JP5232221B2 - 眼底カメラを使用する自己蛍光写真撮影法 - Google Patents

Description

本発明は眼科学の分野内にあり、高性能薄膜光干渉フィルタを用いて自己蛍光画像を撮影する眼底カメラの使用に関する。

網膜疾患の診断および治療は、眼底を撮像できることに高度に依存する。単色およびカラーの写真撮影法は、眼底を写真撮影で記録する手段を提供する。蛍光眼底観察法は、眼の血管の解剖学的形態および生理機能を検査し記録する方法を提供する。この検査では、フルオレセイン色素が（通常は腕の）血行路中に注入され、それが眼の血行路を横切るときに、その色素の移動が撮影される。フルオレセイン色素は眼内血管中を通過し、それを写真撮影で記録することができる。

図１は、以下の議論のための例示的なスペクトルを示し、これらにはリポフスチン、フルオレセインおよびインドシアニングリーンの励起スペクトルと発光スペクトル、ならびに市販の走査型レーザ検眼鏡システムで使用される自己蛍光検出用の励起フィルタおよびバリア・フィルタが含まれる。図示の水晶体自己蛍光は、４８５ｎｍの励起に対するもので、比較用である。蛍光色素を撮像するために２つの光学フィルタが使用される。一方のフィルタは、励起フィルタと呼ばれ、一般に４９０〜５００ｎｍの間に中心がある波長を使用してフルオレセインを励起する。スペクトル曲線１０１で示されるように、フルオレセインは５３０ｎｍまでの波長を吸収でき、その波長から蛍光を発生することが潜在的にできる。他方のフィルタは、バリア・フィルタと呼ばれ、約５００ｎｍの上方カットオフを有する低域通過フィルタである。フルオレセインは、スペクトル曲線１０２で示したように５２０〜５３０ｎｍの間がピークで蛍光発光する。インドシアニングリーン血管造影（当該の励起スペクトル（１０３）および発光スペクトル（１０４）もまた図１に示されている）は、色素が注入されるという点でいくらか類似の方法で行われ、近赤外線領域（８２５〜８３５ｎｍにピークがある）で発生する色素の蛍光が撮影される。これらの色素を用いて、眼底の血管を直接視覚化でき、また眼底の他の層についての情報も間接的に得ることができる。

眼底を撮像する別の手法は、眼底内に自然発生するフルオロフォアを蛍光発光させてから、その蛍光を記録するものである。細胞内に蓄積する廃棄物質、すなわちリポフスチンがあり、これは自己蛍光性が高い^１〜５。（すべての参照文献は、表Ｉに番号で一覧表示されている。）リポフスチンは、生命現象の通常の結果として細胞内に蓄積する。増大した量のリポフスチンが、様々な機構によって蓄積することがある。多くの細胞型で酸化障害が、リポフスチンの存在量を増大させうる^６、７。リポフスチンの蓄積は、いくつかの異なる遺伝性疾患で起こることもある。眼内でリポフスチンは、網膜色素上皮（ＲＰＥ）と呼ばれる細胞単層内に新規の機構によって蓄積する。網膜は、眼内の感光構造体である。網膜の底面上に光受容体があり、これは、外節と呼ばれる多数の小さな平たい円盤を有する細胞である。これらの外節は、光の実際の検出に使用されるレチノイドと、タンパク質と、多価不飽和脂肪酸とからなる。通常の網膜の働きが、自己蛍光性フルオロフォアの蓄積を招く。これらの分子の構成成分は、光および酸素によって損傷を受けるおそれがある。その光受容体は外節をはがし、はがれた外節は網膜色素上皮によって貪食される。損傷を受けていない脂肪酸およびレチノイドは外節から除去され、網膜色素上皮によって再利用される。しかし、外節内の物質の一部分は損傷を受けている。この物質の一部は、網膜色素上皮細胞で消化するのが非常に困難であることがわかっている。この物質は、細胞によって、リポフスチンという物質を含むリポソームとして知られる構造体の中に分離される。網膜色素上皮細胞内のリポフスチンの１つの重要な構成成分は、Ａ２Ｅと呼ばれる分子であり、これは、トランス−レチナルの２分子と、ホスファチジルエタノールアミンの１分子とから形成される^８。網膜色素上皮細胞内のリポフスチンの組成は、光受容体外節の処理における網膜色素上皮の特有の仕事の故に、体の他の細胞内に見られるリポフスチンとはいくらか異なる。リポフスチンの構成成分は、リソソームタンパク質の分解を抑制し^４、光反応性があり^５、様々な活性酸素種および他のラジカルを産生することができ^５、両親媒性であり、ＲＰＥのアポトーシスを誘発することがあり^９、青色光で誘発されるＲＰＥアポトーシスを仲介する^１０。

眼内には、リポフスチン以外にも自己蛍光源がある（すなわちフルオロフォア）。すべて自己蛍光性のＡ２ＰＥ−Ｈ_２、Ａ２ＰＥ、およびＡ２−ロドプシンなどＡ２Ｅの前駆体は、ＲＰＥによる貪食の前に外節内で生じる^{１１、１２}。外節を貪食する網膜色素上皮の能力を制限する何らかの疾患過程がない限り、網膜内には自己蛍光物質の著しい蓄積がない^{１３、１４}。Ａ２Ｅの前駆体の蛍光スペクトルは、Ａ２Ｅよりも長い波長でピークに達する。眼底内の自己蛍光の蓄積は、かなり予測可能な機構から起こる。自己蛍光を撮像することによって、網膜色素上皮細胞内にあるリポフスチンから解剖的情報を得ることができるだけでなく、これらの網膜色素上皮細胞の機能上の側面について推論することもまたできる。
自己蛍光撮像

リポフスチンは蛍光発光させることができ、約５００ｎｍから７５０ｎｍを超える範囲の広い発光帯域を有する（図１の１０５）^１。眼科学では、この固有の蛍光は、この作用をフルオレセインまたはインドシアニングリーンのような投与された色素により見える作用と区別するために、自己蛍光と呼ばれる。眼底自己蛍光の強度は、リポフスチンの量および分布と対応する^{１、１５、１６}。

眼内を励起光で照らしてリポフスチンを励起すると、結果として生じる蛍光を検出することができる。このような手法に伴う主な問題は、眼内に、網膜の前でやはり蛍光発光する構造体があることである。この点に関する主要な原因は、主に青色に従属する蛍光の幅広い帯域を有する水晶体であるが（図１の１０６）、緑色フルオロフォアも、特にそれが加齢に伴う核硬化を起こすときに原因となる。水晶体からの蛍光発光は、使用される励起光、患者の年齢、核硬化の量、および糖尿病などありうる同時発生的な疾患によって変化する。水晶体の蛍光は、眼底の自己蛍光写真撮影に通常使用される波長では、５００ｎｍから約５５０ｎｍの範囲の幅広いピークを有する。したがって、水晶体の自己蛍光は、フルオレセインによって生じる蛍光と部分的に重なる。核硬化を伴う眼を撮影した場合には、水晶体の自己蛍光によりフルオレセイン血管写像が色あせて見えることになる。すなわち、水晶体の自己蛍光が眼底から来る蛍光に加わってコントラストの低い像を生成する。有用な自己蛍光像を生成するには、水晶体の蛍光を排除または回避できるようになる必要がある。

走査型レーザ検眼鏡は、眼底上の共役点だけが撮像される共焦点機能を有する。共役面上にない点は排除される。したがって、水晶体の自己蛍光は、走査型レーザ検眼鏡によって排除することができる。このため、共焦点走査型レーザ検眼鏡では、フルオレセイン血管写像で使用されるものと類似の励起フィルタ２０１およびバリア・フィルタ２０２を（図２に示されるように）使用して、自己蛍光写真を得ることが可能になる。利得が調整され、通常数枚の画像が撮影され、次に平均されてノイズが少ない最終画像が得られる。しかし、患者があらかじめフルオレセイン色素を投与されている場合には、自己蛍光画像を撮影することができない。核硬化の増加に伴い、励起光の減衰の増大が起こる。走査型レーザを用いて得られた写真は非常にノイズが多く、その存在するノイズを低減させるために数枚の画像を合わせて平均するのが通例である。この機能を実行するソフトウェア・ルーチンは通常、画像を正規化して、その処理でのグレースケール値を変更する。こうすることで、市販の走査型レーザによるグレースケール値の客観的測定が不可能になる。自己蛍光判定のために市販の走査型レーザ検眼鏡で通常使用される波長は、横斑色素によって吸収され、そのため中心の横斑を正確に撮像する走査型レーザの能力が限定される。

Ｄｅｌｏｒｉらは、５５０ｎｍ励起フィルタを、５９０ｎｍを中心とするガラス吸収フィルタと共に使用した。そのカメラシステムは、「水晶体からの光散乱および蛍光によって引き起こされるコントラストの低下を最小にするために」、−２０℃に冷却され視野が１３°に制限されたＣＣＤカメラを使用した。このシステムは自己蛍光を撮像することができたが、公開された画像はコントラストが低く、また１３°の視野は診療では許容できない^１７。

網膜内の自己蛍光を写真撮影するために本発明者が以前に開発した眼底カメラシステムの詳細が公開されている^１８。その文献の励起フィルタおよびバリア・フィルタにそれぞれ対応する曲線３０１、３０２を含む、応用可能なスペクトル特性が図３に示されている。このカメラシステムは、励起用として約５８０ｎｍ（黄色〜橙色）を中心とする帯域通過フィルタと、バリア・フィルタとして約６９５ｎｍ（赤外線波長にまで及ぶ近赤外線）を中心とする帯域通過フィルタとを使用した。使用された波長は、核硬化による減衰を多く示すとは予想されない。水晶体蛍光がバリア・フィルタの上方カットオフよりも短い波長で起こるので、水晶体自己蛍光は通常、患者の核硬化の程度が重篤でない限り大きな問題にはならない。自己蛍光に関するこのシステムの制約は、典型的な眼底カメラが瞳孔の小さい患者で特に直面するはずの制約のすべてを含む。フルオレセインの吸収は、少なくとも５３０ｎｍにまで及び、したがって公開されたフィルタはフルオレセインを刺激する。この励起フィルタは、スペクトルの遠赤外線部分を阻止するために金属誘電体被覆を使用したが、そのために所望の波長の透過が約２分の１低減することになった。バリア・フィルタは近赤外線領域内に配置されたが、これにはいくつかの不利な点がある。第１には、この範囲の波長が、リポフスチンの蛍光スペクトルの低下する遠端にあることである。第２には、カメラおよび眼の光学的動作が、可視波長によりよく適合していることである。このフィルタ・システムの第３の不利な点は、戻ってくる光の遠赤外線部分がバリア・フィルタによって阻止されなかったことである。長い波長の光は、短い波長の光よりもより大きい程度で組織を透過することができる。組織の深いレベルから生じる長い波長の蛍光は、対象のより近位にある層から得られる画像のコントラストを低下させ、それによって画像が劣化しうる。第４の問題は、以前のフィルタの設計目標が、励起フィルタの低域境界と阻止フィルタの高域境界との間の交差周波数における透過を１％未満としたことであった。このことが、顕著なクロストークを有する可能性を依然として与えた。

したがって、現在の手法の不利な点および制約を考慮して、眼内の自己蛍光撮像のためのよりよい方法および装置が依然として必要とされている。

現況技術は、表Ｉに示した参考文献に要約してある。

米国特許出願第６０／９１３，８８５号

デロリ・ＦＣ、ドレイ・ＣＫ、スタウレンギ・Ｇ他。眼底の生体内蛍光は網膜色素上皮のリポフスチン特性を呈示する。インベスト・オフサルモル・Ｖｉｓ・Ｓｃｉ １９９５、３６：７１８〜頁 フォン・ルクマン・Ａ、フィツケ・ＦＷ、バード・ＡＣ。走査型レーザ検眼鏡を用いた眼底自己蛍光の分布。Ｂｒ・Ｊ・オフサルモル １９９５、７９：４０７〜４１２頁 エルドレッド・ＧＥ、カッツ・ＭＬ。ヒト網膜色素上皮のフルオロフォア：分離およびスペクトル特性。Ｅｘｐ・アイ・Ｒｅｓ １９８８、４７：７１〜８６頁 エルドレッド・ＧＥ、カッツ・ＭＬ。ヒト網膜色素上皮のフルオロフォア：分離およびスペクトル特性。Ｅｘｐ・アイ・Ｒｅｓ １９８８、４７：７１〜８６頁 ガイラード・ＥＲ、アサートン・ＳＪ、エルドレッド・Ｇ、ディロン・Ｊ。ヒト網膜のリポフスチンについての光物理学的研究。フォトケム・フォトバイオル １９９５、６１：４４８〜４５３頁 リー・Ｗ、ヤノフ・Ｍ、リー・Ｙ、フー・Ｚ。生体外で近赤外線によって誘発されたウシ網膜色素上皮細胞の人工的老化。メク・エージング・Ｄｅｖ １９９９、２２；１１０：１３７〜１５５頁 イン・Ｄ。リポフスチン、セロイド、および年齢色素様フルオロの生化学的基礎。フリー・ラディク・バイオル・メド １９９６、２１：８７１〜８８８頁 レインボス・ＪＪ、ガウチ・Ｋ、ムンツ・Ｋ、エルドレッド・ＧＥ、レメ・ＣＥ。網膜内のリポフスチン：眼の年齢色素の前例のない自己蛍光化合物（ピリジニウムビスレチノイド、Ａ２−Ｅ）の定量的アッセイ。Ｅｘｐ・アイ・Ｒｅｓ １９９７、６５：６３９〜６４３頁 スター・Ｍ、レメ・Ｃ、グリム・Ｃ他。年齢関連黄斑の変性。リポフスチン化合物Ｎ−レチニル−Ｎ−レチニリデンエタノールアミンはミトコンドリアからアポトーシス促進タンパク質を分離し、哺乳動物の網膜色素上皮細胞内にアポトーシスを誘発させる。Ｊ・バイオル・ケム ２０００ １５；２７５：３９６２５〜３９６３０頁 スパロウ・ＪＲ、ナカニシ・Ｋ、パリシュ・ＣＡ。リポフスチンフルオロフォアＡ２Ｅは青色光で誘発される網膜色素上皮細胞への障害を媒介する。インベスト・オフサルモル・Ｖｉｓ・Ｓｃｉ ２０００；４１、１９８１〜１９８９頁 リュー・Ｊ、イタガキ・Ｙ、ベンシャバト・Ｓ、ナカニシ・Ｋ、スパロウ・ＪＲ。加齢網膜のフルオロフォアであるＡ２Ｅの生合成には、光受容体外部セグメント膜内での前駆体Ａ２−ＰＥの形成が伴う。Ｊ・バイオル・ケム ２０００ ２２；２７５：２９３５４〜２９３６０頁 フィシュキン・Ｎ、ヤング・ＹＰ、イタガキ・Ｙ他。Ａ２−ロドプシン：光受容体外部セグメントから単離された新規のフルオロフォア。オルグ・バイオモル・ケム ２００３ ７；１：１１０１〜１１０５頁 スパイデ・ＲＦ、クランチニク・Ｊｒ・ＪＭ。眼底自己蛍光および中心性漿液性網脈絡膜症。オフサルモロジ ２００５；１１２：８２５〜８３３頁 スパイデ・ＲＦ、ノーブル・Ｋ、モーガン・Ａ、フロイント・ＫＢ。卵黄状黄斑ジストロフィ。オフサルモロジ ２００６；１１３：１３９２〜１４００頁 ウィング・ＧＬ、ブランチャード・ＧＣ、ウェイター・ＪＪ。網膜色素上皮内のリポフスチン濃度の局所分布と年齢の関係。インベスト・オプサルモル・Ｖｉｓ・Ｓｃｉ １９７８；１７：６０１〜６０７頁 フォン・ルクマン・Ａ、フィツケ・ＦＷ、バード・ＡＣ。走査型レーザ検眼鏡による眼底自己蛍光の分布。Ｂｒ・Ｊ・オプサルモル、１９９５；７９：４０７〜４１２頁 デロリ・ＦＣ、フレクナー・ＭＲ、ゴージェＤＧ他。加齢黄斑変性におけるドルーゼンに関連する自己蛍光分布。インベスト・オプサルモル・Ｖｉｓ・Ｓｃｉ ２０００；４１：４９６〜５０４頁 スパイデ・ＲＦ。眼底自己蛍光と加齢黄斑変性。オプサルモロジ ２００３；１１０：３９２〜３９９頁

本発明は、高品質の薄膜光干渉フィルタを使用し、少なくとも３０°、好ましくは５０°以上の視野がある眼底カメラで自己蛍光画像を撮影する方法に関する。一実施形態では、自己蛍光写真が、励起フィルタを通して眼に励起光を当てることによって眼内に存在するリポフスチンを励起し、その結果生じたリポフスチンの蛍光をバリア・フィルタに通して検出し、その自己蛍光画像を記録することによって撮影される。

使用されるフィルタは、急峻なカットオン、カットオフ、および平坦な透過帯域を有する干渉帯域通過フィルタが好ましい。励起フィルタは約５３５〜５８５ｎｍの帯域通過範囲を有し、バリア・フィルタは約６０５〜７１５ｎｍの帯域通過範囲を有することが好ましい。信号対雑音比を改善するために、励起フィルタおよびバリア・フィルタは、好ましくは除去比が１０^７よりも大きい厳格な透過許容値および阻止許容値に適合すべきである。実際には、帯域幅のフィルタ規格値は公称であり、実際の値は製造公差内でばらつきうる。これは、励起フィルタの下方カットオフとバリア・フィルタの上方カットオンの近接に対する実際上の制限になる。

本発明は、低いフラッシュ照明を用いる画像撮影に応用でき、本発明を用いて黄斑色素の量を推定することができる。バリア・フィルタ用に使用される波長は、リポフスチン前駆体をそれが網膜内に蓄積するときに撮像するのに適している。

本発明はまた、「発明を実施するための形態」でより完全に説明するように、眼底カメラと、特定のフィルタと、必ずしも冷却しなくてよいＣＣＤカメラと、結果として得られた画像を処理し、保存し、表示するコンピュータ・システムとを備える写真撮影システムの使用にも関する。

本発明の他の特徴および利点は、以下の図面および「発明を実施するための形態」についての説明から明らかになろう。

リポフスチン、フルオレセインおよびインドシアニングリーンの励起スペクトルと発光スペクトルの例示的スペクトル、水晶体自己蛍光のスペクトルの一例を示す図である。 図１の例示的なスペクトルを、市販の走査型レーザ検眼鏡システムの励起波長およびバリア波長の例示的なスペクトルと共に示す図である。 図１の例示的なスペクトルを、以前に記載されたＳｐａｉｄｅの自己蛍光検出用の励起フィルタおよびバリア・フィルタ（Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ ２００３）と共に示す図である。 本発明を実施するための眼底カメラベースのシステムを示す簡略化構成図である。 図１の例示的なスペクトルを、本発明の励起フィルタおよびバリア・フィルタと共に示す図であり、点線は、新規のフィルタ・セットで使用された励起波長によって誘発される推定の水晶体自己蛍光を示す。 シュタルガルト病患者の、本新規システムを用いて撮影した自己蛍光写真の一例である。

以下は、本発明の様々な態様のいくつかの好ましい実施形態についての説明である。これらの実施形態は例示的なものにすぎない。本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、決して下記の特定の例に限定されない。

自己蛍光写真を得るために新規に開発された眼底カメラベースのシステムは、水晶体からの自己発光を回避するように設計されたフィルタを使用する。

本発明の方法を実施するための眼底カメラベースのシステムの一実施形態を図４に示す。図４は、本発明を実施するための眼底カメラベースのシステムと、自己蛍光に対して使用されるフィルタの例示的な配置とを示す簡略化構成図である。図４で、４０１は光源であり、この光源は一般に、視認用にはハロゲン光であり、写真撮影用にはキセノン・フラッシュ・ランプである。発生した光は、集光レンズ４０２およびリレー・レンズ４０３を通って進み、４０４のエキサイタ・フィルタに達する。このフィルタは、緑単色または自己蛍光の写真撮影に必要なときに光路内に移動させることができる。光は、鏡４０５で反射されてリレー・レンズ４０６を通り、孔を開けた鏡すなわち有窓鏡４０７に達する。これは光を眼の方に向け、対物レンズ４０８を通して眼４０９に入れる。眼から戻る光は、対物レンズで集束されて鏡４０７内の孔を通る。バリア・フィルタ４１０は、それを自己蛍光または濃赤色の写真の場合に所定の位置まで動かすことができるように配置される。光は集束レンズ４１１および撮像レンズ４１２を通過してから、切換鏡４１３で占められた領域を通過する。操作者が眼底を見ているとき、光は鏡４１４および４１５に誘導され、接眼レンズ１６を通って操作者の目４１７に達する。写真が撮影されるときは、切換鏡位置が降下し、光が鏡４１８の方へ反射されてリレー・レンズ４１９を通り、画像記録デバイス４２０に達する。これはフィルムカメラとも考えられるが、実際に使用されるのは、コンピュータとディスプレイ４２２に電気的に接続されたＣＣＤカメラ４２１である。画像はフレーム取込みによってデジタル的に記録することができる。

本手法は、高品質の薄膜光干渉フィルタを使用する眼底カメラにより自己蛍光画像を撮影する能力を提供する。この新規のフィルタ・セットは、その一実施形態のスペクトル特性を図５に示してあるが、参照文献１５に記載され、図３に示された本発明者の以前に公開された装置と比べてずっと改善されている。励起フィルタは、緑単色フィルタの機能とよく似るように選択された。リポフスチンは３００ｎｍから７５０ｎｍを超える範囲を吸収することができるが、これらの波長のうちの多くの範囲が、他のタイプの眼撮像に使用される領域を占める。励起フィルタの波長は５３５〜５８５ｎｍ（５０１）であり、フルオレセインの吸収曲線内ではなく、そのため、フルオレセイン血管造影をした患者に対して自己蛍光写真撮影を実施することができるようになる。選択された波長は、信号劣化の潜在的な原因である水晶体の自己蛍光を引き起こすことにおいて効率的ではない。図５で点線は、新規の励起フィルタの場合に推定される水晶体自己蛍光を示す。バリア・フィルタは、励起フィルタとのいかなるクロストークも防ぐように選択された。フィルタの製造にはばらつきがあり、阻止と透過の間の遷移がモデム・フィルタでは急峻であるが、依然として傾斜がある。その曲線の上部は、しばしば指定帯域幅よりも１０ｎｍ大きく拡張するが、その透過は、これらの領域内で３ＯＤよりも大きく減衰する。このことにより、励起フィルタの下端をバリア・フィルタの上端から約２０ｎｍよりもずっと少なく配置することが制限されて、両フィルタ間のいかなるクロストークも防がれる。したがって、バリア・フィルタは、約６０５ｎｍからの波長が通過できるように設計される（５０２）。この分離では、励起フィルタからの反射光の１０^−７未満が、眼底からバリア・フィルタを通って来ると推定される。帯域通過の低域部分は、波長が増長するにつれてリポフスチンの蛍光からの利用可能な光量が減少すること、ならびに分解能および光学性能が低下することによって制限される。バリア・フィルタはまた、長波長赤外光の通過を阻止して画像劣化も防ぐ。

以前に公開されたフィルタ・セットでは、カメラが３００ワット秒のフラッシュを有するように設定する必要があり、またＣＣＤの利得を２４ｄＢという最大値に設定しなければならなかった。こうした設定では、画像は非常に不明瞭であった。上述の本発明の実施形態では、２０ｄＢの利得設定で２００ワット秒のフラッシュ露光が必要とされる。この結果、患者の不快感が少なくなり、また画像中のノイズも少なくなる。画像もずっと明るくなる。カメラが可視スペクトルに対して最適化されるので、記録波長を可視スペクトル内まで上に移すことで光学性能が改善される。

好ましい実施形態でのフィルタ選択には、重要な付加的利益がある。画像の明るさが向上するために、非冷却式ＣＣＤカメラを使用することができ、これは冷却式カメラよりも低コストである。本システムは、５０°の視野で画像を得ることができ、したがって、３０°以上の視野で利用可能なシステムのみに相当する。広角画像により、眼底のより広い区域の評価が可能になる。多くの疾患が、それらの眼底に及ぼす影響により確認され類別される。撮像後処理および画像を「縫うこと」の必要なしにより広い領域を撮像できることで、診断能力の向上が可能になる。広角撮像は、網膜内のフルオロフォアを撮像する能力に加えて、カメラシステムを使用して眼底異常を「マッピング」することを可能にする。中心性漿液性網脈絡膜症などの網膜剥離を引き起こす疾患では、剥離領域の位置特異的な分布を本発明の実施形態を用いて正確にマッピングすることができる。網膜色素上皮の萎縮の領域または他の異常の領域も同様に、組織分布的にマッピングすることができる。本発明の実施形態で使用される波長は黄斑色素による影響を受けないので、変化の正確な撮像、特に地理的萎縮の正確な撮像を中心の黄斑について実施することができる。

フラッシュを使用して画像を瞬時に記録するのは、患者にとって楽である。市販の走査型検眼鏡システムでは、１枚の画像をシステムが取得するのに、不快な明るい光を患者が何秒も我慢しなければならない。

眼を撮影するには単色光（通常は緑）が使用される。これは通常、緑色のガラス片をフィルタとして使用することによって実現される。使用される緑色光は血液に吸収され、網膜を撮像するときにコントラストを改善することができる。このシステムに使用される新規の励起フィルタは、色が緑であり、これを使用して緑色フィルタを置き換えることができる。バリア・フィルタは色が濃赤色である。濃赤色波長で眼底を撮像することが、網膜下の構造を撮像する能力をもたらす。単色写真撮影を実施するには励起フィルタが使用され、濃赤色ではバリア・フィルタが使用され、自己蛍光写真撮影では両方が使用される。

眼底カメラは、限定された数のフィルタ・スロットを有するため、眼底カメラの多くのモデルで、このシステムの実施が容易になる。以前に公開されたフィルタ構成では、他に用途がない励起フィルタがあった。眼底カメラには励起フィルタ用に空いたスロットがないことが多く、これは、眼底カメラに自己蛍光を付加するのに、その所有者が、フルオレセイン血管造影またはインドシアニングリーン血管造影など、どれか他の機能を断念しなければならないことを意味した。自己蛍光撮像はまた、黄斑色素の量を推定するのに使用することもできる。自己蛍光写真が上記のフィルタ・セットを用いて撮影される。追加の写真が、約４５０〜４９０ｎｍの帯域通過を有する青色フィルタを用いて撮影される。通常の自己蛍光写真が、青色フィルタを通して撮影された自己蛍光写真で除算される。こうすると、グレースケール値がリポフスチンの存在量に比例する画像が得られる。次に、結果として得られた画像の図形表示が、その開示を参照により本明細書に組み込む、本発明者の「Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｃｕｌａｒ Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｕｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ」という名称の米国特許出願第６０／９１３，８８５号に記載のものと類似の処理で行われる。

図６は、本新規システムを用いて撮影された自己蛍光写真の一例である。シュタルガルト病は、ＡＢＣＡ４遺伝子における変異によって引き起こされ、加齢と共に視力低下をもたらす。自己蛍光写真撮影で、増大した背景自己蛍光と、この疾患で通常見られる黄色の斑点の過度の自己蛍光とが示される。時間とともに斑状の萎縮が眼底に生じ、地理的萎縮が中心の黄斑内に発生する。地理的萎縮は重大な視力低下を招きうる。細胞死の領域は、通常の検眼鏡検査またはカラー写真撮影では識別するのは非常に困難であるが、リポフスチンを含む細胞の欠如のために黒くなっている。

眼底カメラを用いた自己蛍光撮像では、従来技術と比べて他にもいくつかの改善がある。エキサイタ・フィルタの指定波長は色が緑になるので、この励起フィルタを、単色眼底写真撮影に使用される一般使用の緑色フィルタ用に通常確保してあるフィルタ・スロット内で使用することができる。バリア・フィルタの透過帯域は、リポフスチンのピーク発光により近い区域に配置される。使用されるフィルタは、通過帯域内での高い透過レベルと、選択された領域の外側の波長での高い除去レベルとを有する。これらの要因のために、他の画像輝度はおおよそ、以前に公開されたフィルタ・セット（Ｓｐａｉｄｅ ＲＦ，Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ ２００３）よりも高い程度になる。輝度がより高いために、必要な励起光が少なくなり、カメラに低い利得を用いることができ、非冷却式ＣＣＤを使用することができ、広角撮像を利用することができる。市販の走査型レーザ検眼鏡システムでは、リポフスチンの光化学反応を引き起こすことが知られている５３０ｎｍよりも短い励起波長が使用されるため、本発明の実施形態で使用される励起光の安全プロファイルは、市販の走査型レーザ検眼鏡システムに使用される励起光と比較して向上している。指定された励起フィルタはフルオレセインを刺激しないため、フルオレセイン血管造影の前も後も必要に応じて自己蛍光写真を撮影することがある、眼科医診察室での作業の流れに大きな融通性を与える。励起用に使用される波長は黄斑色素では吸収されないため、中心の黄斑を評価する方法が得られる。

現在好ましい実施形態を詳細に説明したが、本発明の原理が、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、他のデバイスおよび方法によっても実現されることは当業者には明らかであろう。

Claims (28)

1. 眼内状態を診断する眼科の方法であって、
   励起光を放射し、
   励起カットオン波長、励起カットオフ波長、および約５３５から５８５ｎｍの励起帯域通過範囲をもつ励起フィルタを通して励起光をフィルタし（ただし、励起帯域通過範囲は、眼内に存在するフルオロフォアを励起し、フルオレセインの吸収範囲を回避し、インドシアニングリーンの吸収範囲を回避し、黄斑色素の吸収範囲を回避し、そして水晶体の蛍光を制限する）
   フィルタされた励起光を眼の方に向け、
   眼底の視野の範囲内のフルオロフォアから放射する蛍光を回収し、
   回収された蛍光を、バリアカットオン波長、バリアカットオフ波長、およびバリア領域通過範囲をもつバリアフィルタを通してフィルタし、
   フィルタされた蛍光に少なくとも一部基づく画像を作成する方法。
2. 前記視野が少なくとも３０°である、請求項１に記載の方法。
3. 前記視野が少なくとも５０°である、請求項１に記載の方法。
4. 前記励起が、リポフスチンに関わる有害な光化学反応、すなわち、網膜色素上皮の、リソソームタンパク質の分解、光反応性、様々な活性酸素種の産生、およびアポトーシスのいずれかを含む反応、を励起しない波長の光を使用して実施される、請求項１に記載の方法。
5. 網膜のフルオロフォアの蓄積を検出する方法の使用を含む請求項１の方法、ただし、そのフルオロフォアの蓄積により、網膜色素上皮による外節を貪食する能力を制限する疾患過程が示される。
6. 組織分布的に網膜異常の場所を突き止めること、および網膜異常の大きさを定量化することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記網膜色素上皮の異常の場所を組織分布的に突き止めること、およびその異常の大きさを定量化することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記画像を眼底カメラで取り込むことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記眼底カメラがＣＣＤを備える、請求項８に記載の方法。
10. 前記ＣＣＤが非冷却式である、請求項９に記載の方法。
11. 前記方法を用いて、黄斑色素による影響を受けずに中心の黄斑を撮像することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記方法を用いて、中心の黄斑内の地図状萎縮の量を評価することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
13. 請求項１に記載の方法であって、バリアカットオン波長が、
    励起カットオフ波長より長く
    励起フィルタとバリアフィルタの間のクロストークを防ぐのに十分な量だけ励起カットオフ波長から波長に関して離され、
    水晶体のピーク蛍光発光範囲より長い、
    方法。
14. 励起フィルタおよびバリアフィルタが干渉フィルタである、請求項１３に記載の方法。
15. バリア帯域通過範囲が約６０５から７１５ｎｍである、請求項１４に記載の方法。
16. 励起フィルタおよびバリアフィルタが少なくとも１０^−７の除去を有する、請求項１５に記載の方法。
17. 眼の単色画像を撮影する方法であって、
    励起光を放射し、
    励起光を、約５３５から５８５ｎｍの帯域通過範囲を有する帯域通過フィルタを通してフィルタし、
    約５３５から５８５ｎｍの励起光を眼の方に向け眼から光を放射させ、
    眼底カメラで眼の画像を取得する方法。
18. 眼の網膜下構造の画像を撮影する方法であって、
    励起光を放射し、
    約５３５から５８５ｎｍの波長範囲の励起光を眼の方に向け、
    眼から放射される光を約６０５から７１５ｎｍの帯域通過範囲を有する帯域通過フィルタを通してフィルタし、
    眼底カメラで眼の画像を取得する方法。
19. フルオロフォアがリポフスチンである請求項１の方法。
20. 眼の自己蛍光像を撮像するための装置であって、以下を有する装置：
    眼底カメラ、
    励起カットオン波長、励起カットオフ波長、および約５３５から５８５ｎｍの励起帯域通過範囲をもつ励起フィルタ励起フィルタ（ただし、励起帯域通過範囲は、眼に存在するフルオロフォアの蛍光を励起し、フルオレセインの吸収範囲を回避し、インドシアニングリーンの吸収範囲を回避し、黄斑色素の吸収範囲を回避し、そして水晶体の蛍光を制限する）、及び
    バリアカットオン波長、バリアカットオフ波長、およびバリア領域通過範囲をもつバリアフィルタ（ただしバリアカットオン波長は、励起カットオフ波長より長く、励起フィルタとバリアフィルタの間のクロストークを防ぐのに十分な量だけ励起カットオフ波長から波長に関して離され、水晶体のピーク蛍光発光範囲より長い）。
21. フルオロフォアがリポフスチンである、請求項２０の装置。
22. 励起フィルタおよびバリアフィルタが少なくとも１０^−７の除去を有する、請求項２１の装置。
23. 前記励起フィルタおよびバリアフィルタが干渉フィルタである、請求項２０に記載の装置。
24. バリアフィルタが約６０５から７１５ｎｍの帯域通過範囲を有する、請求項２０に記載の装置。
25. 眼底カメラがＣＣＤを備える、請求項２０に記載の装置。
26. ＣＣＤが非冷却式である、請求項２５に記載の装置。
27. 励起フィルタが、眼底カメラの緑色フィルタを含む、請求項２０に記載の装置。
28. 眼の黄斑色素の量を推定する方法であって、
    励起光を放射し、
    励起光を、励起帯域通過範囲が約５３５から５８５ｎｍである第一の励起フィルタを通してフィルタし、
    第一の励起フィルタを通してフィルタされた励起光を眼の方に向け、
    眼底の視野の範囲内のフルオロフォアから放射する第一の蛍光を回収し、
    回収された第一の蛍光を、バリア帯域通過範囲が約６０５から７１５ｎｍであるバリアフィルタを通してフィルタし、
    バリアフィルタを通してフィルタされた第一の蛍光に少なくとも一部基づく第一の画像を作成し、
    励起光を、励起帯域通過範囲が約４５０から４９０ｎｍである第二の励起フィルタを通してフィルタし、
    第二の励起フィルタを通してフィルタされた励起光を眼の方に向け、
    眼底の視野の範囲内のフルオロフォアから放射する第二の蛍光を回収し、
    回収された第二の蛍光をバリアフィルタを通してフィルタし、
    バリアフィルタを通してフィルタされた第二の蛍光に少なくとも一部基づく第二の画像を作成し、
    第一の画像を第二の画像で除してグレースケールの画像を作成し、さらにグレースケールの画像に少なくとも一部基づいて黄斑色素の量を推定する方法。