JP3978024B2 - 眼科装置及び角膜手術装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科医院等で使用される眼科装置及び角膜手術装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
眼科医院においては、瞳孔形状や瞳孔位置の情報を得ることが必要となることがある。例えば、レーザビームにより角膜をアブレーションして屈折矯正を行う角膜手術においては、通常、レーザビームの照射基準軸を瞳孔中心に位置合わせすることで行っている。
また、異なるレンズ度数が光学中心軸を共通にして同心円的に設けられた多焦点コンタクトレンズでは、光学中心軸をレンズ幾何学中心に対して偏心させているものがある。この偏心量は瞳孔中心を考慮して決定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような角膜手術では、術者は明るい手術室で、可視光により照明された患者眼を観察しながら手術を行う。この場合、患者眼は明所視状態（眼が縮瞳している状態）にあり、この明所視での瞳孔中心に合わせてレーザ照射を行っている。しかし、人によっては明所視での瞳孔中心と暗所視（眼が散大している状態）での瞳孔中心とは必ずしも一致しないことがある。従来はこうした明所視と暗所視での瞳孔位置の変動が考慮されていなかったので、明所視での瞳孔中心を基準にしたレーザ照射では、暗所視でのハロー、グレアーの要因となりやすい。
また、上記のような多焦点コンタクトレンズを決める場合において、明所視と暗所視における瞳孔中心の変動は考慮されていなかった。
【０００４】
上記従来技術の問題点に鑑み、明所視と暗所視での瞳孔の変動情報を的確に得ることができる眼科装置、及びその変動情報を考慮した手術が行える角膜手術装置を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 明所視状態に置かれた被検眼の前眼部像を撮像する第１撮像手段と、暗所視状態に置かれた被検眼の前眼部像を撮像する第２撮像手段と、被検眼と前記第１撮像手段及び第２撮像手段とを所定の関係にアライメントするアライメント手段と、前記第１及び第２撮像手段により撮像された各画像を処理して，アライメントされた前眼部像の所定の基準位置に対する瞳孔位置の偏位情報をそれぞれの瞳孔情報として検出する検出手段と、該検出された両者の瞳孔情報を比較する比較手段と、該比較結果を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。
（２） レーザ光を角膜に照射する照射光学系を持ち、レーザ光の照射により角膜の形状を変える角膜手術装置において、暗所視状態で撮像された前眼部画像と明所視状態で撮像された前眼部画像との比較に基づいて求められる両者の瞳孔位置の変動情報を入力する入力手段と、手術時に明所視状態に置かれた患者眼の瞳孔位置を検知する瞳孔検知手段と、該検知結果に基づいて前記照射光学系をアライメントするアライメント手段と、前記入力手段により入力された瞳孔位置の変動情報に基づいて前記アライメント手段のアライメント位置を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る眼科装置の外観略図である。図１（ａ）は被検者側正面図であり、図１（ｂ）は側面図である。
１は固定基台であり、固定基台１には被検者の頭部を固定するための頭部支持部２が固設されている。５は測定光学系やアライメント光学系等が収納された測定部であり、測定部５の被検者に対向する側の略左右中央には測定光束等が通過する測定窓５ａが設けられている。測定部５を搭載する本体部３はジョイスティック４を前後左右に倒すことにより、固定基台１上を前後左右（Ｚ、Ｘ方向）に移動する。また、ジョイスティック４に設けられた回転ノブ４ａを回転操作することにより、モータ等からなるＹ（上下）方向駆動装置が作動し、測定部５は本体部３に対して上下（Ｙ方向）に移動する。
３９はカラーのモニタであり、観察用の被検眼像やアライメント情報、測定結果等の検者への報知情報が表示される。
【０００７】
図２は測定部５に収納される光学系を示す図である。１０１は角膜形状測定用の光束を投光する光学系である。１０２は中央部に開口を持つ略半球状のプラチド板であり、光軸Ｌ１を中心にした同心円の多数の透光部と遮光部を持つリングパターンが形成されている。１０３は可視光を発するＬＥＤ等の照明光源で、光源１０３を発した光は反射板１０４で反射され、プラチド板１０２を背後からほぼ均一に照明するようになっている。被検眼角膜にはリングパターン像が投影される。プラチド板１０２の外周には近赤外光を発する前眼部照明光源１０５が設けられている。
【０００８】
反射板１０４の背後には、光源１１１とレンズ１１２を備える作動距離検出用の指標投影光学系１１０、レンズ１１６と位置検出素子１１７を備える指標検出光学系１１５が配置されている。光源１１１からの光はレンズ１１２によって略平行光束にされ、反射板１０４及びプラチド板１０２に設けられた開口を通って患者眼角膜に斜め方向から照射され、角膜に光源１１１の指標像が投影される。角膜に形成された指標像の光束はプラチド板１０２及び反射板１０４に設けられた開口を通り、指標検出光学系１１５のレンズ１１６を介して位置検出素子１１７に入射する。位置検出素子１１７に入射した指標像の位置から装置に対する被検眼の作動距離のアライメント状態が検出される。
【０００９】
光軸Ｌ１の後方には眼屈折力測定光学系１２０が設けられている。眼屈折力測定光学系１２０は、スリット投影光学系１２１とスリット像受光光学系１３１から構成される。スリット投影光学系１２１の光源１２２を発した近赤外光束は、回転セクター１２３に設けられたスリット開口を照明する。回転セクター１２３の回転により走査されるスリット光束は、投影レンズ１２４、制限絞り１２５を経た後、ビームスプリッタ１２６で反射される。その後、固視光学系及び観察光学系の光軸を同軸にするビームスプリッタ２５を透過して、被検眼Ｅの角膜近傍で集光した後、眼底に投光される。
【００１０】
スリット像受光光学系１３１は、光軸Ｌ１上に設けられた受光レンズ１３２、ミラー１３３、ミラー１３３により反射される光軸Ｌ２上に設けられた絞り１３４及び受光部１３５を備える。絞り１３４は受光レンズ１３２の後側焦点位置に配置される。受光部１３５はその受光面に、受光レンズ１３２に関して被検眼角膜と略共役な位置に位置する８個の受光素子１３６ａ〜１３６ｈを有している。この内の受光素子１３６ａ〜１３６ｆは受光面の中心（光軸Ｌ２）を通る直線上に位置し、受光素子１３６ａと１３６ｂ、受光素子１３６ｃと１３６ｄ、受光素子１３６ｅと１３６ｆがそれぞれ受光面の中心に対して対称になるように設けられている。この３対の受光素子は、角膜の経線方向の各位置に対応した屈折力を検出できるように、その配置距離が設定されている（図４上では、角膜上における等価サイズとして示している）。一方、受光素子１３６ｇと１３６ｈは、光軸Ｌ２を中心にして受光素子１３６ａ〜１３６ｆと直交する直線上で対称になるように設けられている。
【００１１】
この眼屈折力測定光学系１２０では、モータやギヤ等から構成される回転機構により、回転セクター１２３と受光部１３５がそれぞれ光軸回りに同期して回転するようになっている。
【００１２】
ビームスプリッタ２５により光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ３上には、ハーフミラー２６、２７、レンズ２８、固視標２９、可視の照明光源３０が配置されている。固視標２９は中央に固視点を持ち、その周りは可視光を透過する構成としている。また、レンズ２８は光軸Ｌ３方向に移動可能であり、被検眼に固視させる固視標２９の位置を変更し、眼屈折力測定時に被検眼に雲霧をかけたり、調節負荷を与える。
ハーフミラー２７により光軸Ｌ３と同軸にされる光軸Ｌ４上にはレンズ３３、アライメント用光源３４が配置されており、光源３４の点灯により被検眼角膜に上下左右方向のアライメント用の指標光束が投光される。
【００１３】
また、ハーフミラー２６により光軸Ｌ３と同軸にされる光軸Ｌ５上には、レンズ３５、撮像素子であるＣＣＤカメラ３８が配置されており、ＣＣＤカメラ３８は被検眼からの反射光を受光する。ＣＣＤカメラ３８からの出力はモニタ３９に入力され、撮影像が表示される。ＣＣＤカメラ３８は前眼部観察用及びアライメント指標像の検出用として使用される他、プラチドリング像の検出用として兼用され、アライメント光学系及び角膜形状測定光学系の一部を構成する。
【００１４】
次に、装置の動作を図３に示す制御系のブロック構成図を使用して説明する。本装置は、角膜形状測定と眼屈折力測定を行い、両者の測定データから屈折矯正手術のための角膜切除量を解析する機能を有している。また、本装置は明所視及び暗所視での瞳孔形状や瞳孔中心等の瞳孔情報を得て、その変動情報を求める機能を有している。瞳孔情報や変動情報は角膜手術装置にてアブレーションを行う際に、患者眼に対する治療光のアライメント位置を決定させるためのアライメント位置補正情報として使用される。
【００１５】
まず、眼屈折力測定時の動作について説明する。モード切替スイッチ４０によって屈折力測定モードにする。
検者は照明光源３０によって照明される固視標２９を患者に注視させておき、図５に示すモニタ３９に表示される前眼部像を観察して、ジョイスティック４等の操作で測定部５のＸＹＺ移動によってアライメントを行う。ＸＹ方向のアライメントは、光源３４により角膜光学系で定まる光学中心（以下、角膜中心とするが、これはほぼ視軸中心として扱うこともできる。）に形成される指標像６１を、モニタ３９に表示される照準マーカー６０（図５参照）の中心に位置するようにする。モニタ３９上の照準マーカー６０は電気的に形成することができ、照準マーカー６０の中心とＣＣＤカメラ３８の撮像光軸（測定光軸）は一致するように、予め調整されている。Ｚ方向のアライメントは、位置検出素子１１７によって得られる作動距離方向の偏位情報に基づき、制御部５０の制御によってモニタ３９上に位置合わせのためのインジケータが表示されるので、検者はインジケータにしたがって本体部３をＺ方向に移動して調整する。
【００１６】
アライメント調整ができたら、検者は測定スイッチ４１を押す。測定スイッチ４１が押されると、眼屈折力測定光学系１２０による眼屈折力測定が実行されると共に、その測定の直前又は直後にＣＣＤカメラ３８で撮像された前眼部像が画像メモリ４３に記憶される。眼屈折力演算部５１は、受光部１３５が持つ各受光素子からの出力信号の位相差に基づいて眼屈折力分布を得る。屈折力分布測定は、本出願人による特開平１０−１０８８３７号公報と基本的に同じであるので、詳細はこれを参照されたい。
【００１７】
このとき画像メモリ４３に記憶された前眼部像は、患者眼の瞳孔が散大した状態（暗所視の状態）での前眼部像が得られている。眼屈折力測定においては、広い範囲の屈折力分布を得るために、かろうじて新聞の字が読める程度の暗所で自然散瞳状態で瞳が大きく開くことが好ましい。また、固視標を呈示する光源３０の光量も、患者眼が固視標を視認できる程度の明るさとし、縮瞳を起こさない光量に調節（減光）する。光源３０の光量調節は制御部５０が行う。
【００１８】
次に角膜形状の測定時の動作について説明する。測定に当たり、モード切替スイッチ４０によって角膜形状測定モードを選択する。検者は光源１０５に照明された被検眼の前眼部像をモニタ３９により観察しながら、眼屈折力測定時と同様にアライメントを行う。
【００１９】
アライメントを完了させた後、測定スイッチ４１が押されると、照明光源１０３が所定時間点灯されてプラチドリングが被検眼角膜に投影される。また、光源３の光量を最大の明るさで点灯する。このプラチドリングが投影された前眼部はＣＣＤカメラ３８によって撮像され、その前眼部像が画像メモリ４３に記憶される。このときプラチドリング照明用の光源１０３及び光源３０は可視光であるので、プラチドリングの投影及び光源３０の点灯により患者眼の瞳孔は縮瞳される。明所視状態での前眼部像はプラチドリングが投影された像であっても良いが、プラチドリング像を撮像した直後に光源１０３を消灯して角膜形状測定用の画像とは別に得るようにしても良い。光源１０３の点灯は、縮瞳が起きる時間を考慮して点灯しておく。画像メモリ４３には瞳孔が縮瞳した明所視状態での前眼部像が記憶される。
【００２０】
なお、このときに患者眼に可視の刺激光を与える光源１０３及び３０の光量は、後述する角膜手術装置を使用して屈折矯正手術を行う際の瞳孔の縮瞳状態と同じ程度の縮瞳状態が得られる光量であることが好ましい。
【００２１】
角膜形状演算部５２は画像メモリ４３に記憶されたプラチドリング画像を画像処理して、プラチドリング像のエッジ検出を行う。そして、所定の角度（１度）ステップ毎に角膜中心に対する各エッジ位置を得ることより角膜曲率分布を求める。
【００２２】
以上のようにして同一被検眼における角膜曲率分布の測定データと眼屈折力分布の測定データが得られたら、モニタ３９に表示される指示に従って、制御部５０に接続されたキーボード５８やマウス５７を操作することにより、アブレーション領域のサイズデータや矯正量のデータを入力する。アブレーション量解析部５４は両者の測定データと入力データからアブレーション量を解析する（この解析については、特開平11-342152号公報を参照）。各測定データ及びアブレーション量の解析結果はモニタ３９上に表示される。
【００２３】
なお、測定は屈折力分布を求めるものとしたが、これは波面収差分布を測定するものでも良い（USP.6,086,204に示された測定）。屈折力分布は波面収差の形に置きかえることができるので、両者は等価と言える。
【００２４】
また、暗所視と明所視の前眼部像が得られると、瞳孔検出部５３によって、画像メモリ４９に記憶された明所視と暗所視における前眼部像が各々画像処理され、各々の瞳孔形状と瞳孔位置（瞳孔中心）が検出される。図６は瞳孔検出部５３によって暗所視及び明所視での瞳孔中心を求め、アライメント位置補正情報を得るための方法を示した図である。
【００２５】
図６（ａ）は眼屈折力測定時にて撮像された暗所視における前眼部画像である。瞳孔検出部５３は前眼部画像の光量分布から瞳孔８０のエッジを検出し、瞳孔形状を得る。また、瞳孔中心位置は、アライメント指標像中心を通る横検出ライン７１及び縦検出ライン７０におけるそれぞれの瞳孔エッジの中央の交点として検出できる。６２は検出された瞳孔中心を示す。６１は前眼部画像に含まれるアライメント指標像を示す。瞳孔検出部５３は指標像６１の中心を検出し、これを基準とした瞳孔中心６２の位置情報（偏位）を検出する。
【００２６】
図６（ｂ）は明所視での前眼部画像である。瞳孔検出部５３は同様に明所視における瞳孔エッジから瞳孔形状を得る。また、アライメント指標像６１を検出し、瞳孔中心６３を検出する。そして指標像６１を基準とした瞳孔中心６３の位置情報を得る。
【００２７】
なお、瞳孔中心の検出において、縦及び横の検出ラインは指標像を中心にしてその近傍の瞳孔エッジ位置座標を複数設定し、平均化処理することが好ましい。また、画像中央を中心とした縦、横検出ラインを設定して瞳孔エッジを求めて瞳孔中心を求めても良い。また、瞳孔のアウトラインを画像処理によって求めておき、このアウトラインに外接する四角形を求め、この四角形の対角線の交点を瞳孔中心としてもよい。
【００２８】
また、患者眼の角膜中心と撮像光軸（測定光軸）とのアライメントが完了した時、両者が充分に一致した状態であれば、必ずしも指標像６１は検出しなくても良く、この場合は画像中央等の所定位置を基準として瞳孔中心６２の偏位を検出すれば良い。具体的にはオートアライメント機構を採用している場合である。
【００２９】
次に、瞳孔検出部５３は、指標像６１を基準とした瞳孔中心６２の位置と瞳孔中心６３の位置を比較し、明所視の瞳孔中心６３の位置に対する暗所視の瞳孔中心６２のズレ量（変動情報）を求める。このズレ量は明所視の瞳孔中心６３を原点とした曲座標やＸＹ座標等にて求めればよい。得られたズレ量はアライメント位置補正情報として記憶部４５に記憶される。
【００３０】
また、暗所視と明所視の瞳孔の比較情報がモニタ３９に表示される。すなわち、ここでは、両者の瞳孔中心のズレ及び瞳孔形状の変化を視覚的に示すために、瞳孔中心６２、６３と暗所視における瞳孔エッジラインとがグラフィックでモニタ３９に表示される。図７はその表示例であり、明所視の前眼部画像を基に、暗所視での瞳孔エッジラインをグラフィック表示している。両者の位置を合わせる基準は指標像６１である。また、両者の瞳孔形状（瞳孔径）や瞳孔中心のずれ情報が数値表示される。暗所視及び明所視の瞳孔径の情報は、アブレーション領域のサイズの決定に利用することができる。
【００３１】
このように求められた明所視と暗所視の瞳孔情報及び両者の変動情報は、アブレーション量のデータと共に記憶部４５に記憶される。その記憶情報は、通信ポート５９ｂやフロッピィディスクドライブ５９ａに入れられたフロッピィディスクを介して出力され、角膜手術装置２００側の持つコンピュータに入力される。
【００３２】
なお、屈折力測定機構と角膜形状測定機構は別々の眼科装置に分離しても良い。同様に、暗所視と明所視の前眼部を撮影する機構も別々の眼科装置に分離したものであっても良い。また、これらの場合、コンピュータに測定データによるアブレーション量の解析や、画像処理による瞳孔検出は、パーソナルコンピュータ（図３のアブレーション量解析５４、瞳孔検出部５３、マウス５７やキーボード５８の入力手段、通信ポート５９ｂ、ＦＤＤ５９ａ、モニタ等を持つ眼科装置）で行うことでも良い。パーソナルコンピュータには、測定データや暗所視及び明所視で撮影した前眼部画像を入力する。パーソナルコンピュータは解析結果や瞳孔情報の比較結果（変動情報）をモニタに表示（出力）する。
【００３３】
次に、角膜手術装置２００について説明する。図８は角膜手術装置２００の外観略図、図９は光学系を示す図である。
手術装置本体２０１の内部に配置されたエキシマレーザ光源２１０からのレーザ光はミラー等の光学系を通り、アーム部２０２に導かれる。アーム部２０２は、図８におけるＸ方向、Ｙ方向に移動可能である。アーム先端部２０５はＺ方向に移動可能である。各方向の移動はモータ等からな駆動部２５１，２５２，２５３により行われる。２０６はコントローラであり、ジョイスティックや各種スイッチが配置されている。２０９は必要な手術条件の各種データ入力やレーザ照射制御データの演算、表示、記憶等を行うコンピュータである。３００は患者用のベットであり、患者は横臥位の状態で手術を受ける。
【００３４】
レーザ照射光学系は、図９に示すミラー２１１、ミラー２１２、スキャンミラー２１３（レーザビームをガウシアン分布方向に平行移動する平面ミラー）、イメージローテータ２１５、ミラー２１７、可変円形アパーチャ２１８、スリットアパーチャ２２０、ミラー２２２、ミラー２２３、投影レンズ２２４、ダイクロイックミラー２２５を備える。また、スリットアパーチャ２２０とミラー２２２との間の光路には、複数個の円形小アパーチャを持つ分割アパーチャ板２６０が挿脱可能に配置されている。分割アパーチャ板２６０は分割シャッタ２６５との組み合わせにより、レーザビームの長手方向を選択的に分割するようになっている。分割アパーチャ板２６０が持つ円形小アパーチャを分割シャッタ２６５が持つシャッタ板によって選択的に開閉することにより、矩形レーザビームの長手方向を選択的に分割して照射するできる。分割アパーチャ板２６０及び分割シャッタ２６５は駆動部２６８により、レーザ光軸の垂直な平面内で移動可能となっている。
【００３５】
ダイクロイックミラー２２５の上方には固視灯２２６、対物レンズ２２７、顕微鏡部２０３が配置される。術眼は可視光源２４７により照明され、術者は顕微鏡部２０３により術眼を観察する。顕微鏡部２０３の双眼光路の間（対物レンズ２２７の光軸上）にはミラー２３０が配置されており、ミラー２３０の反射側光路には結像レンズ２３１、ミラー２３２、赤外透過フィルタ２３５、ＣＣＤカメラ２３３が順次配置されている。ＣＣＤカメラ２３３は赤外光源２４６に照明された前眼部を撮像し、瞳孔位置検出系を構成する。ＣＣＤカメラ２３３の出力は、画像処理部２３４に接続されている。Ｌはレーザ照射の基準軸を示す。
【００３６】
コントローラ２０６のスイッチにより自動アライメント及び自動追尾モードにする。画像処理部２３４はカメラ２３３に撮像された前眼部画像を基に、図６の場合と同様な処理をして瞳孔中心を検知する。角膜手術装置２００は明るい部屋にて使用されており、また、術眼は可視の照明光源２４７に照明されているため、術眼は明所視状態に置かれている。したがって、手術時に検知される瞳孔中心は明所視での瞳孔中心となる。制御部２５０は、カメラ２３３により検知される瞳孔中心に基づいてアーム部２０２を移動制御してアライメントする。このとき、制御部２５０は、コンピュータ２０９に入力されたアライメント位置補正情報に基づき、カメラ２３３により検知される瞳孔中心の位置に対して、暗所視での瞳孔中心となるように照射基準軸Ｌをオフセットしてアライメントする。そして、制御部２５０はアブレーション量のデータに基づいて、スキャンミラー２１３、イメージローテータ２１５、可変円形アパーチャ２１８、スリットアパーチャ２２０、分割アパーチャ板２６０、分割シャッタ２６５の駆動部２１４、２１６、２１９、２２１、２６８等を制御してレーザ光を術眼に照射する。術眼が移動したときには、カメラ２３３による瞳孔位置の検知情報に基づいてアーム部２０２が移動され、自動追尾が行われる。
【００３７】
このように角膜手術装置２００のアライメント位置を明所視における瞳孔中心から暗所視における瞳孔中心へオフセットすることにより、暗所視における瞳孔の中心を基準とした所定領域をアブレーションすることとなる。このため、明所視での瞳孔中心に合わせたアブレーションに比べ、術後に生じ易い夜間時のハロー、グレアー等を抑制することができる。
【００３８】
また、屈折力矯正手術は患者が横になった状態（寝た状態）にて行われるため、眼の回旋が起こる。このため座った状態で得られる患者眼の角膜切除量データに、寝た際に生じる患者眼の回旋情報（回旋角度情報）を加味させることによって、より精度の良いアブレーションが行われる。眼の回旋角度の情報は、座っている時の患者眼の状態と寝ている時の患者眼の状態とから眼の回旋角度を術者が予め求めておき、この回旋角度情報をコンピュータ２０９に入力させておけばよい。また、座っている状態で撮影された前眼部像の特徴点を抽出しておき、寝ている状態で撮像されている前眼部像と比較することによって患者眼の回旋角度を求めることもできる（本出願人による特願2001−276208号を参照）。本実施の形態においては明所視と暗所視の前眼部像において、撮影時の頭部の傾きは無視できるものとして説明したが、傾きを補正する場合には前記のような前眼部像の特徴点を抽出する方法で明所視、暗所視の前眼部像の傾き補正をした後で、一連の処理手順を実行することができる。
【００３９】
また、本実施の形態では眼屈折力測定時に暗所視の前眼部像を撮像し、角膜形状の測定時に明所視の前眼部像を撮像するものとしているが、これに限るものではない。例えばモード切替スイッチ４０を使用して、暗所視、明所視における前眼部像の撮影モードを独自に設けることもできる。
【００４０】
このように単独で前眼部像を撮影するモードを設定する場合、例えば暗所視での撮影モードでは、患者が固視標２９を注視できる範囲で固視光源３０の光量を減光させると共にプラチドリング照明用の可視光源１０３を消灯しておくことにより、患者眼の瞳孔を散大させることができる。また、明所視での撮影モードでは、屈折矯正手術時における患者眼の瞳孔の縮瞳状態と同程度の縮瞳状態となるように、可視光源１０３及び固視光源３０の光量を設定することができる。このような刺激光の調光制御を行うことにより、さらに正確なアライメント位置補正情報を得ることができる。
【００４１】
さらに本実施の形態では、角膜上の視標像を撮影光軸（測定光軸）に合わせて前眼部像の撮影を行ったが、これに限るものではなく、瞳孔中心に撮影光軸を合わせて撮影を行う方法であってもよい。以下に瞳孔中心に撮影光軸を合わせて撮影を行う方法にてアライメント位置補正情報を求める方法を説明する。ここでは前述した実施の形態で用いた眼科装置を使用するものとする。
【００４２】
初めにモニタ３９に表示されている暗所視の瞳孔中心に撮影光軸を目視にて合わせ、前眼部像を撮像しておく。瞳孔検出部５３は撮像された暗所視の前眼部像から角膜の境界（角膜のアウトライン）を画像処理によって求め、その中心座標を算出する。次に瞳孔検出部５３は撮像された暗所視の瞳孔中心を前述の実施形態と同様の方法にて求める。このとき瞳孔検出部５３は角膜のアウトラインから算出した中心座標を基準に暗所視の瞳孔中心位置を算出する。
【００４３】
次に、明所視の前眼部像を撮像し、同様の方法にて角膜のアウトラインから算出した中心座標を基準に明所視の瞳孔中心を算出する。暗所視の瞳孔中心と明所視の瞳孔中心とのズレ量は、暗所視及び明所視の前眼部像から得られた角膜のアウトラインの中心を一致させることにより算出することができる。得られたズレ量は前述した実施の形態と同様に、アライメント位置補正情報として使用することができる。
【００４４】
また、本実施の形態では屈折力測定と角膜形状測定の機能を有した眼科装置で説明したが、これに限るものではなく、暗所視、明所視の瞳孔中心を求めることのできる眼科装置であればよい。
【００４５】
また、瞳孔中心の変動情報を求めるだけでなく、暗所視及び明所視での瞳孔径の大きさも算出することができるため、その情報をコンタクトレンズ設計等に使用することもできる。例えば、レンズ幾何学中心に対して同心円上に遠用度数を有する曲面と近用度数を有する曲面とを交互に形成させるような多焦点コンタクトレンズでは、暗所視及び明所視での瞳孔径の大きさや瞳孔中心の位置を参酌して、その光学中心をレンズ幾何学中心から偏位させて設計することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、明所視と暗所視での瞳孔の変動情報を的確に得ることができる。このため、得られた瞳孔変動情報を基に屈折力矯正手術時のアライメント位置補正やコンタクトレンズの設計に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における眼科装置の外観を示した図である。
【図２】本実施形態における眼科装置の光学系を示した図である。
【図３】本実施形態における眼科装置の制御系を示したブロック図である。
【図４】受光素子の配置関係を示した図である。
【図５】モニタに表示される前眼部像を用いてアライメントするための方法を示す図である。
【図６】撮像された前眼部像から瞳孔中心を求めるための方法を示した図である。
【図７】明所視と暗所視における瞳孔中心のズレをモニタに表示する例を示した図である。
【図８】角膜手術装置の外観構成を示す図である。
【図９】角膜手術装置の光学系を示す図である。
【符号の説明】
３０ 照明光源
３４ アライメント用光源
３８ ＣＣＤカメラ
３９ モニタ
４０ モード切換スイッチ
４３ 画像メモリ
４５ 記憶部
５０ 制御部
５３ 瞳孔検出部
６０ 照準マーカ
１０１ 角膜形状測定用光学系
１０３ 照明光源
１０５ 前眼部照明光源
１１０ 指標投影光学系
１１５ 指標検出光学系
１２２ 光源
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼科医院等で使用される眼科装置及び角膜手術装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
眼科医院においては、瞳孔形状や瞳孔位置の情報を得ることが必要となることがある。例えば、レーザビームにより角膜をアブレーションして屈折矯正を行う角膜手術においては、通常、レーザビームの照射基準軸を瞳孔中心に位置合わせすることで行っている。
また、異なるレンズ度数が光学中心軸を共通にして同心円的に設けられた多焦点コンタクトレンズでは、光学中心軸をレンズ幾何学中心に対して偏心させているものがある。この偏心量は瞳孔中心を考慮して決定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような角膜手術では、術者は明るい手術室で、可視光により照明された患者眼を観察しながら手術を行う。この場合、患者眼は明所視状態（眼が縮瞳している状態）にあり、この明所視での瞳孔中心に合わせてレーザ照射を行っている。しかし、人によっては明所視での瞳孔中心と暗所視（眼が散大している状態）での瞳孔中心とは必ずしも一致しないことがある。従来はこうした明所視と暗所視での瞳孔位置の変動が考慮されていなかったので、明所視での瞳孔中心を基準にしたレーザ照射では、暗所視でのハロー、グレアーの要因となりやすい。
また、上記のような多焦点コンタクトレンズを決める場合において、明所視と暗所視における瞳孔中心の変動は考慮されていなかった。
【０００４】
上記従来技術の問題点に鑑み、明所視と暗所視での瞳孔の変動情報を的確に得ることができる眼科装置、及びその変動情報を考慮した手術が行える角膜手術装置を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 明所視状態に置かれた被検眼の前眼部像を撮像する第１撮像手段と、暗所視状態に置かれた被検眼の前眼部像を撮像する第２撮像手段と、被検眼と前記第１撮像手段及び第２撮像手段とを所定の関係にアライメントするアライメント手段と、前記第１及び第２撮像手段により撮像された各画像を処理して，アライメントされた前眼部像の所定の基準位置に対する瞳孔位置の偏位情報をそれぞれの瞳孔情報として検出する検出手段と、該検出された両者の瞳孔情報を比較する比較手段と、該比較結果を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。
（２） レーザ光を角膜に照射する照射光学系を持ち、レーザ光の照射により角膜の形状を変える角膜手術装置において、暗所視状態で撮像された前眼部画像と明所視状態で撮像された前眼部画像との比較に基づいて求められる両者の瞳孔位置の変動情報を入力する入力手段と、手術時に明所視状態に置かれた患者眼の瞳孔位置を検知する瞳孔検知手段と、該検知結果に基づいて前記照射光学系をアライメントするアライメント手段と、前記入力手段により入力された瞳孔位置の変動情報に基づいて前記アライメント手段のアライメント位置を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る眼科装置の外観略図である。図１（ａ）は被検者側正面図であり、図１（ｂ）は側面図である。
１は固定基台であり、固定基台１には被検者の頭部を固定するための頭部支持部２が固設されている。５は測定光学系やアライメント光学系等が収納された測定部であり、測定部５の被検者に対向する側の略左右中央には測定光束等が通過する測定窓５ａが設けられている。測定部５を搭載する本体部３はジョイスティック４を前後左右に倒すことにより、固定基台１上を前後左右（Ｚ、Ｘ方向）に移動する。また、ジョイスティック４に設けられた回転ノブ４ａを回転操作することにより、モータ等からなるＹ（上下）方向駆動装置が作動し、測定部５は本体部３に対して上下（Ｙ方向）に移動する。
３９はカラーのモニタであり、観察用の被検眼像やアライメント情報、測定結果等の検者への報知情報が表示される。
【０００７】
図２は測定部５に収納される光学系を示す図である。１０１は角膜形状測定用の光束を投光する光学系である。１０２は中央部に開口を持つ略半球状のプラチド板であり、光軸Ｌ１を中心にした同心円の多数の透光部と遮光部を持つリングパターンが形成されている。１０３は可視光を発するＬＥＤ等の照明光源で、光源１０３を発した光は反射板１０４で反射され、プラチド板１０２を背後からほぼ均一に照明するようになっている。被検眼角膜にはリングパターン像が投影される。プラチド板１０２の外周には近赤外光を発する前眼部照明光源１０５が設けられている。
【０００８】
反射板１０４の背後には、光源１１１とレンズ１１２を備える作動距離検出用の指標投影光学系１１０、レンズ１１６と位置検出素子１１７を備える指標検出光学系１１５が配置されている。光源１１１からの光はレンズ１１２によって略平行光束にされ、反射板１０４及びプラチド板１０２に設けられた開口を通って患者眼角膜に斜め方向から照射され、角膜に光源１１１の指標像が投影される。角膜に形成された指標像の光束はプラチド板１０２及び反射板１０４に設けられた開口を通り、指標検出光学系１１５のレンズ１１６を介して位置検出素子１１７に入射する。位置検出素子１１７に入射した指標像の位置から装置に対する被検眼の作動距離のアライメント状態が検出される。
【０００９】
光軸Ｌ１の後方には眼屈折力測定光学系１２０が設けられている。眼屈折力測定光学系１２０は、スリット投影光学系１２１とスリット像受光光学系１３１から構成される。スリット投影光学系１２１の光源１２２を発した近赤外光束は、回転セクター１２３に設けられたスリット開口を照明する。回転セクター１２３の回転により走査されるスリット光束は、投影レンズ１２４、制限絞り１２５を経た後、ビームスプリッタ１２６で反射される。その後、固視光学系及び観察光学系の光軸を同軸にするビームスプリッタ２５を透過して、被検眼Ｅの角膜近傍で集光した後、眼底に投光される。
【００１０】
スリット像受光光学系１３１は、光軸Ｌ１上に設けられた受光レンズ１３２、ミラー１３３、ミラー１３３により反射される光軸Ｌ２上に設けられた絞り１３４及び受光部１３５を備える。絞り１３４は受光レンズ１３２の後側焦点位置に配置される。受光部１３５はその受光面に、受光レンズ１３２に関して被検眼角膜と略共役な位置に位置する８個の受光素子１３６ａ〜１３６ｈを有している。この内の受光素子１３６ａ〜１３６ｆは受光面の中心（光軸Ｌ２）を通る直線上に位置し、受光素子１３６ａと１３６ｂ、受光素子１３６ｃと１３６ｄ、受光素子１３６ｅと１３６ｆがそれぞれ受光面の中心に対して対称になるように設けられている。この３対の受光素子は、角膜の経線方向の各位置に対応した屈折力を検出できるように、その配置距離が設定されている（図４上では、角膜上における等価サイズとして示している）。一方、受光素子１３６ｇと１３６ｈは、光軸Ｌ２を中心にして受光素子１３６ａ〜１３６ｆと直交する直線上で対称になるように設けられている。
【００１１】
この眼屈折力測定光学系１２０では、モータやギヤ等から構成される回転機構により、回転セクター１２３と受光部１３５がそれぞれ光軸回りに同期して回転するようになっている。
【００１２】
ビームスプリッタ２５により光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ３上には、ハーフミラー２６、２７、レンズ２８、固視標２９、可視の照明光源３０が配置されている。固視標２９は中央に固視点を持ち、その周りは可視光を透過する構成としている。また、レンズ２８は光軸Ｌ３方向に移動可能であり、被検眼に固視させる固視標２９の位置を変更し、眼屈折力測定時に被検眼に雲霧をかけたり、調節負荷を与える。
ハーフミラー２７により光軸Ｌ３と同軸にされる光軸Ｌ４上にはレンズ３３、アライメント用光源３４が配置されており、光源３４の点灯により被検眼角膜に上下左右方向のアライメント用の指標光束が投光される。
【００１３】
また、ハーフミラー２６により光軸Ｌ３と同軸にされる光軸Ｌ５上には、レンズ３５、撮像素子であるＣＣＤカメラ３８が配置されており、ＣＣＤカメラ３８は被検眼からの反射光を受光する。ＣＣＤカメラ３８からの出力はモニタ３９に入力され、撮影像が表示される。ＣＣＤカメラ３８は前眼部観察用及びアライメント指標像の検出用として使用される他、プラチドリング像の検出用として兼用され、アライメント光学系及び角膜形状測定光学系の一部を構成する。
【００１４】
次に、装置の動作を図３に示す制御系のブロック構成図を使用して説明する。本装置は、角膜形状測定と眼屈折力測定を行い、両者の測定データから屈折矯正手術のための角膜切除量を解析する機能を有している。また、本装置は明所視及び暗所視での瞳孔形状や瞳孔中心等の瞳孔情報を得て、その変動情報を求める機能を有している。瞳孔情報や変動情報は角膜手術装置にてアブレーションを行う際に、患者眼に対する治療光のアライメント位置を決定させるためのアライメント位置補正情報として使用される。
【００１５】
まず、眼屈折力測定時の動作について説明する。モード切替スイッチ４０によって屈折力測定モードにする。
検者は照明光源３０によって照明される固視標２９を患者に注視させておき、図５に示すモニタ３９に表示される前眼部像を観察して、ジョイスティック４等の操作で測定部５のＸＹＺ移動によってアライメントを行う。ＸＹ方向のアライメントは、光源３４により角膜光学系で定まる光学中心（以下、角膜中心とするが、これはほぼ視軸中心として扱うこともできる。）に形成される指標像６１を、モニタ３９に表示される照準マーカー６０（図５参照）の中心に位置するようにする。モニタ３９上の照準マーカー６０は電気的に形成することができ、照準マーカー６０の中心とＣＣＤカメラ３８の撮像光軸（測定光軸）は一致するように、予め調整されている。Ｚ方向のアライメントは、位置検出素子１１７によって得られる作動距離方向の偏位情報に基づき、制御部５０の制御によってモニタ３９上に位置合わせのためのインジケータが表示されるので、検者はインジケータにしたがって本体部３をＺ方向に移動して調整する。
【００１６】
アライメント調整ができたら、検者は測定スイッチ４１を押す。測定スイッチ４１が押されると、眼屈折力測定光学系１２０による眼屈折力測定が実行されると共に、その測定の直前又は直後にＣＣＤカメラ３８で撮像された前眼部像が画像メモリ４３に記憶される。眼屈折力演算部５１は、受光部１３５が持つ各受光素子からの出力信号の位相差に基づいて眼屈折力分布を得る。屈折力分布測定は、本出願人による特開平１０−１０８８３７号公報と基本的に同じであるので、詳細はこれを参照されたい。
【００１７】
このとき画像メモリ４３に記憶された前眼部像は、患者眼の瞳孔が散大した状態（暗所視の状態）での前眼部像が得られている。眼屈折力測定においては、広い範囲の屈折力分布を得るために、かろうじて新聞の字が読める程度の暗所で自然散瞳状態で瞳が大きく開くことが好ましい。また、固視標を呈示する光源３０の光量も、患者眼が固視標を視認できる程度の明るさとし、縮瞳を起こさない光量に調節（減光）する。光源３０の光量調節は制御部５０が行う。
【００１８】
次に角膜形状の測定時の動作について説明する。測定に当たり、モード切替スイッチ４０によって角膜形状測定モードを選択する。検者は光源１０５に照明された被検眼の前眼部像をモニタ３９により観察しながら、眼屈折力測定時と同様にアライメントを行う。
【００１９】
アライメントを完了させた後、測定スイッチ４１が押されると、照明光源１０３が所定時間点灯されてプラチドリングが被検眼角膜に投影される。また、光源３の光量を最大の明るさで点灯する。このプラチドリングが投影された前眼部はＣＣＤカメラ３８によって撮像され、その前眼部像が画像メモリ４３に記憶される。このときプラチドリング照明用の光源１０３及び光源３０は可視光であるので、プラチドリングの投影及び光源３０の点灯により患者眼の瞳孔は縮瞳される。明所視状態での前眼部像はプラチドリングが投影された像であっても良いが、プラチドリング像を撮像した直後に光源１０３を消灯して角膜形状測定用の画像とは別に得るようにしても良い。光源１０３の点灯は、縮瞳が起きる時間を考慮して点灯しておく。画像メモリ４３には瞳孔が縮瞳した明所視状態での前眼部像が記憶される。
【００２０】
なお、このときに患者眼に可視の刺激光を与える光源１０３及び３０の光量は、後述する角膜手術装置を使用して屈折矯正手術を行う際の瞳孔の縮瞳状態と同じ程度の縮瞳状態が得られる光量であることが好ましい。
【００２１】
角膜形状演算部５２は画像メモリ４３に記憶されたプラチドリング画像を画像処理して、プラチドリング像のエッジ検出を行う。そして、所定の角度（１度）ステップ毎に角膜中心に対する各エッジ位置を得ることより角膜曲率分布を求める。
【００２２】
以上のようにして同一被検眼における角膜曲率分布の測定データと眼屈折力分布の測定データが得られたら、モニタ３９に表示される指示に従って、制御部５０に接続されたキーボード５８やマウス５７を操作することにより、アブレーション領域のサイズデータや矯正量のデータを入力する。アブレーション量解析部５４は両者の測定データと入力データからアブレーション量を解析する（この解析については、特開平11-342152号公報を参照）。各測定データ及びアブレーション量の解析結果はモニタ３９上に表示される。
【００２３】
なお、測定は屈折力分布を求めるものとしたが、これは波面収差分布を測定するものでも良い（USP.6,086,204に示された測定）。屈折力分布は波面収差の形に置きかえることができるので、両者は等価と言える。
【００２４】
また、暗所視と明所視の前眼部像が得られると、瞳孔検出部５３によって、画像メモリ４９に記憶された明所視と暗所視における前眼部像が各々画像処理され、各々の瞳孔形状と瞳孔位置（瞳孔中心）が検出される。図６は瞳孔検出部５３によって暗所視及び明所視での瞳孔中心を求め、アライメント位置補正情報を得るための方法を示した図である。
【００２５】
図６（ａ）は眼屈折力測定時にて撮像された暗所視における前眼部画像である。瞳孔検出部５３は前眼部画像の光量分布から瞳孔８０のエッジを検出し、瞳孔形状を得る。また、瞳孔中心位置は、アライメント指標像中心を通る横検出ライン７１及び縦検出ライン７０におけるそれぞれの瞳孔エッジの中央の交点として検出できる。６２は検出された瞳孔中心を示す。６１は前眼部画像に含まれるアライメント指標像を示す。瞳孔検出部５３は指標像６１の中心を検出し、これを基準とした瞳孔中心６２の位置情報（偏位）を検出する。
【００２６】
図６（ｂ）は明所視での前眼部画像である。瞳孔検出部５３は同様に明所視における瞳孔エッジから瞳孔形状を得る。また、アライメント指標像６１を検出し、瞳孔中心６３を検出する。そして指標像６１を基準とした瞳孔中心６３の位置情報を得る。
【００２７】
なお、瞳孔中心の検出において、縦及び横の検出ラインは指標像を中心にしてその近傍の瞳孔エッジ位置座標を複数設定し、平均化処理することが好ましい。また、画像中央を中心とした縦、横検出ラインを設定して瞳孔エッジを求めて瞳孔中心を求めても良い。また、瞳孔のアウトラインを画像処理によって求めておき、このアウトラインに外接する四角形を求め、この四角形の対角線の交点を瞳孔中心としてもよい。
【００２８】
また、患者眼の角膜中心と撮像光軸（測定光軸）とのアライメントが完了した時、両者が充分に一致した状態であれば、必ずしも指標像６１は検出しなくても良く、この場合は画像中央等の所定位置を基準として瞳孔中心６２の偏位を検出すれば良い。具体的にはオートアライメント機構を採用している場合である。
【００２９】
次に、瞳孔検出部５３は、指標像６１を基準とした瞳孔中心６２の位置と瞳孔中心６３の位置を比較し、明所視の瞳孔中心６３の位置に対する暗所視の瞳孔中心６２のズレ量（変動情報）を求める。このズレ量は明所視の瞳孔中心６３を原点とした曲座標やＸＹ座標等にて求めればよい。得られたズレ量はアライメント位置補正情報として記憶部４５に記憶される。
【００３０】
また、暗所視と明所視の瞳孔の比較情報がモニタ３９に表示される。すなわち、ここでは、両者の瞳孔中心のズレ及び瞳孔形状の変化を視覚的に示すために、瞳孔中心６２、６３と暗所視における瞳孔エッジラインとがグラフィックでモニタ３９に表示される。図７はその表示例であり、明所視の前眼部画像を基に、暗所視での瞳孔エッジラインをグラフィック表示している。両者の位置を合わせる基準は指標像６１である。また、両者の瞳孔形状（瞳孔径）や瞳孔中心のずれ情報が数値表示される。暗所視及び明所視の瞳孔径の情報は、アブレーション領域のサイズの決定に利用することができる。
【００３１】
このように求められた明所視と暗所視の瞳孔情報及び両者の変動情報は、アブレーション量のデータと共に記憶部４５に記憶される。その記憶情報は、通信ポート５９ｂやフロッピィディスクドライブ５９ａに入れられたフロッピィディスクを介して出力され、角膜手術装置２００側の持つコンピュータに入力される。
【００３２】
なお、屈折力測定機構と角膜形状測定機構は別々の眼科装置に分離しても良い。同様に、暗所視と明所視の前眼部を撮影する機構も別々の眼科装置に分離したものであっても良い。また、これらの場合、コンピュータに測定データによるアブレーション量の解析や、画像処理による瞳孔検出は、パーソナルコンピュータ（図３のアブレーション量解析５４、瞳孔検出部５３、マウス５７やキーボード５８の入力手段、通信ポート５９ｂ、ＦＤＤ５９ａ、モニタ等を持つ眼科装置）で行うことでも良い。パーソナルコンピュータには、測定データや暗所視及び明所視で撮影した前眼部画像を入力する。パーソナルコンピュータは解析結果や瞳孔情報の比較結果（変動情報）をモニタに表示（出力）する。
【００３３】
次に、角膜手術装置２００について説明する。図８は角膜手術装置２００の外観略図、図９は光学系を示す図である。
手術装置本体２０１の内部に配置されたエキシマレーザ光源２１０からのレーザ光はミラー等の光学系を通り、アーム部２０２に導かれる。アーム部２０２は、図８におけるＸ方向、Ｙ方向に移動可能である。アーム先端部２０５はＺ方向に移動可能である。各方向の移動はモータ等からな駆動部２５１，２５２，２５３により行われる。２０６はコントローラであり、ジョイスティックや各種スイッチが配置されている。２０９は必要な手術条件の各種データ入力やレーザ照射制御データの演算、表示、記憶等を行うコンピュータである。３００は患者用のベットであり、患者は横臥位の状態で手術を受ける。
【００３４】
レーザ照射光学系は、図９に示すミラー２１１、ミラー２１２、スキャンミラー２１３（レーザビームをガウシアン分布方向に平行移動する平面ミラー）、イメージローテータ２１５、ミラー２１７、可変円形アパーチャ２１８、スリットアパーチャ２２０、ミラー２２２、ミラー２２３、投影レンズ２２４、ダイクロイックミラー２２５を備える。また、スリットアパーチャ２２０とミラー２２２との間の光路には、複数個の円形小アパーチャを持つ分割アパーチャ板２６０が挿脱可能に配置されている。分割アパーチャ板２６０は分割シャッタ２６５との組み合わせにより、レーザビームの長手方向を選択的に分割するようになっている。分割アパーチャ板２６０が持つ円形小アパーチャを分割シャッタ２６５が持つシャッタ板によって選択的に開閉することにより、矩形レーザビームの長手方向を選択的に分割して照射するできる。分割アパーチャ板２６０及び分割シャッタ２６５は駆動部２６８により、レーザ光軸の垂直な平面内で移動可能となっている。
【００３５】
ダイクロイックミラー２２５の上方には固視灯２２６、対物レンズ２２７、顕微鏡部２０３が配置される。術眼は可視光源２４７により照明され、術者は顕微鏡部２０３により術眼を観察する。顕微鏡部２０３の双眼光路の間（対物レンズ２２７の光軸上）にはミラー２３０が配置されており、ミラー２３０の反射側光路には結像レンズ２３１、ミラー２３２、赤外透過フィルタ２３５、ＣＣＤカメラ２３３が順次配置されている。ＣＣＤカメラ２３３は赤外光源２４６に照明された前眼部を撮像し、瞳孔位置検出系を構成する。ＣＣＤカメラ２３３の出力は、画像処理部２３４に接続されている。Ｌはレーザ照射の基準軸を示す。
【００３６】
コントローラ２０６のスイッチにより自動アライメント及び自動追尾モードにする。画像処理部２３４はカメラ２３３に撮像された前眼部画像を基に、図６の場合と同様な処理をして瞳孔中心を検知する。角膜手術装置２００は明るい部屋にて使用されており、また、術眼は可視の照明光源２４７に照明されているため、術眼は明所視状態に置かれている。したがって、手術時に検知される瞳孔中心は明所視での瞳孔中心となる。制御部２５０は、カメラ２３３により検知される瞳孔中心に基づいてアーム部２０２を移動制御してアライメントする。このとき、制御部２５０は、コンピュータ２０９に入力されたアライメント位置補正情報に基づき、カメラ２３３により検知される瞳孔中心の位置に対して、暗所視での瞳孔中心となるように照射基準軸Ｌをオフセットしてアライメントする。そして、制御部２５０はアブレーション量のデータに基づいて、スキャンミラー２１３、イメージローテータ２１５、可変円形アパーチャ２１８、スリットアパーチャ２２０、分割アパーチャ板２６０、分割シャッタ２６５の駆動部２１４、２１６、２１９、２２１、２６８等を制御してレーザ光を術眼に照射する。術眼が移動したときには、カメラ２３３による瞳孔位置の検知情報に基づいてアーム部２０２が移動され、自動追尾が行われる。
【００３７】
このように角膜手術装置２００のアライメント位置を明所視における瞳孔中心から暗所視における瞳孔中心へオフセットすることにより、暗所視における瞳孔の中心を基準とした所定領域をアブレーションすることとなる。このため、明所視での瞳孔中心に合わせたアブレーションに比べ、術後に生じ易い夜間時のハロー、グレアー等を抑制することができる。
【００３８】
また、屈折力矯正手術は患者が横になった状態（寝た状態）にて行われるため、眼の回旋が起こる。このため座った状態で得られる患者眼の角膜切除量データに、寝た際に生じる患者眼の回旋情報（回旋角度情報）を加味させることによって、より精度の良いアブレーションが行われる。眼の回旋角度の情報は、座っている時の患者眼の状態と寝ている時の患者眼の状態とから眼の回旋角度を術者が予め求めておき、この回旋角度情報をコンピュータ２０９に入力させておけばよい。また、座っている状態で撮影された前眼部像の特徴点を抽出しておき、寝ている状態で撮像されている前眼部像と比較することによって患者眼の回旋角度を求めることもできる（本出願人による特願2001−276208号を参照）。本実施の形態においては明所視と暗所視の前眼部像において、撮影時の頭部の傾きは無視できるものとして説明したが、傾きを補正する場合には前記のような前眼部像の特徴点を抽出する方法で明所視、暗所視の前眼部像の傾き補正をした後で、一連の処理手順を実行することができる。
【００３９】
また、本実施の形態では眼屈折力測定時に暗所視の前眼部像を撮像し、角膜形状の測定時に明所視の前眼部像を撮像するものとしているが、これに限るものではない。例えばモード切替スイッチ４０を使用して、暗所視、明所視における前眼部像の撮影モードを独自に設けることもできる。
【００４０】
このように単独で前眼部像を撮影するモードを設定する場合、例えば暗所視での撮影モードでは、患者が固視標２９を注視できる範囲で固視光源３０の光量を減光させると共にプラチドリング照明用の可視光源１０３を消灯しておくことにより、患者眼の瞳孔を散大させることができる。また、明所視での撮影モードでは、屈折矯正手術時における患者眼の瞳孔の縮瞳状態と同程度の縮瞳状態となるように、可視光源１０３及び固視光源３０の光量を設定することができる。このような刺激光の調光制御を行うことにより、さらに正確なアライメント位置補正情報を得ることができる。
【００４１】
さらに本実施の形態では、角膜上の視標像を撮影光軸（測定光軸）に合わせて前眼部像の撮影を行ったが、これに限るものではなく、瞳孔中心に撮影光軸を合わせて撮影を行う方法であってもよい。以下に瞳孔中心に撮影光軸を合わせて撮影を行う方法にてアライメント位置補正情報を求める方法を説明する。ここでは前述した実施の形態で用いた眼科装置を使用するものとする。
【００４２】
初めにモニタ３９に表示されている暗所視の瞳孔中心に撮影光軸を目視にて合わせ、前眼部像を撮像しておく。瞳孔検出部５３は撮像された暗所視の前眼部像から角膜の境界（角膜のアウトライン）を画像処理によって求め、その中心座標を算出する。次に瞳孔検出部５３は撮像された暗所視の瞳孔中心を前述の実施形態と同様の方法にて求める。このとき瞳孔検出部５３は角膜のアウトラインから算出した中心座標を基準に暗所視の瞳孔中心位置を算出する。
【００４３】
次に、明所視の前眼部像を撮像し、同様の方法にて角膜のアウトラインから算出した中心座標を基準に明所視の瞳孔中心を算出する。暗所視の瞳孔中心と明所視の瞳孔中心とのズレ量は、暗所視及び明所視の前眼部像から得られた角膜のアウトラインの中心を一致させることにより算出することができる。得られたズレ量は前述した実施の形態と同様に、アライメント位置補正情報として使用することができる。
【００４４】
また、本実施の形態では屈折力測定と角膜形状測定の機能を有した眼科装置で説明したが、これに限るものではなく、暗所視、明所視の瞳孔中心を求めることのできる眼科装置であればよい。
【００４５】
また、瞳孔中心の変動情報を求めるだけでなく、暗所視及び明所視での瞳孔径の大きさも算出することができるため、その情報をコンタクトレンズ設計等に使用することもできる。例えば、レンズ幾何学中心に対して同心円上に遠用度数を有する曲面と近用度数を有する曲面とを交互に形成させるような多焦点コンタクトレンズでは、暗所視及び明所視での瞳孔径の大きさや瞳孔中心の位置を参酌して、その光学中心をレンズ幾何学中心から偏位させて設計することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、明所視と暗所視での瞳孔の変動情報を的確に得ることができる。このため、得られた瞳孔変動情報を基に屈折力矯正手術時のアライメント位置補正やコンタクトレンズの設計に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における眼科装置の外観を示した図である。
【図２】本実施形態における眼科装置の光学系を示した図である。
【図３】本実施形態における眼科装置の制御系を示したブロック図である。
【図４】受光素子の配置関係を示した図である。
【図５】モニタに表示される前眼部像を用いてアライメントするための方法を示す図である。
【図６】撮像された前眼部像から瞳孔中心を求めるための方法を示した図である。
【図７】明所視と暗所視における瞳孔中心のズレをモニタに表示する例を示した図である。
【図８】角膜手術装置の外観構成を示す図である。
【図９】角膜手術装置の光学系を示す図である。
【符号の説明】
３０ 照明光源
３４ アライメント用光源
３８ ＣＣＤカメラ
３９ モニタ
４０ モード切換スイッチ
４３ 画像メモリ
４５ 記憶部
５０ 制御部
５３ 瞳孔検出部
６０ 照準マーカ
１０１ 角膜形状測定用光学系
１０３ 照明光源
１０５ 前眼部照明光源
１１０ 指標投影光学系
１１５ 指標検出光学系
１２２ 光源
Claims (2)
- 明所視状態に置かれた被検眼の前眼部像を撮像する第１撮像手段と、暗所視状態に置かれた被検眼の前眼部像を撮像する第２撮像手段と、被検眼と前記第１撮像手段及び第２撮像手段とを所定の関係にアライメントするアライメント手段と、前記第１及び第２撮像手段により撮像された各画像を処理して，アライメントされた前眼部像の所定の基準位置に対する瞳孔位置の偏位情報をそれぞれの瞳孔情報として検出する検出手段と、該検出された両者の瞳孔情報を比較する比較手段と、該比較結果を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
- レーザ光を角膜に照射する照射光学系を持ち、レーザ光の照射により角膜の形状を変える角膜手術装置において、暗所視状態で撮像された前眼部画像と明所視状態で撮像された前眼部画像との比較に基づいて求められる両者の瞳孔位置の変動情報を入力する入力手段と、手術時に明所視状態に置かれた患者眼の瞳孔位置を検知する瞳孔検知手段と、該検知結果に基づいて前記照射光学系をアライメントするアライメント手段と、前記入力手段により入力された瞳孔位置の変動情報に基づいて前記アライメント手段のアライメント位置を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする角膜手術装置。
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