JP2012522569A - 眼の検査装置 - Google Patents

Abstract

この発明は眼（Ｅ）の検査装置に関し、そのシステムは、検査する眼の一部分の画像を形成する撮像システム（２）と、検査する眼の前記部分の一箇所への可視光の刺激光と試験する眼の前記部分への背光を投影する投影システム（３）とを備え、投影システム（３）は前記刺激光と背光を均一に投影するテレセントリックデザインを有し、刺激光の投影箇所に従って移動する可動ミラー（１１２）と光源（１１４）を備える。

Description

この発明は、眼の検査装置に関し、特に、請求項１の前文で特定される特徴を備えるタイプの網膜検査用の装置に関するが、それに限定されない。

技術的背景
ヒトの眼、特にヒトの眼の網膜の検査において、眼底撮像は不可欠の手段である。この目的のために、レーザ走査検眼鏡（ＳＬＯ）が最近開発され、眼底およびその内部構造の高解像度画像を迅速に得るようになってきた。

ＳＬＯの使用が可能な検査において、好ましくは早期に黄斑変性の存在を検出するためにヒトの網膜の黄斑の機能を評価することは、黄斑の機能が「正常」「異常の疑い有り」、「異常」であるか否かの目安を得るために非常に重要である。一般的に、上述の評価は、患者の網膜の画像と、患者の網膜上に種々の刺激光（stimuli）を投影することによる網膜の機能性の主観的な判定との両方を捕捉することによって得られる。

フランス ジェイ・ファン デ ベルデの米国特許第5568208号は、改造されたレーザ検眼鏡を開示し、その検眼鏡は、通常のレーザ走査検眼鏡の臨床用途の範囲を広げるものであり、網膜に図によるレーザ走査ラスタを与え、同時に表示モニタ上の前方のセグメントの観察を可能にすることができる。その装置は、ビームスプリッタ、赤外光源、レーザ走査検眼鏡、ＣＣＤカメラおよび光学フィルタを備え、マクスウェルのレーザ走査検眼鏡の入口の瞳孔をリアルタイムで明白に決定する。入口の瞳孔の位置と網膜上の刺激光の位置は、独立して動くことができる。

出願人は、網膜上に投影される刺激光と背景（background）が互いに影響を受けないことに気付いた。

ニデック株式会社の米国特許第6705726号は、眼、つまり網膜の新しい検査装置に関する。その装置は、網膜上に種々のタイプのパターンと刺激光を光学システムを介して投影するための液晶表示装置が特徴である。網膜は、生の赤外画像シーケンスと可視光静止フレーム画像によって可視化できる。それは１つの装置の中に５つの検査の機能、つまり、視野計測検査、顕微鏡検査、固定安定性検査、暗点境界検査および精神物理学検査を結合している。

出願人は、刺激光を生成する液晶表示装置の存在によって、液晶表示装置のスクリーンの画素に依存する「点」の分離数に対してそれらの位置を決定する可能性が制限されるということに注目している。

フィジカルサイエンス，インコーポレイテッドの米国特許第7284859号は、レーザ線走査検眼鏡（ＬＳＬＯ）を提供するシステムと方法を開示している。そのＬＳＬＯは、赤外レーザ又は超発光ダイオードのような、実質的に点の光源を使用している。その点光源は線に拡張される。そのＬＳＬＯは広がっていない瞳孔を有する眼の領域を横切る線に直交する方向に光の線を走査する。その反射光は、単安定ビーム幾何学を用いて共焦点で受入れられる。回転プリズム又はミラーのようなビーム分離器が、入射光と反射光の１つを方向変換して光を分離する。遮光部材は、非共焦点で受入れた光学がリニアＣＣＤアレイのような一次元検出器に到達することを阻止する。出力光の線に沿った複数の位置の各々において出力光に応答する電気信号は、処理されて眼の走査部分の画像を提供する。

発明の要旨
この発明は、眼の検査装置に関し、特にレーザ走査検眼鏡（ＳＬＯ）に関するが、それに限定されない。

この発明の主目的の１つは、網膜、特に黄斑領域の機能性の目安を与えることができる装置を提供すること、および網膜が所謂「正常」「異常の疑い」「異常」の領域にあるか否かを、統計的なデータに基づいて査定することである。網膜の機能性は、視野計測からのアプローチと、顕微鏡を用いた網膜の画像の撮像とによってチェックされる。この目的は、コンパクトで、比較的廉価であり、かつ、精密で効果的な投影システムを備える眼の検査装置により達成される。

この発明の眼の検査装置は、患者の欠陥のある黄斑領域の種々の光の感受性の主観的な測定値と、患者の凝視能力の客観的な評価とを得ることができる。これらのテストは、一定波長の光、好ましくは赤外光による黄斑領域の形態上の監視中に行われる。

主観的な黄斑の感受性は、均一な背景一面に種々の強度と位置の刺激光を投影して患者の反応（刺激光が見えるか見えないか）を確かめることによって決定される。感受性の測定の高い精度は、以下に述べるように共焦点システムによって、好ましくは、連続的に追跡される網膜の連続監視によって与えられる。

この発明の装置は、網膜の画像を得るための撮像システムを備える。そのシステムは、好ましくは、ビーム状の光が適当な光学素子によって網膜平面に集光されるレーザ走査光学システムであり、さらに好ましくは、レーザ線走査光学システム、例えば、光の実質的に点の光源が、患者の網膜の一部分を走査する線の光に、適当な光学素子によって変換される、米国特許第7284859号に記載された走査システムである。

好ましくは、光源は赤外光源である。反射光は網膜の照明部分から共焦点で受入れられ、線状に集光した形態で出力光が提供される。複数の出力線が組み合わされ、網膜の画像が、例えば適当なカメラを用いることにより得られる。好ましくは、マクスウェルの照明がこの発明の装置の撮像システムに用いられる。

この共焦点赤外撮像システムは、シャープな画像を網膜から連続的に撮像して、形態上の異常の有／無を評価する。照明／撮像に必要な、この発明の装置の光学素子によって決定される、マクスウェルのデザインに感謝する小さい瞳孔のサイズは、（患者の瞳孔のサイズを拡大する点眼薬を用いる必要がない）検査中に不快なフラッシュがないという利点を有する。赤外画像は、実際、十分正確な形態上の情報を与えるので、追加のカラー写真をとる必要がない。

さらに、この発明の撮像システムは、一方向においてのみ共焦点の直線走査システムであり、それに直交する方向に共焦点ではない。これは光学素子を安価にし、同時に標準の眼底カメラに比べて極めて良好な光学画像分解能を保持するので、両方向に共焦点であるレーザ走査システムにほぼ類似する。

この発明の特別な特徴によれば、この発明はさらに撮像システムを備え、色々な刺激光を網膜の異なる場所に投影する。その投影システムは、投影角度に全く依存せずに全投影領域の一面に均一な照明を保証するテレセントリックデザイン（telecentric design）を有する。従って、刺激光は、投影角度に無関係に網膜上に現れる。

網膜上の各刺激光の正しい位置は、適当なソフトウェアにより駆動される可動ミラー、好ましくは、キネマチック（kinematic）搭載ミラー又はジンバル（gimbal）搭載ミラーのいずれかによって得られる。ミラーは、すでに述べたように、テレセントリックな方法で、ＬＥＤ光源のような適当な光源によって生成される刺激光を、網膜の上に投影する。

ＬＥＤは、それがパルス幅変調(PWM)によりきわめて容易に暗くすることができ、安定した出力を提供できるので、好ましい光源である。しかも、それらは経年によってほとんど影響を受けず、長寿命である。蛍光灯や白熱球のような他の光源は、その輝度が駆動電圧や温度によって影響を受け、経年の影響をこうむるので、較正の問題が生じることがある。

さらに、また、投影システムはマクスウェルのデザイン（Maxwellian design）を有するので、網膜の放射照度は患者の瞳孔によって影響をうけない。装置の出口の瞳孔は患者のそれよりもはるかに小さく設計されているので、これによって、患者の瞳孔の動きに関係なく網膜上の放射照度が保証される。

この発明の装置の撮像システムと投影システムは、光学ヘッドに搭載される。その装置は、さらに光学ヘッドを駆動する制御ボードと、コンピュータシステムとを備え、コンピュータシステムは制御ボードを駆動し、使用者からの命令を受入れ、装置の全機能を制御するソフトウェアを処理する。

好ましくは、この発明の装置の出力は、ほとんど自動である。患者の網膜上の刺激光の可視化テストの後で、この発明の装置は適当な図式を表示し、収集した統計データとの比較に基づいて種々の範囲に分類された網膜の機能性を示す。

これらの目的等は、次の説明から明らかになり、添付の特許請求の範囲により得られる眼の検査装置を有するこの発明によって達成される。

さらに、この発明による眼の検査装置の特徴と利点は、添付図面を参照して与えられる次の詳細な説明からよりはっきりと明確になるであろう。
図１はこの発明による眼の検査用光学装置の、一要素、光学ヘッドの概略図である。 図１ａは、図１の光学ヘッドの焦点距離やレンズ間距離を示す概略図である。 図２は眼の検査用装置の図１の要素の異なる実施形態の概略図である。 図３は図１又は図２のこの発明の装置を用いて得られる網膜画像である。 図４は図１又は図２のこの発明の装置によって生成されて用いられる固定ターゲットの概略スケッチである。 図５ａ，５ｂは、この発明の装置の図１又は図２の要素に含まれるミラーの斜視図と側面図である。 図６は、この発明の装置に含まれる、追加の要素、制御ボードと組み込みコンピュータの概略図である。 図７は、この発明の装置に含まれるソフトウェアにより実行される工程の概略図である。 図８は、図７のソフトウェアに含まれる網膜追跡アルゴリズムによって実行される患者の網膜のシフトの計算の概略単純化図である。 図９は、この発明の装置のスクリーンに表示された２つのインタフェースを表し、図１又は図２の装置により実行されるテストの結果を要約している。 図１０は、この発明の装置のスクリーンに表示された２つのインタフェースを表し、図１又は図２の装置により実行されるテストの結果を要約している。 図１１ａと図１１ｂは、それぞれこの発明の装置を用いた検査における眼の上面図と側面図である。 この発明の装置におけるスクリーンに表示された他のインタフェースを表し、図１又は図２の装置によって行われたテストの追加的な結果を要約している。

発明の好ましい実施形態
図１を参照すると、１はこの発明による眼の検査装置の光学ヘッドを示す。光学ヘッド１を備える装置は患者の眼Ｅを検査するために用いられ、その眼は非常に概略的に図１に示される。

その装置は（図６に示される）制御ボード４０と、以下にその概要を示すように光学ヘッド１の制御をするために、適当なコンピュータ５０の中で実行されるソフトウェア（図７参照）とをさらに備える。そのソフトウェアとコンピュータはまた、好ましくは、患者の眼に実行される検査又は装置の状況を示すモニタ又は表示装置５１を介して、装置のオペレータと連絡をとることができる。

光学ヘッド１は撮像システム２と投影システム３とを備え、両者は制御ボード４０、コンピュータ５０、およびソフトウェアによって制御される。

撮像システム２は、好ましくは、レーザ走査撮像システムであり、さらに好ましくは線レーザ走査撮像システムである。もっとも、この発明の装置においては、網膜画像を得るために他のいかなる顕微鏡が用いられてもよい。撮像システム２は第１光源４を備えるがそれは実質的に１つの点光源である。光源４は検査する眼Ｅの網膜Ｒ０につながっている。光源４の好ましい実施形態は、レーザ又はこの実施形態のようなピグテール超発光ダイオード（ＳＬＤ）（例えば、スーパーラムSLD-371）である。第１光源４は、好ましくは赤外（ＩＲ）領域内の中心波長、例えば８５０ｎｍの波長を有する。光源４の選択された波長は、生成された分散（波長が長いほど、眼の組織に光が深く浸透するので分散が大きくなる）と、患者の不快感（波長が短いほど、患者が入射光を見る可能性が高くなり、それは不要な散心効果と患者の瞳孔の収縮をひき起こす）とを適当に折衷したものである。さらに、この用途のための合理的な感度を有するセンサ（検出器）は、以下に明らかにされるように、赤外波長に利用できる。

撮像システム２は、さらに線生成光学素子５を備え、その素子５を光源４から来る光が通過する。図１の好ましい実施形態において、線生成光学素子５は非球面大口径レンズ６とシリンドリカルレンズ７から作られたアナルモフィック（anamorphic）平行光システムを備える。線生成光学素子５により、光源４からの光は、直線の光に変換され、検査される対象物、この場合、患者の眼Ｅの網膜Ｒ０に集光される。網膜上の集光は、線生成光学素子５の出力として得られる直線の光を網膜それ自体の一部分に走査する適当な光学素子によって実行される。図１に示すこの好ましい実施形態において、直線の光ビームはミラー８上で一方向に沿って集光された直線の形を有し、２つの追加レンズ１６と１７により患者の角膜につなげられるが、他のどのような光学素子をも使用することができる。レンズ１６と１７は、この発明の装置の中継光学素子と考えることができる。

ミラー８から、ビームは適当な仲介手段の方へ反射され、仲介手段は直線光を受入れ、その光を患者の網膜Ｒ０の一部分を横切るように、好ましくは、直線光自体に直交する方向に走査する。例えば、適当な仲介手段は、ガルバノメータ（図示しない）によって駆動される走査ミラー９を備え、走査ミラー９は関心のある角度を横切るように直線光を走査し、患者の瞳孔Ｐ１につなげられる。網膜上の適当な走査角度は、２０°から６０°の範囲にあり、好ましくは４０°である。

網膜上の走査直線光は走査線パターン（raster）の等価物であり、前述のように中継光学素子、特にレンズ１６（例えば１００ｍｍの焦点距離を有する）によって集光されるが、レンズ１６は適当な収差補正用に設計された注文品であり、レンズ１６から焦点距離（位置Ｒ１）において走査線パターンは網膜につながる。位置Ｒ１から走査線パターンは非球面レンズ１７を通過して患者の瞳孔Ｐ１を中心に旋回し、直線光は網膜Ｒ０上に集光する。

直線光は一方向において網膜上に集光し、他の方向において平行光である。網膜上の平行光の方向は、角膜上の集光ビームに対応し、網膜上の集光方向は角膜上の平行ビームに対応する。

図１１ａと１１ｂは角膜上（図１１ａ）と網膜上（図１１ｂ）において２つの直交する平面上で集光する直線光を概略的に示している。

中継レンズ１６と１７を備える光路は、実質的にテレセントリック（telecentric）な構造を有し、必要な患者の瞳孔はレンズ１６と１７の倍率によって決定される。そして、直線光は網膜Ｒ０（又は検査する他の眼の部分）に衝突し、網膜を介して吸収されて伝達されるか、又は網膜によって反射される。この戻りの光は、レンズ１７に衝突し、レンズ１７はその光を位置Ｒ１に集光し、レンズ１６を通過した後、その戻り光は網膜へ導かれる入射直線光に同期して走査ミラー９によって逆走査される。走査ミラー９は網膜からの戻ってきた直線光を、レンズ１８を通過して直線検出器１９に衝突するように導く。検出器１９は収集した情報を制御ボード４０に送り網膜画像を形成するようになっている。

さらに詳細には、その直線の瞬間的な画像がレンズ１８によって、ＣＣＤリニアアレイのような直線検出器１９に形成される。好ましい実施形態によれば、リニアアレイはアトメルアビイバ1024CLであり、レンズ１８は６０ｍｍの焦点距離を有する収差補正用に設計された注文品である。リニアＣＣＤは網膜Ｒ０につながり（そのＣＣＤは、その構造により直線開口の機能も有する）、そのシステムは一次元共焦点装置を実現する。網膜は一ラインずつ照明され、一ラインずつ観察される。

直線検出器１９により生成される電子信号は、好ましくは制御ボード４０（図６参照）により、好ましくは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）に基づいて処理される。制御ボード４０は光源４、走査ミラー９および以下によりよく説明される他の運動システムを駆動し、異なるラインを組合わせて画像を形成する。その画像はこの発明の眼の検査装置に備えられ、以下に略述される組み込みソフトウェアによって処理される。従って、制御ボードは適当なソフトウェアとコンピュータ５０を用いて反射直線光を捕捉して網膜の画像を形成する。

一方向に共焦点で他の方向に非共焦点である場合の総合的な効果は、この発明の装置の撮像システムによって得られた、患者の網膜の画像を示す図３に報告された良好な画像をもたらす。

上述した撮像システムの１つの利点は、患者の眼を大きく広げないで装置を容易に使用できる、患者の眼のための非常に小さな入口の瞳孔にある。装置の撮像および照明瞳孔は共軸である。照明瞳孔はミラー８の幅によって決定され（好ましい実施形態では４.５ｍｍ）、撮像瞳孔は走査ミラー９の有効口径によって与えられる（好ましい実施形態では１０×１５ｍｍ）。これによって、撮像および照明瞳孔はそれぞれ患者の眼において直径約３ｍｍと１ｍｍとなる。これらの値は、約４ｍｍの直径を有する患者の最も代表的な瞳孔よりも小さい。

光学ヘッド１は、網膜Ｒ０に刺激光を投影する投影システム３を備える。これらの刺激光は撮像システム２により生成された直線光の光路と共通の部分のための光路に沿って網膜Ｒ０に導かれるが、特にその共通の光路は、以下にさらに詳しく説明するように、中継レンズ１６と１７を備える。

投影システム３は、網膜に色々な位置で投影される刺激光と、一定の輝度を有する均一な背景と、適所に固定されるが（つまり、それは同じ網膜の位置に常に投影される）その形状が変更可能な固定ターゲットとを生成する手段を備える。

色々な刺激光が、眼Ｅの眼底の詳細で機能的な地図の作成（mapping）を行うために網膜Ｒ０上に表示される。好ましくはそのような地図の作成は、古典的なゴールドマンの視野計測に匹敵する。刺激光は第２光源を使用して得られ、第２光源は好ましくは白色ＬＥＤ発光可視光のような可視光を発光し、網膜Ｒ０につながるピンホール１１４を照明する。

好ましくは、ピンホールのサイズは１００μｍで、網膜上にゴールドマン１１１の刺激光が得られるように選択された。しかしながら、どのような他の刺激光をも得ることができ、それはこの発明に含まれるということは理解されるべきである。好ましくは、第２光源によって発光される光は、可視光範囲の波長を有する。

ピンホール１１４（点光源、つまり第２光源の「位置」と考えられる）を出た光線は、レンズ１１３（例えば３５ｍｍ）によって平行光に変換され、可動ミラー１１２、好ましくはキネマチック（kinematic）又はジンバル搭載ミラーの方へ進むが、ミラー１１２はレンズ１１３から焦点距離だけ離れて設置される。ミラー１１２は、例えば２ｍｍの有効口径を有し、中継レンズ１６と１７により患者の瞳孔Ｐ１につながれる。

第２光源（つまり、上述のように第２光源の位置と考えられるピンホール１１４）から網膜までの刺激光の光路は、テレセントリックであり、投影角度によらない均一の照明を与えるように設計されている。可動ミラー１１２の小さな開口によって、安価な光学素子で収差が非常に低くなり、患者の瞳孔の変化にかかわらず網膜の放射照度が変化しないことを保証する。

テレセントリックになるために、可動ミラー１１２がレンズ１６と１１３の共通の焦点平面に位置するように設置されなければならない。つまり、レンズ１６の後方焦点平面がレンズ１１３の前方焦点平面に一致しなければならない。

撮像および投影システム２、３の両方のテレセントリックデザインを得るためには、次の条件が満たされるべきである（図１ａ参照）。

撮像システム２において、テレセントリックになるために、眼Ｅの瞳孔Ｐ１はレンズ１７からレンズ１７の焦点距離Ｆ１７の距離に設置される。２つの中継レンズ１６と１７間の距離は、それらの焦点距離Ｆ１６とＦ１７の合計に等しい。

投影システム３において、テレセントリックになるために、可動ミラー１１２はレンズ１６からレンズ１６の焦点距離Ｆ１６に等しい距離に有り、かつ、同ミラー１１２はレンズ１１３からレンズ１１３の焦点距離Ｆ１１３に等しい距離にある。ピンホール１１４はまた、レンズ１１３から焦点距離Ｆ１１３に等しい位置に設置される。

この発明によれば、投影システム３はテレセントリックデザインを有し、好ましい実施形態によれば、撮像システム２もまた、テレセントリックである。

可動ミラー１１２（図１と１ａとにおいて、ミラー１１２は動くことを表すために２つの交差する線で示されている）は、図５ａと５ｂにさらに詳細に示される。それは、２つのリニアステッパモータ２０（例えば、ハイドンLC157）によって駆動される２つのアーム１１２ａ、１１２ｂを備える。図５ｂは１つのモータのみを示す。さらに、ミラー１１２は静止支持部２１を備え、静止支持部２１は引張バネ２２によって移動支持部２１’へ接続される。結合球２３と共に、２つのリニアモータ２０は移動支持部２１’を押圧して２つのバネ２２をつり合うように対抗させる。１つのモータ２０の直線運動（図５ｂを参照すると、モータ２０の２つの異なる位置とアーム１１２ｂの位置が示されている）は、１つのアーム１１２ａと１１２ｂ上の偏位をもたらす。２つのアームの方向偏差、つまり、モータの運動によってもたらされるそれらの異なる偏向と傾斜は分離される。つまり、アーム１１２ａの運動は、アーム１１２ｂの運動に影響せず、実質的に独立して制御できる。

２つのアーム１１２ａ、１１２ｂの交差点において、可動ミラー１１２は偏向ミラー２４を備える。調整軸Ａと呼ぶ幾何学的軸はミラー２４の中心をなし、その軸を中心に各アームが上記運動、つまり、モータ２０の駆動による運動を行う。調整軸は偏向ミラー２４の中心をなすので、１つのモータを調整するとき、ミラー２４に衝突する光ビームのほぼ正真な先端又は傾きが得られる。この調整は従来のミラーマウントによるようにビームを変位する結合効果なしに行われる。ピンホールを出てレンズ１１３によって集光されるビームに適用される回転運動のみが存在する。

例えば、その運動の角度分解能は各軸（Ｘ、Ｙ）に沿って0.0285°であり、それは網膜上の約0.1°の分解能に対応する（これはレンズ１６と１７の倍率によって与えられる）。ミラー２４は±1.5°の範囲に渡って回転し、約２０°の網膜上の全投影領域を得る。

網膜上の刺激光の照度は、電流それ自体のパルス幅変調（ＰＷＭ）を用いて、電流ＬＥＤにより制御される。このようにして、網膜上に投影される刺激光を変化することができる。

上述のように、刺激光が網膜Ｒ０に投影される位置は、可動ミラー１１２の位置によって選択され、それはレンズ１１３を出た光が衝突するミラー２４の位置に依存することを意味する。刺激光を形成するビームは、ミラー２４によって逆に導かれた後、網膜を刺激するために用いる可視光、つまり投影システム３の第２光源１１４によって生成される光を反射するコールドミラー（ソーラブスFM203）のようなダイクロイックミラー１１０を通過して、赤外（ＩＲ）光を伝達する。従って、ダイクロイックミラー１１０は、撮像システム２のビームの光路を投影システム３のビームの光路に接続する。

実際、刺激光を形成する光は、ダイクロイックミラー１１０を通過した後、中継レンズ１６と１７によって網膜Ｒ０の上に集光される。

刺激光に加えて、均一な背景もまた、投影システム３によって網膜上に投影される。実際、視野測定は、背景と刺激光間のコントラストに対する患者の感受性に基づくので、投影された刺激光と投影された背景間のコントラストが（患者によって観察されたときに）チェックされる。

背景は、好ましくは可視光を発光するＬＥＤにより横断するように照明される拡散要素で作られたフラットパネルのような、例えば第３光源１１９を用いて得られる。第３光源１１９は網膜Ｒ０とつながっている。パネル１１９によって発光される光は、方向変換ミラー１２０、レンズ１１６および固定信号と背景信号を結合するために用いられる結合プリズム１１１のような適当な光学素子によって方向が変えられ、常に中継レンズ１６と１７を通って網膜Ｒ０へ投影される。ダイクロイックミラー１１０に対して光を導くプリズム１１１と、３５ｍｍの焦点距離のレンズ１１７（削除することも可能）とを加えることによって形成される同じ光路（つまり、方向変換ミラー１２０の後の背影光の光路と固定ターゲットの光路は同じである）に沿って、固定ターゲット１１８も網膜Ｒ０に投影される。固定ターゲット１１８も網膜Ｒ０につながり、ＬＥＤのような例えば第４の可視光源によって生成されてもよい。

光学プリズム１１１は、従って、第２、第３および第４（刺激光、背景およびターゲット）光源からの光をダイクロイックミラー１１０および中継レンズ１６と１７へ導き、その光が網膜Ｒ０の上に集光されるように用いられる。実際、第２、第３および第４光源のすべてからの光ビームはプリズム１１１に衝突する。

固定ターゲットの好ましい実施形態は図４に示される。固定ターゲット１（図の内側円として表されている）は標準のターゲットを表し、固定ターゲット２（バー付の外側円）は、患者によってターゲット１が見えない又は見えにくいときのターゲットを表す。

固定ターゲット１１８は、その名の通り、刺激光の網膜への投影中に患者が眼をできるだけ静止させる（つまり眼の動きを避ける）ために固定しなければならないターゲットである。それが投影されるべき位置は、制御ボード４０によって決定され、患者の検査が始まる前に予め決定される。

固定ターゲット１１８と背景１１９の両方は、中継レンズ１６と１７によって網膜上に焦点が合わされる。

患者の球形欠陥による網膜上の焦点合わせが、固定レンズ１７に対して光学ヘッド１の全ベンチ３０を移動させることによって行われる。この機構は、唯一のモータ（ハイドンE43H4J）でレンズ１７と患者の眼Ｅの間の作業距離を一定に保ちながら、ベンチ３０に搭載された全ての光源と直線検出器１９を移動させるという利点をもたらす。このようにして、光源と直線検出器１９との間の共焦点性が患者のいかなる球形欠陥に対しても保証される。好ましくは、患者の矯正される欠陥は、±１５Ｄの範囲内に納まることが好ましい。

この発明の異なる実施形態によれば、図２に示すように、図１に示すこの発明の装置の同じ要素が同じ参照番号で示され、（第１、第２、第３および第４）光源と直線検出器１９との間の共焦点性を得るための異なるシステムが用いられて、患者の眼の欠陥を矯正している。ベンチ３０は全体的には全く移動しないが、４つのミラーがベンチ３０に搭載され（図２では全体的に６０の参照番号を有する）、その内の２つがベンチに対して矢印方向にシフトでき、中継レンズ１６と１７間の距離（光路）が変化できるようになっている。

この発明による装置は、図６に概略的に示される制御ボード４０をさらに備える。制御ボードは好ましくは、ＦＰＧＡに基づき、次の機能を有する。

ボード４０は光源、パネル１１９に備えられた（ドライバー４４による）ＳＬＤ４および視野測定に用いられる全可視ＬＥＤ、つまり（ドライバー４１による刺激光ＬＥＤ、固定ターゲットＬＥＤ（ドライバー４２）および（ドライバー４３による）背景ＬＥＤを駆動するようになっている。

この発明の実施形態によれば、刺激光ＬＥＤおよび背景ＬＥＤは、１２０ＨｚのＰＷＭにより４０９６レベルで駆動される。これは、ＬＥＤ電流の直接制御により与えられる網膜上の非常に安定した光輝を保証する。

ボード４０はまた、例えばカメラリンク インターフェイスを用いてリニアＣＣＤ１９から画像を捕捉し、ラインのグループ（通常５１２、１０２４又は１３６５）にＣＣＤ１９から来る信号の流れを圧縮し、その結果を組み込み形コンピュータ５０に送るが、そのコンピュータは、好ましくはこの発明の装置の一部である。このラインの捕捉は走査ミラー９を動かすガルバノメータ（走査ドライバー４５）に同期している。ボード４０は、アナログ三角形の信号をガルバノメータに与え、ガルバノメータの振幅と周波数は、それぞれ網膜上の走査線パターン（raster）の振幅とフレームの周波数を決定する。

ボード４０はまた可動ミラー１１２（傾斜および先端装置４６）の２つのステッパーモータ、レンズ１７に対してベンチ３０を移動させる焦点合わせモータ（図１の実施形態の場合のドライバー４７）および光学ヘッド１の位置決めに使用される３つのロボットモータ（図示しないが使用されるドライバーはドライバー４８）を駆動する。

ロボットモータは光学ヘッド１の自動位置決めに用いられる。検査が開始された時、患者の眼Ｅに対するヘッド１の適当な位置はＣＣＤ１９で得られる網膜画像を処理することによって決定され、フィードバックが制御ボード４０を介してロボットモータへ送られる。検査中のモータへの連続フィードバックによって、光学ヘッド１の正しい位置決めと、患者の動きを補償して視野測定検査をスピードアップすることが保証される。

組み込み形のコンピュータ５０は、制御ボード４０と通信して画像処理を含む視野測定を処理し、ミラー５１のようなインターフェイス、例えばＬＣＤディスプレイや入力装置５３（図６の例のジョイステックやホイール）を使用者に提供する。Wi-Fi機能部５５とハードディスクドライブ６６はまた、コンピュータ５０内に設けられる。

検査が開始されると、この発明の方法は、図７に示すように、次の工程を備える。この発明の装置に含まれるソフトウェアは、例えばベーシックソフトウェアおよびアドバンスドソフトウェアのような異なるバージョンで利用でき、１つのソフトウェアから他のソフトウェアへのアップグレードが、例えばインターネットを介して利用できることは好ましいことである。

２つの形態間の主な違いは、ベーシックソフトウェアがスクリーンモードにおける検査のみが実行できるのに対し、アドバンスドソフトウェアは、以下に述べるようにエクスパートモードとフォローアップモードを特徴とすることである。

眼の検査装置のオペレータ、例えば医者は、そのような機能が有効であれば、装置のインターフェイスに医者のＩＤを挿入する。さらに、オペレータは患者のデータを挿入するか又は患者がこの発明の装置によって或る検査をすでに受けたことがある場合には、データベースから患者を選択することが好ましい。

据付時に、装置の所有者は、システムが検査の各セッション用のログインＩＤを求めるようにシステムを随意に構成することができる。複数開業医のセンターの場合には、そのようなＩＤはオペレータではなく、患者が担当医を特定することになる。

この発明の装置のソフトウェアへのログイン処理方法は使用者によっていつでも変更されることが可能であり、それがパスワードを特徴とすることは随意である。好ましい実施形態として、医者のＩＤは、検査データを格納するために設けられたスペースのウェブの中の起動に関連する。医者のＩＤは各検査と共に格納される。

オペレータは、氏名、性別、年齢（生年月日）および人種のような患者のデータを挿入する。任意の「患者ＩＤ」は氏名の一致を解明するために用いられる。

装置はＵＳＢのミニキーボードを備えてもよい。キーボードはバックライトやワイヤレス又はその両方が可能である。タッチパネルは、医者がそのユニットを装置するテーブル上の場所の節約を必要とするときには、仮想キーボードも備える。

検査の準備を行うために、オペレータは患者に台の上で安定した姿勢を取るように要求する。次に、彼は検査する患者の眼Ｅの方へ、小形のジョイステックのようなインターフェイス５３により光学ヘッド１を手動で動かすことにより検査を開始する。その装置、つまりボード４０とそのソフトウェアが眼Ｅを認識し、所定の作業距離範囲に到達すると直ちに、装置は新しい状態にあることをオペレータに（音響的にかつ可視的に表示装置で）警告することが好ましい。装置は光学ヘッドの動きを制御し、患者に対して光学素子を自動的に位置決めし、そして検査を実行する。この発明の実施形態によれば、ディスプレイ５１上に停止ボタンが現れてオペレータに動作を停止させると共に、ソフトウェアによる制御を再び行わせる。眼の認識（ＯＤ／ＯＳ）は自動的である。

ステップ１において、この発明の眼の検査装置に備えられるソフトウェアは、ＣＣＤ１９から来る信号を処理した制御ボード４０から受けた網膜の画像を捕捉して表示する。その画像は、例えば、カメラ（センサ１１９）から１０２４×１０２４又は１０２４×１３４８で、ディスプレイ上で５１２×５１２の１４ｆｐｓのデジタルフォーマットである。最初の網膜画像はほとんどが不鮮明でピンボケであり、光学ヘッド１はさらに位置決めして焦点を合わさなければならない。しかし、患者が現在の位置から動く必要があるか否かを理解するために、ディスプレイ５１に可視化される予備ステップを持つことは有役である。第１ステップの期間で、光学ヘッドは位置決めされ、光学ヘッド１からの画像はソフトウェアで処理されて患者の眼Ｅに対するヘッド１の現在の位置が見出され、ロボットモータ（ドライバー４８を介する）は、制御ボード４０から位置決め指令を含むフィードバックを受ける。

正しい作業距離が決定されると、焦点合わせモータは制御ボード４０によって駆動（ドライバー４７）され、適当な範囲（例えば±１５Ｄ）にわたって走査し、患者の等価球形誤差を自動的に補償する。走査中に撮像された画像の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が演算され、焦点の最良の点を得るためのパラメータとして、パワースペクトル密度が選ばれる。患者の球形欠陥による焦点合わせはこの発明の方法のステップ２に表される。

網膜の１セットの画像は撮像システム２を介して撮像され（ステップ３）、その中から自動的に選択され（少なくとももっともピントが合っていて、三日月形がなく、反射作用がなく、最も中央に固定されている、など）、内部参照のために格納され、以下に述べる網膜追跡アルゴリズムを提供するために用いられる。

この時点で、視野測定検査がスタートする（ステップ４）。その検査では、投影システム３が所定の形状（円形）、サイズ（直径が１度）、色（赤）、および位置（中央）を有する固定ターゲット１１８を投影する。この固定ターゲットは図４の固定ターゲット１である。

オペレータは患者にターゲットが見えるか否かを尋ねる。患者の答えが否定、否であると、単純な中央ターゲットは、さらに大きい円で作られた複雑なターゲット（例えば、その長さが３度で１／３が円の内側にある４５度の４つのセグメントを有する直径が１２度の円）に変換される。これは図４のターゲット２である。

ソフトウェアは指令をボード４０に送り、音響的な信号音が患者の注意をうながすために発せられ、５秒間隔で患者の固定が追跡され記録される。

ＬＣＤディスプレイ５１は、好ましくは、患者に網膜の安定した生の画像、つまり、追跡データにより変換された生の画像を示す。固定点は移動しディスプレイ上では１つの点として現れる。実際、以下により明確になるように、患者の眼は完全に固定されず、眼の無意識の動きが存在するので、これらの動きが考慮されなければならない。

刺激光は投影システム３を介して網膜に投影される。刺激光は、投影されると同時に、ディスプレイ５１上に描かれ、患者によって知覚される輝度を示すカラーコードと共に、表示画像上に存在する。

この発明の方法において、実際の検査を開始する前に患者をトレーニングする好ましい追加ステップによれば、３つか４つの「ダミー」の刺激光が中心の近くのランダムな位置に、最大（例えば、10000asb）から出発して正規のしきい値まで減少する輝度で投影される。そのような刺激光に対する患者の応答は無視される。

検査中は、追跡によって集められた眼の動きを考慮して、固定形状（完全な円）、サイズ（ゴールドマン１１１）および色（白）の刺激光が固定パターンにより投影される。固定パターンは、ソフトウェアにより決定される。同時に、均一は背景も網膜に投影される。

検査のこのステップの間に、モニタ５１においてオペレータに示される生の画像に、白いスポットが現れて、投影された位置（ソフトウェアにより決定され、可動ミラー１１２の動きによって得られる位置）に、追跡された網膜に関連して各刺激光を表す。

患者は刺激光に気付くと、いつでもボタン又はペダル（装置にケーブルで接続された）によって装置に入力を与える。

これによって、患者によって見られる異なる光の感受性の主観的な測定が行われるが、それは可変強度と位置の刺激光のもとに固定背景を投影することにより行われる。角度に関する投影の均一性は、投影システム３のテレセントリックデザインにより保証される。刺激光は３４ｄＢの範囲にわたって変化することができる。このダイナミック性は好ましいが、ＰＷＭを用いるビット数を増加させる。視野測定グリッドのすべてのポイントおよび各ポイントに対して、最小の光の差異の感受性が決定されて記録される。網膜における感受性の値の平均値は、広域の感受性の指標を与える。平均感受性が低いほど、異状の存在の可能性が高くなる。

特に、刺激光の位置は、所定のグリッドから選択され、指令が可動ミラー１１２に送られ、刺激光はそのポイントで正確に投影される（網膜の動きによる追跡補正を考慮に入れる）。所定の固定時間（例えば、２００ｍｓ）の後、刺激光はスイッチが切られ（投影されず）、患者の応答、つまり、患者が刺激光を見たか否かが待たれる。

ソフトウェアは患者の回答に投影刺激光の強度を自動的に適応し、固定された方法に従う。そのような方法は、例えば年齢に合ったしきい値に関連する患者の可視機能をチェックすることができ、網膜の各試験点から結果を引き出すことによって「正常範囲内」「異常の疑い」又は「正常範囲外」のような網膜の感受性を分類することができる。

上述したように、検査中において、コンピュータ５０内のソフトウェアに含まれる追跡アルゴリズム（ステップ５）は、この発明の方法のステップ３で算出された最初の参照画像に対する患者の網膜の２つの軸Ｘ、Ｙに沿った瞬間的なリニアシフト（Ｘ、Ｙ）を演算する。このリニアシフト（Ｘ、Ｙ）は投影中の患者の動きを捕らえるために用いられる。

網膜グリッド位置は、実際、参照画像に基づいて定義されるが、可動ミラー１１２への真の指令は網膜の動きによって瞬時に修正されなければならない。連続的な追跡を利用するときには、刺激光の投影は、必要なところへ正確に到達する。追跡は位相修正アルゴリズムに基づくが、そのアルゴリズムでは、画像間の空間シフト（Ｘ、Ｙ）が画像のＦＦＴにおける、つまり、生の「瞬間」画像と参照画像との間の、位相差として算出される。

詳細には、そのアルゴリムは、生の画像の空間シフト（Ｘ、Ｙ）を参照画像と比較して測定する。従って、刺激光の位置は修正される。刺激光が、（Ｘ、Ｙ）の眼の動きにより、参照画像に対して位置（Ａ、Ｂ）に投影されなければならない場合、可動ミラー１１２は刺激光が（Ａ、Ｂ）ではなく、（Ａ＋Ｘ、Ｂ＋Ｙ）の位置に投影されるような位置に配置されるように指令されるであろう。この修正は、刺激光の投影が予め決められたグリッドにより確かに行われるように実施される。修正の実施例は図８に示される。

また、追跡アルゴリズムにより導き出される相対的な眼の動きのシーケンスを格納することによって、そのソフトウェアは、固定分布点を導出する。固定分散を測定すると、それは固定の安定度の出力を「安定」「やや不安定」「不安定」という言葉で表示する。

患者の検査結果の例は、上述した分類により図９に示されている。ソフトウェアの進んだバージョンにおいては、追加的な評価を行うことができる。

網膜上の刺激光を投影するときに得られる感受性のマップ（ｍａｐ）の各点を正規のデータベース（平均年令で調整された人口の標準偏差に基づいて作られた）と比較し、それらを組合せることにより、そのソフトウェアは検査される患者の「網膜感受性指標」を算出する。

そのソフトウェアによって、固定分布点が眼の動きのシーケンスから引き出される。固定分散を測定することによって、そのソフトウェアは「固定安定性指標」を算出する。画像処理と統計上の評価により評価される平均の固定位置を、解剖学上の窩と比較することにより、ソフトウェアは「優れる」「劣る」「一時的に優れる」「やや劣る」などの言葉で「固定位置」を出力する。

結局、ソフトウェアは網膜画像を処理して無血管障害（結晶腔、出血、滲出物）を探す。そのような情報は、「形態指標（morphological index）」の算出のための要素を与える。この状況において与えられる出力の例は、図１０と１２に示されている。

従って、この発明の装置によれば、次の機能が好ましく達成される。
Ａ．共焦点撮像機構を用いて赤外照明（好ましい実施形態では好ましい波長８５０ｎｍ）のもとで撮像される好ましい視野（好ましい実施形態では好ましい視野＝４０°）にわたる中央網膜の生撮像。
Ｂ．検査を通じての眼の動きの客観的測定（例えば、２５Ｈｚで記録）。
Ｃ．眼底周辺へのアプローチにおいて得られた黄斑における複数箇所での異なる光感受性の主観的測定。

眼の動きの客観的測定は、患者の見詰める能力についての情報を与え、中心窩と黄斑の無傷を検査させる。固定点の重心とその標準偏差が算出される。標準偏差が大きいほど、重心が偏心が大きくなり、異常の存在の可能性が高くなる。

さらに、図１２に示すように、検査の第１期間（例えば、刺激光ではなく固定ターゲット１１８のみが患者に示される最初の１０秒間）に関する固定分布点は、「登録点」と呼ばれ、モニター５１に示されることが可能である。登録点の平均位置はまた、ＰＲＬ（好ましい網膜の中心）と呼ばれ、関心のある量である。「固定点」は全検査に関する固定分布点の名前であり、これも表示可能である（図１２参照）。

上記方法を用いて評価される主な臨床の結果は、弱視および黄斑の感受性を減退させる他のいかなる条件と同様に、年令に関係する黄斑の退化において特に関心のある、一連の異なる黄斑の退化である。

装置のスクリーンに表示される検査の出力は次の項目の全て又はいくつかを備えることができる。
・３つの指標と固定位置情報を含むページ
・眼底画像
・感受性マップ
・固定分布点
・固定重心（患者の固定の平均位置）を示すマーカー
・固定ターゲット位置を示すマーカー

重なる要素はいずれも、タッチパネル（例えばタブ状ボタン又はラジオボタン）との相互作用により隠される。

この発明の方法の追加のステップは、ソフトウェアの進化したバージョンがこの発明の装置に含まれる場合に、含まれることが可能である。

補足のステップは、前の「エキスパートモード」の検査に基づく、かつ、それに関する全自動モードである。

オペレータは、データベースから同じ患者の前の検査を選択する。次に、検査は前の検査から集められたデータと用いてくり返され検査時間を最小にする。

検査の終わりに、ソフトウェアは、差異による感受性マップを計算し、局所的な感受性の統計上の重要な変化および差異による指標を強調する。

検査結果のページにおいて、オペレータは、絶対の値および差異による値の間を動かすことができる。また、順次的な超過時間の変化を示す直線進行解析マップが、他の補足検査から出発して作られるそのような補足検査に利用できる。データは検査の終わりに自動的に格納される。

好ましくは、この発明による眼の試験装置は、検査をローカルな固体ハードディスクに格納し、ウェブの個人的なスペースにアップロードする。装置は、インターネット接続が失われても操作できることが好ましい。そのような場合には、システムは検査を内部ＨＤＤ５６のみに格納し、接続が回復され次第、ウェブにそれをアップロードする。

Claims (14)

1. 第１光源（４）を備え、検査する眼の一部分の画像を生成する撮像システム（２）と、
   第２光源（１１４）と第３光源（１１９）を備え、検査する眼の前記部分内の一箇所に可視光の刺激光を、検査する眼の前記部分に背光を、それぞれ投影する投影システム（３）と、
   を備え、
   前記投影システム（３）は、検査する眼の前記部分に前記刺激光と前記背光とを均一に投影するテレセントリックデザインを有すると共に、第２光源（１１４）の光が衝突する可動ミラー（１１２）を備え、前記可動ミラー（１１２）は刺激光の投影の前記選択箇所に応じて配置されることを特徴とする眼（Ｅ）の検査装置。
2. 検査する眼の前記部分は、眼（Ｅ）の網膜（Ｒ０）の一部分である請求項１記載の装置。
3. 前記撮像システム（２）は、レーザ直線走査撮像システムであり、前記第１光源（４）は前記眼（Ｅ）の前記領域を照らす赤外光源（４）である請求項１又は２記載の装置。
4. 前記第２光源（１１４）は、検査する眼の前記部分に結びつくピンホール（１１４）へ光を発するＬＥＤを備える請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
5. 前記可動ミラー（１１２）は、運動学上の又はジンバル搭載ミラーである請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
6. 前記可動ミラー（１１２）は、眼の瞳孔に結びついている請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
7. 前記投影システムは、マクスウェルのデザインを有する請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
8. コンピュータシステムとソフトウェアとを備え、前記ソフトウェアは、検査する眼の固定位置の周りの動きを追跡する追跡アルゴリズムと、前記可動ミラー（１１２）を正しい位置に移動させて眼の動きを考慮した刺激光を投影する補償アルゴリズムとを備える請求項１〜７のいずれか１つに記載の装置。
9. 前記撮像システムは、マクスウェルのデザインを有する請求項１〜８のいずれか１つに記載の装置。
10. 前記撮像システムは、テレセントリックデザインを有する請求項１〜９のいずれか１つに記載の装置。
11. 前記投影システムは、第４光源（１１８）を備え、検査する眼の前記部分の固定された所定箇所に固定ターゲットを投影する請求項１〜１０のいずれか１つに記載の装置。
12. モニタ（５１）と制御ボード（４０）とを備え、前記制御ボードは前記眼の検査の結果を前記モニタ（５１）上に表示するようになっている請求項１〜１１のいずれか１つに記載の装置。
13. 前記第１（４）、第２（１１４）、第３（１１９）又は第４光源（１１８）のいずれかによって発光される光を、検査する眼（Ｅ）の前記一部に集光する中継光学素子（１６、１７）を備える請求項１〜１２のいずれか１つに記載の装置。
14. 第２、第３および第４光源から発せられる光を中継光学素子（１６、１７）に導く光学プリズム（１１１）を備え、前記光が検査する眼の前記部分に集光される請求項１２記載の装置。