JP3778466B2

JP3778466B2 - 眼科検査装置

Info

Publication number: JP3778466B2
Application number: JP23594897A
Authority: JP
Inventors: 博史石部
Original assignee: 株式会社コーナン・メディカル
Priority date: 1997-09-01
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: JPH1176167A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願に係る発明は、眼科医療において患者の被検眼の眼圧や眼圧異常、角膜異常等を検出するために被検眼を検査する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、眼科医療において従来使用されてきた、患者の被検眼９０の眼圧を測定するための非接触式の眼圧測定装置（トノメータ）の概略構成を示すものである。ランプ８６による光がスリット８５ａを介してスリット光となり、光軸８０に沿ってレンズ８７ａを通過して被検眼９０に斜めから照射されている。被検眼９０で反射したスリット光は光軸８０Ａに沿ってレンズ８７ｂを通過して、スリット８５ｂ上のＡ点を照射する。この状態から空気噴射装置８８により被検眼９０の正面から空気を噴射する。そうすると被検眼９０の角膜表面が噴射された空気の圧力によって圧平され、スリット光はその反射角度を変化させ、反射光は光軸８０Ｂに沿うこととなり、圧平検知用光センサー８４がこの反射光を受光面Ｂで受光することとなる。そして、Ａ点から受光面Ｂまで反射光軸が変化するまでの時間に基づいて、または、反射光の反射角が変化して反射光軸が受光面Ｂに照射されるときの空気噴射装置からの空気圧に基づいて、眼圧値が判断される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような装置によって測定され得るのは、前記反射光がセンサー８４の受光面Ｂにより受光される特定の時点における角膜のへこみ量である。
【０００４】
一方、同一圧力等の圧平に対する、特定の時点における被検眼のへこみ量が同一であっても、その中間において被検眼が時間的に変化する様子は、個々の被検査者の個体差や疾病の程度等によって異なる場合がある。
【０００５】
また、被検眼に加えられる圧力の時間的な特性に対する被検眼の時間的な変化を各被検眼に固有の応答として評価することができると、被検眼の疾病に関する種々の情報を得ることができ、被検眼の検査の高度化を図ることが期待できる。
【０００６】
そこで、本発明は、被検眼に加えられる圧力に対して被検眼が時間的に変化する様子を観察することが可能な眼科検査装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明にかかる請求項１記載の発明は、被検眼を正面から圧平する圧平手段と、該被検眼の被検査部分に点状光もしくは線状光を該被検査部分に結像するように照射する光照射装置と、前記被検査部分より反射された反射光を、該反射光が受光部に結像するようにして、受光するＰ．Ｓ．Ｄで構成された受光装置と、かかる反射光を計測データとして記録するデータ記録装置とを備えてなる眼科検査装置であって、前記データ記録装置は、前記受光装置において前記圧平により時間とともに前記結像の位置である受光位置が変化する前記反射光を、前記時間と前記受光位置とからなる計測データとして記録する眼科検査装置である。
【０００８】
前記光照射装置により点状光もしくは線状光が照射されると、被検眼の被検査部分により反射された反射光は、光照射装置と被検査部分と受光装置との位置関係に基づいて受光装置上の所定の受光位置に受光される。
【０００９】
そして、前記圧平が行われる過程においては、前記被検査部分は時間とともに圧平の圧力に応答するように変位し、これに対応して前記反射光の受光位置も時間とともに変化する。かかる反射光の各受光位置と該位置に受光される各時間とは、前記データ記録装置に計測データとして記録される。
【００１０】
そして、前記データ記録装置にあっては、前記被検査部分に関する前記計測データを任意に読み出すことができる。これにより、前記計測データを読み出して観察することにより、従来得られなかった被検眼の形状等の時間的に変化する過程に関する情報を得ることができる。また、前記計測データに基づいて、固有値演算等が可能な構成にもでき、より高度な眼科診断に寄与できる。
【００１１】
ここで、前記光照射装置により照射される点状光もしくは線状光について、その被検査部分における具体的なビーム径や形状は、着目している被検査部分の動きを、前記反射光の受光装置上における受光位置の変化として反映できる程度に細かいビーム径とビーム形状であればよい。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記圧平手段が、時間とともに変化する所定の圧力の流体を前記被検眼に噴射する流体噴射装置を備え、前記被検眼の前記被検査部分の前記圧平手段により加えられる所定の特性の圧力に対する被検眼の物理的応答に関する固有値を、前記所定の圧力と前記計測データとに基づいて演算する固有値演算手段を備えてなる請求項１記載の眼科検査装置である。
【００１３】
前記圧平手段により前記流体が噴射されると、前記被検査部分は、かかる流体の圧力に応答し、前記のように時間とともに変位する。そして、かかる被検査部分の変位は、前記データ記録装置に記録される前記計測データに反映される。
【００１４】
本発明の眼科検査装置において、流体噴射装置より噴射される前記流体の圧力は、時間とともに変化する所定の圧力特性が予め与えられており、その被検査部分における圧力特性が判るようになっている。これにより、前記固有値演算手段は、被検査部分に入力として作用する所定の圧力特性からなる流体の圧力と、被検査部分の時間的な変位を反映する出力としての前記計測データとに基づいて、被検査部分の固有値の演算を行う。
【００１５】
ここで、固有値とは、前記圧平手段により加えられる所定の特性の圧力に対する被検眼の物理的応答に関する固有の値であり、主に、被検眼の弾性的特性に関する固有値が対象とされる。
【００１６】
また、前記予め与えられる流体の圧力特性については、前記流体噴射装置の機械的な動作速度の制限を受けない範囲内で複数の種類を与えることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、前記被検眼の被検査部分が、角膜前面、角膜後面、水晶体前面、水晶体後面又はこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の眼科検査装置である。
【００１８】
これにより、従来より検査の対象として着目されていた角膜前面のみならず、角膜後面や水晶体前面や水晶体後面についても、その形状等の時間的に変化する過程に関する情報を得ることができ、また、前記固有値の評価を行える。
【００１９】
なお、本発明における被検査部分についての前記計測データの記録等は、角膜前面、角膜後面、水晶体前面、水晶体後面の四つの部分の全てを同時に行うのであってもよく、また、四つの部分のいずれか一つとするのであってもよく、又は、前記四つの部分の任意の組み合わせとするのであってもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる眼科検査装置について、図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかる眼科検査装置について、被検眼５０の角膜前面を被検査部分５１とするものの例についての概略構成を示している。
【００２２】
眼科検査装置１は、ランプ２とピンホール板３と照射レンズ４とを備えて構成される光照射装置と、流体噴射装置に相当する空気噴射装置１１と、受光レンズ２０とマスク２１と位置検出センサー２２とを備えて構成される受光装置とを備えている。
【００２３】
受光装置を構成する前記各部材と光照射装置を構成する前記各部材と空気噴射装置１１とは筐体６の内側に設置されており、被検査部分５１からの反射光以外に位置検出センサー２２に入射する光を極力抑え得るようになっている。
【００２４】
筐体６は、被検査部分５１に対して眼科検査装置１をアライメントできるように、図示していない駆動機構により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各々の方向に独立に移動できるように構成されている。なお、図中において、上下方向がＸ軸方向、左右方向がＺ軸方向、紙面に垂直な方向がＹ軸方向である。
【００２５】
前記光照射装置は、この例では、ランプ２を光源として、被検査部分５１に正面の斜め方向より光軸４０Ａに沿って点状光を照射するように構成されている。
【００２６】
ランプ２は、前記光軸４０Ａに沿った所定の位置に設置されており、ピンホール板３に対して放射状の光を照射する。ランプ２は、その点灯と消灯ならびに明るさの調節をコントローラ１０に備わる図示していないスイッチ等により自在に行えるようになっている。
【００２７】
前記ピンホール板３には所定の径のピンホールが設けられており、ランプ２より照射された光は、該ピンホールによる点光源としてレンズ４の入射側の視野内に所定の光量が入射するようになっている。
【００２８】
そして、前記レンズ４に入射する光は、光軸４０Ａに沿って被検査部分５１に点状光として結像される。
【００２９】
前記受光装置は、前記点状光の照射による被検査部分５１の反射光を、位置検出センサ２２に受光し、該検出センサ２２の受光部２２ａ上の受光位置を検出するように構成されている。
【００３０】
レンズ２０は、光軸４０Ｂ１上の所定の位置に設置されており、前記被検査部分５１の反射光を、位置検出センサ２２の受光部２２ａに結像させる。
【００３１】
マスク２１は、レンズ２０と位置検出センサ２２との間に設けられており、検査対象として着目している被検査部分５１からの反射光のみを位置検出センサ２２により検出できるように、他の部分からの反射光等を遮断するための部材である。このマスク２１に形成される開口２１ａは、圧平による被検査部分５１の変化により前記反射光の移動を生じても、レンズ２０に入射した反射光を位置検出センサ２２が受光できる程度の大きさに設計されている。
【００３２】
位置検出センサ（Ｐ.Ｓ.Ｄ）２２は、受光部２２ａの中心が光軸４０Ｂ１に一致するように設置されており、受光部２２ａ上の受光位置に応じた大きさの信号ｒを経時的に出力するようになっている。
【００３３】
位置検出センサー２２より出力された前記信号ｒは、増幅器３１に入力され、必要に応じて増幅やＡ／Ｄ変換等の処理が施された後にデータ記録装置３２に入力される。
【００３４】
データ記録装置３２は、入力される信号を時間の経過に従って順次に記録する部材であり、前記信号ｒが計測データｒ(ｔ)として記録される。
【００３５】
データー記録装置３２は、コントローラ１０に備わる空気噴射装置１１の作動スイッチ１２が操作されると、これに伴いコントローラ１０より出力される動作信号ｓの入力により圧平の開始を検知できるようになっており、信号ｓが入力されると、前記計測データｒ(ｔ)の入力可能な状態にセットされるようになっている。
【００３６】
空気噴射装置１１は、被検眼５０の被検査部分５１の正面に設けられており、被検査部分５１を圧平するべく所定の圧力からなる空気流を被検査部分５１に噴射するための部材である。この空気噴射装置１１は、時間とともに変化する所定の圧力特性を有する空気流が送り込まれるが、かかる空気流は眼科検査装置１において以下のように形成される。
【００３７】
コントローラ１０は関数設定器１３を備えており、関数設定器１３には時間とともに変化する所定の特性を有する関数ｗ(ｔ)の複数が予め選択可能に設定されている。
【００３８】
そして、関数設定器１３により一つの関数ｗ(ｔ)を選択し、作動スイッチ１２を操作すると、関数ｗ(ｔ)が圧力形成機構１４へと出力される。
【００３９】
そして、内部にアクチュエーターとマイクロポンプを備えて構成される圧力形成機構１４は、関数ｗ(ｔ)に従って時間とともに強さが変化する圧力を内部に発生し、被検査部分５１上で関数ｉ(ｔ)に従って変化する圧力特性の空気流が空気噴射装置１１より出力される。
【００４０】
なお、前記ｗ(ｔ)に対する前記ｉ(ｔ)は、圧力形成機構１４から被検査部分５１に至る空気噴射装置１１の伝送特性等に基づいて、コントローラ１０にモニターされ得るようになっている。かかるｉ(ｔ)が被検査部分５１に対する入力関数に相当する。
【００４１】
また、前記設定器１３に設定される関数ｗ(ｔ)は、パルスジェネレータ等を設定器１３に組み込むことにより、任意の関数を発生させることも可能である。
【００４２】
ただし、前記ｗ(ｔ)は、前記圧力形成機構１４の機械的動作の応答速度との関係により、時間的に変化する圧力の関数ｉ(ｔ)として再現可能なものに制限される。
【００４３】
演算部３３は、被検眼５０の被検査部５１についての固有値の演算を行う部材であり、コントローラ１０により出力される前記入力関数ｉ(ｔ)と、前記データ記録装置３２に記録されるｒ(ｔ)とが入力されるようになっている。なお、前記ｒ(ｔ)は、演算部３３において、被検査部５１上の位置を表す関数ｒ(ｔ)として補正されるようになっている。
【００４４】
また、演算部３３は、第一記憶部３３ａと第二記憶部３３ｂとＣＰＵ３３ｃとを備えている。
【００４５】
第一記憶部３３ａには、前記ｉ(ｔ)および前記ｒ(ｔ)を格納するための記憶領域や、固有値の演算の実行に必要である演算結果を格納する等のための記憶領域が設けられている。
【００４６】
第二記憶部３３ｂは、各種の固有値を求めるために必要な演算の手順（特に図示していない）が記述されるプログラムが格納されており、実行され得る演算の具体例として、フーリエ変換の演算、伝達関数の演算、音響インピーダンスの演算等がある。
【００４７】
そして、ＣＰＵ３３ｃは、第二記憶部３３ｂに格納されるプログラムの手順に従って、前記各種の演算を実行する。
【００４８】
次に、前記眼科検査装置について、被検眼５０の被検査部分の複数を検査できるように構成されるものについて説明する。
【００４９】
図２は、前記眼科検査装置１について、角膜前面５１、角膜後面５２、水晶体前面５３、水晶体後面５４の各部分を被検査部分とできるように構成される光照射装置および受光装置の各部材の設置例を示している。
【００５０】
図２に示される眼科検査装置１において、レンズ２０は、角膜前面５１、角膜後面５２からの反射光を、各々に位置検出センサ２２、２５に入射させるべく設けられている。そして、ハーフミラー２３が光軸４０Ｂ１、４０Ｂ２に対して４５度傾斜して設けられており、５１、５２の反射光は、光軸４０Ｂ１、４０Ｂ２に対して９０度傾斜した光軸５０Ｂ１、５０Ｂ２に沿って伝搬する。
【００５１】
角膜前面５１の反射光のうち光軸４０Ｂ１に沿ってハーフミラー２３を透過した光は、位置検出センサ２２に入射する。一方、角膜後面５２の反射光のうち光軸４０Ｂ２に沿ってハーフミラー２３を透過した光は、マスク２１により遮断され、位置検出センサ２２に検出されることがない。
【００５２】
角膜後面５２の反射光のうちハーフミラー２３により光軸５０Ｂ２に沿って伝搬する光は、位置検出センサ２５に入射する。一方、角膜前面５１の反射光のうちハーフミラー２３により光軸５０Ｂ１に沿って伝搬する光は、マスク２４により遮断され、位置検出センサ２５に検出されることがない。
【００５３】
また、図２に示される眼科検査装置１にあっては、レンズ１９は、水晶体前面５３、水晶体後面５４からの反射光を、各々に位置検出センサ２７、３０に入射させるべく設けられている。そして、ハーフミラー２８が光軸４０Ｂ３、４０Ｂ４に対して４５度傾斜して設けられており、５３、５４の反射光は、光軸４０Ｂ３、４０Ｂ４に対して９０度傾斜した光軸５０Ｂ３、５０Ｂ４に沿って伝搬する。
【００５４】
水晶体前面５３の反射光のうち光軸４０Ｂ３に沿ってハーフミラー２８を透過した光は、位置検出センサ２７に入射する。一方、水晶体後面５４の反射光のうち光軸４０Ｂ４に沿ってハーフミラー２８を透過した光は、マスク２６により遮断され、位置検出センサ２７に検出されることがない。
【００５５】
水晶体後面５４の反射光のうちハーフミラー２８により光軸５０Ｂ４に沿って伝搬する光は、位置検出センサ３０に入射する。一方、水晶体前面５３の反射光のうちハーフミラー２８により光軸５０Ｂ３に沿って伝搬する光は、マスク２９により遮断され、位置検出センサ３０に検出されることがない。
【００５６】
なお、図２において、位置検出センサ２２、２５，２７、３０には、図示していない前記データ記録装置３２と演算部３３とが各々に接続されており、被検査部分５１、５２、５３、５４の計測データを得ることができ、また、各々についての固有値を求め得るようになっている。
【００５７】
次に、図１と図２とに基づいて、本発明にかかる眼科検査装置１の動作について、被検査部分を角膜前面５１と角膜後面５２とする場合の例により、以下に説明する。
【００５８】
まず、角膜前面５１に照射される光の反射光を位置検出センサ２２により、角膜後面５２に照射される光の反射光を位置検出センサ２５により受光できるように、眼科検査装置１をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向へ移動させてアライメントを行う。
【００５９】
次に、コントローラ１０を操作し、ランプ２を適当な明るさに点灯させ、また、関数設定器１３により一つの関数ｗ(ｔ)を選択する。ここでは、時間とともに台形状に変化する関数をｗ(ｔ)として選択する。そして、作動スイッチ１２を操作すると、選択されたｗ(ｔ)に対応して、図３(ａ)に示されるように被検査部５１上で台形状に変化する関数ｉ(ｔ)に従う圧力の空気流が噴射される。これにより、被検査部５１、５２は圧平され、時間とともに５１、５２に変位を生ずる。
【００６０】
なお、図３(ａ)において、ｔ₀は作動スイッチ１２が操作された瞬間の時間であり、ｔ₁は空気噴射装置１１より空気流の噴射が開始される時間である。
【００６１】
被検査部５１、５２が時間とともに変位すると、これに対応して、被検査部５１、５２の反射光が位置検出センサ２２、２５の受光部上を移動する。そして、この圧平に伴う受光部上の被検査部５１、５２の反射光の移動は、圧平の開始から終了に至る全時間にわたって、計測データｒ₁(ｔ)、ｒ₂(ｔ)として、５１、５２の各々に対するデータ記録装置３２に記録される。
【００６２】
そして、前記計測データは演算部３３によりデータ記録装置３２より読み込まれ、被検査部５１、５２の変位ｒ₁(ｔ)、ｒ₂(ｔ)として記憶部３３ａに記憶される。
【００６３】
図３（ｂ）は、計測されたｒ₁(ｔ)、ｒ₂(ｔ)を具体的に示している。
【００６４】
入力ｉ(ｔ)に応答するかのように、ｒ₁(ｔ)、ｒ₂(ｔ)が時間とともに台形状に変化する様子を確認できる。
【００６５】
このように、本発明の眼科検査装置１によると、圧平の開始から終了に至る過程における被検眼５０の被検査部５１が時間的に変化する様子を観察できる。
【００６６】
また、このようにして得られたｒ(ｔ)と、入力ｉ(ｔ)とに基づいて、被検査部５１、５２についての各種の固有値を演算できる。
【００６７】
固有値の具体例の一つである周波数特性を、前記ｒ₁(ｔ) を例として、演算する手順の概略を以下に説明する。
【００６８】
入力関数ｉ(ｔ)と出力関数ｒ₁(ｔ) とについて、式(１)、(２)のようにフーリエ変換を行う。
【００６９】
【数１】

【００７０】
【数２】

【００７１】
上記、式(１)、(２)において、Ｆはフーリエ変換の演算子を表し、ωはｉ(ｔ)、ｒ₁(ｔ)に含まれる信号成分の周波数に対応する角周波数を表す。
【００７２】
式(１)、(２)から、被検眼５０の被検査部分５１の周波数特性は、式(３)により求められる。
【００７３】
【数３】

【００７４】
求めることができる他の固有値の典型例として、伝達関数、インパルス応答、音響インピーダンスを上げることができる。
【００７５】
このように、本発明の眼科検査装置１によると、被検査部分５１に対する圧平を表すｉ(ｔ)と該圧平による５１の変位ｒ(ｔ)とから被検査部分５１の固有値を求めることができ、個々の被検眼５０についての固有の応答を評価できる。
【００７６】
なお、この実施形態の説明にあっては、被検査部分に点状光を照射するように構成される例を上げて説明したが、スリット等を用いることによる線状光を被検査部分に照射することもできる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる請求項１記載の発明は、被検眼の被検査部分について、時間とともに変化する計測データを任意に読み出し得るので、該計測データに基づいて、従来得られなかった被検眼の形状等の時間的に変化する過程に関する情報が得られるという効果を奏する。また、かかる効果に基づいて、固有値演算等を可能にもできるので、より高度な眼科診断に寄与できるという効果を奏する。
【００７８】
請求項２記載の発明は、被検眼の被検査部分について、固有値の評価を行えるので、被検眼に対する従来得られなかった情報を得ることができ、被検眼の疾患の発見等に寄与できるという効果を奏する。
【００７９】
請求項３記載の発明は、角膜前面の他、角膜後面や水晶体前面や水晶体後面についても、その形状等が変化する過程に関する情報を得ることができ、また、固有値の評価を行うこともできる。これにより、かかる複数の部分の総合評価によってのみ発見され得る疾患の検査等に寄与しうるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明にかかる眼科撮影装置の一例の概略構成を示す図である。
【図２】被検査部分が四つの部位からなる場合の光学系の一例を示す図である。
【図３】被検査部分に対する圧平の時間的な変化と、それに対する被検査部分の変位の具体例を示す図である。
【図４】従来の非接触式の眼圧測定装置（トノメータ）の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１…眼科撮影装置
２…ランプ
３…ピンホール板
４…照射用レンズ
６…筐体
１０…コントローラ
１１…空気噴射装置
１２…作動スイッチ
１３…関数設定器
１９…受光用レンズ
２０…受光用レンズ
２１…マスク
２１ａ…開口
２２…受光装置
２２ａ…受光部
２３…ハーフミラー
２４…マスク
２５…受光装置
２６…マスク
２７…受光装置
２８…ハーフミラー
２９…マスク
３０…受光装置
３１…増幅器
３２…データ記録装置
３３…演算部
３３ａ…第一記憶部
３３ｂ…第二記憶部
３３ｃ…ＣＰＵ
５０…被検眼
５１…角膜前面（被検査部分）
５２…角膜後面（被検査部分）
５３…水晶体前面（被検査部分）
５４…水晶体後面（被検査部分）

Claims

被検眼を正面から圧平する圧平手段と、該被検眼の被検査部分に点状光もしくは線状光を該被検査部分に結像するように照射する光照射装置と、前記被検査部分より反射された反射光を、該反射光が受光部に結像するようにして、受光するＰ．Ｓ．Ｄで構成された受光装置と、かかる反射光を計測データとして記録するデータ記録装置とを備えてなる眼科検査装置であって、
前記データ記録装置は、前記受光装置において前記圧平により時間とともに前記結像の位置である受光位置が変化する前記反射光を、前記時間と前記受光位置とからなる計測データとして記録する眼科検査装置。
前記圧平手段が、時間とともに変化する所定の圧力の流体を前記被検眼に噴射する流体噴射装置を備え、
前記被検眼の前記被検査部分の前記圧平手段により加えられる所定の特性の圧力に対する被検眼の物理的応答に関する固有値を、前記所定の圧力と前記計測データとに基づいて演算する固有値演算手段を備えてなる請求項１記載の眼科検査装置。
前記被検眼の被検査部分が、角膜前面、角膜後面、水晶体前面、水晶体後面又はこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の眼科検査装置。