JP5692716B2 - 眼底観察装置 - Google Patents

Description

本発明は、眼底観察装置に関する。

眼底観察装置は、人間の眼底を観察することのできる装置であって、人間の眼底を観察することで、網膜はく離等を発見することのできる有用な装置である。

眼底血管を撮影する公知のとしては、例えば、下記特許文献１に、キセノンフラッシュをもちいて紫外領域の光と赤外領域の光をカットして可視光域の光を取り出し、眼底を観察する技術が開示されている。

また、下記特許文献２には、レーザー光源を用いた単波長による眼底の観察方法が、下記特許文献３には、極めて狭い波長帯をもちいた光干渉断層撮影方法が開示されている。

特開２００８−２７８９１４号公報 特開２００８−２２８７８１号公報 特開２００９−１０３６８８号公報

しかしながら、上記特許文献１では、可視領域の光を利用するのみであって、眼底表面の情報のみを取得するに過ぎず、より詳細、正確に眼底観察を行うには情報が十分ではないといった課題がある。

また上記特許文献２、３に記載の技術は、レーザー光源を用いる装置であって、一般的な眼底カメラとは計測原理そのものが異なる。また、レーザー光源は限られた範囲（スポット）を見ることができるものであって、広い範囲で観察するためにはスキャニングを行う必要があり工程が複雑になるだけでなく、その情報の処理も複雑になるといった課題がある。

そこで本発明は、上記課題を鑑み、従来の装置から大きな変更を加えることなく、簡便により詳細な情報を取得することができる眼底観察装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を行ったところ、近赤外領域における光を用い、しかもこの光を偏光とすることで、眼底深さ方向の情報を得ることができることを発見し、本件発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の一観点に係る眼底観察装置は、可視領域の光を発する第一の光源と、近赤外領域の光を発する第二の光源と、第二の光源装置の光を偏光にする第一の偏光フィルター装置と、第一の光源装置からの光、及び、第二の光源装置からの光を撮影する撮影装置と、を有する。

また、本発明の他の一観点に係る眼底観察装置は、可視領域及び近赤外領域の光を発する光源と、光源の光から、可視領域の光又は近赤外領域の光を取り出す波長選択フィルターと、光を偏光にする第一の偏光フィルター装置と、光を撮影する撮影装置と、を有する。

以上、本発明により、従来の装置から大きな変更を加えることなく、簡便により詳細な情報を取得することができる眼底観察装置を提供することができる。

実施形態１に係る眼底観察装置の構成の概略を示す図である。 実施形態１に係る第一の偏光フィルター装置の概略を示す図である。 第一の偏光フィルター装置の他の例を示す図である。 実施形態１に係る第二の偏光フィルター装置の概略を示す図である。 第二の偏光フィルター装置の他の例を示す図である。 実施形態２に係る眼底観察装置の構成の概略を示す図である。 実施形態２に係る波長選択フィルターの概略を示す図である。 実施例に係る可視領域の光により眼底の血管を観察した眼底画像である。 実施例に係る近赤外領域の光により眼底の血管を観察した眼底画像である。 実施例に係る可視領域の光により眼底の視神経乳頭を観察した眼底画像である。 実施例に係る近赤外領域の光により眼底の視神経乳頭を観察した眼底画像である。 実施例に係る近赤外領域の光により眼底の視神経乳頭を観察した眼底画像である。 実施例に係る近赤外領域の光により眼底の視神経乳頭を観察した眼底画像である。 実施例に係る近赤外領域の光により眼底の視神経乳頭を観察した眼底画像である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態、実施例の例示にのみ狭く限定されるわけではない。

（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る眼底観察装置（以下「本装置」という。）１の構成の概略図である。本図で示すように、本装置１は、可視領域の光を発する第一の光源２と、近赤外領域の光を発する第二の光源３と、第二の光源装置の光を偏光にする第一の偏光フィルター装置４と、第一の光源装置２からの光、及び、第二の光源装置３からの光を撮影する撮影装置５と、この撮影装置５に特定の偏光成分を抽出して入射させる第二の偏光フィルター装置６と、を有する。

また本実施形態において、第一の光源２及び第二の光源３から放出された光は、第一のフィルター装置を透過し、観察対象者の眼底において反射を受けた後、第二のフィルター装置を透過し、撮影装置に入射される。この際、適宜ミラー、やハーフミラー等の一般的な光路変更手段を用いることができ、配置の調整が可能である。

本実施形態に係る第一の光源２は、上記のとおり可視領域の光を発することのできるものであって、この限りに限定されず様々のものを採用することができる。なおここで「可視領域の光」とは、光のうち、人間の目で見える波長のものをいい、本明細書において具体的には、３６０ｎｍ以上７２０ｎｍ以下の範囲にある光をいい、好ましくは４６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲である。ピーク波長はこの範囲に含まれていることが当然のことながら好ましい。なお、第一の光源２は、眼底観察において必要な強度の可視領域の光を発することができる限りにおいて限定されるわけではないが、上記３６０ｎｍ以上７２０ｎｍ以下、又は４６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にある光を８０％以上の強度分布にて放出することができるものであることが好ましい。

なお、本実施形態に係る第一の光源２から放出される光について、更に細かく波長領域を分割することも好ましい。例えば、近赤外領域の光を更に細かく３６０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲の光を放出する光源と、５５０ｎｍ以上７２０ｎｍ以下の範囲の光を放出する光源の複数の光源を配置しておくことも好ましい。このようにすることで、より詳細な分析が可能となるといった利点がある。

本実施形態に係る第二の光源３は、上記のとおり近赤外領域の光を発することのできるものであって、この限りに限定されず様々のものを採用することができる。なおここで「近赤外領域の光」とは、光のうち、人間の目で見える波長のものをいい、本明細書において具体的には、７２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にある光をいい、好ましくは７２０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲である。ピーク波長はこの範囲に含まれていることが当然のことながら好ましい。なお、第二の光源３は、眼底観察において必要な強度の近赤外領域の光を発することができる限りにおいて限定されるわけではないが、上記７２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、又は７２０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲にある光を８０％以上の強度分布にて放出することができるものであることが好ましい。なお、広い波長範囲を放出する光源を用いる場合、不必要な波長をカットする波長選択フィルターを第一の偏光フィルター装置との間に別途設けておくことが好ましい。

なお、本実施形態に係る第二の光源から放出される光について、更に細かく波長領域を分割することも好ましい。例えば、近赤外領域の光を更に細かく７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲の光を放出する光源と、８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲の光を放出する光源の複数の光源を配置しておくことも好ましい。このようにすることで、より詳細な分析が可能となるといった利点がある。なおこの場合は、例えば上記の回転可能なホルダー４１において、窓を増やし、この窓に所望の波長領域を透過する又は当該波長領域以外の光をカットするフィルターを配置することで達成できる。

また本実施形態に係る第一の偏光フィルター装置４は、上記のとおり第二の光源装置３が放出する光を偏光にすることができるものである。ここで偏光は、直線偏光及び円偏光を含む。すなわち偏光フィルター装置４は、第二の光源装置３からの光を直線偏光又は円偏光にすることができる。

第一の偏光フィルター装置４の構成は、上記機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、図２で示すように、入射された光を直線偏光にする直線偏光フィルター４２、入射された光を円偏光にする円偏光フィルター４３、これらを保持し、回転させるためのホルダー４１と、を有していることが好ましい。また、本実施形態においては、偏光にしない状態とすることも可能とすべく、偏光フィルター装置４のホルダー４１の一部には、偏光フィルターを設けない空き窓領域４４を有していてもよい。また、この場合において、直線偏光の場合、偏光方向の調整が可能となっていることも好ましい。このようにすることで眼底の血管等観察対象部位の配置によって適宜調整可能となる。なお、第一の偏光フィルター装置が円偏光を作る場合、円偏光フィルターを直接配置することもできるが、直線偏光フィルターと１／４λ板とを組み合わせて構成してもよい。この場合、別途回転可能なホルダー４５を設け、１／４λ板４６と空き窓領域４７とを有する構成とすることができる。この場合の図を図３に示しておく。

なお、本実施形態においては、第一の偏光フィルター装置４に光源からの光を入射させる前に、熱線を吸収するためのフィルター装置を配置しておくことも好ましい。

また、本実施形態に係る撮影装置５は、第一の光源装置２からの光、及び、第二の光源装置３からの光を撮影することのできる装置である。この装置としては限定されることなく種々のものを採用することができ、第一の光源装置２からの光すなわち可視領域の光、及び、第二の光源からの光すなわち近赤外領域の光双方に適応した装置を採用することが装置体積の観点から好ましいが、難しい場合、それぞれに対応した撮影装置を設けてもよい。

また本実施形態に係る第二の偏光フィルター装置６は、撮影装置５に特定の偏光成分を抽出して入射させることができるものであり、具体的には、第一の偏光フィルター装置４によって偏光とされた光が観察対象者の眼底に入射され、眼底表面又は内部において反射され、この反射された光から特定の偏光成分を抽出して入射させることができるものである。このようにすることで、観察対象者の眼底に入射する偏光の状態と、反射した後の偏光の状態との差を評価することができ、より詳細な情報を取得することができる。

本実施形態に係る第二の偏光フィルター装置６の構成は、上記機能を有する限りにおいて限定されるわけではなく、上記第一の偏光フィルター装置４と同様の構成を採用することができ、所定の角度の偏光のみを透過させる直線偏光フィルター６２、入射された光のうち、特定の円偏光のみを透過させる円偏光フィルター６３、これらを保持し、回転させるためのホルダー６１と、を有していることが好ましい。この図を図４に示しておく。また、本実施形態においては、そのままの反射光を透過させる状態とすることも可能とすべく、偏光フィルター装置６のホルダー６１の一部には、偏光フィルターを設けない空き窓領域６４を有していてもよい。なお、第一の偏光フィルター装置が円偏光を作る場合、円偏光フィルターを直接配置することもできるが、直線偏光フィルターと１／４λ板とを組み合わせて構成してもよい。この場合、別途ホルダー６５を設け、このホルダーに１／４λ板６６、空き窓領域６７を設けても良い。この場合の例を図５に示しておく。

ここで、本装置１を用いた具体的な観察について説明する。

まず、観察者は、観察の対象となる者（以下単に「対象者」という。）に指示し、対象者の眼底を、装置１に別途設けられる眼底一固定部９１に固定させる。

対象者の眼底位置を固定した後、観察を行う者（以下「観察者」という。）は、観察を開始する。具体的には、第一の光源２又は第二の光源３のいずれかを選択し、第二の光源３を選択した場合は、更に偏光状態をどのようにするのかを選択し、第一の偏光フィルター装置４及び第二の偏光フィルター装置６等の状態を調整する。その後、選択した光源から光を放出させ、選択した偏光状態にし、対象者の眼底に反射ミラー等の光路変更手段を用いて対象者の眼底に入射させる。

そして、対象者の眼底に入射された光は、対象者の眼底表面又は内部において反射を受け、再び眼底から出て、第二の偏光フィルター装置６に入射される。

第二の偏光フィルター装置６に入射した光は、内部の偏光フィルター等により必要な偏光状態に変調若しくは必要な偏光成分だけ取り出され、又はそのまま撮影装置に入射される。

そして撮影装置５は入射された光を撮影する。

なお、撮影装置５は、別途コンピュータ等の情報処理装置に接続され、撮影した画像を画像データとして出力することが好ましい。

以上、本発明により、従来の装置から大きな変更を加えることなく、簡便により詳細な情報を取得することができる眼底観察装置を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、上記実施形態１とほぼ同様の構成であるが、光源及びフィルターの配置が異なる。異なる点について詳細について説明する。

本実施形態に係る眼底観察装置（以下「本装置」という。）１は、可視領域及び近赤外領域の光を発する第三の光源７と、第三の光源７の光から、可視領域の光又は近赤外領域の光を取り出す波長選択フィルター８と、光を偏光にする偏光フィルター装置４と、光を撮影する撮影装置５と、この撮影装置５に特定の偏光成分を抽出して入射させる第二の偏光フィルター装置６とを有する。本装置の構成の概略図を図６に示しておく。

本実施形態において、第三の光源７は、上記のとおり可視領域及び近赤外領域の光を発することのできるものであって、この限りに限定されず様々のものを採用することができる。第三の光源７は、眼底観察において必要な強度の可視領域の光を発することができる限りにおいて限定されるわけではないが、上記３６０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、又は４６０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲にある光を８０％以上の強度分布にて放出することができるものであることが好ましい。ピーク波長はこの範囲に含まれていることが当然のことながら好ましい。

また本実施形態において、波長選択フィルター８は、不必要な波長をカットし、可視領域の光又は近赤外領域の光を取り出すことのできるものであって、限定されるわけではないが、例えば、図７で示すように、可視領域の光を取り出すための可視領域用フィルター８２と、近赤外領域の光を取り出すための近赤外領域用フィルター８３と、これらフィルターを保持するためのホルダー８１と、を有していることが好ましい。なおこの場合において、空き窓８４を設けておいてもよい。

また、可視領域の光については、一つのフィルターで可視領域にある光を取り出してもよいが、可視領域を複数領域に分割し、異なるフィルターによって分離して取り出すことも可能である。例えば、可視領域の光を更に細かく３６０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲の光を取り出すフィルターと、５００ｎｍ以上７２０ｎｍ以下の範囲の光を取り出すフィルターとを別途設けておくこととも好ましい。ピーク波長はこの範囲に含まれていることが当然のことながら好ましい。このようにすることで、より詳細な分析が可能となるといった利点がある。この場合、例えば、上記波長フィルターを保持するためのホルダー７１に窓を増やし、所望の波長範囲を透過させる又はそれ以外の波長範囲の光を遮断するフィルターを設けておくことが好ましい。

なお、近赤外領域の光についても、一つのフィルターで近赤外領域にある光を取り出してもよいが、近赤外領域を複数領域に分割し、異なるフィルターによって分離して取り出すことも可能である。例えば、近赤外領域の光を更に細かく７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲の光を取り出すフィルターと、８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲の光を取り出すフィルターとを別途設けておくことも好ましい。このようにすることで、より詳細な分析が可能となるといった利点がある。

以上、本装置によると、従来の装置から大きな変更を加えることなく、簡便により詳細な情報を取得することができる眼底観察装置を提供することができる。特に本実施形態によると、光源を一つとすることができるため、装置自体の大きさをコンパクトにすることができるといった利点がある。

本実施例では、上記構成の眼底観察装置について作成し、実際の眼底について観察を行い効果について確認した。以下説明する。なお、光源としては、可視領域及び近赤外領域の光を放出する光源（ＴＯＰＫＯＮ ＴＲＣ／５０ＤＸ）と、近赤外領域の光を取り出す波長選択フィルター（ＡＳＡＨＩ ＳＰＥＣＴＲＡ製、ピーク波長８６５ｎｍ、半値幅７０ｎｍ）を用いた。

まず、第一の光源から可視領域の光を放出させ、特に第一の偏光フィルター装置及び第二の偏光フィルター装置による変調は行なわず可視領域の光により眼底を観察し血管に関する眼底画像を得た。この結果を図８に示す。なお本図の左側は、視神経乳頭に接した上部の眼底画像をグレースケールとした写真図であり、右側はそのスケッチ画像である。

この結果、眼底静脈Ａ１、眼底動脈Ｂ１、眼底静脈Ａ２、眼底静脈Ａ３と、眼底静脈Ａ４と、眼底動脈Ｂ２が撮影された。なお眼底動脈Ｂ１と眼底動脈Ｂ２は血管内部まで観察することができていた。

一方、第二の光源から近赤外領域の光を放出させ、第一の偏光フィルター装置によって直線偏光とし、眼底に照射し、上記図８と同じ箇所の血管の眼底画像を得た。この結果を図９に示しておく。なお本図の左側は、視神経乳頭に接した上部の眼底画像をグレースケールとした写真図であり、右側はそのスケッチ画像である。

この結果、眼底静脈Ａ１と、眼底動脈Ｂ２と、眼底静脈Ａ４と、眼底動脈Ｂ２が確認でき、図８にある可視光撮影で観察された眼底静脈Ａ２と眼底静脈Ａ３は観察されなかった。眼底動脈Ｂ１と、眼底静脈Ａ４と、眼底動脈Ｂ２は血管内部まで観察された。この結果、眼底の表面の内部情報を解析できていることが確認できた。

次に、上記と同様に、視神経乳頭についても観察を行なった。なお視神経乳頭については、直線偏光ではなく、円偏光を用いた。

まず、第一の光源から可視領域の光を放出させ、特に第一の偏光フィルター装置及び第二の偏光フィルター装置による変調は行なわず可視領域の光により眼底を観察し視神経乳頭の眼底画像を得た。この結果を図１０に示す。なお本図の左側は、視神経乳頭に接した上部の眼底画像をグレースケールとした写真図である。

一方、第二の光源から近赤外領域の光を放出させ、第一の偏光フィルター装置によって直線偏光とし、更に１／４λ波長板により円偏光にした後、眼底に照射し、上記図１０と同じ箇所の視神経乳頭の眼底画像を得た。この結果を図１１乃至１４に示しておく。図１１と図１２は回転方向をそれぞれ逆とした円偏光を照射した場合であり、図１３は図１１の場合（右回りの円偏光）において、眼球を４５度傾けた場合の眼底画像であって、図１４は図１１の場合（右回りの円偏光）において、眼球を−４５度傾けた場合の眼底画像である。

これらの図により、円偏光の回転方向、眼球の回転角度等によって、血管、視神経乳頭の状態が異なり、近赤外領域の光による眼底画像が異なり、様々な観点から観察することが可能となった。特に上記視神経乳頭の場合、視神経乳頭（中心のやや白い状態の部分）においては、可視領域の光による眼底画像の場合、視神経乳頭の深部は境界がわかりにくかったが、近赤外領域の光による眼底画像の場合、深部の篩板まで明瞭に観察することが可能となることが確認でき、しかも眼球の角度や偏光方向によって様々な状態を確認することができた。これにより、例えば緑内障の早期発見に役立つと期待される。

以上、本眼底検査によると、可視領域及び近赤外領域の光を選択することが可能となり、同じ場所で眼底表面だけでなく内部の情報も詳細に解析できることが確認できた。

本発明は、眼底観察装置として産業上の利用可能性がある。

１…眼底観察装置、２…第一の光源、３…第二の光源、４…第一の偏光フィルター装置、５…撮影装置、６…第二の偏光フィルター装置、７…第三の光源、８…波長選択フィルター

Claims (1)

1. ４６０ｎｍ以上７２０ｎｍ以下の範囲にある可視領域の光を発する第一の光源と、
   ７２０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の範囲にある近赤外領域の光を発する第二の光源と、
   前記第二の光源装置の光を直線偏光にする直線偏光フィルター、前記第二の光源装置の光を円偏光にする円偏光フィルター又は直線偏光フィルターと１／４λ板、及び、偏光フィルターを設けない空き窓領域を備えてなる第一の偏光フィルター装置と、
   前記直線偏光フィルターによって直線偏光とされた光から特定の偏光成分を抽出する直線偏光フィルター、前記円偏光フィルター又は直線偏光フィルタと１／４λ板によって円偏光とされた光から特定の偏光成分を抽出する円偏光フィルター又は１／４λ板と直線偏光フィルター、及び、偏光フィルターを設けない空き窓領域を備えてなる第二の偏光フィルター装置と、
   前記第一の偏光フィルター装置及び前記第二の偏光フィルター装置を通過した前記第一の光源装置からの光、及び、前記第二の光源装置からの光を撮影する撮影装置と、を有する眼底観察装置。