JP3986408B2 - Non-contact tonometer - Google Patents

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JP3986408B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を圧縮して被検眼に吹付け、角膜の変形状態を検出することにより眼圧を測定する非接触式眼圧計に係り、さらに詳しくは脈拍変動に基づく脈波を検出し、検出した脈波と眼圧変動とを関連付けて眼圧を測定する非接触式眼圧計に関する。
【0002】
【従来技術】
眼圧は血液の脈拍変動に同期した変動が存在するが、非接触式眼圧計で時間的に無作為に測定した場合、脈拍変動のどの部分で測定されているか不明であり、正確な測定結果が得られにくい。そこで、脈拍変動に基づく脈波を脈波検出器により検出し、脈波の所望する位相位置に対応(同期)した眼圧を測定する眼圧計が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この眼圧計では、被検者の額を当接させる額当て部に脈波検出器を設けている。これは、被検者の眼に近い顔部分の方が、実際の眼圧変動に近い脈波が検出可能なためである。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−102174号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、額当て部に脈波検出器を設ける場合、被検者の額が脈波検出器に当接し、動かない状態で眼圧測定を開始することが重要である。脈波検出に際して、被検者の顔が動くと、外乱光の影響により安定した脈波信号が得られず、脈波の所望する位相位置に同期した眼圧測定が難しくなり、測定結果の信頼性も乏しくなる。
【0005】
また、通常、脈波の検出時にはその検出信号レベルに応じて検出感度(ゲイン)を調整するが、被検者の顔が動いた場合には、脈波の検出信号レベルも安定しないので、頻繁に感度を調整することになり、眼圧測定に時間が掛かることがある。検者が被検者の顔や眼の固定状態を確認して、脈波検出開始の信号を手動操作で入力することも考えられるが、これは検者にとって手間となる。
【0006】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、検者に手間を掛けず、脈波に関連付けた眼圧の測定時間の短縮ができ、また、信頼性の高い測定結果が得られる非接触式眼圧計を提供することを技術課題とする。
【0007】
【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) 被検者の脈波を検出し、検出された脈波に関連付けて眼圧を測定する非接触式眼圧計において、被検者の顔を支持する顔支持ユニットと、該顔支持ユニットに設けられた脈波検出器と、被検眼に光束を照射しその反射光を受光して被検眼を検出する被検眼検出手段と、該被検眼検出手段による検出結果に基づいて前記脈波検出器からの脈波検出信号の取得を開始する信号取得手段と、を備えることを特徴とする。
(2) (1)の非接触式眼圧計において、前記信号取得手段による脈波検出信号の取得開始は、前記脈波検出器から出力される脈波検出信号の検出感度の調整開始を含むことを特徴とする。
(3) (1)の被検眼検出手段は、被検眼に照射する光束としてアライメント指標を角膜に形成するためのアライメント光束を利用すると共に、被検眼角膜に形成された指標を基に被検眼が測定を開始できる状態にあるか否かを検出することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本実施例について図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る非接触式眼圧計の外観略図である。
基台13上には、測定部15を上部に備える移動台14が水平移動可能に搭載されており、移動台14はジョイステック19の操作により移動される。また、ジョイスティック19の回転ノブを操作することにより、測定部15が上下方向(Y方向)に移動するようになっている。さらに、測定部15は移動台14に対して左右方向(X方向)及び前後方向(Z方向)にも移動する。測定部15の各方向(X,Y,Zの方向)の移動は、それぞれモータやスライド機構を持つX方向移動機構80、Y方向移動機構81、Z方向移動機構82(図2参照)により行われる。
【0009】
基台13には被検者の顔を支持するための顔支持ユニット16が固定されている。顔支持ユニット16は、支基16aに固定された上下方向に高さ調節可能なあご台10と2本の支柱16bの上部に取り付けられた額当て部17からなる。額当て部17は被検者の額のカーブに沿う形状をしている。額当て部17の中央部には、被検者の脈波を検出する脈波検出器18が設けられている。また、額当て部17には、脈波検出器18の左右に2個の額当てゴム17aが取り付けられている。額当てゴム17aは、被検者の額の固定時に、血液が安定して流れ、額に虚血が起こらないように脈波検出器18から適当な距離を置いて配置されている。
【0010】
脈波検出器18は発光部と受光部からなる。人の血液中に含まれる血中ヘモグロビンは、ある波長帯の光に強い吸収スペクトルを持っている。血中ヘモグロビンは血管を流れる血液量に比例して変化する。したがって、発光部からある波長の光を照射したとき、額表面の皮膚部を介して骨より反射してくる検出光は、血管の容量変動に伴い変化するヘモグロビンの変化量に応じて変化するので、この検出光の強度を電気信号に変えることで、被検者の脈波を検出することができる。
【0011】
図2は、測定部15に配置されている流体噴射機構の側面概略構成、及び眼圧計の制御系の概略構成を示した図である。1は空気圧縮用のシリンダ部であり、眼圧計本体の水平線に対して傾斜して設けられている。2はピストン、3はロータリーソレノイドであり、ロータリーソレノイド3に駆動エネルギである電荷(電流、電圧)が付与されると、アーム4、コネクティングロッド5を介してピストン2にシリンダ1に沿って上に押し上げる。ピストン2の上昇によりシリンダ部1に連通する空気圧縮室11で圧縮された空気は、ノズル6から被検眼Eの角膜に向けて噴出される。また、ロータリーソレノイド3には図示なきコイルバネが備えられており、付与される電荷がカットされるとコイルバネの下降方向への付勢力により上昇したピストン2を下降させて初期位置に戻す。
【0012】
7は透明なガラス板であり、ノズル6を保持するとともに、観察光やアライメント光等を透過させる。またガラス板7は空気圧縮室11の側壁となっている。9はノズル6の背面に設けられた透明なガラス板であり、空気圧縮室11の後壁を構成するとともに、観察光やアライメント光を透過させる。ガラス板9の背後には、後述する観察、アライメントのための光学系8が配置される。12は空気圧縮室11の圧力を検出する圧力センサである。
【0013】
20は制御部であり、圧力センサー12用の圧力検出処理回路21、後述する角膜変形検出光学系の光検出器56用の信号検出処理回路22、作動距離検出の一次元位置検出素子57用の信号検出処理回路26、CCDカメラ35用の画像処理回路27、脈波検出器18用の脈波検出処理回路28、ロータリーソレノイド3を駆動させるための駆動回路23が接続されている。
画像処理回路27はCCDカメラ35からの撮影像に対して画像処理を施し、その処理結果情報を制御部20に入力する。制御回路20はその入力信号により、指標像の位置情報や瞳孔位置情報を得る。
【0014】
図3は非接触式眼圧計の上方視光学系要部図である。40は第1アライメント光源、32は投影レンズである。第一アライメント光源40は波長950nmの赤外光を出射する。第一アライメント光源40を出射した赤外光束は投影レンズ41によって平行光束とされた後、ビームスプリッタ31によって反射する。光軸L1に沿ってノズル6内を通過して被検眼角膜Eに照射され、角膜輝点i1が形成される。
【0015】
第二アライメント光源30は4個の光源30a〜30dをもつ。光源30aと30b及び光源30cと30dは、それぞれ軸L1を挟んで同じ高さ距離に配置され、指標の光学的距離を同一にしている。光源30a〜30dは第一アライメント用の赤外LEDと同じ波長950nmの赤外光を出射する。光源30a、30bからの光は被検眼の角膜周辺に向けて斜め上方向から照射され、角膜輝点i2、i3が形成される。光源30c、30dからの光は被検眼の角膜周辺に向けて斜め下方向から照射され、角膜輝点i4、i5が形成される。光源30a〜30dは被検眼前眼部を照明する照明用光源を兼ねている。
【0016】
角膜輝点(指標)i1、i2、i3、i4、i5の光束は、ビームスプリッタ31、対物レンズ32、ビームスプリッタ33及びフィルタ34を介してCCDカメラ35に入射し、CCDカメラ35の撮影素子上に像を形成する。フィルタ34は、光源30及び光源40の光を透過し、後述する角膜変形検出用のLED50の光に対しての不透過の特性を持つ。CCDカメラ35に結像した像はモニタ36に表示される。
【0017】
61はレチクル投影用光源で、62は円環状等のマークが形成されたレチクル板、63は投影レンズである。レチクル投影用光源に照明されたレチクル板62上のレチクルは、投影レンズ63、ビームスプリッタ33、フィルタ34を介してCCDカメラ35に受像される。
【0018】
45は固視標投影用のLEDであり、LED45により照明された固視標46の光は投影レンズ47に通過した後、ビームスプリッタ33によって反射されて被検眼Eに向かう。被検眼には固視標46を固視させた状態で測定を行う。
【0019】
50は角膜変形検出用の赤外LEDであり、LED50を出射した光はコリメータレンズ51により略平行光束とされて被検眼Eの角膜に投光される。被検眼Eで反射した光は受光レンズ52、光源30及び光源40の光に対して不透過の特性を持つフィルタ53を通過した後、ビームスプリッタ54で反射し、ピンホール板55を通過して光検出器56に受光される。角膜変形検出用の光学系は、被検眼が所定の変形状態(偏平状態)のときに光検出器56の受光量が最大になるように配置されている。
【0020】
また、この角膜変形検出光学系は作動距離検出光学系の一部を兼ねており、LED50より投光され、角膜輝点i6が形成される。その指標像である角膜輝点i6の光は、受光レンズ52、フィルタ53、ビームスプリッタ54を通過してPSDやラインセンサ等の一次元位置検出素子57に入射する。被検眼角膜が作動距離方向に移動すると、角膜輝点i6の指標像も一次元位置検出素子57上を移動するため、制御部20が一次元位置検出素子57から出力信号に基づいて作動距離情報を得る。
【0021】
以上のような構成を備える非接触式眼圧計において、その動作を説明する。検者は、顎台10を使って被検眼を固定させるとともに、被検者の額が額当て部17に接するよう被検者に指示する。被検者が額を2つの額当てゴム17aに当たるように位置させると、その中央部に位置する脈波検出器18にも額が接触するようになる。検者は、モニタ36に映し出される前眼部像を観察しながら、ジョイスティック19等を操作し、被検眼に対して測定部15を粗くアライメントする。被検眼には、固視標46が見えるようになったら、これを固視させる。
【0022】
図4はXY方向が適正な状態にアライメントされたときのモニタ36上に表示される画面例を示す。XY方向が適正な状態にアライメントされた状態では、アライメント光源30a,30b,30c,30dによりそれぞれ角膜周辺に形成された輝点i2、i3、i4、i5と、第一アライメント光源40により角膜中心に形成された輝点i1が、カメラ35により撮像され、モニタ36上に映し出される。64はレチクル像を示す。
【0023】
制御部20は、検出される輝点の数と位置関係に基づいてX方向移動機構80、Y方向移動機構81を駆動制御し、測定部15を移動するオートアライメントを実行する。輝点i1〜i5の位置関係及び各輝点間の間隔は予め定められたデータとして与えられているので、制御部20は検出された輝点がi1〜i5の何れであるかを特定し、輝点i1がレチクル像64の中心に来るように測定部14を移動する。輝点i1〜i5は、所定の光量を満たしており、且つその大きさが所定の範囲にあるか否かにより、ノイズと区別できる。輝点i1が所定の許容範囲に入れば、XY方向のアライメントが完了する。このオートアライメントの詳細は、本出願人による特開平10−71122号公報を参照されたい。また、制御部20は一次元位置検出素子57からの信号により、被検眼に対する前後方向の偏位情報を得て、その情報に基づいてZ方向移動機構82を駆動制御して測定部15をZ方向に移動する。
【0024】
ここで、本装置では、アライメント用の輝点i1〜i5の検出結果を利用して、被検者の顔が固定状態にあるか否か、すなわち、被検者が測定を開始できる状態にあるかを否かを判定する。このとき、アライメントが適正な状態にならなくても、輝点i1〜i5の何れかがカメラ35により検出されれば、被検者が測定を開始できる状態にあると見なすことができる。測定部15を移動することにより、輝点i1〜i5の何れかが検出できるようになれば、被検眼には固視標46が見えるようになる。被検眼に固視標46を固視させることで、被検者の顔が固定される。本装置では、輝点i1〜i5の内の2つ以上が特定できれば、脈波検出器18からの脈波信号の検出を開始する。
【0025】
なお、XY方向のオートアライメントは、実施形態の装置では検出範囲を広くとるために5つの輝点を使用したが、角膜頂点に形成される輝点i1のみを使用する構成であっても良い。この場合は、輝点i1が所定の検出条件を満たせば、被検者が測定を開始できる状態にあると判定する。また、アライメント用の輝点を利用する代わりに、CCDカメラ35により撮像された前眼部像を利用することもできる。例えば、前眼部像の画像データから瞳孔中心を画像処理により検出し、瞳孔中心が所定の範囲にあるか否かにより被検者の顔の固定状態(測定を開始できる状態)を判定する。
【0026】
図5は、脈波検出処理回路28により処理される脈波信号の例を模式的に示した図である。被検者の額が脈波検出器18に接触した時刻t1で脈波検出信号に急激な変化が表れている。その後、測定部15のアライメント移動により、時刻t2にて輝点i1〜i5の内の2つ以上が特定できたとする。制御部20は、この時刻t2の時点より、脈波検出器18からの脈波検出信号の取得を開始するように、脈波検出処理回路28に指令する。脈波検出処理回路28は、制御部20からの指示信号により、脈波検出器18からの出力信号のレベル(ゲイン)調整を開始する。脈波検出処理回路28により処理された脈波信号は制御部20に入力される。なお、脈波検出信号のレベル調整は脈波検出信号に急激な変化が表れた時刻t1から開始しても良いが、被検眼の安定が検出される時刻t2から始めた方が余分なノイズを含まないので、時間が掛からずに調整できる。
【0027】
制御部20は、入力された脈波信号について、使用可能条件を満たしているか(脈波信号が安定して得られているか否か)を、次のように判断する。脈波信号の使用可能条件の判断には、脈波ピーク(脈波ピークは波形信号の立ち上がりの傾き、信号レベル等から判断する)の検出時間と、その脈波ピークの高さを使用する。これは何れか一方でも良いが、両者を使用した方が精度の良い判定ができる。図6に示すように、脈波検出開始から順次得られる脈波波形信号の3周期分について、1つ目の脈波ピークから2つ目の脈波ピークまでの検出時間(周期)をT1、2つ目の脈波ピークから3つ目の脈波ピークまでの検出時間(周期)をT2とする。ここで、両者の変化時間Th=|T1−T2|が、Th>10msとなった場合には、脈波波形信号の時間エラーとし、使用不可と判断する。
【0028】
また、1つ目の脈波ピークの高さ(ボトムからの高さ)をP1、2つ目の脈波ピークの高さP2、3つ目の脈波ピークの高さP3とする。そして、各ピーク変動率をPa=P1/P2、Pb=P2/P3、Pc=P1/P3により計算する。その結果、Pa、Pb及びPcの全てが、0.9〜1.1の範囲に収まらなかった場合に、脈波波形信号のピークエラーとし、使用不可と判断する。
【0029】
このようにして脈波信号の使用条件を判断する上では、被検者の顔が動いている状態の脈波信号を使用すると、乱れた波形信号が多くなるので、使用不可と判断されやすくなり、なかなか測定可能状態に移行できない。また、乱れた波形信号があるときに信号レベルの調整を開始すると、安定した信号レベルの調整に時間がかかり、所期する位相位置のタイミング決定の精度も悪くなる。そこで、前述のように、被検者の顔の安定状態を判定してから脈波検出を開始することにより、こうした問題を少なくできる。さらにまた、被検者の額が脈波検出器18にゆっくり当接した場合には、時刻t1での検出信号の急激な変化が表れないことがある。こうした場合においても、脈波検出開始のトリガ信号を与えることができるので、測定がスムーズに行える。
【0030】
制御部20は、脈波信号が上記の使用可能条件を満たせば、サンプリングした脈波信号から脈波の位相を求め(好ましくはサンプリングできた脈波波形の平均から求める)、予め定めた位相位置に同期するように眼圧測定のタイミングを演算する。
【0031】
図7は、脈波ピークの位相位置に同期させて眼圧測定する例を示す。信号S1は脈波ピークPのタイミングを示し、これは使用可能条件を満たした直前の脈波ピークから位相周期Ta後に来るものとして順次求めていく。信号Rはアライメント完了信号を示す。このアライメント完了信号Rと信号S1が共に得られたタイミングでソレノイド駆動信号S3を出力し、測定を実行する。なお、より精度良く脈波ピークの位相位置に眼圧測定のタイミングを合わせるためには、ソレノード駆動信号3を出力してから空気の噴射により角膜が偏平されるまでの圧平検出時間Taplを考慮し、その時間Tapl分だけ溯ったタイミングでソレノイド駆動信号S3を出力すると良い。この時間Taplについては、同一被検眼の1回目の測定においては平均的な眼圧値を利用して設定し、2回目以降の測定においては1つ前の眼圧測定を基に設定することができる。
【0032】
ソレノイド駆動信号S3によりソレノイド36が駆動されると、ピストン2が上昇し、ノズル6から圧縮空気が被検眼に吹き付けられる。被検眼の角膜は空気の吹き付けにより徐々に変形し、角膜が偏平状態に達したとき、光検出器56に最大光量が入射される。眼圧値は、光検出器56から出力される圧平信号がピークを示したときの時間や、このときに得られる圧力センサ12からの出力信号を使用して求められる。
【0033】
以上説明した眼圧測定における脈波の位相位置や、脈波信号の使用可能の判定における数値等は単に例示に過ぎず、使用状況に応じて変更可能である。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被検者に手間を掛けずに、安定した脈波の検出が素早く行える。これにより、脈波の任意の位相位置に同期した眼圧測定に際しての測定時間の短縮化が図られる。また、信頼性の高い測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】非接触式眼圧計の外観略図である。
【図2】流体噴射機構の側面概略構成、及び眼圧計の制御系の概略構成を示した図である。
【図3】非接触式眼圧計の上方視光学系要部図である。
【図4】被検眼が適正な状態でアライメントされたときのモニタ上に表示される画面像を示した図である。
【図5】脈波検出処理回路により処理される脈波信号の例を模式的に示した図である。
【図6】制御部が、入力された脈波信号について、使用可能条件を満たしているか(脈波信号が安定して得られているか否か)を判断する方法を説明する図である。
【図7】脈波ピークに同期した測定開始のタイミングを説明する図である。
【符号の説明】
1 シリンダ部
2 ピストン
3 ロータリーソレノイド
15 測定部
16 顔支持ユニット
17 額当て部
18 脈波検出器
20 制御部
28 脈動検出処理回路
30 第二アライメント光源
35 CCDカメラ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-contact tonometer that measures intraocular pressure by compressing a fluid and spraying it on an eye to be examined and detecting a deformed state of the cornea, and more specifically, detecting a pulse wave based on pulse fluctuation, The present invention relates to a non-contact tonometer that measures intraocular pressure in association with detected pulse waves and intraocular pressure fluctuations.
[0002]
[Prior art]
Intraocular pressure has fluctuations synchronized with blood pulse fluctuations, but when measured randomly with a non-contact tonometer in time, it is unknown which part of the pulse fluctuations are measured, and accurate measurement results Is difficult to obtain. In view of this, a tonometer has been proposed in which a pulse wave based on pulse fluctuations is detected by a pulse wave detector and an intraocular pressure corresponding to (synchronized with) a desired phase position of the pulse wave is measured (for example, see Patent Document 1). . In this tonometer, a pulse wave detector is provided in the forehead contact portion that abuts the forehead of the subject. This is because the face portion closer to the subject's eyes can detect a pulse wave closer to the actual intraocular pressure fluctuation.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-102174
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when a pulse wave detector is provided in the forehead support part, it is important that the subject's forehead is in contact with the pulse wave detector and starts measuring intraocular pressure without moving. When detecting the pulse wave, if the subject's face moves, a stable pulse wave signal cannot be obtained due to the influence of ambient light, making it difficult to measure intraocular pressure in synchronization with the desired phase position of the pulse wave, and the reliability of the measurement results. Sexuality also becomes poor.
[0005]
Normally, when detecting a pulse wave, the detection sensitivity (gain) is adjusted according to the detection signal level. However, when the subject's face moves, the detection signal level of the pulse wave is not stable. Therefore, it may take time to measure intraocular pressure. It may be possible for the examiner to confirm the fixed state of the face and eyes of the subject and manually input a pulse wave detection start signal, but this is troublesome for the examiner.
[0006]
In view of the above-described problems of the prior art, the present invention can reduce the time required to measure intraocular pressure associated with a pulse wave without taking the labor of the examiner, and can provide a highly reliable measurement result. It is a technical subject to provide a tonometer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
(1) In a non-contact tonometer that detects a pulse wave of a subject and measures intraocular pressure in association with the detected pulse wave, a face support unit that supports the face of the subject, and the face support unit A pulse wave detector provided on the eye, an eye detection unit for detecting the eye by irradiating a light beam to the eye to be examined and receiving reflected light thereof, and detecting the pulse wave based on a detection result by the eye detection unit Signal acquisition means for starting acquisition of a pulse wave detection signal from the device.
(2) In the non-contact tonometer of (1), the acquisition start of the pulse wave detection signal by the signal acquisition means includes an adjustment start of detection sensitivity of the pulse wave detection signal output from the pulse wave detector. It is characterized by.
(3) The eye detection means in (1) uses an alignment light beam for forming an alignment index on the cornea as a light beam to be applied to the eye, and the eye to be examined is based on the index formed on the eye cornea. It is characterized by detecting whether or not the measurement can be started.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a present Example is described based on drawing. FIG. 1 is a schematic external view of a non-contact tonometer according to the present invention.
On the base 13, a moving table 14 having a measuring unit 15 at the top is mounted so as to be horizontally movable. The moving table 14 is moved by operation of a joystick 19. Further, by operating the rotary knob of the joystick 19, the measuring unit 15 is moved in the vertical direction (Y direction). Further, the measuring unit 15 moves in the left-right direction (X direction) and the front-rear direction (Z direction) with respect to the moving table 14. The measurement unit 15 is moved in each direction (X, Y, and Z directions) by an X direction moving mechanism 80, a Y direction moving mechanism 81, and a Z direction moving mechanism 82 (see FIG. 2) each having a motor and a slide mechanism. Is called.
[0009]
A face support unit 16 for supporting the subject's face is fixed to the base 13. The face support unit 16 includes a chin base 10 that is fixed to the support base 16a and can be adjusted in height in the vertical direction, and a forehead support portion 17 that is attached to the upper portions of the two columns 16b. The forehead support 17 has a shape along the curve of the subject's forehead. A pulse wave detector 18 for detecting the pulse wave of the subject is provided at the center of the forehead pad 17. Also, two forehead rubbers 17 a are attached to the forehead support 17 on the left and right sides of the pulse wave detector 18. The forehead rubber 17a is disposed at an appropriate distance from the pulse wave detector 18 so that blood flows stably when the subject's forehead is fixed and ischemia does not occur in the forehead.
[0010]
The pulse wave detector 18 includes a light emitting unit and a light receiving unit. Blood hemoglobin contained in human blood has a strong absorption spectrum for light in a certain wavelength band. Blood hemoglobin changes in proportion to the amount of blood flowing through the blood vessels. Therefore, when light of a certain wavelength is emitted from the light emitting part, the detection light reflected from the bone through the skin part of the forehead surface changes according to the amount of change in hemoglobin that changes with the change in blood vessel capacity. The pulse wave of the subject can be detected by changing the intensity of the detection light into an electric signal.
[0011]
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic side configuration of a fluid ejection mechanism disposed in the measurement unit 15 and a schematic configuration of a tonometer control system. Reference numeral 1 denotes a cylinder for air compression, which is provided inclined with respect to the horizontal line of the tonometer main body. 2 is a piston, 3 is a rotary solenoid, and when charge (current, voltage) as drive energy is applied to the rotary solenoid 3, it is moved upward along the cylinder 1 to the piston 2 via the arm 4 and the connecting rod 5. Push up. The air compressed in the air compression chamber 11 that communicates with the cylinder portion 1 as the piston 2 rises is ejected from the nozzle 6 toward the cornea of the eye E. The rotary solenoid 3 is provided with a coil spring (not shown), and when the applied charge is cut, the piston 2 that has been lifted by the biasing force in the downward direction of the coil spring is lowered and returned to the initial position.
[0012]
A transparent glass plate 7 holds the nozzle 6 and transmits observation light, alignment light, and the like. The glass plate 7 is a side wall of the air compression chamber 11. A transparent glass plate 9 is provided on the back surface of the nozzle 6 and constitutes the rear wall of the air compression chamber 11 and transmits observation light and alignment light. Behind the glass plate 9 is an optical system 8 for observation and alignment described later. A pressure sensor 12 detects the pressure in the air compression chamber 11.
[0013]
Reference numeral 20 denotes a control unit for the pressure detection processing circuit 21 for the pressure sensor 12, the signal detection processing circuit 22 for the photodetector 56 of the corneal deformation detection optical system, which will be described later, and the one-dimensional position detection element 57 for the working distance detection. A signal detection processing circuit 26, an image processing circuit 27 for the CCD camera 35, a pulse wave detection processing circuit 28 for the pulse wave detector 18, and a drive circuit 23 for driving the rotary solenoid 3 are connected.
The image processing circuit 27 performs image processing on the photographed image from the CCD camera 35 and inputs the processing result information to the control unit 20. The control circuit 20 obtains the index image position information and pupil position information from the input signal.
[0014]
FIG. 3 is a principal view of the upper-view optical system of the non-contact tonometer. Reference numeral 40 denotes a first alignment light source, and 32 denotes a projection lens. The first alignment light source 40 emits infrared light having a wavelength of 950 nm. The infrared light beam emitted from the first alignment light source 40 is collimated by the projection lens 41 and then reflected by the beam splitter 31. A cornea bright spot i1 is formed by passing through the nozzle 6 along the optical axis L1 and irradiating the eye cornea E to be examined.
[0015]
The second alignment light source 30 has four light sources 30a to 30d. The light sources 30a and 30b and the light sources 30c and 30d are arranged at the same height distance across the axis L1, and the optical distances of the indexes are the same. The light sources 30a to 30d emit infrared light having the same wavelength as that of the first alignment infrared LED. Light from the light sources 30a and 30b is irradiated obliquely upward toward the periphery of the cornea of the eye to be examined, and corneal bright spots i2 and i3 are formed. Light from the light sources 30c and 30d is irradiated obliquely downward toward the periphery of the cornea of the eye to be examined, and corneal bright spots i4 and i5 are formed. The light sources 30a to 30d also serve as illumination light sources that illuminate the anterior segment of the eye to be examined.
[0016]
The luminous fluxes of the corneal bright spots (indexes) i1, i2, i3, i4, and i5 are incident on the CCD camera 35 via the beam splitter 31, the objective lens 32, the beam splitter 33, and the filter 34, and on the imaging device of the CCD camera 35. To form an image. The filter 34 transmits light from the light source 30 and the light source 40 and has a non-transmission characteristic with respect to light from the LED 50 for detecting corneal deformation described later. The image formed on the CCD camera 35 is displayed on the monitor 36.
[0017]
61 is a reticle projection light source, 62 is a reticle plate on which an annular mark or the like is formed, and 63 is a projection lens. The reticle on the reticle plate 62 illuminated by the reticle projection light source is received by the CCD camera 35 via the projection lens 63, the beam splitter 33, and the filter 34.
[0018]
Reference numeral 45 denotes a fixation target projection LED. Light of the fixation target 46 illuminated by the LED 45 passes through the projection lens 47 and is then reflected by the beam splitter 33 toward the eye E. Measurement is performed with the fixation target 46 fixed on the eye to be examined.
[0019]
Reference numeral 50 denotes an infrared LED for detecting corneal deformation. The light emitted from the LED 50 is converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 51 and projected onto the cornea of the eye E to be examined. The light reflected by the eye E passes through the filter 53 having a non-transmission characteristic with respect to the light of the light receiving lens 52, the light source 30, and the light source 40, and then is reflected by the beam splitter 54 and passes through the pinhole plate 55. The light is received by the photodetector 56. The corneal deformation detection optical system is arranged so that the amount of light received by the photodetector 56 is maximized when the eye to be examined is in a predetermined deformed state (flat state).
[0020]
This corneal deformation detection optical system also serves as a part of the working distance detection optical system, and is projected from the LED 50 to form a corneal bright point i6. The light of the corneal bright point i6 that is the index image passes through the light receiving lens 52, the filter 53, and the beam splitter 54 and enters the one-dimensional position detection element 57 such as a PSD or a line sensor. When the eye cornea to be examined moves in the working distance direction, the index image of the corneal bright spot i6 also moves on the one-dimensional position detecting element 57, so that the control unit 20 outputs working distance information from the one-dimensional position detecting element 57 based on the output signal. Get.
[0021]
The operation of the non-contact tonometer having the above configuration will be described. The examiner fixes the eye to be examined using the chin rest 10 and instructs the subject so that the forehead of the subject contacts the forehead support portion 17. When the subject positions the forehead so as to hit the two forehead rubbers 17a, the forehead also comes into contact with the pulse wave detector 18 located at the center thereof. The examiner operates the joystick 19 and the like while observing the anterior segment image displayed on the monitor 36 to roughly align the measurement unit 15 with respect to the subject's eye. When the fixation target 46 becomes visible to the eye to be examined, this is fixed.
[0022]
FIG. 4 shows an example of a screen displayed on the monitor 36 when the XY directions are aligned in an appropriate state. In the state in which the XY directions are aligned in an appropriate state, bright spots i2, i3, i4, and i5 formed around the cornea by alignment light sources 30a, 30b, 30c, and 30d, respectively, and the cornea center by the first alignment light source 40 The formed bright spot i1 is picked up by the camera 35 and displayed on the monitor 36. Reference numeral 64 denotes a reticle image.
[0023]
The control unit 20 drives and controls the X-direction moving mechanism 80 and the Y-direction moving mechanism 81 based on the number of bright spots detected and the positional relationship, and executes auto-alignment that moves the measuring unit 15. Since the positional relationship of the bright spots i1 to i5 and the intervals between the bright spots are given as predetermined data, the control unit 20 specifies which of the detected bright spots i1 to i5, The measurement unit 14 is moved so that the bright spot i1 comes to the center of the reticle image 64. The bright spots i1 to i5 satisfy a predetermined amount of light and can be distinguished from noise depending on whether or not the size is within a predetermined range. If the bright spot i1 falls within a predetermined allowable range, alignment in the XY directions is completed. For details of this auto-alignment, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-71122 filed by the present applicant. Further, the control unit 20 obtains deviation information in the front-rear direction with respect to the eye to be examined based on a signal from the one-dimensional position detection element 57, and drives and controls the Z-direction moving mechanism 82 based on the information to control the measurement unit 15 to Z. Move in the direction.
[0024]
Here, in this apparatus, using the detection results of the bright spots i1 to i5 for alignment, whether or not the subject's face is in a fixed state, that is, the subject can start measurement. Determine whether or not. At this time, even if the alignment is not in an appropriate state, if any of the bright spots i1 to i5 is detected by the camera 35, it can be considered that the subject is ready to start measurement. If any of the bright spots i1 to i5 can be detected by moving the measurement unit 15, the fixation target 46 can be seen by the eye to be examined. By fixing the fixation target 46 to the eye to be examined, the face of the subject is fixed. In this apparatus, if two or more of the bright spots i1 to i5 can be identified, detection of the pulse wave signal from the pulse wave detector 18 is started.
[0025]
In the auto-alignment in the XY directions, five bright spots are used in order to increase the detection range in the apparatus of the embodiment. However, only the bright spot i1 formed at the corneal apex may be used. In this case, if the bright spot i1 satisfies a predetermined detection condition, it is determined that the subject is ready to start measurement. Further, instead of using the bright spots for alignment, an anterior segment image captured by the CCD camera 35 can also be used. For example, the pupil center is detected from the image data of the anterior segment image by image processing, and the fixed state of the subject's face (a state where measurement can be started) is determined based on whether or not the pupil center is within a predetermined range.
[0026]
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a pulse wave signal processed by the pulse wave detection processing circuit 28. A sudden change appears in the pulse wave detection signal at time t1 when the forehead of the subject contacts the pulse wave detector 18. Then, it is assumed that two or more of the bright spots i1 to i5 can be identified at time t2 by the alignment movement of the measurement unit 15. The control unit 20 commands the pulse wave detection processing circuit 28 to start acquiring the pulse wave detection signal from the pulse wave detector 18 from the time t2. The pulse wave detection processing circuit 28 starts level (gain) adjustment of the output signal from the pulse wave detector 18 according to the instruction signal from the control unit 20. The pulse wave signal processed by the pulse wave detection processing circuit 28 is input to the control unit 20. The level adjustment of the pulse wave detection signal may be started from time t1 when a rapid change appears in the pulse wave detection signal, but extra noise is generated when it starts from time t2 when the stability of the eye to be examined is detected. Since it is not included, it can be adjusted without taking time.
[0027]
The control unit 20 determines whether the usable condition is satisfied for the input pulse wave signal (whether the pulse wave signal is stably obtained) as follows. The determination of the usable condition of the pulse wave signal uses the detection time of the pulse wave peak (the pulse wave peak is determined from the rising slope of the waveform signal, the signal level, etc.) and the height of the pulse wave peak. Either of these may be used, but the determination with higher accuracy can be made by using both. As shown in FIG. 6, the detection time (cycle) from the first pulse wave peak to the second pulse wave peak for three cycles of the pulse wave waveform signal sequentially obtained from the start of pulse wave detection is T1, The detection time (cycle) from the second pulse wave peak to the third pulse wave peak is T2. Here, when both change time Th = | T1-T2 | becomes Th> 10 ms, it is determined as a time error of the pulse wave waveform signal and cannot be used.
[0028]
The height of the first pulse wave peak (height from the bottom) is defined as P1, the height P2 of the second pulse wave peak P2, and the height P3 of the third pulse wave peak. Each peak fluctuation rate is calculated by Pa = P1 / P2, Pb = P2 / P3, and Pc = P1 / P3. As a result, when all of Pa, Pb, and Pc do not fall within the range of 0.9 to 1.1, it is determined that the pulse wave waveform signal has a peak error and cannot be used.
[0029]
In determining the use conditions of the pulse wave signal in this way, if the pulse wave signal with the subject's face moving is used, the number of distorted waveform signals increases, so it is easy to determine that the pulse wave signal cannot be used. It is difficult to move to the measurable state. Also, if signal level adjustment is started when there is a distorted waveform signal, it takes time to adjust the signal level stably, and the accuracy in determining the timing of the desired phase position also deteriorates. Therefore, as described above, such problems can be reduced by starting pulse wave detection after determining the stable state of the subject's face. Furthermore, when the subject's forehead slowly contacts the pulse wave detector 18, the detection signal at time t1 may not change suddenly. Even in such a case, since a trigger signal for starting pulse wave detection can be provided, measurement can be performed smoothly.
[0030]
If the pulse wave signal satisfies the above-described usable conditions, the control unit 20 obtains the phase of the pulse wave from the sampled pulse wave signal (preferably obtained from the average of the sampled pulse wave waveforms), and a predetermined phase position The timing of intraocular pressure measurement is calculated so as to synchronize with.
[0031]
FIG. 7 shows an example of measuring intraocular pressure in synchronization with the phase position of the pulse wave peak. The signal S1 indicates the timing of the pulse wave peak P, which is sequentially determined as coming after the phase period Ta from the pulse wave peak immediately before the usable condition is satisfied. A signal R indicates an alignment completion signal. The solenoid drive signal S3 is output at the timing when both the alignment completion signal R and the signal S1 are obtained, and the measurement is executed. In order to adjust the intraocular pressure measurement timing to the phase position of the pulse wave peak with higher accuracy, the applanation detection time Tapl from when the solenoid node drive signal 3 is output until the cornea is flattened by air injection is considered. Then, it is preferable to output the solenoid drive signal S3 at a timing increased by the time Tapl. The time Tapl may be set using an average intraocular pressure value in the first measurement of the same eye, and set based on the previous intraocular pressure measurement in the second and subsequent measurements. it can.
[0032]
When the solenoid 36 is driven by the solenoid drive signal S3, the piston 2 rises and compressed air is blown from the nozzle 6 to the eye to be examined. The cornea of the eye to be examined is gradually deformed by blowing air, and when the cornea reaches a flat state, the maximum amount of light enters the photodetector 56. The intraocular pressure value is obtained using the time when the applanation signal output from the photodetector 56 shows a peak, or the output signal from the pressure sensor 12 obtained at this time.
[0033]
The phase position of the pulse wave in the intraocular pressure measurement described above, the numerical value in the determination of the availability of the pulse wave signal, etc. are merely examples, and can be changed according to the use situation.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, stable pulse waves can be quickly detected without taking time and effort on the subject. This shortens the measurement time when measuring intraocular pressure synchronized with an arbitrary phase position of the pulse wave. Moreover, a highly reliable measurement result can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic external view of a non-contact tonometer.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic side configuration of a fluid ejection mechanism and a schematic configuration of a tonometer control system.
FIG. 3 is a diagram showing the main part of the upper viewing optical system of the non-contact tonometer.
FIG. 4 is a diagram showing a screen image displayed on a monitor when an eye to be examined is aligned in an appropriate state.
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a pulse wave signal processed by a pulse wave detection processing circuit.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method in which a control unit determines whether or not an input pulse wave signal satisfies a usable condition (whether or not a pulse wave signal is stably obtained).
FIG. 7 is a diagram illustrating measurement start timing synchronized with a pulse wave peak.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder part 2 Piston 3 Rotary solenoid 15 Measurement part 16 Face support unit 17 Forehead support part 18 Pulse wave detector 20 Control part 28 Pulsation detection processing circuit 30 Second alignment light source 35 CCD camera

Claims (3)

被検者の脈波を検出し、検出された脈波に関連付けて眼圧を測定する非接触式眼圧計において、被検者の顔を支持する顔支持ユニットと、該顔支持ユニットに設けられた脈波検出器と、被検眼に光束を照射しその反射光を受光して被検眼を検出する被検眼検出手段と、該被検眼検出手段による検出結果に基づいて前記脈波検出器からの脈波検出信号の取得を開始する信号取得手段と、を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。In a non-contact tonometer that detects a pulse wave of a subject and measures intraocular pressure in association with the detected pulse wave, a face support unit that supports the face of the subject, and the face support unit A pulse wave detector, an eye detection unit for irradiating a light beam to the eye to be examined and receiving reflected light thereof to detect the eye to be examined; and a detection result from the pulse wave detector based on a detection result by the eye detection unit. And a signal acquisition means for starting acquisition of a pulse wave detection signal. 請求項1の非接触式眼圧計において、前記信号取得手段による脈波検出信号の取得開始は、前記脈波検出器から出力される脈波検出信号の検出感度の調整開始を含むことを特徴とする非接触式眼圧計。2. The non-contact tonometer according to claim 1, wherein the acquisition start of the pulse wave detection signal by the signal acquisition means includes an adjustment start of detection sensitivity of the pulse wave detection signal output from the pulse wave detector. Non-contact tonometer. 請求項1の被検眼検出手段は、被検眼に照射する光束としてアライメント指標を角膜に形成するためのアライメント光束を利用すると共に、被検眼角膜に形成された指標を基に被検眼が測定を開始できる状態にあるか否かを検出することを特徴とする非接触式眼圧計。The eye detection unit according to claim 1 uses an alignment light beam for forming an alignment index on the cornea as a light beam to be irradiated to the eye, and the eye to start measurement based on the index formed on the eye cornea A non-contact tonometer characterized by detecting whether or not it is ready.
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