JP2012005835A - 眼科分析方法と分析システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記分析システムは、非接触で眼球の角膜(10)が変形する作動装置であって、角膜が変形するように眼球に供給されるエアパフを発生させる作動装置と、角膜の変形を観測し記録する観測システムであって、角膜の変形時と非変形時の断面像を作成する観測システムと、角膜の断面像から角膜の眼圧を導出する分析装置とを備え、前記分析装置で角膜の断面像から角膜の材料的特性を導出し、角膜の第1の圧平領域(14)の直径d1と、角膜の第1の圧平領域とは異なる角膜の変形領域の直径dnを材料的特性として導出し、角膜のこれらの材料的特性を計算に入れて眼圧を導出する。
【選択図】図1
Description
角膜が最大変形に到達し、角膜が元の形に戻る時、角膜は同様な第2の圧平点を通過する。ここで、角膜の圧平現象に対するエアパフ圧を経時的にプロットすることで、眼圧を計算できる。
非接触眼圧計で得た測定値を、比較的正確な測定値をもたらす圧平眼圧計または接触眼圧計を用いて判定した比較測定値に関連して設定することで、結果的に、実際の眼圧により近似した内部眼圧を導出できる。
角膜の生化学的性質として弾性係数やヤング係数を考慮し、問題の測定値を対応する計算係数で調整することも知られている。この関係で、弾性係数は常に同一の大きさで、従って例え異なる眼球でも、全ての測定値で一定であると想定されている。
更に、弾性係数は、所与の角膜の全ての領域で等しいと想定されている。弾性係数を非接触眼圧測定で考慮することは、この材料的特性または材料パラメータが、非接触眼圧測定では生じない引張負荷を特徴づけるのに使用されるという欠点を有している。更に、弾性係数は、一つの眼球から次の眼球で、角膜内の角膜のそれぞれの領域に応じて個々に変化する。従って、そのような材料パラメータを取り入れて測定値を計算しても、依然、十分な精度の測定結果をもたらさない可能性がある。
そのような角膜の望ましくない振動を避けるため、エアパフの速度をできるだけ小さくして、角膜の望ましくない運動による測定結果のゆがみを避けている。
更に、エアパフの開始を、必要な時間測定値と同期化する必要がある。しかし、ピストンポンプなどの力学的ポンプを使用してエアパフを発生させると、例えば慣性や摩擦の影響故に、時間を高い精度で同期化するのは不可能で、再び、測定値のゆがみをもたらすことになる。
更に、先述したように、エアパフの圧力はモニタされ、それは測定が行われている間、必要に応じて変えられることを意味する。従って、第1の圧平点を超えた後に、エアパフを減少あるいは停止して、角膜が内向きに歪み過ぎるのを予防している。しかし、これは、第1と第2の圧平点の時間点に関して、ポンプ圧とその経過を時間をかけて持続的にモニタする必要があり、それは一方で、測定結果をゆがめる可能性のある潜在的な誤差源の数を増やすことになる。従って、要するに、圧平点の同時検出と別個に、及び互いに並列に作動する圧力・時間測定システムを基にした従来技術で知られている分析方法とシステムは、接触眼圧計を用いて行われる測定に比べて、依然、不正確である。
この場合、第1の圧平領域または第1の圧平領域の直径d1は、偏差の基準尺となる。角膜変形領域の直径dnと比較すれば、この比較は特に容易にできる。直径dnは、特に第1の圧平領域または第1の圧平点を過ぎた後の角膜の変形運動の場合、変形領域は次に凹状になるので、非常に容易に判定できる。
第1の圧平領域に関した変形の特定の期間の変形領域または直径dn、あるいは変形中の角膜の別の測定可能点または位置を用いて、角膜の逸脱した変形領域を定義できる。計算された偏差と関連する径の相対値をデータベースに保存して比較することもできる。従って、目標眼圧(オブジェクティブ眼圧、objective intraocular pressure)または対応する補正は、データベースに保存された値で知られるので、被検眼の目標眼圧を、角膜の幾何学的に定義された材料的特性を計算に入れて導出できる。
角膜の材料的特性は、特に圧平領域の直径のあらゆる差異により、定義または判定できる。
従って、角膜の振動または自由振動を判定できるように、実際の角膜変形を越えた観測システムにより、角膜の断面像を取込む用意ができる。
このような状況で、角膜の剛性は、最初に測定した眼球の想定眼圧(サブジェクティブ眼圧、subjective intraocular pressure)と角膜の変形の測定最大振幅の、実質的にほぼ線形関数である。例えば、剛性の関数のグラフでは、想定眼圧を縦軸でプロットし、変形の最大振幅を横軸でプロットすると、剛性は本質的に負の勾配を持つ直線としての形を取る。測定値の変化は、横縦軸の測定値によって、本質的に平行シフトをもたらし、其々のケースで異なる剛性となる。目標眼圧を測定した剛性から導出するか、剛性に対する線形プロットで、想定眼圧値と最大振幅値との交差点からの線形剛性プロットから推論できる。
測定中、角膜の剛性を各測定値について材料的特性として再計算する。即ち、従来技術のように、いずれの所与の眼球に対しても、材料的特性を定数として想定しない。代わりに、圧平領域と変形領域との直径をグラフで振幅の代わりに用いて、同様に使用できる。
従って、断面像を取込むことで角膜の応力を視覚化する用意ができる。この関係で、眼圧とは別個の応力と、眼圧に依存し、角膜の変形により角膜材料内に出来る応力の間で識別できる。この識別は、変形前の角膜の応力と、変形した角膜の後の応力を視覚化する断面像を取込むことで可能となる。角膜の断面像の応力の種類、大きさ、方向、分布によって、それらの応力を計算に入れることで、眼圧を補正できる。特に、変形した角膜の限定した地点または位置で、変形前及び変形中の角膜の応力間の割合を比較することで、眼圧を補正できる。
この方法の更なる段階で、視覚的に表示された応力を、データベースに保存された視覚化応力と比較して、眼圧を補正できる。このようにすることで、目標眼圧または対応する補正値をデータベースに保存された値で知ることができるので、被検眼の目標眼圧を、角膜の応力を考慮して導出できる。
図2は横軸上にプロットした時間tと、縦軸上のポンプ圧pとのグラフ表示である。ポンプ圧のプロットは対称的なベル状曲線13の形をし、ポンプの開始点T0のポンプ圧P0から始まり、時間T2で最大ポンプ圧P2に上昇し、終了時間T4で再びポンプ圧P0に降下する。この曲線は図示しない観測システム及びスリット照明装置を備えたシャインプルーフカメラを使用しても影響を受けない。T0でポンプが開始した時に角膜10に向けて噴射されたエアパフは、時間A0直後に角膜10の最初の変形を生じる。この変形は観測システムで記録できる。
図1(a)は時間A0の変形前の角膜10の形状を示す。ポンプ圧が増大すると、時間A1で、角膜10は図1(b)に示すように完全に圧平される。ここで直径d1を持つ圧平領域14が形成されるが、この領域は実質的に扁平で、圧平面15上にある。この時点で、角膜10の頂点16に関して、角膜は寸法X1だけ外れ(オフセット)ないし陥凹している。必ずしも必要ではないが、オプションとして、時間A1のこの第1の圧平点について、対応する時間T1に対するポンプ圧P1を計算できる。ポンプ圧P2に到達後、角膜10は時間A2で、角膜は図1(c)に示すように最大変形状態になる。この状態で、最大変形を示す点17は、角膜10の頂点16から寸法X2だけオフセットしている。従ってこの場合、変形振幅の最大偏差を示す。この最大変形振幅で、陥凹変形領域18の直径d2が形成、記録される。直径d2は、角膜10の縦断面の2つの対向する点の間の距離で定義される。それぞれの点は、分析システムに最も近い角膜10の点となる。この後、角膜10の回復運動ないし振動が生じ、図1(d)に示すように、時間A3で第2の圧平点に達する。この時点で直径d3と距離X3も記録される。オプションで、時点T3に対応するポンプ圧P3を判定することもできる。ポンプ圧が時間T4で元の値P0に落ちると、角膜10も、図1(e)に示すように、時間A4で、その元の状態に回復する。
それぞれ時間A0からA4により特徴づけられる角膜10の変形状態は、図1(a)から図1(e)に示すように、眼球の眼圧の一回の測定で上述のように計算される。この過程で、特に関連時点A0からA4の時間オフセット及び寸法または陥凹深度X1、X2、X3はポンプ圧Pに関係なく記録され、角膜10の剛性をそれらのパラメータから導出する。次に、測定した眼圧を、角膜の剛性により判定した値で、目標眼圧が測定結果として出力されるように補正する。
Claims (19)
- 非接触で眼球の角膜(10)を変形させる作動装置であって、角膜が変形するように眼球にエアパフを供給する前記作動装置と、
角膜の変形を観測、記録し、当該角膜の変形時と非変形時の断面像が作成される観測システムと、
角膜の前記断面像から眼圧を導出する分析装置と、
を有する分析システムにより眼球(11)の眼圧を測定する眼科分析方法であって、
前記分析装置で角膜の前記断面像から導出される材料的特性のうち、当該角膜の第1の圧平領域(14)の直径d1と、当該角膜の前記第1の圧平領域とは異なる変形領域の直径dnとを直径材料的特性として導出し、
角膜の前記直径材料的特性を計算に入れて眼圧を導出すること、
を特徴とする眼科分析方法。 - 眼圧とは別個に、角膜(10)の前記直径材料的特性を導出すること、を特徴とする請求項1に記載の分析方法。
- エアパフを生成するポンプ圧は、その持続時間に関してベル状曲線(13)の形で進行すること、を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の分析方法。
- エアパフを作る最大ポンプ圧は、先行及び後続測定で同一であること、を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の分析方法。
- 角膜(10)の圧平点に到達した時に、前記エアパフを作るポンプ圧を測定すること、を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の分析方法。
- 角膜(10)の運動速度を、前記直径材料的特性を導出する目的で測定すること、を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の分析方法。
- 角膜(10)の最大変形量を、角膜の前記断面像から、前記直径材料的特性を導出する目的で、導出すること、を特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の分析方法。
- 角膜(10)の変形領域(18)の直径d2を、光軸(12)の方向の当該角膜の最大変形について、前記直径材料的特性を導出するために判定すること、を特徴とする請求項7の分析方法。
- 角膜(10)の圧平点に到達した時に、前記直径材料的特性を導出する目的で、扁平な圧平領域(14,18)のパラメータを測定すること、を特徴とする、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の分析方法。
- 角膜(10)の前記第1の圧平領域(14)の前記直径d1と、当該角膜の第2の圧平領域の直径d3の間の割合を、前記直径材料的特性を導出する目的で判定すること、を特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項記載の分析方法。
- 角膜(10)の変形の振幅を、当該角膜の断面像から、前記直径材料的特性を導出する目的で導出すること、を特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項記載の分析方法。
- 角膜(10)の変形時及び/又は非変形時の湾曲を、当該角膜の断面像から、前記直径材料的特性を導出する目的で、導出すること、を特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1項記載の分析方法。
- 角膜(10)の変形を当該角膜の自由振動で持続し、当該角膜の前記自由振動を自由振動材料的特性として更に判定すること、を特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項記載の分析方法。
- 前記自由振動の周波数及び/又は振幅を測定すること、を特徴とする請求項13の分析方法。
- 角膜(10)の剛性を、剛性材料的特性として更に導出すること、を特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか1項記載の分析方法。
- 角膜(10)の材料内の応力を、応力材料的特性として更に導出すること、を特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか1項記載の分析方法。
- 前記材料的特性のうち、互いに異なる材料的特性をそれぞれ、角膜(10)の異なる領域に割り当てること、を特徴とする請求項1乃至請求項16のいずれか1項記載の分析方法。
- 前記観測システムは、シャインプルーフ配列のカメラと照射装置を備え、前記断面像を前記カメラで取ること、を特徴とする請求項1乃至請求項17のいずれか1項記載の分析方法。
- 非接触で前記眼球の角膜(10)を変形できる作動装置であって、前記角膜が変形するように前記眼球にエアパフを供給する前記作動装置と、
角膜の変形を観測、記録し、当該角膜の変形時と非変形時の断面像が作成される観測システムと、
角膜の断面像から眼圧を導出する分析装置と、を有し、
眼球(11)の眼圧の測定に用いられる眼科分析システムであって、
前記分析装置で角膜の前記断面像から導出される材料的特性のうち、当該角膜の第1の圧平領域(14)の直径d1と、当該角膜の前記第1の圧平領域とは異なる変形領域の直径dnとを直径材料的特性として導出し、
角膜の前記直径材料的特性を計算に入れて眼圧を導出すること、
を特徴とする眼科分析方法。
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