JP2007319415A - 網膜機能計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 網膜の内因性信号を精度よく取得する。
【解決手段】 網膜領域を照明する観察照明光学系と、網膜領域からの反射光を受光する受光素子を有する受光光学系と、網膜領域に可視刺激光を照射して網膜を刺激する刺激光照射光学系と、刺激光照射前後の眼底画像を比較して眼底画像の変化情報を取得する取得手段と、を備えることを網膜機能計測装置において、受光素子に受光された受光信号の最小値および最大値を検出する検出手段と、検出された最小値が受光素子の出力信号下限値付近となるように受光素子のオフセット値を調整する調整手段と、オフセット調整手段によるオフセット値の調整後、最大値が受光素子の出力信号上限値付近もしくは所定値付近となるように、受光素子の受光条件を設定する設定手段と、
を有する。
【選択図】 図７

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。

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微小な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）。
特表２００２−５２１１１５号公報

ところで、受光光学系に設けられた受光素子によって取得される網膜画像は、網膜機能を計測するための計測用画像として用いられる他、被検眼網膜の観察や被検眼網膜の計測部位に対するアライメントを行うための観察画像として表示モニタに出力される。

しかしながら、従来の網膜機能計測装置においては、計測用画像を取得する際、受光素子のオフセット値やゲインの設定は観察画像を取得する設定のままであったので、網膜の内因性信号を効率よく取得しているとはいえなかった。

本発明は、上記問題点を鑑み、網膜の内因性信号を精度よく取得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。

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。

（１）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受光して眼底画像を得るための受光素子を有する受光光学系と、刺激用光源を持ち、該光源から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刺激光照射光学系と、前記受光光学系によって得られる前記刺激光照射前後の眼底画像を比較して眼底画像の変化情報を取得する取得手段と、を備えることを網膜機能計測装置において、
前記受光素子から出力される網膜画像による画像信号に基づいて前記受光素子に受光された受光信号の最小値および最大値を検出する検出手段と、
該検出手段によって検出された前記最小値が前記受光素子の出力信号下限値付近となるように前記受光素子のオフセット値を調整するオフセット調整手段と、
前記オフセット調整手段によるオフセット値の調整後、前記最大値が前記受光素子の出力信号上限値付近もしくは所定値付近となるように、前記受光素子の受光条件となる受光素子のゲイン又は受光素子の露光時間，もしくは観察光源が発する観察光の出力を設定する受光条件設定手段と、
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、網膜機能を計測する部位を設定する計測部位設定手段を備え、前記検出手段は、前記受光素子から出力される網膜画像による画像信号に基づいて前記計測部位設定手段によって設定された計測部位に対応する受光素子の受光領域における受光信号の最小値および最大値を検出し、
前記受光条件設定手段は、前記計測部位設定手段によって設定された計測部位に対応する前記受光素子の受光条件を設定することを特徴とする。
（３） （２）の網膜機能計測装置は、前記オフセット調整手段及び前記受光条件設定手段によって変更されたオフセット値及び前記受光素子の受光条件を所定の基準値に戻すための初期化手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、網膜の内因性信号を精度よく取得することができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る網膜機能計測装置の光学系を示す概略構成図である。

図１において、本装置の光学系は、被検者眼Ｅの網膜領域を照明する観察照明光学系１０と、観察照明光学系１０によって照明された網膜領域からの反射光を受光して眼底画像を得るための受光光学系２０と、被検者眼の網膜領域に可視刺激光を照射して網膜を刺激するための刺激光照射光学系３０と、被検者眼を固視させるための固視光学系４０と、に大別される。

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、ビームスプリッタ１００、対物レンズ１８を含む。なお、リングスリット１５及び孔あきミラー１７は、被検者眼Ｅの瞳孔と略共役な位置に配置されている。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の大部分は、ビームスプリッタ１００を透過し、対物レンズ１８を介して被検者眼Ｅの瞳孔付近で一旦収束された後、拡散されて被検者眼Ｅの網膜の所定領域を連続的に照明する。また、孔あきミラー１７で反射された光の一部は、ビームスプリッタ１００で反射され、受光素子１０１に受光される。受光素子１０１は、観察光源１１から出力される観察光の出力を検出する。受光素子１０１としては、フォトダイオード等が考えられる。なお、観察照明光学系１０の光路中に配置されたビームスプリッタ１００は、後述する刺激用光源からの可視の刺激光を透過するとともに、観察光源１１からの観察光の大部分を透過し一部を反射する特性を有する。

刺激光照射光学系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用光源、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〜対物レンズ１８までの光学系を含む。刺激用光源は、可視フラッシュ光を単発またはフリッカー状に照射可能である。ここで、刺激用光源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者眼Ｅの網膜領域に照射される。

受光光学系２０は、対物レンズ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（例えば、二次元ＣＣＤセンサ）を含む。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、対物レンズ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。

図１に戻ると、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（または固視用チャート）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〜対物レンズ１８までの光路を受光光学系２０と共用する。ピンホール４２は、被検者眼Ｅの網膜の観察点（撮影点）と略共役な位置に配置される。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〜対物レンズ１８）被検者眼の網膜上で結像する。

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、オフセット・ゲイン調整部２４、Ａ／Ｄコンバータ２５、刺激用光源、固視光源４１、フォーカス駆動機構５０、記憶部７２、コントロール部７４、被検者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にて形成した眼底画像が表示される。記憶部７２は種々の情報を記憶しておくためのものである。コントロール部７４は各種入力操作を行うためのものである。

なお、二次元受光素子２３によって検出された受光信号は、オフセット・ゲイン調整部２４によってオフセット値やゲインが調整され、Ａ／Ｄコンバータ２５によってアナログ信号からデジタル信号に変換されたのち、制御部７０へ入力されて記憶部７２に記憶される。ここで、制御部７０は、オフセット・ゲイン調整部２４に指令信号を送ることによって、Ａ／Ｄコンバータ２５に入力される受光信号のオフセット値やゲインを調整できる。これにより、受光素子２３のオフセット値やゲインを調整することが可能となる。

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被検眼に対して装置を移動させ、被検者眼Ｅの眼底に照明光が照射され、所望する眼底画像がモニタ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。

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、刺激用光源を用いて被検眼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。

可視フラッシュ光をフリッカー状に点滅照射する場合、制御部７０は、受光素子２３の露光動作と刺激用光源の点滅動作とを同期させることにより刺激光照射光学系３０によって繰り返し行われる刺激光照射の合間に眼底画像を取得するための画像取得制御を行う。すなわち、制御部７０は、刺激用光源の点灯・消灯の繰り返しによって刺激光照射を反復して行うフリッカ刺激において、繰り返し行われる刺激光照射の合間に眼底画像を取得するための制御を行う。なお、経時的に取得される網膜画像は、随時記憶部７２に記憶されていく。なお、本実施形態では、刺激用光源が継続的に点滅される時間を、任意に設定が可能な構成となっている。

より具体的には、制御部７０は、受光素子２３の露光・転送動作を所定の周波数（例えば、３０Ｈｚ）で繰り返し行っているタイミングに合わせて、受光素子２３が露光動作している間は刺激用光源３１を消灯させ、受光素子２３が転送動作している間に刺激用光源３１を点灯させるように、刺激用光源３１の点滅動作を制御する。

このとき、制御部７０は、受光素子２３による１回の露光・転送動作によって１フレーム分の網膜画像を取得することができる。すなわち、受光素子２３は、受光面に受光された眼底反射光を露光（蓄積）し、露光中の光電効果によって蓄積された電荷を電気信号として外部（記憶部７２）に転送することで、網膜画像を１フレーム取得する。なお、本実施形態において、制御部７０は、受光素子２３の同期信号に基づいて受光素子２３の露光・転送動作のタイミングを得るために、受光素子２３からの電気信号と共に制御部７０に入力される受光素子２３の同期信号を取得する機能を有する。

図３は、本実施形態に係る刺激光源の点滅動作の例を示すものである。図３（ａ）場合、受光素子２３のフレームレートに同期して常に点滅させている（受光素子２３のフレームレートが３０Ｈｚの場合には、光源３１の点灯動作を３０Ｈｚとする）。図３（ｂ）は、光源３１の点灯を１５Ｈｚにしたものである。すなわち、受光素子２３のフレームレートが整数で割り切れるような周波数（１秒間に点灯する回数）で刺激用光源を点滅させるようなものあればよい（例えば、フレームレートが１秒間３０Ｈｚの場合には、光源３１の点灯を１０Ｈｚや１５Ｈｚにする等）。なお、光源３１の１回の点灯時間は、必ずしも受光素子２３の転送動作にかける時間に一致させる必要はなく、受光素子２３による露光動作が行われないタイミングで光源３１が点灯されていればよい。

以上のような手法にて可視刺激光をフリッカー状に照射することにより、受光素子２３によって取得される網膜画像は、どのフレームにおいても刺激光が混入されない。よって、フリッカ刺激中に取得される網膜の内因性信号をどのタイミングにおいても精度よく取得できる。したがって、フリッカ刺激を行っている間の網膜画像の明るさの変化を精度よくと求めることができ、被検眼の網膜機能をより詳細に計測することが可能となる。

なお、以上の説明においては、受光素子２３の露光・転送動作を所定の周波数で繰り返し行っているタイミングに合わせて光源３１を点滅制御させるようにしたが、逆に、刺激用光源３１の点灯・消灯動作を所定の周波数で繰り返し行っているタイミングに合わせて、刺激用光源３１が点灯している間は受光素子２３に転送動作をさせ、刺激用光源３１が消灯している間に受光素子２３に露光動作をさせるように、受光素子２３の露光・転送動作を制御するようにしてもよい。この場合、受光素子２３としては、フレームレートを変更させることが可能な受光素子２３を用いることが考えられる。例えば、制御部７０は、光源３１の点滅動作を１秒間２０Ｈｚとした場合には、受光素子２３のフレームレートを２０Ｈｚに調整するとともに、刺激用光源３１が点灯している間は受光素子２３に転送動作をさせ、刺激用光源３１が消灯している間に受光素子２３に露光動作をさせるようにする。このようにすれば、刺激用光源３１の点灯・消灯の繰り返し周波数を任意に調整可能とした場合であっても、フリッカ刺激中に取得される網膜の内因性信号をどのタイミングにおいても精度よく取得できる。

なお、網膜領域への刺激光の照射が終了すると、制御部７０は、さらにフラッシュ光（単発の刺激光、或いはフリッカー状に点灯させた刺激光）の照射動作が終了した後の眼底画像を記憶部７２に記憶させる。フラッシュ光照射後に撮影する眼底画像は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眼底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。

そして、制御部７０は、記憶部７２に記憶された所定の眼底画像を演算処理することにより解析を行う。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の眼底画像を比較して眼底画像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。

また、制御部７０は、記憶部７２に記憶されたフラッシュ光照射前の網膜画像とフリッカ刺激の合間に取得された網膜画像と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に表示することが可能である。この場合、フリッカ刺激の合間に取得された網膜画像とフリッカ刺激終了後の網膜画像とから網膜機能の変化情報を取得することも可能である。

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、被検者眼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眼底画像の明るさ（観察光に対する網膜領域の反射率）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、被検者眼の網膜機能を計測することができる。

例えば、フラッシュ光照射前後の眼底画像とに基づいて網膜機能を計測する場合、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眼底画像（基準眼底画像）とフラッシュ光照射後の眼底画像との位置合せを行う。位置合せは、照射前の眼底画像（基準眼底画像）及び照射後の眼底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。

このようなフラッシュ光の照射前後の眼底画像の位置合わせ後、制御部７０は照射前の眼底画像の明るさに対する照射後の眼底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。

次に、刺激光照射前と後における眼底画像の明るさの変化情報を計測画像（マッピング表示）としてモニタ７５に表示する際の一例を挙げる。はじめに、制御部７０は、フラッシュ光の照射前の眼底画像とフラッシュ光の照射後の眼底画像との明るさの変化情報（差分や比）を受光素子２３の各画素毎に求める（比の場合、照射前／照射後。差分の場合、照射前−照射後）。そして、画像処理部７１は、制御部７０によって求められた明るさの変化情報を計測結果としてモニタ７５に表示する。

この場合、画像処理部７１は、前述のように取得された変化情報に対して所定の閾値を設定し、設定した閾値に基づいて変化情報を色の濃淡（例えば、２５５階調のグレースケール）を用いてマッピング表示する。ここで、画像処理部７１による所定の閾値の設定は、色の濃淡にて表現する変化情報の幅を設定するためのものであり、上限及び下限の閾値が設定されると、設定された閾値の範囲内にある変化情報が色の濃淡によって表現される。

さらに、画像処理部７１は、マッピング表示される変化情報のうち閾値を越えて飽和する変化情報に対しては色の濃淡で使用する色とは異なる色で表示する。例えば、グレースケールを用いて変化情報をマッピング表示する場合、画像処理部７１は、モニタ７５に表示されるマッピング画像のうち閾値を超えて飽和状態（プラス側ピーク及びマイナス側ピーク）にある画像信号を検出し、飽和状態にあると検出された画像信号に対応する表示モニタ７５の画素位置に対してカラーで着色して表示する。この場合、プラス側に飽和状態にある変化情報とマイナス側に飽和状態にある変化情報に対して各々異なる色で表示するようにしてもよく、例えば、プラス側に飽和している変化情報については黄色で表示し、マイナス側に飽和している変化情報については青色で表示するようにしてもよい。

図４はモニタ７５に表示される計測画像のある水平方向１ライン分のデータをプロットしたものである。この場合、明るさの変化率は、変化率がプラス方向に大きくなるにつれてより白く表現され、変化率がマイナス方向に大きくなるにつれて黒く表現される。ここで、グレースケールにて表現される変化率の幅を下限の閾値−０．５％、上限の閾値＋０．５％とし、この範囲内にある変化率の情報をグレースケール（２５６階調）で表現しようとする場合、モニタ７５に表示されるマッピング画像（計測画像）は、明るさに変化があった部分（図中の中心付近）とほぼなかった部分（図中の周辺部分）とのコントラストが相対的に縮まりこととなり、グレースケールでの明るさの変化がわかり難くなる。

一方、グレースケールにて表現される変化率の幅を下限の閾値（最小値）−０．１％、上限の閾値（最大値）＋０．１％として表現した場合（増幅率を上げた場合）、モニタ７５に表示される計測画像は、明るさに変化があった部分（図中の中心付近）とほぼなかった部分（図中の周辺部分）とのコントラストがはっきりして、明るさの変化がわかり易くなる。ただし、グレースケールにて表現される明るさの変化率の幅（設定した上下限の閾値内）を超えた飽和状態にある画像信号が多く発生するようになる。

そこで、本実施形態のように、計測画像において飽和状態にある画像信号に対応する表示位置を、例えばカラー表示等の変化情報を示す色の濃淡と異なる色で表示することにより、検者は、モニタ７５に表示される計測画像における飽和部分を容易に把握することができる。

ここで、検者は、マッピング画像としてグレースケールにて表現される明るさの変化率の幅の上下限の閾値の範囲を変更するための調整スイッチを用いて、マッピング画像として表現させる変化情報の幅（範囲）を調整する。これにより、ノイズ信号の影響を少なくしつつ、飽和してしまう信号の表示を表示画面を見ながら確認することができ、網膜機能を評価する上で、適正なマッピング表示ができるように調整することができる。具体的には、グレースケールにて表現させる変化率の幅を下限閾値−０．１％・上限閾値＋０．１％から、例えば、下限閾値−０．３％、上限閾値＋０．３％に変更してこの上下限の閾値に基づいて、計測画像を表示するようにすればよい。この場合、上限側（最大値）と下限側（最小値）の両方を同じ幅で調整できるようにしてもよいし、上下限の閾値を各々独立して調整できるようにしてもよい。

以上のようにすれば、ノイズ信号による影響が少なく、かつ、明るさの変化のコントラストがはっきりしたマッピング画像となるようにモニタ７５に表示される計測画像の画像調整を行うことができる。なお、本実施形態ではマッピングをグレースケールで表示するものとしているが、これに限るものではなく、その他の色の濃淡を用いて表示することも当然可能である。この場合においても飽和している部分は、変化率を表す色とは異なる色で表示すればよい。

また、前述のマッピング表示とは別に、閾値を超えて飽和する変化情報の割合を数値で表現するようにしてもよい。例えば、画像処理部７１は、変化情報のうち、設定された閾値を超えて飽和状態にある画像信号を検出し、その数を計測する。そして、変化情報全体の画像信号の数（受光素子２３の画素数）に対する飽和状態にある画像信号の数の割合を求め、その割合を段階的に表現する（例えば、１、２、３、４、５の５段階で表現する）。

なお、以上のような表示は、刺激光を照射する前段階であって、被検者眼の固視微動が安定するのを検者が確認するための確認画像として用いることが可能である。この場合、制御部７０は、受光素子２３からの出力信号に基づいて被検者眼の眼底画像を検出する。このとき、制御部７０は、眼底画像の明るさの変化情報を検出するための基準眼底画像を受光素子２３にて取得し、記憶部７２に記憶する。なお、基準眼底画像は、所定の時間間隔（例えば、３秒ごと）にて取得するようにしてもよい。また、リアルタイムで検出される眼底画像の１フレーム前に取得された眼底画像を基準眼底画像としてもよい。

基準眼底画像が取得された後、制御部７０は、受光素子２３にて検出される眼底画像をリアルタイムでモニタリングし、リアルタイムで取得される眼底画像と基準眼底画像との明るさの変化情報を受光素子２３の各画素位置毎に随時求めていく。すなわち、制御部７０は、基準眼底画像に対する明るさの変化情報（例えば、変化率もしくは差分）を経時的に取得する。そして、画像処理部７１は、制御部７０によって求められた明るさの変化情報を色の濃淡を用いてマッピング表示する。この場合、画像処理部７１は、所定の閾値を超えて飽和する変化情報に対しては色の濃淡で使用する色とは異なる色で表示するようにしてもよい。なお、画像処理部７１によってマッピング表示される変化情報は、経時的に取得される基準眼底画像に対する明るさの変化情報に基づいて随時もしくは所定のタイミングで更新される。なお、変化率を用いて明るさの変化情報を求める場合、被験者眼の固視微動を捉えるべく、例えば、検出レンジを±０．５％の範囲に設定することが考えられる。

なお、以上の画像表示制御は、網膜機能計測装置への適用に限るものではなく、被検者眼に麻酔をかけた場合に、麻酔が適切に効いて固視微動が停止したかどうかを確認するために利用することも可能である。また、眼底画像の明るさの変化情報に限るものではなく、被験者眼像であればよい。例えば、被験者眼前眼部像の明るさの変化情報を受光素子にて取得するものであってもよい。

なお、以上の説明において、制御部７０は、前述のように経時的に取得される網膜画像の明るさの変化情報に基づいて、被検者眼の固視微動が安定したか否かを判定し、判定結果を報知するようにしてもよい。例えば、制御部７０は、リアルタイムで取得される眼底画像と基準眼底画像との明るさの変化情報を受光素子２３の各画素位置毎に随時求めていく。そして、制御部７０は、経時的に取得される網膜画像の明るさの変化情報が所定時間以上大きく変化していないような場合には、被検者眼の固視微動が安定したと判定し、その旨をモニタ７５に表示する。一方、経時的に取得される網膜画像の明るさの変化情報が所定時間内の間に大きく変化したような場合には、被検者眼の固視微動が安定していないと判定し、その旨をモニタ７５に表示する。

また、網膜機能を計測する場合においては、観察光の時間的なゆらぎが計測データに大きく影響することもある。このため、観察光のゆらぎがない状態で眼底画像を取得することが好ましい。以下に、観察光のゆらぎがない状態で眼底画像を取得する方法について説明する。

観察光源１１から観察光が出射されると、制御部７０は、図１に示した受光素子１０１によって検出される検出結果に基づいて観察光源１１が発する観察光の出力の経時的な変化情報を取得する。この場合、制御部７０は、経時的に検出される検出結果のうちの一つを基準出力として設定するために、所定のタイミングで検出された観察光の出力を基準出力として記憶部７２に記憶しておく。なお、基準出力は、光源１１の点灯後の所定時間経過後に1回設定するようにしてもよいし、所定の時間間隔（例えば、１０秒ごと）で随時設定するようにしてもよい。

基準出力が設定された後、制御部７０は、受光素子１０１からの出力信号をリアルタイムでモニタリングし、基準出力に対する観察光の出力の変化情報（例えば、変化率もしくは差分）を経時的に取得する。なお、変化率を用いて観察光の出力の変化情報を求める場合、光源１１が発する観察光の出力の微小な変化を捉えるべく、例えば、検出レンジを基準出力に対して±０．０５％の範囲に設定することが考えられる。

上記のように取得される観察光の出力の経時的な変化情報は、画像処理部７１によって、モニタ７５の表示画面上に表示される（図５参照）。図５は、観察光の出力の変化率の経時的な変化を示す図である。このとき、観察光の出力の変化情報は、制御部７０の演算処理によってリアルタイムで得られるため、画像処理部７１は随時モニタ７５に表示する変化情報を随時更新する。

以上のような構成とすれば、刺激光照射による眼底画像の明るさの微小な変化（例えば、０．５％以内のレンジ）を捉えることを要する本実施形態のような装置において、観察光源１１が発する観察光の出力の微小な変化を確認することができるので、計測結果に影響のある網膜観察光の時間的な安定性をチェックすることができる。

なお、以上の説明においては、観察光源１１が発する観察光の出力の経時的な変化情報をリアルタイムでモニタ７５に表示させるものとしたが、これに限るものではなく、網膜観察光の時間的な安定性をチェックできるものであればよい。例えば、制御部７０は、リアルタイムで求められる観察光の出力の変化率が予め設定された許容範囲（例えば、変化率が±０．５％以内の範囲）を超えているかどうかを判定し、判定結果をモニタ７５に表示するようにしてもよい。また、制御部７０は、経時的に取得される観察光の出力の変化率が所定時間以上大きく変化していないような場合には、網膜観察光が時間的に安定したと判定し、その旨をモニタ７５に表示する。一方、経時的に取得される観察光の出力の変化率が所定時間内の間に大きく変化したような場合には、網膜観察光が時間的に安定していないと判定し、その旨をモニタ７５に表示するようにしてもよい。

また、以上の説明においては、、観察光の出力の経時的な変化情報をモニタ７５に表示させるものとしたが、受光素子１０１によって検出された検出結果に基づいて、前述のように取得される眼底画像の変化情報を補正処理するようにしてもよい。この場合、制御部７０は、受光素子２３によって眼底画像を取得する際に、受光素子１０１によって検出される観察光の出力を記憶部７２に記憶させておく。これにより、記憶部７２には、経時的に取得された眼底画像それぞれに対応する画像取得時の観察光の出力が記憶される。

以下に、補正処理の具体的な手法について説明する。制御部７０は、例えば、照射前の眼底画像の明るさに対する照射後の眼底画像の明るさの変化情報を各画素毎に求める際に補正処理を行う。例えば、刺激光の照射前後における眼底画像の明るさの変化率を求める場合、（式１）のような補正式を用いる。

Iｂは刺激前の眼底画像の輝度であり、Ｒｂは刺激前の眼底画像取得の際に受光素子１０１によって検出された観察光の出力である。また、Iｓ（ｔ）は刺激後の眼底画像における輝度であり、Ｒｓ（ｔ）は刺激後の眼底画像取得の際に受光素子１０１によって検出された観察光の出力である。

以上のようにして補正処理を行うことにより、観察光の時間的なゆらぎは相殺されるので、網膜機能の計測を精密に行うことが可能となる。

なお、前述のように網膜機能の計測を行う場合、より精度良く計測を行うために、受光素子２３のオフセット値と撮像ゲインを調整するようにしてもよい。図６は受光素子２３によって取得された被検眼の眼底画像がモニタ７５に表示されたときの図であり、刺激光発光前の被検眼に対するアライメントが完了したときのものである。まず、検者は、リアルタイムで観察される表示モニタ７５上の眼底画像から検者の計測したい部位を設定する（例えば、網膜画像全体から黄斑付近を指定する）。このとき、検者は、コントロール部７４に設けられた計測部位設定スイッチ（例えば、マウス等）を操作して、画面上の網膜画像上に電気的に表示される矩形状のマークＭを眼底画像に対して移動させていき、計測部位を設定する。なお、マークＭの大きさは任意の変更可能であり、計測部位の範囲を変更することが可能である。なお、マークＭは、任意の形状（丸型、円筒型）に設定可能である。

計測部位が設定されると、制御部７０は、前述のように設定された計測部位に対応する受光素子２３の受光位置にて受光された網膜画像を広いレンジで検出できるように、オフセット・ゲイン調整部２４を用いて受光素子２３のオフセット値とゲイン（利得）を調整する。図７は、受光素子２３のオフセット値とゲインの調整について説明するための参考図である。なお、図７は、図６の画像上の走査線Ｓにおける受光信号の変化を示す図である。

制御部７０は、受光素子２３から出力される網膜画像による画像信号に基づいて予め設定された計測部位に対応する受光素子２３の受光領域における受光信号の最小値Ｋｍｉｎ及び最大値Ｋｍａｘを検出する（図７（ａ）参照）。そして、検出された受光信号の最小値Ｋｍｉｎが受光素子２３の出力信号下限値付近となるように受光素子２３のオフセット値を調整する（図７（b）参照）。より具体的には、受光素子２３からオフセット・ゲイン調整部２４を介してＡ／Ｄコンバータ２５へ出力される受光素子２３の出力信号において、前述のように検出された受光信号の最小値Ｋｍｉｎに相当する出力信号がＡ／Ｄコンバータ２５にて検出可能な出力信号の下限値付近（検出領域の下限値付近）になるように、オフセット・ゲイン調整部２４を用いてオフセット値を調整する。そして、オフセット値の調整後、受光信号の最大値Ｋｍａｘが受光素子２３の出力信号上限値付近もしくは所定値付近となるように受光素子２３のゲインをプラス方向に調整（設定）する（図７（ｃ）参照）。より具体的には、受光素子２３からオフセット・ゲイン調整部２４を介してＡ／Ｄコンバータ２５へ出力される受光素子２３の出力信号において、前述のように検出された受光信号の最大値Ｋｍａｘに相当する出力信号がＡ／Ｄコンバータ２５にて検出可能な出力信号の上限値付近（検出領域の上限値付近）になるように、オフセット・ゲイン調整部２４を用いて受光素子２３のゲインを調整する。なお、以上の説明においては、走査線Ｓにおける受光信号を用いて説明したが、実際には、マークＭによって囲まれた領域内に対応する受光信号を元にオフセットおよびゲインが調整される。

その後、検者により撮影ボタンが押されると、制御部７０は、オフセット値及びゲイン調整後の受光素子２３を用いて刺激光発光前の眼底像を取得し、基準網膜画像として記憶部７２に記憶させる。そして、制御部７０は、刺激用光源を用いて被検眼Ｅの眼底に向けて可視のフラッシュ光を照射する。そして、オフセット値及びゲイン調整後の受光素子２３を用いてフラッシュ光照射中及び照射終了後の網膜画像を取得していき記憶部７２に記憶させていく。その後、制御部７０は、例えば、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求めていき、明るさの変化情報をモニタ７５の表示する。

以上のようにすれば、網膜上の計測部位における内因性信号を広いレンジで検出することができるため、被検眼の網膜機能の計測を精密に行うことができる。

なお、明るさの変化情報がモニタ７５に表示されたら、制御部７０は、前述のように変更されたオフセット値及びゲインを所定値に戻すために、初期化処理を行うようにしてもよい。例えば、次回の計測に備えて、アライメント観察に適したオフセット値及びゲインに戻すようなことが考えられる。

また、以上の説明においては、計測部位を一つ設定するものとしたが、これに限るものではなく、複数の計測部位を設定するようにしてもよい。この場合、モニタ７５の画面上で複数の計測部位を設定（指定）可能とする。そして、計測部位設定によって複数の計測部位設定信号が入力されると、制御部７０は、複数設定された計測部位それぞれに対応する受光素子２３の受光領域にて受光された網膜画像が広いレンジで検出できるように、受光素子２３のオフセット値とゲイン（利得）を各受光領域で調整する。なお、前述のように受光素子２３の複数の受光領域で異なるオフセット値およびゲインを調整するために用いる受光素子２３としては、例えば、受光素子２３の各画素位置ごとにオフセット値とゲインの調整が可能なＣＭＯＳセンサなどが挙げられる。

また、以上の説明においては、受光素子２３のオフセット値およびゲインを調整する前に任意の計測部位を設定するような構成としたが、これに限るものではなく、受光素子２３に受光された網膜画像全体を広いレンジで検出できるように、受光素子２３のオフセット値とゲイン（利得）を調整するようにしてもよい。この場合、受光素子２３から出力される網膜画像による画像信号に基づいて網膜画像全体に対応する受光素子２３の受光信号の最小値Ｋｍｉｎ及び最大値Ｋｍａｘを検出する。なお、網膜画像全体を計測部位とする場合、受光光学系の光学系に配置される図示なきマスク部分に対応する画像信号を取り除いてから、前述のように受光信号の最小値Ｋｍｉｎ及び最大値Ｋｍａｘを検出する。なお、以下の制御については、上記計測部位を設定する場合と同様であるため、説明を省略する。

なお、以上の説明においては、オフセット値の調整後、受光素子２３のゲインを設定することで受光信号の最大値Ｋｍａｘが受光素子２３の出力信号上限値付近もしくは所定値付近となるようにするものとしているが、これに限るものではない、すなわち、オフセット値の調整後に、受光信号の最大値Ｋｍａｘが受光素子２３の受光信号上限値付近もしくは所定値付近となるように、受光素子２３の受光条件が設定されるものであればよい。なお、設定する受光素子２３の受光条件としては、受光素子２３の露光時間や観察光源１１が発する観察光の出力などが考えられる。

本実施形態に係る網膜機能計測装置の光学系を示す概略構成図である。 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。 本実施形態に係る刺激光源の点滅動作の例を示すものである。 モニタに表示される計測画像のある水平方向１ライン分のデータをプロットしたものである。 観察光の出力の変化率の経時的な変化を示す図である。 受光素子によって取得された被検眼の眼底画像がモニタ７５に表示されたときの図である。 受光素子のオフセット値とゲインの調整について説明するための参考図である。

符号の説明

１０ 観察照明光学系
１１ 観察光源
２０ 受光光学系
２３ 受光素子
２４ オフセット・ゲイン調整部
２５ Ａ／Ｄコンバータ
３０ 刺激光照射光学系
３１ 刺激用光源
７０ 制御部
７１ 画像処理部
７２ 記憶部
７４ コントロール部
７５ 表示モニタ

Claims (3)

1. 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受光して眼底画像を得るための受光素子を有する受光光学系と、刺激用光源を持ち、該光源から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刺激光照射光学系と、前記受光光学系によって得られる前記刺激光照射前後の眼底画像を比較して眼底画像の変化情報を取得する取得手段と、を備えることを網膜機能計測装置において、
   前記受光素子から出力される網膜画像による画像信号に基づいて前記受光素子に受光された受光信号の最小値および最大値を検出する検出手段と、
   該検出手段によって検出された前記最小値が前記受光素子の出力信号下限値付近となるように前記受光素子のオフセット値を調整するオフセット調整手段と、
   前記オフセット調整手段によるオフセット値の調整後、前記最大値が前記受光素子の出力信号上限値付近もしくは所定値付近となるように、前記受光素子の受光条件となる受光素子のゲイン又は受光素子の露光時間，もしくは観察光源が発する観察光の出力を設定する受光条件設定手段と、
   を有することを特徴とする網膜機能計測装置。
2. 請求項1の網膜機能計測装置において、網膜機能を計測する部位を設定する計測部位設定手段を備え、前記検出手段は、前記受光素子から出力される網膜画像による画像信号に基づいて前記計測部位設定手段によって設定された計測部位に対応する受光素子の受光領域における受光信号の最小値および最大値を検出し、
   前記受光条件設定手段は、前記計測部位設定手段によって設定された計測部位に対応する前記受光素子の受光条件を設定することを特徴とする網膜機能計測装置。
3. 請求項２の網膜機能計測装置は、前記オフセット調整手段及び前記受光条件設定手段によって変更されたオフセット値及び前記受光素子の受光条件を所定の基準値に戻すための初期化手段を備えることを特徴とする網膜機能計測装置。
   
   
   
   
   
   

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