JP2007151623A - Retinal function measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検眼の網膜機能を光学的に計測する網膜機能計測装置に関する。 The present invention relates to a retinal function measuring device that optically measures a retinal function of an eye to be examined.
被検眼の網膜機能を光学的に計測する装置として、被検眼の網膜を照明する照明光学系と、照明された網膜領域からの光を受光する受光光学系と、被検眼の網膜に対して刺激光を照射する網膜刺激用光学系と、を備え、被検眼の網膜領域に刺激光が照射される前後における網膜領域の明るさの変化を求めることにより、被検眼の網膜機能の変化を画像化するものが開示されている(特許文献1参照)。また、特許文献1では、眼底カメラ(例えば、特許文献2参照)の光学系をベースに構成することが記載されている。
ところで、眼底カメラの場合、被検眼の眼前に配置された対物レンズを介して被検眼の眼底を照明する照明光学系の光路中に、中央部に黒点を有する黒点板が配置されており、これにより対物レンズ内で発生する内部反射光を除去できるようになっている。
しかしながら、黒点板は対物レンズ内で発生する内部反射光を除去できるものの、得られる網膜画像(眼底画像)の中心付近における照明光量の低下の要因となる。眼底カメラでの網膜画像取得においては、黒点板による部分的な光量低下は微少であり、特に問題にならないものであるが、網膜からの反射光の僅かな光量の変化を検出することが求められる上記網膜機能計測装置の場合、このような微少な光量低下(光量ムラ)であっても、網膜機能の計測に大きな影響を及ぼすこととなる。
By the way, in the case of a fundus camera, a black spot plate having a black spot at the center is arranged in the optical path of the illumination optical system that illuminates the fundus of the eye to be examined through an objective lens arranged in front of the eye of the test eye. Thus, the internally reflected light generated in the objective lens can be removed.
However, although the black spot plate can remove internally reflected light generated in the objective lens, it causes a decrease in the amount of illumination light in the vicinity of the center of the obtained retinal image (fundus image). In retinal image acquisition with a fundus camera, the partial reduction in the amount of light due to the black spot plate is negligible and is not particularly problematic, but it is required to detect a slight change in the amount of reflected light from the retina. In the case of the above-described retinal function measuring device, even such a small light amount decrease (light amount unevenness) greatly affects the measurement of the retinal function.
本発明は、上記問題点を鑑み、被検眼の網膜機能を安定して計測することができる網膜機能計測装置を提供することを技術課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a retinal function measuring device that can stably measure the retinal function of an eye to be examined.
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
(1) 被検眼の眼前に配置された対物光学系と、前記対物光学系を介して被検眼の網膜領域を照明する観察照明光学系と、前記観察照明光学系によって照明された網膜領域からの反射光を前記対物光学系を介して受光して網膜画像を得るための受光光学系と、被検眼の網膜領域に可視刺激光を照射して網膜を刺激する網膜刺激用光学系と、を備え、該網膜刺激用光学系による可視刺激光の照射前後における網膜画像を演算処理して網膜機能の変化情報を取得する網膜機能計測装置において、前記対物光学系は、前記観察照明光学系から発せられた照明光を反射させることにより前記被検眼の瞳孔付近で一旦収束させて被検眼の網膜の所定領域を照明する対物凹面鏡を有することを特徴とする。
(2) (1)の網膜機能計測装置において、前記網膜刺激用光学系は、可視フラッシュ光によって被検眼の網膜領域を単発またはフリッカ状に刺激させることを特徴とする。
(3) (1)の網膜機能計測装置において、前記観察照明光学系が持つ光源が発する照明光の明るさの安定度合を判定する判定手段を備えることを特徴とする。
(1) an objective optical system disposed in front of the eye of the subject eye, an observation illumination optical system that illuminates the retina region of the subject eye via the objective optical system, and a retinal region illuminated by the observation illumination optical system A light-receiving optical system for receiving reflected light through the objective optical system to obtain a retinal image; and a retinal stimulation optical system for stimulating the retina by irradiating the retina region of the eye to be examined with visible stimulation light. In the retinal function measuring apparatus that acquires retinal function change information by performing arithmetic processing on the retinal image before and after irradiation of the visible stimulus light by the retinal stimulation optical system, the objective optical system is emitted from the observation illumination optical system And an objective concave mirror that illuminates a predetermined region of the retina of the eye to be examined by reflecting the reflected illumination light to converge once in the vicinity of the pupil of the eye to be examined.
(2) In the retinal function measuring device according to (1), the optical system for retinal stimulation stimulates the retinal region of the eye to be examined in a single shot or flicker with visible flash light.
(3) In the retinal function measuring device according to (1), the retinal function measuring device includes a determination unit that determines the degree of stability of the brightness of the illumination light emitted from the light source of the observation illumination optical system.
本発明によれば、被検眼の網膜機能を安定して計測することができる。 According to the present invention, the retinal function of the eye to be examined can be stably measured.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態の網膜機能計測装置の光学系を示した図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an optical system of a retinal function measuring apparatus according to this embodiment.
図1において、本装置の光学系は、被検眼Eの網膜領域を照明する観察照明光学系10と、照明された網膜領域からの反射光を受光して網膜画像を得るための受光光学系20と、被検眼の網膜領域に可視刺激光を照射して網膜を刺激する網膜刺激用光学系30と、被検眼に固視させるための固視光学系40と、に大別される。
In FIG. 1, the optical system of the present apparatus includes an observation illumination
観察照明光学系10は、赤外光を発するハロゲンランプ等の観察光源11、例えば波長800nm〜1000nmの赤外光を透過する赤外フィルタ12、集光レンズ13、赤外光を反射し可視光を透過する特性を持つダイクロイックミラー14、リング状の開口を有するリングスリット15、投光レンズ16、孔あきミラー17、第1全反射ミラー18、第2全反射ミラー19、対物凹面鏡1を含む。なお、リングスリット15及び孔あきミラー17は、被検眼の瞳孔と略共役な位置に配置されている。ここで、観察光源11から発せられた観察用照明光は、赤外フィルタ12により赤外光束とされ、集光レンズ13にて集光されたのち、ダイクロイックミラー14により反射されてリングスリット15を照明する。リングスリット15を透過した光は、投光レンズ16を介して孔あきミラー17に達する。孔あきミラー17のミラー部分で反射された光は、第1全反射ミラー18、第2全反射ミラー19を介して、対物凹面鏡1で反射されることによって被検眼Eの瞳孔付近で一旦収束された後、拡散されて被検眼の網膜の所定領域を連続的に照明する。なお、本実施形態において、対物凹面鏡1、第2全反射ミラー19、第1全反射ミラー18は、被検眼の眼前に配置される対物光学系を形成している。
The observation illumination
網膜刺激用光学系30は、網膜領域に刺激を与えるための可視フラッシュ光を発光する刺激光源31、集光レンズ33、観察照明光学系10と光路を共用するリングスリット15〜対物凹面鏡1までの光学系を含む。刺激光源31は、可視フラッシュ光を単発またはフリッカー状に照射するようになっている。ここで、刺激光源31で発光した可視フラッシュ光は、集光レンズ33、ダイクロイックミラー14を介して、観察用照明光と同様の光路を経て被検眼の網膜領域に照射される。なお、刺激光は網膜を構成する細胞を刺激する。また、32は刺激光として用いる波長を選択する(例えば、赤色)ための波長選択フィルタであって、場合に応じて、刺激光源31と集光レンズ33との間の光路に挿入される。これは、特定の波長を持った刺激光を照射することにより、網膜の特定の部分を刺激させるために用いられる(例えば、赤色の波長を用いることで、網膜の長波長錐体を刺激する)。
The retinal stimulation
受光光学系20は、対物凹面鏡1、第2全反射ミラー19、第1全反射ミラー18、光軸方向に移動可能なフォーカシングレンズ21、結像レンズ22、二次元受光素子23を含む。この場合、受光光学系20は、対物凹面鏡1〜孔あきミラー17までの光路を観察照明光学系10と共用する。フォーカシングレンズ21は、駆動機構50の駆動により光軸方向に移動する。観察光源11によって照明された網膜領域からの反射光は、対物凹面鏡1で反射され、第2全反射ミラー19、第1全反射ミラー18を介して、孔あきミラー17の前で一旦集光されたのち、孔あきミラー17の開口を通過する。そして、孔あきミラー17の開口(ホール部)を通過した反射光は、フォーカシングレンズ21を介して、結像レンズ22によって集光された後、二次元受光素子23上に結像される。
The light receiving
固視光学系40は、可視光を発光する固視光源41、ピンホール42、可視光を反射し赤外光を透過する特性を有するダイクロイックミラー29を持ち、ダイクロイックミラー29〜対物凹面鏡1までの光路を受光光学系20と共用する。ピンホール42は、被検眼網膜の観察点(撮影点)と略共役な位置に配置される。光源41及びピンホール42は、光軸方向に対して垂直な面上を移動可能な構成となっている。固視光源41を発した光は、ピンホール42を通り、ダイクロイックミラー29にて反射された後、網膜からの反射光とは逆方向の光路を経て(結像レンズ22〜対物凹面鏡1)被検眼の網膜上で結像する。
The fixation
図2は本実施形態における網膜機能計測装置の制御系を示したブロック図である。70は装置全体の制御を行う制御部である。制御部70には、観察光源11、受光素子23、刺激光源31、固視光源41、駆動機構50、被検眼眼底の画像形成や網膜機能を画像化するための画像処理部71等が接続される。75はモニタであり、画像処理部71にて形成した網膜画像が表示される。72は種々の情報を記憶しておくための記憶部である。74は各種入力操作を行うためのコントロール部である。
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the retinal function measuring apparatus in the present embodiment. A
以上のような構成を有する網膜機能計測装置において、その動作について説明する。
検者は図示なきジョイスティック等を用いて装置を駆動させて、被検眼の眼底に照明光が照射され、所望する画像がモニタ75に表示されるように、アライメントを行う。そして、コントロール部74に設けられたフォーカス調整用スイッチを用いて駆動機構50を駆動させることにより、画像のフォーカス合わせを行う。
The operation of the retinal function measuring apparatus having the above configuration will be described.
The examiner drives the apparatus using a joystick (not shown) and performs alignment so that illumination light is irradiated onto the fundus of the eye to be examined and a desired image is displayed on the
網膜機能を計測する場合には、所望する位置の眼底像がモニタ75に表示された状態にて、コントロール部74の図示なき撮影ボタンを押す。撮影ボタンが押されると、制御部70は刺激光発光前の眼底像を基準網膜画像として記憶部72に記憶させるとともに、刺激光源31を用いて被検眼Eの眼底に向けて可視のフラッシュ光を照射する。なお、赤外の照明光は、フラッシュ光の照射前後に関係なく連続的に被検眼Eの眼底の所定領域を照明し続けている。制御部70は、さらにフラッシュ光(刺激光)の照射後の網膜画像を記憶部72に記憶させる。フラッシュ光照射後に撮影する網膜画像は1枚だけでなく、網膜機能の変化が判るように、フラッシュ光照射後、連続的または経時的に網膜画像を記憶させるようにしてもよい。この場合、記憶された複数の画像から解析に用いるデータを抽出するようにしてもよい。
When measuring the retinal function, a photographing button (not shown) of the control unit 74 is pressed in a state where a fundus image at a desired position is displayed on the
そして、制御部70は、記憶部72に記憶された所定の網膜画像に基づいて解析を行う。この場合、制御部70は、記憶部72に記憶されたフラッシュ光照射前後における網膜画像を演算処理して網膜機能の変化情報を取得し、その結果を画像処理部71を介してモニタ75に表示する。
Then, the
ここで、網膜機能を計測する際の原理について簡単に説明する。すなわち、被検眼Eの眼底にフラッシュ光等の刺激光が照射され、網膜を構成する細胞が刺激を受けると、この刺激に伴って神経細胞の活動に変化が起こり、この神経活動が起こった部位の反射光の強度(反射率)が変化する。このため、フラッシュ光照射前後における網膜画像の明るさの変化を読み取ることにより、この神経細胞の活動の変化に起因する内因性の信号変化が得ることができる。よって、被検眼の網膜機能を計測することができる。 Here, the principle for measuring the retinal function will be briefly described. That is, when stimulation light such as flash light is irradiated on the fundus of the eye E and the cells constituting the retina are stimulated, the activity of the nerve cells changes with the stimulation, and the site where the nerve activity occurs The intensity (reflectance) of the reflected light changes. For this reason, by reading the change in the brightness of the retinal image before and after the flash light irradiation, an intrinsic signal change resulting from the change in the activity of the nerve cell can be obtained. Therefore, the retinal function of the eye to be examined can be measured.
制御部70は、網膜機能を計測するにあたって始めに記憶部72に記憶させたフラッシュ光照射前の網膜画像(基準網膜画像)と照射後の網膜画像との位置合せを行う。位置合せは、照射前の網膜画像(基準網膜画像)及び照射後の網膜画像から画像処理により特徴点(例えば、血管形状、乳頭、黄斑部等)を抽出し、両画像を相対的に移動、拡大、縮小等行うようにして両画像の特徴点が最も一致する位置を演算処理により求める。なお、位置合せの方法はこれに限るものではなく、周知の画像処理技術を用いてもよい。
When measuring the retinal function, the
このような照射前と照射後の網膜画像の位置合わせ後、制御部70は照射前の網膜画像の明るさに対する照射後の網膜画像の明るさの変化を各画素毎に求める。明るさの変化は差分や比等求めることによって得られる。画像処理部71は、制御部70によって得られた明るさの変化情報を各画素に対応させてモニタ75に表示する。明るさの変化情報としては、濃淡や高低によって明るさの変化情報を画像として表示する方法や、差分や比の数値情報、この数値情報を網膜機能を評価するための所定の解析プログラムにより演算処理した情報等によって表すことができる。
After such alignment of the retinal image before and after irradiation, the
なお、本実施形態では、フラッシュ光照射前の網膜画像取得からフラッシュ光照射後の網膜画像取得、網膜画像の解析までを自動的に行われるものとしているが、これに限るものではなく、個々の動作を手動にて行うようにすることもできる。 In this embodiment, it is assumed that the retinal image acquisition before the flash light irradiation, the retinal image acquisition after the flash light irradiation, and the analysis of the retinal image are automatically performed. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to perform the operation manually.
以下に、本実施形態の光学系に対物凹面鏡1を用いたことの作用について説明する。すなわち、対物凹面鏡1を使用したことにより、対物レンズを使用したときの内部反射光の発生そのものがなく、照明観察光学系の光路中に黒点板を配置する必要がないため、受光素子23で検出される網膜画像上に光量ムラが発生するのを未然に防止することができる。よって、刺激光の照射前と照射後の網膜画像の明るさの変化を求める際、被検眼の眼球が動いた場合に予め被検眼の照射前と照射後の網膜画像の位置合わせ処理を行われても、網膜機能の変化とは関係のない要因によって明るさの変化が生じてしまうことがなくなる。これにより、検出された網膜画像の中心部付近での網膜機能の計測に関して、信頼性の高い計測結果を得ることが可能となる。 Below, the effect | action of using the objective concave mirror 1 for the optical system of this embodiment is demonstrated. That is, since the objective concave mirror 1 is used, no internal reflection light is generated when the objective lens is used, and it is not necessary to arrange a black spot plate in the optical path of the illumination observation optical system. It is possible to prevent the occurrence of unevenness in the amount of light on the retina image. Therefore, when obtaining the change in brightness of the retinal image before and after irradiation of the stimulation light, if the eyeball of the subject's eye moves, alignment processing of the retinal image before and after irradiation of the subject's eye is performed in advance. However, the change in brightness is not caused by a factor unrelated to the change in retinal function. This makes it possible to obtain a highly reliable measurement result regarding the measurement of the retinal function in the vicinity of the center of the detected retinal image.
図3は、対物凹面鏡を用いた場合における網膜画像の中心部付近の光量レベルを表す図である。この場合、特異的な光量ムラは発生せず、光量レベルはほぼ一定の状態であるため、網膜機能の計測に好ましい状態にあるといえる。 FIG. 3 is a diagram showing the light amount level near the center of the retinal image when the objective concave mirror is used. In this case, specific light amount unevenness does not occur, and the light amount level is almost constant, so that it can be said that it is in a preferable state for measuring the retinal function.
なお、上記のような網膜機能の計測を行う際には、被検眼の網膜領域を照明する観察光源11が発する照明光の明るさが経時的に安定してから刺激光照射前の網膜画像を取得する。この場合、制御部70に光源11が発する照明光の明るさの安定度合を判定する判定機能を持たせるようにするとよい。例えば、制御部70は、観察光源11を点灯してからの照明光の明るさを計測し、予め設定した照明光の明るさの安定度合を判定するための所定の許容範囲を計測結果が満たした場合に、モニタ75の画面上に計測を開始できる旨の表示を行うようなことが考えられる。このようにすれば、検者は、安心して網膜機能の計測を開始することができる。
When measuring the retinal function as described above, after the brightness of the illumination light emitted from the observation
1 対物凹面鏡
18 第1全反射ミラー
19 第2全反射ミラー
20 受光光学系
30 網膜刺激用光学系
70 制御部
75 モニタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Objective
Claims (3)
前記対物光学系は、前記観察照明光学系から発せられた照明光を反射させることにより前記被検眼の瞳孔付近で一旦収束させて被検眼の網膜の所定領域を照明する対物凹面鏡を有することを特徴とする網膜機能計測装置。 An objective optical system disposed in front of the eye of the subject eye, an observation illumination optical system that illuminates the retinal region of the subject eye via the objective optical system, and reflected light from the retinal region illuminated by the observation illumination optical system A light receiving optical system for receiving a light through the objective optical system to obtain a retinal image, and a retina stimulation optical system for stimulating the retina by irradiating a visible stimulation light to a retina region of the eye to be examined. In a retinal function measuring device that acquires retinal function change information by calculating and processing retinal images before and after irradiation with visible stimulus light by a stimulation optical system,
The objective optical system includes an objective concave mirror that illuminates a predetermined region of the retina of the eye to be examined by reflecting the illumination light emitted from the observation illumination optical system so as to converge once in the vicinity of the pupil of the eye to be examined. Retinal function measuring device.
2. The retinal function measuring apparatus according to claim 1, further comprising a determination unit that determines a degree of stability of brightness of illumination light emitted from a light source of the observation illumination optical system.
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