專利名稱：眼底圖像顯示裝置、其控制方法和計算機程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及眼底圖像顯示裝置、其控制方法和計算機程序。
背景技術(shù)：
在眼科醫(yī)療領(lǐng)域中，通常利用用于捕獲眼底圖片的眼底照相機。近年來，隨著光學(xué)相干斷層成像(以下，簡稱為OCT)出現(xiàn)，捕獲視網(wǎng)膜的斷層像(tomosynthesis)變得可能。 作為其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了視網(wǎng)膜形成層結(jié)構(gòu)并且層結(jié)構(gòu)隨著疾病的發(fā)展而被破壞的眼科學(xué)中的新知識。當(dāng)前，如日本專利公開No. 2008-073099的說明書公開的那樣，從由被捕獲的視網(wǎng)膜的多個斷層像重構(gòu)的視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)(retinal volume data)提取層結(jié)構(gòu)，并且在眼睛疾病的診斷中利用其信息。以下，眼底圖片和視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)將被稱為眼底圖像。在現(xiàn)有技術(shù)中，眼科醫(yī)生通過使用斷層像或體積數(shù)據(jù)讀取視網(wǎng)膜的層結(jié)構(gòu)的圖像，或者通過使用眼底圖片讀取眼底血管或白斑(achromoderma)的狀況的圖像。特別地， 眼底血管是唯一的可從體外觀察的血管，并且，可從眼底血管確認(rèn)疾病的各種征兆或現(xiàn)象。 其中，由動脈硬化占據(jù)的血管擴大并且接觸相鄰的血管的截面(cross-section)被已知為導(dǎo)致血管破裂的現(xiàn)象，并且在最壞的情況下可能與失明聯(lián)系起來。因此，為了診斷異常，眼科醫(yī)生理解眼底血管中的血液流動是有意義的。并且，它可與病人的疾病的早期檢測以及失明的早期恢復(fù)或防止聯(lián)系起來。出于這些原因，在日本專利公開No. 2007-325831的說明書中，公開了從通過沿深度方向累積眼底圖像或亮度值產(chǎn)生的累積圖像提取二維血管區(qū)域的方法° 此夕卜，Elisa Ricci, Renzo Perfetti, "Retinal Blood Vessel Segmentation Using Line Operators and Support Vector Classification,，，IEEE Transactions onMedical Imaging, Vol. 26No. 10， PP1357-1365,2007 ■ Thomas Walter, Jean-Claude Klein, Pascale Messin and Ali Erginary:‘‘AContribution of Image Processing to the Diagnosis of Diabetic Retinopathy-Detection of Exudates in Color Fundus Image of the Human Retina,，，IEEE Transactions on Medical Imaging,Vol. 21,No. 10, PP1236-PP1243, Oct. 2002中分別公開了從眼底圖片提取血管區(qū)域或白斑區(qū)域的方法。但是，在眼底圖片中，只能在二個維度上觀察眼底血管中的流動。因此，不能觀察到如在截面中看到的眼底血管的三維重疊。當(dāng)前，當(dāng)OCT出現(xiàn)并且可從斷層像以高分辨率重構(gòu)視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)時，可以觀察眼底血管的三維流動，并且，可能可以直接觀察截面。為了觀察視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)，被稱為體積呈現(xiàn)的方法是有效的，在該方法中，通過利用傳遞函數(shù)將體素(voxel)所擁有的值轉(zhuǎn)換成不透明度和顏色來將體積數(shù)據(jù)顯示為半透明的。例如，支配清晰度的傳遞函數(shù)如圖1所示的那樣被表達為在橫軸上定義亮度值并且在縱軸上定義不透明度的函數(shù)。一般地，用戶可通過使用用戶界面手動設(shè)定傳遞函數(shù)的形狀、峰值的位置或峰值的寬度。此外，如日本專利公開No. 2008-006274的說明書所示，自動設(shè)計是可能的，從而通過利用在CT上顯示的內(nèi)臟器官或血管的CT值直方圖對于各器官具有峰值的事實，從通過高斯函數(shù)擬合的CT值直方圖的平均值以及方差計算的CT值的范圍被顯示為不透明。

發(fā)明內(nèi)容
在使用視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)的眼底血管中的血液的3D流動的可視化中存在以下的問題。在日本專利公開No. 2007-325831的說明書或Elisa Ricci等的出版物中公開的方法是提取二維眼底圖片或眼底血管的累積圖像，并且，眼底血管的三維位置不能被識別。在根據(jù)日本專利公開No. 2008-006274的說明書的方法中，OCT的亮度值直方圖中的血管區(qū)域不存在峰值，因此，難以將眼底血管中的三維血液流動可視化。而且，在如圖2 所示的視網(wǎng)膜斷層像201中，在其中眼底血管202延伸的神經(jīng)纖維層的下端的附近的區(qū)域是高亮度的區(qū)域。并且，由于眼底血管202強烈地反射光，因此，亮度值變高。S卩，在其中眼底血管202延伸的區(qū)域具有低的襯度(contrast)，并且，即使基于亮度值手動設(shè)定傳遞函數(shù)，也難以僅僅將眼底血管可視化。因此，本發(fā)明使得能夠改善上述的現(xiàn)有技術(shù)中遇到的問題，并且提供了從視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)將血管中的三維流動或白斑的三維分布可視化的技術(shù)。本發(fā)明的實施例的一個方面涉及在表示視網(wǎng)膜斷層像的眼底圖像中規(guī)定視網(wǎng)膜層的邊界位置中的一個、設(shè)定用于將到規(guī)定的邊界位置的距離轉(zhuǎn)換成表達不透明度的參數(shù)的距離傳遞函數(shù)使得不透明度的峰值位置被設(shè)為視網(wǎng)膜中的預(yù)定位置、設(shè)定用于將眼底圖像的亮度值轉(zhuǎn)換為表達不透明度的參數(shù)的亮度傳遞函數(shù)和通過用距離傳遞函數(shù)和亮度傳遞函數(shù)計算斷層像的各位置的不透明度并且通過體積呈現(xiàn)產(chǎn)生半透明顯示圖像的眼底圖像顯示裝置。從下文參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是示出用于體積呈現(xiàn)的傳遞函數(shù)的例子的示圖。圖2是用于解釋視網(wǎng)膜斷層像的示圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的眼底圖像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子的示圖。圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的實施例的眼底圖片、視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)和累積圖像的關(guān)系的示圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的眼底圖像顯示裝置1的功能結(jié)構(gòu)的示圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的血管區(qū)域提取單元503的功能結(jié)構(gòu)的一個例子的示圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505的功能結(jié)構(gòu)的一個例子的示圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的眼底圖像顯示裝置1中的用于通過體積呈現(xiàn)將眼底血管中的三維流動可視化的處理流的流程圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的通過血管區(qū)域提取單元503提取血管區(qū)域的詳細操作的流程圖。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的眼底圖像顯示裝置1000的功能結(jié)構(gòu)的一個例子的示圖。
圖11是示出眼底圖像顯示裝置1000中的用于將視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)的白斑可視化的處理流的流程圖。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的眼底圖像顯示裝置的硬件結(jié)構(gòu)的示圖。
具體實施例方式以下將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的眼底圖像顯示裝置的實施例。但是，本發(fā)明的范圍不限于附圖的實施例。(第一實施例血管的可視化)圖3是示出根據(jù)本實施例的眼底圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的一個例子的示圖。在本實施例中，眼底圖像顯示裝置1通過LAN 3從數(shù)據(jù)庫2讀出眼底圖像。作為替代方案，諸如 FDD、⑶-RW驅(qū)動器、MO驅(qū)動器或ZIP驅(qū)動器等的存儲器設(shè)備可與眼底圖像顯示裝置1連接， 并且，可從這樣的驅(qū)動器讀出眼底圖像。另外，可通過LAN 3從眼底圖像捕獲裝置4直接獲得醫(yī)學(xué)圖像等。除了眼底圖像以外，數(shù)據(jù)庫2存儲患者姓名或患者數(shù)據(jù)、圖4所示的視網(wǎng)膜 403、神經(jīng)纖維層405、外網(wǎng)狀層406和視網(wǎng)膜色素上皮407的厚度信息。圖4是用于解釋眼底圖片、視網(wǎng)膜體積和累積圖像之間的關(guān)系的示圖。作為眼底圖像捕獲裝置4，可以給出能夠捕獲眼底的斷層像的OCT或能夠捕獲眼底的眼底照相機。作為OCT的類型，可以給出時域系統(tǒng)的TD-OCT或傅立葉域系統(tǒng)的FD-0CT。 而且，在能夠高速捕獲的FD-OCT中，由于可通過一個捕獲操作獲得多個斷層像，因此可通過依次并置這些斷層像重構(gòu)視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)。眼底圖像捕獲裝置4響應(yīng)用戶(操作員或醫(yī)生)的操作捕獲被檢者(患者)的眼底圖像，并且將獲得的眼底圖像輸出到眼底圖像顯示裝置1。此外，眼底圖像顯示裝置1可與用于存儲通過眼底圖像捕獲裝置4獲得的眼底圖像的數(shù)據(jù)庫2連接，并且，可從數(shù)據(jù)庫獲得必要的眼底圖像?？赏ㄟ^諸如USB或IEEE1394等的接口或者經(jīng)由諸如因特網(wǎng)的外部網(wǎng)絡(luò)完成與這些裝置的連接。下面，將參照圖5描述根據(jù)本實施例的眼底圖像顯示裝置1的功能結(jié)構(gòu)。圖5是示出根據(jù)本實施例的眼底圖像顯示裝置1的功能結(jié)構(gòu)的例子的示圖。在圖5中，眼底圖像顯示裝置1包含眼底圖像輸入單元501、層提取單元502、血管區(qū)域提取單元503、距離計算單元504、距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505、亮度傳遞函數(shù)設(shè)定單元506和可視化單元507。下面將將釋各單元的操作。眼底圖像輸入單元501選擇和輸入從眼底圖像捕獲裝置4輸出的眼底圖像或存儲于數(shù)據(jù)庫2中的眼底圖像。圖4示出作為眼底圖像輸入的眼底圖片421以及視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401的模式圖。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，視網(wǎng)膜的內(nèi)部形成為層結(jié)構(gòu)的事實是公知的。視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401的坐標(biāo)系被定義為使得視網(wǎng)膜斷層像402(模式圖)的橫向為X軸、縱向為Z軸， 并且視網(wǎng)膜斷層像402并置的方向為Y軸。此外，眼底圖片421的坐標(biāo)系被定義為使得橫向是X軸并且縱向是Y軸。層提取單元502從視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401提取神經(jīng)纖維層405、外網(wǎng)狀層406和視網(wǎng)膜色素上皮407。層提取單元502提取內(nèi)部限定膜404、神經(jīng)層405的下端、外網(wǎng)狀層406 的上端、視網(wǎng)膜色素上皮407的上端和從內(nèi)部限定膜404到視網(wǎng)膜色素上皮407的下端定義的視網(wǎng)膜403。所有的層或一個或多個層可被選擇提取。表示被提取層的邊界位置的層邊界信息被輸出到距離計算單元504。
血管區(qū)域提取單元503從輸入的眼底圖像提取血管區(qū)域。如圖6所示，血管區(qū)域提取單元503由累積圖像血管區(qū)域提取單元601、眼底圖片血管區(qū)域提取單元602和血管對準(zhǔn)單元603構(gòu)成。累積圖像血管區(qū)域提取單元601從沿Z軸方向累積視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401 的體素的亮度值的累積圖像411提取眼底血管區(qū)域412。而且，當(dāng)在眼底圖像輸入單元501 中輸入眼底圖片時，眼底圖片血管區(qū)域提取單元602從眼底圖片421提取血管區(qū)域422。當(dāng)在眼底圖像輸入單元501中輸入眼底圖片時，血管對準(zhǔn)單元603通過使用血管區(qū)域412和 422使眼底圖片的坐標(biāo)系(X，y)與累積圖像的坐標(biāo)(X，y)對準(zhǔn)。作為該處理的結(jié)果，血管區(qū)域提取單元503將作為體素的集合的由坐標(biāo)(X，y)表達的血管區(qū)域輸出到距離計算單元504、距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505和亮度傳遞函數(shù)設(shè)定單元506。距離計算單元504首先從層邊界信息識別一個層邊界，并且假定邊界的位置為距離=O0例如，當(dāng)通過選擇來識別內(nèi)部限定膜時，使得作為圖4所示的內(nèi)部限定膜404被提取的層邊界上的所有體素的距離為0。然后，距離計算單元504通過使用作為通過血管區(qū)域提取單元503獲得的由坐標(biāo)(x，y)表達的體素的集合的血管區(qū)域412定義血管投影區(qū)域 408，該血管投影區(qū)域408為視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)的具有坐標(biāo)(X，y)的體素的集合。并且，距離計算單元504計算血管投影區(qū)域408中的各體素與存在于層邊界和血管投影區(qū)域408的交點處的基準(zhǔn)點409之間的距離，并且，將計算的距離供給到各體素。在這種情況下，假定其 Z軸值大于基準(zhǔn)點409的Z軸值的體素的距離的符號值為“_”，并且其Z值小于基準(zhǔn)點409 的Z軸值的體素的距離的符號值為“ + ”。距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505設(shè)定用于將通過距離計算單元504計算的各體素的距離轉(zhuǎn)換成不透明度的距離傳遞函數(shù)。距離傳遞函數(shù)是如圖1所示在橫軸上定義距離并且在縱軸上定義不透明度的函數(shù)，并且取決于諸如血管或白斑的顯示對象被自動設(shè)定。在由血管區(qū)域提取單元503提取的血管投影區(qū)域408中，距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505將從基準(zhǔn)點 409到眼底血管被認(rèn)為在其中延伸的眼底血管202的距離設(shè)為距離傳遞函數(shù)的峰值位置。這里，眼底血管202被認(rèn)為在其中延伸的位置強烈地反射光，并且，圖2中的血管的陰影區(qū)域203的亮度值相對于周邊區(qū)域較低。因此，血管的位置在血管投影區(qū)域408中被確定為具有最大亮度值的體素的ζ值，或者當(dāng)假定任意大小的矩形時在該矩形內(nèi)具有大的方差值的體素的ζ值。也可從可從血管區(qū)域計算的血管的直徑設(shè)定距離傳遞函數(shù)的方差值。由此自動設(shè)定的距離傳遞函數(shù)被輸出到可視化單元507。亮度傳遞函數(shù)設(shè)定單元506設(shè)定用于將視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)的亮度值轉(zhuǎn)換成不透明度的亮度傳遞函數(shù)。例如，在圖1中，亮度傳遞函數(shù)是在橫軸上定義亮度值并且在縱軸上定義不透明度的函數(shù)。該函數(shù)的設(shè)定可由用戶通過使用用戶界面手動執(zhí)行，或者如專利公開 3所示，從亮度值的直方圖自動執(zhí)行。設(shè)定的亮度傳遞函數(shù)被輸出到可視化單元507?？梢暬瘑卧?07通過下式1合成由亮度傳遞函數(shù)計算的不透明度與由距離傳遞函數(shù)計算的不透明度，并且，合成的值被用于在體積呈現(xiàn)操作中設(shè)定體素的不透明度。這里， 假定X坐標(biāo)中的體素的亮度值是V (χ)，距離是d (χ)，亮度傳遞函數(shù)是fv (ν (χ))，并且距離傳遞函數(shù)是fd(d(x))。如式1所示，通過使用亮度傳遞函數(shù)和距離傳遞函數(shù)的合成比β利用亮度傳遞函數(shù)和距離傳遞函數(shù)的線性和獲得合成的不透明度α (v(x)，d(x))。α (v(x), d(x)) = β fv (ν (χ)) + (1-β ) fd(d(x)) (式 1)
可事先對于各顯示對象設(shè)定β。當(dāng)血管被可視化時，由于血管的附近的襯度低，因此，β可被設(shè)為低并且距離傳遞函數(shù)的權(quán)重可以是大的。最后，可視化單元507產(chǎn)生半透明圖像作為體積呈現(xiàn)操作所得到的圖像。以下，將參照圖8所示的流程圖解釋用于在根據(jù)本實施例的眼底圖像顯示裝置1 中將眼底血管的三維延伸可視化的處理流程。這里，如圖12所示，通過由CPU 5執(zhí)行存儲于主存儲器6中的程序?qū)崿F(xiàn)圖8的流程圖所示的處理。在步驟S801中，眼底圖像輸入單元501將諸如視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)或眼底圖片的眼底圖像輸入到眼底圖像顯示裝置1。輸入的眼底圖像被輸出到層提取單元502、血管區(qū)域提取單元503、距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505、亮度傳遞函數(shù)設(shè)定單元506和可視化單元507。在步驟S802中，血管區(qū)域提取單元503從視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)和眼底圖像提取血管區(qū)域412和422。將在后面參照圖9更詳細地描述該步驟中的處理。在步驟S803中，層提取單元502從在步驟S801中接收的視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)提取神經(jīng)纖維層405、外網(wǎng)狀層406和視網(wǎng)膜色素上皮407。層提取單元502從該層信息搜索內(nèi)部限定膜404、神經(jīng)纖維層405的下端、外網(wǎng)狀層406的上端和視網(wǎng)膜403。通過未示出的指令單元，用戶選擇層邊界作為基準(zhǔn)，并且層邊界信息被輸出到步驟S804。在步驟S804中，距離計算單元504計算從作為基準(zhǔn)的層邊界到在步驟S802中提取的血管區(qū)域中的在ζ軸方向上存在的體素的距離。計算的距離信息被輸出到可視化單元 507。當(dāng)?shù)窖軈^(qū)域外面的體素的距離不被計算時、即距離為0時，血管外面的體素的不透明度變?yōu)?并且可以高速完成體積呈現(xiàn)。此外，當(dāng)?shù)窖軈^(qū)域外面的體素的距離也被計算時，可以在根據(jù)到層的距離計算不透明度的同時通過體積呈現(xiàn)產(chǎn)生半透明圖像。在步驟S805中，亮度傳遞函數(shù)設(shè)定單元506和距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505分別設(shè)定亮度傳遞函數(shù)和距離傳遞函數(shù)。距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505提取血管的陰影區(qū)域，并且考慮從內(nèi)部限定膜到血管被認(rèn)為在該處延伸的預(yù)定位置的坐標(biāo)的距離作為峰值距離。設(shè)定的亮度傳遞函數(shù)和距離傳遞函數(shù)被輸出到可視化單元507。在步驟S806中，可視化單元507在乘以根據(jù)式1從亮度傳遞函數(shù)和距離傳遞函數(shù)獲得的不透明度的同時執(zhí)行體積呈現(xiàn)。圖9是描述步驟S802中的處理的流程圖。首先，在步驟S901中，累積圖像血管區(qū)域提取單元601產(chǎn)生輸入的視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401的累積圖像411。并且，累積圖像血管區(qū)域提取單元601在步驟S902中從累積圖像411提取血管區(qū)域412，并且將其輸出到血管對準(zhǔn)單元603。這里，作為步驟S902中的提取血管區(qū)域412的方法，可以使用任意的已知的方法。 例如，通過分析累積圖像的像素值、計算相鄰像素的值之間的差值并且搜索差值比預(yù)定值大的相鄰像素，檢測血管區(qū)域和其它的區(qū)域之間的邊界區(qū)域。通過該操作，可從累積圖像提取血管區(qū)域412。在提取處理中，使用累積圖像中的血管區(qū)域和其它的區(qū)域的像素的值(諸如亮度值)的差值。在步驟S903中，眼底圖像輸入單元501判斷是否在步驟S801中輸入眼底圖片 421。如果眼底圖片421被輸入(在步驟S903中為“是”)，那么處理移動到步驟S904。如果眼底圖片421不被輸入(在步驟S903中為“否”)，那么處理移動到步驟S906。在步驟S904中，眼底圖片血管區(qū)域提取單元602從眼底圖片421提取血管區(qū)域422并且將其輸出到血管對準(zhǔn)單元603。步驟S903中的提取血管區(qū)域422的方法與步驟 S902中的提取方法相同。即，通過分析眼底圖片421的像素值、計算相鄰像素的值之間的差值并且搜索差值比預(yù)定值大的相鄰像素，檢測血管區(qū)域和其它的區(qū)域之間的邊界區(qū)域。通過該操作，可從累積圖像提取血管區(qū)域412。在步驟S905中，血管對準(zhǔn)單元603將血管區(qū)域 412與422對準(zhǔn)，使得位置相互一致。在隨后的步驟S906中，血管對準(zhǔn)單元603統(tǒng)合(consolidate)眼底圖片421的血管區(qū)域412和累積圖像411的血管區(qū)域422，并且統(tǒng)合后的血管區(qū)域被供給到步驟S803。 可通過血管區(qū)域412和血管區(qū)域422的邏輯積或邏輯和完成它們的組合。如果眼底圖片 421不可用，那么從累積圖像411提取的血管區(qū)域412被供給到步驟S803。這里，完成步驟 S802。如上所述，在本實施例中，眼底血管延伸通過神經(jīng)纖維層的下端的附近的知識由距離傳遞函數(shù)表達，并且，視網(wǎng)膜斷層像中的眼底血管的亮度值高的特征由亮度傳遞函數(shù)表達，并且，體積呈現(xiàn)操作被執(zhí)行。作為其結(jié)果，視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)中的眼底血管的三維延伸可被可視化。(第二實施例白斑的可視化)在以上的第一實施例中，通過從眼底圖像提取血管區(qū)域和層邊界，并且通過使用從到層邊界的距離和視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)的亮度值計算的不透明度來體積呈現(xiàn)血管，將眼底血管的三維延伸可視化。另一方面，在第二實施例中，不是血管而是白斑作為眼底的特征性病變(discriminative lesion)被可視化。眼底圖像顯示裝置和與其連接的裝置的結(jié)構(gòu)與圖2所示的第一實施例相同。但是，如圖10所示，通過向根據(jù)第一實施例的功能塊添加白斑區(qū)域提取單元1001，配置根據(jù)本實施例的眼底圖像顯示裝置的功能塊。在以下的描述中，主要解釋白斑區(qū)域提取單元1001和作為距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505的功能塊中的一個的白斑中心搜索單元704，并且，由于其它的功能塊具有與第一實施例類似的處理，因此它們的解釋被節(jié)略。白斑區(qū)域提取單元1001從輸入眼底圖像提取白斑區(qū)域。當(dāng)輸入的眼底圖像是視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401時，基于視網(wǎng)膜層信息和亮度值提取白斑區(qū)域。這里，可從出現(xiàn)白斑的位置接近外網(wǎng)狀層406的醫(yī)學(xué)知識預(yù)測白斑區(qū)域。為了使用該醫(yī)學(xué)知識，首先提取神經(jīng)纖維層405和視網(wǎng)膜色素上皮407。并且，由于視網(wǎng)膜斷層像402中的白斑與周圍區(qū)域相比具有高的亮度值，因此，神經(jīng)纖維層405和視網(wǎng)膜色素上皮407之間的高亮度值區(qū)域通過諸如二值化處理的圖像處理被提取，并且被確定為視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401的白斑區(qū)域。當(dāng)除視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401以外的眼底圖片421被輸入時，由于存在眼底圖片421 可更好地抓獲白斑的情況，因此，首先在眼底圖片421中提取二維白斑區(qū)域。可通過利用白斑與周圍區(qū)域相比具有高的亮度值的事實，使用諸如二值化處理的圖像處理實現(xiàn)這里的提取方法。下面，基于能夠在血管區(qū)域提取單元503中計算的對準(zhǔn)信息，通過在眼底圖片421 中向視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401逆投影白斑區(qū)域來搜索與血管投影區(qū)域類似的白斑投影區(qū)域。并且，如上所述，從白斑投影區(qū)域中的體素提取白斑區(qū)域。通過該方法，能夠包含不在視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401中出現(xiàn)而在眼底圖片421中出現(xiàn)的白斑。
距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505的白斑中心搜索單元704沿ζ軸方向在由白斑區(qū)域提取單元1001提取的白斑區(qū)域中搜索體素。在這種情況下，從層邊界信息選擇一個層邊界， 并且，計算從選擇的層邊界(例如，內(nèi)部限定膜404)到存在于白斑區(qū)域的中心中的體素的距離，并且將其確定為距離傳遞函數(shù)的峰值位置。下面，將參照圖11所示的流程圖解釋用于將視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)的白斑可視化的處理流程。這里，通過由CPU 5執(zhí)行存儲于主存儲器6中的程序?qū)崿F(xiàn)圖11的流程圖所示的處理。由于步驟 S1101、S1102、S1103、S1105 和 S1107 分別與圖 8 中的步驟 S801、S802、S803、 S804和S806相同，因此，這里的解釋被簡化。在步驟S1104中，當(dāng)輸入的眼底圖像僅是視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401時，從視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401提取三維白斑區(qū)域。當(dāng)除了視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401以外還輸入眼底圖片421時，首先， 從眼底圖片421提取白斑區(qū)域。然后，基于在血管對準(zhǔn)單元603中計算的血管對準(zhǔn)信息，眼底圖片421的白斑區(qū)域被逆投影到視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)401。并且，通過使用在步驟S1103中提取的層信息提取白斑的三維區(qū)域。提取的白斑的信息被輸出到距離計算單元504。在步驟Sl 106中，亮度傳遞函數(shù)設(shè)定單元506和距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505分別設(shè)定亮度傳遞函數(shù)和距離傳遞函數(shù)。距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505搜索與提取的白斑區(qū)域的中心對應(yīng)的預(yù)定位置。距內(nèi)部限定膜404的白斑區(qū)域的ζ軸上的預(yù)定位置被確定為距離傳遞函數(shù)的峰值位置。設(shè)定的亮度傳遞函數(shù)和距離傳遞函數(shù)被輸出到可視化單元507。如上所述，在第二實施例中，在外網(wǎng)狀層附近出現(xiàn)白斑的知識由距離傳遞函數(shù)表達，并且，白斑的亮度值在視網(wǎng)膜斷層像中高的特征由亮度傳遞函數(shù)表達，并且，體積呈現(xiàn)被執(zhí)行。通過該操作，視網(wǎng)膜體積數(shù)據(jù)的白斑的三維分布可被可視化。(第三實施例)眼底圖像顯示裝置和與其連接的裝置與如圖2所示的第一實施例相同。用于實施各單元的功能的計算機的基本結(jié)構(gòu)也與如圖12所示的第一實施例相同。如圖7所示，第一實施例和第二實施例中的距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505包含視網(wǎng)膜平均厚度獲得單元701、函數(shù)參數(shù)輸入單元702、陰影區(qū)域提取單元703、白斑中心搜索單元704和層邊界獲得單元705。在第一實施例中通過使用陰影區(qū)域提取單元703設(shè)定距離傳遞函數(shù)，并且，在第二實施例通過使用白斑中心搜索單元704設(shè)定距離傳遞函數(shù)。在本實施例中，將描述通過使用視網(wǎng)膜平均厚度獲得單元701、函數(shù)參數(shù)輸入單元702和層邊界獲得單元705中的一個設(shè)定距離傳遞函數(shù)的方法。視網(wǎng)膜平均厚度獲得單元701從數(shù)據(jù)庫2獲得各層的平均厚度，并且，基于獲得的厚度，與距離傳遞函數(shù)的峰值位置對應(yīng)的預(yù)定位置被確定。當(dāng)眼底血管被可視化時，由于眼底血管在神經(jīng)纖維層的下端的附近出現(xiàn)，因此，獲得神經(jīng)纖維層的平均厚度。當(dāng)白斑被可視化時，由于白斑在外網(wǎng)狀層406的附近出現(xiàn)，獲得從內(nèi)部限定膜404到外網(wǎng)狀層406的上端的平均厚度。具有獲得的厚度的預(yù)定位置被確定為不透明度的峰值位置，并且，距離傳遞函數(shù)被設(shè)定為使得不透明度為1. 0。函數(shù)參數(shù)輸入單元702通過使用用戶界面手動設(shè)定峰值位置。層邊界獲得單元 705從層提取單元502獲得各層的邊界信息，并且將其設(shè)為距離傳遞函數(shù)的峰值位置。當(dāng)眼底血管被可視化時，獲得神經(jīng)纖維層的邊界信息，并且，峰值位置被設(shè)定為使得神經(jīng)纖維層的厚度具有等于1. 0的不透明度。當(dāng)白斑被可視化時，獲得外網(wǎng)狀層的邊界信息，并且峰值位置被設(shè)定為使得從內(nèi)部限定膜到外網(wǎng)狀層之間的厚度具有等于1. 0的不透明度。如上所述，通過使用形成距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元505的視網(wǎng)膜平均厚度獲得單元 701、函數(shù)參數(shù)輸入單元702、陰影區(qū)域提取單元703、白斑中心搜索單元704和層邊界獲得單元705中的一個，來設(shè)定距離傳遞函數(shù)。通過該操作，眼底血管的三維延伸或白斑的三維分布可被可視化。(第四實施例)下面，將參照圖12解釋用于通過計算機程序?qū)崿F(xiàn)根據(jù)第一、第二和第三實施例的眼底圖像顯示裝置的各塊的功能的計算機的基本結(jié)構(gòu)。CPU 5通過使用存儲于主存儲器6中的數(shù)據(jù)或程序控制整個計算機。CPU 5還控制與眼底圖像顯示裝置1的各單元對應(yīng)的軟件的執(zhí)行，以實現(xiàn)各單元的功能。主存儲器6存儲由CPU 5執(zhí)行的控制程序，或者提供執(zhí)行該程序時的作業(yè)區(qū)域。磁盤7存儲包含操作系統(tǒng)(OS)、周邊設(shè)備驅(qū)動器和用于顯示眼底圖像的程序的各種類型的應(yīng)用軟件。顯示存儲器8暫時存儲用于監(jiān)視器9的顯示數(shù)據(jù)。監(jiān)視器9為例如CRT監(jiān)視器或IXD監(jiān)視器，并且，基于來自顯示存儲器8的數(shù)據(jù)顯示圖像。鼠標(biāo)10和鍵盤11分別由用戶執(zhí)行指點輸入和文字的輸入。用戶可通過使用它們向眼底圖像顯示裝置1提供各種指令。以上的各元件通過共用總線12相互連接，使得它們可通信。(其它實施例)也可通過讀出并執(zhí)行記錄在存儲設(shè)備上的程序以執(zhí)行上述的實施例的功能的系統(tǒng)或裝置的計算機(或諸如CPU或MPU的設(shè)備)以及通過由系統(tǒng)或裝置的計算機通過例如讀出并執(zhí)行記錄在存儲設(shè)備上的程序以執(zhí)行上述的實施例的功能來執(zhí)行其各個步驟的方法，實現(xiàn)本發(fā)明的各方面。出于這種目的，例如通過網(wǎng)絡(luò)或從用作存儲設(shè)備的各種類型的記錄介質(zhì)(例如，計算機可讀介質(zhì))向計算機提供程序。雖然已參照示例性實施例說明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬泛的解釋以包含所有的變型方式以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。本申請要求在2008年12月19日提交的日本專利申請No. 2008-324709的益處， 在此弓I入其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種眼底圖像顯示裝置，包括指定單元，被配置用于在示出視網(wǎng)膜斷層像的眼底圖像中指定視網(wǎng)膜層的邊界位置中的一個；距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元，被配置用于設(shè)定距離傳遞函數(shù)，所述距離傳遞函數(shù)用于將到所指定的邊界位置的距離轉(zhuǎn)換成表達不透明度的參數(shù)以使得不透明度的峰值位置被設(shè)為視網(wǎng)膜中的預(yù)定位置；亮度傳遞函數(shù)設(shè)定單元，被配置用于設(shè)定用于將眼底圖像的亮度值轉(zhuǎn)換為表達不透明度的參數(shù)的亮度傳遞函數(shù)；以及可視化單元，被配置用于通過用距離傳遞函數(shù)和亮度傳遞函數(shù)計算斷層像的各位置的不透明度并且通過體積呈現(xiàn)來產(chǎn)生半透明顯示圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的眼底圖像顯示裝置，還包括血管區(qū)域提取單元，被配置用于提取視網(wǎng)膜中的存在眼底血管的區(qū)域， 其中，所述預(yù)定位置是視網(wǎng)膜中的存在眼底血管的所述區(qū)域的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的眼底圖像顯示裝置，其中， 所述眼底圖像中包含眼底圖片，并且，所述血管區(qū)域提取單元指定眼底圖片中的眼底血管的位置，并且通過使用指定的眼底血管的位置在眼底圖像中提取視網(wǎng)膜中的存在眼底血管的所述區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的眼底圖像顯示裝置，還包括白斑區(qū)域提取單元，被配置用于提取視網(wǎng)膜中的存在白斑的區(qū)域， 其中，所述預(yù)定位置是視網(wǎng)膜中的存在白斑的所述區(qū)域的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的眼底圖像顯示裝置，其中， 所述眼底圖像中包含眼底圖片，并且，所述白斑區(qū)域提取單元指定眼底圖片中的白斑區(qū)域的位置，并且通過使用指定的白斑的位置在眼底圖像中提取視網(wǎng)膜中的存在白斑的所述區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的眼底圖像顯示裝置，還包括 數(shù)據(jù)庫，用于存儲形成所述視網(wǎng)膜層的各層的厚度，其中，所述距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元基于所述各層的厚度指定視網(wǎng)膜中的預(yù)定位置，并且將到所述指定的邊界位置的距離轉(zhuǎn)換成表達不透明度的參數(shù)以使得所述預(yù)定位置具有不透明度的峰值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的眼底圖像顯示裝置，其中， 所述預(yù)定位置是視網(wǎng)膜中的另一邊界的位置。
8.—種眼底圖像顯示裝置的控制方法，包括以下的步驟在示出視網(wǎng)膜斷層像的眼底圖像中指定視網(wǎng)膜層的邊界位置中的一個； 設(shè)定距離傳遞函數(shù)，所述距離傳遞函數(shù)用于將到所指定的邊界位置的距離轉(zhuǎn)換成表達不透明度的參數(shù)以使得不透明度的峰值位置被設(shè)為視網(wǎng)膜中的預(yù)定位置；設(shè)定用于將眼底圖像的亮度值轉(zhuǎn)換為表達不透明度的參數(shù)的亮度傳遞函數(shù)；以及通過用距離傳遞函數(shù)和亮度傳遞函數(shù)計算斷層像的各位置的不透明度并且通過體積呈現(xiàn)，來進行用于產(chǎn)生半透明圖像的可視化。
9.一種存儲于計算機可讀存儲介質(zhì)的計算機程序，該計算機程序使得計算機用作眼底圖像顯示裝置，所述眼底圖像顯示裝置包括指定單元，被配置用于在示出視網(wǎng)膜斷層像的眼底圖像中指定視網(wǎng)膜層的邊界位置中的一個；距離傳遞函數(shù)設(shè)定單元，被配置用于設(shè)定距離傳遞函數(shù)，所述距離傳遞函數(shù)用于將到所指定的邊界位置的距離轉(zhuǎn)換成表達不透明度的參數(shù)以使得不透明度的峰值位置被設(shè)為視網(wǎng)膜中的預(yù)定位置；亮度傳遞函數(shù)設(shè)定單元，被配置用于設(shè)定用于將眼底圖像的亮度值轉(zhuǎn)換為表達不透明度的參數(shù)的亮度傳遞函數(shù)；以及可視化單元，被配置用于通過用距離傳遞函數(shù)和亮度傳遞函數(shù)計算斷層像的各位置的不透明度并且通過體積呈現(xiàn)來產(chǎn)生半透明顯示圖像。
全文摘要
本發(fā)明的實施例中的一個方面涉及一種眼底圖像顯示裝置，所述眼底圖像顯示裝置在示出視網(wǎng)膜斷層像的眼底圖像中指定視網(wǎng)膜層的邊界位置中的一個、設(shè)定用于將到所指定的邊界位置的距離轉(zhuǎn)換成表達不透明度的參數(shù)以使得不透明度的峰值位置被設(shè)為視網(wǎng)膜中的預(yù)定位置的距離傳遞函數(shù)、設(shè)定用于將眼底圖像的亮度值轉(zhuǎn)換為表達不透明度的參數(shù)的亮度傳遞函數(shù)、和通過用距離傳遞函數(shù)和亮度傳遞函數(shù)計算斷層像的各位置的不透明度并且通過體積呈現(xiàn)產(chǎn)生半透明顯示圖像。
文檔編號G01N21/17GK102245082SQ20098015000
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者高間康文 申請人:佳能株式會社