JP4817509B2 - 検眼装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば眼科病院で使用され、特に眼底を検査するための検眼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、眼底における血液の流速や流量を測定する眼底血流測定装置、眼底の血液中の酸素飽和度を測定する血中酸素測定装置、眼底の広い範囲を撮影する眼底カメラ等は、目的に応じて個々に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、これら全ての目的を達成するためには３台の検眼装置が必要であり、相応の設置スペースと設備コストを必要とする。また、被検者が目的に応じた検眼装置まで移動する必要があり、測定に対応する検者や被検者の負担が大きい。
【０００４】
また、相互に関連する診断情報を個々の検眼装置で得ているので、血流と血中酸素を眼底の同一部位で測定することが容易でない上に、それらを同一時刻に測定することは不可能である。
【０００５】
本発明の目的は、これらの問題点を解消し、上述の３つの検査のうちの少なくとも２つの検査を同時に実施し得る検眼装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る検眼装置は、光学系を介して眼底に光束を投影しその反射光を検出して血流を検出する血流検出系と、
前記光学系を介して眼底の前記光束投影部位に光束を投影しその反射光を検出して血中酸素を検出する血中酸素検出系と、
前記血流検出系と前記血中酸素検出系の測定結果を共に表示する表示手段と、
前記血流検出系と前記血中酸素検出系において、光束偏向反射部材を共用することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態の光学的構成図であり、この第１の実施の形態の検眼装置には、眼底像を得る機能の他に、眼底の血流速度や血流量である血流を測定する機能と、血中ヘモグロビンの酸素飽和度である血中酸素を測定する機能とが備えられている。
【００１１】
被検眼Ｅの前方の光路Ｏ１には、対物レンズ１、照明用光束を透過し測定用光束を反射する光束分割部材であるダイクロイックミラー２、瞳孔に略共役な孔あきミラー３、レンズ４、撮像手段であるビデオカメラ５が配列されている。孔あきミラー３の入射方向の光路Ｏ２には、レンズ６、波長８００〜９００ｎｍの近赤外の照明用光束を発する光源７が配置されている。
【００１２】
また、ダイクロイックミラー２の反射方向の測定用の光路Ｏ３には、ガルバノメトリックミラー８、レンズ９、光束分割部材であるハーフミラー１０、ダイクロイックミラー１１、眼底に略共役なラインアレイセンサＣＣＤである光電センサ１２が配列されている。
【００１３】
更に、ハーフミラー１０の入射方向の光路Ｏ４には、ダイクロイックミラー１３、眼底と略共役で波長５３０ｎｍの緑色レーザー光束を発する光源１４が配置され、ダイクロイックミラー１３の入射方向には、眼底と略共役で波長６７０ｎｍの赤色レーザー光束を発する光源１５が配置されている。
【００１４】
ダイクロイックミラー１１の反射方向には、瞳孔に略共役で光路の片側の光束を反射し他側の光束を透過させるハーフミラー１６、ミラー１７、ダイクロイックミラー１８、眼底に略共役な光電センサ１９が配列されている。また、ハーフミラー１６の反射方向にはミラー２０が配置され、このミラー２０の反射方向には上述のダイクロイックミラー１８が配置されている。
【００１５】
そして、光電センサ１２、１９の出力は演算部、メモリ等を備えた信号処理部２１に接続され、ビデオカメラ５と信号処理部２１の出力はＣＲＴから成るモニタ２２に接続されている。
【００１６】
光源７からの光束は、レンズ６、孔あきミラー３、ダイクロイックミラー２、対物レンズ１を介して被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明する。眼底Ｅｒでの反射光は対物レンズ１、ダイクロイックミラー２、孔あきミラー３、レンズ４を介してビデオカメラ５に入射する。レンズ４は対物レンズ１が形成した眼底像をビデオカメラ５に結像し、モニタ２２には眼底像Ｒが表示される。
【００１７】
一方、光源１４、１５からの光束は、ダイクロイックミラー１３、ハーフミラー１０、レンズ９、ガルバノメトリックミラー８、ダイクロイックミラー２、対物レンズ１を介して眼底Ｅｒの所定部位に光束を投影する。眼底Ｅｒでの反射光は、光路Ｏ１、Ｏ３を戻ってダイクロイックミラー１１に入射する。
【００１８】
ダイクロイックミラー１１は光源１４からの緑色光束を透過し、光源１５からの赤色光束を反射する。従って、ダイクロイックミラー１１を透過した光束は光電センサ１２に入射し、ダイクロイックミラー１１で反射した光束は、ハーフミラー１６で２つの光路に分岐され、ダイクロイックミラー１８で結合して光電センサ１９に入射する。そして、光電センサ１２、１９からの信号は信号処理部２１に入力し、信号処理部２１は測定に必要な信号を処理する。モニタ２２には、眼底の測定部位を示す測定マークＭ１が表示される。
【００１９】
ここで、血流はドップラシフト法で測定する。即ち、血流により異なる方向に反射した光束は異なるドップラシフトを受けるので、このシフト量を検出して血流速度を求めると共に、この血流速度を血管径に乗じて血流量を算出する。このとき、眼底Ｅｒの測定部位を光源１４からの緑色光束で照明し、血管の位置を光電センサ１２で確認する。被検眼Ｅの視線が微動した場合には、測定部位をガルバノメトリックミラー８を回動することにより調整し、光路Ｏ３上に自動的に保持する。
【００２０】
そして、光源１５からの赤色光束の眼底での反射光を、ハーフミラー１６により瞳孔の異なる位置から取り出し、これらの光束を干渉させて波長シフトに対応したビート信号を得る。次に、ビート信号を信号処理部２１で周波数分析し、血流速度を算出する。そして、光電センサ１２で検出した血管から血管径を求め、この血管径に血流速度を乗じて血流量を算出する。
【００２１】
一方、血中酸素の測定には、飽和ヘモグロビンと非飽和ヘモグロビンの分光吸収特性の違いを利用する。即ち、光源１４からの緑色光束では分光吸収特性の違いが発生しないが、光源１５からの赤色光束は飽和ヘモグロビンに殆ど吸収されず、非飽和ヘモグロビンにはかなり吸収される。従って、飽和ヘモグロビンからの反射光と非飽和ヘモグロビンからの反射光との比率を求め、飽和ヘモグロビンの比率である血中酸素飽和度を得る。
【００２２】
この際に、光源１４の発光量と光電センサ１２の受光量から緑色光束の反射率を求めると共に、光源１５の発光量と光電センサ１９の受光量から赤色光束の反射率を求め、双方の反射率の比から血中酸素を算出する。そして、この血中酸素と既に求めた血流量から血管の酸素供給量を算出し、これらの算出値をモニタ２２に表示するか、図示しないプリンタに出力する。
【００２３】
この第１の実施の形態では、従来別々の装置で測定していた血流と血中酸素の両方が同じ装置で測定できるので、設置スペースや設備コストが低減し、かつ移動の必要がないので検者や被検者の負担が軽減する。
【００２４】
また、眼底Ｅｒの同一部位に光源１４、１５からの光束を同時に投影すれば、同一部位の血流と血中酸素を同時に測定することが可能となり、診断情報の価値が向上すると共に診断時間が短縮される。
【００２５】
なお、上述の第１の実施の形態では、血中酸素を光源１４、１５からの２つの光束で測定したが、光源７からの光束を加えて３つの光束で測定することもできる。この場合には、光源７の波長８００〜９００ｎｍの近赤外光束は、飽和ヘモグロビンと非飽和ヘモグロビンの光束吸収率の違いをそれほど発生させないので、ビデオカメラ５からのビデオ信号の強度を信号処理部２１に取り込み、そのビデオ信号の強度と光源７からの光束の強度の関係から反射率を求め、３つの光束の反射率の相互間の比率から血中酸素を算出する。
【００２６】
また、血管壁や網膜等は光束を鏡面反射するので光束の波長選択性はなく、それらの適当な分光反射特性を仮定する。これにより、波長が異なる３つの光束を利用する際に、他の分光反射特性を有する光束が混入しても、この光束を除いた測定が可能となる。
【００２７】
なお、第１の実施の形態では、血流の測定と血中酸素の測定に、光源７、１４、１５や光電センサ１２、１９を共用したが、別々の部材を使用することもできる。
【００２８】
また、眼底照明光源としてストロボを加えれば、可視光によりビデオカメラ５で眼底像が撮影できる。更に、撮影の際に測定部位を示すマークＭを眼底像に写し込むことにより、眼底のどの部分の測定値なのかを記録できる。そして、眼底撮影手段と血流測定、又は眼底撮影手段と血中酸素測定という形態も可能である。
【００２９】
図２は第２の実施の形態の光学的構成図であり、この第２の実施の形態の検眼装置にも、眼底を観察する機能の他に、血流を測定する機能と血中酸素を測定する機能とが備えられている。図１と同一又は類似の機能を有する部材は同一符号で示されている。
【００３０】
被検眼Ｅの前方の光路Ｏ１には、対物レンズ１、孔あきミラー３、レンズ４、赤色光束を反射するダイクロイックミラー３１、ビデオカメラ５が配列されている。孔あきミラー３の入射方向の光路Ｏ２には、レンズ６、赤色光束を反射するダイクロイックミラー３２、光源７が配置されている。ダイクロイックミラー３２の入射方向の光路Ｏ５には、レンズ３３、波長６５０〜７５０ｎｍの赤色レーザー光束を発する光源３４が配置されている。
【００３１】
そして、ダイクロイックミラー３１の反射方向の光路Ｏ６には、眼底に共役なエリアアレイセンサである光電センサ３５が配置され、この光電センサ３５の出力は信号処理部２１に接続されている。ビデオカメラ５と信号処理部２１の出力はモニタ２２に接続されている。
【００３２】
光源３４からの赤色光束は、レンズ３３を介してダイクロイックミラー３２に入射し、ダイクロイックミラー３１で反射した赤色光束は、レンズ６、孔あきミラー３、対物レンズ１を介して眼底Ｅｒの所定部位を照明する。眼底Ｅｒからの反射光は、対物レンズ１、孔あきミラー３、レンズ４を介してダイクロイックミラー３１に入射し、ダイクロイックミラー３１で反射して光電センサ３５に入射する。モニタ２２には、光電センサ３５がカバーする測定エリアを示す測定マークＭ２が表示されている。
【００３３】
血流はレーザースペックル法を用いて測定する。即ち、光源３４からのコヒーレントな赤色光束が眼底Ｅｒのような拡散体に入射すると、多重反射によるランダムな所謂スペックルパターンが発生する。このスペックルパターンは拡散体の動きに伴って移動し、その速度は拡散体即ち血球の流れに関係する。従って、光電センサ３５からの信号を５００Ｈｚ程度で読み出し、前後の映像との相関を計算することによりスペックルパターンの変化速度を求め、血流速度に対応した値を得る。また、血管のみならず他の部分も測定し、血流マップを作成する。
【００３４】
血中酸素の測定には、光源７の近赤外光束の反射率と光源３４の赤色光束の反射率との比を利用する。即ち、光源３４の赤色光束は酸化飽和ヘモグロビンにはあまり吸収されないが、非飽和ヘモグロビンにはかなり吸収される。これに対し、光源７の近赤外光束は飽和ヘモグロビンと非飽和ヘモグロビンの双方に吸収され、飽和ヘモグロビンには非飽和ヘモグロビンによりも稍々多く吸収される。従って、これらの光束の反射率を光電センサ３５からの信号の強度と、ビデオカメラ５からのビデオ信号の強度とでそれぞれ検出し、信号処理部２１において酸素飽和度を算出して血中酸素マップを得る。
【００３５】
この第２の実施の形態でも、眼底像を得る他に、血流と血中酸素を同時に測定できる上に、血流量と酸素飽和度の掛け算により酸素供給量も算出できる。また、第１の実施の形態と同様に３つの光束を用いて、血流と血中酸素をより高い精度で測定することができる。この場合には、他の波長の光束を発する光源と１つの光電センサとを追加する。
【００３６】
図３は第３の実施の形態の光学的構成図であり、この第３の実施の形態の検眼装置には、血流と血中酸素を測定する機能が備えられ、図１、図２と同一又は類似の機能の部材は同一符号とされている。
【００３７】
被検眼Ｅの前方の光路Ｏ１には、対物レンズ１、副走査を行うガルバノメトリックミラー４１、主走査を行う共振ミラー４２、この共振ミラー４２の近傍で瞳孔に共役なハーフミラー４３が配置されている。ハーフミラー４３の背後の光路Ｏ７には、レンズ４４、波長６７０ｎｍの赤色光束と波長８００ｎｍの近赤外光束を分割するダイクロイックミラー４５、眼底と共役で波長８００ｎｍのレーザー光束を発する光源４６が配列されている。ダイクロイックミラー４５の入射方向には、眼底と共役で波長６７０ｎｍのレーザー光束を発する光源４７が配列されている。
【００３８】
ハーフミラー４３の反射方向の光路Ｏ８には、レンズ４８、ダイクロイックミラー４９、光電センサ５０が配列され、ダイクロイックミラー４９の反射方向に光電センサ５１が配置されている。そして、光電センサ５０、５１の出力は信号処理部２１に接続され、信号処理部２１の出力はモニタ２２に接続されている。
【００３９】
光源４６、４７はダイクロイックミラー４５、レンズ４４、ハーフミラー４３、共振ミラー４２、ガルバノメトリックミラー４１、対物レンズ１を介して眼底Ｅｒの所定部位に点状光束を投影する。眼底Ｅｒでの反射光はハーフミラー４３で反射し、レンズ４８を介してダイクロイックミラー４９に入射する。ダイクロイックミラー４９を透過した光束は光電センサ５０に入射し、ダイクロイックミラー４９で反射した光束は光電センサ５１に入射する。光電センサ５０、５１からの信号は信号処理部２１に入射し、モニタ２２には眼底Ｅｒの測定部位の血流マップＭ３と血中酸素マップＭ４を表示する。
【００４０】
この間に、測定用光束は共振ミラー４２により横方向１０度を４ｋＨｚで走査すると共に、ガルバノメトリックミラー４１により縦方向２．５度を６４Ｈｚで走査し、２秒間のデータを信号処理部２１のメモリに取り込む。
【００４１】
血流を測定する際には、光源４７からの光束が眼底Ｅｒの所定部位を照明し、眼底Ｅｒでの反射光は光電センサ５１に入射する。そして、信号処理部２１は各所定部位に対する光電センサ５１からの信号を高速フーリエ変換し、ドップラシフトを算出して血流速度を測定する。
【００４２】
血中酸素を測定する際には、光源４７に加えて光源４６を点灯する。光源４６からの光束は眼底Ｅｒでの光源４７と同じ部位をスポット照明する。眼底Ｅｒでの反射光は光電センサ５０、５１でそれぞれ受光し、信号処理部２１が光強度をそれぞれ検出する。信号処理部２１は検出した光強度から、波長６７０ｎｍの光束の反射率と波長８００ｎｍの光束の反射率とを求め、これらの反射率の比から血中酸素を測定する。この第３の実施の形態でも、血流と血中酸素を同時に測定することができる。
【００４３】
なお、第１〜第３の実施の形態では、血流を検出する光学系と血中酸素を検出する光学系とを備えた検眼装置について説明したが、血流を検出する光学系を無散瞳眼底カメラに併設することや、血中酸素を検出する光学系を無散瞳眼底カメラに併設することも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る検眼装置は、眼底像撮影、眼底血流測定、眼底血流の酸素飽和値の測定の３つの機能のうちの少なくとも２つの機能を備えているので、設置スペースや設備コストが低減する上に、測定に対応する検者や被検者の負担が軽減する。
【００４５】
また、眼底の同一部位に光束を同時に投影するように構成すれば、同一部位の血中酸素と血流を同時に測定することが可能となり、診断情報の価値が向上する上に診断時間が短縮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成図である。
【図２】第２の実施の形態の構成図である。
【図３】第３の実施の形態の構成図である。
【符号の説明】
１ 対物レンズ
２、１１、１３、１８、１９、３２、４５、４９ ダイクロイックミラー
３ 孔あきミラー
５ ビデオカメラ
７、１４、１５、３４、４６、４７ 光源
８、４１ ガルバノメトリックミラー
１０、１６ ハーフミラー
１２、１９、３５、５０、５１ 光電センサ
２１ 信号処理部
２２ モニタ
４２ 共振ミラー
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば眼科病院で使用され、特に眼底を検査するための検眼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、眼底における血液の流速や流量を測定する眼底血流測定装置、眼底の血液中の酸素飽和度を測定する血中酸素測定装置、眼底の広い範囲を撮影する眼底カメラ等は、目的に応じて個々に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、これら全ての目的を達成するためには３台の検眼装置が必要であり、相応の設置スペースと設備コストを必要とする。また、被検者が目的に応じた検眼装置まで移動する必要があり、測定に対応する検者や被検者の負担が大きい。
【０００４】
また、相互に関連する診断情報を個々の検眼装置で得ているので、血流と血中酸素を眼底の同一部位で測定することが容易でない上に、それらを同一時刻に測定することは不可能である。
【０００５】
本発明の目的は、これらの問題点を解消し、上述の３つの検査のうちの少なくとも２つの検査を同時に実施し得る検眼装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る検眼装置は、光学系を介して眼底に光束を投影しその反射光を検出して血流を検出する血流検出系と、
前記光学系を介して眼底の前記光束投影部位に光束を投影しその反射光を検出して血中酸素を検出する血中酸素検出系と、
前記血流検出系と前記血中酸素検出系の測定結果を共に表示する表示手段と、
前記血流検出系と前記血中酸素検出系において、光束偏向反射部材を共用することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態の光学的構成図であり、この第１の実施の形態の検眼装置には、眼底像を得る機能の他に、眼底の血流速度や血流量である血流を測定する機能と、血中ヘモグロビンの酸素飽和度である血中酸素を測定する機能とが備えられている。
【００１１】
被検眼Ｅの前方の光路Ｏ１には、対物レンズ１、照明用光束を透過し測定用光束を反射する光束分割部材であるダイクロイックミラー２、瞳孔に略共役な孔あきミラー３、レンズ４、撮像手段であるビデオカメラ５が配列されている。孔あきミラー３の入射方向の光路Ｏ２には、レンズ６、波長８００〜９００ｎｍの近赤外の照明用光束を発する光源７が配置されている。
【００１２】
また、ダイクロイックミラー２の反射方向の測定用の光路Ｏ３には、ガルバノメトリックミラー８、レンズ９、光束分割部材であるハーフミラー１０、ダイクロイックミラー１１、眼底に略共役なラインアレイセンサＣＣＤである光電センサ１２が配列されている。
【００１３】
更に、ハーフミラー１０の入射方向の光路Ｏ４には、ダイクロイックミラー１３、眼底と略共役で波長５３０ｎｍの緑色レーザー光束を発する光源１４が配置され、ダイクロイックミラー１３の入射方向には、眼底と略共役で波長６７０ｎｍの赤色レーザー光束を発する光源１５が配置されている。
【００１４】
ダイクロイックミラー１１の反射方向には、瞳孔に略共役で光路の片側の光束を反射し他側の光束を透過させるハーフミラー１６、ミラー１７、ダイクロイックミラー１８、眼底に略共役な光電センサ１９が配列されている。また、ハーフミラー１６の反射方向にはミラー２０が配置され、このミラー２０の反射方向には上述のダイクロイックミラー１８が配置されている。
【００１５】
そして、光電センサ１２、１９の出力は演算部、メモリ等を備えた信号処理部２１に接続され、ビデオカメラ５と信号処理部２１の出力はＣＲＴから成るモニタ２２に接続されている。
【００１６】
光源７からの光束は、レンズ６、孔あきミラー３、ダイクロイックミラー２、対物レンズ１を介して被検眼Ｅの眼底Ｅｒを照明する。眼底Ｅｒでの反射光は対物レンズ１、ダイクロイックミラー２、孔あきミラー３、レンズ４を介してビデオカメラ５に入射する。レンズ４は対物レンズ１が形成した眼底像をビデオカメラ５に結像し、モニタ２２には眼底像Ｒが表示される。
【００１７】
一方、光源１４、１５からの光束は、ダイクロイックミラー１３、ハーフミラー１０、レンズ９、ガルバノメトリックミラー８、ダイクロイックミラー２、対物レンズ１を介して眼底Ｅｒの所定部位に光束を投影する。眼底Ｅｒでの反射光は、光路Ｏ１、Ｏ３を戻ってダイクロイックミラー１１に入射する。
【００１８】
ダイクロイックミラー１１は光源１４からの緑色光束を透過し、光源１５からの赤色光束を反射する。従って、ダイクロイックミラー１１を透過した光束は光電センサ１２に入射し、ダイクロイックミラー１１で反射した光束は、ハーフミラー１６で２つの光路に分岐され、ダイクロイックミラー１８で結合して光電センサ１９に入射する。そして、光電センサ１２、１９からの信号は信号処理部２１に入力し、信号処理部２１は測定に必要な信号を処理する。モニタ２２には、眼底の測定部位を示す測定マークＭ１が表示される。
【００１９】
ここで、血流はドップラシフト法で測定する。即ち、血流により異なる方向に反射した光束は異なるドップラシフトを受けるので、このシフト量を検出して血流速度を求めると共に、この血流速度を血管径に乗じて血流量を算出する。このとき、眼底Ｅｒの測定部位を光源１４からの緑色光束で照明し、血管の位置を光電センサ１２で確認する。被検眼Ｅの視線が微動した場合には、測定部位をガルバノメトリックミラー８を回動することにより調整し、光路Ｏ３上に自動的に保持する。
【００２０】
そして、光源１５からの赤色光束の眼底での反射光を、ハーフミラー１６により瞳孔の異なる位置から取り出し、これらの光束を干渉させて波長シフトに対応したビート信号を得る。次に、ビート信号を信号処理部２１で周波数分析し、血流速度を算出する。そして、光電センサ１２で検出した血管から血管径を求め、この血管径に血流速度を乗じて血流量を算出する。
【００２１】
一方、血中酸素の測定には、飽和ヘモグロビンと非飽和ヘモグロビンの分光吸収特性の違いを利用する。即ち、光源１４からの緑色光束では分光吸収特性の違いが発生しないが、光源１５からの赤色光束は飽和ヘモグロビンに殆ど吸収されず、非飽和ヘモグロビンにはかなり吸収される。従って、飽和ヘモグロビンからの反射光と非飽和ヘモグロビンからの反射光との比率を求め、飽和ヘモグロビンの比率である血中酸素飽和度を得る。
【００２２】
この際に、光源１４の発光量と光電センサ１２の受光量から緑色光束の反射率を求めると共に、光源１５の発光量と光電センサ１９の受光量から赤色光束の反射率を求め、双方の反射率の比から血中酸素を算出する。そして、この血中酸素と既に求めた血流量から血管の酸素供給量を算出し、これらの算出値をモニタ２２に表示するか、図示しないプリンタに出力する。
【００２３】
この第１の実施の形態では、従来別々の装置で測定していた血流と血中酸素の両方が同じ装置で測定できるので、設置スペースや設備コストが低減し、かつ移動の必要がないので検者や被検者の負担が軽減する。
【００２４】
また、眼底Ｅｒの同一部位に光源１４、１５からの光束を同時に投影すれば、同一部位の血流と血中酸素を同時に測定することが可能となり、診断情報の価値が向上すると共に診断時間が短縮される。
【００２５】
なお、上述の第１の実施の形態では、血中酸素を光源１４、１５からの２つの光束で測定したが、光源７からの光束を加えて３つの光束で測定することもできる。この場合には、光源７の波長８００〜９００ｎｍの近赤外光束は、飽和ヘモグロビンと非飽和ヘモグロビンの光束吸収率の違いをそれほど発生させないので、ビデオカメラ５からのビデオ信号の強度を信号処理部２１に取り込み、そのビデオ信号の強度と光源７からの光束の強度の関係から反射率を求め、３つの光束の反射率の相互間の比率から血中酸素を算出する。
【００２６】
また、血管壁や網膜等は光束を鏡面反射するので光束の波長選択性はなく、それらの適当な分光反射特性を仮定する。これにより、波長が異なる３つの光束を利用する際に、他の分光反射特性を有する光束が混入しても、この光束を除いた測定が可能となる。
【００２７】
なお、第１の実施の形態では、血流の測定と血中酸素の測定に、光源７、１４、１５や光電センサ１２、１９を共用したが、別々の部材を使用することもできる。
【００２８】
また、眼底照明光源としてストロボを加えれば、可視光によりビデオカメラ５で眼底像が撮影できる。更に、撮影の際に測定部位を示すマークＭを眼底像に写し込むことにより、眼底のどの部分の測定値なのかを記録できる。そして、眼底撮影手段と血流測定、又は眼底撮影手段と血中酸素測定という形態も可能である。
【００２９】
図２は第２の実施の形態の光学的構成図であり、この第２の実施の形態の検眼装置にも、眼底を観察する機能の他に、血流を測定する機能と血中酸素を測定する機能とが備えられている。図１と同一又は類似の機能を有する部材は同一符号で示されている。
【００３０】
被検眼Ｅの前方の光路Ｏ１には、対物レンズ１、孔あきミラー３、レンズ４、赤色光束を反射するダイクロイックミラー３１、ビデオカメラ５が配列されている。孔あきミラー３の入射方向の光路Ｏ２には、レンズ６、赤色光束を反射するダイクロイックミラー３２、光源７が配置されている。ダイクロイックミラー３２の入射方向の光路Ｏ５には、レンズ３３、波長６５０〜７５０ｎｍの赤色レーザー光束を発する光源３４が配置されている。
【００３１】
そして、ダイクロイックミラー３１の反射方向の光路Ｏ６には、眼底に共役なエリアアレイセンサである光電センサ３５が配置され、この光電センサ３５の出力は信号処理部２１に接続されている。ビデオカメラ５と信号処理部２１の出力はモニタ２２に接続されている。
【００３２】
光源３４からの赤色光束は、レンズ３３を介してダイクロイックミラー３２に入射し、ダイクロイックミラー３１で反射した赤色光束は、レンズ６、孔あきミラー３、対物レンズ１を介して眼底Ｅｒの所定部位を照明する。眼底Ｅｒからの反射光は、対物レンズ１、孔あきミラー３、レンズ４を介してダイクロイックミラー３１に入射し、ダイクロイックミラー３１で反射して光電センサ３５に入射する。モニタ２２には、光電センサ３５がカバーする測定エリアを示す測定マークＭ２が表示されている。
【００３３】
血流はレーザースペックル法を用いて測定する。即ち、光源３４からのコヒーレントな赤色光束が眼底Ｅｒのような拡散体に入射すると、多重反射によるランダムな所謂スペックルパターンが発生する。このスペックルパターンは拡散体の動きに伴って移動し、その速度は拡散体即ち血球の流れに関係する。従って、光電センサ３５からの信号を５００Ｈｚ程度で読み出し、前後の映像との相関を計算することによりスペックルパターンの変化速度を求め、血流速度に対応した値を得る。また、血管のみならず他の部分も測定し、血流マップを作成する。
【００３４】
血中酸素の測定には、光源７の近赤外光束の反射率と光源３４の赤色光束の反射率との比を利用する。即ち、光源３４の赤色光束は酸化飽和ヘモグロビンにはあまり吸収されないが、非飽和ヘモグロビンにはかなり吸収される。これに対し、光源７の近赤外光束は飽和ヘモグロビンと非飽和ヘモグロビンの双方に吸収され、飽和ヘモグロビンには非飽和ヘモグロビンによりも稍々多く吸収される。従って、これらの光束の反射率を光電センサ３５からの信号の強度と、ビデオカメラ５からのビデオ信号の強度とでそれぞれ検出し、信号処理部２１において酸素飽和度を算出して血中酸素マップを得る。
【００３５】
この第２の実施の形態でも、眼底像を得る他に、血流と血中酸素を同時に測定できる上に、血流量と酸素飽和度の掛け算により酸素供給量も算出できる。また、第１の実施の形態と同様に３つの光束を用いて、血流と血中酸素をより高い精度で測定することができる。この場合には、他の波長の光束を発する光源と１つの光電センサとを追加する。
【００３６】
図３は第３の実施の形態の光学的構成図であり、この第３の実施の形態の検眼装置には、血流と血中酸素を測定する機能が備えられ、図１、図２と同一又は類似の機能の部材は同一符号とされている。
【００３７】
被検眼Ｅの前方の光路Ｏ１には、対物レンズ１、副走査を行うガルバノメトリックミラー４１、主走査を行う共振ミラー４２、この共振ミラー４２の近傍で瞳孔に共役なハーフミラー４３が配置されている。ハーフミラー４３の背後の光路Ｏ７には、レンズ４４、波長６７０ｎｍの赤色光束と波長８００ｎｍの近赤外光束を分割するダイクロイックミラー４５、眼底と共役で波長８００ｎｍのレーザー光束を発する光源４６が配列されている。ダイクロイックミラー４５の入射方向には、眼底と共役で波長６７０ｎｍのレーザー光束を発する光源４７が配列されている。
【００３８】
ハーフミラー４３の反射方向の光路Ｏ８には、レンズ４８、ダイクロイックミラー４９、光電センサ５０が配列され、ダイクロイックミラー４９の反射方向に光電センサ５１が配置されている。そして、光電センサ５０、５１の出力は信号処理部２１に接続され、信号処理部２１の出力はモニタ２２に接続されている。
【００３９】
光源４６、４７はダイクロイックミラー４５、レンズ４４、ハーフミラー４３、共振ミラー４２、ガルバノメトリックミラー４１、対物レンズ１を介して眼底Ｅｒの所定部位に点状光束を投影する。眼底Ｅｒでの反射光はハーフミラー４３で反射し、レンズ４８を介してダイクロイックミラー４９に入射する。ダイクロイックミラー４９を透過した光束は光電センサ５０に入射し、ダイクロイックミラー４９で反射した光束は光電センサ５１に入射する。光電センサ５０、５１からの信号は信号処理部２１に入射し、モニタ２２には眼底Ｅｒの測定部位の血流マップＭ３と血中酸素マップＭ４を表示する。
【００４０】
この間に、測定用光束は共振ミラー４２により横方向１０度を４ｋＨｚで走査すると共に、ガルバノメトリックミラー４１により縦方向２．５度を６４Ｈｚで走査し、２秒間のデータを信号処理部２１のメモリに取り込む。
【００４１】
血流を測定する際には、光源４７からの光束が眼底Ｅｒの所定部位を照明し、眼底Ｅｒでの反射光は光電センサ５１に入射する。そして、信号処理部２１は各所定部位に対する光電センサ５１からの信号を高速フーリエ変換し、ドップラシフトを算出して血流速度を測定する。
【００４２】
血中酸素を測定する際には、光源４７に加えて光源４６を点灯する。光源４６からの光束は眼底Ｅｒでの光源４７と同じ部位をスポット照明する。眼底Ｅｒでの反射光は光電センサ５０、５１でそれぞれ受光し、信号処理部２１が光強度をそれぞれ検出する。信号処理部２１は検出した光強度から、波長６７０ｎｍの光束の反射率と波長８００ｎｍの光束の反射率とを求め、これらの反射率の比から血中酸素を測定する。この第３の実施の形態でも、血流と血中酸素を同時に測定することができる。
【００４３】
なお、第１〜第３の実施の形態では、血流を検出する光学系と血中酸素を検出する光学系とを備えた検眼装置について説明したが、血流を検出する光学系を無散瞳眼底カメラに併設することや、血中酸素を検出する光学系を無散瞳眼底カメラに併設することも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る検眼装置は、眼底像撮影、眼底血流測定、眼底血流の酸素飽和値の測定の３つの機能のうちの少なくとも２つの機能を備えているので、設置スペースや設備コストが低減する上に、測定に対応する検者や被検者の負担が軽減する。
【００４５】
また、眼底の同一部位に光束を同時に投影するように構成すれば、同一部位の血中酸素と血流を同時に測定することが可能となり、診断情報の価値が向上する上に診断時間が短縮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成図である。
【図２】第２の実施の形態の構成図である。
【図３】第３の実施の形態の構成図である。
【符号の説明】
１ 対物レンズ
２、１１、１３、１８、１９、３２、４５、４９ ダイクロイックミラー
３ 孔あきミラー
５ ビデオカメラ
７、１４、１５、３４、４６、４７ 光源
８、４１ ガルバノメトリックミラー
１０、１６ ハーフミラー
１２、１９、３５、５０、５１ 光電センサ
２１ 信号処理部
２２ モニタ
４２ 共振ミラー
Claims (6)
- 光学系を介して眼底に光束を投影しその反射光を検出して血流を検出する血流検出系と、
前記光学系を介して眼底の前記光束投影部位に光束を投影しその反射光を検出して血中酸素を検出する血中酸素検出系と、
前記血流検出系と前記血中酸素検出系の測定結果を共に表示する表示手段と、
前記血流検出系と前記血中酸素検出系において、光束偏向反射部材を共用することを特徴とする検眼装置。 - 光学系を介して眼底に光束を投影しその眼底撮影を行う撮影系とを更に備え、前記撮影系の眼底撮影像と前記血流検出系の測定結果を共に表示する表示手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の検眼装置。
- 光学系を介して眼底に光束を投影しその眼底撮影を行う撮影系とを更に備え、前記撮影系の眼底撮影像と前記血中酸素検出系の測定結果を共に表示する表示手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の検眼装置。
- 光学系を介して眼底に光束を投影しその眼底撮影を行う撮影系とを更に備え、前記撮影系の眼底撮影像と前記血流検出系と前記血中酸素検出系の測定結果を共に表示する表示手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の検眼装置。
- 前記血流検出系と前記血中酸素検出系において、光源又は検出センサを共用することを特徴とする請求項１又は４に記載の検眼装置。
- 光学系を介して眼底に光束を投影しその反射光を検出して血流を検出する血流検出系と、
前記光学系を介して眼底の前記光束投影部位に光束を投影しその反射光を検出して血中酸素を検出する血中酸素検出系と、
前記血流検出系と前記血中酸素検出系の測定結果を共に表示する表示手段と、
を備え、血流と血中酸素を同時に検出することを特徴とする検眼装置。
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