JP2004536653A - 輪環部（ｌｉｍｂａｌｒｉｎｇ）測定による前眼房直径測定システム - Google Patents

Abstract

本発明は、眼の縁部間直径を測定するためのシステムに関し、より詳細には、縁部直径の測定のために眼のレーザースリット照射を使用し、そして縁部直径から前眼房直径を誘導するシステムに関する。眼の縁部の直径を測定し、そして虹彩−角度直径を決定するためのシステムが以下に記載される。光線が、局所的な散乱に加えて、環状の縁部領域（角膜を強膜に結合する）にまたは縁部領域の近くに方向付けられた場合、縁部から発せられる光の連続的な輪が見られ得る。

Description

【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（Ｉ．発明の分野）
本発明は、眼の縁部間直径を測定するためのシステムに関し、より詳細には、縁部直径の測定のために眼のレーザースリット照射を使用し、そして縁部直径から前眼房直径を誘導するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（ＩＩ．関連技術の説明）
レンズを合わせる際、または外科的手順（例えば、レーザー補助インサイチュケラトミレウシス（ＬＡＳＩＫ））を実施する際、あるいは角膜内レンズ（ＩＣＬ）を挿入するための眼治療の専門家に一般的な測定は、角膜の直径の測定または縁部間測定である。縁部は、眼の角膜および強膜（これは角膜の周囲全体に延びる）の接合部である。この縁部直径の測定値は、角膜の外部境界の直径を決定するために使用され、そしてＬＡＳＩＫ手術またはコンタクトレンズを合わせることに使用される。この縁部直径測定はまた、患者の眼にＩＣＬを適切に合わせるのに重要である、内部眼房の内径（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｉｎｔｅｒｉｏｒ ｃｈａｍｂｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ）または角度間の測定を決定するために使用される。
【０００３】
Ｈｏｌｌｉｄａｙディスクとして一般的に公知なもの、または患者の眼の近くに保持されるスケール、または患者の眼の近くに保持されるカリパーを使用して、縁部直径測定値を得ることが公知である。これらの公知の技術のいずれも、縁部直径の正確な測定を提供しない。
【０００４】
計算された縁部直径が実際の縁部直径よりも十分に大きい場合、大きすぎるＩＣＬが患者の眼に間違って挿入され得；それによって、小柱網およびＳｃｈｌｅｍｍ管に対する圧力を引き起こすことがあり得る。これらの問題は、眼からの自然な水の流れまたはＩＣＬ移植に続く屈折の結果に対して有害な影響を有し得る。逆に、小さすぎる計算された縁部直径は、患者の眼に小さすぎるレンズを生じ得る。これは、ＩＣＬが面外に移動し得るので問題であり得る。従って、縁部直径を測定するための容易かつ正確なシステムが得られることが重要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
眼の縁部の直径を測定し、そして虹彩−角度直径を決定するためのシステムが以下に記載される。
【０００６】
光線が、局所的な散乱に加えて、環状の縁部領域（角膜を強膜に結合する）にまたは縁部領域の近くに方向付けられた場合、縁部から発せられる光の連続的な輪が見られ得る。このいわゆる縁部輪（ｌｉｍｂａｌ−ｒｉｎｇ）は、可視照射および赤外線照射の両方に対して、そして単色スペクトル（例えば、レーザーまたはＬＥＤ）および連続スペクトル（例えば、白色光スリットビーム）の両方について見られる。照射された縁部輪は、通常は、照射が縁部領域に直接衝突する場合、明らかに生じる。縁部輪はまた、虹彩散乱または角膜光ファイバー伝導を介して縁部を間接的に照射することによって、かなり明瞭ではないが、見られ得る。
【０００７】
光が縁部の任意の部分に衝突する場合、支質コラーゲン線維の周囲の輪に入ると考えられる。これらのコラーゲン線維は、ライトパイプとして作用し、そして縁部領域の周囲全体の周りに衝突する光を方向付けるように作用する。従って、光の環状放出は、コラーゲン線維の解剖学的輪を示す。これらのコラーゲン線維は、縁部および虹彩角度と直接的に関連する。この縁部−線維−輪（眼球線維膜内に埋め込まれる）は、Ｘ線回折を用いて先に発見された。この縁部−線維−輪は、縁部接合部（角膜を強膜に結合する）において、内部に加圧された眼の形状を維持するように作用する。
【０００８】
縁部−輪の直径を正確に決定するために、この輪は、上記ライトパイプ効果を使用して、好ましくは、明確に照射されるべきである。外側表面の散乱および角膜、虹彩、または前眼房を介する間接的照射が最小化されることが好ましい。従って、縁部−輪照射は、好ましくは、縁部に直接的に衝突する狭いビームを使用して、達成される。
【０００９】
図１は、眼１２の縁部の直径を測定するための、本発明に従う、システム１０を示す。システム１０は、照射された縁部画像を記録するための眼１２から離れた既知の位置に配置された画像レコーダー１４、少なくとも第１の照射光源１６、および計算デバイス１８を備える。出力デバイス１９；集束レンズ２０、反射鏡２２、および任意の固定標的２４はまた、好ましくは、システム１０に含まれる。システム１０が、包括的な眼測定システム（例えば、Ｂａｕｓｃｈ ＆ Ｌｏｍｂによって販売されるＯＲＢＳＣＡＮ^ＴＭシステム）に組み込まれ得るか、またはシステム１０は、図１に示されるように、手持ち孤立型システムであり得る。
【００１０】
任意の固定標的２４は、固定光源２６、ピンホール開口部２８、およびビームスプリッター３０（全てが、ライン３２に沿って小さなドットの光を照射するように協同して、ライン３２（これは、カメラ１４の視軸に対応する）に沿って眼１２の固定を容易にする）を備える。
【００１１】
操作において、照射光源１６は、ライン３６に沿って縁部３４を照射するために、画像レコーダー１４に対して第１の既知の位置に光ビームを方向付ける。ライン３６は、照射光源１６からの光を表し、この光は、鏡２２によって反射されている。次いで、照射された縁部輪３４は、画像レコーダー１４（好ましくは、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）ビデオカメラである）によって記録される。コンピューター１８（画像分析を使用する）は、カメラ１４によって記録される表面散乱光中のビームを三角測量することによって、照射された縁部位置を３次元空間に配置する。次いで、縁部直径は、眼に対する既知の距離に基づいて、照射された輪の画像から計算される。正確な縁部直径は、直接的に衝突する光の領域において決定され得ない。なぜなら、光源１６から直接的に衝突する光は、衝突する光に直接隣接する眼の領域においてカメラ１４に覆い被さるからである。従って、縁部直径は、好ましくは、少なくとも２つの異なる画像から一緒に結合される。当業者が理解するように、コンピューター１８による異なる画像の表示は、公知の技術（例えば、虹彩テキスチャーおよび瞳孔縁部キュー（ｃｕｅ））を使用して容易にされる。
【００１２】
照射光源１６は、可視照射または赤外線照射を提供し得るか、または好ましい赤色レーザー光が使用され得る。照射光源１６の好ましい実施形態は、狭い円筒形ビームまたは短いスリットにコリメートされる赤外ダイオードレーザー光を使用する。これは、経済的に控えめな照射光源を提供し、虹彩および瞳孔の画像に対して優れたコントラストを提供する。当業者が理解するように、カメラ１４およびコンピューター１８が、縁部領域を記録および検出するために、縁部領域の適切な照射を提供する任意の照射光源１６が、使用され得る。
【００１３】
画像レコーダー（好ましくは、ＣＣＤカメラ１４のようなビデオカメラ）は、ライン３２によって規定される縁部面上に集束し、そして複数の位置で縁部を照射する、カメラから固定された角度で狭い光線を有する。画像レコーダー１４からの照射光源１６の固定された角度は、好ましくは、約２５°〜約９０°である。複数の照射は、好ましくは、順に実施され、そして多くの方法で、達成され得る。第１の方法は、図１に示すように、システム１０が、単一の固定ビーム（ライン３６によって表される）を有し、そして単一の固定ビームは、カメラ１４が、縁部直径を規定するのに十分な数の画像を得られるように、多くの回数（少なくとも２回）、手動で別の位置に移される方法である。第２の実施形態は、２つ以上の固定ビーム（例えば、図３に示され、そして図３とともに以下に記載される）を含み、これは、画像を迅速に連続して取得する。第３の実施形態は、患者の眼に衝突するビームが、縁部の周りで回転され、そして走査され、そして画像が、この走査手順の間、カメラ１４によって記録されるように、単一の照射供給源が構築される実施形態である。
【００１４】
当業者が理解するように、コンピューター１８は、独立型コンピューター（例えば、パーソナルコンピューター）であり得るか、または統合された機器（これが、好ましく、図１に示される）に構築され得る。コンピューター１８は、好ましくは、カメラ１４からの画像をデジタル化するためのフレームグラッバー３８または他のデバイスを備える。コンピューター１８は、好ましくは、さらに、虹彩−角度計算器４２およびＩＣＬ計算器４４（以下にさらに十分に記載される）を備える。
【００１５】
十分な数の照射された縁部画像がカメラ１４によって記録され、そしてコンピューター１８のメモリ４０においてデジタル化された後、コンピューターは、以下の図２に関連して記載されるように、画像を処理する。
【００１６】
図２は、患者の眼に対する好ましい虹彩−角度計算器４２およびＩＣＬ計算器４４を示すソフトウェアを表すフローチャート４４を開示する。これによって、医師は、患者に対してＩＣＬを正確に合わせ得、これによって、患者に最適な結果を達成し得る。
【００１７】
図２の工程４８によって、カメラ１４およびディジタイザー３８は、照射された縁部領域の複数の画像を迅速な様式で獲得する。システム１０および眼１２の移動の影響を最小化するために、できるだけ迅速に画像を獲得し、従って、最も正確な測定を可能にすることが好ましい。
【００１８】
次いで、工程５０によって、コンピューター１８が、画像シーンを分析する。この分析は、直接的なスリット画像、縁部照射輪、固定標的、および瞳孔の境界の位置付けを含むいくつかの工程を包含する。各画像のこれらの部分の位置付けは、好ましくは、ほぼ一画素の精度でなされる。これによって縁部直径は、０．１ｍｍ以内の精度で測定され得る。工程５０の次の部分は、公知の技術によって、直接的なスリット画像の縁部を、好ましくは画素以下の（ｓｕｂ−ｐｉｘｅｌ）精度で、正確に検出することを包含する。次いで、検出された直接的なスリット画像は、三次元空間（３−空間）へと三角測量され、次いで、縁部−輪の外側縁部が、正確に検出される。ここで、この縁部は、後方散乱照射における最大勾配近くの中間閾値（ｍｉｄ−ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）点として規定される。そして最後に、工程４２は、上記のように、眼の上に投射される固定標的２４の中心を好ましく正確に位置付けて終了する。
【００１９】
次いで、工程５２は、最良の輪部平面に投影された輪環部の、工程５０で検出された縁部の間の環状領域として規定される輪部形状を決定する。この最良の輪部平面は、公知の技術によって決定される。次いで、画像化および測定は、好ましくは、共通の座標系に登録されて、複数の画像間の機器および眼の動きを排除する。次いで、３空間の最良の輪部平面が、工程５０の三角スリット測定から決定される。次いで、この縁部は、この最良の輪部平面に投影される。最後に、異なる縁部が、工程４８および工程５０から導かれた異なる画像から統合される。
【００２０】
次いで、工程５４は、虹彩角直径を決定し、そして虹彩角計算器４２を備える。好ましくは、この虹彩角直径は、測定された輪環部直径から虹彩角直径を補間することによって計算される。この補間の精度は、異なる集団の解剖学的検索が、輪環部直径と虹彩角直径との関係を経験的に決定するために達成される場合、増加する。例えば、代表的な輪舞形状の直径は、約１０．４ｍｍ〜約１３．２ｍｍにわたる。次いで、１１ｍｍの輪部の直径は、約１ｍｍ長い虹彩直径、または特定の例においては、１２ｍｍの虹彩直径を生じる可能性が大きい。これは、輪部形状の内輪部および外縁部により規定される輪部形状内に含まれる。この虹彩角直径は、分散のほとんどが解剖学的差異に起因する場合、０．１〜０．２ｍｍ内で正確であり得ると考えられる。直接的な解剖学的測定値は、超音波または光学技術（例えば、超音波生体顕微鏡検査法（ＵＢＭ）、または光学コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）、ならびに他の技術）を使用して、幾何学的に正確な前側部分のＢスキャンから導かれ得る。Ｂスキャンは、Ａスキャンから構成される２Ｄ部分である。Ａスキャンは、エコー時間（ＵＢＭ）または干渉パス長（ＯＣＴ）による散乱振幅 対 深さを与える。幾何学的に正確なＢスキャンを元のＡスキャンから作成するために、Ａスキャン深さへの時間的測定またはパス長の伝達のための診断波速度、および媒体界面で生じる波の屈折（音響的または光学的）に加えて、測定形状を考慮しなければならない。
【００２１】
工程５６は、ＩＣＬのサイズを決定し、そしてＩＣＬ計算器４４を備える。好ましくは、このＩＣＬのサイズは、決定された虹彩角直径に基づいて計算される。次いで、このＩＣＬのサイズは、システム１０に接続されたディスプレイ１９で、使用者に表示される。
【００２２】
図３は、本発明に従う代替の実施形態を開示する。詳細には、図３の実施例がさらなる照射源１６’、ならびに反射鏡２２’、ならびに必要な複数の輪部画像を得るための照射源１６および１６’を連続的に切り換えるための切り換え源５８を備えること以外は、図３は、図１を参照して上で開示されたシステムと類似したシステムを開示する。さらに、図３は、望まない光周波数を濾光するための光フィルター６０の使用を示し、これにより最適なコントラストの画像を有する記録された輪部を提供する。
【００２３】
輪部直径を測定するためのシステムが示され、そして記載されてきたが、本発明の種々の改変および変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、記載される説明を考慮して可能であることが理解される。例えば、種々の照射源、および種々の画像レコーダが使用され得る。さらに、システム１０は、固定焦点を有し得、従って、このシステム１０全体は、集束した輪部照射が達成されるまで、眼に対して移動する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、患者の眼において使用される本発明に従うシステムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明に従う好ましいシステムの一部のフロー図である。
【図３】図３は、本発明に従うシステムの代替の実施形態のブロック図である。

Claims (24)

1. 眼の輪部の直径を測定するためのシステムであって、以下：
   照射された輪部画像を記録するための、該眼から離れた既知の位置にある画像レコーダ；
   該輪部を照射するための、該画像レコーダに対して第１の既知の位置にある少なくとも第１の照射源；および
   該記録された照射された輪部から該輪部の直径を決定するための、該画像レコーダに接続された計算デバイス、
   を備える、システム。
2. 前記輪部の記録された画像および直径を表示するための出力デバイスをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記眼に基準標的を提供し、それにより望まない眼の動きを防止するための、前記画像レコーダに付随する固定標的をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記画像レコーダが、ビデオカメラである、請求項１に記載のシステム。
5. 請求項１に記載のシステムであって、以下：
   前記輪部を照射するための、前記画像レコーダに対して第２の既知の位置にある第２の照射源；
   前記画像レコーダに前記各々により照射される少なくとも１つの画像を記録させるために、該第１および第２の照射源を連続して作動させるための、該第１および第２の照射源に接続された切り換えデバイス
   、をさらに備え、
   ここで、前記計算デバイスが、前記輪部の直径を決定するために、該第１の照射源により照射された少なくとも１つの記録された画像と、該第２の照射源により照射された少なくとも１つの記録された画像とを合わせる、システム
6. 前記照射源が、赤外線源である、請求項１に記載のシステム。
7. 前記照射源が、レーザーである、請求項１に記載のシステム。
8. 前記レーザーが、スリット源である、請求項７に記載のシステム。
9. 前記レーザーが、赤色である、請求項８に記載のシステム。
10. 請求項１に記載のシステムであって、前記計算デバイスが、前記決定された輪部の直径から前記眼の虹彩角の直径を計算するための虹彩角直径計算器をさらに備える、システム。
11. 請求項１に記載のシステムであって、前記計算デバイスが、前記決定された輪部の直径から前記眼の適切なＩＣＬサイズを計算するための角膜内レンズ（ＩＣＬ）計算器をさらに備える、システム。
12. 請求項１に記載のシステムであって、該システムが固定焦点を有し、従って、該システム全体が、集束された輪部照射が達成されるまで、該眼に対して移動される、システム。
13. 前記画像レコーダが、前記眼の視軸に沿って位置する、請求項１に記載のシステム。
14. 請求項１に記載のシステムであって、前記画像レコーダが、望まない光周波数を濾光して除くための光フィルターを備え、それにより最適なコントラストの画像を有する記録された輪部を提供する、システム。
15. 前記計算デバイスが、三角測量を使用して前記輪部直径を決定する、請求項１に記載のシステム。
16. 請求項１に記載のシステムであって、前記照射源が、前記画像レコーダから約２５°〜約９０°の角度で配置される、システム。
17. 眼測定システムであって、以下：
    眼の輪部の照射された画像を記録するためのカメラであって、ここで該カメラは、該眼から既知の位置で配置されるべきである、カメラ；
    該輪部を照射するための、該カメラに対して既知の第１および第２の位置にある第１および第２のレーザースリットランプ；
    該カメラに該第１および第２のランプの各々により照射された該輪部の画像を記録させるために、該第１および第２のランプを交互に作動するための、該ランプに接続されたスイッチ；ならびに
    該照射された輪部画像をデジタル化し、そして測定されている眼の輪部直径、虹彩角直径および角膜内レンズのサイズのうち１つ以上を計算するための、該カメラおよびスイッチに接続されたフレームグラッパーを備えるコンピューター、
    を備える、システム。
18. 前記記録された画像、ならびに前記計算された輪部直径、虹彩角直径および網膜内レンズのサイズのうち１つ以上を表示するための出力デバイスをさらに備える、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記眼に基準標的を提供し、それにより望まない眼の動きを防止するための、前記カメラに付随する固定標的をさらに備える、請求項１７に記載のシステム。
20. 請求項１７に記載のシステムであって、該システムが固定焦点を有し、従って、該システム全体が、集束された輪部照射が達成されるまで、該眼に対して移動される、システム。
21. 前記画像レコーダが、前記眼の視軸に沿って位置する、請求項１７に記載のシステム。
22. 請求項１７に記載のシステムであって、前記画像レコーダが、望まない光周波数を濾光して除くための光フィルターを備え、それにより最適なコントラストの画像を有する記録された輪部を提供する、システム。
23. 前記システムが、三角測量を使用して前記輪部直径を決定する、請求項１７に記載のシステム。
24. 請求項１７に記載のシステムであって、前記レーザースリットランプが、前記カメラから約２５°〜約９０°の角度で配置される、システム。

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