(shè)備可以經(jīng)由USB(通用串行總線)或IEEE1394等彼此連接，或者可以經(jīng)由WAN (廣域網(wǎng))彼此連接。在這種情況下，斷層圖像獲取設(shè)備20由時域OCT或傅里葉域OCT來實(shí)現(xiàn)，并且具有獲得示出視網(wǎng)膜的三維形狀的斷層圖像的功能。斷層圖像獲取設(shè)備20根據(jù)操作員(醫(yī)生或技師)所進(jìn)行的操作來對被檢眼攝像。然后，該設(shè)備將通過攝像所獲得的圖像發(fā)送至診斷支持設(shè)備10或數(shù)據(jù)服務(wù)器30。數(shù)據(jù)服務(wù)器30具有存儲各種數(shù)據(jù)的功能。數(shù)據(jù)服務(wù)器30例如存儲通過利用OCT獲得黃斑區(qū)域和視神經(jīng)乳頭的斷層圖像所獲得的三維(3D)斷層圖像、利用視野計的視野靈敏度的測量結(jié)果、以及被檢眼的眼壓、角度、視力和眼軸長度的值。診斷支持設(shè)備10用作操作員(醫(yī)生)進(jìn)行青光眼的隨訪觀察的診斷所使用的斷層圖像觀察設(shè)備。診斷支持設(shè)備10通過使用幾乎不受青光眼的進(jìn)展所影響的特定部位(視神經(jīng)乳頭外緣的形狀或視網(wǎng)膜色素上皮的結(jié)構(gòu))的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，來使在不同時間所獲得的三維斷層圖像相關(guān)聯(lián)。然后，該設(shè)備向操作員顯示(呈現(xiàn))包括視神經(jīng)乳頭周圍的神經(jīng)纖維層的層結(jié)構(gòu)的二維(2D)斷層圖像。二維斷層圖像是評價青光眼的進(jìn)展程度所用的重要指標(biāo)。這使得醫(yī)生可以容易地評價青光眼的進(jìn)展并進(jìn)行精確的隨訪觀察。注意，上述的診斷支持設(shè)備10、斷層圖像獲取設(shè)備20和數(shù)據(jù)服務(wù)器30包含計算機(jī)。各計算機(jī)包括諸如CPU等的主控制單元以及諸如R0M(只讀存儲器)、RAM(隨機(jī)存取存儲器)和HHD (硬盤驅(qū)動器)等的存儲單元。該計算機(jī)還包括諸如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、按鈕和觸摸面板等的輸入/輸出單元。這些構(gòu)成單元經(jīng)由總線彼此連接。主控制單元通過執(zhí)行存儲在存儲單元中的程序來控制這些構(gòu)成單元。接著，將參考圖2來說明圖I所示的診斷支持設(shè)備10的功能結(jié)構(gòu)的示例。 診斷支持設(shè)備10的功能結(jié)構(gòu)包括斷層圖像獲取單元11、輸入單元12、存儲單元13、控制單元14、顯示單元15和輸出單元16。斷層圖像獲取單元11具有獲取被檢眼的斷層圖像的功能并且包括第一獲取單元Ila和第二獲取單元lib。第一獲取單元Ila獲取作為診斷對象的被檢眼的斷層圖像(以下稱為第一斷層圖像)。第二獲取單元Ilb獲取作為第一斷層圖像的比較對象的被檢眼的斷層圖像(以下稱為第二斷層圖像)。第一獲取單元Ila和第二獲取單元Ilb基于操作員所輸入的與被檢眼有關(guān)的信息(例如，患者的姓名、年齡和性別)來從斷層圖像獲取設(shè)備20或數(shù)據(jù)服務(wù)器30獲取斷層圖像。假定在這種情況下，第一獲取單元Ila和第二獲取單元Iib所獲取的斷層圖像是在不同時間所拍攝的同一被檢眼的斷層圖像。即，第一斷層圖像和第二斷層圖像是針對同一被檢眼的隨訪觀察所獲取的。輸入單元12將來自操作員(醫(yī)生或技師)的指示輸入至該設(shè)備。存儲單元13存儲各種信息。存儲單元13除了存儲與被檢眼有關(guān)的信息、三維斷層圖像和從輸入單元12所獲得的信息以外，例如還存儲二維斷層圖像等。顯示單元15例如是諸如監(jiān)視器的顯示裝置，并且向醫(yī)生等顯示各種信息。注意，顯示單元15可以設(shè)置在診斷支持設(shè)備10的外部。輸出單元16將各種信息輸出至數(shù)據(jù)服務(wù)器30等?？刂茊卧?4全面控制診斷支持設(shè)備10。在這種情況下，控制單元14包括檢測單元14a、關(guān)聯(lián)單元14b、重建單元14c和顯示控制單元14d。檢測單元14a從第一獲取單元Ila和第二獲取單元Ilb所獲取的各個斷層圖像檢測特定部位。這種情況下，特定部位是用于使第一斷層圖像與第二斷層圖像相關(guān)聯(lián)的部位。假定在本實(shí)施例中，特定部位是視神經(jīng)乳頭區(qū)域的外緣部(以下還稱為乳頭外緣)。盡管后面會詳細(xì)進(jìn)行說明，但檢測單元14a檢測視網(wǎng)膜色素上皮的邊界，并基于所檢測到的邊界來檢測乳頭外緣。注意，特定部位并未特別局限于這種部位，只要該部位是幾乎不受青光眼的進(jìn)展所影響的部位即可。通常，盡管視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層的厚度伴隨著青光眼的進(jìn)展而變小，但視神經(jīng)乳頭外緣部的形狀或視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)的結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。由于該原因，本實(shí)施例通過使用幾乎不受疾病的進(jìn)展所影響的這些結(jié)構(gòu)來使三維斷層圖像彼此相關(guān)聯(lián)。這樣使得可以在使通過在不同時間對同一被檢眼進(jìn)行攝像所獲得的三維斷層圖像的位置和角度相匹配的情況下重建二維斷層圖像。在這種情況下，將乳頭外緣定義為根據(jù)青光眼性視盤和視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層變化判斷指南、通過檢眼鏡觀察到的乳頭周圍的白色鞏膜環(huán)(Elschnig的鞏膜環(huán)(鞏膜層))的內(nèi)偵U。作為從OCT所獲得的三維斷層圖像檢測乳頭外緣的方法，已知有檢測視網(wǎng)膜色素上皮的端點(diǎn)的技術(shù)。該技術(shù)使用視網(wǎng)膜色素上皮的終端與乳頭外緣幾乎重疊這一事實(shí)，并被視為除了觀察到視盤旁萎縮弧(parapapiIlaryatrophy, PPA)的情況以外的、用于檢測乳頭外緣的有效技術(shù)。注意，本實(shí)施例例示出檢測視網(wǎng)膜色素上皮的端點(diǎn)、并基于該檢測結(jié)果來檢測乳頭外緣的情況。然而，要使用的方法不限于此，并且可以使用檢測乳頭外緣的其它方法。例如，可以使用通過檢測布Bruch膜來檢測乳頭部分的開口(BMO =Bruch膜開口)的方法。關(guān)聯(lián)單元14b通過使用檢測單元14a所檢測到的特定部位(乳頭外緣)來使三維 斷層圖像相關(guān)聯(lián)(對準(zhǔn))。更具體地，關(guān)聯(lián)單元14b使乳頭外緣的各部彼此相關(guān)聯(lián)以使第一斷層圖像和第二斷層圖像彼此相關(guān)聯(lián)。注意，通過使用特定部位來使斷層圖像相關(guān)聯(lián)，這是因?yàn)槿缦驴赡苄杂捎诘谝粩鄬訄D像和第二斷層圖像是在不同時間獲得的，因此伴隨著青光眼的進(jìn)展的變化劇烈的特征可能已大幅改變。即使通過使用整體圖像來使斷層圖像彼此相關(guān)聯(lián)，所獲得的結(jié)果也可能不適合進(jìn)行兩個圖像的比較。由于該原因，本實(shí)施例通過使用伴隨著青光眼的進(jìn)展所展現(xiàn)出的變化小的特征來使斷層圖像彼此相關(guān)聯(lián)，由此使得可以比較所展現(xiàn)出的變化大的特征。重建單元14c在彼此相關(guān)聯(lián)的各三維斷層圖像上的預(yù)定位置(適合進(jìn)行比較的位置)處生成(重建)二維斷層圖像。即，重建單元14c沿著預(yù)定方向在二維斷層圖像上的相應(yīng)位置處切割二維切片。利用該操作，重建單元14c生成二維斷層圖像。顯示控制單元14d生成各種畫面并使顯示單元15顯示該畫面。顯示控制單元14d使顯示單元15顯示例如二維斷層圖像。以上已說明了診斷支持設(shè)備10的功能結(jié)構(gòu)的示例。接著，將參考圖3A和3B來說明圖2所示的檢測單元14a對特定部位進(jìn)行檢測的方式的概述。圖3A和3B分別示出OCT所拍攝的視神經(jīng)乳頭的斷層圖像和投影圖像的示例。圖3A示出OCT所拍攝的視神經(jīng)乳頭的斷層圖像。附圖標(biāo)記TfTn表示視神經(jīng)乳頭的二維斷層圖像(B掃描圖像)。附圖標(biāo)記52表示內(nèi)界膜；并且附圖標(biāo)記51表示視網(wǎng)膜色素上皮的邊界。圖3B示出通過在深度方向(z方向)上對斷層圖像的亮度值進(jìn)行積分所生成的投影圖像。附圖標(biāo)記53表示視神經(jīng)乳頭外緣(盤)；并且附圖標(biāo)記54表示凹陷的外緣(杯)。在檢測特定部位時，檢測單元14a使圖3A所示的斷層圖像(斷層圖像ΤΓΤη)對準(zhǔn)。檢測單元14a通過使用用于獲得相鄰斷層圖像之間的相似度的評價函數(shù)來進(jìn)行該對準(zhǔn)。檢測單元14a改變圖像的相對位置，從而使通過使用該評價函數(shù)所計算出的值滿足預(yù)定條件。然后，檢測單元14a從對準(zhǔn)后的三維斷層圖像檢測視網(wǎng)膜色素上皮的邊界51。視網(wǎng)膜色素上皮的邊界51是高亮度區(qū)域，因而可以通過使用Hessian濾波器或邊緣檢測濾波器來進(jìn)行檢測。
這樣，檢測單元14a檢測視網(wǎng)膜色素上皮的邊界51，并從該視網(wǎng)膜色素上皮的邊界51檢測視神經(jīng)乳頭附近的視網(wǎng)膜色素上皮的端部。然后，使所檢測到的視網(wǎng)膜色素上皮的端部在三維區(qū)域內(nèi)相連結(jié)，由此獲得視神經(jīng)乳頭外緣(盤)53。檢測單元14a將該檢測結(jié)果存儲在存儲單元13中。利用該操作，該設(shè)備終止檢測單元14a所進(jìn)行的檢測處理。接著，將參考圖4來說明圖I所示的診斷支持設(shè)備10中的處理過程的示例。診斷支持設(shè)備10使第一獲取單元Ila從斷層圖像獲取設(shè)備20或數(shù)據(jù)服務(wù)器30獲取作為診斷對象的被檢眼的三維斷層圖像(第一斷層圖像)(s 101)。診斷支持設(shè)備10還使第二獲取單元Ilb從數(shù)據(jù)服務(wù)器30獲取作為比較對象的被檢眼的三維斷層圖像(第二斷層圖像)(S 102)。注意，該設(shè)備基于用于識別被檢眼的識別信息(例如，被檢體識別編號)來獲取被檢眼的斷層圖像。隨后，診斷支持設(shè)備10使檢測單元14a從第一斷層圖像和第二斷層圖像檢測特定部位(S103)。換句話說，檢測單元14a檢測視網(wǎng)膜色素上皮的邊界，并基于該檢測結(jié)果來檢測乳頭外緣。診斷支持設(shè)備10使關(guān)聯(lián)單元14b通過使用所檢測到的乳頭外緣來使第一斷 層圖像和第二斷層圖像相關(guān)聯(lián)(S104)。以下將參考圖5來說明步驟S104中的關(guān)聯(lián)處理。當(dāng)開始關(guān)聯(lián)處理時，關(guān)聯(lián)單元14b將乳頭邊界的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的幾個像素 幾十個像素的區(qū)域作為視網(wǎng)膜色素上皮的邊界不存在的區(qū)域進(jìn)行掩蔽。然后，關(guān)聯(lián)單元14b通過使用其余區(qū)域來對視網(wǎng)膜色素上皮的邊界進(jìn)行拋物面近似(S201)。在這種情況下，乳頭邊界的外側(cè)部分的要進(jìn)行掩蔽的區(qū)域的大小依賴于乳頭的大小，并且例如被設(shè)置為乳頭的長的直徑的1/10。在三維空間內(nèi)進(jìn)行拋物面近似的情況下，要使用的參數(shù)包括原點(diǎn)的坐標(biāo)(x0, y0, z0)、轉(zhuǎn)云力(Θ, φ, ψ)和表示拋物面的曲率的(k” k2)。如上所述，由于第一斷層圖像和第二斷層圖像是在不同時間所拍攝的，因此原點(diǎn)的坐標(biāo)和轉(zhuǎn)動由于攝像參數(shù)之間的差異和眼睛的運(yùn)動等的影響而有可能彼此不同。與此相對地，曲率在第一斷層圖像和第二斷層圖像上保持幾乎相同的值，這是因?yàn)檠矍虻慕Y(jié)構(gòu)伴隨著青光眼的進(jìn)展不會大幅改變。因此，首先，關(guān)聯(lián)單元14b對第一斷層圖像(作為診斷對象的被檢眼的斷層圖像)進(jìn)行拋物面近似，然后通過近似來獲得第二斷層圖像(作為比較對象的被檢眼的斷層圖像)的原點(diǎn)坐標(biāo)和轉(zhuǎn)動。假設(shè)曲率是與從第一斷層圖像所獲得的值相同的值。注意，沒有特別限制處理的順序。例如，可以從第二斷層圖像(比較眼)獲得曲率，然后從第一斷層圖像(對象眼)僅獲得原點(diǎn)坐標(biāo)和轉(zhuǎn)動。另外，計算近似曲面的方式不限于該技術(shù)。例如，可以通過使用薄板樣條來近似更加復(fù)雜的形狀。然后，關(guān)聯(lián)單元14b基于步驟S201中所獲得的拋物面，使三維斷層圖像變形從而使視網(wǎng)膜色素上皮的邊界呈水平(S202)?？梢酝ㄟ^利用仿射變換將拋物面(步驟S201中所獲得的近似視網(wǎng)膜色素上皮的邊界)的頂點(diǎn)變換成原點(diǎn)并使轉(zhuǎn)動軸與z軸一致來進(jìn)行該變形。為了便于說明，將基于攝像時第一斷層圖像的放大率和分辨率與第二斷層圖像的放大率和分辨率相同這一假設(shè)來說明本實(shí)施例。然而，攝像時兩個斷層圖像的設(shè)置可能彼此不同。在這種情況下，可以考慮到兩個斷層圖像的放大率和分辨率之間的差異來進(jìn)行坐標(biāo)變換。關(guān)于繞轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動Ψ，將斷層圖像的攝像方向設(shè)置為X軸(參見圖6A飛C)。然后，關(guān)聯(lián)單元14b使拋物面在z方向上移動從而將該拋物面的位置設(shè)置在x_y平面上。這樣使視網(wǎng)膜色素上皮的邊界51的近似拋物面變形以使其呈水平(參見圖6D)。更具體地，可以通過以下來表示處于圖6C所示的狀態(tài)的近似拋物面。z=f (x, y) =ax2+bxy+cy2... (I)然后，如以下所示改變各像素的值。I (x, y, z) =Ioeg (x, y, z+f (x, y))... (2)這樣使得近似拋物面上的各像素在x-y平面上移動。結(jié)果，所有像素值都在z方向上移動。這樣使得可以獲得圖6D所示的斷層圖像。隨后，關(guān)聯(lián)單元14b基于步驟S202中所獲得的變形圖像來使第一斷層圖像(對象眼)和第二斷層圖像(比較眼)彼此疊加。更具體地，關(guān)聯(lián)單元104b將乳頭外緣投影在 x-y平面上并將在三維空間內(nèi)檢測到的乳頭外緣變換成二維平面上的形狀。如圖7所示，關(guān)聯(lián)單元14b使第二斷層圖像(比較眼)以原點(diǎn)(Xc^zci)為中心在x-y平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。利用該操作，關(guān)聯(lián)單元14b將這些斷層圖像疊加，使得投影在x-y平面上的各投影圖像的乳頭外緣的形狀滿足預(yù)定條件(彼此幾乎一致)。在該疊加處理中，在投影于x-y平面上的第一斷層圖像和第二斷層圖像的乳頭外緣上按預(yù)定間隔設(shè)置控制點(diǎn)。關(guān)聯(lián)單元14b獲得與第一斷層圖像和第二斷層圖像相對應(yīng)的控制點(diǎn)之間的距離的總和(平方和)。在這種情況下，關(guān)聯(lián)單元14b在使第二斷層圖像(比較眼)相對于第一斷層圖像(對象眼)在x-y平面上轉(zhuǎn)動的同時，獲得使相應(yīng)控制點(diǎn)之間的距離的平方和最小的轉(zhuǎn)動角度。這樣，關(guān)聯(lián)單元14b使第一斷層圖像(對象眼)的乳頭外緣與第二斷層圖像(比較眼)的乳頭外緣相關(guān)聯(lián)。注意，控制點(diǎn)是基于所檢測到的乳頭外緣部的形狀來設(shè)置的。更具體地，在作為乳頭外緣部的封閉曲線上選擇兩點(diǎn)間距離最大的兩個點(diǎn)，將這兩個點(diǎn)中相對于另一個點(diǎn)位于上部(面部的上部)的一個點(diǎn)設(shè)置為開始點(diǎn)(Cl)，并且按預(yù)定間隔設(shè)置了 N個點(diǎn)(CfCN)。在這種情況下，如果認(rèn)為在第一斷層圖像和第二斷層圖像之間乳頭外緣部的形狀不存在大的變化，則編號彼此一致的控制點(diǎn)被視為相應(yīng)的控制點(diǎn)。還可利用在乳頭外緣部具有特征形狀的情況下、檢測相應(yīng)點(diǎn)并將該相應(yīng)點(diǎn)設(shè)置為開始點(diǎn)(Cl)的其它方法。同樣，在這種情況下，相應(yīng)的控制點(diǎn)是編號彼此一致的控制點(diǎn)。在完成了疊加處理時，關(guān)聯(lián)單元14b對關(guān)聯(lián)結(jié)果進(jìn)行評價(S204)。更具體地，如果在步驟S203的處理中設(shè)置在乳頭外緣上的控制點(diǎn)之間的距離的平方和(的最小值)超過預(yù)定值(閾值)，則關(guān)聯(lián)單元14b判斷為該關(guān)聯(lián)處理已失敗。如果控制點(diǎn)之間的距離的平方和落在閾值的范圍內(nèi)，則關(guān)聯(lián)單元14b判斷為該關(guān)聯(lián)處理已成功。在這種情況下，閾值根據(jù)圖像的分辨率等而改變。由于通過將控制點(diǎn)之間的距離的平方和除以控制點(diǎn)的數(shù)量所獲得的值優(yōu)選約為等于或大于10，因此可以基于該情況來設(shè)置閾值。換句話說，如果每像素的分辨率約為10 μ m的圖像上的相應(yīng)控制點(diǎn)之間的距離的平均值約為等于或大于10個像素，則關(guān)聯(lián)單元14b判斷為該關(guān)聯(lián)處理已失敗。這樣，關(guān)聯(lián)單元14b使從第一斷層圖像(對象眼)和第二斷層圖像(比較眼)檢測到的乳頭外緣彼此相關(guān)聯(lián)并對該關(guān)聯(lián)結(jié)果進(jìn)行評價。然后，關(guān)聯(lián)單元14b終止該關(guān)聯(lián)處理(圖5所示的處理)。注意，作為該關(guān)聯(lián)結(jié)果，存儲單元13存儲諸如表示視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層邊界的近似拋物面的參數(shù)、彼此相關(guān)聯(lián)的乳頭外緣以及設(shè)置在各斷層圖像的乳頭外緣上的控制點(diǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系等的信息。
返回參考圖4，在完成了關(guān)聯(lián)處理時，診斷支持設(shè)備10使關(guān)聯(lián)單元14b判斷上述關(guān)聯(lián)處理是否已成功。換句話說，關(guān)聯(lián)單元14b判斷表示關(guān)聯(lián)結(jié)果的值(相應(yīng)控制點(diǎn)之間的距離的平方和)是否落在預(yù)定值(閾值)的范圍內(nèi)。在判斷為關(guān)聯(lián)處理已失敗的情況下(步驟S105中為“否”)，診斷支持設(shè)備10使顯示控制單元14d將相應(yīng)信息顯示在顯示單元15上(S108)。在關(guān)聯(lián)處理已失敗的情況下，極有可能乳頭外緣的形狀在第一斷層圖像和第二斷層圖像之間已大幅改變。由于該原因，該設(shè)備可以顯示與視網(wǎng)膜疾病的進(jìn)展有關(guān)的警告。例如，該設(shè)備顯示提示有可能同時發(fā)生除青光眼以外的疾病的警告。在判斷為關(guān)聯(lián)處理已成功的情況下(步驟 S105中為“是”)，診斷支持設(shè)備10使重建單元14c確定要重建各斷層圖像的方向，并沿著該方向生成二維斷層圖像。更具體地，重建單元14c在從三維斷層圖像內(nèi)的乳頭外緣到圖5的步驟S201中所獲得的近似拋物面的轉(zhuǎn)動軸的方向上生成(重建)各二維斷層圖像。利用該操作，該設(shè)備生成基于第一斷層圖像的二維斷層圖像和基于第二斷層圖像的二維斷層圖像。注意，在生成斷層圖像時，對于位于攝像時沒有獲取到的坐標(biāo)處的圖像，該設(shè)備可以基于例如雙三次法來進(jìn)行圖像插值。在完成了二維斷層圖像的重建時，診斷支持設(shè)備10使顯示控制單元14d基于重建后的二維圖像來生成顯示圖像(S106)。在這種情況下，操作員(醫(yī)生)需要生成顯示圖像，從而容易地掌握伴隨著青光眼的進(jìn)展而大幅改變的特征。隨后，診斷支持設(shè)備10使顯示控制單元14d基于所生成的顯示圖像來將并排排列有二維斷層圖像的顯示畫面顯示在顯示單元15上(S107)。注意，將該重建結(jié)果等存儲在存儲單元13中，或者利用輸出單元16存儲在數(shù)據(jù)服務(wù)器30中。接著，將參考圖8A 8C來說明圖4的步驟S107中要顯示的畫面的示例。如圖8A所示，作為顯示畫面的示例，顯示單元15并排顯示基于第一斷層圖像所重建的二維斷層圖像和基于第二斷層圖像所重建的二維斷層圖像。此時，通過使用設(shè)置在各三維斷層圖像的乳頭外緣上的控制點(diǎn)65進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理(圖4的步驟S104)來使各二維斷層圖像彼此相關(guān)聯(lián)。即，使二維斷層圖像上的乳頭外緣的各部彼此相關(guān)聯(lián)。使圖8A中橫方向(乳頭外緣)上的相應(yīng)控制點(diǎn)的位置彼此一致，這可以使這些斷層圖像之間已發(fā)生改變的特征變得明顯。已知乳頭的大小因個體而明顯不同。診斷時要注意的發(fā)現(xiàn)物因乳頭之間的大小差異而改變。由于該原因，例如，各二維斷層圖像的顯示區(qū)域的寬度可以根據(jù)乳頭外緣的圓周長度而改變。這使得可以允許操作員(醫(yī)生)在診斷時直觀地得知乳頭之間的大小差異。另外，各乳頭外緣由近似于圍繞乳頭的圓的連續(xù)封閉曲線構(gòu)成。圖8A是沿著該封閉曲線的圓周所截取的截面圖。由于該原因，該設(shè)備可被配置為使得操作員可以通過操作員指定(鼠標(biāo)操作)來在該封閉曲線上指定特定位置作為開始點(diǎn)(圖8A的左端)。例如，當(dāng)操作員在點(diǎn)擊鼠標(biāo)的狀態(tài)下向右滾動時，如圖8B所示，該設(shè)備可以使二維斷層圖像的顯示向右滑動。為了掌握青光眼的進(jìn)展，掌握視網(wǎng)膜層結(jié)構(gòu)的變化是很重要的。為了向操作員明確呈現(xiàn)該變化，該設(shè)備可以通過排除視網(wǎng)膜色素上皮的下方(脈絡(luò)膜側(cè))的圖像來僅顯示視網(wǎng)膜信息。為此，如圖SC所示，該設(shè)備可以僅顯示視網(wǎng)膜色素上皮的上部從而使這兩者彼此相對。在這種情況下，在使圖8A所示的視網(wǎng)膜色素上皮的邊界直線化之后，這些圖像的其中一個被垂直翻轉(zhuǎn)。這樣可以向操作員(醫(yī)生)更加清楚地呈現(xiàn)視網(wǎng)膜層的變化。如上所述，第一實(shí)施例通過使用各斷層圖像內(nèi)的特定部位(伴隨著疾病的進(jìn)展所展現(xiàn)出的變化小的解剖學(xué)結(jié)構(gòu))來使第一斷層圖像和第二斷層圖像相關(guān)聯(lián)。然后，該設(shè)備在相關(guān)聯(lián)的兩個斷層圖像中的同一位置(相應(yīng)位置)處沿著預(yù)定方向重建二維斷層圖像，并向操作員顯示重建斷層圖像。這樣使得醫(yī)生(操作員)能夠精確地掌握乳頭周圍的視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層的減少程度。注意，在上述圖5的步驟S203的關(guān)聯(lián)處理中，該設(shè)備將第一斷層圖像和第二斷層圖像中的乳頭外緣投影在二維平面上，并基于投影圖像中的乳頭外緣上所設(shè)置的控制點(diǎn)來使這些斷層圖像彼此相關(guān)聯(lián)。然而，該設(shè)備可以使用除此以外的方法。例如，在z軸方向上獲得來自變形圖像的各像素的積分值，從而可以在x-y平面上生成投影圖像。在這種情況下，該設(shè)備獲得第一斷層圖像和第二斷層圖像的投影圖像以 (最高)高相似度彼此疊加的相對位置，并使這兩個斷層圖像的乳頭外緣彼此相關(guān)聯(lián)。注意，在該方法中，需要使值要進(jìn)行積分的像素數(shù)統(tǒng)一。由于該原因，在生成變形圖像時像素落在攝像區(qū)域外的情況下，可以在包括僅由有效像素構(gòu)成的x-y平面的長方體中獲得像素的積分值。可以通過使用常用方法來計算相似度。例如，可利用對圖像進(jìn)行二值化、并使這些圖像重疊從而使值彼此一致的像素數(shù)最大的方法。在這種情況下，使位于視網(wǎng)膜色素上皮的上側(cè)(內(nèi)界膜側(cè))的諸如血管等的特征彼此一致。然而，注意，如果投影圖像的積分方向大大不同于三維圖像的z軸，則攝像時所形成的血管的陰影可能影響其它部分。這造成了疊加時的誤差。然而，可以通過預(yù)先提取血管區(qū)域并且在對投影圖像內(nèi)受血管的陰影所影響的區(qū)域進(jìn)行掩蔽時對相似度進(jìn)行評價來降低血管陰影的影響。由于視網(wǎng)膜層伴隨著青光眼的進(jìn)展而減少，因而預(yù)期位于視網(wǎng)膜色素上皮的上方的特征量相對于過去所拍攝的圖像可能會大幅改變。該傾向在視神經(jīng)乳頭附近特別明顯。為了抑制這些變化對關(guān)聯(lián)處理所產(chǎn)生的影響，可以通過使用僅存在于視網(wǎng)膜色素上皮附近和下方的特征量來獲得第一斷層圖像和第二斷層圖像以最高相似度彼此疊加的相對位置。在這種情況下，可以通過以上述方式生成投影圖像或者通過毫無改變地使用三維容量來在二維平面上評價相似度。另外，為了去除所展現(xiàn)出的變化大的區(qū)域，可以對位于從乳頭的外側(cè)起向著內(nèi)側(cè)的幾像素到幾十像素的距離的區(qū)域進(jìn)行掩蔽，并且還可以對投影圖像內(nèi)受血管所影響的區(qū)域進(jìn)行掩蔽。這樣使得可以進(jìn)行精確疊加。此外，使用除上述技術(shù)以外的技術(shù)的關(guān)聯(lián)處理例如包括突出地使視神經(jīng)乳頭邊界相關(guān)聯(lián)的方法和根據(jù)乳頭邊界上的檢測點(diǎn)來近似獲得投影面的方法。注意，即使第一斷層圖像和第二斷層圖像中的視神經(jīng)乳頭的位置和方向彼此大幅不同，上述根據(jù)本實(shí)施例的技術(shù)也是比這些技術(shù)更為有效的方式。第二實(shí)施例接著將說明第二實(shí)施例。第一實(shí)施例已例示了在隨訪觀察時對不同時間所拍攝的同一被檢眼的圖像進(jìn)行比較的情況。作為對比，第二實(shí)施例將例示對同一被檢體的左眼和右眼相互進(jìn)行比較的情況。這是因?yàn)橥槐粰z體的左眼和右眼在視神經(jīng)乳頭的大小方面所展現(xiàn)出的偏差小。已知視神經(jīng)乳頭的大小因個體而大幅改變。作為對比，同一人物的左眼和右眼在視神經(jīng)乳頭的大小方面所展現(xiàn)出的偏差小(據(jù)報告，99%的人的左右乳頭之間的大小差落在lmnT2mm內(nèi))。在這種情況下，第二實(shí)施例在關(guān)注乳頭邊界的形狀的情況下使斷層圖像彼此相關(guān)聯(lián)。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于圖4的步驟S 104中的關(guān)聯(lián)處理。由于除該關(guān)聯(lián)處理以外的設(shè)備結(jié)構(gòu)和處理都與第一實(shí)施例相同，因此將省略針對這兩者的說明。乳頭外緣具有近似為垂直上比水平上長的橢圓的形狀。在如第一實(shí)施例中的圖4的步驟S103那樣、該設(shè)備從三維斷層圖像(第一斷層圖像和第二斷層圖像)檢測乳頭外緣的情況下，各乳頭外緣的形狀為三維空間內(nèi)的封閉曲線。考慮到左右乳頭在大小上并無大幅改變，從兩個眼中檢測乳頭外緣作為具有相同形狀的封閉曲線。在這種情況下，所檢測到的乳頭外緣中的大部分在三維空間內(nèi)在位置和方向上不同。在這種情況下，考慮到眼睛的運(yùn)動和攝像參數(shù)的差異而認(rèn)為所檢測到的乳頭外緣中的大部分在位置和方向上不同。如果所檢測到的乳頭外緣可以通過二維封閉曲線來近似，則優(yōu)選在相應(yīng)平面上形成投影圖像。然后，該設(shè)備獲得各乳頭外緣的近似平面，從而使左眼和右眼的各乳頭外緣上 的檢測點(diǎn)相對于該近似平面的距離的總和最小。該設(shè)備在這樣所獲得的近似平面上生成三維斷層圖像的投影圖像，并使投影后的乳頭外緣彼此對準(zhǔn)。這樣使得可以進(jìn)行關(guān)聯(lián)。該設(shè)備可以使用更為簡單的方法，即從所檢測到的乳頭外緣上的檢測點(diǎn)中選擇幾個檢測點(diǎn)，并且通過使用與連接這些檢測點(diǎn)的線段正交的直線作為法線向量來使這些檢測點(diǎn)彼此相關(guān)聯(lián)。更具體地，該設(shè)備獲得兩點(diǎn)間距離最大的檢測點(diǎn)A和B、以及位于與連接這兩個檢測點(diǎn)A和B的線段幾乎正交的位置處的其它兩個檢測點(diǎn)C和D。然后，該設(shè)備獲得與向量AB和向量CD均正交的向量作為法線向量?？梢酝ㄟ^沿著該向量進(jìn)行投影來獲得投影圖像。在這種情況下，可以選擇任意方向作為重建二維斷層圖像的方向。例如，在二維平面上進(jìn)行對準(zhǔn)的情況下，可以將根據(jù)三維斷層圖像來生成二維斷層圖像時的投射方向設(shè)置為重建方向。另外，例如，在三維空間內(nèi)進(jìn)行對準(zhǔn)的情況下，可以將與對應(yīng)于乳頭外緣的近似封閉曲線正交的方向設(shè)置為重建方向。如上所述，根據(jù)第二實(shí)施例，該設(shè)備使通過對同一人物的左眼和右眼進(jìn)行攝像所獲得的三維斷層圖像相關(guān)聯(lián)并且重建這兩個斷層圖像上的相應(yīng)位置的二維斷層圖像。這在僅一只眼已發(fā)生青光眼、或者左眼內(nèi)的青光眼的進(jìn)展不同于右眼的情況下，可以清楚地向操作員(醫(yī)生)呈現(xiàn)左眼和右眼之間的差異。第三實(shí)施例接著將說明第三實(shí)施例。第三實(shí)施例將例示對要比較的斷層圖像進(jìn)行處理以明確這些斷層圖像之間的差異并向操作員呈現(xiàn)這些差異的情況。更具體地，在顯示要比較的斷層圖像時，該設(shè)備執(zhí)行差異處理以向操作員顯示兩個斷層圖像之間的差異。本實(shí)施例與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的不同之處在于圖4的步驟S107所示的顯示控制處理。由于除該顯示控制處理以外的設(shè)備結(jié)構(gòu)和處理都與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例相同，因此將省略針對這兩者的說明。在這種情況下，例如，可以通過從第一斷層圖像的各像素的亮度值中減去第二斷層圖像的相應(yīng)像素的亮度值來生成差異圖像。與此相對地，例如，還可以通過從第二斷層圖像中的各像素的亮度值中減去第一斷層圖像的相應(yīng)像素的亮度值來生成差異圖像。以下將說明差異圖像的顯示形式的示例。例如，可以以8A所示的形式進(jìn)行顯示。例如，該設(shè)備在上側(cè)區(qū)域中顯示作為診斷對象的斷層圖像(基于第一斷層圖像的二維斷層圖像)，并且在下側(cè)區(qū)域中顯示差異圖像。注意，要使用的顯示形式不限于此。沒有特別限制要使用的方法，只要該方法可以將作為診斷對象的斷層圖像和差異圖像顯示在同一畫面上并容易地比較這兩個圖像即可。如上所述，第三實(shí)施例獲得第一斷層圖像和第二斷層圖像之間的差異并向操作員顯示這兩個斷層圖像之間的差異。同樣，在這種情況下，獲得了與上述效果相同的效果。以上已說明了本發(fā)明的代表實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于上述以及附圖所示的這些實(shí)施例，并且可以根據(jù)需要來在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行修改并執(zhí)行。例如，上述實(shí)施例已例示了如下情況通過使用特定部位來使第一斷層圖像(作為診斷對象的被檢眼的斷層圖像)和第二斷層圖像(作為比較對象的被檢眼的斷層圖像)彼此相關(guān)聯(lián)，并且顯示這些二維斷層圖像。然而，本發(fā)明不限于此。例如，可以從任何斷層圖像檢測特定部位并基于該特定部位生成二維斷層圖像。換句話說，無需使多個斷層圖像(第一斷層圖像和第二斷層圖像)相關(guān)聯(lián)。同樣，在這種情況下，由于二維斷層圖像是基于 特定部位(的位置)來生成的，因此即使存在不同時間所拍攝的多個斷層圖像，也獲得了同一位置的二維斷層圖像。其它實(shí)施例還可以通過讀出并執(zhí)行記錄在存儲器裝置上的程序以進(jìn)行上述實(shí)施例的功能的系統(tǒng)或設(shè)備的計算機(jī)(或者CPU或MPU等裝置)和通過下面的方法來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各方面，其中，系統(tǒng)或設(shè)備的計算機(jī)通過例如讀出并執(zhí)行記錄在存儲器裝置上的程序以進(jìn)行上述實(shí)施例的功能來進(jìn)行上述方法的各步驟。由于該原因，例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或者通過用作存儲器裝置的各種類型的記錄介質(zhì)(例如，計算機(jī)可讀存儲介質(zhì))將該程序提供給計算機(jī)。盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功倉泛。本申請要求2010年4月22日提交的日本專利申請2010-099066的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用包含其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種斷層圖像觀察設(shè)備，包括 檢測部件，用于檢測視神經(jīng)從被檢眼的視網(wǎng)膜層延伸至所述被檢眼的外部的區(qū)域；以及 生成部件，用于基于所述區(qū)域的位置來生成所述被檢眼的視神經(jīng)乳頭周圍的部位的二維斷層圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斷層圖像觀察設(shè)備，其中，所述檢測部件基于所述被檢眼的視網(wǎng)膜層的斷層圖像中的視網(wǎng)膜色素上皮和鞏膜層之間的至少部分層區(qū)域的端部的信息，來檢測所述區(qū)域的信息。
3.—種斷層圖像觀察設(shè)備，包括 生成部件，用于生成被檢眼的視網(wǎng)膜層周圍的部位的第一二維斷層圖像和第二二維斷層圖像； 對準(zhǔn)部件，用于通過使所述被檢眼的視網(wǎng)膜色素上皮和鞏膜層之間的視網(wǎng)膜的層結(jié)構(gòu)的至少部分區(qū)域相關(guān)聯(lián)，來使所述第一二維斷層圖像與所述第二二維斷層圖像對準(zhǔn)；以及顯示控制部件，用于使顯示部件顯示彼此對準(zhǔn)的所述第一二維斷層圖像和所述第二二維斷層圖像。
4.一種斷層圖像觀察設(shè)備的處理方法，包括以下步驟 用于檢測視神經(jīng)從被檢眼的視網(wǎng)膜層延伸至所述被檢眼的外部的區(qū)域的步驟；以及 用于基于所述區(qū)域來生成所述被檢眼的視神經(jīng)乳頭周圍的部位的二維斷層圖像的步驟。
5.一種存儲有計算機(jī)程序的非瞬態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)程序用于使在斷層圖像觀察設(shè)備中包括的計算機(jī)用作如下 檢測部件，用于檢測視神經(jīng)從被檢眼的視網(wǎng)膜層延伸至所述被檢眼的外部的區(qū)域；以及 生成部件，用于基于所述區(qū)域來生成所述被檢眼的視神經(jīng)乳頭周圍的部位的二維斷層圖像。
全文摘要
一種斷層圖像觀察設(shè)備，包括檢測部件，用于檢測視神經(jīng)從被檢眼的視網(wǎng)膜層向著所述被檢眼的外部延伸的區(qū)域；以及生成部件，用于基于所述區(qū)域的位置來生成所述被檢眼的視神經(jīng)乳頭周圍的部位的二維斷層圖像。
文檔編號A61B3/10GK102858230SQ20118002038
公開日2013年1月2日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者米澤惠子 申請人:佳能株式會社