JP4267339B2 - Corneal endothelial cell imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼の角膜内皮細胞を撮影する角膜内皮細胞撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、被検眼に対して非接触で角膜内皮細胞を撮影することができる装置として、例えば特許文献1に記載の角膜内皮細胞撮影装置が知られている。この種の眼科装置で撮影される角膜内皮細胞像には、撮影画像上に斑状に黒く抜けたような部分がみられることがあり、この現象は非特許文献1にもあるようにブレッブ(blebs)と呼ばれている。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−146410号公報
【非特許文献1】
濱野 光、外2名,「ソフトコンタクトレンズ装用直後の角膜内皮細胞の変化」,日本コンタクトレンズ学会誌,1993年,第35巻,第2号,p.140−145
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記ブレッブは、被検者が酸素透過性の低いコンタクトレンズを使用している場合のように角膜に対する酸素分圧が低い場合に発生し、コンタクトレンズを外す等して角膜を低酸素状態から解放することにより急速に回復することが知られている。また、ブレッブの出現には個人差があることが判っており、その変化の観察結果は将来的には個人の体質を表す一つの指標としてスクリーニング等で利用することができる可能性もある。
【0005】
しかしながら、ブレッブの実体が具体的にどのようなものであるかについては未だ明らかでない一方、上述したように従来の角膜内皮細胞撮影装置ではブレッブは黒い陰のように観察されるだけなので、その実体を解明すべくブレッブを多角的に捕捉するための機能を角膜内皮細胞撮影装置が具備することが望ましい。
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ブレッブを多角的に捕捉するための光学系を有し、その実体解明に供することができる角膜内皮細胞撮影装置を提供することを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、被検眼に対して照明光を照射する照明光学系と、前記被検眼の角膜内皮細胞による前記照明光の反射光を撮影手段により受光して前記角膜内皮細胞を撮影する撮影光学系とを備え、前記照明光学系及び前記撮影光学系のそれぞれに位相板及び偏光板が被検眼側から順に設けられ、前記撮影光学系に設けられた偏光板が光軸中心に回動可能であるとともに、該偏光板を通して前記撮影手段が前記角膜内皮細胞からの反射光を受光する角膜内皮細胞像撮影装置を特徴とする。
【0010】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の角膜内皮細胞撮影装置において、前記撮影手段のピント位置を補正するピント位置補正手段を備えることを特徴とする。
【0011】
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の角膜内皮細胞撮影装置において、前記撮影光学系が前記撮影手段により動画撮影可能であることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1は、角膜内皮細胞撮影装置の概略構成を示す。この角膜内皮細胞撮影装置100は、XYZの三軸方向に移動可能な装置本体101の内部に、前眼部観察光学系1と、指標投影光学系10と、XYアライメント検出系20と、撮影用照明光学系30と、Zアライメント検出用照明光学系40と、撮影光学系50と、Zアライメント検出系60と、制御回路70とを有する。
【0014】
前眼部観察光学系1は、被検眼Eの左右に配設されてその前眼部を直接的に照明する複数の赤外照明光源2と、ハーフミラー3と、対物レンズ4と、ハーフミラー5と、動画撮影可能なCCDカメラ6と、遮光板7とを有する。被検眼Eの前眼部からの反射光は、ハーフミラー3、対物レンズ4及びハーフミラー5を経てCCDカメラ6に導かれ、前眼部像がCCDカメラ6の撮像面に形成される。CCDカメラ6は図示を略すモニタ装置に画像信号を出力し、図2に示すように、モニタ装置の画面8には前眼部像9が表示される。なお、遮光板7は前眼部観察時には前眼部観察光学系1の光路から退避し、かつ、後述の角膜内皮細胞撮影時には光路中に挿入される。
【0015】
指標投影光学系10は、赤外光を出射する光源11と、集光レンズ12と、開口絞り13と、ピンホール板14と、ダイクロイックミラー15と、投影レンズ16とを有する。開口絞り13は投影レンズ16に関して被検眼Eの角膜Cの頂点Pと共役な位置に設けられている。ピンホール板14はアライメント指標を形成するもので、ピンホール板14の配設箇所には投影レンズ16の焦点が一致している。ダイクロイックミラー15及び投影レンズ16はハーフミラー3とともに固視標投影光学系17を構成し、固視標投影光学系17はさらに可視光を出射する固視光源18とピンホール板19とを有する。ピンホール板19は投影レンズ16の焦点位置に配設され、固視光源18から出射された固視標光はピンホール板19及びダイクロイックミラー15を透過した後、投影レンズ16により平行光束に変換され、ハーフミラー3により反射されて被検眼Eに導かれる。被検者がその固視標光を注視することにより、被検者(被検眼E)の視線が固定される。
【0016】
光源11から出射された赤外光は、集光レンズ12により集光されて開口絞り13を通過し、ピンホール板14に導かれる。ピンホール板14を通過した光束はダイクロイックミラー15により反射され、投影レンズ16に導かれる。投影レンズ16はピンホール板14を通過した光束を平行光束に変換し、その平行光束はハーフミラー3により反射されてXY方向のアライメント検出用の指標光として角膜Cに投影される。角膜Cに投影された指標光は、図3に示すように、角膜Cの頂点Pと角膜Cの曲率中心MRとの中間位置MPに輝点像Rを形成するように角膜Cの表面Tで反射される。
【0017】
角膜Cからの反射光は、ハーフミラー3を透過した後、対物レンズ4に導かれる。ハーフミラー3及び対物レンズ4はハーフミラー5とともにXYアライメント検出系20を構成し、XYアライメント検出系20はさらにPSDからなる受像素子21と、XYアライメント検出回路22とを有する。対物レンズ4により集光された指標光は、その一部がハーフミラー5により反射されて受像素子21に導かれ、輝点像Rに対応する輝点像R1が受像素子21の受像面に形成される。受像素子21は輝点像R1の形成位置に関する信号をXYアライメント検出回路22に出力し、XYアライメント検出回路22の出力は制御回路70に入力される。一方、ハーフミラー5を透過した指標光はCCDカメラ6に導かれ、CCDカメラ6の撮像面に輝点像R2が形成される。図2には、その輝点像R2に対応する輝点像が符号R2’により表されている。なお、図2において、符号23は図示を略す画像生成手段によって生成されたアライメント許容範囲を示すマークを表し、装置本体101は輝点像R2’がマーク23の内部に入るように検者により駆動される。
【0018】
撮影用照明光学系30は、撮影用照明光源31と、集光レンズ32と、スリット板33と、ダイクロイックミラー34と、開口絞り35と、対物レンズ36とを有する。撮影用照明光源31には例えばキセノンランプが用いられる。ダイクロイックミラー34は可視光を透過させて赤外光を反射する透過特性を有し、開口絞り35は対物レンズ36に関して角膜Cと共役な位置に設けられている。ダイクロイックミラー34、開口絞り35及び対物レンズ36はZアライメント検出用照明光学系40を構成し、Zアライメント検出用照明光学系40はさらに赤外光を出射する光源41と、集光レンズ42と、スリット板43とを有する。
【0019】
撮影用照明光源31から出射された照明光としての可視光は、集光レンズ32により集光されてスリット板33に導かれ、このスリット板33を通過した可視光はスリット光としてダイクロイックミラー34を透過して開口絞り35に導かれ、対物レンズ36により角膜Cを斜め方向から照明する。また、光源41から出射された赤外光は、集光レンズ42により集束されつつスリット板43を通過してスリット光となり、ダイクロイックミラー34により反射されて開口紋り35に導かれ、開口絞り35を透過した後に対物レンズ36により集束されつつ角膜Cに導かれる。
【0020】
撮影光学系50は、被検眼Eの光軸Oに関して撮影用照明光学系30と略対称な斜め方向から被検眼Eの角膜Cの内皮細胞による反射光を受像し、被検眼Eの角膜内皮細胞を撮影する。この撮影光学系50は、対物レンズ51と、ダイクロイックミラー52と、マスク53と、ミラー54と、リレーレンズ55と、移動機構75と、偏光フィルター80と、遮光板56と、ミラー57と、CCDカメラ6とを有する。ダイクロイックミラー52は可視光を透過させて赤外光を反射する透過特性を有する。移動機構75は公知のレンズ移動用の機構であって、リレーレンズ55を光軸方向に移動させる。ミラー57は前眼部観察光束の妨げとならない位置に配設されるとともに、物面側(被検眼E側)の傾斜角θと同一の角度をもって傾斜している。対物レンズ51及びダイクロイックミラー52はZアライメント検出系60を構成し、Zアライメント検出系60はさらにリニアセンサ61とZアライメント検出回路64とを有し、リニアセンサ61は対物レンズ51に関して角膜Cと共役な位置に設けられている。
【0021】
Zアライメント検出用照明光学系40により投光されたスリット光の角膜Cによる反射光は、対物レンズ51により集束されつつダイクロイックミラー52により反射されてリニアセンサ61に結像される。リニアセンサ61はその反射光の光強度分布を検出し、図4にリニアセンサ61上における光量分布例を示す。角膜Cの表面が滑らかなときには、角膜Cの表面Tで反射された光束のピーク部62と、次述の角膜内皮細胞面Nで反射された光束のピーク部63とが同図に示すように明瞭に表れる。このリニアセンサ61の検出結果はZアライメント検出回路64に出力され、Zアライメント検出回路64の出力は制御回路70に入力される。
【0022】
また、図5に示すように、撮影用照明光学系30により照射されたスリット光束Lは角膜Cで反射されるが、詳細にはスリット光束Lの一部が空気と角膜Cとの境界面である角膜表面Tにおいて反射され、角膜表面Tを透過した光束の一部が角膜内皮細胞面Nにおいて反射される。角膜Cの反射光に含まれる光束のうち、角膜表面Tからの反射光束T’は最も光量が多く、角膜内皮細胞面Nからの反射光束N’の光量は相対的に少なく、角膜実質Mからの反射光束M’の光量は最も少ない。この角膜Cによる反射光は、対物レンズ51により集光されつつダイクロイックミラー52を透過し、マスク53上に一旦結像される。さらに、角膜内皮細胞像を形成しない反射光束T’,M’はマスク53により遮蔽される一方、マスク53を通過した反射光束N’はミラー54により反射され、リレーレンズ55により集束されつつ偏光フィルター80を透過してミラー57に導かれる。
【0023】
偏光フィルター80は一方向の直線偏光のみを透過させる性質を有し、回動機構81により光軸を中心に回動可能となっている。回動機構81には、エンコーダが設けられたモータやステッピングモータ等の回動角を検知可能な機構が用いられている。偏光フィルター80の透過光はミラー57により反射されてCCDカメラ6上に角膜内皮細胞像を形成し、モニタ装置の画面8には、図6に示すように、そのCCDカメラ6からの画像信号により角膜内皮細胞像58が表示される。このとき、移動機構75が偏光フィルター80の回動角や種類に応じて第一結像点であるマスク53とCCDカメラ6との間にあるリレーレンズ55を移動させることにより、CCDカメラ6のピントを補正することができる。
【0024】
この角膜内皮細胞撮影装置100により被検眼Eの撮影を行う際には、検者はまず図示を略すスイッチを操作して電源をオンにする。すると、制御回路70が赤外照明光源2、固視光源18及び赤外光を出射する光源11,41を点灯させるので、検者はモニタ装置の画面8を見ながら装置本体101を移動させ、前眼部像9が画面中心に位置するように概略の位置合わせを行なう。このとき、XYアライメント検出回路22の出力とZアライメント検出回路64の出力とは制御回路70に入力されているので、制御回路70は被検眼Eに対する装置本体101の相対的な位置を監視することができ、輝点像R2’がマーク23の内部に入るとともに図4に示すような光量分布が得られたときには、制御回路70は図示を略す駆動機構により装置本体101を駆動して装置本体101の被検眼Eに対するアライメントを自動で調整する。このオートアライメントは、XYアライメント検出回路22により装置本体101の被検眼Eに対する上下左右の位置関係が許容範囲にあると判断されて制御回路70にXYアライメント完了信号が送信され、かつ、Zアライメント検出回路64により装置本体101の被検眼Eに対する光軸方向の距離が許容範囲にあると判断されて制御回路70にZアライメント完了信号が送信されると完了する。Zアライメント完了信号は、例えばリニアセンサ61の基準番地Qを中心としてその両側△の範囲内にピーク部63の番地Zが存在するときに制御回路70に向けて発信される。
【0025】
オートアライメントが完了すると、制御回路70は光源2,11,18,41を消灯させて撮影用照明光源31を自動的に発光させ、角膜内皮細胞像の撮影を実行する。ここで、撮影光学系50には光軸中心に回動可能な偏光フィルター80が設けられているので、CCDカメラ6は角膜内皮細胞をその偏光フィルター80を通して撮影可能である。すなわち、撮影される角膜内皮細胞像は角膜の性質及び装置の波長特性により変化するが、ここでは偏光フィルター80を回動させることにより任意の直線偏光成分を抽出して角膜内皮細胞を撮影可能であるので、従来の角膜内皮細胞撮影装置とは異なるブレッブの観察に有用な撮影画像を得ることができる。
【0026】
この実施の形態では特に偏光を利用して撮影を行うので、角膜の細胞や前房水の位相変化も観察し得る。また、CCDカメラ6は従来の角膜内皮細胞撮影装置のようにフラッシュによる静止画撮影を行うのみでなく、角膜内皮細胞像の動画撮影(例えば、所定時間ごとの断続的な動画撮影や偏光フィルター80を回動させながらの動画撮影)を行うこともできるので、比較的短時間で形状変化が生じるブレッブの連続的な観察も可能となる。さらに、移動機構75によりCCDカメラ6のピントが補正されることによって、偏光フィルター80の非点収差が抑制されてより良好な撮影画像を得ることができる。
【0027】
なお、制御回路70は、偏光フィルター80がある特定の回動位置にある場合のみならず、偏光フィルター80を回動機構81により順次回動させながら撮影を行ってもよく、この場合には偏光フィルター80の回動、装置本体101のオートアライメント及び撮影の手順を繰り返せばよい。また、偏光フィルター80は手動により回動させてもかまわないが、このような場合にもエンコーダ等の回動角検知機構を設け、検知した回動角を撮影画像に記録することが望ましい。あるいは、検者による偏光角の入力を受け付ける偏光角入力装置を設け、その入力に基づいて偏光フィルター80を自動又は手動で回動させる構成としてもよく、予め定められた又は任意の回動角を記憶する記憶モードを設け、この記憶モードによる記憶情報に基づいて偏光フィルター80を段階的に(例えば45°ステップで)回動させ、間欠的な撮影を実行する構成としてもよい。
【0028】
[実施の形態1]
図7は、本実施の形態に係る角膜内皮細胞撮影装置の概略構成を示す。この角膜内皮細胞撮影装置102は、上記撮影用照明光学系30及び撮影光学系50のそれぞれにλ/4板及び偏光フィルターが被検眼Eの側から順に設けられ、偏光フィルター80及び回動機構81が設けられていない点で図1に示す角膜内皮細胞撮影装置1と異なるが、他については同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【0029】
λ/4板76は、撮影用照明光学系30及び撮影光学系50に跨って設けられている。偏光フィルター77は撮影用照明光学系30の光路中でλ/4板76の直前に設けられ、偏光フィルター78は撮影光学系50の光路中でλ/4板76の直後に、回動機構79により回動可能に設けられている。撮影用照明光学系30において偏光フィルター77を通過した直線偏光は、λ/4板76を通過して円偏光となり被検眼Eで反射された後、再度λ/4板76を通過して直線偏光となって偏光フィルター78を通過する。この偏光フィルター78が実施の形態1における偏光フィルター80と同様に作用することにより、CCDカメラ6は従来の角膜内皮細胞撮影装置とは異なるブレッブの観察に有用な画像を撮影することができる。また、被検眼Eへの入射光束がλ/4板76により円偏光に変更され、角膜Cの表面反射のみ位相がπだけずれることにより、偏光フィルター77,78の偏光軸が等しいときには被検眼Eにおける表面反射の影響を除去することができる。
【0030】
ところで、撮影光学系50においては偏光フィルター78が一定の直線偏光のみを透過させるため、偏光フィルター78の回動によりそれ以降の光学系の光量には変化が生じる。この光量変化は光学系を共用しているZアライメント光学系60においても同様に生じるので、例えば予め偏光フィルター78の回動角による光量変化を調べておき、制御回路70が光量変化に応じて光源41の光量又はリニアセンサ61の感度を変化させることにより、偏光フィルター78の回動に伴う光量変化がZ方向のアライメント検出に与える影響を軽減させることができる。
【0031】
なお、本実施の形態では一つのλ/4板が撮影用照明光学系30及び撮影光学系50に跨ることとしたが、各光学系にそれぞれλ/4板を配置してもよい。
【0032】
図8は、図1に示す角膜内皮細胞撮影装置と一部異なる角膜内皮細胞撮影装置の概略構成を示す。この角膜内皮細胞撮影装置103は、上記偏光フィルター80及び回動機構81の代わりに色フィルター82及び挿脱機構83を有し、他については図1に示す角膜内皮細胞撮影装置1と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【0033】
色フィルター82は例えば青色、黄色又は緑色を呈して挿脱機構83により撮影光学系50の光路に挿脱され、制御回路70は色フィルター82がその光路中に挿入された状態で被検眼Eの角膜内皮細胞の撮影を実行する。図7においては色フィルター82は一つしか示されていないが、例えば複数の色のフィルターを用意して、それらを照明光の波長等に応じて交換可能に挿脱するようにしてもよく、色フィルター82の挿脱を挿脱機構83により自動で行うのではなく検者が手動で行うこととしてもよい。また、色フィルター82は撮影光学系50に配置するのではなく、撮影用照明光学系30に配置してもよいが、このときZアライメント検出用照明光学系40と交わるダイクロイックミラー34よりも光源31寄りに照明光学系30の共役条件を崩さないように配置することによって、色フィルター82がZアライメント検出用照明光学系40に与える影響を回避することができる。
【0034】
この図8に示す角膜内皮細胞撮影装置103では、CCDカメラ6が角膜内皮細胞を色フィルター82を通して撮影可能であるので、実施の形態1と同様に角膜の性質及び装置の波長特性を反映した撮影画像が得られるだけでなく、波長が制限される分だけ撮影画像のコントラストを向上させることが可能となる。さらに、移動機構75が色フィルター82の種類に応じてリレーレンズ55を移動させ、CCDカメラ6のピントを補正することによって、色フィルター82の色収差が抑制されてより良好な撮影画像を得ることができる。
【0035】
以上説明した角膜内皮細胞撮影装置においては、角膜内皮細胞像についてCCDカメラ6により動画撮影を行ったが、この撮影映像は被検眼Eに対する装置本体101のアライメントが完了している場合にのみ記録することとしても、あるいは、検者の操作により必要な映像だけ記録することとしてもよく、これにより画像の記録容量を抑制することができる。その撮影映像の記録時間は検者により任意に設定可能としてもよく、撮影を簡便にして操作性を向上させるために、予め想定される観察条件を記憶させたプリセットモードを用意しても、又は検者が観察条件を記憶させておくためのメモリモードを用意してもかまわない。例えば偏光フィルター80を少しずつ回動させてブレッブが良好に観察されるときに、そのときの偏光フィルター80の回動角度(回動位置)を静止画像とともに制御回路70中の図示を略すメモリに記憶させ(メモリモードの利用)、その記憶させた回動角度を次の撮影時に呼び出すことによって撮影作業の容易化を図ることができる。
【0036】
また、移動機構75によりリレーレンズ55を移動させるのではなく、偏光フィルター80の回動角や偏光フィルター80又は色フィルター82の種類に基づいて対物レンズ51やCCDカメラ6を移動させてもよい(CCDカメラ6の移動にはピエゾ素子等を用いることができる。)。ただし、前者の移動はXYアライメント検出系20に影響し、後者の移動はZアライメント検出系60に影響するので、受光素子21やリニアセンサ61を移動させたり、レンズを追加する等の措置が必要となる。
【0037】
さらに、偏光フィルター80の偏光角度や偏光フィルター80又は色フィルター82の種類、動画撮影経過時間等が異なる同一被検眼の複数の撮影画像について、公知の画像処理方法により位置合わせや明るさの補正を行い差分処理をすることによって、画像変化を抽出することが可能になる。
【0038】
なお、上記角膜内皮細胞撮影装置ではXYアライメントを求める際には被検眼Eに平行光を投影して角膜Cの反射像の位置を検出し、Zアライメントを求める際には被検眼Eに斜め方向からスリット光を投影してリニアセンサ61上の反射光の位置を検出したが、それぞれ他の公知の方法を採ってもかまわない。
【0039】
[実施の形態2]
既述のように、ブレッブは低酸素状態(2000Pa(15mmHg)以下といわれている。)で出現することが知られており、酸素分圧を低下させた状態を数十分間保つ必要がある。ブレッブを出現させる具体的方法としては、酸素透過性の低いコンタクトレンズを装用する方法のほか、コンタクトレンズの酸素透過性の影響を小さくしながら確実にブレッブを出現させるためにコンタクトレンズを装用したまま閉瞼する方法がある。ただ、この場合でも、被検者は数十分間閉瞼していなければならないのでその負担が大きく、また、開瞼により酸素分圧が上昇するとブレッブは比較的短時問で消失してしまうため、被検者になるべく負担をかけないで低酸素状態を維持することができれば望ましい。この実施の形態では、そのための装置として、図9に示す角膜酸素分圧低下装置84について説明する。
【0040】
角膜酸素分圧低下装置84は、ゴーグル85と、気体発生装置86と、気体加湿装置87とを有する。ゴーグル85は、被検者の被検眼を覆うゴーグル本体88,88と、ゴーグル本体88,88の周囲に設けられて被検者の被検眼周囲に密着し、ゴーグル本体88,88の内部を密閉に保つシール部89,89と、ゴーグル本体88,88を連結して被検者の鼻根に位置する連結部90と、シール部89,89を貫通してゴーグル本体88,88の内外を連通させる気体流入管91,91及び気体排出管92,92と、気体流入管91,91の管路を開閉する開閉弁93,93と、気体排出管92,92の管路を開閉する開閉弁94,94と、ゴーグル85を被検者の頭部に固定するベルト95とを有する。
【0041】
ゴーグル本体88,88の正面の窓部88a,88aは単なる透明素材からなり正負のいずれのパワーも有さず、ゴーグル85の装着時に被検者の被検眼に対して略平行となるように形成され、その透過光になるべく光学的影響を与えないようになっている。気体流入管91及び気体排出管92としては密閉性がよく柔軟性のあるゴムチューブが用いられている。
【0042】
気体発生装置86は内部に窒素が充填され、気体加湿装置87は内部に貯水された水槽により構成され、両者は開閉弁98により流量が調整される接続管96によって接続されている。また、気体加湿装置87とゴーグル85の気体流入管91とが接続管97により接続され、ここでは接続管96及び接続管97についてもゴムチューブが用いられている。
【0043】
この角膜酸素分圧低下装置84を用いて角膜内皮細胞撮影装置100により被検眼Eの撮影を行うには、被検者はゴーグル85を装着した状態で、角膜内皮細胞撮影装置100の図示しない顎受け部に顎を載せて撮影準備を整える。この状態で、ゴーグル本体88の窓部88aは撮影窓として機能し、前眼部観察光学系1に対して略垂直になるとなるように、また、撮影用照明光学系30及び撮影光学系50が略対称に重なるように各光学系に挿入されている。したがって、窓部88aは光路長の変化を小さくするために歪みを生じない程度で極力薄い部材により構成されていることが好ましく、さらに被検眼Eに近づきすぎると反射光の影響が大きく睫毛の接触や涙により汚れ易いため、被検眼Eに対する装着感や作動距離に不都合が生じない範囲で被検眼Eから離れていることが好ましい。
【0044】
この準備が完了すると、検者は気体発生装置86から窒素を流出させてゴーグル本体88,88の内部に送り込む。詳細には、気体発生装置86からの窒素は接続管96を介して気体加湿装置87の水中に放出され、ここで加湿された後に接続管97及び気体流入管91を介してゴーグル本体88の内部に送り込まれるが、このゴーグル本体88の内部に送り込まれる気体の量は開閉弁93及び開閉弁94の開度に応じて制御されている。ゴーグル本体88の内部の窒素は順次流入してくる新たな窒素に押し出される形で気体排出管92から排出される。このとき、気体排出管92の排出側端部を液中に入れておくことにより検者は気体の流出状態を容易に把握することができ、その気体排出管92や気体流入管91等に圧力計を設けて気体の流動変化の観察に供してもかまわない。
【0045】
続いて、制御回路70がXYアライメント及びZアライメントを実行するが、これらの実行にゴーグル85の反射光が影響を及ぼすことが考えられるので、角膜内皮細胞撮影装置100にマニュアル撮影モードを設けたり、アライメント開始からの経過時間等に基づいて自動的にアライメント許容範囲を拡大する機能を設けたりすることによって、撮影が行いやすくなる。また、XYアライメント検出系20に対する反射光の影響を抑制するという観点からすれば、ゴーグル本体88の窓部88aの法線方向を前眼部観察光学系1の光軸に対して若干傾けたり、その窓部88aに曲率を持たせることも有効である。
【0046】
ゴーグル本体88の内部の酸素分圧が十分に下がり、かつ、被検眼Eに対する装置本体101のアライメントが完了すると、ゴーグル本体88の内部に略一定状態で加湿窒素が流入する状態を保ちながら角膜内皮細胞の撮影を行う。この撮影時に、被検眼Eは角膜酸素分圧低下装置84により低酸素状態に維持されるので、撮影期間に亘って被検眼Eが安定した状態にあり、一旦出現したブレッブが容易に消失することもなく、さらに被検者もゴーグル85を装着するだけで撮影準備が整うので負担が軽減される。
【0047】
以上では空気の主用成分であり人体に対する影響も少ないことから酸素分圧の低下に加湿窒素を使用したが、人体への影響が少ないのであれば酸素以外の他の気体を使用してもかまわない。また、気体を撮影準備完了後にゴーグル本体88の内部に送り込むこととしたが、気体を事前にゴーグル本体88の内部に送り込んで暫く時間が経過した後に撮影準備を行なってもよい。そのゴーグル本体88の窓部88aと他の部分(窓部88aの周囲の部分88b)とは前述の条件を満たすのであれば一体成形してもよく、気体発生装置76としてはボンベやスプレー管等を用いてもよく、ゴーグル本体88の内部の気圧を制御する開閉弁は他の場所に設けてもかまわない。さらに、ゴーグル本体88の内部の密閉性を保った状態でゴーグル85を他と切離可能とすることにより、被検者が身動きが取りやすくなりその負担が軽減する。
【0048】
なお、角膜酸素分圧低下装置は必ずしもゴーグルの態様を採る必要はなく、例えば被検者の頭部を全体的に覆うヘルメットのようなものであっても、あるいは、呼吸用の酸素供給装置を備えた低酸素分圧室であってもかまわない。
【0049】
【発明の効果】
本発明に係る角膜内皮細胞撮影装置は、以上説明したように構成したので、ブレッブを多角的に捕捉するための光学系を有して今まで撮影不可能であった角膜内皮細胞像の撮影を行なうことが可能で、ブレッブの実体解明に供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】角膜内皮細胞撮影装置の光学系を示し、(a)はその側面図、(b)は平面図である。
【図2】モニタ装置の画面に表示された前眼部像を示す説明図である。
【図3】角膜へのアライメント視標光の投影状態を示す説明図である。
【図4】ラインセンサ上におけるスリット光の光量分布状態を示す説明図である。
【図5】角膜へのスリット光の投影状態を示す説明図である。
【図6】モニタ装置の画面に表示された角膜内皮細胞像を示す説明図である。
【図7】実施の形態1に係る角膜内皮細胞撮影装置の光学系を示し、(a)はその側面図、(b)は平面図である。
【図8】図1に示す角膜内皮細胞撮影装置と異なる角膜内皮細胞撮影装置の光学系を示し、(a)はその側面図、(b)は平面図である。
【図9】実施の形態2で用いられる角膜酸素分圧低下装置を示す説明図である。
【符号の説明】
6 CCDカメラ(撮影手段)
30 撮影用照明光学系(照明光学系)
50 撮影光学系
75 移動機構(ピント位置補正手段)
77 λ/4板(位相板)
78 偏光フィルター(偏光板)
80 偏光フィルター
82 色フィルター
100 角膜内皮細胞撮影装置
102 角膜内皮細胞撮影装置
103 角膜内皮細胞撮影装置
C 角膜
E 被検眼[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a corneal endothelial cell imaging apparatus that images corneal endothelial cells of a subject's eye.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a corneal endothelial cell imaging apparatus described in Patent Document 1 is known as an apparatus capable of imaging corneal endothelial cells without contact with an eye to be examined. In the corneal endothelial cell image photographed by this type of ophthalmic apparatus, a spotted black portion may be seen on the photographed image. This phenomenon is also found in Non-Patent Document 1, as shown in Non-Patent Document 1. )is called.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-146410
[Non-Patent Document 1]
Hikaru Kanno, 2 others, “Changes in corneal endothelial cells immediately after wearing soft contact lenses”, Journal of Japanese Contact Lens Society, 1993, Vol. 35, No. 2, p. 140-145
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above bleb occurs when the subject has a low oxygen partial pressure, such as when using a contact lens with low oxygen permeability, and the cornea is released from the hypoxic state by removing the contact lens. It is known to recover quickly. In addition, it has been found that there are individual differences in the appearance of blebs, and the observation results of such changes may be used in screening and the like as an index representing the constitution of individuals in the future.
[0005]
However, while it is not yet clear what the bleb is actually, the bleb is only observed as a black shade in the conventional corneal endothelial cell imaging device as described above. Therefore, it is desirable that the corneal endothelial cell imaging apparatus has a function for capturing the bleb from various angles.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a corneal endothelial cell imaging apparatus that has an optical system for capturing a bleb from various angles and can be used for elucidation of the substance. Yes.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1The present invention relates to an illumination optical system that irradiates illumination light to the eye to be examined, and imaging optics that captures the corneal endothelial cell by receiving reflected light of the illumination light by the corneal endothelial cell of the eye to be examined by an imaging means. A phase plate and a polarizing plate are provided in order from the eye side in each of the illumination optical system and the photographing optical system, and the polarizing plate provided in the photographing optical system is rotatable about the optical axis. In addition, the imaging device is characterized in that the imaging means receives reflected light from the corneal endothelial cells through the polarizing plate.
[0010]
Claim 2The invention according toClaim 1The corneal endothelial cell imaging apparatus according to claim 1, further comprising a focus position correction unit that corrects a focus position of the imaging unit.
[0011]
Claim 3The invention according toClaim 1 or claim 2In the corneal endothelial cell photographing apparatus described in (2), the photographing optical system is capable of photographing a moving image by the photographing means.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a corneal endothelial cell imaging apparatus.The corneal endothelial
[0014]
The anterior ocular segment observation optical system 1 is arranged on the left and right sides of the eye E, and a plurality of infrared
[0015]
The index projection optical system 10 includes a
[0016]
Infrared light emitted from the
[0017]
The reflected light from the cornea C is guided to the objective lens 4 after passing through the
[0018]
The photographing illumination
[0019]
Visible light as illumination light emitted from the photographing
[0020]
The imaging
[0021]
The reflected light from the cornea C of the slit light projected by the Z alignment detection illumination
[0022]
Further, as shown in FIG. 5, the slit light beam L irradiated by the photographing illumination
[0023]
The
[0024]
When photographing the eye E with the corneal endothelial
[0025]
When the auto-alignment is completed, the
[0026]
In this embodiment, since imaging is performed particularly using polarized light, phase changes in corneal cells and anterior aqueous humor can be observed. The CCD camera 6 not only performs still image shooting with a flash as in a conventional corneal endothelial cell imaging apparatus, but also shoots moving images of corneal endothelial cell images (for example, intermittent moving image shooting every predetermined time or polarizing filter 80). (Moving image shooting while rotating the lens) can also be performed, so that continuous observation of a bleb whose shape changes in a relatively short time is also possible. Furthermore, by correcting the focus of the CCD camera 6 by the moving
[0027]
Note that the
[0028]
Embodiment1]
FIG. 7 shows a schematic configuration of the corneal endothelial cell imaging apparatus according to the present embodiment. In this corneal endothelial cell imaging device 102, a λ / 4 plate and a polarizing filter are provided in order from the eye E side in each of the imaging illumination
[0029]
The λ / 4
[0030]
By the way, in the photographing
[0031]
In this embodiment, one λ / 4 plate extends over the photographing illumination
[0032]
FIG. 8 is partially different from the corneal endothelial cell imaging apparatus shown in FIG.1 shows a schematic configuration of a corneal endothelial cell imaging apparatus. The corneal endothelial cell imaging device 103 includes a
[0033]
The
[0034]
thisAs shown in FIG.In the corneal endothelial cell photographing apparatus 103, the CCD camera 6 can photograph corneal endothelial cells through the
[0035]
more thanDescribed corneal endothelial cell imaging deviceIn FIG. 1, the corneal endothelial cell image was photographed with the CCD camera 6, but this photographed image may be recorded only when the alignment of the apparatus
[0036]
Instead of moving the
[0037]
In addition, for a plurality of captured images of the same eye with different polarization angles of the
[0038]
In addition,The corneal endothelial cell imaging deviceThen, when obtaining XY alignment, parallel light is projected onto the eye E to detect the position of the reflected image of the cornea C, and when obtaining Z alignment, slit light is projected onto the eye E from an oblique direction to linearly. Although the position of the reflected light on the
[0039]
Embodiment2]
As described above, it is known that the bleb appears in a low oxygen state (it is said to be 2000 Pa (15 mmHg) or less), and it is necessary to keep the state where the oxygen partial pressure is lowered for several tens of minutes. . In addition to the method of wearing a contact lens with low oxygen permeability, the specific method of causing the bleb to appear is to keep wearing the contact lens to ensure the appearance of the bleb while reducing the influence of oxygen permeability of the contact lens. There is a way to close it. However, even in this case, the subject must be closed for several tens of minutes, so the burden is large, and when the oxygen partial pressure rises due to opening, the bleb disappears in a relatively short time Therefore, it is desirable if a low oxygen state can be maintained without placing a burden on the subject as much as possible. In this embodiment, a corneal oxygen partial
[0040]
The corneal oxygen partial
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
In order to image the eye E with the corneal endothelial
[0044]
When this preparation is completed, the examiner causes nitrogen to flow out from the
[0045]
Subsequently, the
[0046]
When the oxygen partial pressure inside the
[0047]
In the above, humidified nitrogen was used to reduce the partial pressure of oxygen because it is the main component of air and has little effect on the human body, but other gases other than oxygen may be used if there is little effect on the human body. Absent. In addition, the gas is sent into the goggles
[0048]
Note that the corneal oxygen partial pressure lowering device does not necessarily have to take the form of goggles. For example, the corneal oxygen partial pressure reducing device may be a helmet that entirely covers the subject's head, or an oxygen supply device for breathing. It may be a low oxygen partial pressure chamber provided.
[0049]
【The invention's effect】
Since the corneal endothelial cell imaging apparatus according to the present invention is configured as described above, it has an optical system for capturing the bleb from various angles, and has been capable of imaging a corneal endothelial cell image that has been impossible until now. It can be performed, and it has the effect that it can be used for elucidation of the substance of the bleb.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Corneal endothelial cell imaging device2A is a side view thereof, and FIG. 2B is a plan view thereof.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an anterior segment image displayed on the screen of the monitor device.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a projection state of alignment target light onto the cornea.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a light amount distribution state of slit light on a line sensor.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a projection state of slit light onto the cornea.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a corneal endothelial cell image displayed on the screen of the monitor device.
FIG. 7 shows an embodiment.1Pertaining toCorneal endothelial cell imaging device2A is a side view thereof, and FIG. 2B is a plan view thereof.
[Fig. 8]Corneal endothelial cell imaging apparatus different from the corneal endothelial cell imaging apparatus shown in FIG.2A is a side view thereof, and FIG. 2B is a plan view thereof.
FIG. 9 shows an embodiment.2It is explanatory drawing which shows the corneal oxygen partial pressure lowering apparatus used by 1.
[Explanation of symbols]
6 CCD camera (photographing means)
30. Illumination optical system for photography (illumination optical system)
50 Shooting optical system
75 Movement mechanism (focus position correction means)
77 λ / 4 plate (phase plate)
78 Polarizing filter (polarizing plate)
80 Polarizing filter
82 color filter
100 Corneal endothelial cell imaging device
102 Corneal endothelial cell imaging device
103 Corneal Endothelial Cell Imaging Device
C cornea
E Eye to be examined
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