JP5755292B2 - 眼科用検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、目の様々な測定が実施され記録されるようになっている眼科用検査装置に関する。

患者の検眼に際しては、結果を記録することが要求され、またそれ故に再現可能であることが同時に要求される様々な測定についても、実施されることが多い。
これに数えられるものは、何よりも特に角膜曲率、前眼房深さ、（例えば白目部分から白目部分までを測るホワイト・ツー・ホワイト測定法に基づく）虹彩径、および眼軸長である。これらの測定が再現性を示すことができるようにするためには、測定精度とならんでほかにも特に測定の間の患者の目に対する測定装置の正確でしかも反復可能な位置決めが重要となる。

米国特許第５４６３４３０号明細書により、正しい測定距離を算出するために２種類の測定システムが使用されるようになっているケラトメータが知られている。そこでは最初に、みかけの直径が患者の平均角膜径と等しくなっている１つの円形補助マーキングが光路に映し出されるようになっている。操作者は、このマーキングを利用して、測定装置に対する患者の目のアライメントを決定するほかにも、正しい距離を大まかに決定する。引き続いて、本来の測定のために備えられたインデックス・マーク・システムのそれぞれの部分を「有限」からも、また「無限」からも角膜に投射することによって、この距離のより正確な決定が行われる。コリメータ・レンズは、「有限」と「無限」間を切り替えるために、一時的に投射光路外に回動されるが、本来の測定のためには再び光路内に回動されなければならない。正確な距離に調節されると、測定が自動的に開始されるが、これは円形補助マーキングの色が変わることにより操作者に表示されるようになっている。

米国特許第５９０５５６２号明細書には、１つの補助的な基準マークを角膜に投影し、発生する画像を撮影して、画像の演算処理により評価することによって、目の軸方向アライメントを決定することが提案されるが、測定距離の決定は米国特許第５４６３４３０号明細書と同様の方法で行われるようになっている。ここでも正確な調節の後には測定が自動的に開始されるようになっている。

これらの解決策は一連の短所を有している。例えば測定距離の決定には、コレクタ・レンズの光路内への回動が不可欠であるために時間がかかるし、またそのために患者が動いてしまうと測定結果に誤差を来たすことがある以外にも、余分な機械コストも不可欠となっている。測定の自動開始についても、従来の解決策においては、例えば測定装置の光路内に睫毛が突き出ていたり、形成される涙液膜が不十分であったり、またはその類のことによって、目の画像が歪曲されることがあり、またその場合はそれにより測定誤差を来たす怖れがあるために、常に最適の結果が得られるとは限らないことが判明している。従来の解決策ではこのような状態を検出することが不可能であるために、不適切な測定条件が存在する場合にも自動開始が行われることになり、その結果、測定誤差を来たすことがあるが、原理上、これらを測定誤差として検出することは極めて困難であるか、または全く不可能である。

米国特許第５９０５５６２号明細書

本発明は、従来技術の短所を克服し、不利な条件下においても正確な測定結果をもたらすようになっている眼科用検査装置を提示することを課題としてなされたものである。

この課題は、本発明により、それぞれの測定に関する様々な品質パラメータが遵守されるかを検査して、検査結果に対応した合図を発生するようになっている１つの評価ユニットにそれぞれの測定システムが接続されている眼科用検査装置により解決される。

本発明にしたがった眼科用測定装置の運転方法は、それぞれの測定システムが相前後して測定を幾度も実行する工程、またその際には測定の都度、それぞれの品質パラメータを決定して、これらの品質パラメータを１つの評価ユニットにより検査する工程において、傑出したものとなっている。この検査の結果、規定どおりの測定が可能であることが判明した場合は、利用者に対して今や本来の測定を開始可能であることを知らせる合図が発生されるようになっている。この合図は、例えば何からの表示の色の変化、または新たな表示の追加など、光による合図であると有利である。しかしこの合図が、音または触覚により行われるようにしてもよい。それにより利用者には、各測定の品質パラメータの評価結果から、規定どおりの測定が可能であるはずであることが判明した後、最終的な測定を開始する決断を自ら下す際に、利用者自身の経験から、品質パラメータが自動的に決定される際に考慮されなかった、または考慮することができなかったその他の状態についても斟酌できる可能性が与えられることになる。

以下では本発明を、角膜曲率および前眼房深さを測定するための眼科用測定装置の好ましい実施例に基づき詳しく説明する。そのような装置の測定原理および構造は、例えばドイツ国特許第１９８５７００１号明細書に詳しく示されており、これについてはその内容全てを参照されたい。

ケラトメータ測定モード（角膜曲率測定）を示す図。 前眼房深さ測定モードを示す図。

（ケラトメータ）：
図１には、この測定モードが、操作者に対して操作パネル上にグラフィック表示される形態で示されている。

目の照射は、６つのＩＲダイオードを利用して行われるようになっている。角膜からの反射光はＣＣＤカメラにより撮像され、それぞれのスポット状反射像１までの距離から角膜半径が計算される。

これらの６つの基準マーク１は、測定品質を内部で自動的に決定するために使用されるようになっている。
測定距離ｚを決定するために、個々の基準マークの画像サイズが角膜半径の関数として算出される。そのために調節工程の間に測定が何度も（例えば毎秒１０回）実行されて、その都度６つの反射像１の画像が評価されるようになっている。この評価のために、例えばそれぞれの反射像の半径、面積、および周囲長が（場合によっては事前に閾値を決定した後に）計算により決定されて、所定の基準に基づき調査される。調査では、焦点合わせ、すなわち最も鮮明な画像が得られる距離が、それぞれの反射像１の最小面積を探索することによって求められる。

ｘ、ｙ−偏差を決定するために、ＣＣＤカメラから送られる画像上に、ここでは円形に描かれている１つの測定ウィンドウ２が定義されるようになっているが、６つの反射像はみなその中に位置しなければならない。

不十分な涙液膜、垂れ下がった目瞼または睫毛が基準マークに与える影響を排除するために、６つの反射像１について形状認識作業が実行されるようになっている。その際には、例えば真円度、周囲長、およびエネルギ／輝度が算出され、６つの画像について、これらの特性の相互比較が実行される。

定義済みの基準が充足されることに応じて、例えば操作者のディスプレイに表示される信号３の形態をとる合図が、赤から黄を経て青に切り替えられる。そこでは赤が、規定どおりの測定の実行が全く不可能であることを意味しているが、この場合は測定の開始も抑止されるようにすることもできる；青のときには正規の測定が可能であり、利用者は測定を開始することができる。

信号を「黄」に切り替える基準は、例えば個々の反射像１の面積の標準偏差が２５％未満であるか、または周囲長の標準偏差が２０％未満である場合である。「青」となるためには、これらの対応する標準偏差がそれぞれ１５％未満、１０％未満でなければならない。

「青」であるときには、利用者が独自の評価を放棄する場合には、少なくとも１回の測定の自動開始が実施されるようにしてもよい。
あるいはその代わりに、角膜半径の測定を常時実行して、測定結果を品質基準と一緒に記憶して、後からこれらの品質基準に基づいて最善の測定結果が選択されるようにしてもよい。さらにこの選択についても、これらの品質基準を計算機技術により評価することによって、自動的に行われるようにすることができる。

（前眼房深さ）
図２には、この測定モードが同様に操作ディスプレイ上に表示される形態で示されている。

目の照射は、１つの光スリットを通して側方から行われるようになっている。その際に目（角膜５、レンズ６）に生じるシート光が、ＣＣＤカメラに撮像される。患者の視線は１つのＬＥＤの中心に向けられ、その際に生じる光反射７も同様にＣＣＤカメラに撮像される。

これらのシート光５、６および反射スポット７は、測定品質を自動的に決定するために使用されるようになっている。
ｘ、ｙ−偏差を決定するために、ＣＣＤカメラから送られる画像内に１つの測定ウィンドウ８が定義されるようになっているが、シート光５、６および固定点７の画像はその中に位置しなければならない。

測定距離ｚを決定するために、個々の反射スポット７の画像サイズが角膜半径の関数として算出される。そのために調節工程の間に測定が何度も（例えば毎秒１０回）実行されて、次の調査が実行されるようになっている：
装置を患者の目に対して正しい位置に調節するために、シート光５、６に対する個々のスポット７の画像（固定点の画像）の位置およびサイズが監視され（このスポットは、５角膜断面図と６レンズ断面図との間に位置しなければならない）、角膜断面図５に追加反射がないことが検出される。反射スポット７の画像サイズについては、事前に決定された角膜半径（ケラトメータ測定を参照）から１つの期待値を決定することができるが、これが遵守されるかどうかも同様に規準として利用されるようにすることができる。

これらの基準が遵守されることに応じて、ここでも操作者のディスプレイ上に表示される１つの信号３が赤から黄を経て青に切り替えられることにより、利用者に対して測定を開始可能である合図が送られるようにしている。

本発明は、図示の実施例に束縛されるものではなく、特に上記以外の測定方法についても、特許請求範囲の保護範囲を逸脱することなく、相応の基準を策定して、これらが監視されるようにすることができる。

５：角膜、６：レンズ、７：固定光の反射ポイント。

Claims (10)

1. 目の物理的パラメータの測定を判定する眼科用測定装置であって、
   前記物理的パラメータの測定を判定する測定システムであって、測定に関する品質パラメータが遵守されるかどうかを検査して、前記品質パラメータが遵守されるどうかを示す検査結果に対応した、医療専門家への合図を生成する１つの評価ユニットに接続される、前記測定システムを備え、
   目が単一の光スリットを通して側方から照射され、その際に生じる光領域がカメラに撮像され、
   前記光領域は、角膜の一部分の第１光領域と、レンズの一部分の第２光領域とを含み、
   固定光が患者に示され、角膜からの固定光の反射が前記カメラに撮像され、
   前記評価ユニットは、前記光領域に対する前記固定光の反射ポイントの位置およびサイズを監視し、
   前記評価ユニットは、前記位置およびサイズの関係に基づいて前記品質パラメータが遵守されるかどうかを検査し、
   前記反射ポイントは、前記角膜の一部分の第１光領域と前記レンズの一部分の第２光領域との間に位置する、眼科用測定装置。
2. 前記反射ポイントの画像サイズの期待値は、事前のケラトメータ測定から決定され、
   前記品質パラメータとして前記期待値に対する前記反射ポイントの前記サイズの遵守が判定される、請求項１に記載の眼科用測定装置。
3. 前記合図は、光、音、または触覚からなる群から知覚される、請求項１に記載の眼科用測定装置。
4. 目の物理的パラメータの測定を判定する眼科用測定装置であって、
   前記物理的パラメータの測定を判定する測定システムであって、測定に関する品質パラメータが遵守されるかどうかを検査して、前記品質パラメータが遵守されるどうかを示す検査結果に対応した、医療専門家への合図を生成する１つの評価ユニットに接続される、前記測定システムを備え、
   目が単一の光スリットを通して側方から照射され、その際に生じる光領域がカメラに撮像され、
   固定光が患者に示され、角膜からの固定光の反射が前記カメラに撮像され、
   前記評価ユニットは、前記光領域に対する前記固定光の反射ポイントの位置およびサイズを監視し、
   前記評価ユニットは、前記位置およびサイズの関係に基づいて前記品質パラメータが遵守されるかどうかを検査し、
   前記合図は、前記品質パラメータの遵守が第１の閾値を満たさないことを示す第１の合図と、前記品質パラメータの遵守が前記第１の閾値を満たし、第２の閾値を満たさないことを示す第２の合図と、前記品質パラメータの遵守が前記第２の閾値を満たすことを示す第３の合図とを含む、眼科用測定装置。
5. 眼科用測定装置の装置実施方法であって、
   目の物理的パラメータの測定を判定する各測定システムが、相前後して測定を幾度も実行する工程と、
   測定の都度、それぞれの品質パラメータを決定する工程と、
   前記品質パラメータを、１つの評価ユニットを用いることにより検査する工程であって、目が単一の光スリットを通して側方から照射され、その際に生じる光領域がカメラに撮像され、前記光領域は、角膜の一部分の第１光領域と、レンズの一部分の第２光領域とを含み、固定光が患者に示され、角膜からの固定光の反射が前記カメラに撮像され、前記評価ユニットは、前記光領域に対する前記固定光の反射の反射ポイントの位置およびサイズを監視し、前記位置およびサイズの関係に基づいて前記品質パラメータが遵守されるかどうかを検査し、前記反射ポイントは、前記角膜の一部分の第１光領域と前記レンズの一部分の第２光領域との間に位置する、前記検査する工程と、
   前記検査結果を医療専門家の利用者に知らせる工程とを備える、方法。
6. 前記各測定結果および前記個々の測定の達成された品質パラメータを記憶し、それにより事後の評価のために利用可能な前記測定結果および前記品質パラメータを生成する工程を特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記医療専門家の利用者への知らせが肯定的である場合は、前記医療専門家の利用者に測定開始の決断を委ねる工程を特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記医療専門家の利用者への知らせが肯定的である場合は、前記測定を自動的に開始する工程を特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
9. 肯定的な知らせが皆無である限り、前記測定開始を不可能とする工程を特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 眼科用測定装置の装置実施方法であって、
    目の物理的パラメータの測定を判定する各測定システムが、相前後して測定を幾度も実行する工程と、
    測定の都度、それぞれの品質パラメータを決定する工程と、
    前記品質パラメータを、１つの評価ユニットを用いることにより検査する工程であって、目が単一の光スリットを通して側方から照射され、その際に生じる光領域がカメラに撮像され、固定光が患者に示され、角膜からの固定光の反射が前記カメラに撮像され、前記評価ユニットは、前記光領域に対する前記固定光の反射の反射ポイントの位置およびサイズを監視し、前記位置およびサイズの関係に基づいて前記品質パラメータが遵守されるかどうかを検査する、前記検査する工程と、
    前記検査結果を医療専門家の利用者に知らせる工程とを備え、
    前記検査結果は、前記品質パラメータの遵守が第１の閾値を満たさないことを示す第１の検査結果と、前記品質パラメータの遵守が前記第１の閾値を満たし、第２の閾値を満たさないことを示す第２の検査結果と、前記品質パラメータの遵守が前記第２の閾値を満たすことを示す第３の検査結果とを含む、方法。