JP2520418B2 - 眼科測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は眼科測定装置、さらに詳細にはレーザー光を
光学系を通して眼内、特に前房の所定の点に照射し、そ
の眼内からのレーザー散乱光を検出して眼科疾患を測定
する眼科測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 前房内蛋白濃度測定は眼内炎症即ち血液房水棚を判定
する上で極めて重要である。従来は細隙灯顕微鏡を用い
てのグレーディングによる目視判定が汎用されている一
方、定量的な方法としては写真計測法が報告されている
が容易に臨床応用出来る方法は未だ出来ていない。

従来の目視判定では個人差により判定基準が異なりデ
ータの信憑性に欠けるという問題点があるので、これを
解決するためにレーザー光を眼内に照射し、そこからの
散乱光を受光して定量分析することにより眼科測定をす
ることが行なわれている。

［発明が解決しようとする問題点］ このようにレーザー光を用いて眼科測定を行なう場合
には、例えばハロゲンランプ等の指向性の弱い光源と異
なり、被検眼の角膜からの反射光は、レーザー光が強い
指向性を持つことから、非常に大きなノイズとなり有害
光線となる。

このようにレーザー散乱光を測定する場合、特に角膜
凸面からの大きな反射光がノイズとして入り込むため測
定精度が悪くなり、測定値の再現性が得られないという
問題点がある。

従って本発明はこのような問題点を解決するためにな
されたもので、測定部位に入り込む反射、散乱光による
ノイズを減少させ、測定精度を向上させた眼科測定装置
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題点を解決するために、レーザ
ー光源からの光を眼内の所定の点に集光させるレーザー
投光部と、集光されたレーザー光を所定の方向に走査す
る走査手段と、眼内からのレーザー散乱光を所定幅のス
リットを有するマスクを介して受光する光電変換素子を
備えた受光部と、光電変換素子からの信号を処理して眼
科測定を行なう処理手段とを設け、前記走査手段は、角
膜頂点を含む水平面以外の眼内の領域でレーザー光を走
査し、前記受光部の光電変換素子は、前記角膜頂点を含
む水平面以外の所に配置され、前記眼内領域で走査され
るレーザー光によるレーザー散乱光を受光するように配
置される構成を採用した。

［作 用］ 通常、レーザー光の角膜反射光は、角膜が凸面である
ため、投光系と受光系の光軸を含む平面が角膜頂点を通
らない場合、この平面から離れた所へ反射されてくる。
この平面は角膜頂点を含まない走査方向に垂直な平面に
設定されるので、角膜反射光は受光系から離れた所へ反
射され、大きなノイズの要因となる角膜反射光を受光信
号から除去することができ、測定精度を向上させること
ができる。また角膜反射光は、かなりの指向性を持って
いるので、この反射光を受光しその大きさと位置を測定
することにより、被検眼と本測定装置の位置合わせを簡
単に行なうことが可能になる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき本発明を詳細に説明
する。

第１図、第２図には本発明に関わる眼科測定装置の概
略構成が図示されており、同図において符号１で図示す
るものはヘリウムネオン、アルゴン等で構成されるレー
ザー光源で、このレーザー光源１は架台２上に配置され
る。レーザー光源１からの光はレーザー用フィルタ３、
プリズム４、可動ミラー５、プリズム６、レンズ７、ビ
ームスプリッタ８、レンズ９、プリズム10を介して被検
眼11の眼房11aの１点に集光される。

このレーザー投光部にはスリット光用光源12が設けら
れ、この光源12からの光はスリット光用シャッタ13、ス
リット14を経てビームスプリッタ８、レンズ９、プリズ
ム10を介し眼房11aにスリット像として結像される。こ
のスリット像は、上述したレーザー光源からの光が点状
に集光されるため、その周囲を照射して集光点の位置を
容易に確認するためのものである。

またスリット14のスリット幅並びにスリット長さは調
整ノブ15及び切換ノブ16を介してそれぞれ調整ないし切
り換えることができる。

眼房11aにおける計測点からのレーザー散乱光の一部
は検出部29の対物レンズ20を経てハーフミラーまたはビ
ームスプリッタ21により分割されてその一部はレンズ2
2、スリット26aを有するマスク26、シャッタ26′を経て
光電変換素子として機能する光電子増倍管（フォトマ
ル）27に入射される。またビームスプリッタ21により分
割された他方の散乱光は変倍レンズ30、プリズム31、34
を経て接眼レンズ32により検者33によって観察すること
ができる。

また光電子増倍管27の出力はアンプ28を経てカウンタ
ー40に入力され、光電子増倍管によって検出された散乱
光強度が単位時間当りのパルス数として計数される。こ
のカウンター40の出力即ち、サンプリング回数や総パル
ス数は、各単位時間ごとに割り当てられたメモリ25内に
格納される。メモリ25に格納されたデータは演算装置41
により後述するように演算処理され、前房内蛋白濃度が
演算される。

また、可動ミラー５は演算装置41に接続されたミラー
駆動回路60を介して揺動され、それによりレーザー光を
スキャニングし、前房内のレーザー光点を移動させるこ
とができる。このレーザー光点の走査は、第３図
（Ａ），（Ｂ）に図示したように角膜50の頂点50aを含
み、走査方向Ｔに垂直な平面Ｓより下方の領域S1におい
て行なわれる。なおこの平面Ｓはレーザー投光系と受光
系の光軸を含む平面Ｌ（第２図及び第３図（Ａ））と一
致しないように選ばれている。

さらに検出部29内には、角膜反射光51を受光すること
により被検眼と装置の位置合わせを行なう光学系が収納
されている。角膜反射光51はプリズム61を経て受光さ
れ、プリズム62、シャッタ64、マスク63、レンズ65を通
りハーフミラー21で反射されて検者33の方向に導かれ
る。このプリズム61、62は角膜反射光を効率よく受光で
きるように調整されている。なおこのシャッタ64と光電
子増倍管27の前に配置されたシャッタ26′は連動してお
り、シャッタ26′が開いている間はシャッタ64は閉じる
ように構成されている。

なお検出部29は支柱70に取り付けられており、支柱70
とレーザー投光部が軸71を中心に互いに回動できるよう
に取り付けられるので、レーザー投光系と受光系の光軸
は任意の角度に設定でき、好ましい実施例では約90゜に
設定して測定が行なわれる。

また本発明では電源91から給電される発光ダイオード
等からなる固視灯90が被検者が固視できる位置に配置さ
れる。この固視灯90の色光は、レーザー光源１の色光と
異なるように、例えばレーザー光源からの光が赤色であ
る場合は緑色のように選ばれる。またこの固視灯90はリ
ンク機構92により矢印方向に回動でき被検者に対して好
適な位置に調節可能である。

また架台２上には押しボタン46を備えた例えばジョイ
スティック45のような入力装置が設けられており、これ
を操作することによりレーザー用フィルタ３、スリット
光用シャッタ13、フォトマルシャッタ26′、位置合わせ
用シャッタ64等をそれぞれの光学系に挿入または離脱さ
せることができる。

次にこのように構成された装置の動作を説明する。測
定に際しては先ず光源12を点灯し、ビームスプリッタ
８、10、レンズ９を介して前房11aの測定点Ｐを含む部
分にスリット14のスリット像を結像する。続いてレーザ
ー光源からの光をその光学系を介して測定点Ｐに集光さ
せる。

測定点Ｐで散乱された光はその一部がビームスプリッ
タ21により検者33の方向により向けられ観察されると同
時にレンズ22、プリズム23、マスク26を介して光電子増
倍管27に入射される。

一方、ミラー駆動回路60を介して可動ミラー５が矢印
で示した方向に揺動され、それによりレザー光は第３図
（Ｂ）に図示したように角膜頂点を含んだ平面Ｓより下
方の領域S1を図示した走査幅でＴ方向に走査される。

光電子増倍管27は、スリット26aを介して入射される
レーザー散乱光を受光し、前房11a内の蛋白粒子によっ
て散乱される散乱光の強度を検出し、それに応じてパル
ス列に変換され単位時間当りのパルス数としてカウンタ
ー40で計数され、その計数値が各単位時間ごとに割り当
てられたメモリ25に格納される。演算装置41では、メモ
リ25に格納されているデータを演算して前房蛋白濃度を
演算する。

本発明実施例では角膜反射光51は、角膜50が凸面であ
ることから受光系の光軸を含む面Ｌから離れた所にいく
ので、光電子増倍管27に達することなく、有害光線をカ
ットすることができる。なお走査領域はS1の領域に限定
されず平面Ｓを含まない他の領域S2〜S4（第３図
（Ｂ））が考えられる。領域S2の場合には、まぶたが邪
魔になる欠点があるが、人為的にまぶたを開放させるこ
とにより同様の効果をあげることができる。また領域S
3、S4の場合は受光部側光軸が走査方向と直交になって
いなければならないため、検者は横ななめ上方から見下
げる（または横ななめ下方から見上げる）こととなり、
整合を取りにくい欠点があるが、S1と同様な効果を上げ
ることができる。しかし角膜反射光を位置合わせに利用
することを考えると、S1の領域を選択するのが最も好ま
しい。

レーザー光の散乱光を利用する場合、散乱光の強度が
非常に微弱であるため、測定対象以外からの光、すなわ
ちノイズに弱い欠点がある。例えば前房の測定を例にと
ると、測定部位が水晶体に近づきすぎる場合、水晶体か
らの散乱光がノイズとして入り、測定結果は測定部位に
影響される。また角膜は強いレンズ効果をもっているた
め法線から入射した光以外は、角膜面で屈折される。従
って入射部位が変化すると、屈折量も変化するため測定
部位（レーザー集光部）と受光部（マスク）の関係がず
れてしまう。この理由により対象物（被検眼）の散乱光
を受光するためには、正確な位置合わせが必要になる。

このために本発明実施例では、位置合わせ用光学系
（61〜65）を内蔵している。この場合角膜反射光51を受
光する受光面をレーザー投光部あるいは受光部に固定す
る。第２図の実施例ではプリズム61が受光面となってい
る。位置合わせのときは、シャッタ64を開放し、シャッ
タ26′は閉じておく。この状態で被検眼11と本装置が正
確に位置合わせされているときは、検者33がその視野内
に角膜反射光の像を観察できるように各光学系を設置し
ておく。

この場合、第４図に図示したようにシャッタ64の前段
に集光レンズ66を配置し、また絞り63′に透過部又は拡
散面63′ａを有する絞りを用い、角膜反射光51が透過部
63′ａに集光するようにすると好ましい。この実施例で
は観察される角膜反射像が明るくなり、この明るさは作
動距離に関係するので作動距離を概略モニターできる利
点がある。

また第２図において、プリズム61、62間をライトガイ
ドで結合してもよく、更にプリズム62の代りに拡散板を
用いるようにしてもよい。

また位置合わせについては第５図（Ａ），（Ｂ）に図
示したようにスケール又は目印を付したスリガラス等の
受光板72を検者が肉眼で観察するようにしてもよい。受
光板72で観察される角膜反射光像72aは、被検眼11と装
置の位置関係により、その大きさ及び位置が点線で図示
したように異なるので、簡単な方法で位置合わせが可能
になる。また第５図（Ｃ），（Ｄ）に図示したように受
光板72に複数の受光素子（フォトダイオード）を配置
し、位置合わせをすることも可能である。第５図（Ｃ）
の例では４個の受光素子73aが受光せず、一方４個の受
光素子73bが受光したときに、位置合わせされた状態と
なり、また第５図（Ｄ）の例では受光素子74aが受光せ
ず、四分割された受光素子74b及び受光素子74cが受光し
ているときに位置合わせされた状態となる。

第５図の各実施例では、簡単な構成で３次元の位置合
わせが可能になり、指標用光源、指標などアライメント
用投光系に関するものが不要になる。また受光素子を用
いる場合は、その受光状態に従って位置合わせ表示を行
なうことが可能になる。

なお、角膜の曲率半径は６〜8mm程度であり、一方前
房水の深さは3mm程度なので、前房水に集光するような
光線の角膜反射光は一度集光してから拡散光となる。こ
の集光した点を位置決めに利用すると輝度も高く位置合
わせ用の上方を得るのに好都合であるが、前房水のどこ
を測定するかによっては、角膜にかなり近い所に集光す
ることがあるので、拡散状態になっている場所を選んで
受光面を選定するのが好ましい。

また本実施例では、受光部と投光部は、第６図に図示
したように、その光軸81,82がほぼ90゜になるように配
置される。このとき受光部レンズ22によるマスク26の像
26″はビームウェスト80にマスクと共役関係な位置で投
光系の光軸上に形成される。

投光部の光軸81と受光部の光軸82が第７図に図示した
ように90゜からずれて配置される場合には、レーザー光
からの拡散光はマスクの端にいくほど焦点の合った状態
とならないので、オーバースキャン（マスク26aの開口
部を越えて走査すること）した場合受光した信号は不明
確となる。

また第７図のように90゜からずれている場合にはシャ
インプルフの原理に基づく配置をとることにより、上記
の欠点は回避できるが矩形のマスク26の像26″は第８図
（Ａ），（Ｂ）に図示したように台形となってしまう。
この場合第８図（Ａ）から（Ｂ）のように走査した場
合、信号波形の立ち上りが鈍くなってしまうので、マス
ク26の形状を逆台形にしてその像26″が投光部ビームウ
ェストの位置で矩形になるようにする。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、レーザー光が角膜
頂点を含む水平面以外の眼内の領域で走査され、その場
合、受光部の光電変換素子が角膜頂点を含む水平面以外
の所に配置され、前記眼内領域で走査されるレーザー光
によるレーザー散乱光を受光するように配置されるの
で、角膜反射光は受光部の光電変換素子に達することは
なく、有害なノイズ光線が遮光される結果、精度の高い
眼科測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の外観を示す斜視図、第２図
は装置の光学的配置を示す構成図、第３図（Ａ），
（Ｂ）はレーザー光の走査幅を示す説明図、第４図は角
膜反射光を観察する光学系の配置図、第５図（Ａ）は角
膜反射光を観察する光学系の他の実施例図、第５図
（Ｂ）〜（Ｄ）は受光板の異なる実施例を示す説明図、
第６図は投光部と受光部の光軸配置が約90゜であるとき
の配置図、第７図は両光軸が90゜からずれた場合の配置
図、第８図（Ａ），（Ｂ）は両光軸が90゜からずれた場
合の走査状態を示した説明図である。 １……レーザー光源、12……スリット光用光源 25……メモリ、26……マスク 26a……スリット、27……光電子増倍管 40……カウンター、41……演算装置 50……角膜、51……角膜反射光

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザー光源からの光を眼内の所定の点に
   集光させるレーザー投光部と、 集光されたレーザー光を所定の方向に走査する走査手段
   と、 眼内からのレーザー散乱光を所定幅のスリットを有する
   マスクを介して受光する光電変換素子を備えた受光部
   と、 光電変換素子からの信号を処理して眼科測定を行なう処
   理手段とを設け、 前記走査手段は、角膜頂点を含む水平面以外の眼内の領
   域でレーザー光を走査し、 前記受光部の光電変換素子は、前記角膜頂点を含む水平
   面以外の所に配置され、前記眼内領域で走査されるレー
   ザー光によるレーザー散乱光を受光するように配置され
   ることを特徴とする眼科測定装置。
2. 【請求項２】前記眼内領域は、角膜頂点を含む水平面よ
   り下方の領域である特許請求の範囲第１項に記載の眼科
   測定装置。
3. 【請求項３】前記レーザー光の角膜からの反射光の受光
   部に固定された受光面における大きさあるいは位置に従
   って被検眼と眼科測定装置の位置合わせを行なうように
   した特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の眼科測定
   装置。
4. 【請求項４】前記レーザー投光部と受光部の光軸をほぼ
   90゜に設定するようにした特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれか１項に記載の眼科測定装置。
5. 【請求項５】前記レーザー投光部と受光部の光軸を90゜
   以外の角度に設定するようにした特許請求の範囲第１項
   から第３項までのいずれか１項に記載の眼科測定装置。
6. 【請求項６】前記光電変換素子のマスクを台形の形状に
   するようにした特許請求の範囲第５項に記載の眼科測定
   装置。