JP4397228B2

JP4397228B2 - 眼科装置

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Publication number: JP4397228B2
Application number: JP2003425965A
Authority: JP
Inventors: 美和子花木; 直己磯貝
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2023-12-22
Also published as: US20050174536A1; JP2005177357A; US7296892B2

Description

本発明は、被検眼の調節機能状態を測定する眼科装置に関する。

眼科医院等においては、一般的に、眼屈折力を他覚的に測定する眼屈折力測定装置を使用し、これにより得られた他覚屈折力値を基にして自覚値検査を行い、遠用処方度数を決定している。しかし、眼に調節緊張がある被検者においては、近くを見る場合に頭痛や肩こり等の眼精疲労を生じる傾向にある。このため、眼屈折力測定光学系を使用して調節機能を測定する方法及び装置が、下記特許文献１及び非特許文献１にて提案されている。これらの方法及び装置においては、調節緊張の程度と調節微動の高周波成分の出現頻度にある種の相関があることに着目し、固視標（刺激視標）を遠方から０．５Ｄステップ毎に近方へ順次移動させ、８箇所の各位置で固視標が停止状態にあるときの屈折力データの経時変化をそれぞれ２０秒間サンプリングし、サンプリングした屈折力の経時変化について所定の高周波成分の出現頻度を求めることにより、被検眼の調節機能を他覚的に測定している。その測定結果は、固視標の呈示位置、調節反応量（屈折力）及び調節微動の高周波成分出現頻度が一つの３次元グラフで表現されている。
特開平２００３−７０７４０号公報鈴木説子、他２名「調節微動の高周波成分による調節機能の評価」、視覚の科学、日本眼光学学会、２００１年９月、第２２巻、第３号、ｐ．９３−９７

しかしながら、上記の特許文献１や非特許文献１における３次元グラフは、一つのグラフで多くの情報量を持っているので、一見して被検眼の症状を読み取るには調節機能に関する高度の知識と経験を要する。このため、検査に慣れていない検者では診断を下すのに時間が掛かったり、被検眼の症状を適切に解読することが困難な場合があった。また、診断誤差や異常症例の見落としの可能性があった。また、従来装置では調節機能の診断のみであり、他の被検眼の症状を診断する機能は無かった。

本発明は、上記従来技術に鑑み、診断誤差や異常症例の見落としの可能性を低減し、調節機能状態を含めた症状の診断の容易化を図ることができる眼科装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を備えることを特徴とする。

（１）被検眼に対して距離方向に移動可能な固視標を有する固視標光学系と、被検眼の屈折力の変化を検出する屈折力検出手段とを具備し、固視標の呈示位置を所定の調節負荷量分毎に複数の位置に変化させ、各呈示位置にて固視標が停止状態における屈折力変化の所定の高周波成分の出現頻度を基に被検眼の調節機能状態を求める眼科装置において、固視標の呈示位置を変化させて得られる屈折力変化と屈折力変化の所定の範囲における高周波成分の出現頻度とに基づいて調節機能の症状を調節緊張と調節痙攣とに分けて分類する判定手段であって，眼の調節安静位の所定の屈折力範囲を除いて遠点側にある所定の第１範囲における前記高周波成分の出現頻度（Ｈfc1）と,，眼の調節安静位の所定の屈折力範囲を除いて近点側にある所定の第２範囲における前記高周波成分の出現頻度（Ｈfc2）と，を調節緊張と調節痙攣の分類の判定条件に持つ判定手段と、該判定手段により判定された分類結果を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
（２）被検眼に対して距離方向に移動可能な固視標を有する固視標光学系と、被検眼の屈折力の変化を検出する屈折力検出手段とを具備し、固視標の呈示位置を所定の調節負荷量分毎に複数の位置に変化させ、各呈示位置にて固視標が停止状態における屈折力変化の所定の高周波成分の出現頻度を基に被検眼の調節機能状態を求める眼科装置において、固視標の呈示位置を次の呈示位置に変化させたときの前後で検出される屈折力変化の差が所定値以上の変動を持つ回数Ｎと、屈折力変化の所定の範囲における前記高周波成分の出現頻度と、に基づいて調節機能の症状を調節痙攣と調節緊張とに分けて分類する判定手段と、該判定手段により判定された分類結果を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
（３）（２）の眼科装置において、前記判定手段は、前記屈折力検出手段により検出される屈折力変化の遠点側にある所定の第１範囲における高周波成分の出現頻度と、屈折力変化の近点側にある所定の第２範囲における高周波成分の出現頻度と、に基づいてそれぞれ調節痙攣と調節緊張の症状の有無を判定することを特徴とする。

本発明によれば、調節機能状態を含めた症状の診断の容易化を図ることができ、診断誤差や異常症例の見落としの可能性を低減できる。

本発明の最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る眼調節機能測定装置の構成図であり、本実施形態では両眼を同時に測定できる装置を例にして説明する。

装置は、被検者の右眼ＥＲ及び左眼ＥＬの調節機能状態をそれぞれ測定するための光学系が配置された右眼測定ユニット１０Ｒと左眼測定ユニット１０Ｌを備える。右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０Ｌは、それぞれ被検眼ＥＲ，ＥＬに対して上下（Ｙ方向）左右（Ｘ方向）前後（Ｚ方向）の３次元方向に移動可能に固定台２に搭載されている。１１Ｒは右眼測定ユニット１０Ｒを３次元方向に移動する３次元駆動部であり、１１Ｌは左眼測定ユニット１０Ｌを３次元方向に移動する駆動部である。駆動部１１Ｒ，１１Ｌは、各方向のスライド機構やモータ等から構成される。なお、測定ユニット１０Ｒ，１０Ｌは、アーム等に吊下げた状態で３次元方向に移動する構成としても良い。１２Ｒ，１２Ｌは、それぞれ左右の測定ユニット１０Ｒ，１０ＬのＸＹＺ方向の位置を検出する位置検出部であり、その検出情報は被検眼ＥＲ，ＥＬの瞳孔間距離等の検知に利用される。ＸＹＺ方向の位置を検知すれば、顔の傾きや煽りがあっても、正確に瞳孔間距離を含めた眼の位置情報を得ることが可能である。

右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０Ｌには、眼屈折力測定光学系２０Ｒ，２０Ｌ、アライメント位置検出用に兼用される観察光学系５０Ｒ，５０Ｌ、固視標呈示光学系５５Ｒ，５５Ｌ、アライメント指標投影光学系４５Ｒ，４５Ｌ、光束を左右方向（Ｘ方向）に偏向する可動ミラー１５Ｒ，１５Ｌがそれぞれ配置されている。

図２は、右眼測定ユニット１０Ｒに配置される光学系構成を説明する図である。眼屈折力測定光学系２０Ｒは、被検眼の瞳孔中心部から眼底にスポット状の光束を投影する投影光学系と、その反射光を瞳孔周辺部からリング状に取り出す受光光学系から構成される。投影光学系は、光軸Ｌ１上に配置されたＬＥＤやＳＬＤ等の赤外点光源２１Ｒ、リレーレンズ２２Ｒ、ホールミラー２３Ｒ、測定用対物レンズ２４Ｒからなり、この順に被検眼に向けて配置されている。光源２１Ｒは正視の被検眼眼底と共役な関係となっている。被検者の右眼ＥＲの正面には可動ミラー１５Ｒが配置されており、可動ミラー１５Ｒにより光束の向きが変えられる。可動ミラー１５Ｒと測定用対物レンズ２４Ｒとの間には、被検眼前眼部の反射光を観察光学系５０Ｒに反射させ、固視標光学系５５Ｒの光束を被検眼に導くビームスプリッタ１９Ｒが配置されている。

受光光学系は、投影光学系の測定用対物レンズ２４Ｒ及びホールミラー２３Ｒを共用し、ホールミラー２３Ｒの反射方向の光路に配置されたリレーレンズ２５Ｒ、ミラー２６Ｒ、ミラー２６Ｒの反射方向の光路に配置された受光絞り２７Ｒ、コリメータレンズ２８Ｒ、リングレンズ２９Ｒ、ＣＣＤ等の2次元受光素子３０Ｒを備える。受光絞り２７Ｒ及び受光素子３０Ｒは、被検眼眼底と共役な関係となっている。

リングレンズ２９Ｒは、平板上に円筒レンズをリング状に形成したレンズ部と、このレンズ部以外に遮光のためのコーティングを施した遮光部より構成されている。リングレンズ２９Ｒは被検眼瞳孔と共役位置となるように受光光学系に設けられている。眼底からの反射光は瞳孔周辺部からリングレンズ２９Ｒによりリング状に取り出される。リングレンズ２９Ｒに平行光束が入射すると、その焦点位置に配置された受光素子３０Ｒ上には、リングレンズ２９Ｒと同じサイズのリング像が集光する。また、光源２１Ｒ、受光絞り２７Ｒ、コリメータレンズ２８Ｒ、リングレンズ２９Ｒ、受光素子３０Ｒは、可動ユニットとして光軸Ｌ１方向に一体的に移動可能となっている。この可動ユニットを被検眼ＥＲの球面屈折誤差（球面屈折力）に応じて移動さることで、球面屈折誤差を補正し、被検眼眼底に対して光源２１Ｒ、受光絞り２７Ｒ及び受光素子３０Ｒが光学的に共役になるようにする。

ビームスプリッタ１９Ｒにより光軸Ｌ１と同軸にされる光軸Ｌ２方向には、観察光学系５０Ｒと固視標呈示光学系５５Ｒが配置されている。観察光学系５０Ｒは、観察系対物レンズ５１Ｒ、ハーフミラー５２Ｒ、撮影レンズ５３Ｒ、撮像素子であるＣＣＤカメラ５４Ｒを備える。被検眼の前眼部像は、可動ミラー１５Ｒ、ビームスプリッタ１９Ｒ、対物レンズ５１Ｒ、ハーフミラー５２Ｒ、撮影レンズ５３Ｒを介してカメラ５４Ｒの撮像素子面に結像し、観察画像が後述するモニタ７に表示される。観察光学系５０Ｒは被検眼角膜に形成される各指標像を検出する光学系を兼ねる。

固視標呈示光学系５５Ｒは、被検眼ＥＲ側から順に、観察系対物レンズ５１Ｒ、ハーフミラー５２Ｒ、ミラー５６Ｒ、レンズ５７Ｒ、固視標５８Ｒ、可視光源５９Ｒが順次配置されている。固視標５８Ｒは、光軸方向に移動することにより被検眼ＥＲの雲霧を行う。

４５Ｒはアライメント指標を投影する光学系であり、光軸Ｌ1 を挟んで対称に配置された２組の第１投影光学系と、この第１投影光学系より狭い角度に配置された光軸を持ち光軸Ｌ1 を挟んで対称に配置された２組の第２投影光学系を備える。第１投影光学系は、近赤外光を出射する点光源４６ａＲ、４６ｂＲ、コリメータレンズ４７ａＲ、４７ｂＲを持ち、略平行光束の光により被検眼ＥＲに無限遠の指標を投影する。一方、第２投影光学系は、近赤外光を出射する点光源４６ｃＲ、４６ｄＲを持ち、発散光束により被検眼Ｅに有限遠の指標を投影する。

可動ミラー１５Ｒは、近方視時の輻輳に対応できるようにモータ１６Ｒにより回転駆動され、被検眼ＥＲに向かう光束及び被検眼ＥＲからの反射光束の向きを左右方向に変える。

右眼測定ユニット１０Ｒと左眼測定ユニット１０Ｌは基本的に左右対称であるので、左眼測定ユニット１０Ｌに配置される光学系構成は、上記で説明した右眼測定ユニット１０Ｒに配置される光学部材等の符号の「Ｒ」を「Ｌ」に読み替えるものとし、その説明は省略する。なお、右眼測定ユニット１０Ｒの固視標５８Ｒと左眼測定ユニット１０Ｌの固視標５８Ｌは、同一の視標を持つものである。このため、両眼同時測定においても、被検者は同時に呈示された固視標５８Ｒ，５８Ｌを融像させて一つの固視標として見ることができる。

図３は、本装置の制御系ブロック図である。右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０Ｌのカメラ５４Ｒ，５４Ｌの出力は、それぞれ画像処理部７１Ｒ，７１Ｌを介して制御部７０に接続されている。制御部７０は、画像処理部７１Ｒ，７１Ｌにより解析処理されるアライメント指標像に基づき、被検眼ＥＲ，ＥＬに対するアライメント状態を検出する。モニタ７には、カメラ５４Ｒ，５４Ｌに撮像された前眼部像が切換え表示又は２画面で表示される。また、測定ユニット１０Ｒ及び１０Ｌの受光素子３０Ｒ及び３０Ｌの出力も、それぞれ画像処理部７２Ｒ，７２Ｌを介して制御部７０に接続されており、制御部７０は画像処理部７２Ｒ，７２Ｌにより解析処理されるリング像を基に屈折力を得る。また、制御部７０には、右眼ＥＲ及び左眼ＥＬに呈示する固視標５８Ｒ，５８Ｌをそれぞれ光軸方向に移動する駆動部６０Ｒ，６０Ｌ、駆動ミラー１５Ｒ，１５Ｌをそれぞれ駆動するモータ１６Ｒ，１６Ｌ、各種の入力スイッチを持つスイッチ部８０、右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０ＬをＸＺ方向にマニュアル操作で移動するためのジョイスティック８１、右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０ＬをＹ方向にマニュアル操作で移動するための回転スイッチ８２、等が接続されている。また、制御部７０は眼屈折力測定光学系により検出された屈折力の経時変化に基づいて眼調節機能を解析する機能、被検眼症状を自動的に分類するプログラムを有している。

以上のような構成を備える装置において、その動作を説明する。スイッチ部８０に配置されたモード切換えスイッチにより調節緊張測定モードが選択されると、通常の遠用屈折力測定が始めに実行され、続いて調節緊張測定が実行される。まず。遠用屈折力測定について説明する。

測定に際し、被検者の顔を、図示を略す顔支持ユニット（額当て、顎受け台等）で固定し、右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０Ｌを被検眼ＥＲ，ＥＬに対してそれぞれアライメントする。検者は、モニタ７に映し出される被検眼ＥＲ，ＥＬを観察し、アライメント指標投影光学系４５Ｒ，４５Ｌによる４つの指標像が画面上に表れるように、ジョイスティック８１及び回転スイッチ８２を使用して右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０Ｌを駆動部１１Ｒ，１１ＬによりＸＹＺ方向に移動し、粗くアライメントする。ジョイスティック８１及び回転スイッチ８２による操作により、右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０Ｌを同時又は別々に移動できるようになっている。別々に移動するときは、スイッチ部８に配置されたスイッチで個別移動を設定する。

カメラ５４Ｒに被検眼ＥＲからの４つのアライメント指標像が撮像されるようになると、制御部７０はその指標像に基づいて駆動部１１Ｒを駆動制御し、右眼測定ユニット１０Ｒを自動的に移動するオートアライメントを実行する。ＸＹ方向のアライメント状態は、無限遠指標を投影する第１投影光学系による２つの指標像の中心位置と光軸Ｌ１の位置との偏位情報から得られ、その偏位がアライメント適正の共用範囲に入るように右眼測定ユニット１０ＲがＸＹ方向に移動される。Ｚ方向（作動距離方向）のアライメント状態は、第１投影光学系による２つの無限遠指標像の間隔Ａと第２投影光学系による２つの有限遠指標像の間隔Ｂとの比較から検出される。これは、無限遠光源と有限遠光源とにより角膜反射象を形成した場合、作動距離が変化しても無限遠の光源による角膜反射象の象高さは変化しないが、有限遠光源による象高さは作動距離の変化に伴って変化するという特性を利用するものである（この詳細は特開平６−４６９９９号公報参照）。Ｚ方向のアライメントの偏位が所定の許容範囲に入るように右眼測定ユニット１０ＲがＺ方向に移動される。

同様に、カメラ５４Ｌに被検眼ＥＬからの４つのアライメント指標像が撮像されるようになると、制御部７０はその指標像に基づいて駆動部１１Ｌを駆動制御し、左眼測定ユニット１０Ｌを自動的に移動するオートアライメントを実行する。

アライメントに関しては、左右それぞれのカメラ５４Ｒ，５４Ｌによる観察範囲を広くとっておくことで、粗いアライメントを簡略できる。また、大人、子供等をスイッチ操作で選択することで、概略の粗いアライメントが自動的に行えるようにしておくと、使い勝手が良くなる。

上記のアライメントに際しては、右眼測定ユニット１０Ｒの固視標呈示光学系５５Ｒ及び左眼測定ユニット１０Ｌの固視標呈示光学系５５Ｌにより、右眼ＥＲと左眼ＥＬに同一視標を持つ固視標５８Ｒ，５８Ｌが同時に呈示される。遠用屈折力測定においては、可動ミラー１５Ｒ，１５Ｌは回転されず、両眼の視軸は正面方向に平行に導かれる。

右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０Ｌのアライメントがそれぞれ完了すると、制御部７０は自動的にトリガ信号を発して、左右眼の測定を開始する（検者が図示なき測定開始スイッチを押して、トリガ信号を入力しても良い）。右眼測定ユニット１０Ｒの光源２１Ｒから出射された赤外光は、リレーレンズ２２Ｒ、ホールミラー２３Ｒ、対物レンズ２４Ｒ、ビームスプリッタ１９Ｒを経て駆動ミラー１５Ｒで反射され、被検眼の眼底上にスポット状の点光源像を投影する。眼底に投影された点光源像は反射・散乱されて被検眼を射出し、駆動ミラー１５Ｒで反射された後に、対物レンズ２４Ｒによって集光され、ホールミラー２３Ｒ、リレーレンズ２５Ｒ、ミラー２６Ｒを介して、受光絞り２７Ｒ上で再び集光され、コリメータレンズ２８Ｒを介してリングレンズ２９Ｒに至る。このリングレンズ２９Ｒによって眼底から反射光束が、リング光束として取り出された後、受光素子３０Ｒに受光される。受光素子３０Ｒに結像したリング像は画像処理部７１Ｒに取り込まれる。

制御部７０は、予備測定として像処理部７２Ｒで検出処理されるリング像から屈折力を求める。その屈折力に基づいて固視標５８Ｒを光軸方向に移動し、眼底と固視標５８Ｒを共役位置に置き、その後適当なディオプタ分だけ遠方に移動させることにより、被検眼に雲霧を掛ける。この状態で上述と同様に画像処理部７２Ｒに取り込まれるリング像を基に遠用屈折力を測定する。画像処理部７２Ｒでは、リング像の中心位置（例えば、受光素子３０Ｒの測定光軸位置に当たる座標）から、例えば１０度毎の円周方向に走査し、予め決められた閾値を越えるデータを抽出することにより、各角度方向のリング像座標が検出される。検出された全方向のリング像座標を最小二乗法等の処理で楕円近似することにより、リング像の形状が求まる。そして、リング像の形状と、光源２１Ｒ及び受光素子３０Ｒ等を可動ユニットとして光軸Ｌ１方向に一体的に移動した情報とに基づいて、右眼のＳ（球面度数），Ｃ（乱視度数），Ａ（乱視軸角度）の屈折値が求められ、その値は８４メモリに記憶される。

左眼測定ユニット１０Ｌにおいても、同様に、被検眼ＥＬに雲霧を掛けた状態で測定が行われ、受光素子３０Ｌからの出力に基づいて左眼のＳ，Ｃ，Ａの屈折値が求められ、メモリ８４に記憶される。

次に、調節機能状態を求める調節緊張の測定について説明する。人の眼は、静止した視標を固視しているときに、自覚的には静止屈折状態にあると認識されているが、経時的に他覚的な屈折力の観察を行うと、調節微動と呼ばれる正弦波様の揺れが認められる。調節微動の高周波成分は水晶体屈折力の振動に起因し、毛様体筋の活動状態を示すと考えられる。毛様体筋に掛かる負荷が大きくなると、調節微動の高周波成分の出現頻度も増加する。調節微動高周波成分の出現頻度（以下、ＨＦＣ）を調べることにより、被検眼の調節緊張の程度を類推することができる。

遠用屈折力測定が終了すると、続いて、調節緊張測定が実行される。調節緊張測定では、初めに、遠用屈折力測定で得られた屈折力値（Ｓ値）を基準（この基準位置は被検眼の遠点位置と見なすことができる）より０．５Ｄ分だけ遠方位置となるように両眼の固視標５８Ｒ，５８Ｌが移動され、固視標５８Ｒ，５８Ｌが停止状態で所定時間Ｔ（例えば、２０秒）における屈折力の経時変化がサンプリングされ、メモリ８４に記憶される。その後、０．５Ｄステップずつ両眼の固視標５８Ｒ，５８Ｌが同時に近方に順次移動されると共に、固視標５８Ｒ，５８Ｌが停止状態とされた状態でそれぞれ所定時間Ｔにおける屈折力の経時変化がサンプリングされ、メモリ８４に記憶される。固視標５８Ｒ，５８Ｌの移動位置は、例えば、遠用屈折力測定でのＳ値を基準に＋０．５Ｄ〜−３．０Ｄ間を０．５Ｄステップで変化させた８箇所である。近方に移動した固視標５８Ｒ，５８Ｌを被検眼に見させることにより、被検眼に調節負荷を与えることとなる。

ここで、固視標５８Ｒ，５８Ｌの近方位置への移動に伴い、各位置での被検眼の輻輳量に当たる分だけ左右の測定ユニット１０Ｒ，１０Ｌの駆動ミラー１５Ｒ，１５Ｌが、制御部７０により回転駆動される。

図４は、被検眼の輻輳量に応じた駆動ミラー１５Ｒ，１５Ｌの駆動を説明する図であり、被検眼ＥＲ，ＥＬの眼球回旋点Ｏから角膜頂点Ｃｐまでの距離をａ、角膜頂点Ｃｐから固視標呈示位置までの距離をｂ、遠方視における瞳孔間距離をｄとすると、遠方視に対する片眼の視軸の振れ角α（輻輳角θの半分）は、
α＝ｔａｎ^-1（ｄ／（２ａ＋２ｂ））
で求められる。このときの駆動ミラー１５Ｒ，１５Ｌに対する光軸Ｌ１（眼屈折力測定光学系及び固視標呈示光学系の光軸）の入射角をβとすると、
β＝（９０°−α）／２
となる。遠方視における瞳孔間距離ｄは、遠用屈折力測定時に測定ユニット１０Ｒ，１０Ｌをアライメント完了させたときの２つの検出部１２Ｒ，１２Ｌにより検知されるので、その情報を利用することができる。あるいは、スイッチ部８０のスイッチを利用して、瞳孔間距離計により測定した距離を入力しても良い。

制御部７０は、両眼の視軸が固視標の呈示距離に応じた輻輳状態となるように、上記の各固視標位置における駆動ミラー１５Ｒ，１５Ｌの回転駆動量を得て、モータ１６，１６Ｌの駆動制御により駆動ミラー１５Ｒ，１５Ｌをそれぞれ回転させる。また、この駆動ミラー１５Ｒ，１５Ｌの回転に伴って、測定ユニット１０Ｒ，１０Ｌをそれぞれアライメント調整する。測定ユニット１０Ｒ，１０Ｌのアライメント調整は、前述と同様に、カメラ５４Ｒ，６４Ｌでそれぞれ検出される４つのアライメント指標像を基に駆動部１１Ｒ，１１Ｌを駆動制御することによりなされる。

また、固視標５８Ｒ，５８Ｌを０．５Ｄステップずつ８箇所に移動してそれぞれ所定時間Ｔにおける屈折力の経時変化をサンプリングするとき、同時にカメラ５４Ｒ，５４Ｌにより撮像されそれぞれの前眼部像から瞳孔サイズの経時変化、及び被検眼位置の経時変化が検出される。被検眼位置の経時変化は、瞳孔中心位置の変化として検出する他、第１投影光学系による２つのアライメント指標像の中心位置の変化として検出することができる。各検出結果はメモリ８４に記憶される。瞳孔サイズの経時変化及び被検眼位置のそれぞれの経時変化は、調節機能以外の症状の診断に利用される（後述する）
なお、調節緊張測定においては、屈折力の変化からその高周波成分の出現頻度（ＨＦＣ）を算出するために、０．１秒以下の短い周期で屈折力データをサンプリングする必要ある。リング像全体を画像解析すると時間が掛かる場合は、リング像の部分的情報を使用して屈折力を得れば対応できる。例えば、リング像中心を基準とした水平経線方向というように、ある特定の方向のみの２座標を検出し、その間隔からその方向の屈折力を検出する。乱視眼のときには、遠用屈折力測定で得られた乱視情報から乱視分を補正することが好ましい。

以上のように、固視標５８Ｒ，５８Ｌを移動させた８箇所の各位置でそれぞれサンプリングされた屈折力等の経時変化がメモリ８４に記憶されると、制御部７０により眼調節機能の解析、被検眼症状の自動分類がなされる。

眼調節機能の解析について簡単に説明する。被検眼の瞬きがあると、屈折力データに大幅に異なる値をあるので、これを除去する。瞬きによるデータの欠損、乱れは３次スプライン関数にて補正する。次に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いて周波数分析を行い、パワースペクトルを求める。パワースペクトルの算出は、時間Ｔ（２０秒間）の各区間を対象とする。各区間は、時間Ｔ内で一定時間（例えば、１秒）ずつずらして設定し、各区間内の時間はそれぞれ同一（例えば、８秒）とする。算出されたパワースペクトルを常用対数に変換して解析する。このパワースペクトルから高周波数成分１．０〜２．３Ｈｚの区間の平均パワースペクトル（単位ｄＢ）を求め、調節微動高周波成分の出現頻度（ＨＦＣ）として評価する。

図５は、モニタ７に表示される解析結果の例である。これは、片眼の解析結果の表示例であるが、両眼の解析結果をモニタ７に同時に表示しても良い。解析結果は、固視標（刺激視標）位置、調節反応量及びＨＦＣの３要素を、カラーコードマップを用いた３次元グラフとしてグラフィック表示している。グラフは縦軸に調節反応量（屈折力変化Ｄ）を、横軸に固視標位置を取り、各固視標位置では所定時間Ｔ内の経過時間に対応する調節反応量の変化が棒グラフで表されている。ＨＦＣは、例として７段階に色分けしている。例えば、ＨＦＣが５０未満は緑色で、７０以上のときは赤色で表示し、その間を緑色から黄色を経由して赤に至るグラデーションで表示している。この図において、ラインＦＳは遠用屈折力測定で得られたＳ値を示し、各固視標位置における調節反応量と対応付けて表示されている。点線ラインＦｉは、各固視標位置を屈折力（調節力）に換算した値を示す。

次に、被検眼症状の自動分類を説明する（図６のフローチャート参照）。被検眼症状の自動分類は、調節力による分類とＨＦＣによる分類とに大別される。以下の説明で使用する記号の意味は、次の通りである。

HomeＳ：遠用屈折力測定による屈折力（Ｓ値）
MaxRef：最も遠点側の屈折力
MinRef：最も近点側の屈折力
Ｈfc１：MaxRefから−0.75Ｄの範囲の平均ＨＦＣ
Ｈfc２：MaxRef−1.0Ｄから−3.0Ｄの範囲の平均ＨＦＣ
Ｈfc１ＳＤ：MaxRefから−0.75Ｄの範囲のＨＦＣ標準偏差
図５においては、MaxRefは調節反応量グラフが最も低い部分で示され、この例では＋0.25Ｄである。MinRefは調節反応量グラフが最も高い部分で示され、この例では−2.50Ｄである。また、この例では、Ｈfc１は＋0.25Ｄ〜−0.5Ｄの範囲の平均ＨＦＣであり、Ｈfc２は−0.75Ｄ〜−2.75Ｄの範囲の平均ＨＦＣである。

ここで、ＨＦＣによる分類において、Ｈfc１とＨfc２を区別するのは次の理由による。人の眼の調節安静位（毛様体筋が働いていない状態）は、遠点の屈折力から−0.75Ｄ〜−1.0Ｄ付近にある。調節安静位付近より遠点側では水晶体を薄くするように毛様体筋が働き、逆に調節安静位付近より近点側では水晶体を厚くするように毛様体筋が働く。従って、Ｈfc１は水晶体を薄くするように毛様体筋が働いている状態を判定する指標となり、Ｈfc２は水晶体を厚くするように毛様体筋が働いている状態を判定する指標となる。

自動分類の流れを説明する。まず、ステップＳ１でHomeＳからMaxRefを減算した値が−0.3Ｄより小であるかを判定し、ＹＥＳの場合は「遠用屈折力測定に調節した恐れあり」と分類される（ステップＳ２）。一般に、人眼の遠用屈折力を測定する場合、0.25Ｄ程度の誤差があるので、この実施形態におけるステップＳ１ではその誤差分を考慮して、0.3Ｄの差を判定条件としている。ステップＳ１でＮＯの場合は、次に、ステップＳ３でMaxRefからMinRefを減算した値（屈折力の変動幅）が1.0Ｄより小であるかを判定する。この判定でＹＥＳの場合は、固視標を近方に移動しても調節反応量の変化が少ないことを示すので、「調節力が弱い、又は調節努力が不充分であった恐れあり」と分類される（ステップＳ４）。老視眼の場合がこれに分類される。ステップＳ３でＮＯの場合は、ステップＳ５にて、固視標を０．５Ｄ毎に移動したあるｉステップの平均屈折力（調節力）から、次に固視標を移動したｉ＋１ステップの平均屈折力（調節力）を減算した値の絶対値（ｉステップの平均屈折力とｉ＋１ステップの平均屈折力との差）を計算し、その絶対値が１．０Ｄを上回る回数Ｎについて、１回でもあるか否かを判定する。絶対値の大小を判定する基準の１．０は、固視標の移動ステップである０．５Ｄより大きな値として定めたものである。ステップＳ５でＮＯと判定された場合、調節痙攣の可能性がある。この場合は、ＨＦＣにより調節痙攣の有無を判定ステップＳ７，Ｓ８に移行する。なお、本実施形態では、ステップＳ５の判定で使用する固視標の移動ステップｉは、遠点側の１〜５ステップまでとし、それ以上の近点側は判定条件から除外している。固視標の移動位置がある程度近方位置になると、調節幅の少ない人は、固視標がハッキリ見えずに調節をあきらめてしまい、調節力が落ち込む場合があるので、これを除外するためである。ステップＳ５でＹＥＳの場合は、調節力については正常と分類される。

ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５の判定後は、ＨＦＣによる分類のステップに移行する。ステップＳ５でＮＯと判定された場合は、始めにステップＳ７，Ｓ８でＨＦＣによる調節痙攣の有無の可能性を判定する。まず、ステップＳ７ではＨfc２がＨＦＣ値７０（ｄＢ）より高値であるかを判定し、ＹＥＳであれば、さらにステップＳ８でＨfc１もＨＦＣ値７０（ｄＢ）より高値であるかを判定する。ステップＳ８でＹＥＳであれば、調節安静位と考えられる視距離以外の固視標位置に対してＨＦＣが高値であり、「調節痙攣の傾向にあり」と分類される（ステップＳ９）。

ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５の何れかでＹＥＳ、又はステップＳ７，Ｓ８の何れかでＮＯの場合は、ステップＳ１０以降で調節緊張の有無の可能性を判定する。ステップＳ１０ではＨfc２が７０（ｄＢ）より高値であるかを判定し、ＮＯであればステップＳ１１でＨfc１も６０（ｄＢ）より高値であるかを判定する。ステップＳ１１でＮＯの場合は、さらにステップＳ１２で、Ｈfc１とＨfc１ＳＤ／２を加算した値がＨＦＣ値６２より高値であるかを判定する。ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２の何れかにおいて、ＹＥＳの場合は調節緊張の恐れがあると分類される（ステップＳ１３）。ステップＳ１２では、MaxRefから−0.75Ｄの範囲の平均ＨＦＣが高い値を示さない場合であっても、その標準偏差を考慮してある程度高い値を示せば、調節緊張の恐れがあると判定する。ステップＳ１２でＮＯの場合にはＨＦＣは正常であると分類され（ステップＳ１４）、次のステップＳ１５にて調節力も正常であったか否かを判定し、ＹＥＳの場合は「調節機能は正常と思われる」と分類される（ステップＳ１６）。

以上のステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１３，Ｓ１６の分類結果（判定結果）は、図５のグラフ表示に加えてメッセージ等でモニタ７に表示され、検者に報知される。このような分類結果の表示により、検者は被検眼症状を的確に把握でき、診断が容易になる。また、検者による読取の相違が無くなり、判別誤差、症状の見落としが軽減される。

なお、調節緊張の症状の有無及び調節痙攣の症状の有無を分類するのみならず、さらにぞれぞれの程度を段階的に分類すると、より一層症状の診断の容易化を図ることができる。例えば、調節緊張の症状の程度については、前記ステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２におけるＨfc１及びＨfc２等の値に応じて（ＨＦＣの値が高い順に）、重度調節緊張症、中等度調節緊張症、調節緊張症傾向というように、３段階で分類する。調節痙攣については、ステップＳ５の判定基準の回数Ｎ（固視標を０．５Ｄ毎に移動したｉステップの平均調節力から、次に固視標を移動したｉ＋１ステップの平均調節力を減算した値の絶対値が１．０Ｄを上回る回数）に応じてが、回数Ｎが５回以上であれば重度調節痙攣、回数Ｎが３〜４回であれば中等度調節痙攣、回数Ｎが１〜２回であれば軽度調節痙攣というように分類する。

本装置では調節機能障害の症状の分類に加えて、眼振、瞳孔異常、輻輳機能障害の分類も行われる。以下、これらについて説明する。

調節緊張測定において、固視標５８Ｒ，５８Ｌを０．５Ｄステップずつ８箇所に移動してそれぞれ所定時間Ｔにおける屈折力の経時変化をサンプリングするとき、同時にカメラ５４Ｒ，５４Ｌにより撮像されそれぞれの前眼部像から瞳孔サイズの経時変化、及び被検眼位置の経時変化がサンプリングされる。被検眼位置の経時変化及び瞳孔サイズの変化量と変化速を基に異常の有無を判定する。正常眼でサンプリングした結果から定められる許容幅より変化量や変化速度が大きい場合は、何らかの異常があったり、疲れやすい眼の恐れがあると判定され、その旨のメッセージがモニタ７に表示される。被検眼位置の変化は眼振の判定に利用できる。瞳孔サイズの変化は固視の安定性の判定に利用できる。

また、両眼の被検眼位置の経時変化を同時に検出できるので、これから輻輳量の経時変化も検出できる。輻輳量の経時変化は、右眼測定ユニット１０Ｒ及び左眼測定ユニット１０ＬのＸＹＺ方向の移動情報と駆動ミラー１５Ｒ，１５Ｌの回転情報とにより検出される。測定光軸Ｌ１が視軸に対して一致したかどうかは、アライメント指標像と瞳孔の位置関係から検知され、アライメント指標像の中心が瞳孔位置に対して中央の位置となるように、各眼測定ユニット１０Ｒ及び１０ＬをＸＹＺ方向に移動すると共に、駆動ミラー１５Ｒ，１５Ｌを回転する。あるいは、前述のように固視標の呈示距離に応じて計算される正常な輻輳量と実際の輻輳量との差から輻輳量の経時変化を検出する。そして、上記と同様に、輻輳量の変化とその変化速度が許容幅（これは正常眼の検出結果から定めることができる）よりも大きく変動した場合は、輻輳痙攣、輻輳反応障害等の輻輳機能について何らかの異常があると判定され、その旨のメッセージがモニタ７に表示される。さらに、輻輳については、通常は固視標の位置変化に応じた輻輳変化があるが、その追随のずれが大きくあったり、輻輳の安定性がなければ、輻輳機能障害の可能性がある。また、単に輻輳量として見るのではなく、左右眼の動きを別々に検出可能であるので、例えば、固視標が近方に近づいてきたときに、右眼と左眼の輻輳動作の違いを判定することも可能である。さらにまた、輻輳性調節も検知でき、調節機能障害と加えて、より適切な診断が行い易くなる。

なお、自動判定は調節機能障害、眼振、瞳孔異常、輻輳機能障害等を総合的に判定しても良いし、個別又は組み合わせで判定しても良い。これら判定機能により、検者の負担が軽減され、的確な診断を容易に行える。また、検者の違いによる判別誤差、見落としの可能性が軽減される。

以上において、被検眼症状の分類判定に使用した値（例えば、Ｈfc１、Ｈfc２等の範囲の値、調節痙攣や調節緊張の有無を判定する値等）は、何れも例示に過ぎず、これらに限定されるのもではない。

本発明に係る眼調節機能測定装置の構成図である。右眼測定ユニットに配置される光学系構成を説明する図である。本装置の制御系ブロック図である。被検眼の輻輳量に応じた左右の駆動ミラーの駆動を説明する図である。調節機能の解析結果の表示例である。調節機能症状の自動分類を説明するフローチャートである。

符号の説明

７モニタ
１０Ｒ右眼測定ユニット
１０Ｌ左眼測定ユニット
１５Ｒ，１５Ｌ可動ミラー
２０Ｒ，１２０Ｌ眼屈折力測定光学系
４５Ｒ，４５Ｌアライメント指標投影光学系
５５Ｒ，５５Ｌ固視標呈示光学系
５８Ｒ，５８Ｌ固視標
３０Ｒ，３０Ｌ受光素子
２９Ｒ，２９Ｌリングレンズ
１１Ｒ，１１Ｌ３次元駆動部
１２Ｒ，１２Ｌ位置検出部
７０制御部
７１Ｒ，７１Ｌ画像処理部
７２Ｒ，７２Ｌ画像処理部

Claims

被検眼に対して距離方向に移動可能な固視標を有する固視標光学系と、被検眼の屈折力の変化を検出する屈折力検出手段とを具備し、固視標の呈示位置を所定の調節負荷量分毎に複数の位置に変化させ、各呈示位置にて固視標が停止状態における屈折力変化の所定の高周波成分の出現頻度を基に被検眼の調節機能状態を求める眼科装置において、固視標の呈示位置を変化させて得られる屈折力変化と屈折力変化の所定の範囲における高周波成分の出現頻度とに基づいて調節機能の症状を調節緊張と調節痙攣とに分けて分類する判定手段であって，眼の調節安静位の所定の屈折力範囲を除いて遠点側にある所定の第１範囲における前記高周波成分の出現頻度（Ｈfc1）と,，眼の調節安静位の所定の屈折力範囲を除いて近点側にある所定の第２範囲における前記高周波成分の出現頻度（Ｈfc2）と，を調節緊張と調節痙攣の分類の判定条件に持つ判定手段と、該判定手段により判定された分類結果を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
被検眼に対して距離方向に移動可能な固視標を有する固視標光学系と、被検眼の屈折力の変化を検出する屈折力検出手段とを具備し、固視標の呈示位置を所定の調節負荷量分毎に複数の位置に変化させ、各呈示位置にて固視標が停止状態における屈折力変化の所定の高周波成分の出現頻度を基に被検眼の調節機能状態を求める眼科装置において、固視標の呈示位置を次の呈示位置に変化させたときの前後で検出される屈折力変化の差が所定値以上の変動を持つ回数Ｎと、屈折力変化の所定の範囲における前記高周波成分の出現頻度と、に基づいて調節機能の症状を調節痙攣と調節緊張とに分けて分類する判定手段と、該判定手段により判定された分類結果を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
請求項２の眼科装置において、前記判定手段は、前記屈折力検出手段により検出される屈折力変化の遠点側にある所定の第１範囲における高周波成分の出現頻度と、屈折力変化の近点側にある所定の第２範囲における高周波成分の出現頻度と、に基づいてそれぞれ調節痙攣と調節緊張の症状の有無を判定することを特徴とする眼科装置。