JP5487498B2 - 角膜又は結膜における点状染色状態の評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体染色後の角膜又は結膜における点状染色状態を評価する新規な方法に関する。

人間は外界からの情報の８０％以上を眼から得られるといわれており、良好な視機能を保つためには眼球の一番前にある角膜の透明性を維持することが重要である。角膜の中でも、最表層に位置する角膜上皮は常に外界の刺激や侵襲にさらされているため、種々の傷害を受ける機会が多い。角膜上皮障害はその病態の所見に基づき、点状表層角膜症（ＳＰＫ）、角膜びらん、遷延性角膜上皮欠損（ＰＥＤ）の３つに分類されている（非特許文献１）。

これら角膜上皮障害が起きると、角膜の透明性が損なわれ、最悪の場合失明に陥ることもある。この点から、角膜上皮障害に対しては角膜上皮損傷部位の修復を早急に行うことが患者のＱＯＶ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｖｉｓｉｏｎ）を高める上から必要である。
角膜びらん、遷延性角膜上皮欠損（ＰＥＤ）では客観的に面積（連続量）で評価を行なう方法がある。しかし、点状表層角膜症（ＳＰＫ）では評価者（医師）の主観による数段階のカテゴリーでの評価が行なわれているため、評価者間でのバラツキが大きく、かつ点状表層角膜症（ＳＰＫ）の小さな変化を検出できない欠点がある。そのため点状表層角膜症（ＳＰＫ）における傷の評価をより細かく、簡便かつ確実に行う方法が求められている。

生体染色後の角膜や結膜の点状染色状態（障害状態）を評価する方法としてさまざまな方法が知られている。たとえば、フルオレセイン染色後の角膜の点状染色部について、特定された範囲（ａｒｅａ）とその密度（ｄｅｎｓｉｔｙ）のスコアをそれぞれ０−３の４段階に分けて評価する方法（非特許文献２）、角膜を上下と中心部の３箇所に分け、各部位で点状染色を均一化したときのスコアを各０−３点の９点満点で評価する方法（非特許文献３）、耳側球結膜、角膜、鼻側球結膜における染色の程度を各３点満点で評価し、これを合算して９点満点で評価する方法（非特許文献４）、角膜を５つの部位に、結膜を４つの部位に分け、各部位の染色を０−４の５段階で評価する方法（非特許文献５）、耳側球結膜、角膜、鼻側球結膜の３箇所についてパネルを参照しつつ０−５で評価し、合計０−１５の点数で評価する方法（非特許文献６）、角膜を５つのエリアに分け、それぞれを０−３で評価する方法（非特許文献７）、角膜を５分割にし、形状、深度、面積を０−４の５段階で個々に評価する方法（非特許文献８）が知られている。

しかしながら、これらの方法では、評価者が特定した範囲、もしくはあらかじめ分割された範囲に様々な密度の点状染色（障害）が存在する場合でも、評価者の判断で一つのスコアに決まってしまうため、当該評価者の経験や勘に依存され易く、評価結果にバラツキが生じるという問題があった。さらにこれらの方法はカテゴリーでの評価であるため、細かな点状表層角膜症（ＳＰＫ）の変化が検出しにくいという欠点があり、新たな評価方法の開発が望まれていた。

他方、角膜びらん、遷延性角膜上皮欠損（ＰＥＤ）などの、フルオレセイン染色後にある程度の面積を伴い障害部位が染色される疾患では、前眼部写真を直接パソコンで読み取り評価する方法が検討されている。フォトスリットランプではフルオレセイン染色像を記録（前眼部写真を撮影）することは可能であるものの、背景輝度が不均一であることなどにより、直接写真をパソコンに取り込み、そのままプログラムを使用した定量的評価をすることはできない。もっとも、評価者の手作業で病変の範囲を特定することで検討することは可能である（非特許文献９）。

しかし、点状表層角膜症（ＳＰＫ）ではフルオレセイン染色後に、染色（障害）部位が点状に存在しているため、面積を特定することができないため、上述の方法を用いることはできない。また、点状表層角膜症（ＳＰＫ）のように小さな点状染色部を写真に写し取ろうとした際、球面である角膜を１枚の写真に収めることが困難である（ピントの問題）、細かな傷は写真に写らない場合がある（写真解像度の問題）、フルオレセイン染色後は障害部位以外も薄くムラを伴い染色されている（角膜表面の涙液環境等の問題）、重症な障害では染色後にフルオレセインが角膜上皮層を透過し、点状染色が観察されている障害部位の背景が光ることがある（蛍光色素の角膜上皮層透過の問題）、などの問題点が存在している。そのため、フルオレセイン染色後の点状表層角膜症（ＳＰＫ）を前眼部写真で評価したり、パソコン等を使用し定量的に評価することができないのが実状である。

臨眼 ４６：７３８−７４３，１９９２ 臨眼 ４８：１８３−１８８，１９９４ 眼科 ４３：１６７９−１６８９，２００１ あたらしい眼科 ２４：１８１−１８４，２００７ ＣＬＡＯ Ｊ． ２１：２２１−２３２，１９９５ Ｃｏｒｎｅａ ２２：６４０−６５０，２００３ Ｃｏｒｎｅａ １８：３４−４６，１９９９ Ｏｐｔｏｍ Ｖｉｓ Ｓｃｉ ７０：２３４−２４３，１９９３ 視覚の科学 ２０：１３５−１４０，２０００

本発明は、上記の如き従来の問題と実状に鑑みてなされたもので、生体染色後の角膜や結膜における点状染色状態（障害状態）を、評価者の経験や勘に左右されず、バラツキなく適切に評価し得る方法を提供することを課題としている。

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、写真と共に点状染色部の密度状態を複数段階で示す密度見本を利用して、点状染色部の密度分布イラストを作成すれば、これをパソコンに取り込むことにより、当該点状染色部の密度状態毎のピクセル数を計測し得るので、点状染色状態（障害状態）を適切に評価できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、角膜又は結膜を染色して写真を撮影することにより得られた写真と点状染色部の密度状態を複数段階で示す密度見本に基いて、当該密度見本の各密度状態と対応する写真中の各密度領域を、当該角膜又は結膜を表わすイラスト作成用円内に線で区分け表示して作成された点状染色部の密度分布イラストをコンピュータに取り込んで、イラスト中の点状染色部を示す各密度状態の領域毎のピクセル数と当該イラスト作成用円内の総ピクセル数を計測するステップと、
当該得られた点状染色部を示す各密度状態の領域毎の各ピクセル数に、各密度状態毎に付与した重み付け係数を乗じた後、和して重み付けした全点状染色部のピクセル数を算出するステップと、
当該得られた全点状染色部のピクセル数を、当該イラスト作成用円内の総ピクセル数で除して得られた数値を、当該角膜又は結膜全体に対する点状染色部の評価値とするステップを、
含むことを特徴とする角膜又は結膜における点状染色状態の評価方法により上記課題を解決したものである。

本発明によれば、点状表層角膜症に代表される生体染色後の角膜や結膜における点状染色状態（障害状態）を、評価者の経験や勘に依存することなく、客観的な数値としてバラツキなく適切に評価することができる。

点状染色部の密度状態を示す密度見本。 フルオレセイン染色した角膜の写真。 イラスト作成用の角膜を表わす円。 点状染色部の密度分布イラスト。 図４を修正した点状染色部の密度分布イラスト。 Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐで図５に示すイラストを取り込んだ後、なげなわツールでＤ１を囲い込んだ状態を示す図。 Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐで図５に示すイラストを取り込んだ後、なげなわツールでＤ２を囲い込んだ状態を示す図。 Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐで図５に示すイラストを取り込んだ後、なげなわツールでＤ３を囲い込んだ状態を示す図。 Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐで図５に示すイラストを取り込んだ後、なげなわツールでイラスト作成用の角膜を表わす円全体を囲い込んだ状態を示す図。 Ｄ１を囲い込んだイラストのヒストグラム画像図。 Ｄ２を囲い込んだイラストのヒストグラム画像図。 Ｄ３を囲い込んだイラストのヒストグラム画像図。 角膜を表わす円全体を囲い込んだイラストのヒストグラム画像図。

以下本発明の実施の形態を、角膜における点状染色状態の評価例を挙げて説明する。

本発明では、まず角膜の写真撮影を行う。写真撮影に先立ち、患者の角膜を染色するが、このとき用いる染色剤は通常用いられているものであればいかなるものでも良い。たとえば、フルオレセイン、ローズベンガル、リサミングリーンなどが挙げられるが、特にフルオレセインが好ましい。

次いで、フォトスリットランプ等を用いて角膜の写真を撮影する。患者の生体染色後の角膜の点状染色状態（障害状態）を適切に評価するために、スリットランプで患者の角膜の観察と同時に角膜の画像を確認できるのであれば、使用するフォトスリットランプや、詳細な撮影条件はいかなるものでも良い。たとえば、フォトスリットランプとしては興和製「ＳＣ−１２００型」、ＴＯＰＣＯＮ製「ＳＬ−Ｄ７型」、ＨＡＡＧ−ＳＴＲＥＩＴ製「９００Ｐ−ＢＱ型」などが挙げられるが、これに限定されない。また、カメラとしては市販のデジタルカメラを用いることができ、使用するスリットランプに装着できるものであればいかなるものでもよい。さらにまた、フォトスリットランプで角膜の写真を撮影し、これをプリントアウトして患者の角膜の観察を同時に行ってもよいが、フォトスリットランプで角膜の写真を撮影し、患者の角膜の観察と同時に角膜のデジタル画像をパソコンモニタで確認する方法がより好ましい。また、観察、撮影に際しては、ブルーフリーフィルターシステムなど、点状染色部の観察を容易にするフィルターを適宜使用することができる。

次いで、撮影した角膜の写真と予め作成した点状染色部の密度見本に基いて、点状染色部の密度分布イラストを作成する。ここに用いる密度見本は、点状染色部の密度状態を複数段階で示すものであれば良く、例えば図１に示す如く、
Ｄ０：点状染色部が殆ど認められない状態
Ｄ１：点状染色部が散在している状態
Ｄ２：Ｄ１とＤ３の中間状態
Ｄ３：点状染色部が密集している状態
の４段階とするのが簡便である。

当該密度分布イラストの作成は、具体的には、写真と上記の如き密度見本を照合しながら、密度見本の各密度状態と対応する写真中の各密度領域を、図３に示す如き角膜を表わすイラスト作成用円内に線で区分け表示して行なわれる。本密度見本を照合するとき、判定の対象とするのは、点状染色部の平均的な密度を有する部分（図中の白点が平均的に分布する部分）とする。その際、スリットランプで患者の角膜を観察してイラストと比較し、作成したイラストが正しく記載されているかを確認するのが好ましい。ここで確認すべき具体的な内容としては、写真に写りこまなかった点状表層角膜症（ＳＰＫ）を肉眼で確認する、写真からは判別しにくかった点状表層角膜症（ＳＰＫ）を肉眼で確認する、その他、写真から確認した点状表層角膜症（ＳＰＫ）が実際と同じであることを確認する、ことなどが挙げられる。確認後、必要に応じてイラストを修正することが望ましい。
尚、イラスト作成用円内には適宜イラスト作成用補助線を予め表示しておくのが領域を画する上で望ましく、この場合、補助線としては、横平行線、縦平行線、同心円あるいはこれらの組み合せの何れであっても良く、また補助線は実線であっても良いが、破線や細線が好ましい。

次いで、作成されたイラストをパソコンに取り込んだ上で、イラスト中の点状染色部を示す各密度状態の領域毎にピクセル数と当該イラスト作成用円内の総ピクセル数を計測する。ここで使用するパソコンは、当該各ピクセル数を計算できるソフトウエアがインストールされているものであればいかなるものでも良い。斯かるソフトウエアとしては、市販のソフトウエアを使用することができ、例えば、Ａｄｏｂｅ社製の「Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ（登録商標）」が好ましいものとして挙げられる。

次いで、得られた点状染色部を示す各密度状態の領域毎の各ピクセル数に、各領域間の密度差の要素を付加すべく、各密度状態毎に付与した重み付け係数、例えば前記４段階の場合、それぞれＤ０＝０、Ｄ１＝１、Ｄ２＝２、Ｄ３＝３（非特許文献１に記載のＤ（密度）を参考）の重み付け係数を乗じた後、和して重み付けした全点状染色部のピクセル数を算出する。
次いで、得られた全点状染色部のピクセル数を、イラスト作成用円内の総ピクセル数で除して得られた数値を、当該角膜全体に対する点状染色部の評価値とする。

因に、当該評価値の算出を式で表わせば次式のとおりである。
評価値＝｛（Ｄ１のピクセル数×１）＋（Ｄ２のピクセル数×２）＋（Ｄ３のピクセル数×３）｝／イラスト作成用円内の総ピクセル数

この方法によれば、評価値は最小０〜最大３の範囲内で得られる。例えば、密度分布イラスト全体が前記Ｄ３の密度状態で作成された場合には、Ｄ１のピクセル数＝０、Ｄ２のピクセル数＝０、Ｄ３のピクセル数＝イラスト作成用円内の総ピクセル数であるので、評価値は次式により３となる。

｛（０×１）＋（０×２）＋（イラスト作成用円内の総ピクセル数×３）｝／イラスト作成用円内の総ピクセル数＝３

以上に説明した方法は生体染色後の角膜における点状染色状態を評価する方法であるが、同様にして結膜上皮の点状染色状態を評価することが可能である。

以下実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。

実施例１ 本発明方法による評価
角膜の障害を評価する眼球を常法にしたがってフルオレセイン染色し、ニコン社製の「デジタルカメラＤ１Ｘ」を装着したトプコン社製の「スリットランプＳＬ−Ｄ８Ｚ」を用い、コバルトフィルターを使用して、図２に示した角膜の写真（２０）を撮影した。
次いで、当該写真（２０）と図１に示した密度見本（１０）を照合しながら、当該密度見本（１０）のＤ１、Ｄ２、Ｄ３の各密度と対応する写真（２０）中の各密度領域を、図３に示した角膜を表わすイラスト作成用円（３０）内に線で区分け表示して、図４に示したＤ１、Ｄ３の領域を含む点状染色部の密度分布イラスト（４０）を作成した。尚、イラスト作成用円（３０）としては、当該円内を３分画する２本の平行破線（３１）が表示されているものを用いた。
次いで、フォトスリットランプで直接角膜を観察しながら、当該密度分布イラスト（４０）を修正し、新たなＤ２領域を追加した図５に示す修正密度分布イラスト（４１）を作成した。
次いで、この修正密度分布イラスト（４１）を、Ａｄｏｂｅ社製の「Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ（登録商標）」を使用してパソコンに取り込み、「なげなわツール」を選択して各領域の範囲を囲い込んだ。尚、図６にはＤ１を囲んだ図を、図７にはＤ２を囲んだ図を、図８にはＤ３を囲んだ図を、図９にはイラスト作成用円全体を囲んだ図を示した。
次いで、各領域について「ヒストグラム」を表示してピクセル数を算出した。それぞれのピクセル数は、Ｄ１＝３４，８６９、Ｄ２＝８，９２１、Ｄ３＝６，８２７、全体＝１０５，４０２であった。尚、図１０にはＤ１の、図１１にはＤ２の、図１２にはＤ３の、そして図１３には全体のヒストグラム画像図を示した。
次いで、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の重み付け係数をそれぞれ１、２、３と設定して、次式により評価値を算出した。
｛（３４，８６９×１）＋（８，９２１×２）＋（６，８２７×３）｝／１０５，４０２＝０．６９
その結果は０．６９であり、点状染色部の状態は中間評価値１．５より最低値０側にあると評価できる。

上記の方法による評価を多数（ｎ＝１４４）の角膜について行い、従来法との比較のために、０〜３の範囲で得られた評価値を６段階のカテゴリーに変換し（０〜３を０〜５に変換し）、２名の評価者（評価者Ａ及びＢ）により評価した。その結果は表１のとおりであった。尚、小数点以下は四捨五入した。
これによれば、２名の評価者による評価結果は完全一致５６．９％、１段階乖離以内の一致９９．３％、２段階乖離以内の一致１００．０％であった。

参考例１ 非特許文献１の方法による評価
非特許文献１に記載の評価法を用い、２名の評価者（評価者Ａ及びＢ）により多数（ｎ＝１９８）の角膜について評価した。その結果は表２のとおりであった。尚、小数点以下は四捨五入した。
これによれば、２名の評価者による評価結果は完全一致３３．８％、１段階乖離以内の一致７９．８％、２段階乖離以内の一致９６．５％であった。

以上の結果から、本発明による生体染色後の角膜における点状染色状態（障害状態）の評価方法は、従来法に比べて評価者によるバラツキがなく、適切な評価方法であることが確認された。本発明方法は、各密度領域の面積のみならず、当該各領域間の密度差の要素をも付加した多面的な評価要素を反映しているため、生体染色後の角膜における点状染色状態（障害状態）をバラツキのない客観的な数値として評価することが可能になった。また、直接観察を併用して密度分布イラストを作成すれば、生体染色後の角膜における点状染色状態（障害状態）の評価をより適切に、かつ小さな変化も評価することが可能である。

１０：密度見本
２０：写真
３０：イラスト作成用円
３１：イラスト作成用補助線
４０：密度分布イラスト
４１：修正密度分布イラスト

Claims (5)

1. 角膜又は結膜を染色して写真を撮影することにより得られた写真と点状染色部の密度状態を複数段階で示す密度見本に基いて、当該密度見本の各密度状態と対応する写真中の各密度領域を、当該角膜又は結膜を表わすイラスト作成用円内に線で区分け表示して作成された点状染色部の密度分布イラストをコンピュータに取り込んで、イラスト中の点状染色部を示す各密度状態の領域毎のピクセル数と当該イラスト作成用円内の総ピクセル数を計測するステップと、
   当該得られた点状染色部を示す各密度状態の領域毎の各ピクセル数に、各密度状態毎に付与した重み付け係数を乗じた後、和して重み付けした全点状染色部のピクセル数を算出するステップと、
   当該得られた全点状染色部のピクセル数を、当該イラスト作成用円内の総ピクセル数で除して得られた数値を、当該角膜又は結膜全体に対する点状染色部の評価値とするステップを、
   含むことを特徴とする角膜又は結膜における点状染色状態の評価方法。
2. 密度見本が、点状染色部の密度状態を、点状染色部が殆ど認められない状態から点状染色部が密集している状態まで４段階で示すものであることを特徴とする請求項１記載の点状染色部の評価方法。
3. イラスト作成用円内に、イラスト作成用補助線が表示されていることを特徴とする請求項１又は２記載の点状染色部の評価方法。
4. コンピュータに取り込まれた点状染色部の密度分布イラストが、写真と密度見本に基く作成後に、染色した当該角膜又は結膜をスリットランプで直接観察しながら更に修正されたものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の点状染色部の評価方法。
5. 重み付け係数が、４段階の密度状態に対応してそれぞれ０、１、２、３であることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項記載の点状染色部の評価方法。