JP5196964B2 - 眼科機器 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼の瞳孔径に応じて光刺激量を調節する眼科機器に関する。

眼科機器の中には、光刺激を与えてその応答（反応）を自覚的もしくは他覚的に得ることにより、眼機能を検査する機器が存在する。視野計やERGがその代表的な例である。

一方、人の眼には瞳孔があり、強い光が眼内に入射したときには入射するエネルギーを制限するために収縮し、入射するエネルギーが小さければより多くのエネルギーを取得するために広げるというように、光の入射を調節する役割がある。

また、眼底画像を撮影する眼科機器において、瞳孔の大きさ、従って瞳孔径を測定して、瞳孔径により撮像手段のゲインを調整し、良好な画像を得る技術が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００５−８７３００号公報

上記に例としてあげた、「光刺激を与えてその応答（反応）を自覚的もしくは他覚的に得ることにより、眼機能を検査する機器」は、装置が出力するある一定量の光エネルギーに対する被検眼の応答状態を測定結果として出力している。ところが、上述したように装置側がある一定量の光エネルギーを放出しているとしても、被検眼に入射されるエネルギーは瞳孔を通過したもののみであるため、個人による異なる瞳孔面積の大きさにより、実際に眼内に入射されたエネルギーは異なって、被検眼の網膜上の照度が変化して、照射される光エネルギー量と、被検眼が実際に反応している光エネルギー量が異なり、測定結果が不正確なものとなってしまう不都合が生じる。これは、入射される光エネルギー量に対する被検眼の応答状態を検査することが目的であることから、特許文献１で示された撮像手段のゲインを調整することで解決できる問題ではなく、何らかの有効な対策が望まれている。

本発明は、上記した事情に鑑み、瞳孔を常に一定の光エネルギーが通過するように制御して、被検眼の網膜上の照度を瞳孔径に拘わらず検査に適した所定の照度とすることができ、正確な測定結果を得ることの出来る眼科機器を提供することを目的とするものである。

請求項１の発明は、ランプ（２）からの光エネルギーを視標（１９）として被検眼（４０）の網膜上に照射することの出来る眼科機器（５０）において、該眼科機器（５０）は、
前記検査すべき被検眼の瞳孔径（Ｄ１）を測定する瞳孔径測定手段（３３，３７，４２，４３）、
前記測定された瞳孔径から瞳孔面積（Ｓ１）を演算する瞳孔面積演算手段（２１）、
前記演算された瞳孔面積に基づいて、前記ランプの出力を、前記検査すべき被検眼の網膜上の照度が、検査に適した所定の照度となるように決定するランプ出力決定手段（２１、３０）、を有し、
前記ランプ出力決定手段は、
前記多くの被検者の被検眼についての平均的な瞳孔面積を標準瞳孔面積として予め格納しているメモリ手段（３０）、
前記標準瞳孔面積の被検眼に対して、その網膜を検査に適した照度とするために必要な前記ランプの出力を標準出力として予め格納しているメモリ手段（３０）、
前記演算された前記検査すべき被検眼の瞳孔面積と前記標準瞳孔面積を比較して両者の面積比を求める面積比演算手段（２１）、及び、
前記求められた面積比及び前記標準出力に基づいて、前記検査すべき被検眼の網膜上の照度が前記検査に適した照度となるために必要な前記ランプの出力を補正出力として演算決定するランプ出力補正手段（２１）、を有し、
更に、前記ランプ制御手段は、前記補正出力で前記ランプを駆動制御する、
ことを特徴として構成される。

なお、上記のメモリに格納している標準瞳孔面積、標準出力は、被検者の年齢、性別、視力に対応したデータベースとして格納しておき、検査すべき被検者の年齢、性別、視力に応じて、適宜メモリから対応する標準瞳孔面積、標準出力を読み出し、使用するように構成することが望ましい。

請求項２の発明は、前記眼科機器は、視野計で構成される。

請求項３の発明は、前記眼科機器は、ＥＲＧ（Electroretinograph）で構成される。

請求項１の発明によると、ランプ出力決定手段（２１、３０）が、演算された瞳孔面積に基づいて、ランプの出力を、検査すべき被検眼の網膜上の照度が、検査に適した所定の照度となるように決定し、ランプ制御手段（４１）が決定されたランプ出力でランプを駆動制御するので、瞳孔を常に一定にエネルギーが通過するように制御して、被検眼の網膜上の照度を瞳孔径に拘わらず検査に適した所定の照度とすることができ、正確な測定結果を得ること可能となる。

また、標準瞳孔面積（ＳＳ）に対するランプ（２）の標準出力を予め格納しておき、被検眼（４０）の瞳孔面積（Ｓ１）と標準瞳孔面積（ＳＳ）の面積比に基づいてランプ（２）の出力を補正して駆動するので、検査すべき被検眼の網膜上の照度を、予め決められた標準瞳孔面積（ＳＳ）に対応した照度に簡単に設定することが出来る。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

以下、図面に基づき、本発明の実施例を説明する。

図１は、眼科機器の一つである視野計の構造の一例を示す図、図２は、図１の視野計の瞳孔径測定部分の詳細を示す模式図、図３は、瞳孔径の測定に際して取得される被検眼画像の一例を示す図である。

眼科機器の一つである視野計５０は、図１に示すように、半球状の視野ドーム１８を有しており、視野ドーム１８の中心位置に被検者のためのあご台（不図示）が配置される。測定時には不図示のアライメント機構を介して被検眼４０が視野ドーム１８の中心に位置するようにあご台の位置がアライメントされる。視野ドーム１８内部には背景照明用のランプ１６、１６が配置されている。

被検者は、視野ドーム１８内側の投影面に投影された視標１９の注視を求められ、それが視認できた場合には何らかの適当な方法（応答スイッチ１７の操作、あるいは音声による応答）で検査者に応答を返す。

視標１９を投影するために、図１では符号５で示す視標投影機構が配置されている。符号２は光源としての視標投影ランプ（ハロゲンランプ）で、その後方には反射鏡１が配置されている。視標投影ランプ２の光は集光レンズ３、視標板４を経てリレーレンズ８に入射する。視標板４は視標の大きさを決めるためのもので、開口が複数設けられ、後述のＣＰＵ２１の制御により適当なサイズの開口が光軸上に移動されるようになっている。さらに、リレーレンズ８を通って、フォーカスレンズ９、シャッタ１０（の開口）を経て、ミラー１１で反射され、リレーレンズ１２を経由してミラー１３で反射される。なお、視標投影ランプとしては、ハロゲンランプのかわりに発光ダイオードを使用することも出来、この場合、反射鏡１は不要となる。

本実施形態では、視標１９の投影位置を制御するために、２つのミラー１４Ａ、ミラー１４Ｂ、が設けられ、不図示のモータなどの駆動機構を介してその回動位置がＣＰＵ２１により制御される。そして最終的に視標１９がプロジェクターレンズ１５を介して視野ドーム１８の投影面に投影される。

本実施形態の視野計は、ＣＰＵ２１の制御により視標の投影機構５をあらかじめ定められたプログラムにしたがって制御することにより自動視野計として用いることができる。

また、図２に示すように、被検眼４０が前述のあご台により位置決めされる視野ドーム１８の中央位置より、該視野ドーム１８の水平方向右方の、最奥部には、モニタ穴１９ａが穿設されており、その図中右方には、ビームスプリッタ３１が設けられている。ビームスプリッタ３１の図中上方の光路３５上には、１個以上のレンズ３２を介して写し込み視標が記載された視標板３３及び光源としてのランプ３４が設けられており、またビームスプリッタ３１の図中下方の光路３５上には、結像レンズ３６を介してＣＣＤカメラ３７が設けられている。また。ビームスプリッタ３１の図中右方の光路３５上には、ＬＥＤなどからなる固視用光源３９が設けられている。

本実施形態の視野計の制御系は以下のように構成されている。ＣＰＵ２１は、Ｉ／Ｏポート２８を介して、上記の視標の投影機構（１〜１５）に含まれるモータ、ソレノイドなどを制御し、また、上記の応答スイッチ１７などの情報を入力する。更に、Ｉ／Ｏポート２８には、図１に示すように、ランプ２に接続された照度制御部４１が接続しており、更に、前述のＣＣＤカメラ３７には、画像処理部４２，瞳孔径演算部４３を介して、前述のＩ／Ｏポート２８が接続している。

また、ＣＰＵ２１には、ＬＣＤやＣＲＴなどの表示装置から成るモニタ２６が接続されており、このモニタ２６は検査データの出力、設定時のメニュー表示などに用いられる。また、モニタ２６の画面上にはタッチパネル２９（座標検出方式は任意）が配置され、このタッチパネル２９は指や専用の入力ペンによりメニュー選択、視標投影位置の座標入力に用いることができる。

検査者は、上記のタッチパネル２９、あるいはキーボード２７を用いて検査を制御することができ、検査プログラムの１つを指定し、検査開始の操作入力を行うことにより、定められた検査プログラムにしたがって視標投影位置が制御され、またその際の応答スイッチ１７による応答が入力される。検査中、発生した検査結果に関するデータはＲＡＭ、ハードディスクなど任意の記憶装置から成るメモリ２２に記憶され、また、必要に応じてモニタ２６に表示し、プリンタ２０で印刷、もしくは電子ファイルとして外部機器へ出力することができる。

視野の測定に際しては、公知の方法で、視標板４に配置された視標が、視野ドーム１８内の適宜な位置に投影され、当該投影された視標を認識した被検者は、応答スイッチ１７を所定の制限時間内に操作することにより、ＣＰＵ２１は当該投影された視標１９を被検者が認識したことを認識する。視野測定は、視野ドーム内の多数の測定点について、視標１９を所定の提示時間間隔で投影提示して、被検者がそれら視標をどの程度認識したかにより、公知の手法で演算される。

なお、この視野測定に際して、検査者は、視野を測定すべき被検者に対して行う検査を、キーボード２７又はタッチパネル２９を介して選択入力する。視野計５０のメモリ２２（または３０）には、当該視野計５０で行うことの出来る複数の視野検査方法が、検査プログラムとして選択可能に格納されており、検査者は、モニタ２６上に表示される、複数の検査方法の中から、適当な検査を選択することが出来る。

また、メモリ２２（又は３０）には、被検者の検査データが、各被検者のＩＤナンバーなどの識別情報と共に被検者測定情報ＰＩとして格納されており、被検者測定情報には、当該被検者の症状などによって、検査すべきポイント、即ち、眼底の乳頭周辺、黄斑、上鼻側など、その症状、種類、病状の進行状態によって検査ポイントが設定され格納されている。また、被検者測定情報ＰＩには、そのほかにも、検査する際の検査方法や、検査パターン、過去の検査結果などが格納され、各被検者のＩＤから、任意にそれらのデータをメモリから読み出してモニタ２６に表示したり、今後の検査の際のデータとして利用したりすることが出来る。

眼科機器としての視野計５０は、以上のような構成を有するので、被検眼４０の視野を計測する場合には、まず検査前に被検眼４０が視野ドーム１８の中心に位置するように、図示しないあご台を調整して位置決めする。即ち、検査者はタッチパネル２９を操作して図２に示す固視用光源３９を点灯させる。固視用光源３９から射出された光線は光路３５を介してビームスプリッタ３１を通過して被検眼４０方向に透過し、被検眼４０により認識することが出来る。この時、被検眼４０の画像が、光路３５に沿って、ビームスプリッタ３１から図中下方の結像レンズ３６を介してＣＣＤカメラ３７に入り、図３に示すように、被検眼画像ＩＭが画像処理部４２により取得される。

また、同時に、ランプ３４を点灯して、視標板３３，レンズ３２，ビームスプリッタ３１、結像レンズ３６を介して、視標板３３に配置された視標ＴＧの映像をＣＣＤカメラ３７に投影する。すると、ＣＣＤカメラ３７により取得される被検眼画像ＩＭは、図３に示すように、視標ＴＧと被検眼４０の画像が重なり合った状態の画像となる。視標ＴＧはＣＣＤカメラ３７に取得される画像（画面）の中心に位置するように視標板３３上に予め配置されている。また、視標ＴＧは、図３に示すように、例えば４個の９０度間隔で放射状に配置された棒状のセグメントＳＧから構成されており、これら４個のセグメントＳＧの延長線が交差する中央位置ＣＴが、ドーム１８の中心位置に対応するようになっている。なお、ＣＣＤカメラ３７に写しこまれるセグメントＳＧは、上述のような光学的に写しこむ方法に代えて、電子的に写しこむ方法を用いても良い。

この状態で、検査者は、図示しないあご台の位置を調整して、被検眼４０の位置を図２の上下及び紙面と直交する方向に移動させて、ＣＣＤカメラ３７により補足される被検眼画像ＩＭの瞳孔（図中黒い丸の部分）４０ａの中心が、視標ＴＧの４本のセグメントＳＧの延長線が交差する中央位置ＣＴに位置するように調整する。

被検眼画像ＩＭの瞳孔４０ａの中心が、視標ＴＧの４本のセグメントＳＧの延長線が交差する中央位置ＣＴに位置決めされたところで、検査者がタッチパネル２９を操作して、ＣＰＵ２１を介して瞳孔径演算部４３に対して、被検眼４０の瞳孔径Ｄ１を演算するように指令する。瞳孔４０ａ部分は、被検眼画像ＩＭ上で、周囲の虹彩４０ｂ部分に比して、黒っぽく、明度が低い状態で認識されるので、画像処理により瞳孔径Ｄ１を演算することは、公知の方法を用いて容易に行うことが出来る。

被検眼４０の瞳孔径Ｄ１が演算測定されたところで、ＣＰＵ２１は、所定の測定プログラムに従って、被検眼４０の瞳孔面積Ｓ１を算出し、当該被検眼４０の瞳孔面積Ｓ１と、予めメモリ３０に格納されている標準瞳孔径ＤＳの標準瞳孔面積ＳＳの面積比ＲＴを、
ＲＴ＝ＳＳ／Ｓ１ …………（１）
で演算して求める。メモリ３０には、標準瞳孔面積ＳＳ（標準瞳孔径ＤＳ）に対する、標準刺激値（即ち、標準瞳孔面積ＳＳ（標準瞳孔径ＤＳ）を有する被検眼４０の測定に際して、ランプ２から射出された光が、当該被検眼４０の標準瞳孔面積ＳＳを有する瞳孔４０ａを通過して網膜を照射した際に、当該網膜上の照度が、検査に適した標準照度となる、光エネルギーの量）に対応するランプ２の標準出力が格納されているので、ＣＰＵ２１は面積比ＲＴから、
ランプ２の補正出力＝標準刺激値に対応したランプ２の標準出力＊面積比ＲＴ
…………（２）
により、ランプ２の補正出力を演算して、照度制御部４１に対して、当該演算された補正出力でランプ２を駆動するように指令する。

即ち、図１のようなドーム形の視野形や全視野ＥＲＧ（Electroretinograph）のような、装置から出力され、被検眼４０に入射する光が視野ドーム１８上で反射された拡散光である場合には、標準瞳孔面積ＳＳに対する検査すべき被検眼４０の瞳孔面積Ｓ１の面積比ＲＴがそのまま瞳孔通過エネルギーの比となる。従って、被検眼４０の瞳孔面積Ｓ１が標準瞳孔面積ＳＳより大きくなると、それだけ瞳孔４０ａを介して被検眼４０に入射する光エネルギーの量は増大するので、ランプ２の出力を少なくなるように、また、被検眼４０の瞳孔面積Ｓ１が標準瞳孔面積ＳＳより小さくなると、それだけ瞳孔４０ａを介して被検眼４０に入射する光エネルギーの量は少なくなるので、ランプ２の出力を大きくするように、ランプ２を駆動制御し、被検眼４０の瞳孔面積Ｓ１の大小に拘わらず、常に一定量の光エネルギーが被検眼４０の瞳孔４０ａを通過して網膜を照射し、網膜上の照度が被検眼４０の瞳孔径Ｄ１に拘わらず一定となるように制御する。

なお、標準瞳孔面積ＳＳは、多くの被検者の被検眼４０の瞳孔径Ｄ１の実測データから求めた平均的な瞳孔面積であり、予め統計的に測定されメモリ３０に格納されている。また、ランプ２の標準出力は、当該標準瞳孔面積ＳＳ（標準瞳孔径ＤＳ）の被検眼４０に対して、光を照射してその網膜を検査に適した所定の照度とするために必要なランプ２の出力（標準刺激値）である。

ＣＰＵ２１からの指令を受けて、照度制御部４１は、ランプ２を演算された補正出力で駆動し、ランプ２からは、被検眼４０の瞳孔径Ｄ１（瞳孔面積Ｓ１）に応じた強さ、即ち補正された刺激値の光エネルギーが照射され、この補正された刺激値を有する光エネルギーで視野ドーム１８に視標１９が提示される。これにより、既に述べたように、検査すべき被検眼４０の網膜上には、瞳孔面積Ｓ１に無関係に一定の量の光エネルギーが照射し、網膜上の照度は被検眼４０の瞳孔径Ｄ１に拘わらず、検査に適した一定の照度となる。

なお、この際、光刺激が連続的に行われる場合には、被検眼４０の瞳孔径Ｄ１がランプ２の出力変化により変化しないように、瞳孔径Ｄ１を一定に保つ作用のある散瞳剤を被検者に対して用いることが望ましい。

こうして、被検眼４０の瞳孔径Ｄ１に応じた出力でランプ２を駆動することで、被検眼４０の瞳孔４０ａを通過する光エネルギーの量、従って、網膜上の照度を、その瞳孔径Ｄ１（瞳孔面積Ｓ１）に拘わらず一定とすることが出来、一定量の光エネルギーに対する被検眼の応答を、正確に測定することが可能となる。即ち、図１の視野計５０においては、検査すべき被検眼４０の網膜上の照度を、標準瞳孔面積ＳＳを有する被検眼４０の場合と同じにした状態での視野の測定が可能となる。

こうしてランプ２の照度を所定の出力に補正した状態で、視野計５０による被検眼４０の視野の測定を行うが、当該測定方法は公知の手法であることから、ここでは、その詳細な説明は省略する。

上述の実施例は、眼科機器としての視野計５０に本発明を適用した場合について述べたが、本発明は、被検眼４０の瞳孔径Ｄ１の大小に拘わらず、その網膜上の照度を一定にする必要のある眼科機器であればどのような機器にでも適用が可能であり、例えば、網膜の黄班部の機能を検査するＥＲＧ（Electroretinograph）、VEP（Visual Evoked Potential）、ＶEＲ（Visual Evoked Response）などの眼科機器にも適用が可能である。

また、上述の実施例は、メモリ３０に標準瞳孔面積ＳＳ及び当該標準瞳孔面積ＳＳに対応するランプ２の標準出力を格納しておき、測定すべき被検眼４０の瞳孔面積Ｓ１（瞳孔径Ｄ１）に応じて、ランプの標準出力を補正するように構成したが、標準瞳孔面積ＳＳやランプ２の標準出力は必ずしも必要ではなく、検査すべき被検眼４０の瞳孔面積Ｓ１の大きさに応じて、当該被検眼４０の網膜が検査に適した照度（この値は、検査者がタッチパネル２９やキーボード２７を介して適宜設定し、メモリに予め格納しておく）となるようにランプ２の出力を演算するように構成することも可能である。

図１は、眼科機器の一つである視野計の構造の一例を示す図。 図２は、図１の視野計の瞳孔径測定部分の詳細を示す模式図。 図３は、瞳孔径の測定に際して取得される被検眼画像の一例を示す図。

符号の説明

２……ランプ
２１……瞳孔面積演算手段、ランプ出力決定手段、面積比演算手段、ランプ出力補正手段（ＣＰＵ）
３０……メモリ手段（メモリ）
３３……瞳孔径測定手段（視標版）
３７……瞳孔径測定手段（ＣＣＤカメラ）
４１……ランプ制御手段（照度制御部）
４２……瞳孔径測定手段（画像処理部）
４３……瞳孔径測定手段（瞳孔径演算部）
５０……眼科機器（視野計）

Claims (3)

1. ランプからの光エネルギーを視標として被検眼の網膜上に照射することの出来る眼科機器において、該眼科機器は、
   前記検査すべき被検眼の瞳孔径を測定する瞳孔径測定手段、
   前記測定された瞳孔径から瞳孔面積を演算する瞳孔面積演算手段、
   前記演算された瞳孔面積に基づいて、前記ランプの出力を、前記検査すべき被検眼の網膜上の照度が、検査に適した所定の照度となるように決定するランプ出力決定手段、
   前記決定されたランプ出力で前記ランプを駆動制御するランプ制御手段、を有し、
   前記ランプ出力決定手段は、
   前記多くの被検者の被検眼についての平均的な瞳孔面積を標準瞳孔面積として予め格納しているメモリ手段、
   前記標準瞳孔面積の被検眼に対して、その網膜を検査に適した照度とするために必要な前記ランプの出力を標準出力として予め格納しているメモリ手段、
   前記演算された前記検査すべき被検眼の瞳孔面積と前記標準瞳孔面積を比較して両者の面積比を求める面積比演算手段、及び、
   前記求められた面積比及び前記標準出力に基づいて、前記検査すべき被検眼の網膜上の照度が前記検査に適した照度となるために必要な前記ランプの出力を補正出力として演算決定するランプ出力補正手段、を有し、
   更に、前記ランプ制御手段は、前記補正出力で前記ランプを駆動制御する、
   ことを特徴とする眼科機器。
2. 前記眼科機器は、視野計である、請求項１記載の眼科機器。
3. 前記眼科機器は、ＥＲＧ（Electroretinograph・網膜電位計）である、請求項１記載の眼科機器。
   

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