JP4856469B2

JP4856469B2 - 眼科測定装置

Info

Publication number: JP4856469B2
Application number: JP2006138384A
Authority: JP
Inventors: 孝佳鈴木; 浩太郎光本; 貴水野
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-05-18
Also published as: JP2007307089A

Description

本発明は、眼科測定装置、更に詳細には、複数回測定を行い、その結果を記録保存し、測定終了後集計演算して最終的な測定値を算出する眼科測定装置に関する。

従来から、被検眼の前房内蛋白質濃度を測定する眼科測定装置、いわゆるフレアメータが知られており、たとえば、特許文献１では、レーザー光でマスクのスリット幅を超えて走査し、スリット幅を通過したとき得られる信号の平均値からスリット幅以外の部分を通過したとき得られる信号の平均値を差し引き、フレア濃度を求めている。

また、毎回の測定値がばらつくような眼科測定装置においては、複数の測定データから信頼の高い測定値を選別してそれを表示することが行われている（特許文献２）。

また、被検眼の前房内蛋白質濃度を測定する眼科測定装置で、１回測定当たりの背景光の場所によるばらつき度合いを算出して判定基準と照らし合わせ、バックグラウンド代表値を取り出し、この代表値を用いてアライメントの良否を判断することが行われている（特許文献３）。
特公平５−７８３３０号公報特公平５−７８３３１号公報特許３４８３９２２号公報

しかしながら、フレアメータのように測定するごとに測定値がばらつく眼科測定装置では、毎回測定した複数の測定データを単に統計処理して最終的なデータを求めるだけでは、信頼性のある測定値を決定することができない、という問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、複数の測定値から信頼性のある測定値を選び出して信頼性の高い眼科測定を行うことが可能な眼科測定装置を提供することをその課題とする。

本発明は、
複数回測定を行い、その結果を記録保存し、測定終了後集計演算して最終的な測定値を算出する眼科測定装置であって、
一回ごとの測定値の波形を評価して該測定値が有効なものかどうかを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段で有効と判定された測定値を相互比較して測定値が有効なものかどうかを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段で有効と判定された測定値を集計演算して最終的な測定値を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする。

本発明では、眼科測定において、複数回測定を行って、その測定結果を演算して最終的な測定値を決める時、一回の測定ごとにその測定が正しく行われたかどうかを判定するとともに、有効なものと判定された測定値を、更に各々比較して有効な測定値を求めるようにしているので、２段階の判定による信頼性評価を行うことができ、信頼性の高い眼科測定を行うことが可能となる。

以下、眼科測定装置として、被検眼の前房内蛋白質濃度（以下、フレア濃度という）を測定するフレアメータを実施例にして本発明を説明するが、本発明は、フレアメータに限定されるものでなく、一回の測定だけで、信頼性の高いデータを取得するのが困難な、眼圧や眼軸長を測定する眼科測定装置にも適用できるものである。

図１、図２には、レーザー光を用いてフレア濃度を測定するレーザーフレアメータが図示されており、架台２上に配置されたレーザー光源１からの光は、レーザー用フィルタ３、プリズム４、可動ミラー５、プリズム６、レンズ７、ビームスプリッタ８、レンズ９、プリズム１０を介して被検眼１１の前房１１ａの１点に集光される。

このレーザー投光部にはスリット光用光源１２が設けられ、この光源１２からの光は、レンズ１３、スリット光用シャッタ１４、スリット１５を経てビームスプリッタ８、レンズ９、プリズム１０を介して前房１１ａにスリット像として結像される。このスリット像は、点状に集光されたレーザー光源１からの光の周囲を照明してレーザー光の集光点の位置の確認を容易にするためのものである。なお、このスリット１５のスリット幅並びにスリット長さは調整ノブ１６及び切換ノブ１７（図１）を介して調整ないし切り換えることができる。

前房１１ａにおける計測点の生体物質（たとえば、蛋白分子や浮遊細胞）からの側方レーザー散乱光は、検出部２９の対物レンズ２０を経てビームスプリッタ２１により分離され、その一部がレンズ２２、プリズム２３、スリット２６ａを有するマスク２６を経て光電子増倍管２７に入射される。また、ビームスプリッタ２１により分離された他方のレーザー散乱光は変倍レンズ３０、プリズム３１、３４を経て接眼レンズ３２に入射し、検者３３によって観察される。

また、光電子増倍管２７の出力はアンプ２８を経てケーブル２４を介してカウンタ４０に入力され、光電子増倍管２７によって検出された散乱光強度がフォトンカウント値として計測される。このカウンタ４０の出力、すなわち、フォトンカウント値は、測定データとしてメモリ２５の各時間ごとに割り当てられた領域に格納される。演算装置（算出手段）４１は、後述するように、メモリ２５に格納されたデータに基づいて最終的なフレア値を算出するための種々の演算を行う。

また、可動ミラー５は演算装置４１に接続されたミラー駆動回路６０を介して揺動され、それによりレーザー光をスキャニングし、前房内のレーザー光点を移動させる。このレーザー光点の走査は、後述するように、マスク２６のスリット２６ａを中心にして縦方向にスリット幅を超えて行われる。

また、電源５１で給電される固視灯５０が設けられ、被検者がこの固視灯５０を固視することにより被検眼を装置に対して固定した位置に維持させることができる。また、架台２には、押しボタン４６を備えたジョイスティック４５が設けられており、これを操作することにより、フィルタ３、シャッタ１４、マスク２６をそれぞれの光学系に挿入又は離脱させることができる。

以下に、このように構成された装置の動作を説明する。

まず、図３のステップＳ１に示すように、アライメントを行って、レーザー光を測定点Ｐに集光させ、可動ミラー５を矢印で示した方向に揺動して、レーザー光を測定点Ｐを中心にして縦方向に走査し、側方に散乱されたレーザー光を光電子増倍管２７で受光してフレア濃度の測定を行う（ステップＳ２）。

レーザー光の走査は、図４に示したように、マスク２６のスリット２６ａの大きさで定まる測定部位のほぼ中心部をｘ１〜ｘ２に沿って、スリット２６ａのスリット幅Ｗより大きい範囲で行われる。光電子増倍管２７は、スリット２６ａを介して入射されるレーザー散乱光を受光し、前房１１ａ内の蛋白粒子によって散乱される散乱光の強度がカウンタ４０によりフォトンカウント値として計数され、走査に応じた時系列データとしてメモリ２５に格納される。

この時系列データは、図５に示したようなデータとなり、Ｗ１とＷ３の区間はレーザー光がスリット２６ａ内に入射していないときの区間で、眼内の反射光や散乱光、あるいは光電子増倍管２７の暗電流がノイズ成分として入り込んだ状態を示しており、それぞれＢＧ１とＢＧ２のバックグラウンド信号値が得られる。また、Ｗ２の区間は、実質的なスリット２６ａの範囲内における散乱光の強度が受光される区間で、ノイズ成分とフレア濃度からなる信号値ＳＩＧが得られる。

本発明では、この１回のレーザー走査による測定ごとに得られる測定値（測定データ）が有効であるかどうかを判定する。この判定がステップＳ３に第１の判定手段（Ａ）として図示されており、図６に示したデータ波形評価による判定がその一例である。

波形評価では、図５に示した測定データの波形に妥当性があるかどうかが検査され、図６のステップＳ１１に示したように、Ｗ１とＷ３の区間で得られる信号値ＢＧ１、ＢＧ２の大小を判断して、その大きい方をＢＢＧに設定する（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。

続いて、ステップＳ１４に示した式を用いてａの値を演算し、ａの値が１．０以上であれば、測定データの波形に妥当性があり、測定データは有効であるとして、図５に示した測定データ（ＳＩＧ、ＢＧ１、ＢＧ２の各値）をメモリ２５に保存する（ステップＳ１６）。一方、ａの値が１．０未満であるときには、測定データを削除するか、あるいは削除してよいかどうかを問い合わせる（ステップＳ１７）。

図３に戻って、上記のように測定値の有効性に関する判定が終了すると、ステップＳ４で測定を続けるかどうかが判断され、続ける場合には、レーザー光を再度ｘ１〜ｘ２に沿って走査し、ステップＳ２、Ｓ３の処理を繰り返す。

測定が複数回行われる場合には、判定手段（Ａ）として、上記のようにデータ波形による評価ではなく、図７に示したように測定データを統計処理して評価し、測定値が有効であるかを判定するようにしてもよい。

図７に示す判定では、複数回の測定であることが肯定された場合に（ステップＳ２１）、各測定で取得したフレア値のデータの平均値、分散、標準偏差（ＳＤ）が演算装置４１により算出される（ステップＳ２２）。

ここで、フレア値として、ＳＩＧ−｛（ＢＧ１＋ＢＧ２）／２｝を用いる。そして、今回の測定で取得した測定データから演算されるフレア値ｂが、ステップＳ２２で算出した平均値±２ＳＤの範囲にある場合には（ステップＳ２３のＮＯ）、測定データが有効であるとして、ＳＩＧ、ＢＧ１、ＢＧ２の測定データをメモリ２５に保存し（ステップＳ２４）、一方、上記範囲外の場合には（ステップＳ２３のＹＥＳ）、有効なデータではないと判断して、測定データを削除するか、削除を問い合わせる（ステップＳ２５）。

このようにして、所定回数の測定が終了したときには（ステップＳ４のＮＯ）、保存された有効な測定値を相互比較して、所定の判定値以内に収まっているデータ群から外れている測定値を無効にする。相互比較の方法としては、スミルノフ・グラブス検定などの棄却検定を用い、この検定を繰り返し行なうことにより、外れ値を含まない測定値に絞り込むことができる。これが、図３のステップＳ５に第２の判定手段（Ｂ）として図示されている。

図８（Ａ）は、第１の判定手段（Ａ）で有効と判定された測定値の例であり、縦軸のフレア値は上述したＳＩＧ−｛（ＢＧ１＋ＢＧ２）／２｝により計算したものである。図８（Ｂ）、（Ｃ）は、第２の判定手段（Ｂ）としてのスミルノフ・グラブス検定を行った例である。図９は、スミルノフ・グラブス検定時に用いる棄却のための判定値が図示されている。なお、図９の横軸の０．２（２０％）、０．１（１０％）、．．．．．が有意水準で、縦軸の３、４、．．．．．が測定データ数である。具体例を以下に示す。

図８（Ａ）の例では、測定データ数ｎは６であり、いま有意水準を１０％と決めた場合、棄却のための判定値は図９から１．７２９が得られる。この判定値を用い、６個のフレア値の平均値Ｘave（８８．３３）とその標準偏差ＳＤ（３３．１６）を求め、各フレア値Ｘｉに対して、｜Ｘｉ−Ｘave｜／ＳＤを演算する。この演算結果が図８（Ｂ）に図示されており、３番目のフレア値が判定値を超えているので、有効なデータでないと判定して、破棄する。そして、残りの５個のフレア値に対して集計演算してその平均値を求め、それを最終的な被検眼の前房内蛋白質濃度（フレア濃度）とする（ステップＳ６）。このとき、その標準偏差も演算しておく。そして、図８（Ｂ）に示す演算結果とその判定結果、それに最終的に求めたフレア値、標準偏差をモニタに表示し（ステップＳ７）、一つの眼について測定を終了する（ステップＳ８）。

上記の例では、第２の判定手段（Ｂ）による棄却検定を１回だけ実施した例を示したが、これを繰り返し行う方法もある。その場合、検定後の残存データ数が所定数になったら自動検定作業を終了するように設定するのが有効である。たとえば、図８（Ｂ）に示す第２の判定手段（Ｂ）による棄却検定で、３番目のデータが破棄されて５個のデータになる。この５個のデータに対して、図８（Ｃ）に示す２回目の検定を自動的に実行する。このときの判定値は、図９から１．６０２となるので、ここでは４番目のデータが破棄され、最終的なデータ数は４個になる。最終残存数を４個に設定した場合、ここで検定を終了させる。その結果、フレア値は４個のデータの平均値として求められ、この値がモニタに表示される。そのとき標準偏差も演算し、表示するようにする。

なお、上述した実施例では、所定回数の測定が行われたあとに（ステップＳ４）、第２の判定手段による判定を行っているが、第１の判定手段で有効と判定された測定値の数が予め定めた数に達したら第２の判定手段による判定を自動的に行うようにしてもよい。また、第１の判定手段で有効と判定される測定値が所定数にならなくても、例えば、棄却検定という名のボタンを押すなど所定の手動操作により第２の判定手段による判定を行うようにしてもよい。

また、上述した実施例では、第１の判定手段で有効とされ、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように一覧表示された測定値が、第２の判定手段で有効である、あるいは有効でないと判定された場合、それを丸印や×印などのマークを付して判別するようにしているが、第２の判定手段で有効でないと判定されたデータについては文字反転などを行ってそれを判別表示するようにしてもよい。

本発明の眼科測定装置の外観を示す斜視図である。眼科測定装置の光学系の構成を示した構成図である。眼科測定の全体の流れを示すフローチャートである。レーザー光線の走査範囲を示す説明図である。前房をレーザー光で走査したときのフォトンカウント値を示す波形図である。第１の判定手段による判定の一例を示すフローチャートである。第１の判定手段による判定の他の例を示すフローチャートである。（Ａ）は第１の判定手段で有効と判定された測定値を示す線図、（Ｂ）は１回目の棄却検定結果を示す表図、（Ｃ）は２回目の棄却検定結果を示す表図である。棄却検定を行うための判定値を示した表図である。

符号の説明

１レーザー光源
１１被検眼
２５メモリ
２７光電子増倍管
４０カウンタ
４１演算装置

Claims

複数回測定を行い、その結果を記録保存し、測定終了後集計演算して最終的な測定値を算出する眼科測定装置であって、
一回ごとの測定値の波形を評価して該測定値が有効なものかどうかを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段で有効と判定された測定値を相互比較して測定値が有効なものかどうかを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段で有効と判定された測定値を集計演算して最終的な測定値を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする眼科測定装置。
前記第１の判定手段で有効と判定された測定値を一覧表示することを特徴とする請求項１に記載の眼科測定装置。
前記一覧表示された測定値が前記第２の判定手段で有効であると判定されたか有効でないと判定されたかが判別できるように表示されることを特徴とする請求項２に記載の眼科測定装置。
前記第１の判定手段で有効と判定された測定値の数が予め定めた数に達したら第２の判定手段による判定が行なわれることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の眼科測定装置。
前記第２の判定手段による判定が自動的に行われることを特徴とする請求項４に記載の眼科測定装置。
前記第２の判定手段による第２の判定を、判定後の残存データ数が所定数になるまで自動的に繰り返すことを特徴とする請求項５に記載の眼科測定装置。