JP2015531274A - 眼軸長を高い信頼性で決定するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）を用いた眼軸長を決定するための方法に関する。この方法では、眼に対する測定装置の位置合わせを全ての１次元スキャンまたは２次元スキャンについて制御することによって、眼軸長を高い信頼性で決定することを保証することができる。本発明による方法では、眼の視軸を測定装置の主測定軸に位置合わせした後、Ｂスキャンを実施し、Ｂスキャンから網膜組織構造を検出することによって軸長を決定し、これらの軸長を使用して中心窩を検出することによって位置合わせを制御する。Ｂスキャンから特定された軸長を、特定された中心窩の位置、あるいは中心窩から測定装置の光軸までの横方向距離に応じて、確認あるいは修正して出力する。この方法は、軸長決定が眼の軸方向寸法に沿ったＡスキャンに基づいて行われるようなＯＣＴ法に特に適している。

Description

本発明は、光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）を用いた眼軸長を決定するための方法に関する。この方法では、全ての１次元スキャンまたは２次元スキャンについて眼に対する測定装置の位置合わせを制御することによって、眼軸長を高い信頼性で決定することを保証することができる。

この方法の重要な用途として、白内障治療における術前の眼内レンズの選定がある。このための最も重要な測定値は、角膜の前面から網膜までの眼軸長である。従来技術によれば、ＰＣＩ（部分コヒーレンス干渉法；ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）またはＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影法；ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）という名で知られている光干渉計側法によって、眼軸長が好ましくは非接触的に測定される。これらの方法では、構造遷移を１次元の深さプロファイル（Ａスキャン）、２次元の深さ断面画像（Ｂスキャン）、または３次元の断層像として表すことができ、その際、光学界面での鏡面反射および眼の様々な媒質内で散乱される光のうちの少なくとも一方が検出される。

これら両方の測定方法では、軸方向に向けられるとともに視軸と一致する軸に沿って測定が行われることが重要である。そうでなければ、ＩＯＬ（眼内レンズ）移植後の患者の重度の視覚障害の原因となるＩＯＬの選定ミスが生じ得る。

視軸に沿った測定を高い確実性をもって保証するために、従来技術による測定中に、光学測定装置から固定光が患者に提供され、患者はこの固定光にその眼を固定する。それによって、眼の視軸が、測定装置の座標系のＺ軸と同時に一致している装置の主測定軸と位置合わせされる。これについては、非特許文献１を参照することができる。装置軸が視軸に位置合わせされていれば、角膜および網膜がほぼ必ず主測定軸に対して十分に垂直であるので、角膜および網膜によって反射される測定光線が測定装置によって適切に検出される。

非特許文献２に記載された１つ目の手法によれば、軸長の測定がデュアル・ビーム法において部分コヒーレンス干渉法によって行われる。その際、光路長が異なる２つの光線が眼に入射し、角膜前面および網膜で鏡面反射されて干渉させられる。異なる光路長の信号から眼の長さを推定することができる。利用可能な信号は、角膜および網膜の両方からの鏡面反射が存在する場合にしか生じないので、この方法には、距離信号の生成のために、角膜および網膜が測定光線とともに装置軸に対してもほぼ垂直であるという利点がある。

評価可能な距離信号につながるこの測定条件下では、装置軸／測定軸が視軸と非常に近似して同一であり、装置軸に沿って測定される距離が、ＩＯＬの算定にとって決定要因である軸方向長さと一致することが実験的に示されている。

これにより、いわばこの測定法では、装置軸からの視軸の外れが大き過ぎる場合に、眼の長さに関する誤った測定値が得られて、ＩＯＬの算定に使用されるということが確実になくなる。

しかし、測定期間中、患者が最低限固定に協力しなければならないことが欠点である。そうでなければ、眼軸長に関する統計的に信憑性のある測定値を全く決定できないか、ごく僅かの信憑性の低い測定値しか決定することができない。

別の欠点として、Ｂスキャンまたは前房深度の測定の測定値を実現するのが困難であるが、それは、これらの測定では、界面に対する測定光線の傾きに起因して角膜または水晶体が非鏡面反射を示し、これが装置によっても検出されるためである。したがって、眼内レンズの選定においてより高い信頼性が期待でき、前房深度、水晶体厚さ、または水晶体径の測定を前提とする新たな手法は、可能であったとしても困難である。

非特許文献３に記載された２つ目の手法によれば、光コヒーレンス断層撮影法を用いて得られる、１つまたは複数のいわゆるＢスキャンに基づいて眼内距離の測定が行われる。それによって、角膜前面および網膜だけでなく、その他の組織構造をも解像することができる。例えば、角膜厚さ、前房深度、および水晶体厚さのうちの少なくとも一つを特定することができる。

例えば特許文献１に記載されたＯＣＴ法の基本原理は、白色光干渉法に基づいており、干渉計（大抵はマイケルソン干渉計またはマッハ・ツェンダー干渉計）を用いて信号の伝搬時間を比較するものである。その際、既知の光路長を有するアームが測定アーム用の物体外部の参照とし使用される。両アームからの信号の干渉によって、Ａスキャン内の相対的な光路長（個々の深さ信号）を読み出すことが可能なパターンが生じる。１次元のラスター法では、光線が横方向に１つまたは２つの方向に導かれ、それによって、平面的なＢスキャンまたは３次元の断層像を記録することができる。その際、Ｂスキャンにおいても十分な信号が生じるが、それは、これらの方法では、鏡面反射および物体内での散乱の両方が検出されるからである。

しかし、デュアル・ビーム法とは対照的に、このような方法では、眼内レンズの算定にとって重要な軸長（眼の軸方向長さ）が正しい軸（視軸）に沿って測定されることが、測定原理自体によっては確保されない。これは、測定光線が角膜前面に垂直に当たらない、あるいは測定光線が視軸に沿って位置合わせされていない場合にも、記録および信号の生成が可能であるためである。装置軸に沿った測定によってＡスキャンが得られるが、Ａスキャン自体は固定不足が原因で視軸に沿って測定されない場合にも認識可能な欠陥を示さない。しかし、装置軸に沿った測定から軸長を読み取れば、概して、体系的に短縮された誤った測定値が得られるであろう。というのは、視軸に対する測定装置の位置合わせが不十分であれば、眼球運動に起因して、あるいは固定不足が原因で、Ａスキャンが視軸から横方向にあまりに遠く離れて測定するので、通常凸状である眼では角膜・網膜間の距離が短くなってしまうからである。

一般に、このＢスキャンでは、眼に関するＢスキャンの横方向の割り当ての問題が生じる。その際、眼球運動によって、測定中だけでなく眼に対する測定装置の位置合わせ中にも、不正確な位置合わせに起因して測定ミスが起こる。

この種の眼球運動を考慮しなければ、Ｂスキャンと、眼に関するＢスキャン内で評価可能な眼内距離とが横方向にずれるとともに誤って割り当てられる。そのため、Ａスキャンが装置軸に沿っているか、あるいは、Ａスキャンが装置軸に沿ってＢスキャン内で延びているときに、実際に眼の長さを測定することが確実ではない。さらに、正確に位置合わせされている場合でさえ、僅かなＡスキャンのみ、つまり装置軸に沿ったＡスキャンのみが、軸長の算出に使用されるので、測定される軸長は比較的射高い統計的不確実性を伴っている。

眼内の位置が特定された界面の間隔を決定するための別の方法が、特許文献２に記載されている。異なる条件下で記録された、少なくとも２つの眼内に存在する界面を含むスキャンに基づいて、制御兼評価ユニットによってパラメータとなる眼モデルが相応に適合されることにより、モデルに基づいた眼の生体測定値の決定を行うことができる。

しかし、この解決法においても、生体測定データを得るためのＡスキャンおよびＢスキャンの自動評価が多数の測定状況および外乱に直面することが問題である。これらには例えば、白内障の場合の測定光線の減衰、または屈折異常がある場合の測定光線の焦点外れ、または病状の存在が含まれる。

未公開の特許文献３には、ＯＣＴを用いた眼軸長の測定方法が記載されているが、この方法では、眼に対する測定装置の位置合わせが測定中に制御される。このために、角膜のトポグラフィーに関するＯＣＴのＡスキャンが登録され、少なくとも近似的に視軸上に位置するＡスキャンから眼軸長が特定される。それによって、信頼できる軸長の決定が保証されるものの、このためには既に手元にあるか、またはまず測定しなければならない角膜のトポグラフィーが常に必要である。

眼に対する測定装置の位置合わせを制御すること、および修正することのうちの少なくとも一方のための別の解決策が、例えば特許文献４に記載されている。この場合、各Ｂスキャン対について角膜の頂点に関するずれを特定し、必要に応じてこのずれを修正することによって、位置ずれを改善するために、交差したＢスキャンのパターンが使用される。この際、角膜上の視軸の位置が通例知られていないことが不利である。

米国特許第５，３２１，５０１号明細書 独国特許出願公開第１０２０１００５１２８１号明細書 独国特許出願第１０２０１２０１６３７９．７号 米国特許第７，４５２，０７７号明細書

ＩＳＯ／ＣＤ １９９８０，"Ｏｐｔｈａｌｍｉｃ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ―Ｃｏｒｎｅａｌ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｅｒｓ．"２００９ ダブリュー ヘイグ（Ｗ．Ｈａｉｇ），"Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｂｉｏｍｅｔｒｙ"，ｉｎ Ｍｏｄｅｒｎ Ｃａｔａｒａｃｔ Ｓｕｒｇｅｒｙ，ティー コーネン（Ｔ．Ｋｏｈｅｎ），Ｅｄ．Ｂａｓｅｌ：Ｋａｒｇｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，２００２，ｐｐ．１１９−１３０ ハーグ−シュトライト社（Ｈａａｇ−Ｓｔｒｅｉｔ ＡＧ），"Ｂｉｏｍｅｔｒｙ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ．．．"Ｊｕｎ−２０１０

本発明の基礎となる課題は、従来技術から知られている解決策の欠点を是正し、測定装置の主測定軸が患者の眼の視軸と可能な限り正確に位置合わせされた状態で記録された測定値のみが軸長の決定に使用されることを保証する眼軸長を、高い信頼性で決定するための方法を開発することである。

この課題は、本発明による光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）を用いた眼軸長を高い信頼性で決定するための方法であって、眼を固定マークに位置合わせすることにより、測定装置の主測定軸が眼の視軸と少なくとも近似的に一致し、以下の方法の工程、すなわち、
ａ）Ｂスキャンを実施する工程と、
ｂ）Ｂスキャンから検出された網膜組織構造を、１つまたは複数の異なる基準を使用して区分化する工程と、
ｃ）Ｂスキャンから軸長を決定する工程と、
に従う方法において、
工程ｂ）において複数の異なる基準を使用して行われる網膜組織構造の区分化を、中心窩を検出するために使用することによって、眼の視軸との測定装置の光軸の位置合わせを制御し、Ｂスキャンから特定された軸長を、特定された中心窩の位置、あるいは測定装置の光軸までの中心窩の横方向距離に応じて、確認あるいは修正し、出力することによって解決される。中心窩の位置が特定できなかった場合は、警告メッセージが、軸長測定の信頼性が制限されている旨、および病変の可能性がある旨を指摘する。

この方法は、眼の軸方向寸法に沿ったＡスキャンに基づいて軸長決定が行われるとともに個々のＡスキャンが角膜から網膜までの眼の全長を検出するようなＯＣＴ法に特に適している。

この方法の好ましい発展および構成は従属請求項の対象である。
本発明は、眼軸長を決定するための方法に関し、この方法は、特に眼科学の生体測定装置に適用が許されるであろう。その際、角膜の前面から網膜までの眼軸長は、白内障治療における術前の眼内レンズの選定にとって最も重要な測定値である。

眼軸長の決定中に、状況によっては網膜の病変を指摘されるという可能性は、生体測定装置に関して全く新規であり、用途の幅を大いに広げることができる。その際、網膜の病変の指摘は、白内障手術の準備の枠内で医者または操作者の手間を極力追加することがないが、そのような指摘があった場合には、より精密な検査を、好適には追加の診断法および診断装置を用いて行うことが推奨される。

以下では本発明を、実施例に基づいてより詳細に説明する。

頂点反射／角膜反射を起点として網膜組織構造まで達するＢスキャンの図。 Ｂスキャンの断面としての健全な眼の網膜組織構造の図。 Ｂスキャンの断面としての病変のある眼の網膜組織構造の図。

本発明が提案する、光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）を用いた眼軸長を高い信頼性で決定するための方法では、眼を固定マークに位置合わせすることによって、測定装置の主測定軸が眼の視軸と少なくとも近似的に一致することが、以下の方法の工程、すなわち、
ａ）Ｂスキャンを実施する工程と、
ｂ）Ｂスキャンから検出された網膜組織構造を、１つまたは複数の異なる基準を使用して区分化する工程と、
ｃ）Ｂスキャンから軸長を決定する工程と、
に従う。

本発明によれば、工程ｂ）において１つまたは複数の異なる基準を使用して行われる網膜組織構造の区分化を、中心窩を検出するために使用することによって、眼の視軸に対する測定装置の光軸の位置合わせを制御し、その際、
ｄ）特定された中心窩の位置が測定装置の光軸上に位置している場合は、正しいと判断された軸長を集計し、結果として得られる軸長の出力をもって方法を終了し、
ｅ）中心窩の位置が特定されたが測定装置の光軸上に位置していない場合は、中心窩の位置と測定装置の光軸との間の横方向距離を決定し、横方向距離が短い場合は、特定された位置におけるＡスキャンの軸長を正しいと判断して集計および出力し、または、横方向距離が長過ぎる場合は、好適には、結果として得られる軸長を出力することなく、眼の視軸との測定装置の光軸の位置合わせが不十分である旨の相応の指摘をもって方法を終了し、
ｆ）中心窩の位置を特定できなかった場合は、相応の警告メッセージが、軸長測定の信頼性が制限されている旨、および病変の可能性がある旨を指摘する。

本発明によれば、眼軸長を決定する前に、Ｂスキャン内に記録された網膜組織構造を区分化する、すなわち、Ｂスキャン内の異なる組織構造を識別する必要がある。その際、ＯＣＴに基づく方法にとっては、いわゆる「網膜色素上皮」（略称：ＲＰＥ）の区分化が特に関心事であるが、それは、スキャン照射の光線が網膜組織構造のこの層で散乱されるからである。

眼の視軸に測定装置の光軸を位置合わせすることを制御するための、続いて行われる中心窩の検出のために、複数の異なる基準を使用して網膜組織構造のさらなる区分化が行われる。この際、既に言及した網膜色素上皮（ＲＰＥ）の他に、いわゆる内境界膜（ＩＬＭ）が関心事である。測定信号の区分化を相応に規定することによって、ＩＬＭおよびＲＰＥの両方をＯＣＴに基づく測定法によって解像し、検出することができる。

区分化、あるいはこの区分化、特にＲＰＥおよびＩＬＭのうちの少なくとも一方の位置特定のため、Ｂスキャンを複数の異なる基準に関して分析することができる。これらの基準は、勾配強度、輝度、ＳＮ比、または局所エントロピーである。個々の組織構造の区分化のために、個々の基準または基準の組み合わせをも使用することができる。

眼の視軸に測定装置の光軸を正確に位置合わせすることは、眼軸長を高い信頼性で決定することにとって必須である。視軸に沿った測定には、患者の十分な固定および眼に対する生体測定装置の正しい位置合わせが要求される。この条件下では、中心窩が測定装置の主測定軸上に位置すると見込まれる。本発明によれば、位置合わせを制御可能にするために、Ｂスキャンを用いて網膜組織構造を記録する。光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）を用いては、十分に深いスキャン深度に到達可能な場合にしか眼軸長を測定することができない。これに関して、図１には、頂点反射／角膜反射ＶＫＲを起点として網膜組織構造Ｒまで達するＢスキャンが示されている。

概して、正しい軸長は視軸に沿ってのみ測定することができるが、視軸は最も鮮明な視野の中心、つまり中心窩を必然的に通って延びている。したがって、Ｂスキャン内に検出された中心窩の位置を主測定軸の位置と比較することにより、軸長の正しい測定のための条件が満たされているかどうかを検証する。

本発明によれば、網膜組織構造の前述の区分化を中心窩の検出のために使用するので、この区分化は関心事である。
解剖学的に健全な眼の中心窩には、例えば以下の特徴がある。

・中心窩がＩＬＭの最深部に位置している。
・中心窩がＲＰＥとＩＬＭとの間の距離が最短のところに位置している。
・ＲＰＥとＩＬＭとの間の領域で、中心窩が最小の光散乱および光反射、したがって最低の信号強度を示す。

その際、ＩＬＭおよびＲＰＥ、またはその部分断面の区分化の間の強度を各Ａスキャンについて合計することによって、ＲＰＥとＩＬＭとの間の領域における最低信号強度を決定することができる。その場合、最低の合計強度によって中心窩の位置が定義される。

網膜色素上皮（ＲＰＥ）および内境界膜（ＩＬＭ）のうちの少なくとも一方を相応に評価することによって、中心窩を容易に検出することができる。Ｂスキャンが中心窩を含んでいると前提すれば、中心窩の位置を（少なくとも健全な眼においては）自動的に決定することができる。

本発明の一構成では、中心窩の位置を決定するために、１つまたは複数の上記の特徴を使用することができ、その際、異常値を除去した後、個々の特定された位置から算術平均値が決定される。

本発明による方法は、工程ｂ）において１つまたは複数の異なる基準を使用して行われる網膜組織構造の区分化を、中心窩を検出するために使用することによって、眼の視軸に対する測定装置の光軸の位置合わせを制御し、その際、
ｄ）特定された中心窩の位置が測定装置の光軸上に位置している場合は、正しいと判断された軸長を集計し、結果として得られる軸長の出力をもって方法を終了し、
ｅ）中心窩の位置が特定されたが測定装置の光軸上に位置していない場合は、中心窩と測定装置の光軸との間の横方向距離を決定し、横方向距離が短い場合は、特定された位置におけるＡスキャンの軸長を正しいと判断して集計および出力し、または、横方向距離が長過ぎる場合は、好適には、結果として得られる軸長を出力することなく、眼の視軸との測定装置の光軸の位置合わせが不十分である旨の相応の指摘をもって方法を終了し、
ｆ）中心窩の位置を特定できなかった場合は、相応の警告メッセージが、軸長測定の信頼性が制限されている旨、および病変の可能性がある旨を指摘する、ことを特徴としている。

網膜組織構造の区分化を行った後、中心窩の位置を検出しなければならない。特定された中心窩の位置に応じて、以下により詳細に述べる３つのケースが区別される。
工程ｄ）によって特定された中心窩の位置が測定装置の光軸上に位置しているという第１のケースでは、正しいと判断された軸長を集計し、結果として得られる軸長の出力をもって方法を終了する。測定された軸長が信頼できるものとみなされるので、さらなる対策を講じる必要がなく、方法を終了することができる。

本発明によれば、正しいと判断された軸長が異常値の検出後に集計される。その際、異常値の検出は、予想される軸長の範囲を軸長測定の平均に基づいて定義し、この範囲外の測定値を異常値と判断して集計に含ませないように行われる。

その際、異常値の検出後に残っている軸長から算術平均値を形成することによって、正しいと判断された軸長を集計するが、これは、十分に多くの、好適には少なくとも２つの軸長が残っている場合にのみ行うことができる。

これに関して、図２には、Ｂスキャンの断面としての健全な眼の網膜組織構造が示されている。この画像には、網膜組織構造Ｒの他に、ＲＰＥおよびＩＬＭの区分化、ならびに特定された中心窩Ｆの位置が含まれている。この場合、網膜組織構造が明確に解像されており、ＲＰＥおよびＩＬＭの両方が正確に区分化されているので、中心窩Ｆの位置を問題なく特定することができる。予想通り、ＲＰＥは中心窩の周囲の小さい領域内に直線状に現れる。

工程ｅ）によって中心窩の位置が特定されたが測定装置の光軸上に位置していないという第２のケースでは、中心窩と測定装置の光軸との間の横方向距離を決定し、横方向距離が短い場合は、特定された位置におけるＡスキャンの軸長を正しいと判断して集計および出力し、または、横方向間隔が長過ぎる場合は、結果として得られる軸長を出力することなく、眼の視軸との測定装置の光軸の位置合わせが不十分である旨の相応の指摘をもって方法を終了する。

特定された中心窩の位置が測定装置の光軸上に位置しない理由は、患者の不十分な固定、および眼の視軸との測定装置の不正確な位置合わせのうちの少なくとも一方に見出される。横方向距離が短い場合は、特定された位置におけるＡスキャンの軸長を正しいと判断して集計および出力することができるが、これは横方向距離が長い場合にはもはや意味がない。

特定された中心窩の位置の測定装置の光軸までの横方向距離は、固定あるいは測定装置の位置合わせについての指摘を与えるので、このことを有利には測定のための固定の制御として、および測定される軸長の検証のために利用することができる。

測定装置の光軸から特定された中心窩の位置までのどの程度までの横方向距離を短いとみなすことが可能かは、個別的に決めるべきである。定義される許容閾値までは、特定された中心窩の位置を正しいと判断し、該当するＡスキャンの軸長を集計および出力する。したがって、測定条件の変更は必要ではないので、軸長の測定が引き続き主測定軸に沿って行われる。

特定された中心窩の位置の測定装置の光軸に対する横方向距離が長過ぎる、すなわち横方向距離が定義された許容閾値外であれば、結果として得られる軸長を出力することなく、方法を中断するか、あるいは新たに開始する。しかし、いずれにしても、眼の視軸との測定装置の光軸の位置合わせが不十分である旨の相応のメッセージを出力する。

しかし、この際、検出された中心窩の位置の代わりに軸長を測定することも可能である。
工程ｆ）によって中心窩の位置が特定できなかったという第３のケースでは、相応の警告メッセージが、軸長測定の信頼性が制限されている旨、および病変の可能性がある旨を指摘する。

中心窩の位置を特定できない理由は、患者の不十分な固定、および眼の視軸との測定装置の不正確な位置合わせのうちの少なくとも一方、または眼の病変の存在に見出される。
患者の不十分な固定、および測定装置の不正確な位置合わせのうちの少なくとも一方のみが原因であれば、大抵の場合、新たな測定によってこれを是正することができる。この場合も、工程ａ）からｃ）、および中心窩の位置の検出が新たに行われる。

新たな測定後にも中心窩の位置を特定できなければ、実際に原因は眼の病変の存在にあると考えられる。その際、病変は、網膜、水晶体、および角膜にも関係している場合がある。ここでは病変の例として、黄斑変性、網膜剥離、白内障、角膜混濁のみを挙げておく。

病変は、スキャン信号、特に網膜組織構造を変化させ得ること、および弱化させ得ることのうちの少なくとも一方となるので、検出が困難になるか、または完全に不可能になる。したがって、ＩＬＭの区分化および中心窩の位置特定も同様にもはや可能ではなくなる。

信頼性の高い軸長測定に加えて、ＲＰＥおよびＩＬＭの区分化によって、やはり信頼性の高い軸長測定に大きな影響を及ぼし得る眼の病変についての指摘を得ることもできる。
既に言及したように、ＲＰＥは中心窩の周囲の小さい領域内に直線状に現れるので、直線から著しく外れた形状は、患者の不十分な固定、測定装置の不正確な位置合わせ、または病変の存在の指標となり得る。

これに関して、図３には、Ｂスキャンの断面として病変のある眼の網膜組織構造が示されている。この画像には、網膜組織構造Ｒの他に、ＲＰＥおよびＩＬＭの区分化が含まれている。ＲＰＥおよびＩＬＭの両方を区分化することができたが、中心窩Ｆの位置は特定することができなかった。

ＩＬＭの区分化がまだほぼ「通常の」経過を有している一方、ＲＰＥの区分化は、健全な網膜の予想される形状と一致しない、潜在的な病変を指摘する強い変動を示している。
しかし、それにもかかわらず、網膜組織構造の信号をＢスキャンから検出し、ＲＰＥを区分化することが可能である限り、原理上は軸長を測定可能であることが示されている。

とりわけ病変がある場合の中心窩の自動位置特定は、多くの場合正しくないか、または全く行うことができないので、追加的な対策は有意義であると言える。
一方では、区分化されたＲＰＥおよびＩＬＭのうちの少なくとも一方に対して妥当性確認を行うことによって、特定された中心窩の位置および軸長測定の信頼性を評価することができる。

その際、妥当性確認は、勾配強度もしくは輝度のような区分化に使用される基準、またはＳＮ比もしくは局所エントロピーのような特徴に基づいていてもよい。
非妥当な区分化は病変を指摘している可能性があるので、測定された軸長および決定された中心窩の位置は信頼できないものとみなされる。この場合、ユーザに対して警告メッセージが表示される。好適には、考えられる利用可能な選択肢が操作者に対して同時に提示または提供される。

他方では、操作者に対してＯＣＴ記録内の中心窩の位置を手作業でマーキングする機会を与えることもできるが、このためには、例えばマウス、タッチ・スクリーン等の入力装置が利用可能でなければならない。

特に、病変の疑いがある場合、しかしそれとは無関係にも、妥当性の基準としてＲＰＥとＩＬＭとの間の層の厚さプロファイルを特定し、１つまたは複数の健全な眼あるいは模範眼の厚さプロファイルと比較することが有用であることが証明されている。さらに、病変の存在は、網膜組織構造の輝度分布またはその空間的外観の比較によって確認することができる。

しかし、妥当性の基準として、例えば、強度推移、構造等の網膜信号の特性を評価することも可能である。ディー シー フェルナンデス（Ｄ．Ｃ．Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ）の論文”Ｄｅｌｉｎｅａｔｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ−Ｆｉｌｌｅｄ Ｒｅｇｉｏｎ Ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｒｅｔｉｎａ，”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｄ．Ｉｍａｇｉｎｇ，ｖｏｌ．２４．Ｎｏ．８，ｐｐ．９２９−９４５，２００５によれば、網膜信号の特性が診断のために同様に使用されることが知られている。

本発明による解決策を用いれば、眼軸長を高い信頼性で決定することを保証する、光コヒーレンス断層撮影法による眼軸長を決定するための方法が利用可能になる。その際、従来技術から知られている欠点が是正され、測定装置の光軸が患者の眼の視軸と可能な限り正確に位置合わせされた状態で記録された測定値のみが軸長の決定に使用されることが確実になる。

眼軸長の決定中に、状況によっては眼の病変を指摘されるという可能性は、生体測定装置に関して全く新規であり、用途の幅を大いに広げることができる。その際、考えられる眼の病変の指摘は、白内障手術の準備の枠内で医者または操作者の手間を極力追加することがないが、そのような指摘があった場合には、より精密な検査を、好適には特殊な診断法および診断装置を用いて行うことが推奨される。

眼の視軸に対する測定装置の光軸の位置合わせの制御は、不十分な固定および測定装置の不正確な位置合わせのうちの少なくとも一方の場合でさえ、軸長を高い信頼性で決定することを可能にすることが示されており、その際、中心窩の位置の決定によって測定結果を改善または少なくとも検証することができる。

その際、加えて、病変を指摘するだけでなく軸長測定に影響を及ぼし得るとともに軸長測定の信頼性を疑問視させ得る、異常な構造を自動的に指摘することができる。
上述の説明では、ＯＣＴ信号における中心窩の位置特定に基づく軸長測定の際の固定の検証を取り上げたが、ＯＣＴによる中心窩の位置の検証の本質的な思想を、様々な測定モードを有利には他のモードの測定の際の固定監視のために統合した、あるいは組み合わせた装置においても利用することができる。

このように、例えばプラシド・トポグラフと網膜撮像ＯＣＴとで構成された組合わせ装置におけるトポグラフィーのための測定の場合に、プラシド・トポグラフィー測定の際の固定を、ＯＣＴ測定における中心窩の位置特定に基づいて行うことができる。その際、ＯＣＴ測定が理想的にはトポグラフィー測定とほぼ同時に行われる。したがって、固定が不十分な状態で行われるトポグラフィー測定を、ＯＣＴにおいて中心窩位置の装置軸からの外れが大き過ぎることから認識し、さらなる評価または診断のための使用から除外することができる。

Claims (12)

1. 光コヒーレンス断層撮影法（ＯＣＴ）を用いた眼軸長を高い信頼性で決定するための方法であって、眼を固定マークに位置合わせすることによって、測定装置の主測定軸が該眼の視軸と少なくとも近似的に一致し、以下の方法の工程、すなわち、
   ａ）Ｂスキャンを実施する工程と、
   ｂ）該Ｂスキャンから検出された網膜組織構造を、１つまたは複数の異なる基準を使用して区分化する工程と、
   ｃ）該Ｂスキャンから軸長を決定するする工程と、
   に従う方法において、
   工程ｂ）において１つまたは複数の異なる基準を使用して行われる網膜組織構造の区分化を、中心窩を検出するために使用することによって、該眼の該視軸に対する該測定装置の光軸の位置合わせを制御することを特徴とし、
   ｄ）特定された該中心窩の位置が該測定装置の該光軸上に位置している場合は、正しいと判断された軸長を集計し、結果として得られる軸長の出力をもって該方法を終了し、
   ｅ）該中心窩の位置が特定されたが該測定装置の該光軸上に位置していない場合は、該中心窩と該測定装置の該光軸との間の横方向距離を決定し、該横方向距離が短い場合は、該特定された位置におけるＡスキャンの軸長を正しいと判断して集計および出力し、または、該横方向距離が長過ぎる場合は、好適には、結果として得られる軸長を出力することなく、該眼の該視軸との該測定装置の該光軸の位置合わせが不十分である旨の相応の指摘をもって該方法を終了し、
   ｆ）該中心窩の位置を特定できなかった場合は、相応の警告メッセージが、軸長測定の信頼性が制限されている旨、および病変の可能性がある旨を指摘する、方法。
2. 前記工程ｂ）によって、前記網膜組織構造から複数の異なる基準を使用して網膜色素上皮（ＲＰＥ）および内境界膜（ＩＬＭ）を区分化することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記中心窩をＩＬＭの最深部の第１の特徴に従って特徴付けることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記中心窩をＲＰＥとＩＬＭとの間の最短距離の第２の特徴に従って特徴付けることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
5. 前記中心窩を、ＲＰＥとＩＬＭとの間の最小の光散乱および光反射、したがって最低の信号強度の第３の特徴に従って特徴付けることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
6. 前記中心窩の位置を決定するために２つ以上の特徴を使用し、異常値の除去後に、特定された位置を算術的に平均化することを特徴とする、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 軸長測定の平均値に基づいて、予想される軸長の範囲を定義し、該範囲外の測定値を異常値と判断して集計に含ませないことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 異常値の検出後に残っている軸長から算術平均値を形成することによって、前記Ｂスキャンから決定される軸長を集計し、該集計を、十分に多くの、好適には少なくとも２つの軸長が残っている場合にのみ行うことができることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 特に前記中心窩の位置を特定できない場合に、区分化されたＲＰＥおよびＩＬＭのうちの少なくとも一方に対して妥当性確認を行うことを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記妥当性確認が、勾配強度または輝度のような前記区分化に使用された基準にも基づいていることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記妥当性確認が、ＳＮ比または局所エントロピーのような特徴に基づいていることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
12. 妥当性の基準として、ＲＰＥとＩＬＭとの間の層の厚さプロファイルを特定し、１つまたは複数の健全な眼あるいは模範眼の厚さプロファイルと比較することを特徴とする、請求項９に記載の方法。

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