眼科设备 【技术领域】
本发明涉及眼科设备。
背景技术
在眼科医疗领域中，广泛进行着从被检测者静脉对前眼部(anterior)或者视网膜和脉络膜注入荧光造影剂的荧光造影摄影。注入被检测者静脉的荧光造影剂通过血液循环到达被检测眼。随着时间的经过，荧光造影剂从最初慢慢地在被检测眼内增加浓度。在达到最大浓度后，通过随着体内循环的吸收和排泄，荧光剂在被检测眼内的浓度慢慢下降。即，在荧光造影摄影中，原则上，在注入荧光剂后随着时间的经过，摄影部位从较暗状态急速变得明亮，此后慢慢地变暗。
在荧光造影摄影中，为了把握体液的眼内循环和体内循环的状态，上述亮度的变化也是重要的信息。因此，当进行荧光造影摄影时，一般不变更照明光量、摄影部件的曝光状态和灵敏度。
作为所使用的摄影部件，主要是银盐胶片，但是近年来也进行使用CCD等的电子图像摄影(日本特开平10-260487号公报)。
但是在上述以往例中，随时间经过的被摄物体的亮度变化激烈。在使用以往地银盐胶片的摄影中，曝光范围(曝光宽容范围)较宽，可以拍摄对于被摄物体在摄影中的亮度变化实用上没有问题的图像。
可是，电子摄影部件与银盐胶片相比，存在着曝光范围窄，对于被摄物体的亮度变化，摄影图像过暗，或亮度饱和的情况。因此为了得到适当的图像必须进行增益(信号放大率)的变更和照明光量的变更，但是因此会丢失上述所谓被摄物体的亮度变化的重要信息，只能够得到对于与循环有关的诊断非常难以使用的图像。
【发明内容】
本发明的目的在于提供能够解除上述问题，得到良好的曝光度的图像的眼科设备。
为了达到上述目的，本发明的眼科设备的特征在于，对于由一边变更摄影条件一边拍摄的多个图像构成的图像组，使用该图像组中的图像的各个摄影条件，进行用于使上述图像组中的图像作为在预定的摄影条件下所拍摄的图像进行表示的校正。
另外，其特征在于，上述摄影条件包括摄像部件的放大率、对被检测眼的照明光量、到达摄像部件的摄影光量的调整部件的摄影光通过量中的至少1个信息。
本发明的其他目的和结构可以在后述的实施方式的说明中得以明确。
【附图说明】
图1是装置的结构图。
图2是控制部件的说明图。
图3是装置的外观图。
图4是输入部件组的说明图。
图5是图像处理存储部件的方框电路图。
图6是处理的流程图。
图7是图像组So中的图像显示例。
图8是图像Pn的对照表。
图9是图6的子程序的流程图。
图10是图像处理后的图像组So中的图像显示例。
图11是基准图像变更后的图像组So中的图像显示例。
图12是图像数据的向γ＝1的校正。
图13是校正到γ＝1后的对照表。
图14是根据显示部件的γ特性的对照表。
图15是装置的结构图。
【具体实施方式】
根据图示的实施方式详细说明本发明。
图1是摄影装置的结构图。从由连续照明光源控制部件3进行发光控制的连续发光光源的灯2，和由频闪光源控制部件5进行发光控制的频闪照明光源的频闪管4发出的照明光，经过会聚透镜6，由场透镜7和环状缝隙8成形为环状。成形为环状的照明光经过中继透镜14和有害光的遮光部件9、15，被有孔镜16反射，经过物镜17照射在被检测眼E上。通过上述照明光学系统进行摄影部的照明。连续照明光源控制部件3和频闪光源控制部件5从控制部件35接受发光光量、发光定时和发光时间等的指示，进行预定的光源控制。
来自被检测眼E的反射光再次通过物镜17、有孔镜16的开孔部分、可以在光轴方向移动的聚焦透镜18和成像光学系统23，到达通过由控制部件35进行动作控制的无图示的已知驱动部件、可自由向光路中插入脱离地设置的上弹镜(flap mirror)24，当在光路中具有上弹镜24时，来自被检测眼E的反射光到达镜子25，经过寻像光学系统26，在检测者眼e的瞳孔上成像，对被检测眼E进行肉眼观察。
当上弹镜24从光路中脱离时，来自被检测眼E的反射光到达由电子摄像元件27和图像信号放大部件28构成的摄像部件29，成像在电子摄像元件27上，在图像信号放大部件28中以预定的增益(信号放大率)对其图像信号输出进行信号放大处理，通过已知的电连接发送到图像处理记录部件30，作为图像保存起来。同时也发送到图像显示装置32进行显示。
图像显示装置32被置于控制部件35的控制下，控制显示模式的切换，切换显示来自摄像部件29的输入和来自图像处理记录部件30的输入。
另外，在图像显示装置32的显示面上设置有透明的触摸传感器46，当检测者选择显示面上的位置时，将该位置信息输入到控制部件35。
图像信号放大部件28根据来自控制部件35的控制，进行增益的切换。另外，能够经图像信号放大部件28，通过控制部件35对电子摄像元件27的受光状态和图像信号放大部件28的增益进行监视。
在摄影光路中还设置有用于取出一部分摄影光的分光镜33，在该分光光路的前面设置有光量传感器34。将该光量传感器34的输出输入到控制部件35，作为电子摄像元件27的曝光量指标进行监视。根据来自该光量传感器34的输入信号和图像信号放大部件28的增益，控制部件35能够自动控制连续照明光源控制部件3和频闪光源控制部件5的光源光量控制功能。
在照明光学系统中，设置有可见荧光造影摄影用的可见荧光激励滤波器10和红外荧光造影摄影用的红外荧光激励滤波器12，它们可通过由控制部件35分别进行动作控制的致动器等驱动部件11、13，自由地插入、脱离于光路中。在摄影光学系统中也同样设置有可见荧光造影摄影用的可见荧光阻挡滤波器19和红外荧光造影摄影用的红外荧光阻挡滤波器21，它们可通过由控制部件35分别进行动作控制的致动器等驱动部件20、22，自由地插入、脱离于光路中。激励滤波器的工作为，从照明光中只抽取用于使预定的荧光造影剂产生荧光的激励光。阻挡滤波器的工作为，只阻挡在来自被检测眼E的荧光和反射激起光中的激起光。这些工作对可见光和红外线都是相同的。
当可见荧光摄影模式时，控制部件35将可见荧光激励滤波器10和可见荧光阻挡滤波器19中的至少某一个插入光路内。
当红外荧光摄影模式时，控制部件35将红外荧光激励滤波器12和红外荧光阻挡滤波器21中的至少某一个插入光路内。
当彩色摄影模式时，上述滤波器不插入到任何光路中。控制部件35按照来自模式切换输入部件39的输入，切换上述那样的摄影模式。
如图2所示，控制部件35由如下部分构成：进行装置各部分的动作控制、各动作模式控制、运算处理和状况判断等的主处理控制部件50；产生日期(年月日)和时刻的日历和时钟部件51；存储与光量表、摄像元件28的γ特性γc、显示装置32的γ特性γc等的装置控制有关的诸设定值的设定值表52；暂时存储来自外部的输入值、为进行控制而从设定值表中读出的诸设定值、运算结果等、数据的输入时刻、处理时刻的内部存储器53；和辅助主处理控制部件50的外围设备54。
主处理控制部件50与光量控制部件35、图像信号放大部件28、图像记录部件30、图像处理部件31、各部致动器11、13、20、22、24等电连接，进行预定的控制。另外，接受来自输入装置37～44和触摸面板46的输入，变更各部分的控制内容，将预定信息输入到图像记录部件30和图像处理部件31。另外，在显示部件45上显示预定的控制信息和输入信息。
图3是本实施方式中的眼科摄影装置的外观图。摄影装置主体60设置在可动台61上，通过对操作杆36进行操作，能够相对于被检测眼Ea在机构的可动范围内向上下前后左右自由地移动。在摄影装置主体60上设置有摄像部件29、聚焦调整钮63。在可动台61上设置有图像显示装置32、操作杆36、安装于其上的摄影开关37、输入部件组38～44和显示部件45。
图4表示设置在可动台61上的输入部件组。操作杆36上设置有摄影开关37。当按下摄影开关37(ON)时，频闪管4发光，与该发光同步地，由电子摄像部件29拍摄被频闪光照明的被检测眼的预定部位的图像。
在操作面板上，有输入被检测者ID等的文字输入和输入图像处理等的复杂设定的键盘开关38，在控制部件35中可以同时存储多个被检测者ID，通过操作键盘开关38可以切换被检测者ID。设置有切换摄影模式的模式切换输入部件39、连续照明光源2的光量设定用的灯调光旋钮40、频闪照明光源4的光量设定用的频闪调光旋钮41、设定图像信号放大部件28的固定增益的增益旋钮42、在特定时刻按下时将标记该时刻的信号输入到控制部件35的定时器开关43、根据摄影模式将上述的各激励滤波器、阻挡滤波器插入或脱离光路的滤波器开关44、显示定时器、图像信号放大部件28的增益、照明光量、摄影模式等的显示部件45。
图5是图像处理记录部件30的方框电路图，通过输入端口81接受控制信号和数据，暂时将数据存储在固体存储器等的暂时存储部件82中，将控制信号输入到CPU85。CPU85对图像处理记录部件30整体进行控制，对存储在暂时存储部件82和硬盘等永久存储部件31中的数据进行处理。从输出端口84将CPU处理过的数据和控制信号等输出到外部。
在通过以上结构进行被检测眼的摄影时，如下地进行操作和动作。摄影前用模式切换输入装置39设定可见荧光造影摄影模式和红外荧光造影摄影模式等的摄影模式。通过增益旋钮42设定所希望的增益Gn，对被检测眼Ea进行对准后，给被检测者静脉注射荧光造影剂。与静脉注射同时按下定时器开关43，将定时器的开始时刻t0输入到控制部件35。控制部件35从日历和时钟部件51的发生时刻Tn减去开始时刻t0，继续计算从定时器开始后的时间tn。在定时器开始后为了对所拍摄的图像Pn附加时间tn，输入到图像处理记录部件30。
一面用寻像光学系统26观察摄影部位，一面按下摄影开关37进行摄影。这时，控制部件35如上述那样，比较基于来自光量传感器34的输入的电子摄像部件27的曝光量和图像信号放大部件28的增益Gn，由此，通过频闪光源控制部件5自动进行设定，使得发光量成为频闪观测管4的适当光量Fn。根据需要，一面变更增益Gn一面拍摄多个图像Pn。与设定同时，将如上述那样设定的摄影模式、增益Gn、光量Fn暂时存储在控制部件35内的内部存储器53中。
当图像Pn的摄影结束时，经过图5所示的图像处理记录部件30的输入端口81将从放大部件28输出的图像Pn输入到暂时存储部件82。同时，同样地经过输入端口81将存储在控制部件35内的内部存储器53中的摄影模式、增益Gn、光量Fn、定时器时间tn的信息输入到暂时存储部件82。
图像处理记录部件30的CPU进行在暂时存储部件82中所记录的图像Pn上附加摄影模式、增益Gn、光量Fn、定时器时间tn等的摄影条件参数的处理，记录到永久存储部件31中作为图像组So的1个图像。此外，n是任意的自然数，n＝1→d→m。
当该被检测者的在该摄影模式下的摄影结束时，再次按下定时器开关43，控制部件35使定时器停止，使图像处理记录部件30结束属于图像组So的图像的输入和记录。
下面，按照图6所示的流程图详细说明图像处理。
S001：当从控制部件35向图像处理记录部件30输入图像处理命令后，将记录在永久存储部件31中的图像组So中的m个图像Pn和附随于该图像Pn的摄影条件等的数据写入暂时存储部件82中。同时从控制部件35将摄像元件27的γ特性γc读入到暂时存储部件82。
S002：通过图5所示的CPU85将读入到暂时存储部件82的数据变换成图像，如图7所示那样将其一部分显示在图像显示部件32中。这时所显示的图像以同等的亮度进行显示。在本例中随着时间的经过，被摄物体从明→暗，当然，也存在相反地从暗→明和周期地从暗→明→暗那样的情况，但是都同样地考虑。
S003：当检测者指定想选定的图像作为基准图像后，图像显示部件32的显示面上的触摸传感器46通过控制部件35将检测者指定的显示面上的位置输入到图像处理记录部件30，图像处理记录部件30识别在该位置所显示的图像，确定作为基准画面Pd。
通过在图像处理部件31中如下那样地实施图像处理，可以将图像Pn作为在与图像Pd相同的光量Fd、相同的增益Gd的条件下拍摄的图像表示出来。
S004：比较光量Fd和Fn，将变换为图像的校正值的函数作为f1(Fd，Fn)，比较增益Gd和Gn，将变换为图像的校正值的函数作为f2(Gd，Gn)。
在本实施方式中，图像Pn着眼于图像Pd的拍摄时的摄像元件27的受光面的受光光量，作为求得其亮度比的函数，如下定义f1、f2。因为摄像元件27的受光面的受光光量与照明光源的发光量成正比，所以函数f1(Fd，Fn)定义为
f1(Fd，Fn)＝Fn/Fd …(1)
对于f2(Gd，Gn)，函数增益Gd、Gn通常以dB为单位，增益Go的放大量E/Eo如下进行定义。
E/Eo＝10^(Go/20) …(2)
可以将摄像元件27的受光面的受光光量比作为放大量的比来考虑，所以
f2(Gd，Gn)＝{10^(Gn/20)}/{10^(Gd/20)} …(4)
对图像Ph的图像Pn的图像校正值Rn如下式所示。
Rn＝f1(Fn，Fd)×f2(Gn，Gd)＝(Fn/Fd)×{10^(Gn/20)}/{10^(Gd/20)} …(5)
图像Pn的对照表如图8的特性70那样。该特性70中的输入V和输出p的关系为
V＝a×(p^γc)∵a＝1/pmax …(6)
在该式的右边，乘以由式(5)算出的校正值Rn，得到下面的校正式
V＝Rn×a×(p^γc) …(7)
图5所示的图像处理记录部件30的CPU85用读入到存储器82的图像Pd的光量Fd和增益Gd、以及图像Pn的光量Fn、增益Gn和摄像部件的γ，对于图像组So中的m个图像Pn，用式(5)算出校正值Rn，以如图9的流程图所示的顺序生成由式(7)确定的特性71(Rn＞1)或由特性72(Rn＜1)所示的对照表Ln，存储在存储器87中。
在图9的流程图中，
S101：首先将初始值n＝0代入n。
S102：按照式(5)求得Rn。
S103：按照式(7)求得V。
S104：求得对照表Ln，存储在存储器87中。
S105：令n＝n+1，进行下面的计算。
S106：重复以上的动作，直到n＝m。
通过以上的操作，生成对照表Ln。
S005：将根据上述图9的流程生成的该对照表Ln用于图像Pn的显示，使图像Pd作为在摄影时的发光光量Fd和摄影时的增益Gd下所拍摄的图像来表示。
图10是在图像显示装置32中显示实施上述图像处理后的图像组So中的全部图像的图。按照处理内容，相对于基准图像Ph，各图像表现出不同的亮度。
S006：当如上所述地从该状态下选择不是图像Pd的其他图像Pd′后，将基准图像从图像Ph变更为图像Pd′，重新以图像Pd′作为基准进行上述图像处理，在图像显示装置32中如图11所示那样进行显示。
另外，为了良好地显示与基准图像Pd远离的图像，在式(7)的右边乘以b＜1的压缩系数b，
V＝b×Rn×a×(p^γc) …(8)
也可以生成由式(8)确定的特性73(Rn＞1)或特性74(Rn＜1)所示的对照表Ln′，用于表示基准图像Pd以外的图像Pn。
这时，因为实际的被摄物体的亮度的差被压缩表示，所以对读影要注意。
为了提高再现的精度，在进行对于图像Pn的对照表取消摄像部件27的特性的处理后，对其结果生成用校正值Rn校正后的显示用对照表Ln。
用摄像部件27的γ特性γc的倒数幂乘图12的对照表特性70所示的图像Pn的图像数据，用特性75所示的γ＝1校正图像数据。
如图13所示，图像Pn的对照表成为特性75。该特性75中的输入V与输出p的关系为
V＝p …(9)
在式(9)的右边乘以用式(5)算出的校正值Rn，得到以下校正式
V＝Rn×p …(10)
对于图像组So中的图像Pn，生成由式(10)确定的特性76(Rn＞1)或特性77(Rn＜1)所示的对照表Ln，用于图像Pn的显示。
进而，为了提高显示上的精度，进行对照表的校正，使显示装置32的γ特性γm适应于上述特性76(Rn＞1)或特性77(Rn＜1)。
对于图14的式(10)所示的特性76(Rn＞1)或特性77(Rn＜1)，用显示装置32的γ特性γm幂乘式(10)右边的p，得到下列的校正式。
V＝Rn×p^γm …(11)
对于图像组So中的图像Pn，生成由式(11)确定的特性78(Rn＞1)或特性79(Rn＜1)所示的对照表Ln″，用于图像Pn的显示。
在上述图像校正中，是将发光光量和增益两者作为参数进行的，但也可以固定某一个，用1个参数进行校正量的确定。这时，根据需要，只要将1代入f1(Fn，Fd)或f2(Gn，Gd)即可。
除了用触摸传感器进行图像选择外，也可以通过设置在键盘开关38上的光标键等进行图像选择，或从键盘开关38敲入图像ID来选择图像。
如图15所示，在电子摄像部件27之前设置液晶盘和透射率不同的可以切换的多个ND滤波器等的能够变更透射率的透射率可变部件46，将该部件46置于控制部件35的控制下。如果采用根据控制部件35从光量传感器34的输出检知的照明光学系统中的光量，变更透射率可变部件46使得电子摄像部件27的曝光量成为适当，能够调整电子摄像部件27的曝光量的结构，则可以代替变更频闪观测管4的发光光量和变更图像信号放大部件28的增益，或者作为辅助来使用。即，也可以使用透射率作为摄影条件参数。
分别令拍摄基准图像Pd和任意图像Pn的拍摄时的透射率可变部件46的透射率为Ed、En，如上所述关于图像Pn作为求取在图像Pd的拍摄时的摄像元件27的受光面的亮度比的函数，如下那样地定义f3。
在透射率的单位中采用ND。因为当ND＝En时透过的光量为1/(10^En)×100[％]，所以
f3(En，Ed)＝(10^En)/(10^Ed) …(8)
如果将它与式(5)相乘，则可以使用透射率作为摄影条件参数。
在上述例子中，是将图像ID参数和摄影条件参数等的附加信息附加于图像本身，记录在图像处理记录部件30中的，但是也可以将各个相同的连续号码等附加于图像和该图像的附加信息，并分别进行记录，根据需要，根据所附加的连续号码调出各个信息，作为一体的图像信息进行活用。
控制部件35可兼作图像处理存储装置30的CPU85。
另外，显然也可以不内置图像处理存储装置30和图像显示装置32，作为处理装置和显示装置独立地与眼科摄影装置主体的控制部件35电连接，将整体作为一个眼科摄影装置来构成。
如上说明的那样，本发明的眼科设备，即使在荧光造影摄影那样的摄影对象的亮度变化大的被摄物体摄影中，也能使用曝光范围(曝光宽容范围)窄的电子摄像部件，通过曝光量校正和图像信号的放大率调整，来得到最佳的曝光状态的图像，另一方面，还能够在视觉上判断由于曝光量校正和图像信号的放大率调整而失去的、荧光造影图像的随时间经过的亮度变化。即，在用以往的银盐照片图像得到的图像的诊断价值上，附加电子图像摄影的图像保存、检索和应用的便利性，较大地提高所拍摄的图像的价值。