特許 6437055 画像処理装置及び画像処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6437055

(24)【登録日】2018年11月22日

(45)【発行日】2018年12月12日

(54)【発明の名称】画像処理装置及び画像処理方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/10 20060101AFI20181203BHJP

【ＦＩ】

   A61B3/10 R

【請求項の数】19

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2017-138324(P2017-138324)

(22)【出願日】2017年7月14日

(62)【分割の表示】特願2013-159177(P2013-159177)の分割

【原出願日】2013年7月31日

(65)【公開番号】特開2017-200613(P2017-200613A)

(43)【公開日】2017年11月9日

【審査請求日】2017年8月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100124442

【弁理士】

【氏名又は名称】黒岩 創吾

(72)【発明者】

【氏名】福原 誠

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 眞

(72)【発明者】

【氏名】岩瀬 好彦

(72)【発明者】

【氏名】戸松 宣博

(72)【発明者】

【氏名】牧平 朋之

(72)【発明者】

【氏名】宮田 和英

(72)【発明者】

【氏名】新畠 弘之

(72)【発明者】

【氏名】富田 律也

(72)【発明者】

【氏名】木辺 乃介

【審査官】 牧尾 尚能

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２５２６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１６５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２４２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２０６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１３４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９８２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１８１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５９６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５４９５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ３／００− ３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定光を照射した被検体からの戻り光と参照光による共通のＯＣＴ信号を処理することで得られる被検体の断層輝度画像及び偏光断層画像であって、異なる時間に被検体を撮影して得た複数の断層輝度画像と、前記複数の断層輝度画像に対応する複数の偏光断層画像とを取得する断層画像取得手段と、
前記取得された複数の断層輝度画像の位置ずれ情報を用いて、前記取得された複数の偏光断層画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】

前記位置合わせが行われた複数の偏光断層画像の差分を示す情報を生成する生成手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項3】

前記生成手段は、前記位置合わせが行われた複数の偏光断層画像の差分画像を、前記差分を示す情報として生成することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記生成された差分を示す情報を表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項２または３に記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記断層画像取得手段が、前記複数の断層輝度画像として、過去断層輝度画像及び現在断層輝度画像を取得し、前記複数の偏光断層画像として、前記過去断層輝度画像に対応する過去偏光断層画像及び前記現在断層輝度画像に対応する現在偏光断層画像を取得し、
前記位置合わせ手段が、前記取得された過去断層輝度画像及び現在断層輝度画像の位置ずれ情報を用いて、前記取得された過去偏光断層画像及び現在偏光断層画像の位置合わせを行い、
前記生成手段が、前記位置合わせが行われた過去偏光断層画像及び現在偏光断層画像の差分を示す情報を生成することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項6】

前記断層画像取得手段が、前記複数の断層輝度画像として、複数の過去断層輝度画像及び複数の現在断層輝度画像を取得し、前記複数の偏光断層画像として、前記複数の過去断層輝度画像に対応する複数の過去偏光断層画像及び前記複数の現在断層輝度画像に対応する複数の現在偏光断層画像を取得し、
前記位置合わせ手段が、前記取得された複数の過去断層輝度画像の位置ずれ情報を用いて前記取得された複数の過去偏光断層画像の位置合わせを行い、前記取得された複数の現在断層輝度画像の位置ずれ情報を用いて前記取得された複数の現在偏光断層画像の位置合わせを行い、
前記生成手段が、前記位置合わせが行われた複数の過去偏光断層画像を重ね合わせて得た新たな過去偏光断層画像と、前記位置合わせが行われた複数の現在偏光断層画像を重ね合わせて得た新たな現在偏光断層画像との差分を示す情報を生成することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項7】

前記生成手段が、前記被検体を撮影する毎に前記被検体の膜厚情報とリターデーション情報とのうち少なくとも一方の情報を記録し、経過観察において、現在の撮影における該情報と過去の撮影における該情報との差分を示す情報を生成することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項8】

前記位置合わせが行われた複数の偏光断層画像を用いて、新たな偏光断層画像を生成する生成手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項9】

前記断層画像取得手段は、前記複数の偏光断層画像として、過去偏光断層画像及び現在偏光断層画像を取得し、
前記生成手段は、前記新たな偏光断層画像として、前記位置合わせが行われた過去偏光断層画像及び現在偏光断層画像の差分画像を生成することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。

【請求項10】

前記生成手段は、前記新たな偏光断層画像として、前記位置合わせが行われた複数の偏光断層画像の重ね合わせ画像を生成することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。

【請求項11】

前記生成手段は、前記重ね合わせ画像として、過去偏光断層画像及び現在偏光断層画像を生成し、
前記位置合わせ手段が、前記生成された過去偏光断層画像に対応する過去断層輝度画像及び前記生成された現在偏光断層画像に対応する現在断層輝度画像に基づいて、前記生成された過去偏光断層画像及び前記生成された現在偏光断層画像の位置合わせを行い、
前記生成手段は、前記位置合わせが行われた過去偏光断層画像及び現在偏光断層画像の差分を示す情報を生成することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。

【請求項12】

前記位置ずれ情報は、前記取得された複数の断層輝度画像の相関であり、
前記位置合わせ手段は、前記取得された複数の断層輝度画像の相関が大きくなるように、前記取得された複数の偏光断層画像の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項13】

前記位置合わせ手段は、前記取得された複数の断層輝度画像の相関が閾値を超えるように前記取得された複数の偏光断層画像の少なくとも１つを変形することにより、前記取得された複数の偏光断層画像の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。

【請求項14】

前記断層画像取得手段は、測定光を照射した前記被検体からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合波した光を分割して得た互いに異なる偏光の光に基づいて、前記複数の断層輝度画像及び前記複数の偏光断層画像を取得することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項15】

前記互いに異なる偏光の光を検出する検出手段を有する撮影装置と通信可能に接続され、
前記断層画像取得手段は、前記検出された互いに異なる偏光の光に基づいて、前記複数の断層輝度画像及び前記複数の偏光断層画像を取得することを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。

【請求項16】

光を照射した前記被検体からの戻り光を分割して得た互いに異なる偏光の光に基づく該被検体の偏光状態を示す異なる時間の複数の平面画像を取得する平面画像取得手段と、
前記複数の平面画像の位置ずれ情報を用いて、前記被検体の移動量を検知する検知手段と、
前記検知された移動量に関する情報を用いて、前記複数の断層輝度画像及び前記複数の偏光断層画像の取得位置を補正するように、前記撮影装置を制御する制御手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。

【請求項17】

前記被検体は被検眼であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項18】

測定光を照射した被検体からの戻り光と参照光による共通のＯＣＴ信号を処理することで得られる被検体の断層輝度画像及び偏光断層画像であって、異なる時間に被検体を撮影して得た複数の断層輝度画像と、前記複数の断層輝度画像に対応する複数の偏光断層画像とを取得する工程と、
前記取得された複数の断層輝度画像の位置ずれ情報を用いて、前記取得された複数の偏光断層画像の位置合わせを行う工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。

【請求項19】

請求項１８に記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検体の画像を処理する画像処理装置及び画像処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

多波長光波干渉を利用した光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＯＣＴ）は、試料（特に眼底）の断層画像を高分解能に得ることができる。

【0003】

近年、眼科用ＯＣＴにおいて、眼底組織の形状をイメージングする通常のＯＣＴに加えて、眼底組織の光学特性の一つである偏光パラメータ（リターデーションとオリエンテーション）を用いてイメージングする偏光ＯＣＴの開発が進んでいる。

【0004】

偏光ＯＣＴは、偏光パラメータを利用して、偏光ＯＣＴ画像を構成し、眼底組織の区別やセグメンテーション（断層画像データから各層の境界を算出する処理）を行うことができる。そのため、輝度情報では診断困難であった組織を区別することで、緑内障診断等の病理診断を支援することができる。

【0005】

偏光ＯＣＴは、試料を観察する測定光に円偏光に変調した光を用い、干渉光を２つの直交する直線偏光として分割して検出し、偏光ＯＣＴ画像を生成する（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】ＷＯ２０１０／１２２１１８Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１では、取得されたＯＣＴ画像を用いて疾病の経過観察等を行う装置または方法に関しては何ら開示されていない。
本発明の目的の一つは、偏光ＯＣＴから得られる偏光情報を元に、ユーザが疾病の経過観察等を効果的に行うために支援することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る画像処理装置の一つは、
測定光を照射した被検体からの戻り光と参照光による共通のＯＣＴ信号を処理することで得られる前記被検体の断層輝度画像及び偏光断層画像であって、異なる時間に被検体を撮影して得た複数の断層輝度画像と、前記複数の断層輝度画像に対応する複数の偏光断層画像とを取得する断層画像取得手段と、
前記取得された複数の断層輝度画像の位置ずれ情報を用いて、前記取得された複数の偏光断層画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、を有する。
また、本発明に係る画像処理方法の一つは、
測定光を照射した被検体からの戻り光と参照光による共通のＯＣＴ信号を処理することで得られる前記被検体の断層輝度画像及び偏光断層画像であって、異なる時間に被検体を撮影して得た複数の断層輝度画像と、前記複数の断層輝度画像に対応する複数の偏光断層画像とを取得する工程と、
前記取得された複数の断層輝度画像の位置ずれ情報を用いて、前記取得された複数の偏光断層画像の位置合わせを行う工程と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一つによれば、異なる時間に被検体を撮影して得た複数の断層輝度画像の位置ずれ情報を用いて、該複数の断層輝度画像に対応する複数の偏光断層画像の位置合わせを行う。これにより、偏光ＯＣＴから得られる偏光情報を元に、ユーザが疾病の経過観察等を効果的に行うために支援することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態における画像処理装置の全体構成の概略図。

【図2】第１の実施形態における信号処理部１９０で生成される画像の例。

【図3】第１の実施形態における処理フロー。

【図4】第１の実施形態における画像処理装置の表示部の表示画面における表示例。

【図5】第１の実施形態におけるＯＣＴスキャン位置の位置合わせの説明図。

【図6】第１の実施形態における断層輝度画像重ね合わせ時の位置合わせの説明図。

【図7】第１の実施形態における断層輝度画像重ね合わせの概念図。

【図8】第１の実施形態における画像処理装置の表示部の表示画面における表示例。

【図9】第１の実施形態における画像処理装置の表示部の表示画面における表示例。

【図10】第２の実施形態における重ね合わせ画像より構成される３Ｄ断層輝度画像の概念図。

【図11】第２の実施形態における処理フロー。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係る撮影装置は、眼、皮膚、内臓等の被検体に適用することができる。また、本発明に係る撮影装置としては、例えば、眼科装置や内視鏡等である。以下、本発明の一例として、本実施形態に係る眼科装置について、図面を用いて詳細に説明する。

【0012】

（第１の実施形態）
［装置の全体構成］
図１は、本実施形態における撮影装置の一例である「眼科装置」の全体構成の概略図である。なお、後述する信号処理部１９０の少なくとも一部を「画像処理装置」とみなすことができ、また、この場合、「眼科装置」全体を「眼科システム」、あるいは「撮影装置」全体を「撮影システム」とみなすこともできる。

【0013】

本装置は、偏光ＯＣＴ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ＯＣＴ；以下、ＰＳ−ＯＣＴ）１００、偏光を利用した走査型検眼鏡（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：以下、ＰＳ−ＳＬＯ）１４０、前眼部撮影部１６０、内部固視灯１７０、制御部２００から構成される。

【0014】

内部固視灯１７０を点灯して被検眼に注視させた状態で、前眼部撮影部１６０により観察される被検眼の前眼部の画像を用いて、装置のアライメントが行われる。アライメント完了後に、ＰＳ−ＯＣＴ１００とＰＳ−ＳＬＯ１４０による眼底の撮影が行われる。

【0015】

＜ＰＳ−ＯＣＴ１００の構成＞
ＰＳ−ＯＣＴ１００の構成について説明する。

【0016】

光源１０１は、低コヒーレント光源であるＳＬＤ光源（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）であり、例えば、中心波長８５０ｎｍ、バンド幅５０ｎｍの光を出射する。光源１０１としてＳＬＤを用いたが、ＡＳＥ光源（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等、低コヒーレント光が出射できる光源であれば何れでも良い。

【0017】

光源１０１から出射された光は、ＳＭ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ）ファイバ１３４、偏光コントローラ１０３、コネクタ１３５、ＰＭ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ）ファイバ１０２を介して、偏光保持機能を有したファイバカップラ１０４に導かれ、測定光（以下、「断層画像用の測定光」や「ＯＣＴ測定光」ともいう）と、測定光に対応する参照光とに分岐される。

【0018】

偏光コントローラ１０３は、光源１０１から出射された光の偏光の状態を調整するものであり、直線偏光に調整される。ファイバカップラ１０４の分岐比は、９０（参照光）：１０（測定光）である。

【0019】

測定光は、ＰＭファイバ１０５を介してコリメータ１０６から平行光として出射される。出射された測定光は、眼底Ｅｒにおいて測定光を水平方向にスキャンするガルバノミラーから構成されるＸスキャナ１０７、レンズ１０８、１０９、眼底Ｅｒにおいて測定光を垂直方向にスキャンするガルバノミラーから構成されるＹスキャナ１１０を介し、ダイクロイックミラー１１１に到達する。Ｘスキャナ１０７、Ｙスキャナ１１０は、駆動制御部１８０により制御され、眼底Ｅｒの所望の範囲で測定光を走査することができる。なお、測定光が走査される眼底上の範囲は、断層画像の取得範囲、断層画像の取得位置、測定光の照射位置としてみなすことができる。また、Ｘスキャナ１０７、Ｙスキャナ１１０は、ＰＳ−ＯＣＴ用の走査手段の一例であり、共通のＸＹスキャナとして構成しても良い。ダイクロイックミラー１１１は、８００ｎｍ〜９００ｎｍの光を反射し、それ以外の光を透過する特性を有する。

【0020】

ダイクロイックミラー１１１により反射された測定光は、レンズ１１２を介し、光軸を回転軸としてＰ偏光からＳ偏光に対して４５°傾けて設置されたλ／４偏光板１１３を通過することにより、位相が９０°ずれ、円偏光の光に偏光制御される。尚、本実施形態で差すＰ偏光とは、偏光ビームスプリッタの偏光分割面を反射面としたときの、入射面に対して水平に振動する光であり、Ｓ偏光とは前記入射面に対して垂直に振動する光のことである。なお、λ／４偏光板１１３は、測定光の偏光状態を調整する測定光用の偏光調整部材の一例である。ここで、後述するＰＳ−ＳＬＯ光学系を適用する場合、λ／４偏光板１１３をＰＳ−ＯＣＴ光学系の一部とＰＳ−ＳＬＯ光学系の一部との共通光路に設けることができる。これにより、ＰＳ−ＳＬＯ光学系で取得した画像と、ＰＳ−ＯＣＴ光学系で取得した画像とに生じる偏光状態のばらつきを抑制することができる。このとき、ＰＳ−ＳＬＯ用の走査手段と、ＰＳ−ＯＣＴ用の走査手段とは、互いに共役な位置に設けられ、被検眼の瞳と共役な位置に設けることができる。なお、λ／４偏光板１１３の傾きは、λ／４偏光板１１３の状態の一例であり、例えば、偏光ビームスプリッタを内蔵したファイバカップラ１２３の偏光分割面の光軸を回転軸とした所定の位置からの角度である。

【0021】

また、λ／４偏光板１１３を光路に対して挿脱可能に構成することができる。例えば、光軸あるいは光軸に平行な軸を回転軸としてλ／４偏光板１１３を回転する機械的な構成が考えられる。これにより、ＳＬＯ光学系とＰＳ−ＳＬＯ光学系とを簡単に切り換え可能な小型な装置を実現することができる。また、ＯＣＴ光学系とＰＳ−ＯＣＴ光学系とを簡単に切り換え可能な小型な装置を実現することができる。

【0022】

ここで、被検眼に入射される光は、λ／４偏光板を４５°傾けて設置することで円偏光の光に偏光制御されるが、被検眼の特性により眼底Ｅｒにおいて円偏光とならない場合がある。そのため、駆動制御部１８０の制御により、λ／４偏光板１１３の傾きを微調整できるように構成されている。

【0023】

円偏光に偏光制御された測定光は、ステージ１１６上に乗ったフォーカスレンズ１１４により、被検体である眼の前眼部Ｅａを介し、眼底Ｅｒの網膜層にフォーカスされる。眼底Ｅｒを照射した測定光は各網膜層で反射・散乱し、上述の光学経路をファイバカップラ１０４に戻る。

【0024】

一方、ファイバカプラ１０４で分岐された参照光は、ＰＭファイバ１１７を介してコリメータ１１８から平行光として出射される。出射された参照光は測定光と同様に、光軸を回転軸としてＰ偏光からＳ偏光に対して２２．５°傾けて設置されたλ／４偏光板１１９で偏光制御される。なお、λ／４偏光板１１９は、参照光の偏光状態を調整する参照光用の偏光調整部材の一例である。参照光は分散補償ガラス１２０を介し、コヒーレンスゲートステージ１２１上のミラー１２２で反射され、ファイバカップラ１０４に戻る。参照光は、λ／４偏光板１１９を二度通過する事で直線偏光の光がファイバカップラ１０４に戻ることになる。

【0025】

コヒーレンスゲートステージ１２１は、被検者の眼軸長の相違等に対応する為、駆動制御部１８０で制御される。なお、コヒーレンスゲートとは、測定光の光路における参照光の光路長に対応する位置のことである。本実施形態では、参照光の光路長を変更しているが、測定光の光路と参照光の光路との光路長差を変更できれば良い。

【0026】

ファイバカップラ１０４に戻った戻り光と参照光とは合波されて干渉光（以下、「合波光」ともいう）となり、偏光ビームスプリッタを内蔵したファイバカップラ１２３に入射され、異なる偏光方向の光であるＰ偏光の光とＳ偏光の光とに分岐比５０：５０で分割される。

【0027】

Ｐ偏光の光は、ＰＭファイバ１２４、コリメータ１３０を介し、グレーティング１３１により分光されレンズ１３２、ラインカメラ１３３で受光される。同様に、Ｓ偏光の光は、ＰＭファイバ１２５、コリメータ１２６を介し、グレーティング１２７により分光されレンズ１２８、ラインカメラ１２９で受光される。なお、グレーティング１２７、１３１、ラインカメラ１２９、１３３は、各偏光の方向に合わせて配置されている。

【0028】

ラインカメラ１２９、１３３でそれぞれ受光した光は、光の強度に応じた電気信号として出力され、信号処理部１９０で受ける。

【0029】

λ／４偏光板１１３、１１９の傾きに関して、偏光ビームスプリッタ１２３の偏光分割面の傾きを基準に自動的に調整することができる。このとき、λ／４偏光板１１３、１１９の傾きを検知する傾き検知部（不図示）を有することが好ましい。この傾き検知部により、現在の傾きが所定の傾きに対して一致しているかを検知することができる。もちろん、受光した光の強度に基づいて、λ／４偏光板１１３、１１９の傾き具合を検知し、所定の強度になるように傾きを調整しても良い。なお、後述するように、ＧＵＩ上に傾きを示すオブジェクトを表示して、ユーザがマウスを用いて調整しても良い。また、偏光基準として鉛直方向を基準にして偏光ビームスプリッタ、λ／４偏光板１１３、１１９を調整しても同様の効果が得られる。

【0030】

＜ＰＳ−ＳＬＯ１４０の構成＞
ＰＳ−ＳＬＯ１４０の構成について説明する。

【0031】

光源１４１は、半導体レーザであり、本実施形態では、例えば、中心波長７８０ｎｍの光を出射する。光源１４１から出射された測定光（以下、「眼底画像用の測定光」や「ＳＬＯ測定光」ともいう）は、ＰＭファイバ１４２を介し、偏光コントローラ１４５で直線偏光になるよう偏光制御され、コリメータ１４３から平行光として出射される。出射された測定光は穴あきミラー１４４の穴あき部を通過し、レンズ１５５を介し、眼底Ｅｒにおいて測定光を水平方向にスキャンするガルバノミラーから構成されるＸスキャナ１４６、レンズ１４７、１４８、眼底Ｅｒにおいて測定光を垂直方向にスキャンするガルバノミラーから構成されるＹスキャナ１４９を介し、ダイクロイックミラー１５４に到達する。Ｘスキャナ１４６、Ｙスキャナ１４９は駆動制御部１８０により制御され、眼底上で所望の範囲を測定光で走査できる。なお、Ｘスキャナ１４６、Ｙスキャナ１４９は、ＰＳ−ＳＬＯ用の走査手段の一例であり、共通のＸＹスキャナとして構成しても良い。ダイクロイックミラー１５４は、７６０ｎｍ〜８００ｎｍを反射し、それ以外の光を透過する特性を有する。

【0032】

ダイクロイックミラー１５４にて反射された直線偏光の測定光は、ＰＳ−ＯＣＴ１００と同様の光路を経由し、眼底Ｅｒに到達する。

【0033】

眼底Ｅｒを照射した測定光は、眼底Ｅｒで反射・散乱され、上述の光学経路をたどり穴あきミラー１４４に達する。穴あきミラー１４４で反射された光が、レンズ１５０を介し、偏光ビームスプリッタ１５１にて異なる偏光方向の光（本実施形態では、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光）に分割され、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）１５２、１５３で受光され、電気信号に変換されて、信号処理部１９０で受ける。

【0034】

ここで、穴あきミラー１４４の位置は、被検眼の瞳孔位置と共役となっており、眼底Ｅｒに照射された測定光が反射・散乱された光のうち、瞳孔周辺部を通った光が、穴あきミラー１４４によって反射される。

【0035】

本実施形態では、ＰＳ−ＯＣＴ、ＰＳ−ＳＬＯともにＰＭファイバを用いたが、シングルモードファイバー（ＳＭＦ）でも偏光コントローラを用い偏光を制御する事で同様の構成と効果が得られる。

【0036】

＜前眼部撮影部１６０＞
前眼部撮影部１６０について説明する。

【0037】

前眼部撮影部１６０は、波長１０００ｎｍの照明光を発するＬＥＤ１１５−ａ、１１５−ｂから成る照明光源１１５により前眼部Ｅａを照射する。前眼部Ｅａで反射され光は、レンズ１１４、偏光板１１３、レンズ１１２、ダイクロイックミラー１１１、１５４を介し、ダイクロイックミラー１６１に達する。ダイクロイックミラー１６１は、９８０ｎｍ〜１１００ｎｍの光を反射し、それ以外の光を透過する特性を有する。ダイクロイックミラー１６１で反射された光は、レンズ１６２、１６３、１６４を介し、前眼部カメラ１６５で受光される。前眼部カメラ１６５で受光された光は、電気信号に変換され、信号処理部１９０で受ける。

【0038】

＜内部固視灯１７０＞
内部固視灯１７０について説明する。

【0039】

内部固視灯１７０は、内部固視灯用表示部１７１、レンズ１７２で構成される。内部固視灯用表示部１７１として複数の発光ダイオード（ＬＤ）がマトリックス状に配置されたものを用いる。発光ダイオードの点灯位置は、駆動制御部１８０の制御により撮影したい部位に合わせて変更される。内部固視灯用表示部１７１からの光は、レンズ１７２を介し、被検眼に導かれる。内部固視灯用表示部１７１から出射される光は５２０ｎｍで、制御部１８０により所望のパターンが表示される。

【0040】

＜制御部２００＞
本装置全体を制御するための制御部２００について説明する。

【0041】

制御部２００は、駆動制御部１８０、信号処理部１９０、表示制御部１９１、表示部１９２から構成される。

【0042】

駆動制御部１８０は、上述の通り各部を制御する。

【0043】

信号処理部１９０は、画像生成部１９３と画像解析部１９４と画像重ね合わせ部１９５と比較部１９６から構成される。信号処理部１９０は、ラインカメラ１２９及び１３３、ＡＰＤ１５２及び１５３、前眼部カメラ１６５からそれぞれ出力される信号に基づき、画像の生成、生成された画像の解析、解析結果の可視化情報の生成を行う。なお、画像の生成、解析などの詳細については後述する。

【0044】

表示制御部１９１は、信号処理部１９０で生成された眼底画像や眼底断層画像等を表示部１９２の表示画面に表示させる。ここで、表示部１９２は、例えば、液晶等のディスプレイである。なお、信号処理部１９０で生成された画像データは、表示制御部１９１に有線で送信されても良いし、無線で送信されても良い。この場合、表示制御部１９１を画像処理装置とみなすことができ、画像処理装置と撮影装置（眼科装置）とが通信可能に接続されていれば良い。なお、撮影システムとして、眼底画像取得部がＳＬＯ光学系を含み、断層画像取得部がＯＣＴ光学系を含むように構成しても良い。なお、本明細書において、被検眼以外の被検体の場合、「眼底画像（眼底輝度画像）」を「平面画像（平面輝度画像）」と換言することができ、また、「眼底画像取得部」を「平面画像取得部」と換言することができる。

【0045】

表示部１９２は、表示制御部１９１の制御の下、後述するように種々の情報を示す表示形態を表示する。なお、表示制御部１９１からの画像データは、表示部１９２に有線で送信されても良いし、無線で送信されても良い。また、表示部１９２等は、制御部２００に含まれているが、本発明はこれに限らず、制御部２００とは別に設けられても良い。また、表示制御部１９１と表示部１９２とを一体的に構成した、ユーザが持ち運び可能な装置の一例であるタブレットでも良い。この場合、表示部にタッチパネル機能を搭載させ、タッチパネル上で画像の表示位置の移動、拡大縮小、表示される画像の変更等の操作可能に構成することが好ましい。

【0046】

［画像処理］
次に、信号処理部１９０を構成する画像生成部１９３における画像生成について説明する。

【0047】

画像生成部１９３は、ラインカメラ１２９、１３３から出力されたそれぞれの干渉信号に対して、一般的なＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）に用いられる再構成処理を行うことで、各偏光成分に基づいた２つの断層画像である第一の偏光に対応する断層輝度画像と、第二の偏光に対応する断層輝度画像とを生成する。

【0048】

まず、画像生成部１９３は、干渉信号から固定パターンノイズ除去を行う。固定パターンノイズ除去は検出した複数のＡスキャン信号を平均することで固定パターンノイズを抽出し、これを入力した干渉信号から減算することで行われる。

【0049】

次に、画像生成部１９３は、干渉信号を波長から波数に変換し、フーリエ変換を行うことによって、偏光状態を示す断層信号を生成する。

【0050】

以上の処理を２つの偏光成分の干渉信号に対して行うことにより、２つの断層輝度画像が生成される。

【0051】

また、画像生成部１９３は、ＡＰＤ１５２、１５３から出力された信号を、Ｘスキャナ１４６、Ｙスキャナ１４９の駆動に同期して整列させることにより、各偏光成分に基づいた２つの眼底画像である第一の偏光に対応する眼底画像と、第二の偏光に対応する眼底画像とを生成する。

【0052】

＜断層輝度画像あるいは眼底輝度画像の生成＞
画像生成部１９３は、前述した２つの断層信号から断層輝度画像を生成する。

【0053】

断層輝度画像は、従来のＯＣＴにおける断層画像と基本的に同じもので、その画素値ｒは各ラインセンサ１２９、１３３から得られた断層信号Ａ_ＨおよびＡ_Ｖから（式１）によって計算される。

【0054】

【数1】

【0055】

また、同様に、２つの眼底画像から眼底輝度画像を生成する。

【0056】

図２（ａ）に視神経乳頭部の輝度画像の例を示す。

【0057】

なお、表示制御部１９１は、λ／４偏光板１１３を光路から外している場合に、従来のＯＣＴの手法により取得した断層輝度画像を表示部１９２に表示させても良いし、従来のＳＬＯの手法により取得した眼底輝度画像を表示部１９２に表示させても良い。

【0058】

＜リターデーション画像の生成＞
画像生成部１９３は、互いに直行する偏光成分の断層画像からリターデーション画像を生成する。

【0059】

リターデーション画像の各画素の値δは、断層画像を構成する各画素の位置において、垂直偏光成分と水平偏光成分とが被検眼で受ける影響の比を示す値であり、各断層信号Ａ_ＨおよびＡ_Ｖから（式２）によって計算される。

【0060】

【数2】

【0061】

図２（ｂ）は、このように生成された視神経乳頭部のリターデーション画像の例を示したものであり、各Ｂスキャン画像に対して（式２）を計算することによって得ることができる。ここで、上述した通り、リターデーション画像は、２つの偏光が被検眼で受ける影響の違いを示す断層画像のことである。図２（ｂ）は、上記比を示す値を断層画像としてカラーで表示しており、濃淡の濃い場所は上記比を示す値が小さく、濃淡の淡い場所は上記比を示す値が大きいことを表している。そのため、リターデーション画像を生成することにより、複屈折性のある層を把握することが可能となる。なお、詳細は、「Ｅ．Ｇｏｔｚｉｎｇｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｏｐｔ．Ｅｘｐｒｅｓｓ １３，１０２１７，２００５」に記載されている通りである。

【0062】

また、同様に、画像生成部１９３は、ＡＰＤ１５２及び１５３からの出力に基づいて眼底の平面方向のリターデーション画像を生成することもできる。

【0063】

＜リターデーションマップの生成＞
画像生成部１９３は、複数のＢスキャン像に対して得たリターデーション（Ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）画像からリターデーションマップを生成する。

【0064】

まず、画像生成部１９３は、各Ｂスキャン画像において、網膜色素上皮（以下、「ＲＰＥ」ともいう）を検出する。ＲＰＥは偏光を解消する性質を持っているため、各Ａスキャンを深度方向に沿って内境界膜（以下、「ＩＬＭ」ともいう）からＲＰＥを含まない範囲でリターデーションの分布を調べ、その最大値を当該Ａスキャンにおけるリターデーションの代表値とする。

【0065】

画像生成部１９３は、以上の処理を全てのリターデーション画像に対して行うことにより、リターデーションマップを生成する。

【0066】

図２（ｃ）に視神経乳頭部のリターデーションマップの例を示す。濃淡の濃い場所は上記比を示す値が小さく、濃淡の淡い場所は上記比を示す値が大きいことを表している。視神経乳頭部において、複屈折性を持つ層としては網膜神経線維相（以下、「ＲＮＦＬともいう」）があり、リターデーションマップは、２つの偏光がＲＮＦＬの複屈折性とＲＮＦＬの厚みとで受ける影響の違いを示す画像である。そのため、網膜神経線維の密度が一様である場合、ＲＮＦＬが厚い箇所では上記比を示す値が大きくなり、ＲＮＦＬが薄い箇所では上記比を示す値が小さくなる。

【0067】

＜複屈折マップの生成＞
画像生成部１９３は、先に生成されたリターデーション画像の各Ａスキャン画像において、ＩＬＭからＲＮＦＬの範囲でリターデーションδの値を線形近似し、その傾きを当該Ａスキャン画像の網膜上の位置における複屈折として決定する。すなわち、リターデーションはＲＮＦＬにおける距離と複屈折と積であるため、各Ａスキャン画像において深さとリターデーションの値をプロットすると線形の関係が得られる。したがって、このプロットに対して最小二乗法等により線形近似を行い、その傾きを求めればそれが当該Ａスキャン画像におけるＲＮＦＬの複屈折の値となる。この処理を取得した全てのリターデーション画像に対して行うことで、複屈折を表すマップを生成する。

【0068】

図２（ｄ）に視神経乳頭部の複屈折マップの例を示す。複屈折マップは、複屈折の値を直接マップ化するため、ＲＮＦＬの厚さが変化しない場合であっても、その繊維構造が変化した場合に、複屈折の変化として描出することができる。

【0069】

＜ＤＯＰＵ画像の生成＞
画像生成部１９３は、取得した断層信号Ａ_Ｈ、Ａ_Ｖとそれらの間の位相差ΔΦから、各画素毎にストークスベクトルＳを（式３）により計算する。

【0070】

【数3】

【0071】

ただし、ΔΦは２つの断層画像を計算する際に得られる各信号の位相Φ_ＨとΦ_ＶからΔΦ＝Φ_Ｖ−Φ_Ｈとして計算する。

【0072】

次に画像生成部１９３は、各Ｂスキャン画像を概ね計測光の主走査方向に７０μｍ、深度方向に１８μｍ程度の大きさのウィンドウを設定し、各ウィンドウ内において画素毎に計算されたストークスベクトルの各要素を平均し、（式４）により当該ウィンドウ内の偏光の均一性ＤＯＰＵ（Ｄｅｇｒｅｅ Ｏｆ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を（式４）により計算する。

【0073】

【数4】

【0074】

ただし、Ｑ_ｍ、Ｕ_ｍ、Ｖ_ｍは各ウィンドウ内のストークスベクトルの要素Ｑ，Ｕ，Ｖを平均した値である。この処理をＢスキャン画像内の全てのウィンドウに対して行うことで、図２（ｅ）に示す視神経乳頭部のＤＯＰＵ画像が生成される。ここで、上述した通り、ＤＯＰＵ画像は、２つの偏光の均一度を示す断層画像のことである。

【0075】

ＤＯＰＵは偏光の均一性を表す数値であり、偏光が保たれている箇所においては１に近い数値となり、偏光が解消された保たれない箇所においては１よりも小さい数値となるものである。網膜内の構造においては、ＲＰＥが偏光状態を解消する性質があるため、ＤＯＰＵ画像においてＲＰＥに対応する部分は、他の領域に対してその値が小さくなる。図において、濃淡が淡い場所２１０はＲＰＥを示しており、濃淡が濃い場所２２０は偏光が保たれている網膜層領域を示している。ＤＯＰＵ画像は、ＲＰＥ等の偏光を解消する層を画像化しているので、病気などによりＲＰＥが変形している場合においても、輝度の変化よりも確実にＲＰＥを画像化出来る。

【0076】

また、同様に、画像生成部１９３は、ＡＰＤ１５２及び１５３からの出力に基づいて眼底の平面方向のＤＯＰＵ画像を生成することもできる。

【0077】

なお、本明細書において、上述した第一及び第二の偏光に対応する断層輝度画像、リターデーション画像、ＤＯＰＵ画像等を、偏光状態を示す断層画像や偏光断層画像とも言うことにする。また、本明細書において、上述したリターデーションマップや複屈折マップ等を、偏光状態を示す眼底画像や偏光眼底画像とも言うことにする。

【0078】

抽出手段の一例である画像解析部１９４は、ＤＯＰＵ画像やリターデーション画像等の偏光状態を示す断層画像から、偏光が解消された領域（箇所）、例えば、ＲＮＦＬ等の層を抽出（検出）することができる。また、特定手段の一例である画像解析部１９４は、偏光が解消された領域のうち所定の形状を病変部として特定する。なお、偏光が解消された領域とは、例えば、２つの偏光が被検眼で受ける影響の違いが比較的大きな領域のことである。

【0079】

［処理動作］
次に本画像処理装置による処理動作について説明する。

【0080】

図３は、本画像処理装置の処理動作を示すフローチャートである。

【0081】

＜調整＞
まず、ステップＳ１０１において、被検眼を本装置に配置した状態で、本装置と被検眼のアライメントを行う。アライメントの説明に関して、本実施形態に特有な処理について説明し、ワーキングディスタンス等のＸＹＺ方向のアライメント、フォーカス、コヒーレンスゲートの調整等は一般的であるのでその説明は省略する。

【0082】

（ＰＳ−ＯＣＴ撮影位置の調整）
図４は、調整時に表示部１９２に表示されるウィンドウ４００を示している。第一の表示領域の一例である表示領域４１０には、ＰＳ−ＳＬＯ１４０で撮影され、画像生成部１９３で生成された眼底画像４１１が表示され、眼底画像４１１上に、ＰＳ−ＯＣＴ１００の撮影位置を示すガイド４１２が重畳表示されている。

【0083】

操作者がマウス等の指示装置（不図示）を用いて、ウィンドウ４００に表示されるカーソルから、クリック操作やドラッグ操作等を行い指示する方法や、或いはウィンドウ４００に数値入力枠を設け直接指定する方法を用いることにより、駆動制御部１８０の制御の下、撮影範囲の設定が行われる。これにより、駆動制御部１８０がスキャナの駆動角度を制御する撮影範囲を設定する。なお、本実施形態のマウスには、例えば、ユーザの手によってマウス本体が２次元的に移動させたときの移動信号を検出するセンサと、ユーザの手によって押圧されたことを検知するための左右２つのマウスボタンと、左右２つのマウスボタンの間に前後左右に回転可能なホイール機構と、が設けられている。また、指示装置は、表示部にタッチパネル機能を搭載させ、タッチパネル上で取得位置を指定しても良い。

【0084】

（λ／４偏光板の調整）
λ／４偏光板１１３の調整について説明する。

【0085】

図４において、指示部４１３、４１４は、λ／４偏光板１１３の角度を調整するための表示であり、操作者が指示装置を用いて指示することにより、駆動制御部１８０の制御の下、λ／４偏光板１１３の角度が調整される。指示部４１３は反時計回りの調整を、指示部４１４は時計回りの調整を指示するための表示である。指示部４１３、４１４の横に表示されている数値は、現在のλ／４偏光板１１３の角度を表している。なお、表示制御部１９１は、λ／４偏光板１１９の角度を調整する指示部を、指示部４１３と並べて表示部１９２に表示させても良いし、指示部４１３の代わりに表示させても良い。

【0086】

操作者は、第三の表示領域の一例である表示領域４３０と、第四の表示領域の一例である表示領域４４０にそれぞれ表示された各偏光の断層輝度画像の輝度が同じになるように、マウスを用いてカーソルで指示する。なお、各偏光の断層輝度画像４３１、４４１と共にピーク輝度値を表示し、あるいは、それぞれの干渉信号の波形そのものを表示し、それを見ながら調整を行う構成でも良い。ここで、各偏光の断層輝度画像４３１、４４１は、第一の偏光に対応する断層輝度画像、第二の偏光に対応する断層輝度画像の一例である。なお、各偏光の断層輝度画像４３１、４４１には、それぞれの画像の種類を示す表示形態、例えば、Ｐ偏光を示す「Ｐ」の文字や、Ｓ偏光を示す「Ｓ」の文字を画像に重ねて表示させることが好ましい。これにより、ユーザが画像を誤って認識することを防ぐことができる。もちろん、画像に重ねて表示させずに、画像の上側や横側に表示させても良く、画像と対応させるように表示させれば良い。

【0087】

また、第二の表示領域の一例である表示領域４２０には、この段階では何も表示させなくても良いし、オート調整等の場合には現在の調整状態を示す表示形態、例えば、「λ／４偏光板の調整中」等のメッセージを表示させても良い。また、ウィンドウ４００には、被検眼の左右眼等の患者情報を示す表示形態や、撮影モード等の撮影情報を示す表示形態を表示させても良い。なお、眼底輝度画像と偏光状態を示す断層輝度画像とを交互に取得するように、光路に対するλ／４偏光板１１３の挿脱を繰り返すことが望ましい。これにより、できるだけ小型な眼科装置において、表示制御部１９１は、例えば、眼底輝度画像を表示領域４１０に表示させ、偏光状態を示す断層輝度画像を表示領域４２０に表示させることができる。ここで、調整の順番は、前眼部画像や角膜輝点を用いたアライメント調整、偏光状態を示す眼底画像を用いたフォーカス調整、偏光状態を示す断層輝度画像を用いたコヒーレンスゲート調整、λ／４偏光板１１３の調整の順番が好ましい。なお、偏光状態を示す断層輝度画像の取得位置の決定は、偏光状態を示す断層輝度画像を用いたコヒーレンスゲート調整前が好ましいが、偏光状態を示す眼底画像の中心領域を取得するように初期設定で決めるようにしても良い。これにより、偏光状態を示す眼底画像よりも精細で狭い範囲を対象にする偏光状態を示す断層輝度画像を精度良く取得可能に簡単に調整することができる。このとき、コヒーレンスゲート調整の完了に応じてλ／４偏光板１１３を自動的に調整しても良いし、偏光状態を示す画像を取得するための信号の入力に応じてλ／４偏光板１１３を自動的に調整しても良い。もちろん、眼科装置の起動時に初期設定画面等でλ／４偏光板１１３を予め調整しておき、撮影毎に調整しないように構成しても良い。

【0088】

また、λ／４偏光板１１３を光路に対して挿脱可能に構成している場合、調整の順番は、前眼部画像や角膜輝点を用いたアライメント調整、ＳＬＯ眼底画像を用いたフォーカス調整、ＯＣＴ断層輝度画像を用いたコヒーレンスゲート調整、λ／４偏光板１１３を光路に挿入、λ／４偏光板１１３の調整の順番が好ましい。これにより、偏光状態を示す画像の取得前の調整を、ユーザが直感的に慣れている通常のＳＬＯ眼底画像やＯＣＴ断層輝度画像を用いて行うことができる。ただし、フォーカス調整の後に、λ／４偏光板１１３を挿入してからＰＳ−ＯＣＴの偏光状態を示す断層輝度画像を用いたコヒーレンスゲート調整を行っても良い。このとき、コヒーレンスゲート調整の完了あるいはフォーカス調整の完了に応じてλ／４偏光板１１３を自動的に光路に挿入しても良いし、偏光状態を示す画像を取得するための信号の入力に応じてλ／４偏光板１１３を自動的に光路に挿入しても良い。

【0089】

なお、フォーカス調整は、ＳＬＯ眼底画像を用いた粗フォーカス調整の後、ＯＣＴ断層輝度画像を用いた微フォーカス調整を行っても良い。

【0090】

また、これらの調整は、上記順番で全て自動的に調整しても良いし、表示部に表示された各調整に対応したスライダにカーソルを合わせてドラッグ操作等を行うようにしても良い。また、λ／４偏光板１１３を挿脱する場合、λ／４偏光板１１３を光路に挿入あるいは光路から離脱を指示するためのアイコンを表示部に表示させてもよい。

【0091】

＜眼底撮影＞〜＜眼底画像生成＞
ステップＳ１０２〜Ｓ１０３において、光源１４１から測定光を出射して、網膜Ｅｒからの戻り光を、ＡＰＤ１５２、１５３で受光して、画像生成部１９３にて前述の通り眼底画像を生成する。また、比較部１９６は取得した眼底データを記録する。

【0092】

＜ＯＣＴスキャン位置設定＞
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２〜Ｓ１０３にて撮影された眼底画像と、過去撮影され、取得された眼底画像を比較し、ＰＳ−ＯＣＴ１００のスキャン位置を設定する。

【0093】

まず、比較部１９６は、過去に取得され、記録された眼底画像内の特徴点の位置情報を抽出する。特徴点の抽出は、１点のみの場合スキャン方向を一致させることが出来ないため、抽出点数は２点以上あることが望ましい。ここで、特徴点とは、視神経乳頭や黄斑、毛細血管などの組織である。次に、抽出した特徴点の位置情報に対して、過去取得し、記録されたＯＣＴスキャン位置の相対位置情報を各々算出する。そして、現在取得され、記録された眼底画像の特徴点を上記と同様の方法にて抽出した上で、過去の眼底画像から抽出した特徴点と一致する点を更に抽出する。最後に、現在の眼底画像から抽出した特徴点の位置情報と前記算出した相対位置情報に基づき、ＯＣＴスキャン位置を設定する。

【0094】

尚、ＯＣＴのスキャン位置は、上述したような自動抽出に限定されない。図５に示すように、ウィンドウから手動で選択しても良い。

【0095】

第一の表示領域の一例である表示領域５１０には、ＰＳ−ＳＬＯ１４０で撮影され、画像生成部１９３で生成された現在の眼底画像５１１が表示される。眼底画像５１１としては、眼底輝度画像が表示されるが、偏光信号に基づく眼底画像であっても良い。眼底画像５１１上にはＰＳ−ＯＣＴ１００の撮影位置を示すガイド５１２が重畳表示されている。

【0096】

第二の表示領域の一例である表示領域５２０には、ＰＳ−ＳＬＯ１４０で撮影され、画像生成部１９３で生成された過去の眼底画像５２１が表示される。眼底画像５２１としては、眼底輝度画像が表示されるが、偏光信号に基づく眼底画像であっても良い。眼底画像５２１上には過去に画像撮影を行ったＰＳ−ＯＣＴ１００の撮影位置を示すガイド５２２が重畳表示される。

【0097】

ＯＣＴのスキャン位置は、表示領域５２０に表示される過去眼底画像５２１と、該眼底画像５２１上に表示されるガイド５２２との位置関係に対応するように、表示領域５１０に表示される眼底画像５１１に重畳表示されたガイド５１２をマウスのクリック操作やドラッグ操作などで設定する。

【0098】

＜断層撮影＞〜＜断層輝度画像生成＞
ステップＳ１０５〜Ｓ１０６においては、光源１０１からそれぞれ測定光を出射して、網膜Ｅｒからの戻り光を、ラインカメラ１２９、１３３で受光して、画像生成部１９３で、前述の通り断層輝度画像を生成する。

【0099】

設定された断層輝度画像位置に対してステップＳ１０５〜Ｓ１０６をＮ回繰り返すことで、Ｎ枚の断層輝度画像の取得を行う。尚、その取得手順については操作者が任意に決めてもよい。すなわち、ステップＳ１０５をＮ回繰り返してＮ枚の断層輝度画像データの取得を行った後に、ステップＳ１０６をまとめて実施してもよいし、１枚の断層輝度画像取得時にステップＳ１０５〜Ｓ１０６を実施し、それをＮ回繰り返して実施してもよい。

【0100】

また、ステップＳ１０５〜Ｓ１０６にて断層輝度画像の撮影・生成を行う中の任意のタイミングで、ステップＳ１０２〜Ｓ１０３を並行して実行し、ＳＬＯ画像の微小移動量を信号処理部１９０で検知し、駆動制御部１８０にフィードバックを行うことで追尾機能を持たせても良い。例えば、連続取得されるＳＬＯ画像データを信号処理部１９０に渡し、各ＳＬＯ画像の相対位置について並進方向や回転方向の微小移動量を算出する。次に、算出した微小移動量を補正するためのスキャナ駆動波形を駆動制御部１８０にて生成し、Ｘスキャナ１０７、Ｙスキャナ１１０を駆動することで追尾機能を持たす方法がある。

【0101】

＜ＯＣＴ断層像重ね合わせ＞
Ｎ枚の画像撮影と画像処理の後、ステップＳ１０７において、位置合わせ手段の一例である画像重ね合わせ部１９５は、まず、複数の断層輝度画像の位置合わせを行う。以下、図６の説明図を用いて位置合わせの方法を説明する。ここで、複数の断層輝度画像の位置合わせは、まず、例えば、基準となる第一の輝度画像６０１に対して第二の輝度画像６０２のパターンマッチングを行うことにより、眼球運動を検出する。パターンマッチングとは、基準となる画像に対して類似度が最も高くなる領域を探索する技術である。基準となる第一の輝度画像から特徴のある部分を抽出し、第二の輝度画像に対してパターンマッチングを行って一致或いは類似度が最も高い箇所を探索し、その座標から画像取得間における眼球運動を検出してもよい。例えば輝度画像６０１中の黄斑部６０３を用いてパターンマッチングをすることも可能である。

【0102】

パターンマッチングは画像重ね合わせ部１９５において実施され、基準となる第一の輝度画像に対してその他の複数枚の輝度画像それぞれの類似度を算出する。類似度の算出には例えば相関関数を用いることが出来る。

【0103】

本実施形態では、例えば被検体の同一箇所におけるＮ枚の断層輝度画像の重ねあわせを行う場合は、Ｎ−１枚の輝度画像の一枚一枚が第一の輝度画像に対して最も高い類似度となるようにパターンマッチングを行えば良い。また、パターンマッチングを行う際に類似度をパラメータとして表示すれば、断層輝度画像の重ね合わせ時に、重ね合わせを行うかどうかの指標として用いることも可能である。すなわち、類似度を表示させることにより、ユーザは、類似度が低い断層輝度画像は重ね合わせに用いない、といった判断が可能である。

【0104】

画像重ね合わせ部１９５はパターンマッチングを行った後、最も高い類似度とするために輝度画像を移動させた変位量を記憶する。例えば図７において、時間ｔｍにおける輝度画像に対して時間ｔ（ｍ＋１）における輝度画像の類似度が最も高くなる時の輝度画像の変位量が（ｘ（ｍ＋１）、ｙ（ｍ＋１））である場合、この変位量（ｘ（ｍ＋１）、ｙ（ｍ＋１））を記憶しておく。ここで、記憶する変位量は平行移動に限定されない。例えば、必要に応じて回転や伸縮の変位量を記憶することが可能である。また、画像重ね合わせ部１９５に記憶されている変位量は、同じタイミングで取得されて画像生成部１９３において生成される各画像すべてに対して適応することが可能である。

【0105】

画像重ね合わせ部１９５は、画像生成部１９３より生成された断層輝度画像に対し、前述の通り各画像の変形を行い、変形した画像同士の同位置にある画素を平均することで、重ね合わせ画像を生成する。このとき、検出された眼球運動に基づいて、複数の断層輝度画像の位置ずれを補正することが好ましい。また、瞬きにより一定の輝度値が得られない断層輝度画像は重ね合わせ画像の中から除くことが好ましい。重ね合わせ処理が終了すると、表示制御部１９１は、出力情報を生成し、表示部１９２に出力して表示を行う。また、比較部１９６は生成された重ね合わせ画像のデータを記録する。

【0106】

＜比較＞
ステップＳ１０８では、過去取得され、重ね合わせにより生成された過去断層輝度画像８３１と現在取得され、重ね合わせにより生成された現在断層輝度画像８４１の両画像において、対応する画素同士のリターデーションを減算処理することで比較を行う。そのため、まずは比較を行うために過去断層輝度画像８３１と現在断層輝度画像８４１の位置合わせを行う。位置合わせは、過去断層輝度画像８３１と比較して最も相関関数が高くなるように、アフィン変換などの処理を行うことで現在断層輝度画像８４１を変形させる。このとき、比較対象となる過去断層輝度画像８３１に関しても、変形される現在断層輝度画像８４１と同一の領域を表示するように、共通領域を抽出し変形される。尚、変形された過去断層輝度画像８３１と現在断層輝度画像８４１の両画像は、各画素の輝度値や偏光パラメータに関して補間を行い再構成される。補間の方法は、例えば最近傍補間や双一次補間、双三次補間などにより行われる。なお、本発明において、過去の断層画像と現在の断層画像とは、異なる時刻に被検体を撮影して得た複数の断層画像であれば良い。

【0107】

次に、差分情報生成手段の一例である比較部１９６は、過去断層輝度画像８３１と現在断層輝度画像８４１とにおいて、互いに対応するピクセル同士のリターデーションを減算することで比較を行う。すなわち、差分情報生成手段は、過去断層輝度画像８３１に対応する過去偏光断層画像と、現在断層輝度画像８４１に対応する現在偏光断層画像との差分を示す情報を生成する。ここで、差分を示す情報は、例えば、差分画像、差分を示すグラフ、差分値である。なお、差分を示す情報を生成する前に、過去断層輝度画像及び現在断層輝度画像に基づいて、過去偏光断層画像及び現在偏光断層画像の位置合わせが行われている。これにより、偏光断層画像において、所定の領域の一例である偏光が解消された領域以外の領域で位置合わせを行うことができる。このため、偏光が解消された領域が病気等により経時変化していた場合においても、位置合わせを精度良く行うことができる。このとき、検出された眼球運動に基づいて、複数の断層輝度画像に対応する複数の偏光断層画像の位置ずれを補正することが好ましい。図８に示すように、減算結果は表示領域８２０に差分画像８２１として表示される。得られた減算処理の結果を読み取ることで、神経線維層の密度に関する経時変化を追うことが可能となる。例えば、減算値が正の値の領域は、すなわち複屈折性が弱まっている領域であり、一方で負の値の領域は、複屈折性が強まっている領域であることを示唆している。ここで、本実施形態では、過去断層輝度画像８３１に対応する過去偏光断層画像の一例であるリターデーションから現在断層輝度画像８４１に対応する現在偏光断層画像の一例であるリターデーションを減算する例を示した。しかし、本実施形態では、現在断層輝度画像８４１に対応するリターデーションから過去断層輝度画像８３１に対応するリターデーションを減算しても良い。その場合、減算値が負の値の領域は複屈折性が弱まっている領域であり、正の値の領域は、複屈折性が強まっている領域であることを示唆している。

【0108】

また、ステップＳ１０８では、現在のＲＮＦＬの膜厚情報とＲＮＦＬのリターデーション情報をそれぞれ測定し、記録する。このＲＮＦＬの膜厚情報とリターデーション情報は、操作者が任意に選択できる。ＲＦＮＬの膜厚情報は、セグメンテーションで抽出されるＲＮＦＬを示す２本の境界線の座標値から、同一のＸ座標を有する２点のＺ成分の差分を計算することで、Ｘ座標毎の値を求めることが出来る。このように取得された膜厚データの内、任意のＸ座標の膜厚データ、或いは任意のＸ座標区間の膜厚データの平均値をＲＦＮＬの膜厚情報とする。

【0109】

また、ＲＮＦＬのリターデーション情報は、膜厚情報を取得したＸ座標に対応するＡスキャンライン上のＲＮＦＬ内のリターデーション、或いはリターデーションの平均値として取得する。

【0110】

＜出力＞
次に、生成した各画像及び解析した結果の出力処理ステップＳ１０９について説明する。本実施形態おける出力処理は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０８で取得・生成された画像と比較結果を表示する。

【0111】

信号処理部１９０内の画像生成部１９３、画像解析部１９４、画像重ね合わせ部１９５において、各画像の生成、解析、重ね合わせが終了すると、その結果に基づき、表示制御部１９１は、出力情報を生成し、表示部１９２に出力して表示を行う。

【0112】

図８は、本実施形態における表示部１９２における表示例である。図において、８００は表示部１９２に表示されるウィンドウであり、表示領域８１０、８２０、８３０、８４０を有する。

【0113】

第一の表示領域の一例である表示領域８１０には、ＰＳ−ＳＬＯ１４０で撮影され、画像生成部１９３で生成された眼底画像５１１が表示される。眼底画像５１１としては、眼底輝度画像が表示されるが、偏光信号に基づく眼底画像であっても良い。眼底画像５１１上には画像撮影を行ったＰＳ−ＯＣＴ１００の撮影位置を示すガイド５２２が重畳表示される。

【0114】

第二の表示領域である表示領域８２０には、過去と現在に取得された略同一箇所のリターデーションの差分が、断層画像８２１として表示される。このとき、差分画像に加え、セグメンテーションを重畳表示させ、各層を明示化しても良い。

【0115】

尚、リターデーションの差分画像８２０の代わりに、選択された領域の比較情報を示すグラフを表示しても良い。図９においては、ステップＳ１０８にて取得されたＲＮＦＬの膜厚とリターデーションに関し、過去取得された値との比較を示すグラフ９２１と、リターデーションを膜厚で割って得られる膜厚当たりのリターデーション値に関する過去取得値との比較を示すグラフ９２２が表示されている例を示している。グラフの横軸は日付であり、取得されたデータは横軸に時系列に並べられる。また、長期に渡る経過観察の結果、取得データが多数に及ぶ場合には、任意の過去取得データを比較部１９６の中から選択しグラフ上に表示させることが出来る。

【0116】

第三の表示領域の一例である表示領域８３０には、過去断層画像８３１が表示される。断層画像８３１は、断層画像８４１と同一の領域を表示するように変形される。リターデーション画像に加え、セグメンテーションを重畳表示させ、各層を明示化しても良い。

【0117】

第四の表示領域の一例である表示領域８４０には、現在取得された断層画像８４１が表示される。断層画像８４１は断層画像８３１と比較して相関（相関関数の値）が閾値よりも大きくなるように、画像の拡大、回転、抽出などを行い変形させる（位置合わせの一例）。リターデーション画像に加え、セグメンテーションを重畳表示させ、各層を明示化しても良い。

【0118】

なお、表示制御部１９１は、上述したリターデーション断層画像の代わりに、リターデーションマップを表示部１９２の各表示領域のいずれかに表示させても良い。また、表示制御部１９１は、リターデーションマップを眼底輝度画像５１１に重ねて表示させても良い。

【0119】

（第２の実施形態）
第２の実施形態について、図１０と図１１を用いて説明する。本実施形態では、ＯＣＴ断層画像で３Ｄ画像（３次元画像）を生成し、過去に診断で利用したＯＣＴ断層画像に対して、現在取得した３Ｄ画像データの中から類似度の高い断層画像を抽出し、比較する方法について説明する。

【0120】

図１０に示すように、３Ｄ画像を構成する各Ｂスキャン画像は、重ね合わせにより構成される。例えば、断層輝度画像１００１は、同じスキャン位置において取得されるＮ枚の断層輝度画像群１０１１を重ね合わせることで生成される。同様にして、断層輝度画像１００２〜１００６も、対応するＮ枚の断層輝度画像群１０１２〜１０１６をそれぞれ重ね合わせることで生成する。このようにして、各Ｂスキャン画像が重ね合わせ画像から構成される３Ｄ画像を作成する。

【0121】

［処理動作］
次に、図１１のフローチャートを用いて本実施形態の特徴的な処理動作について説明する。尚、第１の実施形態と同様の処理動作はここでは説明を割愛する。

【0122】

ステップＳ２０２の撮影ステップでは、駆動制御部１８０がＸスキャナ１０７、Ｙスキャナ１１０の駆動角度を各々制御し、３Ｄ画像データ取得中に各Ｂスキャン画像をＮ枚ずつ撮影する。例えば、Ｙスキャナ１１０を固定してＸスキャナ１０７をＮ回スキャンすることで同一領域におけるＮ枚の断層輝度画像を取得し、その後、Ｙスキャナ１１０はスキャン位置を１ステップ送るように駆動制御部１８０によって制御される。Ｙスキャナ１１０が設定された範囲をスキャンすることでＮ枚ずつのＢスキャン画像を有する３Ｄ画像データを取得すことが可能となる。

【0123】

次に、ステップＳ２０４では、重ね合わせ部１９５がＢスキャン画像の１枚１枚に対して、対応する同一箇所Ｎ−１枚のＢスキャン画像を重ね合わせることにより、重ね合わせ画像から構成される３Ｄ画像を生成し、比較部１９６が生成した３Ｄ画像データを記録する。

【0124】

ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で構成された３Ｄ画像データを元に、過去断層輝度画像と現在断層輝度画像の比較位置を指定する。すなわち、ステップＳ２０５では、過去断層輝度画像に対して、重ね合わせ処理された現在断層輝度画像を比較し、最も類似度の高い現在断層輝度画像を、３Ｄ画像の中から抽出する。尚、類似度の計算は例えば相関関数より求める。類似度を比較する画像データはすでに重ね合わせ処理がされているので、より高精度な比較位置の抽出が可能となる。

【0125】

以上、本実施形態のように、被検体の同一対象組織を輝度画像より抽出し、経時変化をリターデーションの差異から評価することで、医師が病理診断を行う上で有用な情報を提供出来る。例えば患眼が緑内障である場合、診療のための経過観察として定期的に画像を取得すると輝度画像では変化が殆ど見られないのに対して、複屈折率が変化する場合がある。この性質を利用し、経時的に変化しづらい輝度画像で位置合わせを行うことで、経過観察時の位置合わせがずれるリスクを回避しつつ、同一対象組織のリターデーションの差異を評価することで、輝度画像では変化が現れにくい同一対象組織の病変進行の程度を可視化することが出来る。

【0126】

更に、ＲＮＦＬ膜厚とリターデーションを定期的に取得し、経過観察を行うことで診断に有効な情報を提供することができる。例えば、被検体の網膜神経線維の密度が低下した場合では複屈折率が低下するため、ＲＮＦＬの膜厚が等しくとも、リターデーションが低下していくデータが得られ、緑内障の早期発見に貢献することが出来る。

【0127】

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】