JP2003190096A - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視神経乳頭部内の血流の計測と視神経繊維束
の状態の評価を１台で同時に実行する。 【解決手段】 測定光を被検眼Ｅの視神経乳頭部に照射
する測定用光源２０と、測定光により毛細血管内粒子か
ら生ずる散乱光を受光するフォトマルチプライヤ２１
と、眼底Ｅａの電子画像を撮像するためのＣＣＤカメラ
１４と、全体の動きを制御しかつ受光手段からのドップ
ラ信号成分を解析して血流に関する情報を算出するシス
テム制御部２２とを有し、システム制御部２２が測定光
の照射によって生ずる視神経乳頭部の散乱画像をＣＣＤ
カメラ１４によって撮像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検眼に光を照射
して視神経乳頭部内の特性を計測する眼科装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】緑内障等の視神経障害が発生する疾患に
おいては、視神経乳頭部内の血流の状態や視神経繊維束
の状態を知ることが重要になっている。

【０００３】視神経乳頭部内の血流を計測するには、被
検眼にレーザー光を照射し、視神経乳頭内の毛細血管内
粒子から生ずる散乱光を受光してそのドップラ信号から
視神経乳頭内の血流を求める方法が知られており、例え
ばSebag J, et al., Investigative Ophthalmology & V
isual Science, Vol 26, No.10, Oct.1985, pp.1415-14
22に説明されている。また特開平７−１３６１４１号公
報には、眼底の血管内の血流と視神経乳頭内の血流を選
択して測定できる血流計が開示されている。

【０００４】一方、視神経繊維層の欠損の評価について
は、眼底像を利用したものが提案されており、特開平５
−１４６４１１号公報には、視神経乳頭部を略中心とし
て複数経線上で像の明るさを積分し、複数の経線での比
較によって視神経繊維束の欠損部を抽出する方法が開示
され、特開平６−１２５８７６号公報においては、画像
処理を行って視神経乳頭の蒼白部を抽出する方法が開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来技術では、視神経乳頭部内の血流の状態と、視神経繊
維束の状態を評価するには別の装置で別の作業を行わな
ければならず、１台の装置で同時に評価することはでき
ない。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
視神経乳頭部内の血流の計測と、視神経繊維束の状態の
評価を１台の装置で同時に行うことのできる眼科装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１に係る本発明は、測定光を被検眼の視神経乳
頭部に照射する測定光照射手段と、前記測定光により毛
細血管内粒子から生ずる散乱光を受光する測定光受光手
段と、眼底の電子画像を撮像するための撮像手段と、全
体の動きを制御しかつ前記受光手段からのドップラ信号
成分を解析して血流に関する情報を算出する制御手段と
を有し、該制御手段が前記測定光の照射によって生ずる
前記視神経乳頭部の散乱画像を前記撮像手段によって撮
像することを特徴とする眼科装置である。

【０００８】請求項２に係る本発明は、前記制御手段は
前記散乱画像の光強度を前記測定光が照射する部分の光
強度で正規化する画像処理を行うことを特徴とする請求
項１に記載の眼科装置である。

【０００９】請求項３に係る本発明は、前記制御手段は
前記散乱画像を解析して視神経繊維束の特性を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置である。

【００１０】請求項４に係る本発明は、前記血流に関す
る情報を表示するための表示手段を有し、前記制御手段
は前記血流に関する情報と共に前記散乱画像又は前記画
像処理を行った前記散乱画像又は視神経繊維束の前記特
性を表示することを特徴とする請求項１又は２又は３に
記載の眼科装置である。

【００１１】

【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は実施の形態の眼科装置の構
成図を示し、非コヒーレント光の白色光である観察用照
明光を発するハロゲンランプ等の観察用光源１から被検
眼Ｅと対向する対物レンズ２に至る照明光路上には、コ
ンデンサレンズ３、赤色以外の波長光のみを透過するフ
ィルタ４、被検眼Ｅの瞳孔とほぼ共役な位置に設けられ
たリングスリット５、光路に沿って移動自在な固視標表
示用素子である透過型液晶板６、リレーレンズ７、孔あ
きミラー８、赤色以外の波長光を透過し赤色の光束を殆
ど反射する波長選択ミラー９が順次に配列されている。
なお、リングスリット５は被検眼Ｅの前眼部において、
眼底照明光と眼底観察光を分離するためのものであり、
必要な遮光領域を形成するものであれば、その形状や数
は問題とはならない。

【００１２】孔あきミラー８の背後には眼底観察光学系
が構成されており、光路に沿って移動自在なフォーカス
レンズ１０、リレーレンズ１１、スケール板１２、カメ
ラリレーレンズ１３が順次に配列され、ＣＣＤカメラ１
４に至っている。

【００１３】波長選択ミラー９の反射方向の光路上に
は、両面研磨された切欠ミラー１５、凹面ミラー１６が
配置され、切欠ミラー１５の上側反射面１５ｂで反射さ
れたレーザー光が、切欠ミラー１５の切欠部を通過する
ようにするために、切欠ミラー１５の上側反射面１５ｂ
と下側反射面１５ａとを−１倍で結像するリレー光学系
を構成している。

【００１４】切欠ミラー１５の下側反射面１５ａの反射
方向には、光路に沿って移動自在な第２のフォーカスレ
ンズ１７が配置され、上側反射面１５ｂの反射方向には
レンズ１８、光路に沿って移動自在な第３のフォーカス
レンズ１９、赤色のコヒーレント光を発するレーザーダ
イオード等から成る測定用光源２０が配置されている。
なお、レンズ１８の前側焦点面は被検眼Ｅの瞳孔と共役
関係にあり、切欠ミラー１５はこの焦点面に瞳孔上にお
いて非対称な形状とされている。

【００１５】切欠ミラー１５の下側反射面１５ａの反射
方向の第２のフォーカスレンズ１７の後方の光路上に、
フォトマルチプライヤ２１が配置され、測定用受光光学
系が構成されている。

【００１６】ＣＣＤカメラ１４、フォトマルチプライヤ
２１の出力は、装置全体を制御するシステム制御部２２
に接続されている。また、システム制御部２２には操作
部２３の出力が接続され、更にシステム制御部２２の出
力は記憶手段２４、透過型液晶板６、モニタ２５、電圧
変更手段２６の出力に接続され、電圧変更手段２６の出
力は観察用光源１に接続されている。

【００１７】観察用光源１から発した白色光はコンデン
サレンズ３を通り、フィルタ４により赤色以外の波長光
のみが透過され、リングスリット５を通過した光束が透
過型液晶６を背後から照明し、リレーレンズ７を通って
孔あきミラー８で反射される。その後に、赤色以外の波
長光のみが波長選択ミラー９を透過し、対物レンズ２を
通り被検眼Ｅの瞳孔上でリングスリット像として一旦結
像した後に、眼底Ｅａをほぼ一様に照明する。このと
き、透過型液晶板６には固視標が表示されており、照明
光により被検眼Ｅの眼底Ｅａに投影され、視標像として
被検眼Ｅに呈示される。

【００１８】眼底Ｅａからの反射光は同じ光路を戻り、
瞳孔上から眼底観察光束として取り出され、孔あきミラ
ー８の中心の開口部、フォーカスレンズ１０、リレーレ
ンズ１１を通り、スケール板１２で眼底像Ｅａ’として
結像した後にＣＣＤカメラ１４に結像しモニタ２５上で
観察される。この眼底像Ｅａ’を観察しながら、装置の
アライメントが行われる。

【００１９】測定用光源２０を発した測定光は、フォー
カスレンズ１９の上方を偏心して通過し、レンズ１８を
通り、切欠ミラー１５の上側反射面１５ｂで一旦反射さ
れ、更に凹面ミラー１６で反射され、再び切欠ミラー１
５の方に戻される。ここで、リレー光学系の機能によ
り、切欠ミラー１５の上側反射面１５ｂで反射された測
定光束は、切欠ミラー１５の切欠部の位置に戻されるこ
とになり、切欠ミラー１５に反射されることなく、波長
選択ミラー９に向かう。

【００２０】波長選択ミラー９により対物レンズ２の方
向に偏向された測定光束は、対物レンズ２を介して被検
眼Ｅの眼底Ｅａを照射する。このとき、眼底Ｅａにおけ
る測定光は５０〜１５０μｍの円形スポット又は楕円形
状とされている。

【００２１】眼底Ｅａでの散乱反射光は再び対物レンズ
２で集光され、波長選択ミラー９で反射されて、切欠ミ
ラー１５の下側反射面１５ａで反射され、フォーカスレ
ンズ１７を通りフォトマルチプライヤ２１に受光され
る。

【００２２】また、測定光による眼底Ｅａでの散乱反射
光の一部は波長選択ミラー９を透過し、孔あきミラー８
の背後の眼底観察光学系に導かれ、測定光はスケール板
１２上にスポット像ＰＳとして結像する。このスポット
像ＰＳはＣＣＤカメラ１４、システム制御部２２を介し
て、モニタ２５上に図２に示すように眼底像Ｅａ’及び
視標像Ｆと共に観察される。

【００２３】図３はシステム制御部２２による視神経乳
頭部内の血流の計測と視神経繊維束の状態の評価とに関
する動作を示すフローチャート図である。検者は観察を
始めるために、操作部２３を操作して観察用照明光を照
射する要求を入力する。先ずステップＳ１で、システム
制御部２２は操作部２３で観察用照明光照射の要求の入
力がされたか否かを判断する。観察用照明光照射の要求
の入力がされていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１
が繰り返され観察用照明光照射の要求の入力待機状態と
なる。そして、観察用照明光照射の要求の入力がされる
（ＹＥＳ）と、ステップＳ２でシステム制御部２２は電
圧変更手段２６を制御して観察用光源１を点灯し観察用
照明光を照射する。検者は必要に応じて操作部２３を操
作して、観察用照明光の光量を変更する。

【００２４】次に、検者は図示しない操作桿を操作して
被検眼Ｅの光軸と対物レンズ２の光軸が一致するように
位置合わせを行い、眼底像Ｅａ’のピント合わせを行
う。操作部２３のフォーカスノブを調整すると、図示し
ない駆動手段により透過型液晶板６、フォーカスレンズ
１０、１７、１９が連動して光路に沿って移動する。眼
底像Ｅａ’のピントが合うと、透過型液晶板６、スケー
ル板１２は同時に眼底Ｅａと共役になる。

【００２５】検者は眼底像のピントを合わせた後に、被
検眼Ｅの視線を誘導して観察領域を変更し、図２に示す
ように測定対象とする視神経乳頭Ｅｎの中で太い血管が
ない部分をスケール板１２のスケールＳ内へ移動するた
めに操作部２３を操作する。システム制御部２２は透過
型液晶板６を制御し視標像Ｆを移動する。

【００２６】次に、検者が操作部２３を操作して測定開
始の要求を入力すると、システム制御部２２はステップ
Ｓ３で操作部２３に測定開始の要求ありと判断し（ＹＥ
Ｓ）、ステップＳ４で測定光を眼底Ｅａに照射する。ス
テップＳ３で測定開始の要求なしと判断した場合（Ｎ
Ｏ）はステップＳ３を繰り返し、測定開始の要求の入力
待機状態となる。

【００２７】検者が操作部２３の測定スイッチを押す
と、システム制御部２２は上述のようにステップＳ３を
経てステップＳ４で測定光を眼底Ｅａに照射して１秒間
の測定を開始する。測定光の眼底Ｅａでの散乱反射光は
フォトマルチプライヤ２１に受光され、システム制御部
２２はステップＳ５でこの受光出力信号をシステム制御
部２２に取り込み、ＦＦＴ処理等の周波数解析を行う。

【００２８】１秒間の測定が終了すると、システム制御
部２２はステップＳ６で電圧変更手段２６を制御して観
察用光源１を消灯する。次に、ステップＳ７でＣＣＤカ
メラ１４の１フレーム分の映像信号を取り込み、記憶手
段２４に記憶した後に、ステップＳ８で測定光を消灯
し、ステップＳ９で視神経乳頭部Ｅｎを抽出する。前述
したように、測定時に視神経乳頭部Ｅｎは視野の中央に
あり、かつ明るいので視神経乳頭部Ｅｎは容易に抽出で
きる。

【００２９】図４は取り込んで抽出された視神経乳頭部
の散乱画像の例の説明図である。視神経乳頭部Ｅｎの中
央に、測定光のスポット像ＰＳが明るく見え、その回り
に視神経乳頭部Ｅｎの視神経繊維による散乱光が見えて
いる。周辺にゆくほど暗くなり照明光が消灯しているの
で、散乱光のない部分の眼底Ｅａ上には何も観察されな
い。視神経繊維束の状態により、この散乱画像の光強度
やその分布の様子が異なる。

【００３０】図５はこの光強度の分布を表示した三次元
の等高線グラフ図である。システム制御部２２はステッ
プＳ１０で、画面中央の最も明るいスポット像ＰＳの明
るさで正規化する。これにより、個人差による眼底Ｅａ
の反射率の違いや、測定光の光量等装置の機体差による
光強度の違いの影響を除去することができる。そして、
ステップＳ１１で或る閾値以上の部分について、光強度
の面積積分値Ｉｐを求める。

【００３１】次に、システム制御部２２はステップＳ１
２で、次のようにして視神経乳頭部Ｅｎの血流速度を求
める。図６は視神経乳頭部Ｅｎ内の血流からの受光信号
を周波数解析した結果の一例のグラフ図であり、横軸は
周波数Δｆ、縦軸はその出力Ｓを示している。周波数の
低い部分は、図中に示す滑らかな曲線で近似することが
でき、その曲線の周波数Δｆと出力Ｓとの関係は、定数
Ｋ、αを用いて、 Ｓ（Δｆ）＝−Ｋ・ｌｏｇ（Δｆ／α） …（１） という近似式で表すことができる。ここで、αは横軸と
の切片である。

【００３２】レーザー光の波長λを用いて式（１）を変
形すると、視神経乳頭部Ｅｎ内の血流の相対平均速度
は、次式で与えられる。 Ｖ＝α・λ／２ …（２）

【００３３】そして、システム制御部２２はステップＳ
１３において、このようにして求めた視神経乳頭部Ｅｎ
内の血流の相対平均速度Ｖと光強度の面積積分値Ｉｐを
記憶手段２４に記憶し、またモニタ２５にその数値を表
示する。

【００３４】なお、面積積分値Ｉｐの値の代りに或いは
それに加えて、ステップＳ１０で正規化した光強度分布
の図や、その三次元等高線グラフ図等を表示することも
できる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に係る眼科
装置は、簡単な構成で視神経乳頭部の血流の計測と、視
神経繊維束の状態が分かる視神経乳頭部の散乱画像の撮
像との両方を同時に実行できるので、安価でありながら
面倒な作業を要求せず、医師が緑内障等の視神経障害が
発生する疾患の診断を行うことに役立つ。

【００３６】また、請求項２に係る眼科装置は、視神経
乳頭部の散乱画像の光強度を、測定光が照射する部分の
光強度で正規化する画像処理を行うので、個人差による
眼底の反射率の違いや、測定光の光量等装置の機体差に
よる光強度の違いの影響を除くことができる。

【００３７】請求項３に係る眼科装置は、視神経乳頭部
の散乱画像を解析して視神経繊維束の特性を算出するの
で、医師が容易に客観的な診断を行うことを助長でき
る。

【００３８】請求項４に係る眼科装置は、視神経乳頭部
内の血流に関する情報と共に、視神経乳頭部の散乱画像
又は画像処理を行った散乱画像又は視神経繊維束の特性
といった視神経繊維束の状態の評価が行える情報を表示
するので、医師が緑内障等の視神経障害が発生する疾患
の診断をより容易に行うことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の構成図である。

【図２】モニタ上の眼底観察画像の説明図である。

【図３】視神経乳頭部内の血流の計測と視神経繊維束の
状態の評価に関する動作のフローチャート図である。

【図４】視神経乳頭部の散乱画像の説明図である。

【図５】視神経乳頭部画像の光強度の分布図である。

【図６】視神経乳頭部内の血流からの受光信号を周波数
解析した結果のグラフ図である。

【符号の説明】

１ 観察用光源 ２ 対物レンズ ６ 透過型液晶板 ８ 孔あきミラー ９ 波長選択ミラー １２ スケール板 １４ ＣＣＤカメラ １５ 切欠ミラー ２０ 測定用光源 ２１ フォトマルチプライヤ ２２ システム制御部 ２３ 操作部 ２４ 記憶手段 ２５ モニタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定光を被検眼の視神経乳頭部に照射す
   る測定光照射手段と、前記測定光により毛細血管内粒子
   から生ずる散乱光を受光する測定光受光手段と、眼底の
   電子画像を撮像するための撮像手段と、全体の動きを制
   御しかつ前記受光手段からのドップラ信号成分を解析し
   て血流に関する情報を算出する制御手段とを有し、該制
   御手段が前記測定光の照射によって生ずる前記視神経乳
   頭部の散乱画像を前記撮像手段によって撮像することを
   特徴とする眼科装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は前記散乱画像の光強度を
   前記測定光が照射する部分の光強度で正規化する画像処
   理を行うことを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は前記散乱画像を解析して
   視神経繊維束の特性を算出することを特徴とする請求項
   １に記載の眼科装置。
4. 【請求項４】 前記血流に関する情報を表示するための
   表示手段を有し、前記制御手段は前記血流に関する情報
   と共に前記散乱画像又は前記画像処理を行った前記散乱
   画像又は視神経繊維束の前記特性を表示することを特徴
   とする請求項１又は２又は３に記載の眼科装置。