特開 2022-106355 水晶体観察方法、画像処理装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022106355

(43)【公開日】2022-07-20

(54)【発明の名称】水晶体観察方法、画像処理装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/10 20060101AFI20220712BHJP

【ＦＩ】

A61B8/10

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021001272

(22)【出願日】2021-01-07

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】500550980

【氏名又は名称】株式会社中京メディカル

(74)【代理人】

【識別番号】100131048

【弁理士】

【氏名又は名称】張川 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100174377

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 健吾

(74)【代理人】

【識別番号】100215038

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 友子

(72)【発明者】

【氏名】馬嶋 清如

(72)【発明者】

【氏名】市川 一夫

(72)【発明者】

【氏名】市川 慶

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601DD13

4C601EE09

4C601EE11

4C601JC02

4C601JC09

4C601JC10

4C601KK03

4C601KK09

4C601KK31

(57)【要約】

【課題】断層画像において水晶体の左右片側の彎曲部は観察できるが、もう片側の彎曲部は実像として観察できない場合であっても、もう片側の彎曲部の位置や形状を特定できる水晶体観察方法を提供する。
【解決手段】超音波生体顕微鏡により前眼部の断層を動画撮影し（Ｓ１）、その断層の動画において角膜後面中央部と水晶体前極と後極とが一直線上に位置する画像を選択する（Ｓ２）。選択した画像に対してレベル補正及び覆い焼きを行うことで水晶体外郭を明瞭にする（Ｓ３）。水晶体の左右の片側の外郭は明瞭であるが、もう片側は不明瞭な場合に、明瞭な片側外郭線の鏡像を断層画像中に設定する（Ｓ４、Ｓ５）。鏡像の位置を、水晶体前面又は後面の実像に合うように調整する（Ｓ６）。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前眼部の断層画像を取得する取得ステップと、
前記断層画像において水晶体の左右の片側の外郭を特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定した前記外郭の鏡像を前記断層画像中に設定する鏡像設定ステップと、
前記鏡像の位置を、前記水晶体の前面又は後面の実像に合うように調整する調整ステップと、
を備える水晶体観察方法。

【請求項2】

前記特定ステップでは、前記断層画像に対して前記外郭を明瞭にする処理を施す画像処理ステップを含み、
前記鏡像設定ステップでは、前記処理後の前記外郭の鏡像を設定する請求項１に記載の水晶体観察方法。

【請求項3】

前記取得ステップでは、角膜の中央部と水晶体の前極と水晶体の後極とが一直線上に位置する前記断層画像を取得する請求項１又は２に記載の水晶体観察方法。

【請求項4】

前記鏡像設定ステップでは、角膜の中央部と水晶体の前極と水晶体の後極とを通る直線に対する鏡像を設定する請求項３に記載の水晶体観察方法。

【請求項5】

前記取得ステップでは、超音波生体顕微鏡による前記断層画像を取得する請求項１～４のいずれか１項に記載の水晶体観察方法。

【請求項6】

前眼部の断層画像を取得する取得部と、
前記断層画像において水晶体の左右の片側の外郭を特定する特定部と、
前記特定部で特定した前記外郭の鏡像を前記断層画像中に設定する鏡像設定部と、
前記鏡像の位置を、前記水晶体の前面又は後面の実像に合うように調整する調整部と、
を備える画像処理装置。

【請求項7】

前眼部の断層画像を取得する取得部と、
前記断層画像において水晶体の左右の片側の外郭を特定する特定部と、
前記特定部で特定した前記外郭の鏡像を前記断層画像中に設定する鏡像設定部と、
前記鏡像の位置を、前記水晶体の前面又は後面の実像に合うように調整する調整部と、
してコンピュータを機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は前眼部中の水晶体の観察方法に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波生体顕微鏡（Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｂｉｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、以下ＵＢＭという場合がある）により前眼部中の水晶体を観察することが知られている（例えば非特許文献１、２参照）。光干渉断層計（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）により前眼部を観察することも行われているが、この場合には、水晶体の外郭（換言すれば、水晶体の輪郭又は外周形状）のうち、虹彩の裏側に位置する赤道部周辺の彎曲領域（以下、赤道彎曲部又は単に彎曲部という）が断層画像中に写らない。一方、ＵＢＭでは赤道彎曲部も観察可能である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】馬嶋清如他、「３次元画像を使用したヒト水晶体の体積測定」臨床眼科 第７０巻 第３号 別刷、２０１６年３月１５日発行、ｐ．３４３～３４８

【非特許文献2】馬嶋清如、「超音波生体顕微鏡と前眼部光干渉断層計で観察された水晶体形状の比較」ＩＯＬ＆ＲＳ Ｖｏｌ．３２ Ｎｏ．４、２０１８年発行、ｐ．５９３～５９９

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、眼への超音波の入射方向（超音波を発信するプローブの向き）や水晶体の状態（白内障の有無、水晶体の混濁の程度など）などの影響で、ＵＢＭを用いたとしても中には水晶体の赤道彎曲部を観察できない場合があり、具体的には、左右片側の赤道彎曲部は観察できるが、もう片側の赤道彎曲部は観察できない場合がある。

【0005】

本開示は上記事情に鑑みてなされ、断層画像において水晶体の左右片側の赤道彎曲部は観察できるが、もう片側の赤道彎曲部は実像として観察できない場合であっても、もう片側の赤道彎曲部の位置や形状を特定できる水晶体観察方法、画像処理装置及びプログラムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示者は、水晶体の全体形状を観察できる断層画像を用いて、該水晶体の左右の一方の側の外郭の、水晶体の前極及び後極を通る基準線に対する鏡像を断層画像中に設定し、その鏡像が、水晶体の左右の他方の側の実像に一致するかを検証した。その結果、鏡像と実像とにずれがあることを確認した。そこで、次に、鏡像の位置を水晶体の前面又は後面の実像に合うように調整したところ、鏡像の彎曲部と実像の彎曲部とが一致した。したがって、この方法を、片側の水晶体彎曲部のみ観察できる断層画像に適用すれば、実像としては観察不能なもう片側の彎曲部を特定できると考え、本開示に係る発明を完成させた。

【0007】

すなわち、本開示の水晶体観察方法は、
前眼部の断層画像を取得する取得ステップと、
前記断層画像において水晶体の左右の片側の外郭を特定する特定ステップと、
前記特定ステップで特定した前記外郭の鏡像を前記断層画像中に設定する鏡像設定ステップと、
前記鏡像の位置を、前記水晶体の前面又は後面の実像に合うように調整する調整ステップと、
を備える。

【0008】

また本開示の画像処理装置は、
前眼部の断層画像を取得する取得部と、
前記断層画像において水晶体の左右の片側の外郭を特定する特定部と、
前記特定部で特定した前記外郭の鏡像を前記断層画像中に設定する鏡像設定部と、
前記鏡像の位置を、前記水晶体の前面又は後面の実像に合うように調整する調整部と、
を備える。

【0009】

また本開示のプログラムは、
前眼部の断層画像を取得する取得部と、
前記断層画像において水晶体の左右の片側の外郭を特定する特定部と、
前記特定部で特定した前記外郭の鏡像を前記断層画像中に設定する鏡像設定部と、
前記鏡像の位置を、前記水晶体の前面又は後面の実像に合うように調整する調整部と、
してコンピュータを機能させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、断層画像において水晶体の左右片側の彎曲部は観察できるが、もう片側の彎曲部は実像としては観察できない場合であっても、もう片側の彎曲部の位置や形状を特定できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】前眼部を検査するシステムの構成図である。

【図2】水晶体観察方法のフローチャートである。

【図3】図２のステップＳ３の具体的な処理を示すフローチャートである。

【図4】超音波生体顕微鏡により撮影される前眼部断層画像の模式図である。

【図5】水晶体彎曲部が不明瞭な前眼部断層画像の模式図である。

【図6】図５の画像に対してレベル補正を行った後の前眼部断層画像の模式図である。

【図7】図６のレベル補正後の彎曲部の像を複数の円で囲んだ前眼部断層画像の模式図である。

【図8】図７の画像に対して覆い焼きを行った後の前眼部断層画像の模式図である。

【図9】図８の画像に対して水晶体の左右片側の外郭線を設定する処理を実行した後の前眼部断層画像の模式図である。

【図10】図９の画像に対して鏡像設定処理を実行した後の画像であって、実像に相当する片側外郭線とその鏡像とを含んだ前眼部断層画像の模式図である。

【図11】図１０の画像に対して鏡像の位置調整処理を行った後の画像であって、位置調整後の鏡像を含んだ前眼部断層画像の模式図である。

【図12】図１１のＡ部の拡大図である。

【図13】図１１のＢ部の拡大図である。

【図14】水晶体の左右両側の外郭線が明瞭な前眼部断層画像に対して図２の処理を実行した実例の図である。

【図15】水晶体の左側の外郭線のみが明瞭であり、右側の外郭線は不明瞭な前眼部断層画像に対して図２の処理を実行した実例の図である。

【図16】鏡像を設定する際の基準線を複数例示した図である。

【図17】一部不明瞭な左側の水晶体外郭とその鏡像とを含んだ前眼部断層画像の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は被検者の前眼部を検査するシステムの構成図を示している。図１のシステム１は超音波生体顕微鏡２と画像処理装置３とを備えている。

【0013】

超音波生体顕微鏡２は、超音波を生体内に発信させて、その超音波が生体内で反射して形成される反射波に基づいて生体内の画像を得る装置である。超音波生体顕微鏡２は、超音波を生成して、生成した超音波を生体内に発信させるとともにその反射波を受信するプローブと、受信した反射波に基づいて生体内の画像を生成する画像生成部とを備えて構成される。画像生成部は例えば予め定められた階調数（例えば２５６階調）のグレースケールの画像を生成する。このクレースケールの画像においては、例えば背景が黒色（２５６階調における階調値が「０」）、像が灰色及び白色（２５６階調における階調値が「１」～「２５５」）で示される。

【0014】

画像処理装置３は、超音波生体顕微鏡２で撮影された画像を処理する装置である。画像処理装置３は、各種処理を実行する制御部４と、画像等を表示する液晶ディスプレイ等の表示部５と、ユーザにより操作が行われて、制御部４が実行する処理を指示する信号等を入力するキーボード、マウス等の操作部６と、制御部４が実行する処理のプログラム８等各種データが記憶される記憶部７とを備えている。

【0015】

記憶部７に記憶されるプログラム８は画像編集ソフトウェアを含む。その画像編集ソフトウェアは、編集対象の画像に対する後述のレベル補正、覆い焼き、鏡像の設定、移動、回転など各種の編集機能を有する。画像編集ソフトウェアが起動されると、表示部５に画像編集画面が表示される。そして、画像編集ソフトウェアに画像が読み込まれると画像編集画面中にその画像が表示される。画像編集画面上では、操作部６の操作に基づいて画像に対する各種編集機能の実行が可能となる。なお、画像編集ソフトウェアはＡＤＯＢＥ（登録商標）社製のＰＨＯＴＯＳＨＯＰ（登録商標）等の汎用ソフトウェアであってもよいし、眼科検査（前眼部解析）専用のソフトウェアであってもよい。なお、記憶部７は、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）である。非遷移的実体的記憶媒体は半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。

【0016】

なお、超音波生体顕微鏡２と画像処理装置３は有線又は無線で接続されてもよいし、接続されなくてもよい。超音波生体顕微鏡２と画像処理装置３とが接続されていない場合には、超音波生体顕微鏡２で撮影された画像はＵＳＢメモリ等の可搬型メモリを介して画像処理装置３に読み込ませればよい。

【0017】

次に、図１のシステム１を用いて水晶体を観察する方法を説明する。図２はその方法のフローチャートを示している。図２において、先ず、被検者の前眼部を超音波生体顕微鏡２により撮影する（Ｓ１）。具体的には、被検者を仰臥位にさせ、その後、被検者の眼球上にアイカップを装着させ、その後、アイカップ内に超音波ゲル、生理食塩水等の超音波媒体を入れる。また、被検者の眼球から上方に所定距離離れた位置に固視点を設置して、被検者にその固視点を固視させる。この状態で、超音波生体顕微鏡２のプローブをアイカップ内の眼球上で走査させることで前眼部の動画撮影を行う。この際、眼球の中心周りの円周上の各点を針時計（アナログ時計）の時間で表したとき、眼球の中心を間に挟んで対向する２つの時間で定まる方向（６－１２時方向、２－８時方向、３－９時方向など）にプローブを走査させることで、該方向における前眼部の断層を動画撮影する。なお、ステップＳ１において撮影対象となる被検眼は白内障を患った眼であってもよいし、正常な眼であってもよい。

【0018】

ここで、図４は、超音波生体顕微鏡２により撮影される前眼部の断層画像の模式図を示している。図４に示されるように、前眼部１０には、角膜１１、虹彩１２及び水晶体１３が含まれる。水晶体１３の外郭（水晶体嚢）は、図４の断層で見て、眼球内の前方（角膜１１側の方向）に凸の曲線を描くように設けられる前面１３ａと、眼球内の後方（網膜（図示外）側の方向）に凸の曲線を描くように設けられる後面１３ｂと、前面１３ａ及び後面１３ｂの各左端間を繋ぐ左彎曲部１３ｃと、前面１３ａ及び後面１３ｂの各右端間を繋ぐ右彎曲部１３ｄとを含んで構成される。左彎曲部１３ｃは図４の紙面で左方向に凸の曲線を描くように設けられる。右彎曲部１３ｄは図４の紙面で右方向に凸の曲線を描くように設けられる。左右の彎曲部１３ｃ、１３ｄの中央には水晶体１３の赤道部１３ｅが位置する。赤道部１３ｅは水晶体１３の最大径部となる部位である。

【0019】

なお、図４では、前眼部１０を構成する各部が明瞭に示されているが、中には、図５に示すように、虹彩１２の裏側に位置する赤道彎曲部を含む水晶体領域が不明瞭の場合がある。

【0020】

次に、医師等の検査者は、ステップＳ１で得られた前眼部の動画を画像処理装置３に読み込ませて、その動画を表示部５においてコマ送りに表示させながら、角膜１１の後面中央部１１ａと水晶体１３の前極１３ｆと水晶体１３の後極１３ｇとが一直線上に位置する瞬間の画像（図５参照）を選択する（Ｓ２）。このとき、例えば、制御部４は、検査者による操作部６の入力操作に基づいて、コマ送りさせた画像ごとに、後面中央部１１ａ、前極１３ｆ及び後極１３ｇを特定し、特定した後面中央部１１ａ、前極１３ｆ及び後極１３ｇを通る線を画像上に表示させる。そして、検査者は、後面中央部１１ａ、前極１３ｆ及び後極１３ｇを通る線が一直線となっている画像を選択する。または、例えば、制御部４は、後面中央部１１ａ、前極１３ｆ及び後極１３ｇのうちの２つを通る直線を画像上に表示させる。検査者は、その直線が、後面中央部１１ａ、前極１３ｆ及び後極１３ｇのうちの残りの１つを通っている画像を選択してもよい。

【0021】

後面中央部１１ａ、前極１３ｆ及び後極１３ｇの特定は例えば以下のように行う。すなわち、後面中央部１１ａの特定については、例えば角膜１１の後面の実像の形状を近似した曲線を最小二乗法等で求めて、この近似曲線上で曲率が極大又は極小になる点を後面中央部１１ａとして特定する。同様に、前極１３ｆの特定については、例えば水晶体前面１３ａの実像の形状を近似した曲線を最小二乗法等で求めて、この近似曲線上で曲率が極大又は極小になる点を前極１３ｆとして特定する。同様に、後極１３ｇの特定については、例えば水晶体後面１３ｂの実像の形状を近似した曲線を最小二乗法等で求めて、この近似曲線上で曲率が極大又は極小になる点を後極１３ｇとして特定する。なお、上記近似曲線は円であってもよいし、楕円であってもよいし、２次以上の多項式であってもよいし、三角関数、指数関数、対数関数で近似した曲線であってもよい。

【0022】

またステップＳ２では、水晶体１３の外郭の全体形状が不明瞭な画像を選択する。水晶体１３の全体形状がこの時点（後述するステップＳ３の画像処理を実行する前の時点）で明瞭であれば、以降の処理を実行する必要が無いためである。

【0023】

ステップＳ２では例えば図５に示す断層画像を選択したとする。図５の画像では、水晶体１３の全体形状が不明瞭であり、具体的には、虹彩１２間に位置する水晶体前面１３ａ及び後面１３ｂは明瞭に示されている一方で、左右の水晶体彎曲部は不明瞭となっている。断層画像中には、左彎曲部は部分的に現れており、すなわち左彎曲部の一部を示す像１３ｈが現れている。右彎曲部はほとんど現れていない。なお、ステップＳ１及びＳ２が取得ステップに相当する。ステップＳ２を実行する制御部４が取得部に相当する。

【0024】

次に、制御部４は、検査者による操作部６の入力操作に基づいて、ステップＳ２で選択した断層画像に対して水晶体１３の外郭を明瞭にする処理を施す（Ｓ３）。具体的には例えば図３の処理を実行する。なお、ステップＳ３～Ｓ６及び図３の各処理は、記憶部７（図１参照）に記憶される画像編集ソフトウェアに基づいて実行される。このとき、検査者による操作部６の入力操作に基づいて、画像編集ソフトウェアの各処理が指定される。なお、ステップＳ３が特定ステップ及び画像処理ステップに相当する。ステップＳ３を実行する制御部４が特定部に相当する。

【0025】

図３の処理では、先ず、断層画像に対してレベル補正を行って、画像のコントラストが上がるように明暗の分布を調整する（Ｓ１１）。なお、「コントラストが上がる」とは画像の明るい部分をより明るく、暗い部分をより暗くすることで明暗の差を大きくすることをいう。また、レベル補正とは、画像の明るさ（色）の階調範囲（例えば２５６階調の画像の場合には０～２５５）を横軸、各階調値の画素数を縦軸で表わしたヒストグラムにおいて、最も明るい階調値（つまり白色）である最大階調値（例えば２５６階調の画像の場合には最大階調値は「２５５」）を示すハイライトの位置、又は最も暗い階調値（つまり黒色）である最小階調値（例えば２５６階調の画像の場合には最小階調値は「０」）を示すシャドウの位置を変える処理をいう。例えば、ハイライトの位置をヒストグラムの横軸上で階調値「２５５」から「２４０」に変えた場合には、「２４０」以上の階調値を示す画素は全て白色の階調値（つまり階調値「２５５」）に割り当てられ、残りの画素（階調値「０」～「２３９」の画素）の階調値は「０」と「２５５」の間で再分布される。また例えば、シャドウの位置をヒストグラムの横軸上で階調値「０」から「２０」に変えた場合には、「２０」以下の階調値を示す画素は全て黒色の階調値（つまり階調値「０」）に割り当てられ、残りの画素（階調値「２１」～「２５５」の画素）の階調値は「０」と「２５５」の間で再分布される。

【0026】

ステップＳ１１において断層画像に対してレベル補正を行うことで、断層画像中の水晶体１３の外郭線を示す像（白線）を明瞭にする。ここで、図６は、ステップＳ１１のレベル補正を行った後の断層画像の模式図である。図６には、レベル補正により明瞭化された、左彎曲部の一部を示す像１３ｉが示されている。また、図５では右彎曲部はほとんど現れていなかったのに対して、図６では右彎曲部の一部を示す像１３ｊがレベル補正により明瞭化されている。

【0027】

次に、ステップＳ１１のレベル補正を行った後の断層画像（図６参照）に対して、水晶体１３の外郭の不明瞭な部分（特に虹彩１２の裏側の部分）において断続的に観察できる像１３ｉ、１３ｊ（図６参照）を複数の円で囲む（Ｓ１２）。図７では、彎曲部観察像１３ｉ、１３ｊを複数の円１３ｋで囲んだ例を示している。各円１３ｋは互いに同一径（例えば直径が０．１６ｍｍ）である。

【0028】

次に、ステップＳ１２の処理後の断層画像（図７参照）に対して、複数の円１３ｋ間の領域に覆い焼きを行うことで、該領域を明るくする（Ｓ１３）。なお、覆い焼きとは、部分的に露光量（露光時間）を減らすことで当該部分を明るく（白く）する処理をいう。暗くて像が観察できない場合に覆い焼きを行うことで、当該像が観察できるようになる場合がある。図８は、図７の断層画像に対して覆い焼きを行った後の断層画像を模式的に示している。図８では、左彎曲部において覆い焼きによって明瞭化された像１３ｌが示されている。

【0029】

次に、ステップＳ１３の処理後の断層画像（図８参照）に対して、ステップＳ１２で設定した複数の円１３ｋ間の領域を、ステップＳ１３で明瞭にされた像１３ｌに沿った線で繋ぐ（Ｓ１４）。そして、最終的に水晶体前極から赤道彎曲部を経て後極に至る水晶体左右片側の全範囲の外郭を示す近似線である片側外郭線を設定する（Ｓ１４）。このとき、検査者は、左彎曲部及び右彎曲部ごとに、円１３ｋの個数、円１３ｋ間の間隔又は円１３ｋ間の領域において明瞭にされた像の大きさ等に基づいて、複数の円１３ｋ間の領域を近似線で繋ぐことができるかを判断し（換言すれば、円１３ｋ間の領域を近似線で繋いだときに彎曲部として自然な形状になるかを判断し）、繋ぐことができる場合（換言すれば円１３ｋ間の領域を近似線で繋いだときに彎曲部として自然な形状になる場合）に片側外郭線を設定する。例えば、円１３ｋの個数が少ない場合又は円１３ｋ間の間隔が大きい場合には、片側外郭線の設定を断念する。なお、片側外郭線は、水晶体外郭の左右片側の実像に相当する。

【0030】

図９は、図８の断層画像に対してステップＳ１４の処理を行った後の断層画像を模式的に示している。図９では、水晶体の左側は外郭線１３ｍを設定（特定）できた一方で、右側は円１３ｋの個数が少ないことから、外郭線を設定（特定）できなかった例を示している。

【0031】

なお、図２のステップＳ４以降の処理は、水晶体の左右片側のみ外郭線が特定できた場合に実行される。すなわち、左右両側の外郭線を特定できた場合には、水晶体全体の形状が特定されたことになるので、ステップＳ４以降の処理は実行されない。また、図３の処理を実行したとしても、左右のいずれも外郭線を特定できない場合も、ステップＳ４以降の処理は実行されない。

【0032】

図２に戻って、次に、制御部４は、検査者による操作部６の入力操作に基づいて、図３の処理後の断層画像（図９参照）において、角膜１１の後面中央部１１ａ、水晶体前極１３ｆ及び後極１３ｇを通る直線２０を基準線として設定する（Ｓ４）。なお、角膜後面中央部１１ａ、水晶体前極１３ｆ及び後極１３ｇの特定は、上述のステップＳ２の画像選択の際の特定方法と同じである。

【0033】

次に、制御部４は、検査者による操作部６の入力操作に基づいて、片側外郭線１３ｍ及び基準線２０が設定された断層画像（図９参照）中に、基準線２０に対する片側外郭線１３ｍの鏡像を設定する（Ｓ５）。換言すれば、基準線２０に対して片側外郭線１３ｍを左右反転させた像（片側外郭線１３ｍの左右対称像）を設定する。なお、この際、片側外郭線１３ｍを元の表示位置に保持させつつ、片側外郭線１３ｍの鏡像を設定する。図１０は、実像に相当する片側外郭線１３ｍとその鏡像１３ｎとを含んだ断層画像を模式的に示している。鏡像１３ｎは水晶体前面の実像１３ａ及び水晶体後面の実像１３ｂに対してずれている。なお、ステップＳ４及びＳ５が鏡像設定ステップに相当する。ステップＳ４及びＳ５を実行する制御部４が鏡像設定部に相当する。

【0034】

そこで、次に、制御部４は、検査者による操作部６の入力操作に基づいて、鏡像１３ｎの水晶体前面及び後面に対応する部分が、水晶体前面の実像１３ａ及び水晶体後面の実像１３ｂのうちの虹彩１２間に位置し、かつ基準線２０よりも鏡像１３ｎ側の部分１３ａ１、１３ｂ１に合うように（一致するように）、鏡像１３ｎの位置を調整する（Ｓ６）。このとき、検査者（制御部４）は、操作部６を操作して、鏡像１３ｎに対して回転移動と平行移動の一方又は双方を行うことで鏡像１３ｎの位置を調整する。また、水晶体前面の実像１３ａ１と後面の実像１３ｂ１のうち一方と合うように鏡像１３ｎの位置を調整すれば、自然と、位置調整後の鏡像と、実像１３ａ１、１３ｂ１のうちの他方とが合う。なお、ステップＳ６が調整ステップに相当する。ステップＳ６を実行する制御部４が調整部に相当する。

【0035】

図１１は、位置調整後の鏡像１３ｏ（調整後鏡像）を含んだ断層画像を模式的に示している。図１１のＡ部拡大図である図１２に示すように調整後鏡像１３ｏの端部１３ｏ１が、基準線２０よりも鏡像が設定される反対側にはみ出ていてもよいし、図１１のＢ部拡大図である図１３に示すように調整後鏡像１３ｏの端部１３ｏ２と基準線２０との間に隙間が形成されていてもよい。基準線２０付近では水晶体前面及び後面の実像１３ａ、１３ｂが観察可能であるため、実像１３ａ、１３ｂを優先して基準線２０付近の水晶体外郭形状を特定すればよい。

【0036】

ここで、図１４は、実際のＵＢＭ断層画像を示しており、ステップＳ３の画像処理をしたときに、水晶体の左右両側の外郭線が明瞭になる断層画像の実例を示している。図１４及び後述の図１５の断層画像はＳＯＮＯＭＥＤ社製の超音波生体顕微鏡ＶｕＭＡＸＩＩで撮影された画像である。図１４には、ステップＳ３の画像処理により明瞭にされた水晶体の左側外郭の実像を示す外郭線３１と、右側外郭の実像を示す外郭線３２とが示されている。さらに、図１４には、角膜後面中央部と水晶体前極と水晶体後極とを通る基準線に対する左側の外郭線３１の鏡像３３が示されている。

【0037】

図１４に示すように、鏡像３３と右側外郭線３２とにずれがあることが確認できる。本開示者は、鏡像３３の位置を、符号３４で示される領域での水晶体前面及び後面の実像に一致するように調整したところ、位置調整後の鏡像の彎曲部を含む全体が、右側外郭線３２の彎曲部を含む全体に一致していたことを確認できた。また、図１４の画像以外にも、水晶体の左右両側の外郭線が明瞭な断層画像に対して図２の処理を実行したところ、複数の事例で位置調整後の鏡像と実像の外郭線とが一致していたことを確認できた。したがって、図２の処理による水晶体全体形状の検出は妥当性を有するといえる。すなわち、図１１に示す調整後鏡像１３ｏは実際の右側外郭線におおむね一致していると考えられる。

【0038】

図１５は、実際のＵＢＭ断層画像を示しており、ステップＳ３の画像処理をしたときに、水晶体の左側の外郭線のみが明瞭になり、右側の外郭線は不明瞭な断層画像に対して図２の処理を実行した実例を示している。図１５には、水晶体の左側外郭の実像を示す外郭線４１と、その外郭線４１の鏡像４２と、鏡像４２の位置を水晶体前面の実像４４及び後面の実像４５に合うように調整した後の像４３とが示されている。図１４の検証結果を考慮すれば、図１５の位置調整後の鏡像４３は、実際の右側外郭線におおむね一致していると考えられる。

【0039】

なお、図１４、図１５におけるレベル補正、覆い焼き、鏡像の設定および鏡像の位置の調整は、ＡＤＯＢＥ（登録商標）社製のＰＨＯＴＯＳＨＯＰ（登録商標）により行った。また、図１４、図１５の画像は角膜後面中央部と水晶体前極と水晶体後極とが一直線上に位置する画像である。

【0040】

以上説明したように、本実施形態によれば、断層画像において水晶体の左右片側の彎曲部は観察できるが、もう片側の彎曲部は観察できない場合であっても、水晶体の全体形状を特定できる（図１１参照）。これによって、例えば、水晶体の左右両側で赤道部の位置を特定することができる。図１１には、赤道部１３ｅが示されている。赤道部１３ｅの特定は、例えば、各外郭線１３ｍ、１３ｏの中央部又は極部に所定径（例えば直径０．１６ｍｍ）の円を設定し、その円の中心を赤道部１３ｅとすればよい。

【0041】

水晶体再建術で挿入される眼内レンズの支持部は、水晶体赤道部に固定されるため、赤道彎曲部の観察が術前に可能となれば、術後の眼内レンズ位置予測に非常に有用な情報になる。また、術前の眼内レンズの度数計算にも有用である。

【0042】

また、再生医療が注目されている現状においては、眼科領域も例外ではなく、すでに角膜、網膜の再生医療が実際の臨床の場で実施されている。水晶体も例外ではないが、水晶体の場合、角膜、網膜とは違い、厚さを有する立体構造を有しているため、まずその構造を把握することが必要になる。本実施形態の方法で水晶体の断層における全体形状を検出できれば、例えば上記非特許文献１の方法で水晶体の立体構造（３次元画像）を導出できる。

【0043】

また本実施形態によれば、図３の処理により断層画像に対してレベル補正及び覆い焼きを実行するので、水晶体の外郭を明瞭にすることができ、水晶体の左右片側の外郭線を特定しやすくなる。また、図３の処理を実行した段階で水晶体外郭の全体形状を特定できるのであれば、ステップＳ４以降の処理を省略することができる。

【0044】

また、図２のステップＳ２において角膜の後面中央部と水晶体の前極と水晶体の後極とが一直線上に位置する断層画像を選択するので、選択した断層画像は、立体構造の水晶体の中心と水晶体前極と後極とを通る平面で水晶体を切った断層画像に相当し、水晶体の中心を通る断層における外郭全体形状を検出できる。また、図２のステップＳ６にて得られる位置調整後の鏡像と実際の外郭線とのずれを抑制できる。

【0045】

また、図２のステップＳ５では、角膜の後面中央部と水晶体の前極と後極とを通る基準線に対する鏡像を設定するので、その鏡像と、水晶体前面及び後面の実像とのずれを抑えることができる。これにより、ステップＳ６において、鏡像の位置の調整量を小さくでき、その位置調整が容易となる。

【0046】

また、本実施形態では、図２のステップＳ１において超音波生体顕微鏡による断層画像を取得するので、水晶体彎曲部が写った断層画像が得られやすい。

【0047】

なお、本開示は上記実施形態に限定されず種々の変更が可能である。例えば、ＵＢＭ断層画像に対して図２の処理を適用した例を示したが、水晶体彎曲部の観察（撮影）が可能な他の手法（例えばＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ、磁気共鳴映像法）による断層画像に対して図２の処理を適用してもよい。

【0048】

また、本実施形態では、角膜の後面中央部と水晶体の前極と水晶体の後極とを通る線を基準線として、その基準線に対する鏡像を設定した例を示したが、基準線はどのように設定されてもよい。例えば図１６に示す線５０の鏡像を設定する場合に、基準線５１～５３に応じて鏡像の位置又は向きは変わってくるものの、鏡像の形状は基準線５１～５３にかかわらず同じとなるため、水晶体前面及び後面の実像に合うように鏡像の位置を調整することで、位置調整後の鏡像は基準線５１～５３にかかわらず同じとなる。

【0049】

また、上記実施形態では、図３の処理で、水晶体前極から彎曲部を経て後極に至る水晶体左右片側の全範囲の外郭線を特定し、図２のステップＳ５で片側全範囲の外郭線の鏡像を設定していた。しかし、これに限定されず、水晶体左右片側の前面又は後面の虹彩間に位置する部分と赤道部周辺の彎曲部とを少なくとも含んでいれば、左右片側の一部の外郭線の鏡像を設定してもよい。これによっても、ステップＳ６においてこの鏡像の位置を調整することで、反対側の赤道部周辺の彎曲部の位置及び形状を特定でき、ひいては赤道部を特定できるので有益である。

【0050】

例えば、図１７の例では、左側の水晶体外郭６０（実像）として前面６１（虹彩間の部分）と彎曲部６２とは明瞭であるものの、前面６１と彎曲部６２の間の領域及び彎曲部６２よりも後面側の領域は不明瞭となっている。この場合であっても、水晶体外郭６０の基準線２０に対する鏡像７０を設定する。鏡像７０は、水晶体前面に対応する部分７１と彎曲部に対応する部分７２とを断続的に含んだ像である。そして、鏡像７０における前記部分７１を水晶体前面の実像８０に合うように鏡像７０の位置を調整することで、右側彎曲部の位置及び形状を特定でき、ひいては右側赤道部を特定できる。

【0051】

また、本実施形態では、図３の処理により左側の水晶体外郭が特定でき、右側の水晶体外郭が特定できない断層画像に対して、図２のステップＳ４以降の処理を適用した例を示したが、右側の水晶体外郭が特定でき、左側の水晶体外郭が特定できない断層画像に対してステップＳ４以降の処理を適用してもよい。

【0052】

また、ステップＳ２では角膜の「後面」中央部と水晶体前極と水晶体後極とが一直線上に位置する断層画像を選択していたが、角膜の「前面」中央部と水晶体前極と水晶体後極とが一直線上に位置する断層画像を選択してもよい。同様に、ステップＳ４では、角膜の「前面」中央部と水晶体前極と水晶体後極とを通る直線を基準線として設定してもよい。

【0053】

また、ステップＳ３の画像処理前の段階で片側の水晶体外郭線を特定できるのであれば、ステップＳ３の画像処理を省略して、ステップＳ４以降の処理を実行してもよい。

【0054】

またステップＳ６では、鏡像の位置を、水晶体前面又は後面の水晶体後面の実像のうち虹彩間に位置する部分に合うように調整した例を示したが、水晶体前面又は後面の実像のうち虹彩の裏側の部分も明瞭であるならば、その裏側の部分に合うように鏡像の位置を調整してもよい。

【符号の説明】

【0055】

２ 超音波生体顕微鏡
３ 画像処理装置
８ プログラム
１３ 水晶体
１３ａ 水晶体前面の実像
１３ｂ 水晶体後面の実像
１３ｍ 水晶体の片側外郭線
１３ｎ 片側外郭線の鏡像
１３ｏ 位置調整後の鏡像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】