图像生成装置、程序和图像生成方法

技术领域

本发明涉及图像生成装置、程序和图像生成方法。

背景技术

以往，存在使用对眼底等受检对象进行扫描的光学相干断层扫描装置(以下记载为OCT装置)来生成受检对象的断层图像的技术。此外，存在使用由OCT装置生成的受检对象的断层图像来提取受检对象的血流的技术(OCT血管造影)(例如，参照专利文献1)。根据现有技术，对由OCT装置取得的OCT信号的时间变化进行图像化，由此可以不使用造影剂而得到与通过造影检查来得到的图像相近的图像、即OCTA图像。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特许第6371762号公报

发明内容

(发明所要解决的问题)

在使用上述的技术的情况下，使用示出组织结构的OCT图像和示出血流的OCTA图像，来详细调查受检对象的三维空间的信息。即，若使用现有技术来详细调查受检对象的三维空间的信息，则需要一张一张地详细调查多个断层图像。

为了调查受检对象的异常特征，需要将受检对象的三维空间的信息显示为容易对其进行调查。

本发明是鉴于这种情况而提出的，目的在于提供一种生成二维图像的技术，利用这种生成二维图像的技术，便可以通过观察一张二维图像，来容易地把握受检对象是否存在异常位置，不需要一张一张地观察示出受检对象的三维结构的多个断层图像。

(解决问题所采用的措施)

本发明的一个实施方式的图像生成装置包括：断层像取得部，其取得对受检对象的血流的分布进行拍摄而得到的OCTA断层像；光衰减取得部，其取得朝向所述OCTA断层像的层叠方向向所述受检对象照射的测定光的光衰减；以及图像生成部，其基于取得的所述OCTA断层像和所述光衰减，来生成示出所述光衰减的分布的光衰减-血流分布图。

此外，在本发明的一个实施方式的图像生成装置中，所述光衰减-血流分布图为二维图像。

此外，在本发明的一个实施方式的图像生成装置中，所述二维图像为根据所述光衰减的程度来着色的图像。

此外，在本发明的一个实施方式的图像生成装置中，还包括输出部，其输出生成的所述光衰减-血流分布图。

此外，在本发明的一个实施方式的图像生成装置中，所述光衰减取得部包括：OCT图像取得部，其取得对所述受检对象进行拍摄而得到的OCT图像；OCT强度信号计算部，其基于取得的所述OCT图像，来计算OCT强度信号；以及光衰减计算部，其基于计算出的所述OCT强度信号，来计算所述光衰减。

此外，在本发明的一个实施方式的图像生成装置中，所述图像生成部通过在所述OCTA断层像的层叠方向上累计基于所述光衰减的乘方的值，来生成所述光衰减-血流分布图。

此外，在本发明的一个实施方式的图像生成装置中，所述图像生成部基于规定的函数T、所述光衰减A(z)、所述OCTA断层像的层叠方向的位置z和OCTA信号OCTA(z)，利用下述式(100)来计算作为所述光衰减-血流分布图的彩色图像E。

[数1]

E＝∑

此外，本发明的一个实施方式的图像生成装置还包括接收来自用户的操作的操作接收部，所述图像生成部将利用所述操作接收部并根据来自所述用户的操作而取得的值作为所述光衰减的指数，由此生成所述光衰减-血流分布图。

此外，本发明的一个实施方式的程序使计算机执行：取得对受检对象的血流的分布进行拍摄而得到的OCTA断层像的断层像取得步骤；取得朝向所述OCTA断层像的层叠方向向所述受检对象照射的测定光的光衰减的光衰减取得步骤；以及基于取得的所述OCTA断层像和所述光衰减，来生成示出所述光衰减的分布的光衰减-血流分布图的图像生成步骤。

此外，本发明的一个实施方式的图像生成方法具有：取得对受检对象的血流的分布进行拍摄而得到的OCTA断层像的断层像取得工序；取得朝向所述OCTA断层像的层叠方向向所述受检对象照射的测定光的光衰减的光衰减取得工序；以及基于取得的所述OCTA断层像和所述光衰减，来生成示出所述光衰减的分布的光衰减-血流分布图的图像生成工序。

(发明的效果)

根据本发明，可以生成可以容易地得到受检对象的三维空间的信息的图像。

附图说明

图1为示出第一实施方式的图像生成系统的系统结构的一个示例的图。

图2为示出第一实施方式的图像生成装置的功能结构的一个示例的图。

图3为示出第一实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的一个示例的图。

图4为示出第一实施方式的图像生成装置的一系列动作的一个示例的图。

图5为示出第二实施方式的光衰减取得部的功能结构的一个示例的图。

图6为示出第三实施方式的图像生成装置的功能结构的一个示例的图。

图7为示出第四实施方式的图像生成装置所取得的图像、所运算的图像和所输出的图像的一个示例的图。

图8为示出利用现有技术得到的OCT图像和OCTA图像的一个示例的图。

图9为示出现有技术的在深度方向上进行分割的情况下的图像的一个示例的图。

图10为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的一个示例的图。

图11为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的第一断面的图。

图12为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的第一断面的OCT图像和OCTA图像的图。

图13为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的第二断面的图。

图14为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的第二断面的OCT图像和OCTA图像的图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。

图1为示出本实施方式的图像生成系统1的系统结构的一个示例的图。参照图1对图像生成系统1的系统结构的一个示例进行说明。图像生成系统1基于由OCT(OpticalCoherence Tomography：光学相干断层扫描仪)得到的受检对象的OCT图像，来生成可以容易地得到受检对象的三维空间的信息的图像。在本实施方式中，作为受检对象的一个示例，说明受检对象为眼球的情况下的一个示例。本实施方式并不限定于这一个示例，可以使用各种受检对象。

图像生成系统1包括OCT装置81、图像生成装置10和显示装置86。

OCT装置81向受检对象照射测定光，基于反射自受检对象的反射光和与测定光相对应的参照光的干涉状态，来取得OCT信号S

OCT装置81将OCT信号S

此外，OCT装置81对取得的OCT信号S

OCT装置81将OCTA信号S

图像生成装置10从OCT装置81取得显示受检对象的三维结构的OCT信号S

显示装置86显示由图像生成装置10输出的输出图像P

此外，图像生成系统1可以构成为包括未图示的存储装置以代替显示装置86，将由图像生成装置10输出的输出图像P

图2为示出第一实施方式的图像生成装置10的功能结构的一个示例的图。参照图2对图像生成装置10的功能结构的一个示例进行说明。

图像生成装置10包括光衰减取得部110、OCTA图像取得部(断层像取得部)120、图像生成部130和输出部140。

光衰减取得部110取得在OCT装置81取得OCT信号S

OCTA图像取得部120取得通过OCT装置81来从受检对象取得的OCTA信号S

图像生成部130基于取得的光衰减A(z)及OCTA信号S

以下，将由图像生成部130生成的二维图像记载为彩色图像E。彩色图像E为输出图像P

[数2]

E＝∑

式(1)中的函数T为转换传递的实参的操作，例如是从色彩表中选择一个的操作，所述色彩表为RGB(Red Green Blue：红绿蓝)的三维向量的一维数组。

在进行着色的情况下，基于光衰减A(z)的乘方来进行颜色的选择。如式(1)所示，例如，可以使作为三维血流信号的OCTA信号和基于光衰减A(z)的乘方的颜色向量相乘，来计算彩色图像E。在函数T中使用色彩表的情况下，将光衰减A(z)转换为示出数组内的元素的位置的索引(index：下标)([0、1、2、……])，选出特定的颜色。即，可基于光衰减A(z)来决定颜色，在深度z方向累计用血流信号OCTA(z)加权后的三维数据，由此计算彩色图像E。

此外，在式(1)示出的一个示例中，说明了色彩表T为基于光衰减A(z)的10次方的值的情况下的一个示例，但光衰减A(z)的指数并不限定于这一个示例。若光衰减A(z)的指数大，则即使在受检对象的血流的变化小的情况下，彩色图像E的变化也大。此外，若光衰减A(z)的指数小，则即使在受检对象的血流的变化大的情况下，彩色图像E的变化也小。此外，血流信号OCTA的变化使彩色图像E的亮度发生变化。即，通过光衰减A(z)的指数来调整彩色图像E的视认性。例如，可以根据各个受检对象的种类，来将光衰减A(z)的指数设定为规定的值。

如式(1)所示，图像生成部130基于规定的函数T、光衰减A(z)、OCTA断层像的层叠方向的位置z和OCTA信号OCTA(z)，来计算作为光衰减-血流分布图的彩色图像E。

输出部140输出由图像生成部130生成的二维图像(例如，彩色图像E)。在本实施方式中，输出部140向显示装置86输出彩色图像E，使彩色图像E显示于显示装置86。

图3为示出第一实施方式的图像生成装置10所输出的彩色图像E的一个示例的图。参照图3对图像生成装置10所输出的彩色图像E的一个示例进行说明。图3中的(A)至图3中的(C)均为示出对作为受检对象的眼球的一部分进行拍摄的结果的图。

图3中的(A)为示出本实施方式的彩色图像E的一个示例的图。如图3中的(A)所示，在彩色图像E中，可以通过色彩来同时识别受检对象的三维结构和血流。此外，彩色图像E为一张二维图像，而不是由多个二维图像构成的断层图像。

图3中的(B)为现有技术中的OCT断层图像的投影图的一个示例。图3中的(B)中示出受检对象的二维结构。在现有技术中的OCT投影图像中，无法识别受检对象的三维结构。此外，无法识别血流。

图3中的(C)为现有技术中的OCTA图像的一个示例。图3中的(C)中示出血流。现有技术中的OCTA图像通常为向深度方向的投影图，因此无法识别累计范围内的血流的深度。此外，无法识别受检对象的血流以外的分布。

图4为示出第一实施方式的图像生成装置10的一系列动作的一个示例的图。参照图4对图像生成装置10的一系列动作进行说明。

(步骤S100)光衰减取得部110取得光衰减A(z)。例如，光衰减取得部110从OCT装置81取得光衰减A(z)。

(步骤S110)OCTA图像取得部120取得OCTA信号S

(步骤S120)图像生成部130基于取得的光衰减A(z)，并基于取得的OCTA信号S

(步骤S130)输出部140输出由图像生成部130生成的彩色图像E。例如，输出部140向显示装置86输出彩色图像E，使彩色图像E显示于显示装置86。

[第一实施方式的总结]

根据上述实施方式，图像生成装置10包括光衰减取得部110和OCTA图像取得部120，由此，取得光衰减A(z)，并取得OCTA信号S

即，根据本实施方式，图像生成装置10通过从OCT装置81取得的光衰减A(z)及OCTA信号S

此外，根据上述实施方式，图像生成装置10可以生成显示受检对象的三维结构和血流的二维图像，因此可以容易地进行高精度的受检对象的图像诊断。此外，根据本实施方式，可以容易地进行高精度的受检对象的图像诊断，因此可以提高诊断精度。此外，根据本实施方式，可以容易地进行高精度的受检对象的图像诊断，因此可以容易地发现存在于受检对象的异常，可以降低忽略存在于受检对象的异常的风险。

此外，根据上述实施方式，图像生成装置10基于从OCT装置81取得的信息，来生成彩色图像E。即，根据本实施方式，可以将图像生成装置10附加(add on)设置于OCT装置81，因此可以容易地将图像生成装置10应用于现有的装置。因此，根据本实施方式，无需引入新的装置，可以容易地将图像生成装置10附加设置于现有装置。

此外，根据本实施方式，可以将图像生成装置10作为任选结构来应用于现有的装置。

此外，根据上述实施方式，受检对象为眼球。此外，由图像生成装置10输出的二维图像为通过亮度来显示作为受检对象的眼球内的血流分布、通过色彩来显示血流的断层像的断层方向的深度处的光衰减的图像。

因此，根据本实施方式，在诊断眼球的三维结构和血流时，无需像以往那样确认全部的多个层叠图像，而是可以通过确认一张二维图像，来迅速地识别眼球的三维结构和血流，可以仅在判断为需要准确地检查细节部分时确认断层图像。即，根据本实施方式，在诊断眼球的三维结构和血流的情况下，可以省略例如无遗漏地确认多个层叠图像这样的繁琐的过程。

[第二实施方式]

以下，参照附图对本发明的第二实施方式进行说明。

图5为示出第二实施方式的光衰减取得部110A的功能结构的一个示例的图。参照图5对光衰减取得部110A的功能结构的一个示例进行说明。光衰减取得部110A为光衰减取得部110的变形例。对与光衰减取得部110相同的结构付与相同的附图标记，因此存在省略说明的情况。

光衰减取得部110A包括OCT图像取得部111、OCT强度信号计算部112和光衰减计算部113。与光衰减取得部110不同的点在于，光衰减取得部110A基于从OCT装置81取得的OCT图像P

OCT图像取得部111从OCT装置81取得OCT图像P

OCT强度信号计算部112处理收集的光信号，计算OCT信号。在此，说明OCT强度信号I的计算方法。

首先，作为用于求出光的衰减的物理模型，存在朗伯比尔定律。基于朗伯比尔定律由下述的式(2)表示规定的深度的光的照射强度。

[数3]

式(2)中的L

[数4]

在此，通常来说，作为深度z的强度的模型表达式，深度z的OCT强度信号I(z)由下述的式(4)表示。在此，OCT强度信号I(z)通常用于校正与深度相关的信号衰减、噪声偏移和共焦效应，以与检测光强度成比例。

[数5]

OCT强度信号计算部112基于式(4)计算OCT强度信号I。

光衰减计算部113基于计算出的OCT强度信号I，来计算光衰减A(z)。在此，说明光衰减A(z)的计算方法。

首先，若根据式(3)和式(4)求出光衰减A(z)，则光衰减A(z)由下述的式(5)表示。

[数6]

在此，通过将A(0)＝1代入式(5)，可以得到式(6)。A(0)＝1为图像上部的最小深度处的光照射强度一定这一情形的假定。

[数7]

根据式(6)，可以将光衰减A(z)表示为下述的式(7)。

[数8]

式(7)为关于OCT强度信号I(z)的函数。即，光衰减计算部113可以应用式(7)而根据OCT强度信号I(z)来计算光衰减A(z)。

此外，在计算式(7)时，可以使用测定光在成像深度范围内全部衰减这一条件。变为I(z＞z

[第二实施方式的总结]

根据上述实施方式，光衰减取得部110A包括OCT图像取得部111、OCT强度信号计算部112和光衰减计算部113，由此，基于OCT信号S

因此，根据本实施方式，可以基于从OCT装置81取得的OCT信号S

此外，根据上述实施方式，光衰减取得部110A基于A(0)＝1这一情形的假定，来得到式(6)。光衰减取得部110A通过将式(6)应用于式(5)，来得到式(7)、即光衰减A(z)。即，光衰减取得部110A基于由OCT图像取得部111取得的OCT信号S

因此，根据本实施方式，基于A(0)＝1这一情形的假定来进行运算，因此无需使用复杂的计算式，可以通过简单的计算式来计算光衰减A(z)。

[第三实施方式]

以下，参照附图对本发明的第三实施方式进行说明。

图6为示出第三实施方式的图像生成装置10B的功能结构的一个示例的图。与图像生成装置10不同的点在于，图像生成装置10B还包括操作接收部310和包括代替图像生成部130的图像生成部130B。对与图像生成装置10相同的结构付与相同的附图标记，因此存在省略说明的情况。

操作接收部130接收用户的操作I

操作接收部130通过接收来自用户的操作I

图像生成部130B将利用操作接收部310并根据来自用户的操作I

即，在本实施方式中，图像生成部130B基于由光衰减取得部110取得的光衰减A(z)、由OCTA图像取得部120取得的OCTA信号S

输出部140将图像生成部130B生成的彩色图像E输出至显示装置86。

此外，在用户确认显示于显示装置86的彩色图像E后，判断为彩色图像E的视认性差的情况下，存在再次调整、调整彩色图像E的视认性的情况。在这种情况下，操作检测部310再次取得来自用户的操作I

[第三实施方式的总结]

根据上述实施方式，图像生成装置10B包括图像生成部130B，由此，在OCT图像P

此外，根据上述实施方式，图像生成装置10B还包括操作接收部310，由此，取得来自用户的操作I

此外，在将图像生成装置10应用于各种受检对象的情况下，最佳的光衰减A(z)的指数的值可能随应用程序而不同。根据本实施方式，通过包括操作接收部310，可以输出与各种应用程序相对应的、适当的彩色图像E。

[第四实施方式]

对于上述的第一实施方式至第三实施方式，作为第四实施方式进行更为详尽的说明。

首先，本实施方式的图像生成装置10的目的在于基于作为三维的数据的OCT信号S

在此，已知在受检对象为眼球的情况下，除血管网的受检对象异常之外，还发生视网膜的形态变化(增厚、浮肿等)、散射强度下降等受检对象异常。特别地，色素上皮层在视网膜的代谢中起到十分重要的作用，且为非常强地散射光的组织。因此，色素上皮层的异常会引起散射强度的下降。因此，需要容易地发现色素上皮层的异常。

以往，医师通过一张一张地观察显示出受检对象的三维结构的多个断层图像，来确定存在疾病的三维位置。然而，一张一张地确认多个图像的工作存在花费时间和精力的问题。

医师可以通过由图像生成装置10输出的一张二维图像，来进行把握疾病的有无的筛选。

图7为示出第四实施方式的图像生成装置所取得的图像、运算的图像和输出的图像的一个示例的图。参照图7示出的图像，来对第四实施方式的图像生成装置10的处理进行说明。

图7中的(A)示出基于由OCT装置81取得的OCT信号S

图像生成装置10可以通过进行上述处理，来利用色彩表达光的累积衰减。此外，图像生成装置10可以通过亮度来表达血流信号。因此，根据图像生成装置10，可以容易地判别色素上皮的光衰减下降。此外，根据图像生成装置10，可以容易地判别相对于色素上皮更靠近上方的位置的血管新生。此外，根据图像生成装置10，可以容易地判别在视网膜内生成了高光衰减组织。

根据本实施方式，图像生成装置10通过光的累积衰减而不是光的偏振均匀性来表示与高光衰减组织的深度。其中，偏振均匀性的变化是黑色素和纤维化组织特有的。然而，光衰减发生于各种组织。因此，根据本实施方式，图像生成装置10基于光的累积衰减而不是基于光的偏振均匀性，因此组织特异性低。

此外，根据本实施方式，图像生成装置10可以基于由市售的OCTA机器取得的信息，来生成二维图像。

[实施方式的效果]

参照图8至图14对实施方式的效果进行说明。参照图8和图9说明利用现有技术得到的图像的一个示例和现有技术的问题点，参照图10至图14说明利用本实施方式得到的图像的一个示例和本实施方式的效果。

图8为示出利用现有技术得到的OCT图像和OCTA图像的一个示例的图。图8中的(A)示出眼球的OCT图像的一个示例，图8中的(B)示出眼球的OCTA图像的一个示例。如图8所示，根据现有技术，难以根据一张二维图像来确定存在疾病的位置。此外，根据现有技术，可以一张一张地确认多个断层图像，以确定存在疾病的位置，但存在非常耗费时间和精力的问题。

图9为示出现有技术的在深度方向上进行分割(segmentation)的情况下的图像的一个示例的图。图9中的(A)为仅取出眼底的视网膜时的OCTA图像(Retinal OCTA：视网膜OCTA)，图9中的(B)为仅取出脉络膜时的OCTA图像(Choroidal OCTA：脉络膜OCTA)。

如此地，可以通过仅在深度方向上分割OCTA图像，来把握存在异常的组织。此外，可以通过参照脉络膜OCTA、即图9中的(B)，来推定在比作为色素上皮而分割的位置更深的位置存在异常血流。然而，无法把握色素上皮的状态(光衰减)。

更进一步地，作为仅在深度方向上分割OCTA图像的情况的问题点，可以举出需要准确地进行组织分割这一点。在异常组织的情况下，存在组织的结构崩溃、组织的边界变得模糊，或者不存在组织的边界的情况。因此，仅在深度方向上分割OCTA图像无法明确分割的结果到底意味着什么，存在观察者需要一边想象一边观察的问题。

图10为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的一个示例的图。参照图10来对图像生成装置10所输出的彩色图像的一个示例进行说明。图10中的(A)示出图像生成装置10所输出的彩色图像。在图10中的(A)中，对应于深度的颜色被着色。由图10中的(A)可知图中以圆来包围的部分存在疾病。图10中的(B)、图10中的(C)和图10中的(D)是为了改善视认性而从图10中的(A)的彩色图像中分别提取了红(R)、绿(G)、蓝(B)成分的图像。

而后，参照图11和图12，来对识别为存在疾病的位置的断面进行说明。

图11为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的第一断面的图。图11中的(A)至图11中的(D)分别对应图10中的(A)至图10中的(D)。图中示出的a-a’断面为通过图像生成装置10所输出的彩色图像，来确定出的存在疾病的位置的断面。在图12示出图11中的(A)至图11中的(D)所示出的a-a’断面。

图12为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的第一断面的OCT图像和OCTA图像的图。图12中的(A)示出图11中的(A)至图11中的(D)所示出的a-a’断面的OCT图像，图12中的(B)示出OCTA图像。由图12中的(A)和图12中的(B)可知，异常血流信号位于脉络膜上方、色素上皮下。此外，由图12中的(A)可知，异常血流信号上的色素上皮的光衰减下降，由此脉络膜的信号变高(参照图中椭圆部)。因此，认为在通过图像生成装置10来确定出的存在疾病的位置发生了异常结果。

图13为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的第二断面的图。参照图13来说明不同于a-a’断面的b-b’断面。图13中的(A)至图13中的(D)分别对应图10中的(A)至图10中的(D)。图中示出b-b’断面为通过图像生成装置10所输出的彩色图像，来确定出的存在疾病的位置的断面。在图14示出图13中的(A)至图13中的(D)所示出的b-b’断面。

图14为示出第四实施方式的图像生成装置所输出的彩色图像的第二断面的OCT图像和OCTA图像的图。图14中的(A)示出图13中的(A)至图13中的(D)所示出的b-b’断面的OCT图像，图14中的(B)示出OCTA图像。由图14中的(A)可知，色素上皮的光衰减下降，向着脉络膜的侵入深度上升。因此，认为在通过图像生成装置10来确定出的存在疾病的位置发生了异常结果。

根据上述实施方式，可以通过由图像生成装置10生成的一张彩色图像，来确定存在疾病的位置。因此，医师可以容易地将确定存在疾病的大致位置，而无需一张一张地筛选显示出受检对象的三维结构的多个断层图像。

因此，图像生成装置10可以生成可以容易地得到受检对象的三维空间的信息的图像。

此外，上述的图像生成装置10所具有的功能的全部或者一部分可以作为程序存储于计算机可读取的存储介质，通过计算机系统来执行该程序。计算机系统包括OS、外部设备等硬件。此外，计算机可读取的存储介质例如为软盘、磁光盘、只读存储器(Read OnlyMemory：ROM)、CD-ROM等便携式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置、互联网等网络上的服务器等所具有的易失性内存(Random Access Memory：RAM)。此外，易失性内存为在一定的时间内保持程序的存储介质的一个示例。

此外，上述程序也可以通过传输介质，例如互联网等网络、电话线路等通信线路，来传输至其他的计算机系统。

此外，上述程序可以是实现上述功能的全部或者一部分的程序。此外，实现上述功能的一部分的程序也可以是通过与预先存储于计算机系统的程序进行组合而实现上述功能的程序，即所谓的差分程序。

以上，参照附图说明了本发明的实施方式，但具体的结构包括不脱离本发明的主旨的范围的设计变更，而不仅仅限定于上述的实施方式。

(附图标记的说明)

1：图像生成系统；10：图像生成装置；81：OCT装置；

86：显示装置；110：光衰减取得部；120：OCTA图像取得部；

130：图像生成部；140：输出部；111：OCT图像取得部；

112：OCT强度信号计算部；113：光衰减计算部；

310：操作接收部；A(z)：光衰减；P

P

E：彩色图像；T：色彩表；I：OCT强度信号