JP2016067796A - 視機能開発装置 - Google Patents

Abstract

【課題】眼底（網膜）における疾病の治療や移植などにより視機能が低下した患者に対して、視機能を回復させたり、さらには視機能を開発する視機能開発装置を提供する。
【解決手段】患者の視機能を開発するための視機能開発装置であって、所定のパターン又は文字などを刺激光として患者の網膜上に照射する照射手段と、照射すると同時に聴覚又は／及び触覚にて照射したパターン又は文字などを認識させる認識手段を備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、患者の網膜に対し光刺激を与えて、患者の視神経を開発（訓練）する眼科装置に関する。

患者の視機能の検査又は訓練を行うための視機能評価装置が特許文献１に開示されている。

特許文献１に係る装置では、表示画面の所定座標に検査視標を表示し、（表示画面を覆った）タッチパネルに患者がタッチすることで検査視標を（患者が）特定すると同時に、音出力手段で正誤や（押した位置と視標の位置との）位置関係に関する情報を出力する装置が開示されている。

網膜色素変性や加齢性黄斑変性等で、網膜を構成する細胞の１種である網膜視細胞が変性又は死滅して視力低下を引き起こし、失明に至った患者に対して、例えば、網膜上又は網膜下に電極アレイを直接設置して、網膜を構成する細胞を電気刺激し、視覚の再生を促す視覚再生補助装置があり、このような視覚再生補助装置の埋植前後の患者の視機能を検査したり、患者が物を正しく特定できるようにするために視機能を訓練することができるとしている。

特開２０１４−１０４２４４号公報

特許文献１に開示された実施例では、視標は白色又は黒色であり、表示画面上で指標位置を、表示画面を覆うタッチパネルを用いて患者にタッチして特定させる。そのため、視覚再生補助装置の埋植前後の光そのものの認識も十分ではないような状態の患者に対して、光そのものを認識させるための訓練方法としては有効と思われる。しかし、特許文献１で開示された方法は、網膜上の特定の位置に対して光刺激を行うものではないため、例えば加齢黄斑変性などで治療した部位における視機能低下を回復させたり、さらには、現在臨床中のiPS細胞による網膜細胞移植後に移植した部位の視機能開発には適用できない。

本発明は、上記の課題を解決するものであり、疾病の治療や移植などにより視機能が低下した患者に対して、視機能を回復させたり、さらには視機能を開発する視機能開発装置を提供することを目的とする。

上記目的を解決するために本発明は、患者の視機能を開発するための視機能開発装置であって、所定のパターン又は文字などを刺激光として患者の網膜上に照射する照射手段と、照射すると同時に、聴覚又は／及び触覚にて、照射したパターン又は文字などを認識させる認識手段とを備えたことを特徴とする。

網膜上に照射する刺激光を「○」（まる）、「△」（三角）などのパターンや「あ」、「い」などの文字のような患者が認識可能なパターンを患者の網膜上に刺激光として照射すると同時に聴覚又は／及び触覚にて患者に照射したパターンの情報を伝えることにより、効率的に視機能の回復や開発する訓練が可能である。

また、上記目的を解決するために本発明は、請求項１に記載の視機能開発装置であって、眼底（網膜）撮影のための照明光学系及び撮影光学系を備え、目的とする患者の網膜上の照射部位の座標を検出する検出手段を備えたことを特徴とする。

患者の眼底（網膜）を撮影し、取得した眼底（網膜）画像から治療した部位や網膜移植した部位など視機能が著しく低下していたり、ほとんど視機能が機能していないと判断される部位の網膜上の座標を検出し、検出した結果に基づいて所定のパターン又は文字などの刺激光を者の網膜上に照射すると同時に聴覚又は／及び触覚にて患者に照射したパターンの情報を伝えることにより、より効率的に視機能の回復や開発する訓練が可能である。

また、上記目的を解決するために本発明は、請求項２に記載の視機能開発装置であって、パターン等照射手段にはＤＬＰプロジェクタを備え、検出した座標位置に所定のパターン等を照射するようにＤＬＰプロジェクタを制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

パターン等照射手段にはＤＬＰプロジェクタを用いて、ＤＬＰプロジェクタを制御することにより、照射するパターンを任意のパターンに設定したり、パターンを照射する位置をメカトロ的な構成を用いて制御することなく設定可能なため、簡易な構成や制御で、より適切なパターンを適切な位置（網膜上の位置）に照射可能である。

また、上記目的を解決するために本発明は、請求項２に記載の視機能開発装置であって、可視光源を用いた所定のパターンを眼底（網膜）に照射するための光学系を備え、検出した座標位置に所定のパターン等を照射するようにＸＹ制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

ＤＬＰプロジェクタを用いることで、上述のように検出した座標位置に所定のパターン等を照射する構成は簡略できるが、逆に照射するパターンや照射する位置にある一定の制限が生じることは避けられない。そこで、網膜上に照射する位置を制御するＸＹ制御手段を備えてもよい。照射するパターンや範囲の自由度が広がり、より広範囲な眼底（網膜）の部位においても視機能訓練が可能である。このようなＸＹ制御手段を備えた場合で、ＤＬＰプロジェクタをパターン等照射手段として用いてもよい。ＤＬＰプロジェクタの照射領域を照射パターンに使用できるため、網膜上のより小さい部位（極小部位）に対しても対応可能になる。

また、上記目的を解決するために本発明は、１〜４のいずれか１つの項に記載の視機能開発装置であって、認識手段は、スピーカー又はイアホンにて患者に音声にて認識させることを特徴とする。

聴覚が正常な患者に対しては、スピーカー又はイアホンにて、患者の網膜上に照射したパターンの情報を音声で認識させることができる。視覚と聴覚で患者の脳に同時に刺激することにより、効果的に視機能の回復や開発の訓練が可能である。

また、上記目的を解決するために本発明は、１〜４のいずれか１つの項に記載の視機能開発装置であって、認識手段は、触覚ディスプレイを用いて、患者の体の任意の位置に接触させて認識させることを特徴とする。

例えば、聴覚に異常がある場合は前述のような聴覚を用いた方法は採用できない。聴覚が異常でも、触覚が正常な場合がある。このような場合、患者の触覚が正常な体の部位（例えば、手のひら、足の裏やその他皮膚の一部）に触れることができるように、例えば、触覚ディスプレイなどを配置してもよい。この場合、視覚と触覚で患者の脳に同時に刺激することにより、効果的に視機能の回復や開発の訓練が可能である。さらに、前述の聴覚を用いた認識手段を加えてもよい。この場合、視覚と聴覚、触覚で患者の脳に同時に刺激することにより、より効果的に視機能の回復や開発の訓練が可能である。

また、上記目的を解決するために本発明は、１〜５のいずれか１つの項に記載の視機能開発装置であって、患者側に操作ボタンを備え、操作ボタンを押すと、照射手段により所定のパターン又は文字などを刺激光として患者の網膜上に照射すると同時に認識手段により照射したパターン又は文字などを認識させることを特徴とする。

上述に係る発明による視機能の回復や開発の訓練をより効果的に実施するためには、いつ刺激光が照射されるかを予めわかった方がよい。例えば、患者側に操作ボタンを備え、操作ボタンを押すと、照射手段により所定のパターン又は文字などを刺激光として患者の網膜上に照射すると同時に認識手段により照射したパターン又は文字などを認識させるようにすれば、患者自身で視覚の訓練が実施可能であることから、効率良く訓練できる。操作ボタンに限定せず、例えば、刺激光を患者の網膜上に照射する前に、聴覚や触覚などで合図を送ってもよい。さらに言えば、患者が視覚に光を感じたら、操作ボタンを押して、パターン情報を認識させる方法を用いてもよい。

本発明によれば、上述のように効率的に、かつ、効果的に患者の視機能の回復や開発のための訓練を行うことができるのである。

本実施例に係る視機能開発装置の光学系の概略構成図である。 本実施例に係る視機能開発装置の制御系のブロック図である。 本実施例に係る視機能開発装置の光刺激パターンの照射位置設定のモニタの表示画面の例を示す図である。 本実施例に係る視機能開発装置の光刺激パターンの照射の様子と照射位置のトラッキングの方法の説明図である。

以下、本発明の一実施例について、図１から図４を参照しながら説明する。

本実施例の視機能開発装置は、図１に示すように、レーザー光を被検眼Ｅの眼底上で走査することで眼底画像を取得する眼底画像取得光学系１０（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：ＳＬＯ）と、ＤＬＰプロジェクタにより被検眼Ｅの眼底に対して所定のパターンを刺激光として照射する照射光学系２０と、被検者が音声を認識できるようなスピーカー３０を有している。その他、視機能開発装置には、被検眼Ｅの前眼部を観察する観察光学系、被検眼Ｅに対して眼科装置を所定の位置関係にアライメントするためのアライメント光学系を有している（図示省略）。

眼底画像取得光学系１０は、ライン状の光を出射するラインレーザー光源４０を用いる。ラインレーザー光源４０から出射されたライン状の光はミラー４２で反射され、ホールミラー４４の中央部のあいた穴を通り、スキャナ４６に照射される。本実施例では、スキャナ４６は、ガルバノメーターであり、ガルバノメーターに装着されたミラー（ガルバノミラー）４８によって、所定の方向に偏向される。そして、レンズ５０，５２を通り、ダイクロイックミラー５４、レンズ５６を介して、被検眼Ｅの眼底に照射される。被検眼Ｅの眼底からの反射光は、レンズ５６、ダイクロイックミラー５４、レンズ５０，５２、スキャナ４６を介して、ホールミラー４４でリング状のミラーにあたり反射する。そして、レンズ５６を通り、ラインセンサ６０で検出される。ラインセンサ６０で検出された光強度情報は、デジタル信号に変換され制御装置８０に入力される。

照射光学系２０は、被検眼Ｅの眼底の所定の位置に所定の光刺激パターンを照射するためにＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）(商標)プロジェクタ７０を光源として用いる。ＤＬＰプロジェクタ７０は、マトリクス状に敷き詰められたミクロンサイズのマイクロミラーの角度をそれぞれ可変制御することにより投影パターンを作り出す。すなわち、各マイクロミラーの傾斜角度をオン／オフし、オンの場合は、光がレンズを通り投影され、オフの場合は、光が光吸収板に吸収される。そのため、各マイクロミラーの傾斜角度をオン／オフ制御することにより、眼底の任意の位置に任意の形状や大きさの光刺激パターンを形成し照射することが可能となる。そのため、本実施例では、ＤＬＰプロジェクタ７０は固定とし、ＤＬＰプロジェクタ７０の発光面と眼底面（網膜上面）は共役関係に設定される。

ＤＬＰプロジェクタ７０から出射された光は、レンズ７２を通りミラー７４で反射され、レンズ７６を介してダイクロイックミラー５４で反射されて、被検眼Ｅの眼底面に照射する。この時、眼底の所定の位置、例えば、治療した部位や網膜移植した部位など視機能が極度に低下した部位又はほとんど視機能がない部位、に所定の光刺激パターンを照射する。そして、照射すると同時に制御装置８０からの信号によりスピーカー３０から照射した光刺激パターンの情報を知らせる音声を被検者に聞こえるような音量で出力する。

次に、本実施例の視機能開発装置の制御系の構成を説明する。図２に示すように、視機能開発装置は、制御装置８０によって制御される。制御装置８０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）によって構成されている。制御装置８０には、ＤＬＰプロジェクタ７０と、スキャナ４６と、ラインセンサ６０と、スピーカー３０と、タッチパネル８２のモニタ８４と、メモリ８６が接続されている。

制御装置８０は、スキャナ４６の駆動を制御することで、被検眼Ｅの眼底上でライン状の光を走査する。すなわち、本実施例では、ラインレーザー光源４０から出力される光は、Ｘ方向にライン状に伸びているため、制御装置８０は、スキャナ４６をＹ方向（図１の紙面に直交する方向）に駆動制御し、光を走査する。また、制御装置８０には、ラインセンサ６０で１ラインずつ検出された反射光の強度に応じた電気信号が入力され、複数ラインの電気信号から被検眼Ｅの２次元の眼底画像１００を生成し、その生成した眼底画像１００をモニタ８４に表示する。

図３には、眼底画像１００が表示されたモニタ８４の表示画面を示した図である。検者は、モニタ８４に表示する眼底画像１００に対し、視機能を回復又は開発したい部位１２０（例えば、治療した部位や移植した部位など）を光刺激パターン照射する照射位置１１０として指定する。指定方法はタッチパネル８２で指定する。もし、マウス操作が可能であれば、マウスを用いて指定してもよい。指定した位置情報は制御装置８０に入力される。制御装置８０は、入力された位置情報をメモリ８６に入力すると共に、入力された位置情報に基づいて、ＤＬＰプロジェクタ７０を制御して、図４に示すように、指定された（眼底の）照射位置１１０に所定の光刺激パターン１３０（図４では「△」）を照射するように設定する。

次に、以上のような構成を備える視機能開発装置を用いて患者眼の視機能を訓練する場合の動作を説明する。

検者は図示しないジョイスティック等の操作部材を操作して、被検眼Ｅと装置のアライメントを行う。アライメントが完了すると、ラインレーザー光源４０の光束が被検眼Ｅの眼底に照射され、制御装置８０はスキャナ４６を駆動させ、眼底画像１００の取得が開始される。本実施例では、ラインセンサ６０で被検眼Ｅの眼底画像１００を連続的に取得し、リアルタイムな動画像としてモニタ８４に表示される。

モニタ８４に眼底画像１００が表示されると、検者は眼底画像１００に対して光刺激パターン１３０を照射する照射位置１１０を設定する。なお、本実施例では、上述のように、モニタ８４は、タッチパネル式であり、照射位置１１０の設定は、検者がモニタ８４の画面上のタッチパネル８２をタッチ操作することにより行うことができるようになっている。つまり、タッチパネル８２が指定手段として機能するようになっている。尚、マウス機能があれば、マウス操作により、照射位置１１０を設定してもよいことは上述の通りである。

また、本実施例の視機能開発装置は、固視微動等による被検眼Ｅの経時的な動きに合わせて照射位置１１０を移動させるオートトラッキング機能を有している。オートトラッキングを行うために、まずモニタ８４に表示されている眼底画像１００において、検者が特徴部位を２点指定する。例えば、検者は、眼底画像１００における乳頭と血管の２点を、タッチパネルをタッチすることで指定する。そして、制御装置８０は、動画撮影により得られるフレームを逐次解析し、指定した２点の特徴部位の各座標位置のずれ量（移動量）を検出し、検出したずれ量に基づいて照射位置１１０を算出し、ＤＬＰプロジェクタ７０を制御する。

具体的には、図４に示すように、検者が指定したフレーム画像（フレーム初期画像と呼ぶ）における乳頭の座標が（Ｘａ，Ｙａ）、血管の座標が（Ｘｂ，Ｙｂ）、照射位置１１０の中心座標が（Ｘｃ，Ｙｃ）とする（図４（ａ）参照）。次のフレーム画像における乳頭の座標が（Ｘａ'，Ｙａ'）、血管の座標が（Ｘｂ'，Ｙｂ'）とすると、照射位置１１０の中心座標（Ｘｃ'，Ｙｃ'）は、フレーム初期画像からの乳頭の座標位置のずれ量（Ｘａ'−Ｘａ，Ｙａ'−Ｙａ）、血管の座標位置のずれ量（Ｘｂ'−Ｘｂ，Ｙｂ'−Ｙｂ）から、（Ｘｃ'，Ｙｃ'）＝（Ｘｃ＋（（Ｘａ'−Ｘａ）＋（Ｘｂ'−Ｘｂ））／２，Yｃ＋（（Ｙａ'−Ｙａ）＋（Ｙｂ'−Ｙｂ））／２）となる（図４（ｂ）参照）。そして、算出された中心座標（Ｘｃ'，Ｙｃ'）に照射位置１１０が来るようにＤＬＰプロジェクタを制御する。この動作を動画像撮影により得られるフレーム毎に行うことで、被検眼Ｅの経時的な動きに合わせた照射位置１１０の追従を行うことができる。

視機能を回復或いは開発するために患者の眼底に照射するパターンと照射位置１１０の設定が完了したら、検者は、光刺激パターン照射スイッチ（不図示）を押す。光刺激パターン照射スイッチが押されると、制御装置８０は、ＤＬＰプロジェクタ７０の光源を点灯させ、設定した照射位置１１０に対して所定の時間設定された刺激光パターン１３０を照射する。そして、制御装置８０は、照射と同時にスピーカー３０から照射した光刺激パターン情報を患者に聞こえるような音量で出力する。刺激光パターン情報は、例えば、照射したパターンが「○」（まる）、「△」（三角）などのパターンであれば、「まる。」とか「さんかく。」と直接照射したパターンの図形の形を音声で出力してもよい。網膜上に照射するパターンを視覚と聴覚で同時に認識させることにより、視機能が回復又は開発のために効果的に訓練できるのである。なお、本実施形態では、パターンを照射時に、上述した照射位置のオートトラッキングが行われる。これにより、照射中に被検眼Ｅの固視微動等があったとしても、上述のようにして特徴部位のズレ量に基づき、ＤＬＰプロジェクタ７０による光刺激パターン１３０の照射位置１１０が随時補正されるため、光刺激パターン１３０を予め設定した照射位置１１０にずれることなく照射可能となる。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明はかかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることが、理解されるべきである。

例えば、ＤＬＰプロジェクタ７０で形成される光刺激パターン１３０は、患者の視機能の度合いに応じて形状や大きさを変更することも可能である。視機能がほとんどないか極度に低い場合は単純で大きな図形を採用したり、視機能がある程度ある場合は複雑で小さな図形を採用するなど、患者の治療や移植の部位の大きさや視機能の状態に合わせて光刺激パターン１３０の図形の形や大きさを設定したり、照射する光量を調整したりすることにより、訓練の効果を高めることが可能である。

また、上記実施例では、ＤＬＰプロジェクタ７０を固定としたが、ＤＬＰプロジェクタ７０自体をＸＹ制御する構成としてもよい。この場合、ＤＬＰプロジェクタ７０の全てのマイクロミラーで光刺激パターン１３０を形成可能となるため、よりＳＮＲの高い光刺激パターン１３０を生成することができる。

また、上記実施例では、ＤＬＰプロジェクタ７０を用いて光刺激パターン１３０としたが、ＤＬＰプロジェクタ７０の代わりに可視光源とパターンスリットを用いて、光刺激パターン１３０としてもよい。このような構成によっても、上述した実施例と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記実施例では、光刺激パターン１３０の認識手段としてスピーカー３０を用いた音声による方法を採用したが、これに限定するものではなく、例えば、患者の聴力が弱い場合は、音声のような聴覚を用いた認識手段の代わりに例えば触覚ディスプレイのような患者の触覚により認識させる方法を用いてもよい。

また、患者側に操作ボタンを備えてもよい。上記実施例では、いつ光刺激パターン１３０が照射されるか患者がわからない。例えば、患者が操作ボタンを押すと光刺激パターン１３０が照射され、同時にスピーカーなどの認識手段により照射した光刺激パターン１３０を認識させることで、より効果的に視機能の回復や開発の訓練が行うことができる。尚、操作ボタンの利用はこれに限定されない。例えば、患者が光を感じたら操作ボタンを押すと、認識手段により、認識させる方法も採用可能である。

また、聴覚や触覚などにより、患者に合図を送ってから上述の視機能訓練の一連の操作を行う方法でも効果的である。

また、上記実施例では、眼底画像取得光学系にラインレーザー光源を用いたラインＳＬＯを採用したが、眼底画像取得手段はこれに限定されるものではなく、点でスキャンするＳＬＯでもよいし、眼底カメラの光学系を採用してもよい。また、構成は複雑にはなるが、光干渉を用いた眼底ＯＣＴを採用してもよい。

１０・・眼底画像取得光学系２０・・光刺激パターン照射光学系３０・・スピーカー４６・・スキャナ６０・・ラインセンサ７０・・ＤＬＰプロジェクタ８０・・制御装置８４・・モニタ

Claims (7)

1. 患者の視機能を開発するための視機能開発装置であって、
   所定のパターン又は文字などを刺激光として患者の網膜上に照射する照射手段と、
   照射すると同時に、聴覚又は／及び触覚にて、照射したパターン又は文字などを認識させる認識手段と、
   を備えたことを特徴とする視機能開発装置。
2. 眼底（網膜）撮影のための照明光学系及び撮影光学系を備え、目的とする患者の網膜上の照射部位の座標を検出する検出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の視機能開発装置。
3. パターン等照射手段にはＤＬＰプロジェクタを備え、検出した座標位置に所定のパターン等を照射するようにＤＬＰプロジェクタを制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の視機能開発装置。
4. パターン等照射手段は、可視光源を用いた所定のパターンを眼底（網膜）に照射するための光学系を備え、検出した座標位置に所定のパターン等を照射するようにＸＹ制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の視機能開発装置。
5. 認識手段は、スピーカー又はイアホンにて患者に音声にて認識させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の視機能開発装置。
6. 認識手段は、触覚ディスプレイを用いて、患者の体の任意の位置に接触させて認識させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の視機能開発装置。
7. 患者側に操作ボタンを備え、操作ボタンを押すと、照射手段により所定のパターン又は文字などを刺激光として患者の網膜上に照射すると同時に認識手段により照射したパターン又は文字などを認識させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の視機能開発装置。