JP4113005B2 - 眼の検査用機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼の検査用光学機器の分野に関する。かかる機器は、開業医や医院で主に使用される。本発明は、主として、但しそれだけではないが、人間の眼の検査に関する。更に、主として、但しそれだけではないが、眼の網膜の検査に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術としては、下記の文献が挙げられる。
国際出願番号ＷＯ９０／０３７５９には、光線を使って、網膜の一部を走査し、走査方法に従って各点毎に像を生成する眼の検査用光学機器が開示されている。
【０００３】
米国特許第４８３８６７９号には、眼の検査用走査光学機器が示されており、そこでは、前眼部を走査する光線としてレーザーが使用されている。光電子増倍管および像メモリーが、像を蓄積するために用いられている。
【０００４】
米国特許第４７１５７０３号には、網膜を照明する光源と、該網膜の像を形成する光学系と、該像のデータ信号を生成する電子カメラとを備えた眼の検査用光学機器が開示されている。この機器は、走査機器ではない。
【０００５】
さらに、ローデンストック（Rodenstock）社製のＳＬＯのレーザ走査検眼鏡やハイデルベルグ・エンジニアリング（Heidelberg Engineering）社製のレーザ走査断層撮影装置など、走査系を用いた光学機器が業界で知られている。
従来、光学機器制御やデータ記録に用いられるNAVISシステム用データベースなどのソフトウェアが種々使用されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上記の周知の従来技術に対して、本発明の目的は、新規な眼の検査用機器および方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、高い多様性を持つ眼の検査用光学機器を提供することにある。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、眼の部位に投射する可視光パターンを生成する光源で電子カメラに形成された像のデータ信号を生成する電子カメラを使用する非走査タイプの光学機器および方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、各種パターンを生成する自由度を得るために、光源としてディスプレイを備えることにある。
【０００８】
本発明の多様な他の目的および利点は、下記の詳細な説明により当業者にとって明らかとなる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様によれば、ＬＣＤディスプレイ（液晶ディスプレイ）を光パターンを生成するために用いることが提案されている。これは、下記に示す光学機器及び方法に関係する。
【００１０】
ＬＣＤディスプレイは、非常に高い解像度を与え、また形状や数や輝度の選択とパターンの移動に関して非常に自由であり、多数の色を表示部に使うカラーディスプレイとして利用可能である。
【００１１】
本発明の第二の態様によれば、眼の網膜が検査され、ここに規定する光学機器は、光学機器を制御するコンピュータ制御システムと、検査中に患者が反応を入力可能な入力装置と、光学系を介して網膜を照明するための赤外光源と、を備える。電子カメラとしては、実況画像列を生成する赤外線カメラが使用される。また、光学機器は、５つの異なるタイプの検査、即ち、視野検査、マイクロペリメトリー、固視安定性検査、視野暗点境界検知、及び色刺激検査と、それらのタイプのうち、異なる時間又は異なる患者について実施された２つの検査の結果を比較する比較検査と、を行うように構成されている。
【００１２】
視野検査及びマイクロペリメトリーの間、ディスプレイは、患者の眼を固視させるための固視標パターンと、患者の眼を刺激する光刺激と、を生成する。光刺激は、位置及び輝度について選択可能である。入力装置は、刺激が見えている時に患者の反応を検出するために使用される。種々の網膜位置を選択することにより、検討した網膜部位の感度についての情報、例えば、完全な感度マップが得られる。
【００１３】
固視安定性検査の間、上記した固視標パターンを使って眼を固視させる。同時に、光学機器は、網膜のライブ画像化を行い、コンピュータ制御システムは、相関アルゴリズムを使用して網膜の移動を検出すると共に、固視位置の移動データを収集する。
【００１４】
視野暗点境界検知の間には、網膜上の（投射された）位置において視野暗点境界部位に向かって上記した光刺激を移動させる。上記入力装置を用いて、以前には見えた光刺激が見えなくなったか、逆に、以前には見えなかった光刺激が見えたかについて、患者の反応を検出する。このようにして視野暗点境界を測定する。
【００１５】
また、選択されて網膜に投射される共通テストパターンを持つ種々の色刺激検査があり、網膜は、同時に実況画像列において画像化される。
【００１６】
比較検査では、第一及び第二のマイクロペリメトリーまたは他のタイプの検査が、同一又は異なる患者に対して実施される。通常、２つの検査は、異なる時間、たとえば経時的観察において、両検査で同じ刺激パターンを用いて行われる。その後、第一の検査に対する第二の検査の結果の変化を、刺激パターンの各位置について測定する。
【００１７】
好ましくは、マイクロペリメトリー又は他のタイプの検査の結果、又は比較検査の変化は、網膜のカラー画像に重ね合わせることが可能な二次元マップに図形的に視覚化される。
【００１８】
さらに、刺激パターンは、内部データベースに記憶され、刺激パターンは、予め設定されるか又は操作者によって指定可能であり、従って操作者には、検査を計画する際に非常に高い自由度が与えられる。
【００１９】
刺激の輝度は、患者がまだ見ることが出来る最小輝度を査定するために、予め付加され規則に従って検査中に自動的に変更される。さらに、刺激輝度は、患者に刺激がまだ見える場合には第１量ずつ減らされ、患者に刺激が見えないなどの場合には第２量ずつ増加される。この量は前記査定中に減らされる。従って、検査は、所定刺激パターン、所定規則、及び所定刺激種類に従って、操作者の更なる介在なしで、自動的に行われる。
【００２０】
本発明の第二の態様によれば、光学機器は、単一の機器において、５つのタイプの検査を行うように構成され、従って異なる種類の機器は必要がなく、また検査の詳細な説明を短く簡単にするように構成されている。
【００２１】
好ましくは、本発明に係る光学機器は、可視光用電子カメラを、追加として又は唯一の電子カメラとして備える。従って、可視光用電子カメラにより、可視光によって得られる眼底の「未処理の」画像が生成される。しかし、眼に対する可視帯域の定常照明を避けるために、点滅光を用いて、画像フレームを生成することが望ましい。ライブシーケンスは、上記の赤外線機構によって得られる。
【００２２】
さらに好ましくは、赤外光源からの照明光を反射して前レンズを介して眼に導くために、光学系にミラー付き開口を使用する。該ミラーの中央開口部は、第一に、赤外光像及び可視光像の両方について、眼の検査部位の像に関する前レンズからの光を透過させるのに用いることができる。この開口部は、更に、角膜を直接照明することや角膜反射を避けるために、角膜と光学的に共役であってよい。また、前記ミラー開口部は、フラッシュ・ライトからの不可視光を、赤外照明光と同様に、前レンズを介して眼に結合するのに用いることが出来る。
【００２３】
点滅光は、可視光を反射し、赤外光に対して透過性を有するコールドミラーによって、赤外照明光用光路に結合され得る。
【００２４】
電子カメラ用の可視光は、可動ミラーによってメイン光路から分岐してもよく、好ましくは、該可動ミラーは、ディスプレイからの光を較正光センサーへ、その裏面により反射させて使用される。
【００２５】
更に好ましくは、光学機器のコンピュータ制御システムは、検査期間中の眼底の移動を自動的に追跡する自動追跡システムを含む。そこで、画像フレームを比較するために相関アルゴリズムが使用されるが、グレースケール相関アルゴリズムでもよい。このアルゴリズムは、現時点で得られたフレームの基準フレームに対するｘ−ｙ方向の移動及び回転を返す。好ましくは、実況画像列の赤外画像フレームが使われる。眼底の移動に刺激投射系を自動的に適応させる適応システムを制御するために、前記相関アルゴリズムによって、その後の画像フレーム間における像の移動が検出される。その結果、眼底移動のｘ−ｙオフセット及び眼底の回転値は、操作者が刺激しようとする網膜範囲と共役とされる位置にＬＣＤディスプレイ上で刺激を正確に位置決めするのに用いられる。
【００２６】
コンピュータ制御システムは、好ましくは相関演算用対比構造（contrast structures for correlation calculations）を含む基準画面のサブフレームを選択し、前記アルゴリズムは、該サブフレームに関してのみ実行される。本発明に係る光学機器の好ましい特徴は、検査と得られる画像の速度、安定性、質を改善するために、上述の検査タイプの各々において自動追跡機能が使用可能なことである。
【００２７】
最後に、前記コンピュータ制御システムは、検査結果を図形的に視覚化したものを静止フレーム画像に重ねることができる。例えば、視野暗点境界の検出部分又は感度測定位置などを付加した静止フレーム画像を生成出来る。
【００２８】
本発明の上記説明した実施態様及び特徴は、光学機器とその方法の両方について示す。
【００２９】
眼の検査方法及び眼の網膜検査方法についての具体的構成は下記の通りである。
（１）眼の検査方法は、
ａ）光源により、可視光パターンを生成し、
ｂ）光学系により、検査される眼の部位上に前記光パターンを投射し、
ｃ）前記光学系により、前記部位を照明して、前記部位の像を生成し、
ｄ）前記部位の像のデータ信号を電子カメラを用いて生成する、
工程を含み、前記光パターンは、前記光源のＬＣＤディスプレイを使って生成される。
【００３０】
（２）前記方法（１）に係る方法において、コンピュータ制御システムの自動追跡システムにおけるグレースケール相関アルゴリズムは、前記電子カメラの画像フレーム同士を比較し、それらにおける画像の移動を検出するために用いられ、前記コンピュータ制御システムの適応システムは、該画像の移動に適応するために用いられる。
【００３１】
（３）前記方法（２）に係る方法において、前記グレースケール相関アルゴリズムは、前記画像フレームのサブフレームにのみ使用される。
【００３２】
（４）前記方法（１）、（２）、又は（３）に係る方法において、コンピュータ制御システムは、検査結果を図形的に視覚化したものを静止フレーム画像に重ねるのに用いられる。
【００３３】
（５）眼の網膜を検査する方法は、
ａ）光源により可視光パターンを生成し、
ｂ）光学系により、検査される眼の網膜上に前記光パターンを投射し、
ｃ）前記光学系によって、前記部位を照明して、前記網膜の像を生成し、
ｄ）前記網膜の像のデータ信号を電子カメラを使って生成する、
工程を含み、
前記光パターンは前記光源のディスプレイを用いて生成され、該ディスプレイは輝度、位置、及び構成について選択可能な種々異なるパターンを生成するように構成されており、また赤外光源は前記光学系を介して前記網膜を照明するのに用いられ、前記電子カメラは赤外線カメラであり、前記光学系によって生成される実況画像列のデータ信号を生成し、また、操作者は、同一の光学機器を使って下記のタイプの検査を少なくとも一つ選択出来る。
ｉ）前記ディスプレイを用いて、眼を固視させるための固視標パターンを生成し、固定であるが位置及び輝度は選択可能な眼の刺激用の光刺激を生成し、該固視標パターン及び光刺激を網膜に投射する視野検査であって、入力装置は、患者に前記刺激が見えた場合に、患者の反応を検出するために使用される。
ii）前記ディスプレイを用いて、眼を固視させるための固視標パターンを生成し、固定であるが位置及び輝度は選択可能な眼の刺激用の光刺激を生成し、該固視標パターン及び光刺激を網膜に投射するマイクロペリメトリーであって、入力装置は、患者に前記刺激が見えた場合に、患者の反応を検出するのに用いられる。
iii） 前記ディスプレイを用いて、眼を固視させるための固視標パターンを生成して前記網膜に投射する固視安定性検査であって、同時に、前記実況画像列によって前記網膜を画像化し、前記コンピュータ制御システムは、固視位置移動データを収集するのに相関アルゴリズムを使用する。
iv）視野暗点境界の検知であって、前記ディスプレイを用いて、前記網膜に投射する移動光刺激を生成し、該投射された刺激は前記網膜上の暗点境界に向かって移動させ、また前記入力装置は、前記刺激が見えたか否かについて応答する患者の反応を検出するのに用いられる。
v）色刺激検査であって、前記ディスプレイを用いて、種々の色刺激テストパターンから選択可能で、前記網膜に投射する色刺激テストパターンを生成し、また、同時に前記網膜は、前記実況画像列によって画像化される。
vi）または、比較検査であって、第一及び第二の視野検査又はマイクロペリメトリーを、同一の患者または異なる患者について、異なる時間に、どちらの検査でも同じ刺激のパターンを使って行い、第一の検査の結果に対する第二の検査の結果の変化を前記刺激のパターンの各位置について測定する。
【００３４】
（６）前記方法（５）に係る方法において、前記コンピュータ制御システムの自動追跡システムにおけるグレースケール相関アルゴリズムを用いて、電子カメラによる画像フレームを基準フレームと比較し、それらにおけるｘ−ｙ方向の移動及び回転を検出するものであり、前記コンピュータ制御システムの適応システムを用いて、該ｘ−ｙ方向の移動及び回転に適応させる。
【００３５】
（７）前記方法（６）に係る方法において、前記適応システムは、前記眼の部位のｘ−ｙ方向の移動及び回転を利用することにより、刺激する網膜範囲と共役な位置にある前記ＬＣＤディスプレイ上の刺激の位置を正確に位置決めする。
【００３６】
（８）前記方法（６）又は（７）に係る方法において、前記グレースケール相関アルゴリズムは、前記画像フレームのサブフレームにのみ使用される。
【００３７】
（９）前記方法（５）乃至（８）の何れか一つに係る方法において、前記コンピュータ制御システムは、検査結果を図形的に視覚化したものを画像フレームに重ねるのに使用される。
【００３８】
（１０）前記方法（６）又は（７）に係る方法において、前記自動追跡機能は、視野検査、マイクロペリメトリー、固視安定性検査、視野暗点境界検知、及び色刺激検査の各検査において使用可能である。
【００３９】
（１１）前記方法（５）乃至（１０）の何れか一つに係る方法において、前記網膜のカラー画像が電子カメラによって生成され、また前記視野検査又はマイクロペリメトリーの結果、又は比較検査の結果の変化を前記網膜のカラー画像に重ね合わせることが可能な二次元マップに図形的に視覚化される。
【００４０】
（１２）前記方法（５）乃至（１１）の何れか一つに係る方法において、前記刺激のパターンは、前記コンピュータ制御システムの内部データベースに記憶され、また前記刺激のパターンは、予め設定されるか、又は操作者によって指定可能である。
【００４１】
（１３）前記方法（５）乃至（１２）の何れか一つに係る方法において、前記刺激の輝度は、患者がまだ見ることの出来る最小輝度値を評価するために、予め付加した規則に従って検査期間中に自動的に変更される。
【００４２】
（１４）前記方法（１３）に係る方法において、前記規則に従って、前記刺激の輝度は、患者に該刺激がまだ見える場合には第１量ずつ減らされ、また患者に該刺激などが見えない場合には第２量ずつ増加される。該量は該評価中に減らされる。
【００４３】
（１５）前記方法（１３）又は（１４）に係る方法において、前記検査は、所定の刺激のパターン、所定規則、及び所定刺激種類に従って、操作者の更なる介在なしで、自動的に行われる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明は、下記の好ましい実施態様に関する記述により更に明らかにされるが、この実施態様は、単に例示することを目的とし、多少なりとも本発明の範囲を制限するものではない。また、記載の構成は他の組合せにも適用可能であり、装置及び方法の両方について示すものである。
【００４５】
本明細書において、患者という用語は、本発明に係る光学機器及び方法によって行われる検査を受ける人について使っている。但し、この用語により、本発明が病人の検査や臨床状況に限定されるものではなく、ここでの患者という用語は、本発明の光学機器及び方法によって検査可能と思われる他の全ての人や対象を含むものであり、被験者（probands）や被検者（test persons）又動物でさえ含む。
【００４６】
図１は、赤外光源１１を含む構造を有する光学機器１０の概略図であり、赤外光源１１は、単一の赤外線ＬＥＤ（赤外光出射ダイオード）でよく、又は、多数の赤外ＬＥＤ群（例えば９個）や赤外帯域通過フィルタを備えたハロゲンランプでもよい。赤外光源１１から出射された赤外光は、集光レンズ１２によって導かれ、コールドミラー１３及びレンズ群１４を透過し、中央に開口部を有するミラー１５によって反射される。ミラー１５からの赤外光は、単一の前レンズ又は多数のレンズからなる前レンズ系１６を通過する。前レンズ系１６からの赤外光は患者の眼１７に導かれる。眼１７は、機器１０の一部ではないが、説明のために図示する。
【００４７】
ミラー１５の開口部は、眼１７の角膜と光学的に共役であるので、集束光による角膜の照明や角膜反射が生成された像に入るのが回避される。
【００４８】
また、図１に示すように、前記赤外光は、赤外光源１１からミラー１５へのサイド光路を進み、図１において水平線で示す後述するメイン光路に結合される。上記サイド光路の一部、即ちコールドミラー１３からミラー１５は、フラッシュランプ２４から出射され、集光レンズ群２５を透過してコール・ミラー１３へ進む可視点滅光によって共用される。従って、コールドミラー１３は、赤外光のサイド光路へ可視点滅光を結合するのに用いられる。
【００４９】
前レンズ１６は、赤外光源１１及び／又はフラッシュランプ２４によって照明された眼１７の網膜の像を形成する。この像は、ミラー１５の中央の開口を通り、そこから図１の右方向へレンズ１８、１９、２０を通って伝わる。この場合も、これらレンズは、当業者に知られているように、技術的な検討事項に応じたレンズ系であればよい。レンズ１９は、市販のステップモータ（図示せず）によって光軸方向に移動可能であり、従って、眼１７の球体状の光学的欠陥（spherical optical defect）を補償できる。
【００５０】
そして、網膜像は、メイン光軸の一部を反射するビームスプリッタ２１により、レンズ２２を介して赤外線カメラ２３に導かれる。従って、レンズ１６、１８、１９、２０からなる光学系は、赤外線カメラ２３に網膜の赤外光像を形成する。赤外線カメラ２３は電子ビデオカメラであり、また赤外光源１１を用いて網膜を連続的に照明可能であるので、赤外線カメラ２３により、眼１７の網膜の実況画像列の連続データ信号を生成することが出来る。
【００５１】
レンズ１８、１９、２０を通過した残りの光は、ビームスプリッタ２１を透過し、レンズ群２８も透過する。レンズ群２８から、該光は、ミラー２７上に導かれ、それにより反射されてカラービデオカメラ２６内に導かれる。ＬＣＤディスプレイ２９と網膜は、各カメラ２３、２６のＣＣＤ素子と同様に、光学的に共役である。従って、フラッシュランプ２４が起動されると、レンズ１６、１８、１９、２０からなる光学系により、カラービデオカメラ２６において可視光像が形成される。引き続いて、カラービデオカメラ２６は画像フレームを提供する。ミラー２７は、眼１７からミラー２７へ達するメイン光路から除去されるために、可動である（図示しないソレノイドによる）。除去された場合、レンズ群２８からの光は、カメラ２６に到達しない。但し、この場合、ＬＣＤディスプレイ２９は、メイン光路を通って眼１７の網膜を広角対物レンズ２０を介して照明することができる。ＬＣＤディスプレイ２９を用いて、位置、色、輝度、及び移動についてプログラム可能な任意の種類の記号や刺激などを網膜上へ投射することが出来る。
【００５２】
一定間隔で自動的に輝度を較正するために、可動ミラー２７の背面、即ち、図１において右上方に向いている側を用いて、ＬＣＤディスプレイ２９からの光を反射し、光センサー３１に導いている。
【００５３】
ミラー１３、１５、２７は、光軸に対して４５°の角度とする必要はなく、ハウジングへの最適な取付け方法や他の検討事項に応じて、光軸に対して任意の角度であればよいことは理解されるべきである。
【００５４】
また、レンズ群２８は、ステップモータ（図示せず）により、光軸に沿って（図１において水平に）移動可能である。それによって、操作者は、カラービデオカメラ２６のカラー静止フレーム画像の視野を、１５°と４５°の２つの値のいずれかに変更できる。従って、操作者は検査する網膜範囲のサイズを選択することが可能である。
【００５５】
検査は、ＬＣＤディスプレイ２９の光パターンをレンズ３０、２８、２０、１９、１８、１６を介して眼１７の網膜に投射することによって実施可能である。
【００５６】
網膜に投射されたパターンは、光センサー３１と自動ソフトウェア手続による定期的な較正によって所定輝度を持つ。
【００５７】
赤外線カメラ２３は、ＬＣＤディスプレイ２９からの刺激及びパターンによる刺激又は検査の期間中、網膜をモニターすることが可能である。これらの検査間において、ソレノイドを用いてミラー２７を挿入することにより、フラッシュランプ２４で与えられる可視光での１コマの静止フレーム画像が撮影することができる。
【００５８】
光学機器１０は、制御や画像収集及び処理のために、高度に自動化されており、そのためパーソナル・コンピュータに接続されている。図２は、図１の光学機器１０を左側に、パーソナル・コンピュータ３２を右側に示す。更に、機器１０は、手持ち式のキースイッチ、即ち「トリガー」である入力装置３３を備えている。
【００５９】
図２において、機器１０は、機器１０とパーソナル・コンピュータ３２間のシリアル通信の処理用に構成される特定用途向け電子基板３４を更に備えている。従って、電子基板３４は、ステップモータ（図示せず）のソレノイド操作によりミラー２７（図１）を移動させたり、レンズ１９、２８を移動させたり、赤外光源１１、フラッシュランプ２４、ＬＣＤディスプレイ２９、赤外線ビデオカメラ２３、カラービデオカメラ２６、光センサー３１を操作したり、また入力装置３３と接続したりする役目を果たしている。また、ＣＣＤカメラ２３、２６は、赤外ビデオ信号とカラー画像信号を生成して、パーソナル・コンピュータ３２のフレームグラバー（画像取込装置）３５に送る。ＬＣＤディスプレイ２９の表示機能は、デュアルヘッド式ビデオ装置３６を介して制御され、またパーソナル・コンピュータ３２でも見られる。パーソナル・コンピュータ３２のディスプレイ・アダプターの補助ディスプレイ出力端子が使われる。これに使用されるソフトウェアは、（ウィンドウズ（登録商標）９８における）アプリケーション・プログラミング・インターフェース一式を利用して、補助ディスプレイを管理する。従って、ウィンドウズ（登録商標）のグラフィック・ディスプレイ・インターフェースを使用して、ディスプレイの背景が塗られ、操作者の要求する記号が投射される。電子基板３４は、標準ＲＳ−２３２インターフェース３８により、パーソナル・コンピュータ３２の通信基板３７に接続される。
【００６０】
眼底の自動追跡に関して、パーソナル・コンピュータ３２は、患者の眼底の移動を検出するために、連続するフレーム間で１２８×１２８ピクセル型以上の正規化グレースケール相関を使用するソフトウェアを備えている。これらフレームは、赤外線ビデオカメラ２３から得られるものであり、演算は画像が得られる際にリアルタイムで行われる。本実施態様では、４０ミリ秒の連続するフレーム間の各時間間隔が１回の演算を含む。つまり、連続するフレームそれぞれが考慮される。
【００６１】
前記ソフトウェアは、赤外光画像のうち高コントラスト部における１２８×１２８ピクセルのサブフレームの位置を選択する。検出された移動は、パーソナル・コンピュータ３２内の画像処理のソフトウェア・ツールによって補償される。つまり、光学機器１０（図１に示す）は影響されない。
【００６２】
好ましい実施態様によって得られる検査手順の一つは、マイクロペリメトリーであり、患者の眼底全体の中から操作者が選択可能な様々な位置に、所定輝度を有する輝く刺激を呈示する。そして、患者が該刺激を見えるか否かが記録される。対象となる所定部位に多くの刺激を投射し、患者の反応を記録することにより、該部位について、患者の眼底感度マップを作成することが出来る。そのために、該部位内のいろいろな位置で、投射された刺激が患者にまだ見える最小輝度が測定される。この最小輝度値を測定する他の方法は後述される。上記所定部位全体の中の異なる位置でこの手順を繰り返すことにより、患者の眼底内での位置の関数として、刺激の最小輝度を示す二次元感度マップが作成され得る。
【００６３】
それら視野検査やマイクロペリメトリー（眼底に関する視野検査）を実施するため、光刺激は、ＬＣＤディスプレイ２９に表示されると共に、患者の網膜の所定網膜位置に投射されるように、パーソナル・コンピュータ３２で設定され得る。検査中、赤外線ビデオカメラ２３によって患者の網膜は連続的にモニターされ、患者は、ＬＣＤディスプレイ２９に表示される十字形などの固視標を注視するように指示される。患者は、刺激が見えるか否かを入力キースイッチ３３を使って入力できる。
【００６４】
通常、刺激は、所定の形状、所定の色、所定の時間（例えば２００ミリ秒）を基準にして呈示される。当該検査の医学的内容については、それ自体知られているので、詳細に繰り返して説明する必要はない。
そして、該刺激は、操作者が検査したい患者の眼底位置に相当する表示位置に投射される。
【００６５】
患者には、検査中は固視標を注視して、眼を動かさないように求めるが、わずかでも眼を動かないようにすることは大抵出来ないものである。従って、検査の開始時に記録された眼底像（基準フレーム）に基づいて、操作者が患者の眼底内の位置を選択すると、この位置は、患者の眼の動きのせいで、すでに患者の眼底の実際の位置と一致しない可能性があるという問題が生じる。そのため、前記ソフトウェアシステムは、「自動追跡システム」を備え、マイクロペリメトリーの間には、患者の眼底の動き、即ち、画像平面内での平行移動や回転をオンラインで検出し、補償することができる。このため、赤外線カメラにより、赤外光像を録画して患者の眼底を連続的にモニターし、該赤外光像は、移動補正アルゴリズム用の前記自動追跡システムによって使用される。これにより、操作者は、調査したい眼底の位置を、移動しない、つまり静止画像フレーム（基準フレーム）上で選択することができる。どの位置を刺激するかを操作者が選択すると、前記ソフトウェアは、自動追跡システムにより計算された患者の眼底の現在の位置に従って算出された表示位置に刺激を投射する。
【００６６】
結局、視野検査やマイクロペリメトリーの間には、自動眼底追跡は検査条件を安定にするために連続的に作動している。そのため、操作者は、網膜の感度を検知するために、安定した網膜像を見て輝度を変えた光刺激を投射する位置を選択することができる。このようにして、感度マップ又は少なくとも選択した網膜部位について各種の感度データの集まりが作成される。
【００６７】
図４において、前記ソフトウェアシステムにより作成された感度マップ６２が、該ソフトウェアシステムのウィンドウ６０に表示された基準眼底像６４に重ね合わせられている。感度マップ６２における数値は、患者に見える刺激の輝度を示す一方、該数値の位置は、当該刺激が投射された患者の眼底の位置を操作者に示している。
【００６８】
検査を開始する前に、操作者は、使用する刺激パターン、即ち、刺激する一連の網膜位置、又は刺激方法の時間系列（temporal sequence）を選択する。操作者は、自由に、内部データベースからパターンを選択したり、「パターン編集」ソフトウェアツールを使って独自のパターンを編集し、必要に応じてそれを内部データベースに保存したりすることが出来る。刺激パターンが選択されるとすぐに、選択された刺激パターンに従って、マイクロペリメトリーが自動的に行われる。あるいは、マイクロペリメトリーを手動で行うことが可能で、その場合には、特定の刺激パターンを選択するのでなく、刺激する網膜位置を手動で選択する。
【００６９】
各刺激位置における患者の網膜感度、即ち患者にまだ見える刺激の最小輝度を測定するために、各刺激は異なる輝度値で数回投射される。前記ソフトウェアシステムは、患者の網膜感度、つまり患者にまだ見える最小輝度、即ち輝度閾値を測定する５つの異なる規則を与える。下記に、これら５つの規則を説明する。
【００７０】
「4-2-1」規則：この規則によれば、選択した刺激パターンに応じた位置に、所定輝度値で刺激が投射され始める。患者に該刺激が見えた場合、４ｄＢだけ輝度を低くkして再び投射し、以下同様に、患者に刺激が見えなくなるまで投射する。その後、輝度を２ｄＢ上げる。患者にその刺激がまだ見えない場合には更に１ｄＢ上げるのに対して、見える場合には１ｄＢ下げる。このようにして、患者の網膜の所定位置での感度を正確に評価することが出来る。
【００７１】
「4-2」規則：この規則は、最後の１ｄＢを変化させる手順を省く点以外は、「4-2-1」規則と同じである。従って、この規則は、同じだけ正確ではないという代償を払って、前記「4-2-1」規則より高速である。
【００７２】
「高速」規則：この規則による場合、選択した刺激パターンに応じた位置に所定輝度の刺激が投射される。患者にこの刺激が見える場合には、現在の輝度が現在の網膜位置での患者の感度と想定され、検査は、次のマイヤ(mire)の投射を続ける。その他の点では、該システムは、前記「4-2-1」の手順に従い患者の感度を測定する。
【００７３】
「原」規則：この規則を使えば、選択した刺激パターンに基づいた位置で所定輝度の刺激が投射される。患者にこの刺激が見える場合には、操作者が選択したデシベル値だけ輝度は下げられ、以下同様に、患者に刺激が見えなくなるまで下げられる。患者に刺激が見えない場合には、その輝度は、操作者が選択したデシベル値だけ上げられ（輝度を下げる場合の数値と同じである必要はない）、以下同様に、患者に刺激が見えるまで上げられる。その結果、一致する輝度値が当該眼底位置での患者の網膜感度とされる。
【００７４】
「手動」：手動モードでは、操作者は、刺激の投射ごとに、次の投射の輝度を決めることが出来る。
【００７５】
要約すると、操作者は自動マイクロペリメトリーを行っており、閾値測定は手動でないと仮定すると、マイクロペリメトリー全体は完全に自動化され、検査時に操作者の介在を必要としない。
【００７６】
マイクロペリメトリーの最後に、操作者は、共に光学機器１０の一部である照明用フラッシュランプ２４とこれを使用するＣＣＤカラーカメラ２６により撮影される患者眼底のカラー画像を撮影し得る。図４に示すように、前記ソフトウェアシステムにより、この画像６４上にマイクロペリメトリーの結果６２がマッピングされる。従って、該結果は、赤外光像よりもむしろ高解像カラー画像上に示されて保存され、それにより、操作者にはより良く視覚化した結果を与える。
【００７７】
前記ソフトウェアを用いれば、同一又は異なる患者について２つ以上の異なる検査の結果を比較して、マイクロペリメトリーの追跡調査を行うことが可能である。検査の最後に、検査データと設定は、全て「ＮＡＶＩＳ」のデータベース４２に保存される。患者が後で別のマイクロペリメトリーを受ける際には、以前に収集したデータ及び設定を取り込み、以前の検査時と同じ位置及び輝度値で網膜を刺激することが可能である。これはアルゴリズムを使用することによって実現され、該アルゴリズムは、網膜の二次元画像面内での起こり得る平行移動及び回転を考慮して、現在の眼底画像上に、以前に刺激された網膜位置を全てマッピングする。このアルゴリズムを使えば、同一患者について、異なる時間に記録された個別に対応する２つの感度値を比較し、それによって感度の部分的な変化を計算することが可能となる。従って、非常に正確な感度微分マップが得られ、また患者の網膜の各位置における局所的な網膜感度の時間的な変化を解析することが出来る。この解析は、例えば経時的な観察などの医療の観点から非常に有益である。
【００７８】
図５に、かかる比較追跡検査の結果が視覚化されている。ウィンドウ７０、７２には、同一患者について、２つの異なる検査における２つの感度マップ７４、７６が示されている。比較検査の他の例が図６に示されている。ここでは、同じ刺激パターンにより、即ち網膜内の同じ位置で得られた異なる二人の患者の感度マップ８４、８６が２つのウィンドウ８０、８２にそれぞれ示されている。この種の比較は、感度マップ及び個々の感度値を、健康な人又は正常な平均値の感度マップと比較するために使ってもよい。
【００７９】
第二の検査タイプでは、固視安定性を調べる。再度、患者にＬＣＤディスプレイ２９上に投射された固視標を注視させる。所定時間の間、自動追跡システムは、自動眼底追跡システムで眼底の移動を補償するための移動データを集め、これにより、パーソナル・コンピュータ３２は検査中のこれらの移動に関するマップを作成できる。
【００８０】
図７に、かかる固視安定性検査時のディスプレイ・ウィンドウ９０の一例が示されている。十字形９２は眼底内の固視標の位置を示し、点９４は、固視標、即ち、十字形９２の中心の位置に対する眼底のｘ−ｙ方向の移動を示す。十字形９２と眼底の横移動を示す点９４を、図８の拡大した画面に示す。眼底の固視標からの横移動の距離を、移動の振幅のばらつきを示す時間関数としてグラフ９６に表わす。９２、９４それぞれにおいて、眼底移動の方向も認識され、解析され得る一方、グラフ９６では移動の振幅のみが示され、評価され得る。
【００８１】
さらに、患者の網膜上の絶対／比較暗点の範囲は、移動する光刺激を網膜上に投射することによって測定することが出来る。通常、それらは、暗点の中心からそれぞれ異なる方向へ放射状に、操作者が指定した速度で移動し、刺激が見えたことを患者が入力キースイッチ３３を使って入力するまで移動する。このように暗点の境界が測定される。この検査時にも、自動追跡システムが連続的に作動し、検査条件を安定にする。検査の最後には、暗点境界マップが作成され、静止フレーム画像に重ね合わされる。
【００８２】
最後に、種々の既知の色刺激検査が、アムスラー・グリッド（Amsler grid）などの異なるパターンを網膜上に投射し、画像を形成すると共に、患者の眼底を追跡することよって実施される。
【００８３】
パーソナル・コンピュータ３２で実行されるソフトウェアを図３に図解的に示す。ＮＡＶＩＳシステム（ニデック社製 新型視覚情報システム）４０に基づいている。これは、基礎データベースとパーソナル・コンピュータ３２のバックグラウンドで実行される応用ソフトウェア５０である。
【００８４】
図３に見られるように、ＮＡＶＩＳシステム４０は、専用の応用ソフトウェア５０に接続した本体４１及びデータベース４２を有し、ソフトウェア５０は本体を介してデータベース４２と通信する。応用ソフトウェア５０と本体４０とのインターフェースは、ファイル・マップ記憶空間の割当により、プロセス間通信を可能にするダイナミックリンクライブラリ（図示せず）である。
【００８５】
応用ソフトウェア５０は、数個のブロックを有し、その中心の一つは、メインウィンドウ５１として本体４０と通信する。これは入力ウィンドウであり、そのウィンドウから他のウィンドウ全てにアクセスすることができ、また、そのウィンドウには現在の患者の来院と検査が表示される。更に、このメインウィンドウ５１には、現在の検査に利用できる全ての画像及びそれに関連する画像情報が表示される。メインウィンドウ５１から入手して表示可能な応用ウィンドウの例を、図４、５、６、７、８に示す。
【００８６】
検査結果ウィンドウ５７はメインウィンドウ５１からアクセス可能である。ウィンドウ５７は、表示されると共に、前記ソフトウェアの印刷ツールによって印刷される質的及び量的な結果に関する一連のウィンドウを含む。該結果ウィンドウは、上述した５つの異なる検査タイプについて個別である。
【００８７】
このメインウィンドウ及び検査結果ウィンドウ５５から、検査入手ウィンドウ５６がアクセス可能であり、これは、操作者がまた光学機器１０とパーソナル・コンピュータ３２との相互動作を設定するために使用される。
【００８８】
異なる時間に得た画像と検査との間の比較図を得るために、メインウィンドウ５１から比較画像ウィンドウ５２を選ぶことができる。
【００８９】
メインウィンドウ５１から選択開始するものとしては、更に、検査形態を設定する検査設定ウィンドウ５３がある。パターン及び刺激投射手順（strategy）やタイプ、固視標及び背景及び暗点境界を検出する動作の方向の数が選択できる。全ての設定は、必要に応じてアーカイブから取り出すために、設定ファイルに保存可能である。
【００９０】
検査設定ウィンドウ５３から、手順編集ウィンドウ５４を選択することが出来、それによって、パターンや刺激の投射手順の記憶だけでなく、操作者による作成及び編集が可能である。
【００９１】
これらパターン及び刺激の投射手順において、投射の詳細は完全にカスタマイズ可能である。これは、刺激の種類を選択する際のＬＣＤの映像についての柔軟性に因る。例えば、下記の固視記号が使用できる。即ち、所定サイズ及びカラーの十字形や円形、該十字形の所定間隔での配置、更にユーザー定義の記号やビットマップである。さらに、所定カラーの標準ゴールドマン・マイヤ(mire)やユーザーが定義する他のマイヤがある。背景もユーザーにより定義されるか又は単色でよい。該刺激の位置及び輝度は、手順として記憶可能であり、また更なる操作者の介在なしに（患者がキースイッチ５３を使って応答するだけ）、完全に自動化された視野検査やマイクロペリメトリー時に使用可能である。
【００９２】
ここに記述した実施例は説明を目的とし、添付の請求項の範囲を限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に従う眼の検査用光学機器の概略図を示す。
【図２】図２は、図１の光学機器とコンピュータ制御システム間の相互関係についての概略図を示す。
【図３】図３は、図２のコンピュータ制御システムの機能を説明するために、ソフトウェアのアーキテクチャの概略図を示す。
【図４】図４は、コンピュータ装置の１つのウィンドウを示し、感度マップが患者の眼底像に重ね合わせられている。
【図５】図５は、前記ソフトウェアシステムの１つのウィンドウを示し、比較追跡検査の結果が図示されている。
【図６】図６は、前記ソフトウェアシステムの１つのウィンドウを示し、２つの感度マップの比較が図示されている。
【図７】図７は、前記ソフトウェアシステムの１つのウィンドウを示し、進行中の固視検査が図示されている。
【図８】図８は、前記ソフトウェアシステムの１つのウィンドウを示し、前記固視検査の結果が図示されている。
【符号の説明】
１０ 光学機器
１１ 赤外光源
１７ 眼
２１ ビームスプリッタ
２３ 赤外線カメラ
２４ フラッシュランプ
２６ カラービデオカメラ
２９ ディスプレイ
３１ 光センサー
３３ 入力装置

Claims (1)

1. 眼の網膜の検査用光学機器であって、
   ａ）該網膜に投射される可視光パターンを生成する光源を含む光学系と、
   ｂ）赤外光源及び可視光源を含み、光パターンが投射される前記網膜の像を生成する照明撮影光学系と、
   ｃ）前記網膜の像のデータ信号を発生する赤外及びカラーの電子カメラと、
   ｄ）コンピュータ制御システムと、を備え、
   前記光源は、輝度、位置及び構成について選択可能な種々異なるパターンを生成するように構成されたディスプレイであり、
   前記機器は、検査時に患者が反応を入力可能な入力装置を含み、
   また、前記赤外の電子カメラは、前記照明撮影光学系によって赤外線カメラに生成される実況画像列のデータ信号を発生する赤外線カメラであり、
   前記機器は、さらに、
   赤外線カメラにより取得された画像を静止画としてディスプレイに表示し、この静止眼底画像に基づいて、刺激する一連の網膜位置又は刺激方法の時間系列を操作者が選択するパターン選択手段と、
   パターン選択手段により選択されたパターンにより検査された結果を眼底静止画像又は可視光源による眼底カラー画像とを重ね合わせて保存するとともに、検査の設定情報を記憶する記憶装置と、
   検査の設定情報を呼び出して同じ刺激位置及び輝度値で網膜を刺激して検査結果を得て、両者を比較して経時的な解析をする解析装置と、
   を含むことを特徴とする検査用光学機器。

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