專利名稱：眼科設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種眼科設(shè)備及其控制方法，尤其涉及如下的眼科設(shè)備及其控制方法在檢測(cè)生物運(yùn)動(dòng)時(shí)，在執(zhí)行眼底圖像的模式匹配的情況下，對(duì)提取模板圖像所使用的眼底圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)。
背景技術(shù)：
近年來，作為用于疾病早期檢測(cè)的醫(yī)學(xué)圖像，在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中使用以眼底圖像為代表的眼科圖像。然而，在使用眼科圖像的醫(yī)學(xué)實(shí)踐中，拍攝期間的眼運(yùn)動(dòng)的影響多年來被認(rèn)為是ー個(gè)嚴(yán)重問題。具體地，眼運(yùn)動(dòng)可能降低眼科圖像的清晰度，從而影響診斷或治療的精度的提高。人眼即使在固視一點(diǎn)期間，也反復(fù)無意識(shí)地輕微振動(dòng)。將其稱之為無意識(shí)眼動(dòng)。 由于患者無法有意識(shí)地停止無意識(shí)眼動(dòng)，因而在眼部的診斷或治療中，需要利用醫(yī)療器具或操作者來消除無意識(shí)眼動(dòng)的影響。對(duì)于高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)實(shí)踐，重要的是在不依賴操作者技術(shù)的情況下來消除無意識(shí)眼動(dòng)。為此，醫(yī)療器具需要具有針對(duì)眼運(yùn)動(dòng)的對(duì)策。例如，如文獻(xiàn)“Daniel X. Hammer, R. DanielFerguson,John C. Magi 11,and Michael A. White,' Image stabilization for scanninglaser ophthalmoscopy' ,OPTIC S EXPRESS 10 (26)，1542-1549 (2002) ” 中所述，公開了ー種用于以圓周運(yùn)動(dòng)向視盤應(yīng)用光并根據(jù)反射的變化來檢測(cè)和校正眼運(yùn)動(dòng)的追蹤技木。然而，除檢眼鏡以外，該文獻(xiàn)所公開的技術(shù)還麻煩地需要添加用于檢測(cè)眼運(yùn)動(dòng)的硬件。因此，如日本特開平10-234674所述那樣，提出了一種可以在無需添加用于檢測(cè)眼運(yùn)動(dòng)的硬件的情況下實(shí)現(xiàn)的追蹤方法。這是ー種用于使用通常包括在對(duì)準(zhǔn)用的檢眼鏡中的眼底觀察設(shè)備檢測(cè)眼底在橫向(與眼深度方向垂直的方向)上的運(yùn)動(dòng)并執(zhí)行追蹤的方法。另外，如日本專利04466968號(hào)所公開那樣，還提出了如下方法，其中，在斷層圖像攝像設(shè)備中，該方法用于掃描眼底以拍攝隨時(shí)間移位的位置處的眼底在垂直方向(眼深度方向)上的斷層圖像，并且使用根據(jù)斷層圖像所合成的三維圖像來檢測(cè)眼運(yùn)動(dòng)。通常，在執(zhí)行追蹤的情況下，從整個(gè)眼底圖像提取具有特定特征的小區(qū)域，并且可以通過檢測(cè)多個(gè)連續(xù)眼底圖像之間的小區(qū)域的運(yùn)動(dòng)來檢測(cè)整個(gè)眼底的運(yùn)動(dòng)。利用該方法，與檢測(cè)整個(gè)眼底的運(yùn)動(dòng)相比，需要的計(jì)算量較少，因而有效地檢測(cè)眼底的運(yùn)動(dòng)。將此時(shí)所使用的具有特定特征的小區(qū)域的圖像稱為模板圖像(template image)，并且使用模式匹配的技術(shù)來檢測(cè)模板圖像的運(yùn)動(dòng)。模式匹配是ー種用于從要參考的整個(gè)圖像中捜索與模板圖像最相似的區(qū)域的技術(shù)。在以使用模板圖像的模式匹配檢測(cè)眼底的運(yùn)動(dòng)時(shí)，在一些情況下，所選擇的模板圖像與要檢測(cè)的區(qū)域不匹配或者與并非要檢測(cè)的區(qū)域相匹配，因而導(dǎo)致誤檢測(cè)。因此，必須適當(dāng)?shù)剡x擇模板圖像。另外，為了適當(dāng)?shù)剡x擇模板圖像，重要的是提取模板圖像的眼底圖像是不包括眼運(yùn)動(dòng)的適當(dāng)圖像。如上所述，對(duì)于利用模式匹配的追蹤技術(shù)，提取模板圖像用的眼底圖像的選擇非常重要。然而，在傳統(tǒng)方法中，在模板圖像的提取時(shí)，不對(duì)眼底圖像是否是適當(dāng)圖像進(jìn)行判斷。因此，如果沒有完成模式匹配，則在攝像期間需要再次提取模板圖像，這增加了提取模板圖像所需的時(shí)間和作業(yè)，并且不可避免地増加了操作者和患者的負(fù)擔(dān)。根據(jù)上述日本特開平10-234674，公開了如下方法，其中，該方法用于從眼底圖像選擇具有特征的多個(gè)小區(qū)域，并且對(duì)之后所拍攝的眼底圖像執(zhí)行匹配以檢測(cè)眼底圖像隨時(shí)間的變化。然而，并沒有公開如下內(nèi)容對(duì)選擇小區(qū)域的眼底圖像是否包括眼運(yùn)動(dòng)進(jìn)行判斷。因此，無法判斷小區(qū)域是否適當(dāng)，并且在沒有完成匹配時(shí)，需要再次選擇小區(qū)域，這增加了操作者和患者的負(fù)擔(dān)。根據(jù)日本專利04466968號(hào)，公開了如下技術(shù)，其中，該技術(shù)用于對(duì)隨時(shí)間在橫向上移位的位置處所拍攝的眼底的多個(gè)斷層圖像進(jìn)行合成以構(gòu)成三維圖像，并且從該三維圖像中獲取眼底的橫向ニ維圖像以檢測(cè)眼底的運(yùn)動(dòng)。然而，由于需要用于獲取和合成多個(gè)斷層圖像并且進(jìn)一歩將該圖像轉(zhuǎn)換成眼底的橫向圖像的步驟，因而在攝像期間無法高速檢測(cè)運(yùn)動(dòng)。另外，日本專利04466968號(hào)并沒有公開用于提取模板圖像以執(zhí)行追蹤的技木。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本發(fā)明的目的是在提取模板圖像時(shí)，選擇受到眼運(yùn)動(dòng)的影響較少的眼底圖像。本發(fā)明的另一目的是通過選擇受到眼運(yùn)動(dòng)的影響較少的眼底圖像來縮短攝像時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下所述進(jìn)行配置的眼科設(shè)備及其控制方法。本發(fā)明提供ー種眼科設(shè)備，其使用從被檢眼的眼底圖像中所提取的模板圖像來檢測(cè)所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)，包括獲取單元，利用測(cè)量光掃描所述被檢眼，以獲取所述被檢眼的眼底圖像；以及判斷単元，判斷所獲取的眼底圖像是否是受到所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)影響較少的眼底圖像，其中，所述模板圖像是從通過所述判斷単元判斷為不受影響的眼底圖像中所提取的圖像。本發(fā)明還提供ー種眼科設(shè)備的控制方法，其中，所述眼科設(shè)備用于使用從被檢眼的眼底圖像中所提取的模板圖像來檢測(cè)所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)，所述控制方法包括以下步驟從所述被檢眼獲取眼底圖像；以及判斷步驟，用于判斷所述眼底圖像是否受到所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響，其中，所述模板圖像是從所述判斷步驟中被判斷為不受影響的眼底圖像中所提取的圖像。本發(fā)明還提供了ー種用于記錄使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述眼科設(shè)備的控制方法的各個(gè)步驟的程序的記錄介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，在提取模板圖像時(shí)，可以選擇受到眼運(yùn)動(dòng)的影響較少的眼底圖像。通過以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖I示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例I的眼科攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。圖2示出本發(fā)明實(shí)施例I中的用于確定追蹤模板的流程。圖3A、3B和3C示出本發(fā)明實(shí)施例I中的對(duì)眼底圖像的評(píng)價(jià)。圖4示出本發(fā)明實(shí)施例2中的用于確定追蹤模板的流程。、
圖5A、5B和5C示出本發(fā)明實(shí)施例2中的對(duì)眼底圖像的評(píng)價(jià)。圖6A、6B、6C和6D示出本發(fā)明實(shí)施例2中的對(duì)眼底圖像的評(píng)價(jià)。圖7示出本發(fā)明實(shí)施例3中的用于確定追蹤模板的流程。圖8A、8B和8C示出本發(fā)明實(shí)施例3中的對(duì)眼底圖像的評(píng)價(jià)。圖9示出本發(fā)明實(shí)施例3中的用于評(píng)價(jià)圖像的模板圖像。圖10示出本發(fā)明實(shí)施例I中的搜索點(diǎn)。圖11A、11B、11C和IlD示出本發(fā)明實(shí)施例3中的對(duì)眼底圖像的評(píng)價(jià)。
圖12示出本發(fā)明實(shí)施例4中的用于確定追蹤模板的流程。圖13示出本發(fā)明實(shí)施例4中的對(duì)眼底圖像的評(píng)價(jià)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。在本實(shí)施例中，將說明應(yīng)用了本發(fā)明的掃描激光檢眼鏡(SLO)。特別地，這里將說明這樣ー種設(shè)備，該設(shè)備從所拍攝的第一眼底圖像中提取模板圖像，對(duì)另外所拍攝的第二眼底圖像執(zhí)行模式匹配以評(píng)價(jià)眼底圖像，并且確定被檢眼的追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。然而，本發(fā)明不局限于此，而且包括用于對(duì)于所提取的模板圖像(還稱為特征圖像)使用一個(gè)或多個(gè)眼底圖像來評(píng)價(jià)圖像的方法。眼底圖像攝像設(shè)備SL0首先，參考圖1，將說明本實(shí)施例中的掃描激光檢眼鏡(SLO)的光學(xué)系統(tǒng)的整體示意性結(jié)構(gòu)。為了便于繪制，圖I示出多個(gè)存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109，但是這些存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109實(shí)際上是同一組件。通過半透半反鏡103使作為從光源101發(fā)射的測(cè)量光的照明光111偏轉(zhuǎn)，并且利用XY掃描器104進(jìn)行掃描。在本發(fā)明中，XY掃描器104對(duì)應(yīng)于掃描單元。在XY掃描器104和被檢眼108之間，配置用于將照明光111應(yīng)用于眼底107的透鏡106-1和106-2。為了簡(jiǎn)化，將XY掃描器104示出為ー個(gè)鏡，但是，實(shí)際上是相互靠近地配置的X掃描鏡和Y掃描鏡這兩個(gè)鏡。因此，XY掃描器104可以與光軸垂直地對(duì)眼底107執(zhí)行光柵化掃描。入射到被檢眼108的照明光111通過眼底107進(jìn)行反射或散射，并且作為返回光112返回。返回光112再次入射到半透半反鏡103，并且透過半透半反鏡103的光入射到傳感器102。傳感器102將眼底107上的各測(cè)量區(qū)域的返回光112的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓，并且將表示該電壓的信號(hào)發(fā)送給存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109用作獲取單元，其中，該獲取単元使用所發(fā)送的信號(hào)生成ニ維眼底圖像，利用測(cè)量光掃描被檢眼，并且獲取被檢眼的眼底圖像。此外，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109從該眼底圖像中提取包括血管的交叉/分支區(qū)域的特征區(qū)域作為模板圖像。利用所提取的模板圖像對(duì)新生成的眼底圖像執(zhí)行模式匹配以檢測(cè)被檢眼的運(yùn)動(dòng)(移動(dòng)量的計(jì)算)。此外，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109根據(jù)計(jì)算出的移動(dòng)量來控制XY掃描器104的掃描角度以執(zhí)行追蹤。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109包括用于外部輸入的鍵盤或鼠標(biāo)(未示出)。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109控制眼底攝像的開始和結(jié)束。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109包括監(jiān)視器(未示出)，并且可以顯示眼底圖像或者用于指定被檢眼的指定信息(左眼或右眼、被檢者的個(gè)人數(shù)據(jù))。將由存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109提取的模板圖像與輸入的指定信息一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109中。眼底圖像的獲取I圖2示出用于使用本實(shí)施例的眼底攝像設(shè)備來確定執(zhí)行追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像的流程。圖3A 3C示出從所拍攝的眼底圖像對(duì)模板圖像的提取和模式匹配。如果該設(shè)備的操作者通過存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109發(fā)出用于開始拍攝眼底圖像的命令，則光源101發(fā)射照明光111。與用于開始拍攝眼底圖像的命令同時(shí)，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109開始利用XY掃描器104進(jìn)行掃描。照明光111通過XY掃描器104進(jìn)行掃描，并且穿過透鏡106-1和106-2，然后入射到被檢眼108以與光軸垂直地對(duì)眼底107執(zhí)行光柵化掃描。由眼底107反射或散射的返回光112沿著相反方向在光路上行迸，穿過半透半反鏡103并入射到傳感器102。將通過傳感器102被轉(zhuǎn)換成電壓的信號(hào)發(fā)送給存 儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109以生成第一眼底圖像301 (步驟202)。在本實(shí)施例中，獲取2000像素X2000像素大小的眼底圖像。模板圖像的提取I存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109從所生成的第一眼底圖像中提取用于圖像評(píng)價(jià)的模板圖像(步驟203)。對(duì)于模板圖像的提取，可以提取眼底圖像中的諸如血管的分支/交叉等的特征點(diǎn)，但不局限于此。還可以使用視盤等作為特征點(diǎn)。將所提取的模板圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109中。同時(shí)存儲(chǔ)用于指定所提取的模板圖像在第一眼底圖像上的位置的坐標(biāo)?？梢蕴崛≈辽侃`個(gè)模板圖像，但是為了更精確地進(jìn)行圖像評(píng)價(jià)，期望提取多個(gè)模板圖像。此外，期望模板圖像的提取區(qū)域相對(duì)地彼此分開。在本實(shí)施例中，將第一眼底圖像圍繞作為原點(diǎn)的中心分割成四個(gè)象限，并且從每一象限提取ー個(gè)模板圖像。從第一眼底圖像中獲取到四個(gè)模板圖像302、303、304和305。此外，模板圖像的大小并沒有限制，而是可以大于血管的交叉/分支區(qū)域。在本實(shí)施例中，模板圖像的大小為140像素X 140像素。對(duì)于特征點(diǎn)的提取，可以使用通常所實(shí)現(xiàn)的技木，并且省略對(duì)其的詳細(xì)說明。眼底圖像的獲取2在完成模板圖像的提取時(shí)，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109向光源101、傳感器102和XY掃描器104發(fā)送用于開始拍攝眼底圖像的信號(hào)，以拍攝第二眼底圖像311 (步驟204)。樽式匹配I當(dāng)獲取到第二眼底圖像311時(shí)，捜索眼底圖像中的與模板圖像302、303、304和305一致的點(diǎn)(以下稱為匹配)(步驟205)。捜索點(diǎn)可以是整個(gè)第二眼底圖像311，但是為了更高速地進(jìn)行圖像評(píng)價(jià)，期望限制捜索點(diǎn)。在這種情況下，可以將限制在獲取到模板圖像時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109中的模板圖像的坐標(biāo)周圍的點(diǎn)設(shè)置為捜索點(diǎn)。在本實(shí)施例中，將提取出模板圖像的坐標(biāo)周圍的280像素X280像素的點(diǎn)設(shè)置為搜索點(diǎn)316、317、318和319，并且將這些搜索點(diǎn)與模板圖像進(jìn)行比較和匹配。此時(shí)，在模板圖像和與該模板圖像處于相同象限中的捜索點(diǎn)之間執(zhí)行匹配。圖10使用圖3A 3C中的附圖標(biāo)記示出本實(shí)施例中的模板圖像和捜索點(diǎn)之間的關(guān)系。對(duì)于匹配方法，可以使用通常所實(shí)現(xiàn)的模式匹配技木，并且省略對(duì)其的詳細(xì)說明。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109執(zhí)行匹配，判斷捜索點(diǎn)與模板圖像的相似程度，并且顯示結(jié)果作為相似度。為了計(jì)算相似度，例如，可以使用相關(guān)函數(shù)。通過將相似度與特定閾值進(jìn)行比較來判斷是否完成匹配。操作者可以任意設(shè)置閾值。因此，對(duì)于四個(gè)模板圖像執(zhí)行判斷，以使得在相似度小于閾值時(shí)，判斷為沒有完成匹配，并且當(dāng)相似度在閾值以上時(shí)，判斷為完成匹配。此外，判斷是否對(duì)所有四個(gè)模板圖像都完成了匹配(步驟206)。此吋，與之后的步驟211相同，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109用作用于判斷所獲取的眼底圖像是否受到被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響的判斷単元。可選地，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109用作選擇單元，其中，該選擇単元用于在獲取的多個(gè)圖像中選擇受被檢眼的運(yùn) 動(dòng)的影響較少的圖像或者所受影響的程度不大于獲取預(yù)定相似度所利用的閾值的圖像。如果判斷為完成匹配，則判斷為第一眼底圖像301和第二眼底圖像311受到眼運(yùn)動(dòng)的影響較少，并且是相同的眼底圖像，而且確定追蹤模板圖像(步驟207)?？梢栽俅翁崛√卣鼽c(diǎn)作為追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像，但是還可以使用已提取的模板圖像。將簡(jiǎn)要說明眼運(yùn)動(dòng)(被檢眼的運(yùn)動(dòng))。由于包括震顫、閃爍和漂移的無意識(shí)眼動(dòng)或頭部運(yùn)動(dòng)而發(fā)生眼運(yùn)動(dòng)。作為被檢眼的運(yùn)動(dòng)對(duì)眼底圖像的影響，眼運(yùn)動(dòng)的結(jié)果表現(xiàn)為眼底圖像的不連續(xù)性、伸縮以及轉(zhuǎn)動(dòng)的其中ー種。在本實(shí)施例中，將受到眼運(yùn)動(dòng)(被檢眼的運(yùn)動(dòng))的影響較少(或者不受影響)稱為對(duì)所拍攝的眼底圖像無法執(zhí)行判斷，也就是說，在眼底圖像的拍攝期間沒有發(fā)生大于眼底圖像的分辨率的運(yùn)動(dòng)。然而，這顯然不局限于以上所述。在本實(shí)施例中，當(dāng)所有模板圖像匹配時(shí)，判斷為模板圖像在圖像獲取期間受到眼運(yùn)動(dòng)的影響較少，并且是相同的眼底圖像，但是不局限于此。操作者還可以根據(jù)被檢眼或者患者的狀況來任意設(shè)置判斷標(biāo)準(zhǔn)。在本實(shí)施例中，當(dāng)模板圖像302和303與第二眼底圖像311上的搜索點(diǎn)316和317不匹配時(shí)(圖3B)，判斷為第一眼底圖像301或第二眼底圖像311在圖像獲取期間受到眼運(yùn)動(dòng)的影響。眼底圖像的獲取3當(dāng)判斷為第一眼底圖像301或第二眼底圖像311受到眼運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109再次獲取眼底圖像作為第三眼底圖像321 (步驟209)。樽式匹配2在完成第三眼底圖像321的獲取時(shí)，利用模板圖像302、303、304和305執(zhí)行匹配(步驟210)。在判斷為完成匹配時(shí)，判斷為第一眼底圖像301和第三眼底圖像321受到眼運(yùn)動(dòng)的影響較少，并且是相同眼底圖像，而第二眼底圖像311受到眼運(yùn)動(dòng)的影響。另ー方面，當(dāng)在這里沒有完成匹配時(shí)，判斷為第一眼底圖像301受到眼運(yùn)動(dòng)的影響。當(dāng)判斷為完成匹配時(shí)，確定追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像(步驟212)。另外，可以再次提取特征點(diǎn)作為追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像，但是還可以使用已提取的模板圖像。在本實(shí)施例中，模板圖像302和303與第三眼底圖像321上的搜索點(diǎn)326和327不匹配(圖3C)。該結(jié)果表示提取模板圖像的第一眼底圖像301受到眼運(yùn)動(dòng)的影響。因此，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109判斷為第一眼底圖像301不適于提取追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。
模板圖像的提取2由于判斷為第一眼底圖像301不適于提取追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像，因而從第ニ眼底圖像311中提取追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像(步驟214)。此時(shí)，可以使用第三眼底圖像來提取追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。此時(shí)，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109還用作如下的提取單元，其中，該提取単元用于從被判斷為不受被檢眼的運(yùn)動(dòng)影響的眼底圖像中提取至少ー個(gè)特征點(diǎn)，作為校正被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響所使用的模板圖像。將步驟214由存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109所提取的模板圖像確定為追蹤模板圖像(步驟215)?？梢灾貜?fù)相同處理以提取最佳模板圖像。例如，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109判斷從第二眼底圖像311所提取的模板圖像是否與第三眼底圖像321上的捜索點(diǎn)326 329中的圖像匹配。當(dāng)圖像匹配時(shí)，從第二眼底圖像311中確定追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。另ー方面，當(dāng)圖像不匹配吋，如步驟209 —祥，獲取新的第四圖像，并且如步驟210 —祥，在第二圖像和第四圖像之間執(zhí)行匹配。當(dāng)沒有完成匹配時(shí)，如步驟214—祥，從第三圖像提取模板圖像。同樣地，可以獲取新的圖像以確定模板圖像，直到完成匹配為止。在本實(shí)施例中，從第一圖像提取模板圖像(步驟203)，然后獲取第二圖像(步驟204)，并且根據(jù)匹配的判斷(步驟206)的結(jié)果獲取第三圖像(步驟209)，但是可以在步驟202預(yù)先獲取第二圖像和第三圖像來執(zhí)行該處理。還可以預(yù)先獲取第四圖像。如上所述對(duì)眼底圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而可以選擇不受眼運(yùn)動(dòng)影響的眼底圖像以提取追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。具體地，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109判斷為眼底圖像不受被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響，以提取和選擇追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109用作用于使用所選擇的圖像檢測(cè)被檢眼的運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)單元。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理単元109用作用于參考模板圖像來校正被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響以執(zhí)行追蹤的校正単元。在這種情況下，可以基于提取模板圖像的眼底圖像或者新拍攝的眼底圖像來設(shè)置基準(zhǔn)坐標(biāo)。這可以減輕眼底攝像期間操作者和患者的負(fù)擔(dān)以執(zhí)行高精度的追蹤。在本實(shí)施例中，說明了 SL0，但是即使將該方法應(yīng)用于眼底圖像獲取設(shè)備尤其是光學(xué)相干斷層成像儀(OCT)等，也可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。該方法可以應(yīng)用于包括作為攝像單元的ニ維CXD的眼底照相機(jī)。在上述實(shí)施例中，說明了眼底圖像，但是并不局限于此?？梢詫⒈緦?shí)施例應(yīng)用于前眼部圖像。下面所述的實(shí)施例同樣可應(yīng)用于前眼部圖像。根據(jù)本實(shí)施例，可以提供ー種眼科設(shè)備及其控制方法，其中，該眼科設(shè)備在眼底攝像時(shí)降低模板圖像提取的誤差，從而提高匹配精度并減輕操作者和患者的負(fù)擔(dān)，并且可以選擇受到眼運(yùn)動(dòng)的影響較少的眼底圖像。實(shí)施例2在本實(shí)施例中，將說明應(yīng)用本發(fā)明的掃描激光檢眼鏡(SLO)。特別地，這里將說明這樣ー種設(shè)備，該設(shè)備從所拍攝的多個(gè)眼底圖像中提取模板圖像，執(zhí)行模板圖像之間的匹配以評(píng)價(jià)眼底圖像，并且確定追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。在本實(shí)施例中，將參考圖1、4和5來特別說明用于使用三個(gè)眼底圖像來評(píng)價(jià)眼底圖像的方法。本實(shí)施例具有與實(shí)施例I相同的結(jié)構(gòu)，因此將省略對(duì)結(jié)構(gòu)的說明。眼底圖像的獲取
當(dāng)操作者通過存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109發(fā)出用于獲取眼底圖像的命令吋，眼科攝像設(shè)備100獲取多個(gè)眼底圖像(步驟402)。在本實(shí)施例中，獲取第一眼底圖像501、第二眼底圖像511和第三眼底圖像521這三個(gè)眼底圖像。操作者可以將所拍攝的眼底圖像的數(shù)量任意設(shè)置成兩個(gè)以上。模板圖像的提取當(dāng)完成攝像時(shí)，從眼底圖像中提取模板圖像502、503、504、505、512、513、514、515、522、523、524 和 525 (步驟 403)。樽式兀配當(dāng)完成模板圖像的提取時(shí)，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109使用從眼底圖像的同一象限中所提取的模板圖像來執(zhí)行匹配(步驟404)。在本實(shí)施例的第一象限中，進(jìn)行模板圖像502和512之間、502和522之間、以及512和522之間的匹配。在第二象限、第三象限和第四象限中也執(zhí)行匹配。 通過存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109執(zhí)行匹配，以判斷從同一象限所提取的模板圖像的相似程度，并且將結(jié)果顯示為相似度。通過將相似度與特定閾值進(jìn)行比較來判斷是否完成匹配。操作者可以任意設(shè)置閾值。因此，當(dāng)相似度小于閾值時(shí)，判斷為沒有完成匹配，并且當(dāng)相似度在閾值以上時(shí)，判斷為完成匹配。通過每一象限中模板匹配的程度來判斷眼底圖像是否受到眼運(yùn)動(dòng)的影響(步驟405)。在本實(shí)施例中，判斷為模板在所有象限中均匹配的圖像大致是同一圖像。然而，并不局限于本實(shí)施例中的設(shè)置，操作者還可以根據(jù)被檢眼和患者的狀況來任意設(shè)置圖像的判斷標(biāo)準(zhǔn)。在本實(shí)施例中，如圖6A 6D所示，第三眼底圖像521上的模板523與第一眼底圖像501上的模板503和第二眼底圖像511上的模板513不匹配，而其它模板匹配。因此，判斷為第一眼底圖像501和第二眼底圖像511大致是不受眼運(yùn)動(dòng)影響的同一眼底圖像。另ー方面，判斷為第三眼底圖像521是受到眼運(yùn)動(dòng)影響的眼底圖像。當(dāng)判斷為任ー圖像都不匹配時(shí)，處理可以返回(眼底圖像的獲取)(步驟402)，并且可以再次獲取多個(gè)圖像。樽板圖像的確定當(dāng)完成匹配并且判斷為圖像不受眼運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，從眼底圖像中提取特征點(diǎn)作為追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。此時(shí)，當(dāng)可以使用針對(duì)眼底圖像的評(píng)價(jià)所提取的模板圖像來進(jìn)行追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，不必提取新的模板圖像，并且可以使用已提取的模板圖像作為追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。如上所述對(duì)眼底圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)，因而可以選擇不受眼運(yùn)動(dòng)影響的眼底圖像來提取追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。這可以減輕眼底攝像期間操作者和患者的負(fù)擔(dān)，從而高精度地執(zhí)行追蹤。在本實(shí)施例中，說明了 SL0，但是即使將該方法應(yīng)用于眼底圖像獲取設(shè)備尤其是OCT設(shè)備等，也可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。該方法可應(yīng)用于包括作為攝像単元的ニ維CCD的眼底照相機(jī)。實(shí)施例3在實(shí)施例3中，將說明這樣ー種設(shè)備，該設(shè)備并非提取特征點(diǎn)作為模板圖像，而是從第一眼底圖像中獲取操作者任意確定的坐標(biāo)周圍的區(qū)域作為模板圖像，并且對(duì)多個(gè)眼底圖像執(zhí)行匹配以進(jìn)行評(píng)價(jià)。在本實(shí)施例中，將參考圖1、7、8和9來特別說明使用從第一眼底圖像所選擇的模板圖像對(duì)第二眼底圖像和第三眼底圖像執(zhí)行模式匹配的設(shè)備。
本實(shí)施例具有與實(shí)施例I相同的結(jié)構(gòu)，因此將省略對(duì)結(jié)構(gòu)的說明。將省略對(duì)與實(shí)施例I和2重復(fù)的部分的說明。眼底圖像的獲取I對(duì)獲取模板圖像的第一眼底圖像801進(jìn)行獲取(步驟702)。在本實(shí)施例中，獲取2000像素X2000像素大小的眼底圖像。模板圖像的提取I當(dāng)獲取到第一眼底圖像801時(shí)，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109提取圖像評(píng)價(jià)用的模板圖像(步驟703)?？梢詮牡谝谎鄣讏D像中任意選擇模板圖像的提取區(qū)域，但是期望將預(yù)期包括許多血管的分支或交叉的區(qū)域預(yù)先設(shè)置為眼底圖像中的特征點(diǎn)?？梢蕴崛≈辽侃`個(gè)模板圖像，但是為了更精確的圖像評(píng)價(jià)，期望提取多個(gè) 模板圖像。此外，期望模板圖像的提取區(qū)域相對(duì)地彼此分開。在本實(shí)施例中，將第一眼底圖像圍繞作為原點(diǎn)的中心分割成四個(gè)象限，并且從每一象限提取ー個(gè)模板圖像。從第一眼底圖像獲取到四個(gè)模板圖像802、803,804和805 (圖8A)。這些模板圖像是圍繞作為原點(diǎn)的眼底圖像的中心從圖9所示的坐標(biāo)處所獲取到的。在本實(shí)施例中，模板圖像的大小為140像素X 140像素。眼底圖像的獲取2在提取到模板圖像時(shí)，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109再次獲取模式匹配用的眼底圖像(步驟704)。此時(shí)，可以獲取至少ー個(gè)圖像，但是還可以獲取多個(gè)圖像以提高圖像評(píng)價(jià)的精度。所獲取的眼底圖像的數(shù)量沒有限制，而是可以由操作者任意確定。在本實(shí)施例中，新獲取第二眼底圖像811和第三眼底圖像821。在本實(shí)施例中，在提取模板圖像之后獲取眼底圖像，但是還可以在獲取第一眼底圖像(步驟702)時(shí)獲取多個(gè)眼底圖像，并且也可以使用這些眼底圖像中的一部分。樽式匹配當(dāng)獲取到多個(gè)眼底圖像時(shí)，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109使用從第一眼底圖像801所提取的模板圖像802、803、804和805執(zhí)行模式匹配(步驟705)(圖8B)。對(duì)步驟704所獲取的多個(gè)眼底圖像執(zhí)行模式匹配，并且在本實(shí)施例中，對(duì)第二眼底圖像811和第三眼底圖像821執(zhí)行模式匹配。匹配中的捜索點(diǎn)可以是整體的第二眼底圖像811和第三眼底圖像821，但是為了更高速地進(jìn)行圖像評(píng)價(jià)，期望限制捜索點(diǎn)。在這種情況下，可以將限制在獲取模板圖像時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109中的模板圖像的坐標(biāo)周圍的點(diǎn)設(shè)置為搜索點(diǎn)。在本實(shí)施例中，將提取圖9所示的各模板圖像的坐標(biāo)周圍的280像素X280像素的點(diǎn)設(shè)置為匹配用的搜索點(diǎn)816、817、818、819、826、827、828和829。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109判斷是否完成匹配(步驟706)。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109執(zhí)行匹配，判斷從同一象限所提取的模板圖像的相似程度，并且將結(jié)果顯示為相似度。通過每一象限中模板匹配的程度來判斷眼底圖像是否受到眼運(yùn)動(dòng)的影響。在本實(shí)施例中，判斷為模板在所有象限中均匹配的圖像大致是同一圖像。然而，并不局限于本實(shí)施例的設(shè)置，操作者還可以根據(jù)被檢眼或患者的狀況來任意設(shè)置判斷標(biāo)準(zhǔn)。圖IlA IlD示出匹配的結(jié)果。在本實(shí)施例中，根據(jù)圖IlA IlD所示的匹配結(jié)果，判斷為第一眼底圖像801和第三眼底圖像821大致是同一圖像。在本實(shí)施例中，判斷為第一眼底圖像801和第三眼底圖像821大致是同一圖像，但是如果所有圖像都不匹配，則處理可以返回到步驟702以重新開始這些步驟。模板圖像的提取2當(dāng)完成匹配并且判斷為圖像不受眼運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，從眼底圖像提取特征點(diǎn)作為追蹤模板圖像。在本實(shí)施例中，從第一眼底圖像801提取特征點(diǎn)。在本實(shí)施例中，特征點(diǎn)可以從第一眼底圖像801提取，但是也可以從第三眼底圖像821提取。此外，當(dāng)對(duì)多個(gè)眼底圖像完成了匹配時(shí)，可以從匹配的眼底圖像所選擇出的任意眼底圖像中提取特征點(diǎn)。如上所述對(duì)眼底圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此可以選擇不受眼運(yùn)動(dòng)影響的眼底圖像，以提取追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。這可以減輕眼底攝像期間操作者和患者的負(fù)擔(dān)，從而高精度地執(zhí)行追蹤。在本實(shí)施例中，說明了 SL0，但是即使將該方法應(yīng)用于眼底圖像獲取設(shè)備尤其是OCT設(shè)備等，也可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。該方法還可應(yīng)用于包括作為攝像単元的ニ維CXD的眼底照相機(jī)。 實(shí)施例4在本實(shí)施例中，將說明這樣ー種設(shè)備，該設(shè)備獲取ー個(gè)眼底圖像，判斷該眼底圖像是否受到眼運(yùn)動(dòng)的影響，并且確定追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。在本實(shí)施例中，將參考圖I、12和13來特別說明如下的設(shè)備，其中，該設(shè)備用于檢測(cè)眼底圖像的不連續(xù)性以判斷是否存在眼運(yùn)動(dòng)，并且確定追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。眼底圖像的獲取獲取進(jìn)行評(píng)價(jià)所使用的ー個(gè)眼底圖像1300(步驟1202)。連續(xù)件的判斷存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109根據(jù)所獲取的眼底圖像1300來判斷圖像的連續(xù)性。通過檢測(cè)連續(xù)性判斷用的圖像中的特征區(qū)域是否連續(xù)來判斷圖像的連續(xù)性(步驟1203)。在本實(shí)施例中，在眼底圖像1300的拍攝期間發(fā)生相對(duì)大的眼運(yùn)動(dòng)，并且眼底圖像部分1302相對(duì)于眼底圖像部分1301發(fā)生移位，其中，不連續(xù)部分1303存在于眼底圖像部分1302和眼底圖像部分1301之間的邊界。在要檢查眼部時(shí)，將血管、黃斑和視盤視為特征區(qū)域，但是不局限于此。在本實(shí)施例中，將血管設(shè)置為特征區(qū)域，以判斷連續(xù)性。將使用標(biāo)準(zhǔn)化交叉相關(guān)性(normalizing cross-correlation)的方法用作用于使用特征區(qū)域判斷連續(xù)性的方法的示例。在這種方法中，首先計(jì)算所獲取的眼底圖像1300中的各個(gè)像素的亮度值，并且獲取一行的亮度值的數(shù)據(jù)分布。將由此所獲取的亮度值數(shù)據(jù)分布與相鄰行的數(shù)據(jù)分布進(jìn)行比較，并且計(jì)算其相似度。將該相似度表示為O I內(nèi)的值，并且值I是指最佳匹配狀態(tài)。在本實(shí)施例中，盡管將相似度的閾值設(shè)置為O. 6，但還可以通過操作者來任意設(shè)置該值。彼此相鄰的行之間的相似度較低的情況意味著無法確保兩者之間的連續(xù)性，并且識(shí)別出由諸如眼球移動(dòng)等所引起的不連續(xù)部分存在于眼底圖像中。以上具體說明了使用標(biāo)準(zhǔn)化交叉相關(guān)性的方法，但是本發(fā)明并不局限于此?？梢詢?yōu)選使用用于判斷連續(xù)性的任意方法。當(dāng)存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109判斷為如眼底圖像1300那樣在ー個(gè)眼底圖像中存在不連續(xù)部分時(shí)(步驟1204)，處理返回到步驟1202以開始獲取眼底圖像。存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109重復(fù)該過程，直到在所獲取的眼底圖像中檢測(cè)不到不連續(xù)部分為止。樽板圖像的提取當(dāng)判斷為在所獲取的眼底圖像中不存在不連續(xù)部分時(shí)(步驟1204)，存儲(chǔ)-控制-信號(hào)處理單元109提取追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。模板圖像的提取與實(shí)施例I中的(模板圖像的提取I)相同，因此這里省略對(duì)其的說明。如上所述對(duì)眼底圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)，因而可以選擇不受眼運(yùn)動(dòng)影響的眼底圖像，以提取追蹤用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)模板圖像。這可以減輕眼底攝像期間操作者和患者的負(fù)擔(dān)，從而高精確的執(zhí)行追蹤。在本實(shí)施例中，說明了 SL0，但是即使將該方法應(yīng)用于眼底圖像獲取設(shè)備尤其是OCT設(shè)備等，也可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。在本實(shí)施例中，在判斷為在眼底圖像中不存在不連續(xù)部分時(shí)提取模板圖像，但是并不局限于此。例如，當(dāng)眼底圖像中所包括的不連續(xù)部分小于預(yù)定值時(shí)，處理可以進(jìn)入步驟1205，并且當(dāng)不連續(xù)部分在預(yù)定值以上時(shí)，處理可以進(jìn)入步驟1202。例如通過判斷圖像中的不連續(xù)部分的數(shù)量是否在預(yù)定值以上來判斷不連續(xù)部分是否在預(yù)定值以上。 其它實(shí)施例本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，而且在不脫離這些實(shí)施例的主g的情況下可以進(jìn)行各自變形。例如，可以任意組合上述實(shí)施例I 4。作為組合的例子，可以組合實(shí)施例I和
4。例如，當(dāng)在步驟211沒有完成匹配時(shí)，可以對(duì)第二圖像執(zhí)行實(shí)施例4中所述的處理以確定模板圖像。當(dāng)在步驟211沒有完成匹配時(shí)，可以對(duì)第二圖像和第三圖像執(zhí)行實(shí)施例4中所述的處理，并且可以根據(jù)不連續(xù)部分較少的圖像來確定模板圖像。當(dāng)?shù)诙D像和第三圖像包括不連續(xù)部分時(shí)，例如，可以獲取多個(gè)新的圖像，然后可以對(duì)這多個(gè)圖像執(zhí)行實(shí)施例I所述的處理。由此任意組合實(shí)施例I 4，從而獲取更適當(dāng)?shù)哪０鍒D像。還可以通過執(zhí)行下面的處理來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。具體地，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或各種存儲(chǔ)介質(zhì)將用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或設(shè)備，并且該系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)(或者CPU或MPU)讀取并執(zhí)行該程序。盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.ー種眼科設(shè)備，包括 獲取單元，用于獲取被檢眼的圖像； 選擇單元，用于從所述獲取単元所獲取的多個(gè)圖像中選擇受到所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響較少的圖像；以及 檢測(cè)單元，用于使用所述選擇単元所選擇的圖像來檢測(cè)所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼科設(shè)備，其特征在于，所述選擇單元對(duì)所述多個(gè)圖像進(jìn)行比較，以選擇受到所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響較少的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的眼科設(shè)備，其特征在于，所述選擇単元基于圖像的不連續(xù)性、伸縮以及轉(zhuǎn)動(dòng)中的至少ー個(gè)來選擇受到所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響較少的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼科設(shè)備，其特征在于，所述選擇単元對(duì)所獲取的圖像中的一部分區(qū)域進(jìn)行比較，以選擇受到所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響較少的圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼科設(shè)備，其特征在于，所述選擇単元基于所述被檢眼的圖像中所包括的血管的交叉或分支區(qū)域的圖像，來選擇受到所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響較少的圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼科設(shè)備，其特征在于，還包括提取單元，所述提取單元從所述選擇単元所選擇的圖像中提取至少ー個(gè)特征點(diǎn)，作為檢測(cè)所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)所使用的特征圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的眼科設(shè)備，其特征在于，所述特征點(diǎn)是所述被檢眼的圖像中所包括的血管的交叉或分支區(qū)域的圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼科設(shè)備，其特征在干，當(dāng)所述選擇単元無法選擇出受到所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響較少的圖像時(shí)，所述獲取単元再次獲取所述被檢眼的圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的眼科設(shè)備，其特征在于，所述獲取單元是掃描激光檢眼鏡或光學(xué)相干斷層成像儀。
10.ー種眼科設(shè)備，包括 獲取單元，用于獲取被檢眼的圖像； 判斷単元，用于判斷所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)在所述圖像中的影響是否在預(yù)定值以上；以及 檢測(cè)單元，用于當(dāng)所述判斷単元判斷為所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)在所述圖像中的影響小于所述預(yù)定值時(shí)，使用所述圖像來檢測(cè)所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)。
11.ー種眼科設(shè)備的控制方法，包括以下步驟 獲取步驟，用于獲取被檢眼的圖像； 選擇步驟，用于從在所述獲取步驟中所獲取的多個(gè)圖像中選擇受到所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)的影響較少的圖像；以及 使用在所述選擇步驟中所選擇的圖像來檢測(cè)所述被檢眼的運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種眼科設(shè)備及其控制方法。該眼科設(shè)備具有能夠選擇受到眼運(yùn)動(dòng)的影響較少的眼底圖像以減輕眼底攝像期間操作者/患者的負(fù)擔(dān)的追蹤功能，其中，該眼科設(shè)備拍攝第一眼底圖像(202)，從第一眼底圖像提取特征點(diǎn)作為模板(203)，對(duì)第二眼底圖像執(zhí)行模式匹配(205)以判斷是否存在眼運(yùn)動(dòng)，并且確定追蹤模板圖像(207)。
文檔編號(hào)A61B3/12GK102670168SQ20121006357
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者戶松宣博, 末平信人, 牧平朋之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社