【０００１】
【産業上の利用分野】
白内障手術では、眼内レンズを挿入するため、人眼の眼軸長さを測定する必要がある。本発明は、眼科／眼鏡分野において、人眼の眼軸の長さを光学的に測定する装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、人眼の眼軸長を測定する方法では、超音波を利用した装置があった。これは、超音波を発振する超音波プローブを被検者の角膜にあて、眼内の各部位からの媒質の違いによる超音波の反射エコーを検知しながら、その反射時間と音速との積和から被検者の眼軸長を計算するものであった。しかしながら、角膜に超音波のプローブを直接接触させるため、被検者に与える精神的そして肉体的苦痛が大きく、また装置が直接角膜に接触するため、衛生面において感染の危険性を内包するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、眼軸長を測定する場合に、装置が被検者角膜に「接触」することをなくし非接触で光学的に測定し、それゆえに被検者の肉体的／精神的苦痛をなくし、また感染においても極めて安全な眼軸長測定を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
光束を角膜上に照射し、そこからの反射光を受光素子にて検知し、その位置情報から角膜の曲率半径を計算する手段と、光束を眼の網膜に照射し、眼底からの反射光を受光素子にて受光し、その検知情報から、人眼の屈折力を計算する手段とを備えた、屈折力測定装置において、得られた角膜の曲率半径の値と屈折力の値から、人眼の眼軸長さを計算する手段と、その確からしさを推定し表示する手段をもつ屈折力測定装置を提供する。これは眼軸長さが屈折力と角膜曲率半径と一定の関係を有していることを利用するのである。
【０００５】
計算に用いる人眼の屈折率値は、人眼全体の代表的な値を使用するため、予め登録された値の他に適切値を外部から入力できる手段も有している。また、眼軸長さは、角膜測定点上でそれぞれ計算できることから、各測定点に応じた分布表示手段も有している。
【０００６】
本発明による眼軸長さ測定は、測定値である角膜曲率半径と屈折力値から計算するため、それぞれの測定誤差を推定することで、結果としての眼軸長さに信頼性係数を計算し、表示する手段も有している。
【０００７】
【作用】
本発明の作用を図を用いて説明する。図１は人眼の屈折力を求める原理の説明図で、１は人眼を、２はその角膜を表わしている。３は求める屈折力を測定する基点となる位置で、屈折力測定装置はこの位置に置かれた矯正眼鏡の屈折力として求めるのである。４は被検者の無緊張時の観察遠点を、５はその網膜上の結像点を示している。人眼の屈折力を求めることは、この図で示されたＦの長さを測定することである。屈折力はこのＦの逆数（Ｄ＝１／Ｆ）で示される。この屈折力を求める方法は、多くが開示されているのでここでは詳説は省く。
【０００８】
図２は角膜の曲率半径を測定する原理の説明図である。１の人眼に６の発光点から光を照射し、そこからの反射光の光軸への高さｈを測定することで、角膜の曲率半径Ｒが求められる。これは、図に示したように発光点６が角膜前Ｘの位置でＹの高さにあるとした時の角膜への入射角度２θとは以下の関係がある。
ｔａｎ（２θ）＝（Ｙ−ｈ）／Ｘ
このθを用いて角膜曲率半径Ｒは
Ｒ＝ｈ／ｓｉｎθ
として求められる。この曲率半径を求める方法は多く開示されているのでここでは詳説を省く。
【０００９】
図３は上記手段によって求められた、屈折力（Ｄ）と角膜の曲率半径（Ｒ）から、人眼の眼軸長さＬを求める説明図である。つまり、ＬをＤとＲから計算するのである。
【００１０】
図４は、図３をより詳しく説明した図で、４の遠点位置からの光が角膜上測定点７で屈折を受け眼底５に結像した状態を示している。図で示したような変数を決めると、以下の関係式が容易に得られる。
ｓｉｎ（θ）＝ｈ／Ｒ
ｔａｎ（α）＝ｈ／（Δ＋ｄ＋Ｆ）
Δ＝Ｒ−√（Ｒ２−ｈ２）
ｎ・ｓｉｎ（θ−β）＝ｓｉｎ（θ＋α）
これらから、Ｌ＝ｈ／ｓｉｎ（β）＋Δとして、眼軸長さ（Ｌ）が計算できるのである。近似的には、つまり光軸上では以下の式で示される。
Ｌ＝Ｒ・（ｄ＋Ｆ）／（（ｎ−１）・（ｄ＋Ｆ）−Ｒ）
【００１１】
得られた値がどの位の信頼度を持つかは、測定値ＤとＲの誤差量が眼軸長Ｌに対しどの位の影響を及ぼすかを計算すればよく、これは数学的に以下のような関係式が成り立つ。ここに、ΔＤ，ΔＲ、ΔＬは微小な誤差量を表わす。
ΔＬ＝（−Ｒ２／Ｔ）・ΔＤ
ΔＬ＝（ｎ−１）・（１−ｄ・Ｄ）２／Ｔ・ΔＲ
ここに、Ｔ＝（Ｄ・Ｒ＋（ｎ−１）・（１−ｄ・Ｄ））２となる値である。
この値は、例えば角膜Ｒ８、屈折力−５Ｄの被検者を測定時に、測定誤差ΔＬがＲの１ｍｍの変化で約３．７５ｍｍ、Ｄで１Ｄの変化で約０．６３ｍｍと推定できる。（ただし、ｎ＝１．３３７５とする）。
【００１２】
また、眼軸長がどの程度の長さかをｍｍ単位ではなく、例えば「長」、「中」、「短」といったランクで表わすことも可能である。このランクにより被検眼の大きさがどのくらいかが推測できるのである。
【００１３】
【実施例】
図５は本発明の眼軸長さ測定機能が組込まれた屈折力測定装置の外観図であり、被検者顔を固定するあご台１１とヘッド部１２、本体部１３、ベース部１４の４つの部分から構成され、このヘッド部の測定窓に角膜の曲率半径を計測するための光照射部１５が設けられている。図６は、本体部にある表示部を示し、この表示部で、検者がアライメントの状態を確認すると同時に、測定値の表示を行う。図示された実施例では、角膜の曲率半径Ｋ１，Ｋ２とその平均値Ｋが左側に、屈折力値がＳ値（球面屈折力）、Ｃ値（柱面屈折力）、Ａ値（軸角度）が右側に表示された例を表わし、本発明の眼軸長値は、その上に場所に、ＡＬ値（眼軸長値）とＬＬ値（信頼係数）が表示されている。また人眼の屈折率の初期登録値は１．３３７５としている。
【００１４】
同じく実施例として、人眼の屈折率値を予め登録された値以外にも、検者の経験値を外部入力できることも可能な設定モードを有することもできる。また、予めＲ、Ｄ、Ｌの既知量の複数データから、最適な合致曲線を計算する修正モードを有することもできる。
【００１５】
【発明の効果】
従来型の角膜の曲率半径の測定機能を有した屈折力測定装置に、本発明の眼軸長さの計算手段と表示手段を組込むことにより、超音波機器では不可避であった角膜への接触がなく、眼軸長を測定できる機器を提供できるのである。これにより、接触による危険（感染、苦痛等）が大きく軽減されるのである。また、設定モードの屈折率の外部入力手段を利用すること、あるいは、修正モードの最適化を使うことで、今までの測定データを生かすこともできるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】屈折力測定の概略説明図
【図２】角膜曲率半径測定の原理図
【図３】眼軸長測定の概略説明図
【図４】眼軸長測定の詳細説明図
【図５】本発明の実施例
【図６】測定結果の表示例
１ 人眼
２ 角膜
３ 眼鏡設置面
４ 遠点
５ 眼底像点
６ 発光点
７ 角膜上の測定位置のひとつ
１１ あご台
１２ ヘッド部
１３ 本体部
１４ ベース部
１５ 光照射部[0001]
[Industrial applications]
In cataract surgery, it is necessary to measure the axial length of the human eye in order to insert an intraocular lens. The present invention relates to an apparatus for optically measuring the length of the axial axis of the human eye in the field of ophthalmology / eyeglasses.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there has been an apparatus using ultrasonic waves in a method for measuring the axial length of the human eye. In this method, an ultrasonic probe that oscillates an ultrasonic wave is applied to the cornea of a subject, and while detecting a reflected echo of the ultrasonic wave due to the difference in the medium from each part in the eye, the product sum of the reflection time and the sound velocity is detected. Was used to calculate the eye axis length of the subject. However, since the ultrasonic probe is brought into direct contact with the cornea, the mental and physical pain given to the subject is large, and since the device comes into direct contact with the cornea, there is a risk of infection in hygiene. there were.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention eliminates the need for the device to "contact" the subject's cornea and measure it optically without contact when measuring the axial length, thus eliminating the physical / mental distress of the subject. It also provides an extremely safe measurement of the axial length in infection.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A means for irradiating a light beam on the cornea, detecting reflected light from the light receiving element, calculating a radius of curvature of the cornea from the positional information, and irradiating the light beam to the retina of the eye, and reflecting the light reflected from the fundus. Means for calculating the refractive power of the human eye from the light-receiving element, based on the detection information, the refractive power measurement device, the human eye from the obtained value of the radius of curvature and refractive power of the cornea And a means for calculating the axial length of the eye, and a means for estimating and displaying the likelihood thereof. This utilizes the fact that the axial length of the eye has a fixed relationship between the refractive power and the radius of curvature of the cornea.
[0005]
As the refractive index value of the human eye used for the calculation uses a representative value of the entire human eye, it has a means for externally inputting an appropriate value in addition to the value registered in advance. Further, since the axial length can be calculated on each of the corneal measurement points, a distribution display means corresponding to each measurement point is also provided.
[0006]
The axial length measurement according to the present invention calculates the reliability coefficient for the resulting axial length by estimating each measurement error to calculate from the measured values of the corneal curvature radius and the refractive power value. , Display means.
[0007]
[Action]
The operation of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of the principle for determining the refractive power of the human eye, where 1 indicates the human eye and 2 indicates the cornea. Reference numeral 3 denotes a position serving as a base point for measuring the refractive power to be obtained. Reference numeral 4 denotes an observation far point when the subject is not strained, and reference numeral 5 denotes an image point on the retina. To determine the refractive power of the human eye is to measure the length of F shown in this figure. The refractive power is represented by the reciprocal of this F (D = 1 / F). Since many methods for obtaining this refractive power have been disclosed, a detailed description thereof will be omitted here.
[0008]
FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of measuring the radius of curvature of the cornea. By irradiating one human eye with light from the six light-emitting points and measuring the height h of the reflected light from the six light-emitting points to the optical axis, the radius of curvature R of the cornea can be obtained. This has the following relationship with the incident angle 2θ to the cornea when the light emitting point 6 is at the position of X in front of the cornea and at the height of Y as shown in the figure.
tan (2θ) = (Y−h) / X
Using this θ, the corneal curvature radius R is R = h / sin θ
Is required. Since many methods for calculating the radius of curvature have been disclosed, a detailed description thereof will be omitted here.
[0009]
FIG. 3 is an explanatory diagram for obtaining the axial length L of the human eye from the refractive power (D) and the radius of curvature (R) of the cornea obtained by the above means. That is, L is calculated from D and R.
[0010]
FIG. 4 is a diagram illustrating FIG. 3 in more detail, and shows a state in which light from the far point position 4 is refracted at the measurement point 7 on the cornea and forms an image on the fundus 5. When the variables shown in the figure are determined, the following relational expressions can be easily obtained.
sin (θ) = h / R
tan (α) = h / (Δ + d + F)
Δ = R−√ (R 2 −h 2 )
n · sin (θ−β) = sin (θ + α)
From these, the axial length (L) can be calculated as L = h / sin (β) + Δ. Approximately, that is, on the optical axis, it is expressed by the following equation.
L = R · (d + F) / ((n−1) · (d + F) −R)
[0011]
The degree of reliability of the obtained value can be calculated by calculating how much the amount of error between the measured values D and R affects the axial length L. The following relational expression holds. Here, ΔD, ΔR, and ΔL represent minute error amounts.
ΔL = (− R 2 / T) · ΔD
ΔL = (n−1) · (1-d · D) 2 / T · ΔR
Here, T = (D · R + (n−1) · (1−d · D)) 2 .
For example, when measuring a subject having a cornea R8 and a refractive power of -5D, the measurement error ΔL can be estimated to be about 3.75 mm for a 1 mm change in R and about 0.63 mm for a 1D change in D. (However, n = 1.3753).
[0012]
Also, the length of the axial length can be represented by ranks such as “long”, “medium”, and “short” instead of the mm unit, for example. With this rank, the size of the eye to be examined can be estimated.
[0013]
【Example】
FIG. 5 is an external view of a refracting power measuring device incorporating the function of measuring the axial length of the present invention. A light irradiation unit 15 for measuring the radius of curvature of the cornea is provided in the measurement window of the head unit. FIG. 6 shows a display unit provided in the main body unit, on which the examiner confirms the alignment state and displays the measured values at the same time. In the illustrated embodiment, the corneal radii of curvature K1, K2 and their average value K are on the left, and the refractive power values are S value (spherical power), C value (columnar power), A value (axial angle). Represents an example in which is displayed on the right side, and the AL value (axial value) and the LL value (reliability coefficient) are displayed at positions above the axial value of the present invention. The initial registered value of the refractive index of the human eye is 1.3375.
[0014]
Similarly, as an example, a setting mode may be provided in which the experience value of the examiner can be externally input in addition to the value of the refractive index of the human eye registered in advance. Further, a correction mode for calculating an optimal matching curve from a plurality of data of known amounts of R, D, and L in advance may be provided.
[0015]
【The invention's effect】
By incorporating the calculation means and display means of the axial length of the present invention into a conventional refractive power measuring device having a function of measuring the radius of curvature of the cornea, contact with the cornea, which was inevitable in ultrasonic equipment, can be achieved. Instead, it is possible to provide a device that can measure the axial length of the eye. This greatly reduces the danger of contact (infection, pain, etc.). Further, by using the external input means of the refractive index in the setting mode, or by using the optimization in the correction mode, it is possible to make use of the measured data so far.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic illustration of refractive power measurement. FIG. 2 is a principle diagram of corneal curvature radius measurement. FIG. 3 is a schematic illustration of eye axis length measurement. FIG. 4 is a detailed illustration of eye axis length measurement. Embodiment of the present invention [FIG. 6] Display example 1 of measurement results 1 human eye 2 cornea 3 eyeglass mounting surface 4 far point 5 fundus image point 6 light emitting point 7 one of measurement positions on cornea 11 chin base 12 head unit 13 main unit 14 Base unit 15 Light irradiation unit
