JP2019013391A - 眼科装置、および眼科装置制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 調節時の水晶体またはＩＯＬの動きに応じた眼屈折力を測定できる眼科装置を提供する。【解決手段】 被検眼の検査を行う眼科装置であって、前記被検眼に対して調節刺激視標を投影する調節刺激投影手段と、前記被検眼の眼内距離を測定する眼内距離測定手段と、前記被検眼の屈折力を測定する屈折力測定手段と、前記眼内距離測定手段と前記屈折力測定手段とを制御し、調節刺激下での眼内距離と屈折力の測定を同時に行う制御手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】 図６

Description

本開示は、被検眼の検査を行う眼科装置、および眼科装置制御プログラムに関する。

眼の内部にある水晶体が混濁することによって視力が低下する白内障に対して、白内障手術が行われている。従来の白内障手術において、混濁した水晶体の代わりに眼内レンズ（Intraocular Lens：ＩＯＬ）が挿入される。このＩＯＬには、被検眼の調節に合わせて球面度数が変化する調節ＩＯＬが存在する。

特開２００９−３４４５１号公報

W. Neil Charman1 and David A. Atchison, Age-dependence of the average and equivalent refractive indices of the crystalline lens, Biomed Opt Express 2014 Jan 1; 5(1): 31-39

しかしながら、従来の眼科装置において、眼の調節時の水晶体またはＩＯＬの動きと、そのときの屈折力の変化との関連性を確認することはできず、例えば、調節ＩＯＬの評価を行うことが容易ではなかった。

本開示は、従来の問題点に鑑み、調節時の水晶体またはＩＯＬの動きに応じた眼屈折力を測定できる眼科装置、および眼科装置制御プログラム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、本開示は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） 被検眼の検査を行う眼科装置であって、前記被検眼に対して調節刺激視標を投影する調節刺激投影手段と、前記被検眼の眼内距離を測定する眼内距離測定手段と、前記被検眼の屈折力を測定する屈折力測定手段と、前記眼内距離測定手段と前記屈折力測定手段とを制御し、調節刺激下での眼内距離と屈折力の測定を同時に行う制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２） 被検眼の検査を行う眼科装置において用いられる眼科装置制御プログラムであって、前記眼科装置のプロセッサによって実行されることで、前記被検眼に対して調節刺激視標を投影する調節刺激投影ステップと、前記調節刺激投影ステップによる調節刺激下おいて、前記被検眼の眼内距離を測定する眼内距離測定と、前記被検眼の屈折力を測定する屈折力測定とを同時に行う制御ステップと、を前記眼科装置に実行させることを特徴とする。

装置の内部構成を示す概略図である。 装置の制御動作を示すフローチャートである。 前眼部観察画像の一例を示す図である。 リング像の一例を示す図である。 眼軸長の算出について説明するための図である。 結果表示画面の一例を示す図である。 結果表示画面の一例を示す図である。 歪み補正前の断層画像の一例を示す図である。 歪み補正後の断層画像の一例を示す図である。 光線追跡について説明するための図である。

＜第１実施形態＞
本開示に係る第１実施形態について説明する。第１実施形態は、被検眼の検査を行う眼科装置（例えば、眼科装置１０００）である。眼科装置は、調節刺激投影部（例えば、固視標光学系１０）と、眼内距離測定部（例えば、ＯＣＴ光学系１００）と、屈折力測定部（例えば、屈折力測定光学系４００）と、制御部（例えば、制御部７０）を主に備える。

調節刺激投影部は、例えば、被検眼に対して調節刺激視標を投影する。例えば、調節刺激投影部は、視標の呈示距離を変化させることによって被検眼に調節刺激を与える。眼内距離測定部は、例えば、被検眼の眼内距離を測定する。眼内距離は、例えば、眼軸長、角膜厚、前房深度、水晶体厚、硝子体厚などである。屈折力測定部は、例えば、被検眼の屈折力を測定する。制御部は、眼内距離測定部と屈折力測定部とを制御し、調節刺激下での眼内距離と屈折力の測定を同時に行う。ここで、同時とは、並行して行うこと、および１回または数回の測定を交互に行うことを含む。第１実施形態の眼科装置は、これらの構成を備えることによって、被検眼の調節前後の屈折力と眼内距離との変化を確認することができる。

なお、制御部は、眼内距離の測定結果と、屈折力の測定結果とを表示部（例えば、表示部７５）に並べて表示させてもよい。これによって、眼内距離と屈折力の変化を対比することが容易となる。なお、制御部は、眼内距離の測定結果と屈折力の測定結果とをリアルタイムに表示させてもよい。

なお、眼内距離測定部と屈折力測定部は、互いに波長の異なる赤外光で測定を行ってもよい。これによって、互いの測定光の影響によるノイズを抑制できる。

なお、制御部は、眼内距離および屈折力の測定を行う場合、経過時間を計測してもよい。例えば、制御部は、被検眼の調節にかかる時間に基づいて、水晶体の疾病または老化の進行具合（例えば、硬化程度）などを判定してもよい。また、制御部は、眼内距離および屈折力の経時変化を表示部に表示させてもよい。この場合、制御部は、眼内距離および屈折力の経時変化を、変化量に応じて色分けして表示させてもよい。

なお、制御部のプロセッサは、記憶部（例えば、メモリ７４）に記憶された眼科装置制御プログラムを実行してもよい。眼科装置制御プログラムは、例えば、調節刺激投影ステップと、制御ステップを含む。調節刺激投影ステップは、例えば、被検眼に対して調節刺激視標を投影するステップである。制御ステップは、調節刺激投影ステップによる調節刺激下おいて、被検眼の眼内距離を測定する眼内距離測定と、被検眼の屈折力を測定する屈折力測定とを同時に行うステップである。

＜第２実施形態＞
次に、本開示に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態の眼科装置（例えば、眼科装置１０００）は、撮影部（例えば、ＯＣＴ光学系１００）と、屈折力測定部（例えば、屈折力測定光学系４００）と、制御部（例えば、制御部７０）と、を主に備える。

撮影部は、被検眼の前眼部および眼底部、または眼球全体を撮影する。撮影部は、例えば、被検眼によって反射した測定光と、測定光に対応する参照光との干渉状態に基づいて被検眼の断層画像を取得する干渉光学系であってもよい。また、撮影部は、シャインプルーフカメラ、超音波撮影カメラ等であってもよい。撮影部は、主に断層画像を撮影する。屈折力測定部は、被検眼の屈折力を測定する。制御部は、撮影部によって撮影された画像と、屈折力測定部によって測定した屈折力と、に基づいて、被検眼の水晶体の屈折率を決定する。第２実施形態の眼科装置は、これらの構成を備えることによって、被検者ごとの水晶体屈折率を求めることができる。

水晶体の屈折率を決定する場合、例えば、制御部は、画像を解析することによって被検眼の光学モデルを取得する。そして、得られた光学モデルに対する光線追跡によって得られる第１屈折力が、屈折力測定部によって測定された第２屈折力と一致するように水晶体屈折率を決定してもよい。

なお、制御部は、得られた水晶体屈折率に基づいて白内障または老化の進行度を判定してもよい。白内障が進行すると水晶体屈折率が大きくなるため、制御部は、白内障屈折率の大きさに基づいて白内障または老化の進行度を判定してもよい。なお、制御部は、断層画像に基づいて白内障進行度を判定してもよい。例えば、断層画像の水晶体の輝度値の大きさに基づいて白内障の進行度を判定してもよいし、カラー断層画像の水晶体の黄味具合に基づいて白内障の進行度を判定してもよい。もちろん、制御部は、画像と水晶体屈折率の両方に基づいて白内障進行度を判定してもよい。

なお、制御部は、水晶体内部を複数の区画で分割し、区画ごとに屈折率を決定してもよい。例えば、区画は、前方皮質、後方皮質、核の３区画であってもよい。また、前嚢、後嚢、上皮細胞、前方皮質、後方皮質、核等に区画を分割してもよい。この場合、嚢（前・後）、皮質（前・後）は同じ区画として扱ってもよい。なお、前嚢、前嚢下、前方皮質、前方成人核、前方周辺胚核、前方胚核、中心核、後方胚核等のさらに細かい区画に分割してもよい。

また、水晶体屈折率は、水晶体内部において勾配を有するものとしてもよい。この場合、制御部は、関数で定義された勾配に基づいて、水晶体内部の屈折率を求めてもよい。

なお、制御部のプロセッサは、記憶部（例えば、メモリ７４）に記憶された眼科装置制御プログラムを実行してもよい。眼科装置制御プログラムは、例えば、撮影ステップと、屈折力測定ステップと、制御ステップを含む。撮影ステップは、例えば、被検眼の前眼部および眼底部、または眼球全体を撮影するステップである。屈折力測定ステップは、被検眼の屈折力を測定するステップである。制御ステップは、撮影ステップにおいて撮影された画像と、屈折力測定ステップにおいて測定した屈折力と、に基づいて、被検眼の屈折率を決定するステップである。

＜実施例＞
以下、本開示に係る眼科装置１０００を図面に基づいて説明する。図１は本実施例に係る眼科装置１０００の測定部２００について示す概略構成図である。なお、以下の光学系は、図示無き筐体に内蔵されている。また、その筐体は、周知のアライメント移動機構の駆動によって、操作部７６（例えば、タッチパネル、ジョイスティックなど）を介して被検眼Ｅに対して３次元的に移動される。なお、以下の説明においては、被検眼（眼Ｅ）の光軸方向をＺ方向、水平方向をＸ方向、鉛直方向をＹ方向として説明する。

本実施例の眼科装置１０００は、主に、ＯＣＴ光学系１００と、屈折力測定光学系４００を備える。ＯＣＴ光学系１００は、被検眼Ｅの眼軸長の測定、または断層画像の撮影などに用いられる。屈折力測定光学４００は、被検眼の眼屈折力等の光学特性を測定する。

ＯＣＴ光学系１００は、眼Ｅに測定光を照射する。ＯＣＴ光学系１００は、被検眼の各部（例えば、角膜、水晶体、眼底など）から反射された測定光と、参照光との干渉状態を受光素子（検出器１２０）によって検出する。

ＯＣＴ光学系１００は、いわゆる眼科用光断層干渉計（ＯＣＴ：Optical coherence tomography）の構成を持つ。ＯＣＴ光学系１００は、測定光源１０２から出射された光をカップラー（光分割器）１０４によって測定光（試料光）と参照光に分割する。そして、ＯＣＴ光学系１００は、導光光学系１０６によって測定光を被検眼に導き、また、参照光を参照光学系１１０に導く。その後、被検眼の各部によって反射された測定光と，参照光との合成による干渉光を検出器（受光素子）１２０に受光させる。

光源１０２から出射された光は、カップラー１０４によって測定光束と参照光束に分割される。そして、測定光束は、光ファイバーを通過した後、空気中へ出射される。その光束は、走査部１０８、導光光学系１０６の光学部材、ダイクロイックミラー１６、対物レンズ４７を介して被検眼に集光される。被検眼の各部で反射された光は、同様の光路を経て光ファイバーに戻される。

走査部１０８は、眼Ｅ上でＸＹ方向（横断方向）に測定光を走査させる。走査部１０８は、例えば、ガルバノミラーを備え、その反射角度が駆動機構１０９によって任意に調整される。これによって、光源１０２から出射された光束はその反射（進行）方向が変化され、被検眼上における撮像位置が変更される。走査部１０８としては、光を偏向させる構成であればよい。例えば、反射ミラー（ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ）の他、光の進行（偏向）方向を変化させる音響光学素子（ＡＯＭ）等が用いられる。

参照光学系１１０は、眼Ｅでの測定光の反射によって取得される反射光と合成される参照光を生成する。参照光学系１１０は、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであっても良い。参照光学系１１０は、例えば、反射光学系（例えば、参照ミラー）によって形成され、カップラー１０４からの光を反射光学系により反射することにより再度カップラー１０４に戻し、検出器１２０に導く。他の例としては、参照光学系１１０は、透過光学系（例えば、光ファイバー）によって形成され、カップラー１０４からの光を戻さず透過させることにより検出器１２０へと導く。

参照光学系１１０は、参照光路中の光学部材を移動させることにより、測定光と参照光との光路長差を変更する構成を有する。例えば、参照ミラーが光軸方向に移動される。光路長差を変更するための構成は、導光光学系１０６の光路中に配置されてもよい。

検出器１２０は、測定光と参照光との干渉状態を検出する。フーリエドメインＯＣＴの場合では、干渉光のスペクトル強度が検出器１２０によって検出され、スペクトル強度データに対するフーリエ変換によって所定範囲における深さプロファイル（Ａスキャン信号）が取得される。

例えば、フーリエドメインＯＣＴとしては、Spectral-domain OCT（ＳＤ−ＯＣＴ）、Swept-source OCT（ＳＳ−ＯＣＴ）が挙げられる。また、Time-domain OCT（ＴＤ−ＯＣＴ）であってもよい。

ＳＤ−ＯＣＴの場合、光源１０２として低コヒーレント光源（広帯域光源）が用いられ、検出器１２０には、干渉光を各周波数成分（各波長成分）に分光する分光光学系（スペクトルメータ）が設けられる。スペクトルメータは、例えば、回折格子とラインセンサからなる。

ＳＳ−ＯＣＴの場合、光源１０２として出射波長を時間的に高速で変化させる波長走査型光源（波長可変光源）が用いられ、検出器１２０として、例えば、単一の受光素子が設けられる。光源１０２は、例えば、光源、ファイバーリング共振器、及び波長選択フィルタによって構成される。そして、波長選択フィルタとして、例えば、回折格子とポリゴンミラーの組み合わせ、ファブリー・ペローエタロンを用いたものが挙げられる。

＜屈折力測定光学系＞
屈折力測定光学系４００は、被検眼Ｅの瞳孔中心部を介して眼底にスポット状の測定指標を投影する。そして、瞳孔周辺部を眼底Ｅｆから反射された眼底反射光を介してリング状に取り出し、二次元受光素子の撮像素子にリング状の眼底反射像を撮像させる。

屈折力測定光学系４００は、例えば、測定光源４０１，リレーレンズ４０２，ホールミラー４０３，リレーレンズ４０４，ダイクロイックミラー４０５，全反射ミラー４０６，受光絞り４０７，コリメータレンズ４０８，リングレンズ４０９，撮像素子４１０等を備える。測定光源４０１は、正視眼の眼底Ｅｆと光学的に共役な位置関係に配置されている。ホールミラー４０３の開口は、被検眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置関係にされている。ダイクロイックミラー４０５は、ダイクロイックミラー１６の反射方向に配置される。ダイクロイックミラー４０５は、屈折力の測定に用いられる波長の赤外光をリレーレンズ４０４に向けて反射し、ＯＣＴ光学系１００による断層画像の撮影に用いられる波長の赤外光を透過する。全反射ミラー４０６は、ホールミラー４０３の反射方向に配置される。受光絞り４０７は、全反射ミラー４０６の反射方向に配置される。撮像素子４１０は、例えば、二次元受光素子である。

受光絞り４０７及び撮像素子４１０は、眼底Ｅｆと光学的に共役な位置関係に配置されている。リングレンズ４０９は、透明平板状に円筒レンズがリング状に形成されたレンズ部と、リング状のレンズ部分以外が遮光された遮光部と、から構成されている。リングレンズ４０９は、対物レンズ４７からコリメータレンズ４０８までの光学系を介して、被検眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置関係にされている。撮像素子４１０からの出力は制御部７０に入力される。なお、屈折力測定光学系４００は、周知のものが使用可能である。

＜角膜形状測定部＞
角膜形状測定部３００は、被検眼に指標を投影した状態で撮影された画像を解析することによって角膜形状（曲率、乱視軸角度など）を測定する。角膜形状測定部３００は、例えば、パターン投影部５０、作動距離検出部６０、前眼部撮像系３０を備える。

パターン投影部５０は、例えば、被検眼の角膜にリングパターンを投影する。パターン投影部５０は、例えば、パターン板５１、照明光源５９などを備える。パターン投影部５０は、測定光軸Ｌ１を中心に配置される。照明光源５９は、例えば、赤外光または可視光を発するＬＥＤである。照明光源５９は、パターン板５１に照明光を入射させ、内部を照明する。照明光源５９は、パターン板５１の後方に複数並べて配置される。

＜作動距離検出部＞
作動距離検出部６０は、例えば、投光光学系と、受光光学系を備える。投光光学系は、赤外光を発する光源６１とレンズ６２を備える。受光光学系は、レンズ６３と受光素子６４を備える。光源６１からの光はレンズ６２によって略平行光束にされ、被検眼Ｅの角膜に斜め方向から照射される。受光光学系の受光光軸は光軸Ｌ１に対して投光光学系の投光光軸と対称となるように設けられており、光源６１による角膜反射光は、レンズ６３を介して受光素子６４に入射する。被検眼Ｅが前後方向（光軸方向）に相対的に移動すると、被検眼角膜に形成された指標像も受光素子上を移動するため、その偏位から被検眼の作動距離のアライメント状態を検知することができる。

＜前眼部撮像系＞
前眼部撮像系３０は、前眼部正面像を撮像する。前眼部撮像系３０は、対物レンズ４７、フィルタ３４、撮像レンズ３７、二次元撮像素子３５等を備える。撮像素子３５は、被検眼前眼部と略共役な位置に配置されている。撮像素子３５からの出力信号は前眼部の観察、角膜に投影されたパターン像の撮影等に使用される。

前述のパターン投影部５０による前眼部反射光は、対物レンズ４７、ダイクロイックミラー１６、ダイクロイックミラー１４、フィルタ３４、及び撮像レンズ３７を介して撮像素子３５に結像される。また、撮像素子３５に撮像されたパターン指標像の位置に基づいて測定光軸Ｌの上下左右方向（ＸＹ方向）のアライメント状態が検知される。

＜固視標光学系＞
固視標光学系１０は、例えば、固視光源１１，固視標を持つ固視標板１２，投光レンズ１３，ダイクロイックミラー１４、駆動部１５を備える。固視光源１１からの光は、固視標板１２，投光レンズ１３を介してダイクロイックミラー１４によって被検眼Ｅに向けて反射される。光源１１及び固視標板１２は、光軸方向に移動されることにより、被検眼Ｅに対して調節刺激を与える。

＜制御部＞
次に、制御系について説明する。制御部７０は、装置全体の制御及び測定結果の算出を行う。制御部７０は、ＯＣＴ光学系１００の各部材、屈折力測定光学系４００の各部材、メモリ７４、表示部７５、操作部７６等と接続されている。なお、メモリ７４には、各種制御プログラム等が記憶されている。

＜調節機能測定＞
調節機能測定の制御動作について説明する。調節機能測定において、眼科装置１０００は、固指標の呈示距離を変化させながら、被検眼Ｅの屈折力および眼内距離の変化等を測定する。以下、図２のフローチャートに基づいて説明する。

＜Ｓ１：アライメント＞
まず、制御部７０は、被検眼Ｅに対する測定部２００のアライメントを行う。例えば、被検眼Ｅの角膜にアライメント指標を投影して、測定部２００と被検眼Ｅの位置合わせを行う。例えば、制御部７０は、固視標光源１１、照明光源５９及び光源６１を点灯する。制御部７０は、前眼部撮像系３０によって被検眼Ｅの前眼部画像を撮影し、その前眼部画像に基づいて、被検眼Ｅと測定部２００のＸＹ方向のアライメントを行う。例えば、制御部７０は、図３に示すような前眼部画像Ｐ１に写るパターン指標Ｑ１，Ｑ２を検出し、パターン指標Ｑ１，Ｑ２の中心が前眼部画像Ｐ１の中央にくるように測定部２００を上下左右方向に移動させ、ＸＹ方向のアライメントを行う。また、制御部７０は、作動距離検出部６０によって検出されたＺ方向の被検眼Ｅの位置に基づいて、測定部２００を前後方向に移動させる。

＜Ｓ２：遠用屈折度測定＞
前眼部に対するアライメントが完了すると、制御部７０は、被検者の遠用屈折度を測定する。ここで測定した遠用屈折度は、調節機能測定時の固視標の初期位置となる。制御部７０は、測定光源４０１を点灯させて眼底Ｅｆに測定光を投光する。そして、制御部７０は、その反射光を撮像素子４１０により受光し、指標像（リング像）を検出する。

図４は、撮像素子４１０にて撮像されたリング像Ｒである。撮像素子４１０からの出力信号は、メモリ７４に記憶される。その後、制御部７０は、メモリ７４に記憶されたリング像Ｒの画像データに基づいて各経線方向にリング像Ｒの位置を特定する（細線化する）。そして、制御部７０は、特定されたリング像Ｒの像位置に基づいて、最小二乗法等を用いて楕円近似する。なお、楕円近似の方法としては、眼屈折力測定や角膜形状測定等で周知である楕円近似の式を用いることができる。そして、近似された楕円の形状から各経線方向の屈折誤差を求めることができるので、これに基づいて被検眼の眼屈折値、Ｓ（球面度数）、Ｃ（柱面度数）、（乱視軸角度）の各値が演算される。

＜Ｓ３：屈折力・眼軸長測定＞
制御部７０は駆動部１５を制御し、測定した遠用屈折度に対して０．５ディオプタだけ遠方にずらした位置に固指標を移動させる。そして、制御部７０は、測定光源４０１と、測定光源１０２を点灯させる。制御部７０は、遠方に配置された固視標を近方へ徐々に移動させながら、固視標の各呈示位置での屈折力と眼軸長を測定する。制御部は、例えば、受光素子４１０によってリング像Ｒを取得しながら、ＯＣＴ光学系１００によって被検眼ＥのＡスキャン信号を取得する。制御部７０は、リング像Ｒに基づいて眼屈折力を取得し、Ａスキャン信号に基づいて被検眼の眼軸長を取得する。眼軸長を取得する場合、例えば、制御部７０は、ＯＣＴ光学系１００によって得られたＡスキャン信号をフーリエ変換することで、その信号から被検眼Ｅの各部（角膜前面Ｃｆ、角膜後面Ｃｂ、水晶体前面Ｌｆ、水晶体後面Ｌｂ、網膜表面Ｒｃ）から反射された反射光による干渉信号成分を分離する（図５参照）。これにより、制御部７０は、被検眼Ｅの各部の距離を取得する。

＜Ｓ４：結果表示＞
制御部７０は、固視標を徐々に移動させて屈折力と眼軸長を測定する間、その測定結果を図５に示すような結果表示画面Ｋ１に随時表示させる。結果表示画面Ｋ１の上部には、屈折力の変化を示す屈折力変化グラフが表示される。例えば、屈折力変化グラフＧＬＰａ、固視標換算グラフＧＬＰｂ、調節反応量Ｄｒ、近点値Ｄｍａｘ、遠点値Ｄｍｉｎ等が結果表示画面Ｋ１に表示される。屈折力変化グラフＧＬＰａは、固指標の呈示距離の変化に伴う直近調節力の変化を表す。固視標換算グラフＧＬＰｂは、移動する固視標の呈示距離をディオプタに換算して描画したグラフである。調節力Ｄｒは、被検眼の測定結果である。近点値Ｄｍａｘは、調節機能測定中に測定した屈折力の最大値である。遠点値Ｄｍｉｎは、調節機能測定中に測定した屈折力の最小値である。グラフＧＬＰａとグラフＧＬＰｂの横軸は視標位置であり、縦軸の単位はディオプタ（ディオプタ値）を示す。

結果表示画面Ｋ１の下部には、眼内距離の変化を示す眼内距離グラフが表示される。例えば、角膜前面、角膜後面、水晶体前面、および水晶体後面の網膜からの距離がグラフ（例えば、角膜前面グラフＧＬＣｆ、角膜後面グラフＧＬＣｂ、水晶体前面グラフＧＬＬｆ、水晶体後面グラフＧＬＬｂ）として表示される。検者は、固視標が近づくにつれて水晶体の厚さが増加する様子などを眼内距離グラフによって確認することができる。眼内距離グラフの縦軸は距離であり、横軸は視標位置である。制御部７０は、例えば、制御部７０は、各呈示位置での測定結果が得られるたび、屈折力と眼内距離のグラフを更新する。

制御部７０は、例えば、測定開始からの経過時間が３０秒を超えたとき、または調節機能測定中の屈折力の最大値が６秒以上変化していないとき、または固視標を停止させている時間が６秒を超えるときに所定に条件を満たしたと判定して調節力の測定を終了する。

上記のように、眼科装置１０００は、調節刺激下における眼内各層の位置の変化、および各層の厚み（例えば、角膜厚、前房深度、水晶体厚、硝子体厚、網膜厚など）の変化と、他覚屈折力の変化を同時に測定することができ、これらの変化の関連性について確認することができる。また、眼科装置１０００は、調節ＩＯＬの評価に用いられてもよい。例えば、眼科装置１０００は、眼内での調節ＩＯＬの移動と、その時の他覚屈折力を測定し、調節ＩＯＬが適切に機能しているかを評価してもよい。

＜時間変化グラフ表示＞
なお、制御部７０は、図７に示すように、結果表示画面Ｋ２に眼内距離と屈折力の経時変化をグラフで示してもよい。例えば、制御部７０は、調節刺激を−３Ｄの位置から＋３Ｄの位置に切り換えたときの、屈折力、水晶体曲率、前房深度、または水晶体厚などの経時変化を測定し、表示部７５に表示させてもよい。また、制御部７０は、各測定値の時間的な変化率を算出し、被検眼の調節反応速度を求めてもよい。例えば、疾病眼などの場合、正常な眼に比べて調節反応速度が遅い傾向があるため、調節反応速度を測定することによって、疾病の発見に役立つ可能性がある。

なお、水晶体の形状変化に伴って、眼軸長の測定値が変化するため、眼軸長の測定値の変化を測定し、表示部７５に表示させてもよい（図７参照）。眼軸長の測定値が変化するのは、調節時の水晶体の厚さの変化で水晶体の屈折率の割合が変化するためである。

また、図７のように時間変化のグラフを表示させる場合、グラフの微分値（反応速度）に応じてグラフを色分けして表示してもよい。例えば、微分値が高い順に赤色、橙色、黄色、緑色、青色などに色分けして表示してもよい。これによって、被検眼の調節反応速度に異常がある場合に確認が容易となる。

＜水晶体屈折率の算出＞
以下、眼科装置１０００の別の機能である水晶体の屈折率の算出について説明する。本実施例の眼科装置１０００は、断層画像の光線追跡に基づく被検眼の屈折力と、屈折力測定光学系４００によって測定された屈折力とに基づいて、被検眼の水晶体の屈折率を算出することができる。

例えば、制御部７０は、ＯＣＴ光学系１００によって前眼部断層画像を撮影し、その前眼部断層画像に基づいて光線追跡を行う。例えば、制御部７０は、走査部１０８によって測定光を被検眼の各部で所定の横断方向に走査することによって断面画像を取得する。例えば、Ｘ方向もしくはＹ方向に走査することにより、被検眼のＸＺ面もしくはＹＺ面における断面画像を取得できる（なお、本実施例においては、このように測定光を前眼部に対して一次元走査し、断層像を得る方式をＢスキャンとする）。

なお、ＯＣＴ光学系１００によって前眼部断層画像を撮影する場合、スネルの法則に従って、前眼部における各組織境界（角膜前後面、水晶体前後面など）で測定光が屈折するため、図８に示すように断層画像に歪みが生じる。したがって、制御部７０は、各部の屈折率に基づいて、断層画像の歪みを補正する（屈折補正）。なお、補正前の断層画像におけるパラメータとして、角膜前面曲率Ｒ１、角膜後面曲率Ｒ２’、水晶体前面曲率Ｒ３’、水晶体後面曲率Ｒ４’、角膜屈折率ｎ１、前房屈折率ｎ２、水晶体屈折率（仮定値）ｎ３’、硝子体屈折率ｎ４、角膜厚ｄ１’、前房深度（角膜裏面〜水晶体前面）ｄ２’、水晶体厚ｄ３’、硝子体厚ｄ４’、網膜厚ｄ５’、網膜屈折率ｎ５を用いる。

まず、制御部７０は、メモリ８５に記憶された前眼部画像Ｐ１におけるパターン指標Ｑ１，Ｑ２の大きさに基づいて被検眼の角膜前面曲率Ｒ１を求める。次いで、制御部７０は、求めた角膜前面曲率Ｒ１と、角膜の屈折率ｎ１に基づいて、角膜前面での屈折による断層画像の歪みを補正する。これによって、断層画像における角膜後面の形状が補正され、断層画像の解析によって角膜後面曲率Ｒ２を求めることができる。なお、この段階において、角膜屈折率ｎ１，前房屈折率ｎ２，硝子体屈折率ｎ４、網膜屈折率ｎ５は、一般的な屈折率が用いられ、水晶体屈折率ｎ３’については、仮定値が用いられる。

制御部７０は、例えば、断層画像において輝度値のエッジ検出処理を行い、角膜後面の境界を検出する。そして、検出された角膜後面の境界を円近似（または楕円近似、コニック曲線近似等）し、この近似曲線に基づいて角膜後面曲率Ｒ２を算出する。

制御部７０は、角膜後面曲率Ｒ２と前房屈折率ｎ２に基づいて、角膜後面での屈折による断層画像の歪みを補正する。これによって、断層画像における水晶体前面の形状が補正され、断層画像の解析によって水晶体前面曲率Ｒ３を求めることができる。例えば、制御部７０は、前述と同様に断層画像に対するエッジ検出によって、水晶体前面曲率Ｒ３を算出する。

制御部７０は、水晶体前面曲率Ｒ３と、仮の水晶体屈折率ｎ３’に基づいて、水晶体前面での屈折による断層画像の歪みを補正する。これによって、断層画像における水晶体後面の形状が補正され、断層画像から水晶体後面曲率Ｒ４を求めることができる。例えば、制御部７０は、前述と同様に断層画像に対するエッジ検出によって、水晶体後面曲率Ｒ４を算出する。

なお、補正後の断層画像における角膜厚ｄ１、前房深度ｄ２、水晶体厚ｄ_ｔ３、硝子体厚ｄ４、網膜厚ｄ５は、補正前の画像における角膜厚ｄ１’、前房深度ｄ２’、水晶体厚ｄ３’、硝子体厚ｄ４’、網膜厚ｄ５’を用いて次式（１）のように表すことができる。

＜光線追跡・最適化＞
屈折補正が完了すると、制御部７０は、補正された断層画像に基づいて、光線追跡を行い、屈折力測定光学系４００によって測定した屈折力と同じ屈折状態となるように、水晶体屈折率ｎ３’の値を変更しながら最適化を行う。

例えば、制御部７０は、被検眼の断層画像から得られた光学モデルＭ（図１０参照）に対して光線追跡を行う。光学モデルＭは、例えば、各部（角膜、水晶体など）の位置、曲率、および各部の屈折率等に基づいて作成される。例えば、制御部７０は、光学モデルＭの眼底中央から角膜に向けて進む光線についてシミュレーションを行い、角膜から出た光が平行光となるために必要なレンズＧの屈折力（第１屈折力とする）を求める。この第１屈折力が、屈折力測定光学系４００によって算出された屈折力（第２屈折力とする）と同じ値になるように水晶体屈折率ｎ３’を変化させる。この最適化処理によって収束した水晶体屈折率ｎ３’が被検眼の水晶体屈折率ｎ３となる。

上記のように、眼科装置１０００は、被検者ごとに水晶体屈折率ｎ３を求めることができる。これによって、眼科装置１０００は、被検眼の眼軸長または水晶体形状などをより適正に求めることができる。また、上記のように求めた水晶体屈折率ｎ３を用いて正しい水晶体の後面形状を求めることによって、眼内レンズの挿入後の位置を算出するために用いられる水晶体の赤道位置等をより適正に求めることができる。

また、水晶体屈折率ｎ３は、白内障または加齢等の影響で変化するため、制御部７０は、水晶体屈折率ｎ３の大きさに基づいて白内障の進行具合などを判定してもよい。例えば、制御部７０は、水晶体屈折率ｎ３が所定値よりも大きい場合、白内障または老化が進行していると判定してもよい。

なお、測定時の状況によって被検眼の調節状態が変化する可能性があるため、できるだけ断層画像撮影と屈折力測定は同時に行うとよい。また、このときに瞳孔径を測定し、光線追跡に用いることで、より適正なシミュレーションを行うことができる。

なお、以上の実施例において、水晶体内部で屈折率は一律としたが、これに限らない。例えば、水晶体内部を複数の区画で分割し、区画ごとに屈折率を求めてもよい。例えば、水晶体を前方皮質、後方皮質、核の３つの区画で分割し、それぞれ屈折率を求めてもよい。この区画は、例えば、断層画像の画像処理などによって求めてもよい。なお、水晶体屈折率が水晶体内部において勾配を有しているものとした場合、制御部７０は、その勾配を関数で定義することで、各区画の水晶体屈折率を求めてもよい（例えば、非特許文献１参照）。例えば、前述のように求めた水晶体屈折率を勾配の関数に代入することによって各区画の屈折率を求めてもよい。

なお、以上の実施例では、自然の水晶体の屈折率を測定したが、人工水晶体（例えば、ＩＯＬ）の屈折率も上記と同様に測定してもよい。ＩＯＬの屈折率を測定することによって、例えば、ＩＯＬを入れ直す場合、またはＩＯＬを複数入れる場合に、新たなＩＯＬの度数を選定するために有用である。

なお、被検眼に調節刺激を付与可能な場合、被検眼の調節前後の水晶体曲率、水晶体厚、および眼軸長の変化量と、眼軸長の算出に用いた一律の屈折率とに基づいて、水晶体の屈折率を算出してもよい。また、水晶体屈折率を求めた場合、水晶体曲率、水晶体厚および水晶体屈折率から水晶体の屈折力を求めてもよい。この場合、例えば、制御部７０は、固視標の位置を移動させて調節刺激を与え、水晶体の屈折力変化を測定することで、水晶体が老化しているか否かを判定してもよい。また、水晶体の屈折力が変化する速度を測定することで、被検眼が病気であるか否かを判定してもよい。

なお、眼科装置１０００は、フォトチューニングを行う際にＩＯＬの屈折率を測定してもよい。フォトチューニングは、例えば、被検眼に挿入したＩＯＬにレーザを照射することによって、ＩＯＬの屈折率を変化させ、ＩＯＬを挿入した後の被検眼の屈折力に応じてＩＯＬの屈折率を調整する技術である。上記のように、ＩＯＬの屈折率を測定することによって、フォトチューニングでどのくらい屈折率を変化させればよいかを確認することができる。また、フォトチューニング後の屈折率の確認を容易に行うことができる。

なお、以上の実施例において、ＯＣＴ光学系１００の断層画像撮影と、屈折力測定光学系４００の屈折力測定は、ともに赤外光を用いるため、屈折力測定を８７０μm、断層画像撮影を１０００μm付近の波長に分けてもよい。これによって、互いの測定光によるノイズの発生を抑制できる。

なお、以上の説明において、ＯＣＴ光学系１００と、屈折力測定光学系４００は、同一の装置に設けられるものとしたが、別々の装置に設けられてもよい。

なお、以上の説明においては、眼底反射光によるリング像を取得する屈折力測定光学系４００を例にとって説明したが、これに限るものではない。固指標の呈示距離を移動させ、他覚屈折力測定によって被検眼Ｅの調節力を測定する装置であればよい。例えば、被検者眼の波面収差を求めるために被検眼Ｅの眼底にスポット指標を投光し、その眼底反射光をシャックハルトマンセンサによって検出する屈折力測定光学系であってもよい。

５９ 照明光源
７０ 制御部
１００ ＯＣＴ光学系
３００ 角膜形状測定部
４００ 屈折力測定光学系
１０００ 眼科装置

Claims (10)

1. 被検眼の検査を行う眼科装置であって、
   前記被検眼に対して調節刺激視標を投影する調節刺激投影手段と、
   前記被検眼の眼内距離を測定する眼内距離測定手段と、
   前記被検眼の屈折力を測定する屈折力測定手段と、
   前記眼内距離測定手段と前記屈折力測定手段とを制御し、調節刺激下での眼内距離と屈折力の測定を同時に行う制御手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
2. 前記制御手段は、前記眼内距離の測定結果と、前記屈折力の測定結果とを表示手段に並べて表示させることを特徴とする請求項１の眼科装置。
3. 前記制御手段は、前記眼内距離の測定結果と、前記屈折力の測定結果とを表示手段にリアルタイムに表示させることを特徴とする請求項１の眼科装置。
4. 前記眼内距離測定手段と前記屈折力測定手段は、互いに波長の異なる赤外光で測定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの眼科装置。
5. 前記眼内距離測定手段は、前記被検眼の眼軸長を測定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの眼科装置。
6. 前記眼内距離測定手段は、前記被検眼の水晶体厚を測定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの眼科装置。
7. 前記制御手段は、前記眼内距離および前記屈折力の測定を行う場合、経過時間を計測することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの眼科装置。
8. 前記制御手段は、前記眼内距離および前記屈折力の経時変化を表示手段に表示させることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの眼科装置。
9. 前記制御手段は、前記眼内距離および前記屈折力の経時変化を、変化量に応じて色分けして表示させることを特徴とする請求項８の眼科装置。
10. 被検眼の検査を行う眼科装置において用いられる眼科装置制御プログラムであって、前記眼科装置のプロセッサによって実行されることで、
    前記被検眼に対して調節刺激視標を投影する調節刺激投影ステップと、
    前記調節刺激投影ステップによる調節刺激下おいて、前記被検眼の眼内距離を測定する眼内距離測定と、前記被検眼の屈折力を測定する屈折力測定とを同時に行う制御ステップと、を前記眼科装置に実行させることを特徴とする眼科装置制御プログラム。

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