JP2002516688A - 偏光プローブを使用する眼球検査機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 既知の偏光状態の入射ビームから眼底で反射される偏光の反射ビームにおいて誘導される偏光シフトを測定することにより、眼球(１１)の眼底における神経線維層の組織分布、厚さおよび線維方向を測定するために機器を提供する。角膜の偏光補償器(２５)は、角膜および眼底より前にある眼球の他の部分の複屈折効果を効果的に取り消し得るので、臨床的に重要な結果が得られる。測定ビームを眼球に当てる方法もまた開示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 (関連出願) 本出願は、１９９１年１２月１６日提出の米国特許出願第８０８,４７９号で
、現在米国特許第５,３０３,７０９号からの優先権を主張する１９９４年４月１
８日提出の許可された出願中の米国特許出願第０８/２２９,１５１からの優先権
を主張する継続出願であり、その両方に対する優先権をここに主張する。

【０００２】 (技術分野) 本発明は、眼球前部の不明瞭な偏光効果を削除しつつ、照射する光ビームに対
する神経線維層の偏光効果を測定することにより、網膜の神経線維層の厚さ、組
織分布(topography)および神経線維方向を評価する機器である。

【０００３】 (背景技術) 網膜の神経線維層は網膜の最も内側の層であり、光受容体から脳へ視覚シグナ
ルを送信する神経線維(神経節細胞の軸策)からなる。緑内障および他の視神経障
害の徴候が現れると、神経線維に対する損傷が増加し、視覚障害または失明を招
く。緑内障および他の疾患は初期に診断してこの進行を遅らせるか、または止め
るかしなければならず、正確な診断にとっていかなる損傷であってもその存在お
よび範囲を確かめることは重要である。

【０００４】 神経線維層は非常に薄く(約３０μmから１５０μm)、ヒトの眼球の光学的深度
の解像度は約２００μmから３００μmにすぎないので、光学的画像法に基づく測
定方法は、神経線維層の厚さを正確に測定するのに充分ではない。さらに、網膜
の神経線維層は透明であるので、画像法により評価するのがさらに困難となる。

【０００５】 従来、神経線維層における損傷の評価は、レッドフリー(red-free)眼底写真に
よりなされる。より短い波長の可視光(「レッドフリー」)を用いて、神経線維層
内の光の散乱を増加させ、これを用いない場合には、光を透過させてしまう層の
可視度を高める。しかしながら、神経線維の特性の定量的な測定をこの方法で得
ることはできない。

【０００６】 神経線維層の厚さを評価するために、他のより間接的な方法が開発されてきた
。Zeimer(米国特許第４,８８３,０６１号)には、眼底上への光線の投影を使用す
る幾何学的方法が記載されている。網膜の前表面および後表面からの光線の反射
を用いて、厚さ約５００μmから７００μmの全網膜の厚さを測定する。この方法
の解像度は、しかしながら、網膜の多くの層のうちの一つの薄い層にすぎず、全
網膜の厚さの１０分の１をおそらくは構成する神経線維層の厚さを測定するには
不十分である。誤りの発生する余地がわずか±５％であっても、測定値の誤差が
測定値そのものと同じであり得る。

【０００７】 神経線維層の状態を評価する別の間接的な方法は、神経線維層の前表面を形成
する内部限定膜の組織分布を測定することである。このタイプの測定の結果は、
しかしながら、神経線維層の一つの表面のみを測定するにすぎない。神経線維層
の絶対的な厚さの測定は可能ではない。組織分布の器具(つまり、米国特許第４,
９００,１４４号)は、眼底表面(内部限定膜)から反射された光の強度を検出する
手段を使用する。該システムは、最大光反射の集束位置を測定し、この集束位置
が内部限定膜の位置であると推測する。しかしながら、実際には、これらのシス
テムにより検出される光は、多くの異なる網膜層から発する光からなり、最大光
反射の位置は、通常、不特定量だけ後方に移動するため偽の読み取りをもたらす
。

【０００８】 これらの技術から得られる結果により証明されるように、幾何学的技術のみで
は神経線維層の厚さまたは組織分布の臨床的に有意義な測定がなされない。眼球
の特性はその幾何学以外で検出されなければならず、それは本発明者が行った。
その結果は、眼球の様々な層の偏光特性における差異を利用する測定機器であり
、インビボおよび眼球における相対的な空間的測定のために幾何学に基づく技術
を増強し、またはこれに置き変わるものである。

【０００９】 本発明はさらに、患者からのデータをオンサイトで収集することは、医者によ
って行われる必要がなく、さらにオンサイトで分析される必要も全くないことを
認識している。代わりに、本明細書において認識されるように、利便性と費用目
的のために、技術者が患者からデータを収集し、データを分析のためにオフサイ
トへ送ることが望ましい。

【００１０】 (発明の要約) 神経線維層は、可視光線の波長よりも短い直径を有する平行な微細線維からな
る。このような媒体は、線維の方向に平行な光軸を有する複屈折形態を示す。複
屈折形態の神経線維層を通過する偏光は、神経線維層の厚さと直線的な相関関係
で、網膜のいかなる他の層からもほぼ独立した偏光状態の変化を受ける。神経線
維層を二重通過する光の偏光状態における変化を測定することにより、神経線維
層の偏光特性を評価することができ、従って、複屈折を欠く他の網膜層のいかな
る寸法特徴からも影響を受けずに厚さを測定することができる。

【００１１】 この技術は、神経線維層をインビボで測定するために、他の網膜層の影響から
神経線維層の測定を効果的に分離するが、測定する光はヒトの眼球(前部)の角膜
および水晶体に浸入しなければならない。網膜の大部分とは違い、これらの要素
もまた、光の偏光状態を変化させるような偏光特性を有する。インビボの網膜の
神経線維層の分離された偏光特性を測定するために、角膜および水晶体の偏光効
果は補償されなければならず、そうでなければ結果は意味がない。

【００１２】 本発明の主な目的は、眼球前部の偏光効果を補償した後、眼底の空間的に解像
された偏光特性を測定することにより、網膜の神経線維層の厚さを客観的に測定
することである。この方法により、初めて、網膜の神経線維層の絶対的厚さを単
独で測定し、眼科医に現在可能であるよりも早く眼病を診断するのに役立つツー
ルを提供する。

【００１３】 別の態様において、デジタル処理装置により読み取り可能なコンピュータ・プ
ログラム記憶装置と、このプログラム記憶装置のプログラム手段とを含むコンピ
ュータ・プログラム装置を開示する。このプログラムには、患者の眼球に診断ビ
ームを当てるための方法のステップを行うためにデジタル処理装置により実行可
能な命令が含まれる。

【００１４】 本発明によれば、前記方法のステップには、眼底を表す画像シグナルを受信す
ることが含まれる。画像シグナルに応答して、１以上の眼球画像が生じ、画像の
少なくとも１つは、画像シグナルに応答して眼底の視神経位置の中心に置かれる
。

【００１５】 好ましくは、画像シグナルは強度を有し、前記方法のステップは画像シグナル
に応答して少なくとも１つの制御シグナルを生じることを含む。制御シグナルの
少なくとも１つは、画像シグナルの強度が最大になるように、集束レンズを動か
す集束シグナルである。また、標準データベースにアクセスして、画像シグナル
をデータベースの少なくともいくつかの要素と比較し、それに応答して分析シグ
ナルを発生するコンピュータを開示する。

【００１６】 別の態様において、眼病を診断するための方法を開示する。その方法は、眼球
の瞳孔に少なくとも１つの誘導ビームを当て、誘導ビームに沿って少なくとも１
つの診断ビームを送信することを含む。さらに、その方法は、診断ビームの少な
くとも１つの反射光を受け取り、反射光を画像シグナルに変換することを含む。
画像シグナルに基づいて、診断ビームは眼球の視神経位置に集束される。

【００１７】 本発明の詳細は、その構造および操作について両方とも、付随の図面を参考に
最もよく理解され得る。全図面において、同じ参照番号は同じ部分を示す。

【００１８】 (好ましい実施の形態の詳細な説明) 図１および図１Ａは眼球１１を示し、眼球において角膜１０は、眼球の最も先
端の透明部分であり、その後ろには虹彩１２と水晶体１４がある。眼球１１の内
部は硝子体で満たされ、眼球の後ろには網膜があり、内部限定膜１６、神経線維
層１８、受容体システム２０、網膜色素上皮２２および脈絡膜２３を含む図１に
示す層からなっている。膜１６よりも前方にあるすべての眼球構造は、本明細書
と請求の範囲の定義では眼球前部と考える。

【００１９】 本発明自体は、主に角膜、水晶体、および神経線維層１８に関する。この神経
線維層の組織分布の測定と厚さの測定は、緑内障を含む特定の疾患の診断に重要
である。線維の方向はまた、特定の眼球の一般的な理解と厚さと断層撮影のデー
タを解釈するのに有用である。線維の方向はこれまで確かめられなかったので、
次第にこの情報が診断指標として信頼されることが期待される。

【００２０】 上述のように、神経線維層１８は複屈折特性を有する。複屈折媒体の表面上に
入射するこの媒体の表面に平行な光軸を有する偏光光線は、異なる偏光状態の２
つの光線に分裂し、同じ方向に、しかし、異なる速度で伝播する。移動速度の差
異は、２つの発散する光線の間に相のシフトをもたらす。これは、「遅延(retar
dation)」と呼ばれ、光の偏光を変える。複屈折媒体が厚ければ厚いほど、送信
される光の遅延が大きくなる。いわゆる「４分の１波長」リターダ(retarder)は
、光線の中の１つの相を他のものと比較して９０°遅延させ、直線偏光を円偏光
に変換し、あるいはこの逆もまた行う複屈折媒体を組み込んでいる。

【００２１】 神経線維層１８に加え、角膜および水晶体も複屈折特性を有するが、水晶体の
複屈折は角膜と比較して小さい。眼球において他に知られた複屈折層はない。

【００２２】 図２について、神経線維層の厚さを診断する完全なシステム２３を概略的に示
す。偏光解析器(ellipsometer)２４を除く、図２の構造すべてが角膜および水晶
体が原因の偏光シフトを補償するためにある。(本明細書と請求の範囲において
、偏光の「シフト」または「変更」とは、偏光の偏光軸の回転、直線偏光から楕
円偏光または円偏光への変化またはその逆、偏光レベルの変化およびこれらのい
かなる組合せを含むすべてのタイプの偏光の変化を意味する。)用語「角膜の偏
光補償器」は、眼球前部の偏光効果を補償する装置を記載するのに使用される。

【００２３】 偏光解析器２４は、光ビームの偏光状態を正確に特定する器具である。この適
用において、偏光解析器は神経線維層を二重通過する光の偏光状態シフトの評価
または性質および程度を可能にする。一旦、角膜の偏光補償がなされると、この
シフトは神経線維層の厚さに相関する。この層が薄ければ薄いほど、概して、眼
病は進行している。

【００２４】 角膜の偏光補償器２５はレーザー・ダイオード２６を使用し、このレーザー・
ダイオード２６はレンズ２７によりピンホール２８に集束され、偏光ビーム・ス
プリッタ３０を照射するまで円錐状に拡大する光のビームを提供する。このビー
ム・スプリッタには２つの目的があり、その第１は、入射補償ビーム３２を偏光
することであり、３２ａの図例が示すようにビームがこのときに有する状態の直
線的な横偏光を行う。ビームは続いて視準レンズ３４および４分の１波長リター
ダ３６を通過し、ビーム３２を３２ａの図例に示す直線偏光から図例３２ｂに示
す右回りの円偏光に変換する。

【００２５】 このとき、入射補償板ビーム３２は、光を複数のビームに分ける効果を有する
網状のまたは長方形の回折格子３８を通り、３２(ｅ)に示したように、単一のス
ポットではなく複数の集束点が補償器により使用されるようになる。ビームはビ
ーム・スプリッタ４０に反射して、収束レンズ４２により収束され、好ましい実
施の形態においては液晶リターダである可変リターダ４４を通過する。このリタ
ーダは入射ビームの偏光を円偏光からさらには３２ｃに示すような右回りの楕円
偏光へと変える。

【００２６】 このとき、可変リターダ４４からの全体のビーム３２の多数の収束するサブビ
ームは収束し、角膜１０および水晶体１４を通り、３２ｄに示すように円偏光と
なり、図示するように眼球の水晶体１４の後表面からの反射補償ビーム４５とし
て反射する。この反射したまたは反射補償ビームは、角膜および水晶を通る二重
通過により３２ｄに示す円偏光にシフトされるだけでなく、４５ａに示すように
反射の結果として円偏光の方向を逆転する偏光状態にある。(請求の範囲のため
、入射および反射ビームは各々単数で取り扱われるが、各々、回折格子により分
けられ、次いで再収束される合成ビームの全てを含む。)

【００２７】 反射補償ビーム４５は、図例４５ａ−ｄ、配置の上および右に示される偏光状
態を有する。レンズ表面から反射するとすぐに、右回りの円偏光は左回りの円偏
光４５ａに変わり、角膜１０および水晶体１４を通る通過で４５ｂに示すような
楕円偏光にシフトする。反射補償ビーム４５は、その偏光が４５ｃに示すような
円偏光に戻る可変リターダ４４を通過し、照射ビームが通り抜けた要素を通過し
て逆に伝わり、ビームが偏光ビームスプリット３０に到達するまで、４５ｄの偏
光シフトを通過する。

【００２８】 ビームが最初にこのビームスプリットを通り抜けたとき、３２ａに示すように
横に偏光したことが思い出されるであろう。反射表面に垂直に偏光する光は伝播
し、反射表面に平行に偏光する光を反射することは偏光ビーム・スプリッタの性
質である。反射補償ビームが完全に直線偏光し、ビーム・スプリッタ３０の反射
表面に平行であるので、反射補償ビーム４５は光検出器４６に向かって右に反射
する。反射補償ビームはレンズ３４により光検出器４６の正面のピンホール４７
に集束される。ピンホール４７および２８は、レンズの後表面に形成される集束
点への光学的共役平面に位置する。この共焦配置により、集束点以外の領域から
反射される迷光はピンホール４７により遮断され、光検出器４６に到達しない。

【００２９】 つまり、偏光ビーム・スプリッタ３０に下方に照射する反射ビーム４５の全て
の光が上方に伝わるビーム３２の方向へ直交して直線偏光するとき、レンズ１４
の表面から反射する光のすべてが光検出器４６へ伝わる。従って、眼球前部によ
りもたらされる偏光シフトがなければ、入射および反射補償ビーム３２および４
５は、３２ａおよび４５ｄに各々示す偏光状態を有する。可変リターダは４５ｄ
に示す変更状態における光の強度をできるだけ最大にするよう調節される。

【００３０】 光検出器４６は回路４９へフィードバックする光の強度に対応する電圧シグナ
ルを出力する。角膜および水晶体は偏光をシフトするので、光検出器４６からく
る電気シグナルが最大になるまで可変リターダは回路４９により変化される。図
２は、補償器が前部の偏光シフトを補償するためにすでに調節された後の入射お
よび反射ビームの偏光の状態を示す。可変リターダ４４が角膜および水晶体の偏
光のゆがみを最適に補償するために調節された後、偏光解析器２４は自由にその
入射診断ビーム４８をビーム・スプリッタに通過させ、可変リターダ(補償板)４
４により偏光補償されたビームを有した、角膜および水晶体により引き起こされ
る偏光のゆがみのない、問題の神経線維層の偏光のゆがみを正確に反射する反射
ビーム５０を受ける。この偏光情報を捕らえ、先行技術において既知のまたは本
明細書に記載の偏光解析技術に従って分析することができる。

【００３１】 この方法は、入射および反射補償ビームおよび可変リターダ４４を二重通過す
る診断ビームを有して開示された。しかしながら、入射ビームまたは反射ビーム
のいずれかである補償ビームの一つおよび診断ビームの一つのみが、可変リター
ダを通過しなければならない。最も正確な結果を生む最も単純な幾何学法は、示
すような両方のビームを二重通過することが含まれる。

【００３２】 角膜偏光補償板４４は本明細書において記載されているすべての技術において
使用される。すでに述べたように、偏光解析器は図２に示すようにそれだけで基
本的に使用でき、図２に示していないが、スキャンおよび分析設備とともに使用
して網膜の神経線維層の厚さに関する使用可能なマップを提供することができる
。図３および４に示すコンピュータ・フレーム５１は典型的な神経線維層の厚さ
および組織分布マップの様相を示す。

【００３３】 神経線維層の厚さを測定し、マッピングする一つの方法は図３に示され、この
使用のためにつくられた特別注文の偏光解析器を使用するシステムを有する。そ
れは、レーザー５２から入射診断ビーム４８が生まれ、続いて直線偏光子５４に
より直線偏光され、４分の１波長リターダ５６により円偏光に変換され、スキャ
ンユニット５８により眼底をスキャンされる。スキャンの各点で、その後反射診
断ビーム５０は振動鏡６０により再びスキャンされ、アレイを形成する多数の偏
光子６２を通過する。６つの偏光子を図３のアレイに示し、偏光子の各々からそ
の後反射ビームが検出器６４に到達すると、ビーム強度は検出器６４により光電
効果的にシグナル変換され、そのシグナルはＡＤＣ(アナログ−デジタル変換機)
６５によりデジタル化されてコンピュータ６６のメモリに蓄積される。コンピュ
ータに蓄積されたデータから、入射診断ビーム４８のストークス・ベクトルの４
つの要素は、反射診断ビームの計算されたストークス・ベクトルと比較され、現
在の測定位置での偏光の変化が、ＣＲＴディスプレイ６３に表示される。続いて
、入射診断ビームはスキャンユニット５８により次の測定部位へ導かれる。

【００３４】 図３のスキャン偏光子システムは概略であり、偏光子は反射式であっても透過
式であってもよく、通常、検出器に各々生じるビームを収束する鏡システムを有
する。眼底においてスキャンされる各点について、偏光子６２のすべては振動鏡
６０によりスキャンされる。

【００３５】 偏光データ測定方法の時間配列を変化させることにより、記載の原則を行い得
ることは当業者には明らかであろう。例えば、鏡６０が完全なスキャン・サイク
ルにある間に５８で単一点をスキャンする代わりに、反射診断ビーム５０を偏光
子の一つに固定している間に、まず入射診断ビーム４８をスキャン・ユニット５
８により全審査領域にわたりスキャンし、次いで次の一つに固定して次のスキャ
ンを行う。いずれかの方法においても、データ点は、例えば強度またはカラーマ
ップとして集計され、表示される。また、スキャンレーザーによる審査領域の照
明は静的(非スキャン)光源で眼底を照らし、検出器６４をカメラに取り替えるこ
とにより変更し得る。

【００３６】 これまで、神経線維層の厚さを測定して、厚さマップディスプレイを作成する
ことについて述べてきた。類似の技術を使用して、従来の技術でつくられたマッ
プより実質的により精密で詳細な組織分布マップを作成し得る。

【００３７】 図４は、網膜の神経線維層の前表面の組織分布マップをつくる、図３の機構に
類似のシステムを図示している。スキャン・ユニット５８は、３次元スキャンユ
ニット５９に取り替えられ、検出器６４は共焦検出ユニット６７に取り替えられ
る。それは、神経線維層から逆に受信される光学データが、変更された偏光を有
する眼球から反射するいかなるデータ(いかなる光線)をも放棄(フィルターがけ)
することにより分類されることを除いて、現在使用されている典型的な共焦シス
テムと類似している。網膜の偏光補償器が眼球前部により引き起こされる偏光シ
フトを中立化し、入射光ビームの偏光状態がわかっているので、偏光状態の入射
ビームに合わないいかなる反射光も神経線維層の表面１６より深い表面から反射
されることがわかっている。偽データを表すこの光情報を放棄することにより、
従来の共焦組織分布マップが補強される。機械的にこれは、徐々に深くなる集束
面において神経線維層の全表面をスキャンし、強度マップをつくり、および連続
して深くなる層について繰り返すことにより行われる。分析器６８には、他の偏
光状態の光を弱める、入射ビームに平行な偏光されたフィルターが含まれ、コン
ピュータは各面の強度マップを蓄積する。これらのマップはソフトウエア・オー
バーレイドであり、眼底の各点について最も明るい反射面は、その点で神経線維
層の正面の深さであると考えられる。これは、前表面の遠い側面および近い側面
にそれぞれちょうど集束される２つの共焦検出器を用い、各点において比較強度
から補間することにより単一のスキャンで行うことができる。

【００３８】 網膜補償を用いて、眼球内部から収集し得る潜在的情報は多くある。例えば、
神経線維層の表面より深い眼球の層の組織分布マップは、逆に最初のビームの偏
光状態における光を拒絶することによりつくることができる。

【００３９】 再び断層撮影から厚さのマッピングについて、組織分布マップ作成に使用され
る図４に示す同じ機構は、神経線維の厚さの高度なマップをつくるのに使用され
得る。偏光回転器７０を入射または反射診断ビームまたは両方の光路に挿入する
。第２検出器６９はその偏光状態には関係なく反射診断ビームの絶対強度を測定
する。図５および６について、網膜の神経線維層１４は、収束して視神経乳頭７
４を形成する放射状に配置した神経線維７２のアレイを含む。線維は可視光線の
波長の約半分の直径の巾である。アレイは、局所平行性および波長並の大きさの
スペーシングを示すので、指向性複屈折を示す。

【００４０】 それは直線偏光で照らされ、眼底からの反射光は直交した偏光フィルタ６８を
有する分析器から光検出器または収集器へと通過する。入射ビームとフィルタと
の偏光状態が７６および７８に概略で表されている。８０に示す明るさの交差パ
ターンは検出器に現れる。入射光ビームと分析器フィルタの両方の偏光軸に沿っ
て暗くなっている。明るいアームは、入射ビームと分析器フィルタの偏光軸の両
側に対して４５°回転している線維方向を有する神経線維層の領域に対応する。
実質的な神経線維層の厚さにより引き起こされる偏光の実質的な変化が、光の偏
光を分析器偏光フィルタが通過できるように適切にシフトするので、交差の明る
い部分は、これらの点において神経線維層の厚さの正確な表示を提供する。

【００４１】 最も好ましく測定するために、入射ビームと分析器フィルタの偏光軸を９０°
まで同時に回転して、完全な回転サイクルを構成し、マップ上に現れる眼底の各
点について約２度ごとに光度が記録される。全眼底がスキャンされる間、偏光軸
は一つの方向に維持することができ(実際には２°まで回転している)、次いで偏
光軸のすべての試験方向が全範囲について採取されるまで、次のスキャンのため
に２度「増加」される。または、逆に、移動する前に眼底の各点における全偏光
軸の回転サイクルを完了させる。

【００４２】 最も明るい入射ビームはこのように範囲の各点について収集される。これらの
最も明るい点は累積され、眼底の相対的な厚さにポイント・ツー・ポイントで対
応する強度マップへと形成される。

【００４３】 第２の光検出器６９は、眼底の対応点で反射診断ビームの反射強度の全体量を
測定するのに使用される。検出器６９で得られる対応する強度値で第１光検出器
６７で得られた強度値を標準化することにより、反射診断ビームの偏光状態にお
ける絶対変化が計算される。これにより、最終データから取り出されるべき偏光
シフト以外の因数によりもたらされる反射ビーム強度に変動がもたらされる。

【００４４】 データの異なるコンピュータ操作によるほぼ同一の技術が神経線維の方向マッ
プをつくる。各点における最大の反射ビーム強度の方向は、ビームのアラインメ
ントと神経線維層の光軸を有するフィルタ偏光軸を示す。

【００４５】 本発明の好ましい実施の形態の実施例を図８に示す。一部重複するまたは異な
る機能を有する様々な実施の形態におけるパーツ間の混乱を避けるために、すで
に図示している要素とほぼ対応するかもしれないが、図８の要素に新しい番号を
割り当てる。

【００４６】 波長７８０nmの偏光ダイオード・レーザー８２は器具の光源として機能する。
眼の媒体を通るいかなる波長の光も使用し得るが、波長７８０nmのダイオード・
レーザーは光学的性能、患者の快適度およびレーザーの安全性の面で見事に調和
がとれている。直線偏光レーザー光８４は結合レンズ８６により、偏光を維持す
る単一モード光ファイバ８８に集束される。光ファイバから現れる発散する光ビ
ーム９０は、ビーム・スプリッタ９２を照射する。

【００４７】 ビーム・スプリッタ９２は、偏光ビーム・スプリッタ、非偏光ビーム・スプリ
ッタまたは部分的に偏光するビーム・スプリッタであり得る。記載の好ましい実
施の形態において、ビーム・スプリッタは入射面に垂直に偏光された光のほぼ９
９％を反射し、入射面に平行に偏光された光の約８５％を透過する。光ファイバ
から発生する発散する光ビーム９０は入射面にほぼ平行に偏光されているので、
ビーム・スプリッタを照射するレーザ光の約８５％が透過され、視準光ビーム９
６を発生するレンズ９４により収集される。視準光ビーム９６は集束移行台１０
４に取り付けられる集束レンズ９８により収束される。ステッピング・モータ１
００を使用してコンピュータ制御によりレンズ９８を動かす。

【００４８】 結果として、収束する光ビーム１０２は、共鳴スキャナ１０６により偏向され
て、水平方向に約４５００Ｈｚの周波数でスキャンし、検流計スキャナ１０７は
垂直方向に約３０Ｈｚの周波数でスキャンして、集束された２次元レーザー・ラ
スター１０８を発生する。スキャンの各点において、スキャンされたレーザ光は
、２分の１波長板７０およびステッピング・モータ制御の駆動メカニズム１１２
からなる偏光回転器に浸入する。偏光回転器は、(幾何学的に)２次元レーザー・
ラスター１０８を回転させずにスキャンされた収束する光ビーム１１４の偏光軸
を回転させる。代替として、液晶装置またはいずれかの他の可変リターダも偏光
回転器として使用し得る。

【００４９】 集束された２次元レーザー・ラスター１０８はレンズ１１６により眼球１１の
眼底１７に可変リターダ４４、角膜１０、瞳孔１３および水晶体１４を介して画
像化される。レンズ９８を動かすことにより、集束されたラスター・スキャンの
パターンを眼底１７の異なる層に画像化し得る。照明する光ビーム１１８は眼底
の内部限定膜１６から鏡のように反射して、鏡面反射光ビーム１１９を発生する
。鏡面反射光ビーム１１９の偏光状態は、鏡面反射の間に発生する１８０°位相
シフトを除いて、照明する光ビーム１１８の偏光状態とほぼ同一である。照明す
る光ビーム１１８の残余は、複屈折形態の網膜の神経線維層１８に浸入し、神経
線維層より後方の網膜層により部分的に反射され、従って、網膜の神経線維層１
８を効率的に二重通過して、散乱反射光ビーム１２０を形成する。網膜の神経線
維層の複屈折形態特性のため、散乱反射光ビーム１２０の偏光状態は、照明する
光ビーム１１８の偏光状態と比較して変化している。

【００５０】 鏡面反射光ビーム１１９および散乱反射光ビーム１２０は、水晶体１４、虹彩
１２の瞳孔１３および角膜１０を介して眼球１１から発散し、発散する光ビーム
９０から分かれるビーム・スプリッタ９２にそれらが照射されるまで、上述のよ
うにほぼ同じ光路に沿って逆に伝わる。レンズ９４は鏡面反射光ビーム１１９お
よび散乱反射光ビーム１２０をピンホール窓１２２に集束する。ピンホール窓１
２２は、光ファイバ８８の出口窓、集束された２次元レーザー・ラスター１０８
および眼底１７に共役な面に位置する。

【００５１】 ピンホールを通る鏡面反射光ビーム１１９および散乱反射光ビーム１２０は、
偏光ビーム・スプリッタ１２４または同様な偏光子とビーム・スプリッタの配置
により分離される。前記偏光ビーム・スプリッタは発散する光ビーム９０の偏光
状態と同一の偏光状態を有する全ての光を透過して、光検出器１２６に画像化す
る。発散する光ビーム９０の偏光状態に対して偏光状態を逸脱するいかなる光の
成分も、ビーム・スプリッタ１２４により反射されて、光検出器１２８に画像化
される。光検出器１２６および１２８の出力シグナルは、増幅器１３０および１
３２により増幅され、アナログ−デジタル変換機１３４および１３６によりデジ
タル化される。増幅され、デジタル化された光検出器の出力は、コンピュータ６
６およびビデオ画像生成器１４２によりアクセスし得るデュアルポートのデータ
・メモリに蓄積される。

【００５２】 同期化手段１４４は、共鳴スキャナ１０６の振動周波数により誘発され、検流
計スキャナ１０７に駆動シグナルを発生する。さらに、同期化手段１４４はデー
タメモリ１３８内のメモリ・ロケーション・アドレスを制御するので、各光検出器
の各増幅されデジタル化された出力は、データ採集時の共鳴スキャナ１０６と検
流計スキャナ１０７のスキャン位置と相関関係にあり得る。典型的には、各光検
出器の２５６のデータサンプルを得て、デジタル化し、一つの水平スキャンライ
ンに沿って蓄積し、スキャン手順を繰り返す前に徐々に垂直位置が変化する２５
６スキャンラインを得る。

【００５３】 ビデオ画像生成器１４２はデュアルポートのデータ・メモリ１３８からのデー
タサンプルをすぐに読み取り、液晶ディスプレイ装置１４６に表示されるビデオ
画像を作成する。

【００５４】 上述のデータ取得方法と同時に、光検出器１２６および１２８の増幅出力シグ
ナルを前部補償分析器１４８により分析する。

【００５５】 眼球前部の偏光効果がないと仮定すると、鏡面反射ビーム１１９は発散する光
ビーム９０と同じ偏光状態を実質的に示し、従って、光検出器１２６に完全に画
像化される。光検出器１２８に画像化される光は、散乱反射光ビーム１２０のみ
からなる。しかしながら、眼球前部は偏光しているので、鏡面反射光ビーム１１
９の偏光状態は変化しており、つまり、光検出器１２８により検出される光の付
加的成分があり、光検出器１２６の出力シグナルは減少する。

【００５６】 可変リターダ４４は、液晶物質１２１の層を含む複数の固定光学リターダの組
合せである。可変リターダ４４はモータ１５０および駆動ベルト１５２によりそ
の軸に沿って回転し得る。テーブルトップ１５６に位置する近接スイッチ１５４
は、左眼か右眼が検査されるかを判断するために眼病検査機器１７４の位置を自
動的に検出する。可変リターダの光軸がヒトの眼球の角膜１０の光軸とほぼ一致
するように、つまり鼻の方向に下に向かって約１５°であるように、近接スイッ
チ１５４の左眼／右眼のシグナルを用いて可変リターダ４４を回転させるモータ
１５０を制御する。

【００５７】 偏光電圧発電機１６０により発生し、可変リターダ４４に適用される変化する
電圧シグナルは、液晶層１２１の偏光特性を変え、従って、可変リターダを通過
する光ビームへ導かれる偏光状態の変化量を変える。他の固定または可変リター
ダまたはその組合せ、つまり、ポケット・セル、カー・セル、ソレイユ−バビネ
・リターダ、回転する固定リターダの組合せなどはこの好ましい実施の形態に記
載の液晶セルの代わりに使用され得る。

【００５８】 光検出器１２６のシグナル出力が最大になり、光検出器１２８のシグナル出力
が最小になるまで、閉ループ回路１４９は偏光電圧発電機１６０の出力を変える
。この状態で、前偏光補償器を通過する光ビームへ導入される偏光状態の変化量
は、眼球前部を通過する同じ光ビームへ導入される偏光状態の変化量を効率的に
相殺する。

【００５９】 一旦前部の偏光効果が相殺されると、光検出器１２６および１２８のシグナル
出力を用いて、網膜の神経線維層の組織分布および厚さを分析し得る。

【００６０】 補償は即時のフィードバックにより自動的に行われるが、各スキャン点につい
て更新されるのではなく、スキャン期間の初めに１回だけ必要とされる。前部の
遅延(retardation)は角膜を横切るポイント・ツー・ポイントで幾分変化するが
、一つのポイントのみがスキャン期間において診断ビームにより浸入される。

【００６１】 連続更新される網膜の神経線維層の厚さマップを作成し得る機器の別の例にお
いて、偏光回転器７０は取り外され、可変リターダと前部により導入される遅延
が９０°であるように可変リターダ４４が自動的に調節される。次いで、可変リ
ターダ４４と前部の組合せは、発散するビーム１１４の直線偏光を円偏光へと変
換する４分の１波長リターダを代理する(これはまた、４分の１波長板１１７を
光路に挿入し、前述のように前部を補償することにより達成され得る)。

【００６２】 偏光状態が変化せずに眼底１７から反射された光は、前部と可変リターダ４４
の組合せを通過し、発散する光ビーム９０の偏光軸に対して９０°回転した偏光
軸を有する直線偏光に逆変換される。この光は光検出器１２８により検出される
。網膜の神経線維層により偏光状態が変化したいかなる光も光検出器１２６によ
り検出される。光検出器１２６と１２８からのデータシグナルの間で基本的な数
学変換を実行する電子回路構成１４８を使用して、検査中の網膜の神経線維層の
即時の厚さマップをつくり、ＬＣＤモニタ１４６に表示し得る。

【００６３】 図９から始まる図面において、本発明の原則に従って網膜の眼病診断システム
１７４の物理的な表示を表す。本眼病診断システムは、光学的構成部品、レーザ
ー８２、集束メカニズム１０４、電子回路ボードおよび液晶ディスプレイモニタ
１４６を封入するハウジング１７５に含有される。ハウジング１７５は、横送り
台１９０に取り付けられ、テーブルトップ１５６の上部に据え付けられ、テーブ
ルトップは更に市販の器具スタンドにより支えられている。テーブルトップ１５
６はまた、固定光１９４および電源機構１９２を含むあご台１７２を支えている
。

【００６４】 典型的な検査状況における患者、オペレータおよび機器の配置を図１３に概略
的に図示する。患者はシート１７０を使用し、図１０に最もよく図示されている
ように、自分のあごを機器１７４のあご台１７２に乗せる。患者には、外部固定
光１９４または、別の方法として機器１７４内の内部固定光を見ることが求めら
れる。リング・プロジェクタ２００は、光バルブ２０１により照らされて、環状
の光ビーム２０４を投影する。環状の光ビーム２０４は、レンズ１１６により患
者の眼球１１の正面に画像化され、(眼に見えない)レーザー・ビーム１１８と同
軸のセンタリング光リング１８６をつくりだす。オペレータは操作レバー１７８
を所望の方向に傾けることにより横方向および前後方向に機器１７４を動かす。
操作レバー１７８を回転させることにより、患者の眼球に合わせて機器を上げた
り、下げたりできる。オペレータは、センタリング光リング１８６が患者の瞳孔
の周りに集中し、患者の角膜１０に集束されるまで、操作レバー１７８を用いて
機器を調節する。リングであるため、瞳孔１３を取り囲むが、触れることはなく
、患者に見られない。このため瞳孔が収縮することがなく、逆に収縮した場合に
は可視性と眼球に対するビームアクセスが低下する。

【００６５】 センタリング光リング１８６が瞳孔１３の周りに集中するとすぐに、機器のレ
ーザー・ビーム１１８は眼球に入ることができ、眼底１７から反射される光は上
述のように検出される。検出された光は機器１７４の正面に装備されているＬＣ
Ｄ１４６に表示されるので、横にあるＣＴＲモニタ６３を振り向いて検査手順に
障害を及ぼす必要はなく、オペレータはＬＣＤ１４６上の生の網膜画像と患者の
眼球をほぼ同時に観察することができる。ＣＲＴディスプレイは、機器の操作と
即時に、またはわずかに送れて結合している。

【００６６】 ＬＣＤモニタ１４６の眼底の画像を観察し、オペレータは軸に沿ってレンズ９
８を動かす集束制御装置１９６で画像を集束させる。視野選択スイッチ１９９で
所望の視野を選択することにより、視野を変えることができる。このスイッチの
セッティングを変えると、共鳴スキャナ１０６と検流計スキャナ１０７の振動増
幅を実質的に変える。

【００６７】 オペレータは、機器を左または右に振り動かすことにより水平方向に、および
垂直調節ノブ１９８を回すことにより垂直方向に検査すべき眼底の領域を調節す
ることができる。垂直調節ノブ１９８は、集束されたレーザ・スキャン・ラスタ
ー１０８を垂直方向に動くようにする検流計スキャナ１０７に適用されるバイア
ス電圧を電子的に制御する。

【００６８】 水平および垂直アラインメントの機能はまた、機器１７４を傾斜させるような
物理的手段により達成され得ることが当業者には明らかである。適切なアダプタ
を用いて、機器はまた、細隙灯生物顕微鏡または眼底カメラのような現在ある眼
病用設備に取り付けることもできる。

【００６９】 本明細書に記載の機能に対しては、機器１７４は横送り台９０またはあご台１
７２を必要としない手で持つことのできる機器であり得ることもまた明らかであ
る。このような装置を図１８に示し、全ユニットはほぼ大きな双眼顕微鏡のサイ
ズであり、患者が保持して安定させる。全てのビーム発生、スキャンおよび検出
機能は、医師２０８により保持される小型のハウジング２０６内に位置する。集
束ノブ２１０および始動スイッチ・ボタン２１２は、図１８では医師の手で隠れ
ているが、コンソール・モデルの他の調節が体の移動によりなされ得るので、こ
れらが必要とされる制御装置の全てである。情報シグナルはケーブル２１４を介
してプロセッサに出力されるか、あるいは所有の搭載揮発性記憶媒体および駆動
装置へ出力される。

【００７０】 要約すると、例示のシステムおよび記載の方法を用いて、３つの基本タイプの
測定が可能であり、３つの異なるマップを作成する。これらは、(１)神経線維層
表面の組織分布、(２)神経線維層の厚さ、および(３)神経線維の方向である。

【００７１】 第１の測定は、現在の技法より改善された結果をもたらし、第２および第３の
技術、厚さと線維方向のマッピングは、眼病診断における新しいツールを示し、
および多くの場合、最初の臨床的に重要かつ有用なデータを提供する。

【００７２】 ２つの検出システム、図２の偏光解析器および図３の６−偏光子アレイ(実際
には偏光解析器をつくる別の方法)を示す。両方とも記載の技術のいずれにおい
ても使用し得、多くの他の配置が整えられる。

【００７３】 いずれの機構も共焦検出のために変更し得るか、またはされずに、共焦検出の
みが断層撮影マッピングに必要である。偏光軸の回転による入射および反射の変
調ビームの一方または両方の変調は、より精密で高い解像度の厚さマップをもた
らし、線維方向のマッピングに必要であるが、その偏光状態においてすべてに変
化した光は放棄されるので断層撮影においてはあまり有用ではない。

【００７４】 本明細書のすべての診断技術と設備の実行可能性は、眼底の偏光特性に依存し
、さらに、最も使用可能な結果を生む角膜の偏光補償器の補償能力に依存する。
これらの偏光に基づく診断技術は実質的に、眼病を正確な診断するため、特に緑
内障の早期診断のために使用されるツールと技術の能力の範囲に貢献する。

【００７５】 第１の技術は、現在使用されている方法により作成される組織分布マップと比
較して解像度および精密度が非常に高められた組織分布画像をもたらす。第２お
よび第３の方法は、神経線維層の厚さマッピングおよび線維方向マップ作成であ
るが、現在の技術の改良以上のものがあり、眼病診断の新しいツールを示す。こ
れらの検査の結果、医師に以前は入手し得なかった情報を提供する。神経線維層
の厚さに関する詳細で、高解像度の、精密な表示、緑内障診断源データの源泉お
よび視神経悪化を表す視野における特殊な神経と盲点の間の実際の物質的結合を
追跡するマップを、診断医が初めて入手し得る。

【００７６】 さらに、疾患を診断するために眼球の他の部分をプローブすることにより、偏
光情報を直接使用し得る。前部の偏光効果を取り消すことを中心にこれまで述べ
てきたが、これは逆にし得る。例えば、前部の効果を無効にするのに必要な電圧
は、角膜の偏光シフトと相関しているので、角膜偏光を補償するために偏光電圧
発電装置１６０により発電された電圧は採取され、前部の各遅延値に変換されて
、角膜および／または水晶体の厚さ、密度または圧力を計算するのに使用され得
る。

【００７７】 機器は眼病の診断に使用するために開示されているが、同様の難題を示すいか
なる状況においても、つまり、精密な深さまたは厚さの測定、または断層撮影マ
ッピングが求められているが、マッピングされる物体または領域が表面下にあり
、それ自体複屈折であるか、または複屈折媒体に接しているというような状況に
あるときの使用にも適応し得る。例えば、眼球以外の体の部分が同じ技術の対象
となることもある。

【００７８】 同様に産業目的の使用もあり得るが、調査する物体を分解し得ないことから、
インビボでの必要条件が、本発明により処理される難題の多くを特定する。例え
ば、品質管理のために製造後に測定が求められるような状況において、本技術は
適用し得る。集積回路の層の厚さを確かめることができる。生産技術の実行可能
性を確立するため半透明の層および１以上の複屈折層を有する検査作業部を形成
し得る。Ｘ線検査、磁気共鳴映像法および他の表面下のプローブ技術が上手く作
動しない状況において、記載のような一般的な性質を有する偏光原理のプローブ
は有用である。図１８は、技術者が可視誘導ビームを患者の瞳孔に単に当てるの
に対応して、診断ビームを眼底の視神経に自動的に当て、集束する論理を示して
いる。このように、本論理は、技術者が可視診断ビームを当てるために眼底がど
のようなものかを知っている必要はない。代わりに、技術者は単に可視誘導ビー
ム(一般に診断ビームと同一線上にある)を技術者の裸眼で容易に認識可能な眼の
一部分(瞳孔)に当てることのみが必要である。

【００７９】 本明細書のフローチャートは、コンピュータ・プログラム・ソフトウエアに組
み入れられるような本発明の論理構造を示している。フローチャートが、本発明
に従って機能するコンピュータ・プログラム・コード要素、または電子論理回路
などの論理要素の構造を示していることを、当業者は理解するであろう。明らか
なように、デジタル処理装置(つまり、コンピュータ)に指示して、これまで示さ
れたものに対応する一連の機能ステップを実行するような論理要素を提供する機
械要素により、本発明は主要な実施の形態で示すように実行される。

【００８０】 つまり、図１８に示すフローチャートの少なくとも一部分は、一連のコンピュ
ータ実行可能な命令としてコンピュータ内のプロセッサにより実行されるコンピ
ュータ・プログラムを示す。これらの命令は、例えばコンピュータ６６のＲＡＭ
に属し、または命令はＤＡＳＤアレイ、磁気テープ、ハードディスクドライブ、
電子読取専用メモリ、または他の適切なデータ記憶装置に記憶され得る。本発明
の例示の実施の形態において、コンピュータ実行可能な命令は、コンパイラーで
つくられたＣ⁺⁺互換性コードまたはいかなる他の機械コードのラインであり得る
。

【００８１】 ブロック３００から始めると、技術者は例えば上述の操作レバー１７８を動か
すことにより患者の眼球の認識可能な中心部分、つまり瞳孔１３に、誘導ビーム
を当てる。誘導ビームは、１以上の針先大のビームまたは瞳孔を取り囲む環状ビ
ームからなり、上述の視神経の非視認性の診断ビームと同一線上にある。誘導ビ
ームを瞳孔に当てると、診断ビームは誘導ビームに沿って眼球に当てられる。先
の開示に従って、この診断ビームは、眼底１７から反射し、反射したビームはそ
れに応答して画像シグナルを発生する検出器により検出され、画像シグナルはコ
ンピュータ、例えばコンピュータ６６に分析のために送信される。

【００８２】 眼底の画像は、ブロック３０２で受信される。ブロック３０４に移動して、本
発明により眼へ診断ビームを集束する。この集束は、集束制御装置１９６(図１
０)を回して、集束レンズ、例えばレンズ９８(図８および１２)を動かし、それ
により診断ビームを視神経に集束させることにより、手動でなされ得る。適切な
集束は、検出器からのシグナル強度が最大になるときに示される。例えば、検出
器が自動利得制御(ＡＧＣ)を有する増幅器を組み込むとき、ＡＧＣは、ブロック
３０６における増幅器利得を最小にし、それによってシステムを集束するように
する。

【００８３】 または、上述の集束ステップは、自動的に行われ得る。より詳細には、ブロッ
ク３０４において、コンピュータ６６は集束シグナルを発生して、例えば集束制
御装置１９６(図１０)により集束レンズ、例えばレンズ９８(図８および１２)を
動かし、それにより診断ビームを視神経に集束することができる。集束ステップ
を始めると、検出器からのシグナル強度が最大になるまで、または検出・増幅器
の利得がＡＧＣ制御下で最小になるまで、論理は集束を変える。さらに別の方法
として、検出器からの画像における神経線維ラインの幅が最小のとき、集束が示
され得る。

【００８４】 次いで、ブロック３０８において診断スキャンが上述のように着手される。こ
れらのスキャンは、比較的大きな角度、例えば約４０°を包含する。この広幅の
スキャン角度で、誘導ビームが瞳孔に当てられると、診断ビームは視神経の位置
、つまり眼底の中心上でない場合であっても、眼底の中心の充分に近くに当てら
れる。

【００８５】 本発明により認識され、図５および６に示されるように、眼底は、収束して視
神経(乳頭)を確立する神経線維７４を含む。これを考慮して、図１８のブロック
３１０では、本論理は画像シグナルを受信し、眼底の中心(一般に視神経)を画像
シグナルにおける神経線維ラインの収束点として特定する。

【００８６】 視神経を特定すると、論理はブロック３１１に移動して、視神経に集中される
眼底の画像を出力する。出力画像は、端から端まで、スキャンにより覆われる角
度より小さい角度を包含する。このように、診断ビームが視神経に集中していな
いときでさえ、誘導ビームが瞳孔に当てられているとき、診断ビームは視神経に
集中される画像を発生し得るほど視神経に充分近い。

【００８７】 あるいは、所望により、コンピュータは、操作レバー１７８(図１０および１
１)に結合して操作レバー１７８を動かし、診断ビームがすでに視神経に当てら
れていない場合、それによって診断ビームを視神経７４に直接動かすステッピン
グ・モータなどにより使用されるステアリング・シグナルを発生し得る。このよ
うに、技術者が誘導ビームを瞳孔に当てると、診断ビームは最初に視神経の近く
のどこかに当てられ、所望により、診断ビームの視神経への直接的な最終ステア
リングはコンピュータ６６により実施されることは、熟練者には明らかである。

【００８８】 上述の明細書は光学システムに近接するコンピュータ６６によるデータの分析
を意図しているが、本発明は上述の明細書の光学および検出システムが分析のた
めにオフサイトでリモート・コンピュータに送信されるシグナルを発生するシス
テムをも構想している。「リモート」とはオフサイトを意味し、つまり光学およ
び検出システムと同じ施設に位置していないことを意味する。

【００８９】 図１９は一般に３１２で示されるこのようなシステムを表す。検出器３１６を
有する光学システム３１４は、あらゆる主要点で上述の検出器を有する光学シス
テムと配置および操作が同一である。しかしながら、図１９に示されるように、
検出器３１６からのシグナルは、伝達リンク３２０を介してシグナルをリモート
受信回路３２２に送信するための送信回路３１８に送られる。リンク３２２は、
無線周波数(ｒｆ)リンクであり得、その場合、送信回路３１８および受信回路３
２２は、従来の無線トランシーバである。または、リンク３２２は電話線、光フ
ァイバまたは共軸ケーブルであり得、その場合、送信回路３１８および受信回路
３２２は、当技術に既知のモデムおよび他の従来の送信および受信回路を含む。

【００９０】 受信されたシグナルは、光学システム３１４から離れた、つまり光学システム
３１４から遠くの施設にあるコンピュータ３２４へ受信回路３２２から送られる
。コンピュータ３２４は画像データを分析し、ビデオモニタ３２６または他の出
力装置３２８に分析を出力する。

【００９１】 画像データを分析するとき、コンピュータ３２４は標準データベース３３０に
アクセスする。標準データベース３３０は、患者の画像データを患者の年齢、性
別および／または人種における「標準的」人々の集団から得た一連のデータと比
較するのに有用なデータを含有する。本発明により認識されるように、「標準的
」網膜画像を構成するものは、１以上の上述要因、特に年齢と人種に依存する。
従って、コンピュータ３２４は受信された画像データをデータベース３３０から
の適切な人種標準化されたデータと比較して、分析されている画像データが「標
準的」かどうかを表すシグナルを出力する。

【００９２】 図１９に示すリモート・コンピュータ・システム３１２の別法として、図２０
は一般に３３２で示されるシステムを示し、図２０において、光学システム３３
４および関連の検出器３３６は分析のための画像シグナルをローカル・コンピュ
ータ３３８により発生する。システム３３２のユーザーは、画像データの標準化
を容易にするために、コンピュータデータ記憶媒体３４０、例えばコンピュータ
３３８にアクセス可能ないわゆる「スマートカード」に含まれる標準的データベ
ースを購入するか、または使用許可を得なければならない。

【００９３】 本明細書に詳細に表示および記載されたような特定の偏光プローブを使用する
眼検査装置は、本発明の上述目的を充分に達成し得るが、それは、現在本発明の
好ましい実施の形態であり、従って本発明により広範に予期される内容の代表例
であり、本発明の範囲は当業者にとって明白となり得るほかの実施の形態を全て
包含し、本発明の範囲は従って付随の請求の範囲のみによって限定されるべきで
あり、その請求の範囲において、要素を単数で表示しているのは、明確に記載し
ない限り、「１つおよび１つのみ」を意味することを意図しているのではなく、
むしろ「１以上」を意味することが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１ａのライン１−１からとった概略断面図である。

【図１ａ】 眼球前部の部分を特定する概略図である。

【図２】 主な実施の形態における偏光解析器を使用する角膜の偏光補償器
の主要部分を概略的に示す。

【図３】 異なる偏光状態の偏光子の一連のアレイを用いて神経線維層の厚
さをマッピングする一つの方法を概略的に示す。

【図４】 組織分布マッピング・システムを示す。

【図５】 直線偏光による照明と交差した偏光子による検出下での網膜の神
経線維層の様相を示し、角膜の複屈折を削除している。

【図６】 図５と同一であるが、照明ビームの偏光軸と検出フィルタの方向
が約４５°回転して行われる測定を示す。

【図７】 共焦検出技術において使用するために集束レンズおよびピンホー
ル・ダイアフラムを組み込んだ光検出器の概略図である。

【図８】 現在使用されているシステムの一例の概略図である。

【図９】 手で持つ携帯用の改造品の図である。

【図１０】 機器の側面立面図である。

【図１１】 オペレータの方向から見た、機器の正面立面図である。

【図１２】 患者と機器の相対位置を示す概略の側面立面図である。

【図１３】 装置、医者および患者の相対位置を示す設備の配置の上からの
概略の平面図である。

【図１４】 環状光環が瞳孔の中心にある、正面からみた患者の眼球の単純
な概略の表示である。

【図１５】 可動式台に装備されている、全体を記載した機器の斜視図であ
る。

【図１６】 立面図で示された機器の正面パネルの断片的な詳細である。

【図１７】 前部の偏光補償器および偏光回転器の左眼／右眼切り換えメカ
ニズムの概略的表示である。

【図１８】 技術者が患者の瞳孔に誘導ビームを当てるのに応答して、ビー
ムを眼底の中心に自動的に当てる論理を示すフローチャートである。

【図１９】 光学システムによりデータを収集し、遠隔データ分析設備で分
析するためにオフサイトでデータを送信するシステムのブロック・ダイヤグラム
である。

【図２０】 光学システムによりデータを収集し、標準データベースにアク
セスするオンサイトのコンピュータを用いてデータを分析するシステムのブロッ
ク・ダイヤグラムである。

【符号の説明】

１０．角膜、１１．眼球、１４．水晶体、２３．光学システム、２４．偏光解析
器、２５．偏光補償器、２６．偏光源、２７．レンズ、２８．ピンホール、３０
．偏光ビーム・スプリッタ、３２．入射補償ビーム、３４．視準レンズ、３６．
４分の１波長リターダ、３８．回折格子、４０．ビーム・スプリッタ、４２．収
束レンズ、４４．可変リターダ、４５．反射補償ビーム、４６．偏光感受性検出
装置、４７．ピンホール、４８．入射診断ビーム、４９．送信回路、５０．反射
診断ビーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前部および後部を有する眼球(１１)を分析する機器であって
   、 (ａ)既知の偏光状態の入射診断ビームを発生するための偏光光源(２６、５２)
   と； (ｂ)前記入射診断ビームを瞳孔を介して眼球に送信する光学システム(２３、
   ３１４、３３４)であって、前記入射診断ビームが眼球の内部から反射診断ビー
   ムとして反射され、前記反射された反射診断ビームを収集し、偏光感受性検出装
   置(４６、６４、３１６、３３６)に向ける光学システムと； (ｄ)前記反射診断ビームの偏光状態に関する情報を収集し、その信号を、前記
   反射診断ビームの偏光状態を表し、それによって前記反射ビームの偏光状態を特
   定することに使用可能な電気シグナルに変換するための偏光感受性検出装置(４
   ６、６４、３１６、３３６)と； (ｅ)前記電気シグナルを受信し当該シグナルをコンピュータ(６６、３２４、
   ３３８)へ送信する送信回路(４９、６５、３１８)と、 からなる改良を含む機器。
2. 【請求項２】 眼球の後部の偏光特性によりもたらされる前記反射診断ビー
   ムの偏光状態のどのような変化をも評価するのが容易となるよう、前記診断ビー
   ムの少なくとも１つの偏光を変更するよう配置され、構成された角膜の偏光補償
   器(２５)をさらに含む、請求項１に記載の機器。
3. 【請求項３】 前記検出装置(４６、６４、３１６、３３６)に電気的に結合
   され、前記診断ビームを患者の眼球に当てるための論理手段を含むコンピュータ
   (６６、３２４、３３８)であって、前記論理手段が、 前記診断ビームから得られる、視神経位置を含む患者の眼底画像を表す画像シ
   グナルを受信する手段(３０２)と； 前記視神経位置を特定する手段(３１０)と、 を含むコンピュータ(６６、３２４、３３８)を更に含む、請求項１に記載の機器
   。
4. 【請求項４】 前記光学システム(２３、３１４、３３４)が少なくとも１つ
   の集束レンズ(９８)を含み、前記論理手段が集束レンズ(９８)を動かして前記診
   断ビームを視神経位置に集束するために使用する集束シグナルを発生する手段(
   ３０４)をさらに含む、請求項３に記載の機器。
5. 【請求項５】 眼底が各々の幅を形成する神経線維を含み、前記幅が画像シ
   グナルにおいて最小となるように前記集束シグナルを発生する手段(３０４)が前
   記集束レンズ(９８)を動かす、請求項４に記載の機器。
6. 【請求項６】 前記コンピュータ(６６、３２４、３３８)が前記光学システ
   ム(２３、３１４、３３４)から隔離され、前記コンピュータ(６６、３２４、３
   ３８)が標準データベース(３３０)にアクセスして前記電気シグナルを前記デー
   タベースの少なくともいくつかの要素と比較して、前記電気シグナルに応答する
   分析シグナルを発生する、請求項１に記載の機器。
7. 【請求項７】 前記コンピュータ(６６、３２４、３３８)が前記光学システ
   ム(２３、３１４、３３４)に隣接し、前記コンピュータ(６６、３２４、３３８)
   が標準データベース(３３０)を含有する取り外し可能なコンピュータメモリ装置
   にアクセスして前記電気シグナルを前記データベース(３３０)の少なくともいく
   つかの要素と比較して、前記電気シグナルに応答する分析シグナルを発生する、
   請求項１に記載の機器。
8. 【請求項８】 デジタル処理装置(６６、３２４、３３８)により読み取り可
   能なコンピュータ・プログラム記憶装置と、前記プログラム記憶装置にあるプロ
   グラム手段とを備え、診断ビームを患者の眼球に当てる方法のステップを実行す
   るために前記デジタル処理装置により実行可能な命令(３０２、３０４、３０６
   、３０８)を含むコンピュータ・プログラム装置であって、前記方法のステップ
   が、 視神経位置を含んだ眼球の眼底を表す画像シグナルを受信し； 前記画像シグナルに応答して、眼球の１以上の画像を発生し、前記画像の少な
   くとも１以上が前記画像シグナルに応答して前記視神経位置に中心をおかれるこ
   と、 を特徴とするコンピュータ・プログラム装置。
9. 【請求項９】 前記画像シグナルが強度を有し、前記方法のステップが前記
   画像シグナルに応答して少なくとも１つの制御シグナルを発生することを含み、
   前記制御シグナルの少なくとも１つが、前記画像シグナルの強度が最大になるよ
   うに集束レンズ(９８)を動かす集束シグナルである、請求項８に記載のコンピュ
   ータ・プログラム装置。
10. 【請求項１０】 標準データベース(３３０)にアクセスして前記画像シグナ
    ルを前記データベース(３３０)の少なくともいくつかの要素と比較して、前記画
    像シグナルに応答する分析シグナルを発生するコンピュータ(６６、３２４、３
    ３８)をさらに含む、請求項９に記載のコンピュータ・プログラム装置。
11. 【請求項１１】 眼病の診断に偏光を用いる診断システムにおいて、 (ａ)既知の偏光状態の入射補償ビームを発生する光源(２６、５２)と； (ｂ)眼球前部を介して前記入射補償ビームを当てて、角膜よりさらに前方の眼
    球の領域により反射され、前記入射補償ビームとほぼ一直線上にある光路に沿っ
    て眼球から発散する反射補償ビームを形成する送信手段(４９、６５、３１８)と
    ； (ｃ)前記光路に光学的に挿入される可変リターダ(４４、５６)と、 を特徴する眼球前部の偏光補償器(２５)。