JP5285994B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本発明は、眼科装置、更に詳細には眼底検査、隅角検査などの眼科検査機能を有する眼科装置に関する。

従来から眼科装置によって眼底検査を行うことで緑内障の診断を行ったり、被検眼の角膜と虹彩の部位のなす角度（隅角）を検査することで原発閉塞隅角緑内障の診断を行ったりすることが実施されている。原発閉塞隅角緑内障とは、虹彩周辺部によって隅角が閉塞され、前房隅角から房水流出が障害された結果、眼圧上昇を来たす疾患である。

隅角検査のために、例えば特許文献１に記載の眼科用検査装置がある。この装置は、被検眼の前眼部に向け、被検眼の視軸に対し投射角度が固定された左又は右の斜め方向から可視スリット光を走査して隅角を演算している。

また、特許文献２には、隅角を測定するために、赤外光で前眼部を観察し可視スリット光を照射して可視撮影する前眼部断面撮影装置が開示されている。特許文献３には、赤外光のスリットを照射して観察でき、散瞳剤などで瞳孔を強制的に開くことなく無散瞳で眼底を撮影できる手持ち式の眼底カメラが開示されている。特許文献４には、水平方向のスリット光を被検眼下部から照射するスリット投影装置が開示されている。
特許３８７８１６４号公報 特開平１−２８５２４１号公報 特開２００３−４７５９５号公報 特開昭６２−３４５２９号公報

隅角検査を行う場合、スリット光が被検眼前眼部に照射されるが、特許文献１で記載された方法では、スリット光を被検眼の左右に振り分けて被検眼に照射しているのでスリット光照射機構が複雑になるという問題がある。

また、原発閉塞隅角緑内障も早期発見が大切であり、眼底検査による緑内障の診断時に隅角検査も行えることが望ましい。しかしながら、上記の特許文献１〜４では、眼底検査及び隅角検査の何れか一方の検査を実施することはできるが、双方の検査を実施することはできない。このため、眼底検査の一つである眼底撮影の一連の作業中に隅角検査を実施することができないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、簡単な構成でスリット光を被検眼に照射して眼科検査を行うことができる眼科装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明による眼科装置は、
長手方向が被検眼に対して略水平方向となった赤外のスリット光を、被検眼の下方から所定の仰角で被検眼前眼部に照射し、前眼部の角膜と虹彩にそれぞれスリット像を形成するためのスリット光照明機構と、
スリット光で照射された被検眼前眼部を静止画として撮影する撮影機構と、
前記撮像された画像から前眼部の角膜からの反射スリット像と虹彩からの反射スリット像を抽出して両スリット像のなす角度を算出する画像処理部と、
を有することを特徴とする。

また、本発明による眼科装置は、
前眼部撮像と眼底撮像を切り換えることが可能な眼科装置であって、
長手方向が被検眼に対して略水平方向となった赤外のスリット光を、被検眼の下方から所定の仰角で被検眼前眼部に照射するためのスリット光照明機構と、
被検眼の前眼部を撮像する第１撮像手段と、
被検眼の眼底を撮像する第２撮像手段と、を備え、
前記第１撮像手段は動画撮像機能と静止画撮像機能を有し、
前眼部が前記スリット光照明機構による前眼部スリット像とともに動画撮像されている間に前眼部撮像から眼底撮像に切り換えられたとき、該前眼部が前眼部スリット像とともに静止画撮像されることを特徴とする。

本発明によれば、長手方向が被検眼に対して略水平方向となった赤外のスリット光を、被検眼の下方から所定の仰角で被検眼前眼部に照射するようにしているので、開瞼が悪い患者でも簡単な構成でスリット光を被検眼に照射することが可能となり、隅角検査を効率的に行うことができる。

また、本発明によれば、前眼部を前眼部スリット像とともに動画撮像し、前眼部撮像から眼底撮像に切り換えられたときには、前眼部を前眼部スリット像とともに静止画撮像するようにしているので、隅角検査を、通常行われる眼底検査の一連の動作中に行うことができ、効率的な眼科検査を行うことが可能になる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る眼科装置の構成を示す光学図である。図１に示す眼科装置１０は、被検眼１の眼底１ａを照明する照明光学系と、照明された眼底を撮影する撮影光学系が設けられている。

照明光学系では、複数の赤外ＬＥＤからなる赤外光光源１１から発せられた光がストロボ１４を通過して拡散板１５に入射されて拡散され、被検眼１の前眼部１ｂと共役な位置に配置されたリングスリット１６を照明する。このリングスリット１６からの照明光は、レンズ１７、対物レンズ２２の反射を除去するための黒点板１８、ハーフミラー１９、リレーレンズ２０を通過し、中心に穴の開いた穴あき全反射ミラー２１で反射されてから対物レンズ２２を経て、被検眼１の前眼部１ｂより眼底１ａに入射し、眼底１ａを赤外光で照明する。

眼底１ａからの反射光は、対物レンズ２２を介して受光され、穴あき全反射ミラー２１の穴を通過して撮影絞り３１、フォーカスレンズ３２、結像レンズ３３を通過して、ハーフミラー３４で反射され、眼底１ａと共役な位置に配置された視野絞り３５を介して赤外透過可視反射ミラー３６に入射する。赤外透過可視反射ミラー３６を透過した赤外光は、ミラー３８で反射され、結像レンズ３７を通過して赤外光に感度を有する赤外ＣＣＤなどで構成された眼底と共役な位置にある撮像装置（第１撮像手段）４０に入射される。

撮像装置４０で撮像された画像は切換器６３に導かれ、切換器６３のスイッチ６３ａが図示した位置にあると、モニタ４１に導かれ、そこに表示される。また、スイッチ６３ａが点線で示した位置に切り換えられると、撮像装置４０で撮影された画像は、後述する画像処理部６２の画像メモリ（記録手段）６２ｂに入力される。

また、ミラー３６で反射された可視光は、少なくとも２種類の変倍レンズ４７ａ、４７ｂのいずれかを介して、可視光に感度を有する可視ＣＣＤなどで構成された眼底と共役な位置にある撮像装置（第２撮像手段）５３で受光される。

撮像装置４０は動画を撮像する動画撮像機能を有し、また後述するように制御部６０からの静止画取込信号により、例えば、１フレーム分を静止画とし、それを画像処理部６２の画像メモリ６２ｂに記録させる静止画撮像機能も有する。

眼科装置１０には、更に、被検眼１の前眼部１ｂに赤外のスリット光を照射するためのスリット光照明機構が設けられる。スリット光照明機構は、赤外ＬＥＤなどの赤外光光源７１、レンズ７２、シャフト７６を中心に回転可能な円盤７４、７５からなるスリット形成機構７３、レンズ７７、７８から構成される。

スリット形成機構７３の円盤７４には、図２に示したように、径の異なる複数の円孔７４ａ〜７４ｄが形成され、各円孔の中心はシャフト７６から等距離にあり、円盤７４をシャフト７６を中心に回転させることによりいずれかの円孔を、スリット光照明機構の光軸２と一致させる位置に移動させることができる。また、スリット形成機構７３の円盤７５には、スリット幅が異なり、長手方向の長さが同じの複数のスリット７５ａ〜７５ｃと、スルーとなった孔７５ｄが形成されており、円盤７５をシャフト７６を中心に回転させることによりスリット７５ａ〜７５ｃのいずれかあるいは円孔７５ｄを、その中心がスリット光照明機構の光軸２と一致させる位置に移動させることができる。各スリット７５ａ〜７５ｃは、その中心が、光軸２と一致する位置に移動したとき、その長手方向が光軸２に対して垂直で被検眼に対して水平方向ないし略水平方向となるように形成される。

例えば、図２に示したように、円盤７５を回転させることによりスリット７５ａの中心が光軸２の位置に移動すると、所定幅のスリットが形成され、続いて円盤７４を回転させることにより該スリットの長さを変えることができるので、円盤７４、７５を回転させることにより所定幅と所定長さのスリットを形成することができる。

このスリット形成機構７３は、その光軸２が照明光学系の光軸３と所定の角度θ、例えば４５度の角度となるように被検眼１の下方に配置される。それにより、長手方向が被検眼１に対して略水平方向となった赤外のスリット光を、被検眼の下方から所定の仰角θで被検眼前眼部に照射することができる。

また、照明光学系には、フォーカスドット光源３０が設けられ、この光源３０からの光束がハーフミラー１９を介して眼底１ａに入射され、フォーカスレンズ３２の移動に応じてフォーカスドット位置が変化するので、検者はフォーカスドットを観察することにより被検眼にピントを合わせることができる。

被検眼の視線を光軸に合わせるアライメントの初期段階では、前眼部レンズ４２が撮影光路に挿入され、それに同期して赤外ＬＥＤから構成される赤外光光源８０が点灯して前眼部１ｂが赤外光で照明される。前眼部１ｂの像は撮像装置４０で撮像され、検者は前眼部１ｂの画像をモニタ４１で観察することができる。

また、アライメントや合焦操作のときは、内部固視灯４３が点灯され、検者は被検者にこの固視灯を注視させることによりアライメントや合焦操作を確実にする。

画像処理部６２は、ＣＰＵ６２ａ、画像メモリ６２ｂ、ＲＡＭ６２ｃ、ＲＯＭ６２ｄなどで構成される。ＣＰＵ６２ａは、画像メモリ６２ｂに格納されている画像を処理し、種々のデータを演算する。ＲＡＭ６２ｃは画像処理、演算時の作業用メモリとして、ＲＯＭ６２ｄは画像処理プログラム、固定データなどの格納に用いられる。画像メモリ６２ｂに記録されている画像並びに種々のデータはモニタ６４に表示させることができる。

ＣＰＵから構成される制御部６０は、操作パネル６１の操作キーからの信号に応じて赤外光光源１１、７１、フォーカスドット光源３０、固視灯４３の点灯を制御し、また、シャッタスイッチ４６が操作されると、静止画取込信号を撮像装置５３と画像処理部６２に送出し、ストロボ１４を発光させる。また、操作パネル６１に設けられた前眼部撮像と眼底撮像を切り換える切換キー６１ａが操作されると、制御部６０は切換器６３のスイッチ６３ａを、図１において点線で示した位置に所定時間切り換え、静止画取込信号を撮像装置４０と画像処理部６２に送出する。そのほか、制御部６０は前眼部レンズ４２、変倍レンズ４７ａ、４７ｂの光路への挿脱、スリット形成機構７３の円盤７４、７５の回転制御を行い、また画像処理部６２と種々のデータを交換する。図１において、制御部６０から出力される矢印の括弧内の符号は、その符号が示す部材ないし素子に制御部６０から上述した信号が送出されることを示している。

操作パネル６１の切換キー６１ａ、切換器６３等は前眼部撮像と眼底撮像を切り換える切換手段を構成している。

なお、図１において、記号Ｒは被検眼１の眼底１ａと共役な位置を、Ｐは前眼部（特に瞳）１ｂと共役な位置を示す。

このように構成された眼科装置において、眼底検査並びに隅角検査を行う動作の流れを以下に説明する。

赤外光光源１１が点灯されて被検眼眼底１ａが赤外光で照明される。初期段階では、前眼部の像によりアライメントが行われるので、前眼部レンズ４２が光路に挿入され、それに同期して赤外光光源８０が点灯して前眼部１ｂが赤外光で照明される。赤外光で照明された前眼部１ｂは撮像装置４０により動画撮像され、前眼部１ｂの像は切換器６３を介してモニタ４１に表示されるので、検者は被検眼１の前眼部１ｂの画像をモニタ４１で観察して、アライメントを行い、また前眼部１ｂに焦点を合わせることができる。

アライメントと合焦操作が終了したら、赤外光光源７１を点灯し、スリット形成機構７３の円盤７４、７５を回転させることより所定幅と所定長さのスリットを形成する。このスリットを通過した赤外のスリット光は、長手方向が被検眼１に対して略水平方向となっており、被検眼の下方から所定の仰角θで被検眼前眼部に照射される。この状態が図３に図示されている。

この被検眼前眼部１ｂに照射された赤外のスリット光は、光軸２に沿って進み、図３に示すように前眼部１ｂの角膜１０１でスリット像を形成し、虹彩１０２でスリット像を形成し、これらスリット像が角膜反射スリット像１０３、虹彩反射スリット像１０４として撮像装置４０により動画像として撮影され、モニタ４１に表示される。図４は、モニタ４１における被検眼の前眼部１ｂの像１ｂ’、並びに角膜反射スリット像１０３、虹彩反射スリット像１０４を示す。

このように、前眼部１ｂがスリット像１０３、１０４とともに動画撮像されている間に、操作パネル６１の切換キー６１ａが操作されると、制御部６０は切換器６３のスイッチ６３ａを、図１において点線で示した位置に所定時間切り換え、静止画取込信号を撮像装置４０と画像処理部６２に送出する。これにより、撮像装置４０で撮像された被検眼前眼部１ｂの像１ｂ’は角膜反射スリット像１０３、虹彩反射スリット像１０４とともに静止画として画像処理部６２に取り込まれ、その画像が画像メモリ６２に記録される。

制御部６０は、この静止画の記録に必要な所定時間が経過後、切換器６３のスイッチ６３ａを図１に示した位置に戻し、それと同期して前眼部レンズ４２を光路から離脱させ、赤外光光源８０を消灯する。これにより、赤外光光源１１で照明された眼底が撮像装置４０で動画像として撮像されるので、モニタ４１には被検眼眼底１ａの動画像が表示される。

検者はモニタ４１上に眼底像が表示されるので、その像を観察してアライメントを行うことができ、また、フォーカスドット光源３０を点灯して被検眼眼底にピントを合わせることができる。このとき、被検者に固視灯４３を注視させることによりアライメントや合焦操作を確実にすることができる。

アライメントと合焦操作が完了すると、シャッタスイッチ４６が操作され、この操作に応じて制御部６０から出力される静止画取込信号が撮像装置５３と画像処理部６２に入力され、この入力に応じて撮像装置５３が起動されて眼底１ａの静止画の取り込み動作に入るとともに、静止画取込信号に同期して撮像装置５３からストロボ１４に発光を指示する信号が画像処理部６２のＣＰＵ６２ａ、制御部６０を介して伝えられるので、ストロボ１４が発光する。ストロボ１４の発光により照明された眼底像は、撮像装置５３により静止画として撮像される。

この撮像装置５３で撮像された眼底の静止画は画像処理部６２の画像メモリ６２ｂに記録される。画像メモリ６２ｂには、被検眼前眼部１ｂの像がスリット像とともに保存されているので、眼底画像は前眼部の画像を格納した領域とは別のメモリ領域に記録する。

なお、画像メモリ６２ｂに保存された画像は、モニタ６４に表示したり、外部記憶装置（不図示）に格納したり、あるいはプリンタ（不図示）に出力させることができる。

本発明の眼科装置では、上述したように、スリット光を被検眼前眼部に投影したことにより形成される角膜反射スリット像、虹彩反射スリット像が被検眼前眼部の像とともに静止画として撮像されるので、各スリット像のなす角度、つまり隅角を求めることができる。以下に、この隅角を求める方法を説明する。

画像メモリ６２ｂに格納されている角膜反射スリット像１０３と虹彩反射スリット像１０４を前眼部の画像とともに読み出しモニタ６４に表示すると、図４に示したような画像が表示されるので、マウス（不図示）で、角膜反射スリット像１０３と虹彩反射スリット像１０４を、直線１０３ａ、１０４ａとして指定する。この直線１０３ａ、１０４ａを画像処理部６２のＣＰＵ６２ａに取り込み各直線のなす角度αを演算してそれを隅角とする。

図５に示す方法は、画像メモリ６２ｂに格納されている画像から角膜反射スリット像１０３と虹彩反射スリット像１０４を抽出して隅角を求めるものである。角膜反射スリット像１０３と虹彩反射スリット像１０４は輝度が高く一定の値を有し、周囲の前眼部像とは輝度が異なるので、画像メモリ６２ｂに格納されている画像を画素ごとに読み出して、各画素の輝度値を所定のしきい値と比較する。そして、該しきい値を超えている画素を抽出してスリット像を切り出す。このとき、角膜反射スリット像１０３と虹彩反射スリット像１０４の交わる部分で抽出された画素Ｐ１（ｘ２、ｙ２）と、画素Ｐ１より左方で所定画素数離れた画素で、虹彩反射スリット像１０４であるとして抽出された画素Ｐ２（ｘ１、ｙ２）並びに画素Ｐ２の下方にある画素で、角膜反射スリット像１０３であるとして抽出された画素Ｐ３（ｘ１、ｙ１）を選択し、画素Ｐ１とＰ２を結ぶ線１０４ｂと、画素Ｐ１とＰ３を結ぶ線１０３ｂのなす角度αを演算してそれを隅角とする。

上述した方法では、前眼部の像をスリット像と誤認識する可能性があるので、前眼部像を撮像装置４０で撮像するとき、２枚連写して１枚目の撮影のときは、上述したようにスリット像１０３、１０４とともに、前眼部像を撮像し、それを画像メモリ６２ｂに格納する。続いて赤外光光源７１を消灯して前眼部像だけを撮像し、それを画像メモリ６２ｂの別領域に格納する。１２枚目と２枚目の画像を引き算すると、図５に示したようなスリット像１０３、１０４を信頼性よく抽出することができ、精度の高い隅角を演算することができる。

以上説明したように、本発明では、隅角検査（測定）を、通常行われる眼底検査の一連の動作の過程で行うことができるので、言い換えれば、無散瞳眼底撮影の一連の作業中に隅角検査（又は隅角観察、測定）を行うことができるので、被検眼の検査効率を向上させることができる。

また、本発明では、長手方向が被検眼に対して略水平方向となった赤外のスリット光を、被検眼の下方から所定の仰角で被検眼前眼部に照射するようにしているので、開瞼が悪い患者でも簡単な構成でスリット光を被検眼に照射することが可能となり、隅角検査を効率的に行うことができる。

本発明の実施形態に係る眼科装置の構成を示す光学図である。 上記の眼科装置のスリット形成機構の構成を機能的に示した構成図である。 スリット光を前眼部に投影する状態を示した被検眼の断面図である。 前眼部へスリット光を照射して得られる前眼部の像を示す説明図である。 角膜反射スリット像と虹彩反射スリット像から隅角を求める方法を示した説明図である。

符号の説明

１ 被検眼
１ａ 眼底
１ｂ 前眼部
１１，７１，８０ 赤外光光源
１４ ストロボ
２１ 穴あき全反射ミラー
２２ 対物レンズ
３１ 撮影絞り
３２ フォーカスレンズ
３３ 結像レンズ
４０，５３ 撮像装置
４２ 前眼部レンズ
４６ シャッタスイッチ
６０ 制御部
６１ 操作パネル
６２ 画像処理部
６３ 切換器
１０３ 角膜反射スリット像
１０４ 虹彩反射スリット像

Claims (6)

1. 長手方向が被検眼に対して略水平方向となった赤外のスリット光を、被検眼の下方から所定の仰角で被検眼前眼部に照射し、前眼部の角膜と虹彩にそれぞれスリット像を形成するためのスリット光照明機構と、
   スリット光で照射された被検眼前眼部を静止画として撮影する撮影機構と、
   前記撮像された画像から前眼部の角膜からの反射スリット像と虹彩からの反射スリット像を抽出して両スリット像のなす角度を算出する画像処理部と、
   を有することを特徴とする眼科装置。
2. 前記静止画として撮影された被検眼前眼部を記録する記録手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の眼科装置。
3. 前眼部撮像と眼底撮像を切り換えることが可能な眼科装置であって、
   長手方向が被検眼に対して略水平方向となった赤外のスリット光を、被検眼の下方から所定の仰角で被検眼前眼部に照射するためのスリット光照明機構と、
   被検眼の前眼部を撮像する第１撮像手段と、
   被検眼の眼底を撮像する第２撮像手段と、を備え、
   前記第１撮像手段は動画撮像機能と静止画撮像機能を有し、
   前眼部が前記スリット光照明機構による前眼部スリット像とともに動画撮像されている間に前眼部撮像から眼底撮像に切り換えられたとき、該前眼部が前眼部スリット像とともに静止画撮像されることを特徴とする眼科装置。
4. 前記第１撮像手段は、前眼部が静止画撮像された後は、被検眼の眼底を動画撮像することを特徴とする請求項３に記載の眼科装置。
5. 静止画として撮像された画像を記録する記録手段が設けられることを特徴とする請求項３又は４に記載の眼科装置。
6. 前記静止画として撮像された画像から前眼部の角膜反射スリット像と虹彩反射スリット像を抽出して両スリット像のなす角度を算出する画像処理部が設けられることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の眼科装置。