JP2019176974A - 眼科用情報処理プログラム、眼科装置、および、ウェアラブルデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＲＬにおいて対象物の像を得るうえで、患者の負担を抑制すること。【解決手段】眼科用情報処理プログラムは、ＰＣ１００のプロセッサに実行される。これによって、ＰＣ１００は、患者眼におけるＰＲＬの位置に関するＰＲＬ位置情報を取得するＰＲＬ位置情報取得ステップと、患者眼が正面視の状態で正面物体像をＰＲＬに結像させるための偏向量情報を、ＰＲＬ位置情報に基づいて取得する、偏向量情報取得ステップと、がＰＣ１００によって実行される。その結果、患者眼が正面視の状態で正面物体像をＰＲＬに結像させるためのプリズム処方値。【選択図】図３

Description

本開示は、中心視野を喪失した患者の視覚を補助するための、眼科用情報処理プログラム、眼科装置、および、ウェアラブルデバイスに関する。

従来より、視野計等の視機能検査装置が知られている。視野計は、眼底（網膜）上の各測定点に検査視標を投影して、患者眼の応答に基づく視機能を検査を行う。

視機能検査の結果、中心窩付近などに疾患があることが確認された場合には、患者が物を見難い状態である可能性が高い。このような場合に、疾患のある中心窩などに変えて、視機能が残されている眼底部位を中心窩の代替部位（ＰＲＬ：ＰｒｅｆｅｒｒｅｄＲｅｔｉｎａｌ Ｌｏｃｕｓ）として物を見るためのリハビリテーションが提案されている（特許文献１参照）。リハビリテーションでは、対象物から視線を意図的にずらして物を見るように、訓練される。

特開２０１１−２５５０４５号公報

しかしながら、対象物から視線を意図的にずらすことを習慣づけるまでには、多大な忍耐と時間を要し、患者の負担が大きい。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＰＲＬにおいて対象物の像を得るうえで、患者の負担を抑制すること、を技術課題とする。

本開示の第１態様に係る眼科用情報処理プログラムは、コンピュータのプロセッサに実行されることにより、患者眼におけるＰＲＬの位置に関するＰＲＬ位置情報を取得するＰＲＬ位置情報取得ステップと、前記患者眼が正面視の状態で正面物体像をＰＲＬに結像させるための偏向量情報を、前記ＰＲＬ位置情報に基づいて取得する、偏向量情報取得ステップと、を前記コンピュータに実行させる。

本開示によれば、ＰＲＬにおいて対象物の像を得るうえで、患者の負担を抑制できる。

第１実施形態に係る、眼科システムの概要を示した図である。 視機能検査（静的検査）の検査結果の一表示例を示した図である。 第１実施形態の眼科用情報処理プログラムに基づくＰＣの動作を示したフローチャートである。 基準位置−ＰＲＬ距離から、プリズム処方値の導出方法を説明するための模式図である。 第２実施形態に係るウェアラブルデバイスの外観を示した図である。 ウェアラブルデバイスの概略構成を示した図であって、図５の上方から見たときの部分断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本開示を、実施形態に基づいて説明する。

「第１実施形態」
第１実施形態に係る眼科システム１およびＰＣ１００は、患者眼が正面視の状態で正面物体像をＰＲＬに結像させるための偏向量情報として、プリズム処方値を処方する。ＰＲＬ（ＰｒｅｆｅｒｒｅｄＲｅｔｉｎａｌ Ｌｏｃｕｓ）は、中心視野が喪失した患者眼における、中心窩の代替部位のことである。

眼科システム１（図１参照）は、ＰＣ１００の他に、視機能検査装置２００を含んでいてもよい。また、追加的に、眼科システム１は、眼軸長測定装置３００、および、フォロプター４００を含んでいてもよい。各装置は、各種データを相互に通信可能であってもよい。ＰＣ１００は、コンピュータの一例であって、そのプロセッサ（図示を省略する）において、本実施形態に係る眼科用情報処理プログラムが実行される。ＰＣ１００は、視機能検査装置２００、眼軸長測定装置３００、および、フォロプター４００等の眼科装置と一体化されていてもよい。

視機能検査装置２００は、患者眼の網膜についての視機能検査を行う。視機能検査は、例えば、静的視野検査であってもよい。視機能検査装置２００が静的視野検査を行う装置（つまり、視野計）である場合、視機能検査装置２００は、マイクロペリメータであってもよいし、ハンフリー視野計であってもよい。特に断りが無い限り、以下では、視機能検査装置２００は、マイクロペリメータであるものとして説明を行う。

静的視野検査では、網膜上の検査位置に対して、大きさが一定であり強さ（明るさ）が可変な刺激視標（スポット光等）を投影する。患者は、刺激視標を視認したときに、ＵＩ（例えば、ボタン等）を操作する。この処理を網膜の複数の位置について順次に実行することにより、部位ごとの網膜視感度が得られる。また、視機能検査装置２００では、視機能検査（ここでは、視野検査）の間、被検眼の観察画像を随時取得し、眼底上における刺激光の投影位置をトラッキングしてもよい。これにより、被検眼Ｅの任意の位置への刺激を正確に行うことができる。観察画像は、眼底の観察画像であることが望ましいが、必ずしもこれに限られるものではなく、前眼部の観察画像であってもよい。

視機能検査装置２００は、図２に示すような、視機能検査の結果を示すデータ（以下、「検査結果データ」と称す）を、検査の結果として取得できる。検査結果データは、更に、視機能検査装置２００から、ＰＣ１００へ送信されることにより、ＰＣ１００において取得されてもよい。

検査結果データに基づいて、検査結果はモニタへ表示されてもよい。検査結果は、眼底の画像と共に、且つ、各検査部位における検査結果が眼底の画像と対応づけられた状態で表示されてもよい。一例として、図２では、検査結果が、眼底の画像上に重畳されることで対応付されて表示される。また、図２では、眼底画像上の検査点（図２において○印で示す）の箇所において、検査点の色、大きさ、または、検査点と共に表示される数値等によって、当該箇所における視感度が示される。なお、検査結果の表示態様は、必ずしもこれに限られるものではない。また、検査結果を眼底画像と対応づける手法は、種々の手法が知られている。特に、上記のように、被検眼の観察画像を随時取得し、眼底上における刺激光の投影位置がトラッキングされつつ検査が行われた場合は、対応付けの精度が良好であり、有利である。

＜ＰＲＬ位置情報の取得＞
ＰＣ１００は、ＰＲＬ位置情報を取得し、ＰＲＬ位置情報に基づいてプリズム処方値を取得する。ＰＲＬ位置情報は、患者眼におけるＰＲＬの位置に関する情報である。ＰＲＬ位置情報には、基準位置とＰＲＬとの距離に関する情報が少なくとも含まれていてもよい（図３参照）。基準位置とＰＲＬとの距離は、例えば、視機能検査における検査光軸（≒視軸）を基準とするラジアル方向の距離であってもよい。また、ＰＲＬ位置情報には、眼底上の基準線（例えば、水平線）と、基準位置とＰＲＬとを結ぶ線分との角度に関する情報（つまり、プリズムの基底方向に関する情報）が、更に含まれていることが好ましい。

基準位置は、患者の自然な正面視状態において、正面物体像が投影される位置であることが好ましい。このような基準位置は、視機能検査における検査光軸の位置（例えば、固視呈示位置）であってもよい。中心視野を喪失した患者眼においては、正面固視が困難であるので、基準位置と中心窩とは必ずしも一致しないことが考えられる。しかし、本実施形態におけるプリズム処方値は、自然な正面視状態において、ＰＲＬに正面物体像を投影するための値であるので基準位置と中心窩とが一致しないことは問題とならない。

勿論、基準位置は、眼底における形態上の特徴部位であってもよい。例えば、眼底画像に基づいて基準位置が特定されてもよい。その際、例えば、眼底の正面画像以外の画像（例えば、眼底の断層画像）等が参照されてもよい。また、例えば、中心窩の近くの視感度が高い位置において、ＰＲＬが特定される。ＰＲＬの位置は、検査結果に基づいて検者が手動で特定してもよいし、装置が自動的に特定（つまり、検出）してもよい。例えば、視感度の高さ、および、視感度のある領域の広さ（つまり、視野の広さ）、等を参照し、ＰＲＬを特定してもよい。また、過去の視機能検査の結果と比較し、感度があり、且つ、変化の無い領域を、ＰＲＬへ設定してもよい。

ＰＲＬ位置情報は、視機能検査の検査結果データに基づいて取得されてもよい。基準位置とＰＲＬとの距離については、例えば、患者眼の眼軸長、屈折誤差等の情報を更に考慮することで、より実距離に近い値を得ることができる。ＰＲＬ位置情報には、上記の値が含まれていてもよいが、必ずしもこれに限られるものでは無い。ＰＲＬ位置情報は、ＰＣ１００において、検査結果データから導出されてもよいし、事前に、視機能検査装置２００において検査結果データから導出されてもよい。

＜眼軸長データの取得＞
眼軸長測定装置３００は、患者眼の眼軸長を測定する。眼軸長測定装置３００は、眼軸長を測定できる装置であればよく、光干渉式の装置であってもよいし、超音波式の測定装置であってもよい。眼軸長測定装置３００での測定に基づく、患者眼の眼軸長データが、ＰＣ１００によって取得されてもよい（図３参照）。なお、本実施形態では、プリズム処方に用いる眼軸長データとして、測定値が利用される。但し、必ずしもこれに限られるものではなく、眼軸長の値は、人眼の平均値等の定数であってもよい。

＜プリズムディオプトリーの導出＞
ＰＣ１００は、患者眼が正面視の状態で正面物体像をＰＲＬに結像させるためのプリズム処方値を、少なくともＰＲＬ位置情報に基づいて取得する。プリズム処方値におけるプリズムディオプトリーは、以下の式に基づいて算出することができる。１プリズムディオプトリーは、１ｍ先の垂直面上で、光線光軸が１ｃｍ変位するプリズム強度である。また、プリズムの向きは、基準位置から見たＰＲＬの方向に応じて定められる。

以下では、図４を参照して、眼鏡レンズにおけるプリズムディオプトリー、および、基底方向（基底軸角度）の導出方法を示す。但し、必ずしもこれに限られるものではなく、コンタクトレンズ、及び、眼内レンズ等の他の矯正レンズにおけるプリズムディオプトリーδ（Ｄ）を、ＰＲＬ位置情報に基づいて取得してもよい。

正面視における視軸（視機能検査の検査光軸でもよい）に沿った第１の直線と、眼鏡レンズのアイポイント位置とＰＲＬとを結ぶ第２の直線と、の間の角度をθで表した場合、プリズムディオプトリーδ（Ｄ）は、以下の数式（１）によって近似できる。ここでいう視軸は、中心固視が行われたとした場合に、固視目標と基準位置を結んだ直線である。

δ（Ｄ）＝ｔａｎθ×１００ 但し、ｔａｎθ＝Ｌ／｛ＡＬ+ＶＤ｝・・・（１）
数式（１）において、Ｌは、基準位置とＰＲＬ間の距離であり、ＡＬは、眼軸長であり、ＶＤは、眼鏡レンズと角膜頂点間の距離である。なお、ＶＤは、固定値であってもよいし、患者眼毎の実測値であってもよい。また、δ（Ｄ）を導出する際、ＰＲＬは基準位置から視軸（または検査光軸）に対して直交する方向に位置するものとして近似している。しかし、基準位置とＰＲＬ間の距離が離れるほど、また、眼底の湾曲度が大きいほど、処方すべき度数との誤差が生じることとなる。このような誤差を補正するために、式（１）は適宜変形されてもよい。

基底方向は、プリズムにおける基底の方向である。眼底上の基準線（例えば、水平線）と、基準位置とＰＲＬとを結ぶ線分との角度情報（φ）として、基底方向が求められてもよい（図２参照）。

ここで、具体的な数値を用いて、プリズム処方値の導出方法を示す。例えば、θ＝１８．９°、ＡＬ＝２５ｍｍ、ＶＤ＝０ｍｍとした場合であれば、Ｌ＝８．６ｍｍ、δ（Ｄ）＝３４．４となる。眼底上の基準線（例えば、水平線）と、中心窩とＰＲＬとを結ぶ線分との角度が、５．８°であれば、３４．４プリズムディオプトリーのプリズムレンズを、水平から５．８°回転させた軸角度で処方することで、正面物体像は、患者のＰＲＬ位置へ投影されることとなる。プリズム処方値は、例えば、プリズムディオプトリーδ（Ｄ）と、角度との組み合わせで示されるものであってもよいし、他の形式で示されるものであってもよい。以上のようにして得られた処方値は、外部へ出力されたり、メモリへ記憶されてもよい。

ＰＣ１００は、基準位置とＰＲＬ間の距離に基づいて演算処理でプリズム処方値を算出してもよい。また、演算処理は必ずしも必要ではなく、例えば、基準位置とＰＲＬとの間の距離と、プリズムディオプトリーδ（Ｄ）との上記数式（１）の関係が規定されたルックアップテーブルの参照処理で代用されてもよい。ルックアップテーブルには、少なくとも基準位置とＰＲＬとの間の距離毎にプリズムディオプトリーδ（Ｄ）が予め対応付けられたものである。

上記のようにして導出されたプリズム処方値は、種々の態様で出力されてもよい。例えば、プリズム処方値は、モニタに表示されてもよい。また、フォロプター４００に出力されてもよい。フォロプター４００では、処方値と対応したプリズムを自動的にセットして、自覚検査を開始可能であってもよい。フォロプター４００を用いた自覚検査が行われることで、より適正なプリズム処方を行うことができる。

なお、患者の片眼が正常に中心視覚を残存している場合、その反対眼に対して上記プリズム処方を行うと、両眼とも正面の視覚を得るが、プリズム処方眼側は正面物体像を中心窩外で見るため、左右眼で得られる視覚情報は相互に位置ずれを生じて融像ができなくなる。故に、上記のプリズム処方は、両眼の中心視覚が喪失された患者に限って、しかも、片眼のみに対して実施されることが好ましい。プリズム処方を施さない片眼については、眼帯等で視覚情報を遮断することが好ましい。

また、第１実施形態では、眼鏡レンズに対して処方されるプリズム処方値の導出方法を説明したが、同様にして、コンタクトレンズ、及び、眼内レンズ等のように、患者眼に対して固定するタイプに対する処方値を取得してもよい。

疾患の進行によって、訓練で獲得したＰＲＬ（又は、ＴＲＬ：Ｔｒａｉｎｅｄ Ｒｅｔｉｎａｌ Ｌｏｃｕｓ）が機能障害をきたすと、網膜上の別の箇所を新たなＰＲＬとして設定する必要が生じる。故に、再処方の適用が容易な眼鏡レンズやコンタクトレンズにおいて上記のプリズム処方が行われることが好ましい。

「第２実施形態」
第２実施形態に係るウェアラブルデバイス５００は、患者の視覚を補助するデバイスであり、患者眼における正面視方向の外界像を、カメラ５１０で撮影し、撮影した外界像を、内臓のプロジェクタ５２０によってＰＲＬに投影させる。ウェアラブルデバイス５００は、眼鏡状の装置（図５参照）であってもよい。

図６に示すように、ウェアラブルデバイス５００は、カメラ５１０と、プロジェクタ５２０と、の他、第２カメラ５３０、および、制御部５４０を備える。制御部５４０は、少なくともカメラ５１０、プロジェクタ５２０、および、第２カメラ５３０、と接続される。また、制御部５４０は、各部の動作を制御する。

プロジェクタ５２０は、光源５２１、および、ＭＥＭＳミラー５２２（光スキャナの一例）を含んでいてもよい。本実施形態では、眼底上で外界像が投影される領域は、プロジェクタ５２０を制御することで調整可能である。例えば、ＭＥＭＳミラー５２２における駆動範囲を制御することで、中心窩周辺の任意の領域に対して外界像を投影可能であってもよい。以下では、外界像の投影範囲の基準となる光軸を基準光軸と称する。基準光軸の位置は、投影範囲の位置に対して、一義的に定められる。例えば、基準光軸は、投影範囲の中心を通過する光軸であってもよい。

第２実施形態において、制御部５４０は、プロジェクタ５２０から患者眼へ投影する外界像がＰＲＬに向かうように、患者眼におけるＰＲＬの位置を考慮して、外界像の基準光軸を偏向する。基準光軸の偏向量（偏向量情報の一例）は、例えば、第１実施形態において示したＰＲＬ位置情報に基づいて取得されてもよい。ウェアラブルデバイス５００において、ＰＲＬ位置情報から偏向量を導出する処理が行われてもよいが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、ウェアラブルデバイス５００とは別体のコンピュータによって、ＰＲＬ位置情報から偏向量を導出され、この偏向量が、ウェアラブルデバイス５００の制御において利用されてもよい。

第２実施形態では、プロジェクタ５２０から患者眼へ投影する外界像の基準光軸が、ＰＲＬへ向けて偏向されることで、患者は、必ずしも斜方視を必要とせずに、正面視方向の対象物をＰＲＬを介して視認することができる。

更に、制御部５４０は、網膜におけるＰＲＬに対する基準光軸に対するズレ情報を検出し、ズレ情報に基づいて外界像の基準光軸の向きを、更に補正してもよい。

ここで、第２カメラ５３０は、眼底上における外界像の投影領域と、ＰＲＬとの位置ズレを検出する検出部の一部として、利用される。本実施形態における第２カメラ５３０は、患者眼の観察画像を得る。ここでは、前眼部の観察画像を得るものとする。プロジェクタ５２０に対する患者眼におけるＰＲＬの位置は、患者眼の視軸の向きと一定の関係を保って変化するので、第２カメラ５３０によって撮影される前眼部観察画像から、リアルタイムなＰＲＬの位置を特定することができる。

この場合、例えば、前眼部と眼底とを同時に撮影することができる眼科撮影装置によって、患者眼の前眼部観察画像と眼底画像とを、予め定められた複数の視軸の向き毎に取得しておき、視軸の向き毎の（或いは、各視軸の向きにおける前眼部画像毎の）ＰＲＬ位置の変位量が導出されていてもよい。視軸の向き毎の（或いは、各視軸の向きにおける前眼部画像毎の）ＰＲＬ位置の変位量を示す補正データは、ウェアラブルデバイス５００のメモリ（図示を省略する）に記憶されていてもよく、制御部５４０は、第２カメラ５３０で得られる前眼部観察画像と対応する補正データを参照して、ＰＲＬの位置を特定してもよい。なお、前眼部観察画像から視軸の向きを検出する方法は種々の方法が知られており、いずれかの手法を、適宜採用し得る。そして、制御部５４０は、前眼部観察画像に基づいてＰＲＬの位置をトラッキングしつつ、ＰＲＬの位置に対して外界像を投影する。これにより、固視が不安定な患者に対しても、安定して、正面方向の対象物の像を、ＰＲＬに結像させることができる。

このように、患者眼へ投影する外界像の基準光軸の向きを、患者眼の視軸の向きに応じて補正することは、読書等の一定方向を視認し続ける必要がある作業において、有意義である。

また、このような補正制御を有効とするモードと、無効とするモードと、が患者の操作に基づいて、切換可能であってもよい。

なお、上記第２実施形態の説明においては、リアルタイムなＰＲＬの位置を特定するうえで、前眼部観察画像を利用する場合について説明したが、前眼部観察画像に代えて、眼底観察画像を利用してもよい。この場合、ウェアラブルデバイス５００には、眼底観察部が設けられる。

１００ ＰＣ
Ｅ 患者眼

Claims (8)

1. コンピュータのプロセッサに実行されることにより、
   患者眼におけるＰＲＬの位置に関するＰＲＬ位置情報を取得するＰＲＬ位置情報取得ステップと、
   前記患者眼が正面視の状態で正面物体像をＰＲＬに結像させるための偏向量情報を、前記ＰＲＬ位置情報に基づいて取得する、偏向量情報取得ステップと、を前記コンピュータに実行させる、眼科用情報処理プログラム。
2. 前記偏向量情報取得ステップでは、前記偏向量情報として患者に装着される矯正レンズのプリズム処方値を取得する、請求項１記載の眼科用情報処理プログラム。
3. 前記偏向量情報取得ステップは、眼鏡レンズにおけるプリズム処方値を取得し、この場合において、プリズム処方値におけるプリズムディオプトリーは、以下の数式に基づいて近似されることを特徴とする、請求項２記載の眼科用情報処理プログラム。
   δ（Ｄ）≒ｔａｎθ×１００
   但し、ｔａｎθ＝Ｌ／｛ＡＬ+ＶＤ｝、
   δ（Ｄ）は、プリズムディオプトリーであり、
   Ｌは、患者の自然な正面視状態において正面物体像が投影される位置とＰＲＬとの間の距離であり、
   ＡＬは、眼軸長であり、
   ＶＤは、眼鏡レンズと角膜頂点間の距離である。
4. 患者眼における眼軸長の実測値情報を取得する眼軸長情報取得ステップを、更に含み、
   前記偏向量情報取得ステップでは、前記眼軸長情報を用いて前記プリズム処方値を取得する、請求項３記載の眼科用情報処理プログラム。
5. プリズム処方値として、更に、プリズムの基底方向に関する情報を取得する、請求項２から４のいずれかに記載の眼科用情報処理プログラム。
6. 請求項１から５のいずれかの眼科用情報処理プログラムがメモリに記憶されており、前記眼科用情報処理プログラムを実行する眼科装置。
7. 患者の視覚を補助するウェアラブルデバイスであって、
   少なくともの正面視方向の外界像を撮像するカメラと、
   前記カメラで撮像された前記外界像を、ユーザの網膜へ投影するプロジェクタと、
   前記プロジェクタから患者眼へ投影する前記外界像がＰＲＬに向かうように、患者眼におけるＰＲＬの位置を考慮して前記外界像の基準光軸を偏向する制御手段と、
   を備える、ウェアラブルデバイス。
8. 前記制御手段は、前記網膜におけるＰＲＬに対する前記基準光軸に対するズレ情報を検出し、前記ズレ情報に基づいて前記基準光軸の向きを、更に補正する、請求項７記載のウェアラブルデバイス。

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