專利名稱：眼科圖像處理設備及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于眼科檢查等的眼科圖像處理設備及其方法。
背景技術：
通過使用光學相干層析術(在下文中稱為OCT)來實現(xiàn)的設備可以獲取眼底的二維層析圖像。在眼科的醫(yī)療現(xiàn)場處，用戶可以基于圖像(多個二維層析圖像)來觀察眼底層結構、病變的狀態(tài)或分布、眼底血管的三維的行進圖案(running pattern)等，其中所述圖像是基于眼底體數(shù)據(jù)實現(xiàn)的。日本專利公開No. 2010-000191公開了用于在顯示基于眼底體數(shù)據(jù)實現(xiàn)的圖像時執(zhí)行體數(shù)據(jù)的繪制(rendering)處理的技術。繪制處理包括體繪制、最大強度投影等等。在那時，可以在顯示裝置上顯示從指定凝視方向觀看的被檢者的偽三維圖像的圖像數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
順便提及，在基于眼底體數(shù)據(jù)實現(xiàn)的圖像上發(fā)現(xiàn)的血管、角膜白斑(leucoma)等是高亮度區(qū)域。此外，在基于眼底體數(shù)據(jù)實現(xiàn)的圖像上發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)纖維層、視網(wǎng)膜色素上皮等也是高亮度區(qū)域。因此，在僅僅通過用于使用戶更容易觀察血管、角膜白斑等的最大強度投影法等來針對眼底體數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理時，還顯示包括神經(jīng)纖維層、視網(wǎng)膜色素上皮等的高亮度區(qū)域。因此，用戶難以觀察血管、角膜白斑等，這表明上述技術對于進行醫(yī)療診斷而言沒有用。本發(fā)明提供了一種眼科圖像處理設備，其包括層指定單元，被配置為從基于被檢者的眼睛的體數(shù)據(jù)生成的圖像中指定至少一個層；以及顯示控制單元，被配置為在顯示單元上顯示投影圖像，其中所述投影圖像是通過經(jīng)由指定的投影法來投影指定的層的體數(shù)據(jù)而實現(xiàn)的。本發(fā)明允許基于由用戶選擇的顯示模式或顯示對象(血管、角膜白斑等)來自動指定投影層和投影法。本發(fā)明還允許基于由用戶指定的投影法來指定投影層。因此，通過指定的投影法而投影的所指定的投影層的體數(shù)據(jù)的投影圖像可以被顯示在顯示裝置上， 使得可以容易地觀察顯示對象。從以下參考附圖的示例性實施例的描述中本發(fā)明更多的特征將變得清晰。


圖IA示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的眼科圖像處理設備的示例性配置。圖IB示意性地示出視網(wǎng)膜的示例性層結構。圖2是示出根據(jù)第一實施例的眼科圖像處理設備的示例性處理過程的流程圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的眼科圖像處理設備的示例性處理過程的流程圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的眼科圖像處理設備的示例性處理過程的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例允許基于由用戶選擇的顯示模式或顯示對象(被檢者的眼睛的眼底的血管、角膜白斑等)來自動指定投影層和投影法。本實施例還允許基于由用戶指定的投影法來指定投影層。因此，通過指定的投影法而投影的所指定的投影層的體數(shù)據(jù)的投影圖像可以被顯示在顯示裝置上，使得可以容易地觀察顯示對象。在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。應當注意，下面將描述根據(jù)本發(fā)明實施例的眼科圖像處理設備，并且本發(fā)明不限于此。第一實施例像以下方法一樣設置根據(jù)本發(fā)明第一實施例的眼科圖像處理設備1。即，在用戶從一組顯示模式(或一組顯示對象)之中選擇顯示模式(或顯示對象)時，上述方法允許自動指定適于容易地觀察顯示對象的投影層和投影法并且獲取投影圖像。將參考圖IA描述第一實施例的眼科圖像處理設備1。出于參考的緣故，圖IA示出了眼科圖像處理設備1的示例性配置和與眼科圖像處理設備1連接的設備的示例性系統(tǒng)配置。眼科圖像處理設備1經(jīng)由包括以太網(wǎng)電纜的局域網(wǎng)(LAN)4而與諸如OCT之類的被配置為拾取眼底的層析圖像的圖像拾取設備2以及數(shù)據(jù)服務器3等連接。OCT可以通過獲取至少兩個層析圖像來獲取眼底的視網(wǎng)膜的體數(shù)據(jù)。圖像拾取設備2響應于用戶(操作者或醫(yī)生)執(zhí)行的操作而向眼科圖像處理設備1輸出基于被檢者(病人)的體數(shù)據(jù)產(chǎn)生的圖像。此外，眼科圖像處理設備1可以被配置為與存儲由圖像拾取設備2獲取的體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)服務器3連接，并且獲取基于從所存儲的體數(shù)據(jù)中被選擇出來的適當?shù)捏w數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的圖像。眼科圖像處理設備1可以經(jīng)由包括USB電纜、IEEE 1394電纜等的接口與上述設備連接。此外，眼科圖像處理設備1可以通過使用LAN 4經(jīng)由諸如因特網(wǎng)之類的外部網(wǎng)絡與上述設備連接。接下來，將參考圖2的流程圖描述用第一實施例的眼科圖像處理設備1執(zhí)行的處理過程。首先，在步驟S301處，圖像獲取單元11獲取用圖像拾取設備2拾取的體圖像數(shù)據(jù)以及在數(shù)據(jù)服務器3中蓄積的體圖像數(shù)據(jù)，并且向圖像分析單元12輸出所獲取的體圖像數(shù)據(jù)。接下來，在步驟S302處，圖像分析單元12從體圖像數(shù)據(jù)中提取包含于視網(wǎng)膜層內(nèi)的層的數(shù)據(jù)。將參考圖IB描述上述的層提取。圖IB示出了包含于視網(wǎng)膜層內(nèi)的層401、 402、403、404、405、406、407、408、409和410、以及與ζ軸方向平行的單個像素列Α(Α型掃描 (A-scan))。層401表示內(nèi)界膜(ILM)，層402表示神經(jīng)纖維層(NFL)，層403表示神經(jīng)節(jié)細胞層(GCL)，層404表示內(nèi)網(wǎng)層(IPL)，層405表示內(nèi)核層(INL)，層406表示外網(wǎng)層(OPL)， 層407表示外核層(ONL)，層408表示外界膜(ELM)，層409表示光感受器內(nèi)節(jié)/外節(jié)接合部(junction) (IS/OS)，并且層410表示視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)。此外，在層之間的邊界被表示為例如“上層/下層”。在第一實施例中，圖像分析單元 12 至少提取 ILM 40UNFL 402/GCL 403、IPL404/INL 405,OPL 406/0NL 407、IS/0S 409 和RPE 410。這里，圖像分析單元12提取層與圖像分析單元12提取層之間的邊界的意思相同。例如，通過提取與在玻璃體和視網(wǎng)膜之間的邊界對應的ILM 401以及在NFL 402和GCL 403之間的邊界來提取NFL 402。為了提取視網(wǎng)膜層，首先，通過對層析圖像應用中值濾波器和索貝爾(Sobel)濾波器來產(chǎn)生圖像(在下文中稱為中值圖像和索貝爾圖像)。接下來，基于轉換的中值圖像和索貝爾圖像來為每個A型掃描產(chǎn)生分布圖(profile)。針對中值圖像產(chǎn)生亮度值分布圖，并且針對索貝爾圖像產(chǎn)生斜率(slope)分布圖。然后，檢測基于索貝爾圖像產(chǎn)生的分布圖的峰值。通過參考與檢測到的峰值的前面和后面或者在檢測到的峰值之間的間隔對應的中值圖像的分布圖來提取視網(wǎng)膜層。輸入的體圖像數(shù)據(jù)和關于所提取的視網(wǎng)膜層的信息被輸出到投影圖像生成單元16。此外，在步驟S303處，顯示模式選擇單元13 (其也被稱為顯示對象選擇單元)向層設定單元14 (也被稱為層指定單元)和投影法設定單元15 (也被稱為投影法指定單元) 輸出由用戶選擇的顯示模式(或顯示對象)的數(shù)據(jù)。層設定單元14基于顯示模式來設定投影層(或投影的層之間的間隔)。此外，投影法設定單元15基于顯示模式來設定被用于投影被檢者的眼睛的體數(shù)據(jù)的至少一部分的投影法。然后，設定的投影層和投影法的數(shù)據(jù)被輸出到投影圖像生成單元16。此外，可以基于由顯示對象選擇單元選擇的顯示對象來自動選擇投影的層之間的間隔和投影法。在第一實施例中，由投影法設定單元15設定的投影法是最大強度投影法或最小強度投影法。最大強度投影法和最小強度投影法允許在顯示裝置上顯示從指定凝視方向觀看的被檢者的偽三維圖像的圖像數(shù)據(jù)。最大強度投影法對于觀察包括血管、角膜白斑等的高亮度區(qū)域(至少具有指定亮度值的區(qū)域)是有效的。此外，最小強度投影法對于觀察包括囊腫等的低亮度區(qū)域(具有比指定亮度值小的亮度值的區(qū)域)是有效的。用戶可以選擇血管模式、血管陰影(blood vesselshadow)模式、角膜白斑模式和囊腫模式作為顯示模式。 在下文中，將具體地描述響應于每種選擇而執(zhí)行的處理過程。首先，在選擇血管模式時，在步驟S304處層設定單元14設定GCL和IPL作為投影層，因為在GCL和IPL中清楚地示出了血管的行進圖案。由于在層析圖像上示出的血管區(qū)域的亮度高，因此在步驟S308處投影法設定單元15設定最大強度投影法。根據(jù)該設定，從 NFL/GCL延伸到IPL/INL的區(qū)域的體素(voxel)被最大強度投影，其使得用戶能夠觀察視網(wǎng)膜的血管的三維的行進圖案。此外，在選擇血管陰影模式時，在步驟S305處層設定單元14設定在IS/0S和RPE 之間存在的層作為投影層。此外，在步驟S308處，投影法設定單元15設定最大強度投影法以便增大在投影圖像上示出的血管陰影區(qū)和其它區(qū)域之間的對比度。根據(jù)該設定，從IS/0S 延伸到RPE的區(qū)域的體素被最大強度投影，使得可以產(chǎn)生允許用戶容易地觀察血管陰影的血管陰影投影圖像。此外，在選擇角膜白斑模式時，在步驟S306處層設定單元14基于許多角膜白斑出現(xiàn)在INL和OPL中的經(jīng)驗而設定INL和OPL作為投影層。此外，在步驟S308處，由于角膜白斑的亮度高，因此投影法設定單元15設定最大強度投影法。除了包括NFL或RPE的高亮度區(qū)域以外的區(qū)域被最大強度投影，使得可以產(chǎn)生投影圖像，其中投影圖像允許用戶容易地觀察比上述層更靠里的諸如角膜白斑之類的高亮度病變。此外，在選擇囊腫模式時，在步驟S307處層設定單元14基于許多囊腫出現(xiàn)在INL、 OPL和ONL中的經(jīng)驗而設定INL、0PL和ONL作為投影層。此外，在步驟S309處，由于囊腫是低亮度區(qū)域，因此投影法設定單元15設定最小強度投影法。根據(jù)那些設定，從IPL/INL延伸到IS/OS的區(qū)域的體素被最小強度投影，使得可以產(chǎn)生允許用戶容易地觀察諸如囊腫之類的低亮度病變的投影圖像。此外，在步驟S310處，投影圖像生成單元16基于設定的投影層和投影法來生成體圖像數(shù)據(jù)的投影圖像，并且向顯示控制單元17輸出生成的投影圖像的數(shù)據(jù)。然后，在步驟 S311處，顯示控制單元17在諸如顯示器之類的顯示裝置(未示出)上顯示生成的投影圖像。上述配置允許在用戶進行顯示模式選擇時自動設定適于生成允許用戶容易地觀察顯示對象的投影圖像的投影層和投影法。此外，即使在第一實施例中自動設定投影層和投影法，也可以在用戶的判斷下手動地進行設定。可以通過設置與所提取的層對應的檢查按鈕、在檢查按鈕之一處于接通狀態(tài)時選擇與該檢查按鈕對應的層作為投影目標以及在該檢查按鈕處于斷開狀態(tài)時從投影目標選擇中排除該層來實現(xiàn)上述配置。通過手動地設定投影的層，用戶可以指定包括病變的層。第二實施例在本發(fā)明的第二實施例中，描述針對每個層生成投影圖像并且排列和顯示層以便一次觀察到在視網(wǎng)膜層中擴展(spreading)的病變或血管的方法。接下來，將參考圖3的流程圖描述用根據(jù)第二實施例的眼科圖像處理設備執(zhí)行的處理過程。由于步驟S501和S502 等同于步驟S301和S302，因此將省略其描述。在第二實施例中，在步驟S503處每個提取的層被設定作為投影層。此外，在步驟S504處最大強度投影法被設定作為投影法。首先，在步驟S505處，用戶確定是針對每個設定的層生成投影圖像還是針對被處理作為單個單元的所有設定的層生成投影圖像。在針對單個單元生成投影圖像時，步驟 S508和S509的過程變得等同于第一實施例的步驟S310和S311的各個過程。此外，在用戶在步驟S505處確定針對每個設定的層生成投影圖像時，在步驟S506處投影圖像生成單元 16針對每個設定的層生成投影圖像。在第二實施例中，針對包括NFL、IPL、INL、OPL、ONL和從IS/OS到RPE的層中的每一個生成最大強度投影圖像。將每個生成的投影圖像的數(shù)據(jù)輸出到顯示控制單元17。然后，在步驟S507處顯示控制單元17將生成的投影圖像排列成2X3的矩陣形式，并且在顯示裝置(未示出)上顯示排列的圖像。因此，用戶可以在顯示裝置的同一個圖像屏幕上顯示在視網(wǎng)膜層中擴展的病變或血管。第三實施例在本發(fā)明的第三實施例中，考慮其中用戶基于指定的亮度值來選擇用于執(zhí)行權重分配(weight assignment)的加權的投影法以便觀察存在于設定亮度區(qū)域中的顯示對象的三維分布的示例。在那時，基于指定的亮度值來設定加權函數(shù)，并且基于設定的加權函數(shù)來生成投影圖像。接下來，將參考圖4的流程圖描述用根據(jù)第三實施例的眼科圖像處理設備執(zhí)行的處理過程。由于步驟S701到S709等同于步驟S301到S309，因此將省略其描述。此外，步驟S713的處理等同于步驟S311的處理。在第三實施例中，選擇角膜白斑模式作為顯示模式。首先，在用戶在步驟S710處確定執(zhí)行加權的投影時，在步驟S711處投影圖像生成單元16設定加權函數(shù)。例如，在顯示高亮度角膜白斑時，與視網(wǎng)膜層直方圖(histogram)的頻率的高位的對應的亮度值范圍的加權函數(shù)值被設定為1，并且其它范圍的加權函數(shù)值被設定為0。此外，在步驟S712處，投影圖像生成單元16通過投影通過將視線上設置的體素的亮度值乘以權重而獲得的值中的最大值來生成投影圖像，并且向顯示控制單元17輸出生成的投影圖像的數(shù)據(jù)。上述配置允許用戶給體素的亮度值分配權重，并且通過投影通過將亮度值乘以權重而獲得的值中的最小值或最大值來生成投影圖像。因此，用戶可以觀察存在于設定的亮度區(qū)域中的顯示對象的三維分布。其它實施例本發(fā)明的方面還可以通過如下的設備或系統(tǒng)的計算機(或者諸如CPU或MPU之類的裝置)以及通過如下的方法來實現(xiàn)，所述設備或系統(tǒng)的計算機讀出并且執(zhí)行記錄在存儲裝置上的用于執(zhí)行上述實施例(多個實施例)的功能的程序，所述方法的步驟由設備或系統(tǒng)的計算機通過例如讀出并且執(zhí)行記錄在存儲裝置上的用于執(zhí)行上述實施例(多個實施例)的功能的程序來執(zhí)行。出于此目的，例如經(jīng)由網(wǎng)絡或者從用作存儲裝置的各種類型的記錄介質(例如，計算機可讀介質)向計算機提供程序。雖然已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應當理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下權利要求的范圍將被給予最寬的解釋從而包括所有這樣的修改、等同的結構與功能。
權利要求
1.一種眼科圖像處理設備，包括層指定單元，被配置為從基于被檢者的眼睛的體數(shù)據(jù)生成的圖像中指定至少一個層；以及顯示控制單元，被配置為在顯示單元上顯示投影圖像，其中所述投影圖像是通過經(jīng)由指定的投影法來投影指定的層的體數(shù)據(jù)而實現(xiàn)的。
2.根據(jù)權利要求1所述的眼科圖像處理設備，其中所述指定的投影法是被設置為投影至少具有指定值的亮度的投影法；以及其中所述顯示控制單元在所述顯示單元上顯示投影圖像，其中所述投影圖像是通過經(jīng)由所述投影法來投影由所述層指定單元指定的視網(wǎng)膜色素上皮和神經(jīng)纖維層之外的層的體數(shù)據(jù)而實現(xiàn)的。
3.根據(jù)權利要求1所述的眼科圖像處理設備，還包括顯示對象選擇單元，所述顯示對象選擇單元被配置為從基于被檢者的眼睛的體數(shù)據(jù)生成的圖像中選擇顯示對象，其中所述層指定單元基于所述顯示對象來指定層。
4.根據(jù)權利要求3所述的眼科圖像處理設備，其中所述層指定單元基于所述顯示對象的亮度值來指定層。
5.根據(jù)權利要求1所述的眼科圖像處理設備，還包括投影法指定單元，所述投影法指定單元被配置為指定被設置為投影由所述層指定單元指定的層的體數(shù)據(jù)的投影法作為所述指定的投影法。
6.根據(jù)權利要求5所述的眼科圖像處理設備，其中所述指定的投影法是被設置為投影至少具有指定值的亮度的投影法；以及其中在用所述投影法指定單元指定所述投影法時，所述層指定單元指定除神經(jīng)纖維層和視網(wǎng)膜色素上皮以外的層。
7.根據(jù)權利要求5所述的眼科圖像處理設備，還包括顯示對象選擇單元，所述顯示對象選擇單元被配置為從基于被檢者的眼睛的體數(shù)據(jù)生成的圖像中選擇顯示對象，其中所述投影法指定單元基于所述顯示對象來指定投影法作為所述指定的投影法。
8.根據(jù)權利要求5所述的眼科圖像處理設備，還包括顯示模式選擇單元，所述顯示模式選擇單元被配置為從顯示模式組中選擇顯示模式，其中所述層指定單元基于所述顯示模式來指定所述層；以及其中所述投影法指定單元基于所述顯示模式來指定投影法作為所述指定的投影法。
9.根據(jù)權利要求8所述的眼科圖像處理設備，其中在所述顯示模式組包括角膜白斑模式并且所述顯示模式選擇單元從所述顯示模式組中選擇所述角膜白斑模式時，所述層指定單元指定除神經(jīng)纖維層和視網(wǎng)膜色素上皮以外的層，并且所述投影法指定單元指定最大強度投影法。
10.根據(jù)權利要求8所述的眼科圖像處理設備，其中在所述顯示模式組包括囊腫模式并且所述顯示模式選擇單元從所述顯示模式組中選擇所述囊腫模式時，所述層指定單元指定包括從內(nèi)核層到外核層的層，并且所述投影法指定單元指定最小強度投影法。
11.根據(jù)權利要求1所述的眼科圖像處理設備，其中所述指定的投影法是被設置為基于指定的亮度值執(zhí)行權重分配的加權投影法。
12.根據(jù)權利要求1所述的眼科圖像處理設備，其中所述顯示控制單元針對由所述層指定單元指定的每個層來排列經(jīng)由所述指定的投影法而投影的投影圖像，并且在所述顯示單元上顯示所述投影圖像。
13.一種眼科圖像處理方法，包括以下步驟從基于被檢者的眼睛的體數(shù)據(jù)生成的圖像中指定至少一個層；以及顯示通過經(jīng)由指定的投影法來投影指定的層的體數(shù)據(jù)而實現(xiàn)的投影圖像。
14.根據(jù)權利要求13所述的眼科圖像處理方法，其中所述指定的投影法是被設置為投影至少具有指定值的亮度的投影法；以及其中顯示步驟是顯示通過經(jīng)由所述投影法來投影在層指定步驟處指定的視網(wǎng)膜色素上皮和神經(jīng)纖維層之外的層的體數(shù)據(jù)而實現(xiàn)的投影圖像的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及眼科圖像處理設備及其方法。所述眼科圖像處理設備包括層指定單元，被配置為從基于被檢者的眼睛的體數(shù)據(jù)生成的圖像中指定至少一個層；以及顯示控制單元，被配置為在顯示單元上顯示投影圖像，其中所述投影圖像是通過投影指定的層的體數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的。
文檔編號A61B3/12GK102397055SQ20111024683
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權日2010年8月27日
發(fā)明者高間康文 申請人:佳能株式會社