JP7268298B2

JP7268298B2 - 超音波眼圧計

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Publication number: JP7268298B2
Application number: JP2018145482A
Authority: JP
Inventors: 哲之三輪; 努植村
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2023-05-08
Anticipated expiration: 2038-08-01
Also published as: JP2020018653A

Description

本開示は、超音波を用いて被検眼の眼圧を測定する超音波眼圧計に関する。

非接触式眼圧計としては、未だ空気噴射式眼圧計が一般的である。空気噴射式眼圧計は、角膜に空気を噴射したときの角膜の変形状態と、角膜に噴射される空気圧とを検出することによって、所定の変形状態における空気圧を眼圧に換算していた。

また、非接触式眼圧計としては、超音波を用いて眼圧を測定する超音波式眼圧計が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の超音波式眼圧計は、角膜に超音波を放射したときの角膜の変形状態と、角膜に噴射される放射圧とを検出することによって、所定の変形状態における放射圧を眼圧に換算するものである。

また、超音波眼圧計としては、角膜からの反射波の特性（振幅、位相）と眼圧との関係に基づいて眼圧を計測する装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開平５－２５３１９０特開２００９－２６８６５１

しかしながら、従来の装置では、被検眼の角膜に対して超音波を適正に照射することができていなかった。例えば、特許文献１の装置では、角膜に対して超音波を適正に照射できず、実際に角膜を扁平または陥没させる程度の超音波を被検眼に加えることはできなかった。また、例えば、特許文献２の装置では、角膜に対して超音波を適正に照射できず、反射波の特性を充分に検出できなかった。

本開示は、従来の問題点を鑑み、被検眼に対して超音波を適正に照射できる非接触式超音波眼圧計を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本開示は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）超音波を用いて被検眼の眼圧を測定する超音波眼圧計であって、超音波素子を有し、前記被検眼に対して超音波を照射する超音波アクチュエータと、前記超音波素子に印加する電流を調整し、超音波の音圧または音響放射圧を制御する電流調整手段と、前記超音波アクチュエータに流れる電流の大きさに関する電流情報を取得する取得手段と、前記電流調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記超音波アクチュエータに所定の電流が流れるように、前記電流情報に基づいて前記電流調整手段を制御することで、超音波の照射時間と音響放射圧とが超音波の照射時間が長くなるにつれて音響放射圧が大きくなるという相関関係となるようにし、前記相関関係に基づいて、角膜が所定形状に変形したときの前記照射時間に対応した音響放射圧を求め、求められた前記音響放射圧に基づいて前記被検眼の眼圧を算出することを特徴とする。

超音波眼圧計の外観図である。筐体内部を示す概略図である。照射部の構成を示す概略図である。制御系を示すブロック図である。電気回路の構成を示すブロック図である。電流調整部の一例を示す図である。制御動作のフローチャートを示す図である。

＜実施形態＞
以下、本開示に係る実施形態について説明する。本実施形態の超音波眼圧計（例えば、超音波眼圧計１）は、超音波を用いて被検眼の眼圧を測定する。超音波眼圧計は、例えば、超音波アクチュエータ（例えば、超音波アクチュエータ１００）と、電流調整部（例えば、電流調整部８３）を備える。超音波アクチュエータは、超音波素子（例えば、超音波素子１１０）を有し、被検眼に対して超音波を照射する。電流調整部は、超音波素子に印加する電流を調整する。これによって、超音波アクチュエータから出力される音圧または音響放射圧が安定し、好適に眼圧測定を行うことができる。例えば、超音波眼圧計は、安定した音圧または音響放射圧を被検眼に照射することによって、角膜を好適に変形（圧平）させることができる。

なお、超音波眼圧計は、制御部（例えば、制御部７０）と、取得部（検出部５００）を備えてもよい。制御部は、例えば、電流調整部を制御する。取得部は、例えば、超音波アクチュエータに流れる電流の大きさに関する電流情報を取得する。この場合、制御部は電流情報に基づいて電流調整部を制御してもよい。例えば、制御部は、超音波アクチュエータに所定の電流が流れるように電流調整部を制御してもよい。これによって、超音波アクチュエータの出力が安定する。

なお、取得部は、超音波素子に印加される電流値もしくは電圧値、または超音波素子の抵抗値を検出することによって、電流情報を取得してもよい。この場合、例えば、電流計、電圧計等を用いてもよい。また、取得部は、超音波アクチュエータの出力を検出することによって、電流情報を取得してもよい。

なお、電流調整部は、可変インピーダンス部（例えば、可変インピーダンス部８４）を備えてもよい。この場合、制御部は、可変インピーダンス部のインピーダンスを変化させることによって、電流を調整してもよい。例えば、超音波アクチュエータと直列に接続した可変インピーダンス部のインピーダンスを変化させることによって、超音波アクチュエータに流れる電流を調整することができる。

＜実施例＞
以下、本開示に係る実施例について説明する。本実施例の超音波眼圧計は、例えば、超音波を用いて非接触にて被検眼の眼圧を測定する。超音波眼圧計は、例えば、被検眼に超音波を照射したときの被検眼の形状変化または振動等を、光学的または音響的に検出することで眼圧を測定する。例えば、超音波眼圧計は、角膜へパルス波またはバースト波を連続的に照射し、角膜が所定形状に変形したときの超音波の出力情報等に基づいて眼圧を算出する。出力情報とは、例えば、超音波の音圧、音響放射圧、照射時間（例えば、トリガ信号が入力されてからの経過時間）、または周波数等である。なお、被検眼の角膜を変形させる場合、例えば、超音波の音圧、音響放射圧、または音響流等が用いられる。

図１は、装置の外観を示している。超音波眼圧計１は、例えば、基台２と、筐体３と、顔支持部４、駆動部５等を備える。筐体３の内部には後述する超音波アクチュエータ１００、光学ユニット２００等が配置される。顔支持部４は、被検眼の顔を支持する。顔支持部４は、例えば、基台２に設置される。駆動部５は、例えば、アライメントのために基台２に対して筐体３を移動させる。

図２は、筐体内部の主な構成の概略図である。筐体３の内部には、例えば、超音波アクチュエータ１００と、光学ユニット２００等が配置される。超音波アクチュエータ１００、光学ユニット２００について図２を用いて順に説明する。

超音波アクチュエータ１００は、例えば、超音波を被検眼Ｅに照射する。例えば、超音波アクチュエータ１００は、角膜に対して超音波を照射し、角膜に音響放射圧を発生させる。音響放射圧は、例えば、音波の進む方向に働く力である。本実施例の超音波眼圧計１は、例えば、この音響放射圧を利用して、角膜を変形させる。なお、本実施例の超音波ユニットは、円筒状であり、中央の開口部１０１に、後述する光学ユニット２００の光軸Ｏ１が配置される。

図３（ａ）は、超音波アクチュエータ１００の概略構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す範囲Ａ１を拡大した様子である。本実施例の超音波アクチュエータ１００は、いわゆるランジュバン型振動子である。超音波アクチュエータ１００は、例えば、超音波素子１１０、電極１２０、マス部材１３０、締付部材１６０等を備える。超音波素子１１０は、超音波を発生させる。超音波素子１１０は、電圧素子（例えば、圧電セラミックス）、または磁歪素子等であってもよい。本実施例の超音波素子１１０はリング状である。例えば、超音波素子１１０は複数の圧電素子が積層されたものでもよい。本実施例では、超音波素子１１０は積層された２つの圧電素子（例えば、圧電素子１１１、圧電素子１１２）が用いられる。例えば、２つの圧電素子には、それぞれ電極１２０（電極１２１,電極１２２）が接続される。本実施例の電極１２１,電極１２２は、例えば、リング状である。

マス部材１３０は、例えば、超音波素子１１０を挟む。マス部材１３０は、超音波素子１１０を挟み込むことによって、例えば、超音波素子１１０の引っ張り強度を強くし、強い振動に耐えられるようにする。これによって、高出力の超音波を発生させることができる。マス部材１３０は、例えば、金属ブロックであってもよい。例えば、マス部材１３０は、ソノトロード（ホーン、またはフロントマスともいう）１３１と、バックマス１３２等を備える。

ソノトロード１３１は、超音波素子１１０の前方（被検眼側）に配置されたマス部材である。ソノトロード１３１は、超音波素子１１０によって発生した超音波を空気中に伝搬させる。本実施例のソノトロード１３１は、円筒状である。ソノトロード１３１の内円部には、一部に雌ねじ部１３３が形成される。雌ねじ部１３３は、後述する締付部材１６０に形成された雄ねじ部１６１と螺合する。なお、ソノトロード１３１は、超音波を収束させる形状であってもよい。例えば、ソノトロード１３１の被検眼側の端面は、開口部１０１側に傾斜させ、テーパ形状としてもよい。また、ソノトロード１３１は、不均一な厚さを有する円筒であってもよい。例えば、ソノトロード１３１は、円筒の長手方向に関して外径と内径が変化する形状であってもよい。

バックマス１３２は、超音波素子１１０の後方に配置されたマス部材である。バックマス１３２は、ソノトロード１３１とともに超音波素子１１０を挟み込む。バックマス１３２は、例えば、円筒状である。バックマス１３２の内円部には、一部に雌ねじ部１３４が形成される。雌ねじ部１３４は、後述する締付部材１６０の雄ねじ部１６１と螺合する。また、バックマス１３２はフランジ部１３５を備える。フランジ部１３５は、装着部４００によって保持される。

締付部材１６０は、例えば、マス部材１３０と、マス部材１３０に挟み込まれる超音波素子１１０と、を締め付ける。締付部材１６０は、例えば、中空ボルトである。締付部材１６０は、例えば、円筒状であり、外円部に雄ねじ部１６１を備える。締付部材１６０の雄ねじ部１６１は、ソノトロード１３１およびバックマス１３２の内側に形成された雌ねじ部１３３，１３４と螺合する。ソノトロード１３１とバックマス１３２は、締付部材１６０によって、互いに引き合う方向に締め付けられる。これによって、ソノトロード１３１とバックマス１３２との間に挟まれた超音波素子１１０が締め付けられ、圧力が負荷される。

なお、超音波アクチュエータ１００は、絶縁部材１７０を備えてもよい。絶縁部材１７０は、例えば、電極１２０または超音波素子１１０などが締付部材１６０に接触することを防ぐ。絶縁部材１７０は、例えば、電極１２０と締付部材１６０との間に配置される。絶縁部材１７０は、例えば、スリーブ状である。

＜光学ユニット＞
光学ユニット２００は、例えば、被検眼の観察、または測定等を行う（図２参照）。光学ユニット２００は、例えば、対物系２１０、観察系２２０、固視標投影系２３０、指標投影系２５０、変形検出系２６０、ダイクロイックミラー２０１、ビームスプリッタ２０２、ビームスプリッタ２０３、ビームスプリッタ２０４等を備える。

対物系２１０は、例えば、光学ユニット２００に筐体３の外からの光を取り込む、または光学ユニット２００からの光を筐体３の外に照射するための光学系である。対物系２１０は、例えば、光学素子を備える。対物系２１０は、光学素子（対物レンズ、リレーレンズなど）を備えてもよい。

照明光学系２４０は、被検眼を照明する。照明光学系２４０は、例えば、被検眼を赤外光によって照明する。照明光学系２４０は、例えば、照明光源２４１を備える。照明光源２４１は、例えば、被検眼の斜め前方に配置される。照明光源２４１は、例えば、赤外光を出射する。照明光学系２４０は、複数の照明光源２４１を備えてもよい。

観察系２２０は、例えば、被検眼の観察画像を撮影する。観察系２２０は、例えば、被検眼の前眼部画像を撮影する。観察系２２０は、例えば、受光レンズ２２１、受光素子２２２等を備える。観察系２２０は、例えば、被検眼によって反射した照明光源２４１からの光を受光する。観察系は、例えば、光軸Ｏ１を中心とする被検眼からの反射光束を受光する。例えば、被検眼からの反射光は、超音波アクチュエータ１００の開口部１０１を通り、対物系２１０、受光レンズ２２１を介して受光素子２２２に受光される。

固視標投影系２３０は、例えば、被検眼に固視標を投影する。固視標投影系２３０は、例えば、視標光源２３１、絞り２３２、投光レンズ２３３、絞り２３４等を備える。視標光源２３１からの光は、光軸Ｏ２に沿って絞り２３２、投光レンズ２３３、絞り２３２等を通り、ダイクロイックミラー２０１によって反射される。ダイクロイックミラー２０１は、例えば、固視標投影系２３０の光軸Ｏ２を光軸Ｏ１と同軸にする。ダイクロイックミラー２０１によって反射された視標光源２３１からの光は、光軸Ｏ１に沿って対物系２１０を通り、被検眼に照射される。固視標投影系２３０の視標が被検者によって固視されることで、被検者の視線が安定する。

指標投影系２５０は、例えば、被検眼に指標を投影する。指標投影系２５０は、被検眼にＸＹアライメント用の指標を投影する。指標投影系２５０は、例えば、指標光源（例えば、赤外光源であってもよい）２５１と、絞り２５２、投光レンズ２５３等を備える。指標光源２５１からの光は、光軸Ｏ３に沿って絞り２５２、投光レンズ２５３を通り、ビームスプリッタ２０２によって反射される。ビームスプリッタ２０２は、例えば、指標投影系２５０の光軸Ｏ３を光軸Ｏ１と同軸にする。ビームスプリッタ２０２によって反射された指標光源２５１の光は、光軸Ｏ１に沿って対物系２１０を通り、被検眼に照射される。被検眼に照射された指標光源２５１の光は、被検眼によって反射され、再び光軸Ｏ１に沿って対物系２１０と受光レンズ２２１等を通り、受光素子２２２によって受光される。受光素子によって受光された指標は、例えば、ＸＹアライメントに利用される。この場合、例えば、指標投影系２５０および観察系２２０は、ＸＹアライメント検出手段として機能する。

変形検出系２６０は、例えば、被検眼の角膜形状を検出する。変形検出系２６０は、例えば、被検眼の角膜の変形を検出する。変形検出系２６０は、例えば、受光レンズ２６１、絞り２６２、受光素子２６３等を備える。変形検出系２６０は、例えば、受光素子２６３によって受光された角膜反射光に基づいて、角膜の変形を検出してもよい。例えば、変形検出系２６０は、指標光源２５１からの光が被検眼の角膜によって反射した光を受光素子２６３で受光することによって角膜の変形を検出してもよい。例えば、角膜反射光は、光軸Ｏ１に沿って対物系２１０を通り、ビームスプリッタ２０２、ビームスプリッタ２０３によって反射される。そして、角膜反射光は、光軸Ｏ４に沿って受光レンズ２６１および絞り２６２を通過し、受光素子２６３によって受光される。

変形検出系２６０は、例えば、受光素子２３６の受光信号の大きさに基づいて角膜の変形状態を検出してもよい。例えば、変形検出系２６０は、受光素子２３６の受光量が最大となったときに角膜が圧平状態になったことを検出してもよい。この場合、例えば、変形検出系２６０は、被検眼の角膜が圧平状態になったときに受光量が最大となるように設定される。

なお、変形検出系２６０は、ＯＣＴ又はシャインプルーフカメラ等の前眼部断面像撮像ユニットであってもよい。例えば、変形検出系２６０は、角膜の変形量または変形速度などを検出してもよい。

角膜厚測定系２７０は、例えば、被検眼の角膜厚を測定する。角膜厚測定系２７０は、例えば、光源２７１と、投光レンズ２７２と、絞り２７３と、受光レンズ２７４と、受光素子２７５等を備えてもよい。光源２７１からの光は、例えば、光軸Ｏ５に沿って投光レンズ２７２、絞り２７３を通り、被検眼に照射される。そして、被検眼によって反射された反射光は、光軸Ｏ６に沿って受光レンズ２７４によって集光され、受光素子２７５によって受光される。

Ｚアライメント検出系２８０は、例えば、Ｚ方向のアライメント状態を検出する。Ｚアライメント検出系２８０は、例えば、受光素子２８１を備える。Ｚアライメント検出系２８０は、例えば、角膜からの反射光を検出することによって、Ｚ方向のアライメント状態を検出してもよい。例えば、Ｚアライメント検出系は、光源２７１からの光が被検眼の角膜によって反射した反射光を受光してもよい。この場合、Ｚアライメント検出系２８０は、例えば、光源２７１からの光が被検眼の角膜によって反射してできた輝点を受光してもよい。このように、光源２７１は、Ｚアライメント検出用の光源として兼用されてもよい。例えば、角膜によって反射した光源２７１からの光は、光軸Ｏ６に沿ってビームスプリッタ２０４によって反射され、受光素子２８１によって受光される。

＜検出部＞
検出部５００は、例えば、超音波アクチュエータ１００の出力を検出する。検出部５００は、例えば、超音波センサ、変位センサ、圧力センサ等のセンサである。超音波センサは、超音波アクチュエータ１００から発生した超音波を検出する。変位センサは、超音波アクチュエータ１００の変位を検出する。変位センサは、変位を継続的に検出することによって、超音波アクチュエータ１００が超音波を発生させるときの振動を検出してもよい。

図２に示すように、検出部５００は、超音波の照射経路Ａの外に配置される。照射経路Ａは、例えば、超音波アクチュエータ１００の前面Ｆと、超音波の照射目標Ｔｉを結ぶ領域である。検出部５００は、例えば、超音波アクチュエータ１００の側方または後方などに配置される。本実施例のように、検出部５００が側方に配置される場合、観察系２２０での被検眼の観察を行い易い。検出部５００として超音波センサが用いられる場合、検出部５００は、超音波アクチュエータ１００の側方または後方から漏れる超音波を検出する。検出部５００として変位センサが用いられる場合、検出部５００は、超音波アクチュエータ１００の側方または後方から超音波アクチュエータ１００の変位を検出する。変位センサは、例えば、超音波アクチュエータ１００にレーザ光を照射し、反射したレーザ光に基づいて超音波アクチュエータ１００の変位を検出する。検出部５００によって検出された検出信号は、制御部に送られる。

＜制御部＞
次に、図５を用いて、制御系の構成について説明する。制御部７０は、例えば、装置全体の制御、測定値の演算処理等を行う。制御部７０は、例えば、一般的なＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３等で実現される。ＲＯＭ７２には、超音波眼圧計１の動作を制御するための各種プログラム、初期値等が記憶されている。ＲＡＭ７３は、各種情報を一時的に記憶する。なお、制御部７０は、１つの制御部または複数の制御部（つまり、複数のプロセッサ）によって構成されてもよい。制御部７０は、例えば、駆動部５、記憶部７４、表示部７５、操作部７６、超音波アクチュエータ１００、光学ユニット２００、検出部５００等と接続されてもよい。

記憶部７４は、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体である。例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュＲＯＭ、着脱可能なＵＳＢメモリ等を記憶部７４として使用することができる。

表示部７５は、例えば、被検眼の測定結果を表示する。表示部７５は、タッチパネル機能を備えてもよい。

操作部７６は、検者による各種操作指示を受け付ける。操作部７６は、入力された操作指示に応じた操作信号を制御部７０に出力する。操作部７６には、例えば、タッチパネル、マウス、ジョイスティック、キーボード等の少なくともいずれかのユーザーインターフェイスを用いればよい。なお、表示部７５がタッチパネルである場合、表示部７５は、操作部７６として機能してもよい。

＜電気回路＞
図５は、本実施例の電気回路を示す概略図である。超音波眼圧計１は、例えば、信号生成部８１、信号増幅部８２、電流調整部８３等を備える。信号生成部８１は、例えば、超音波アクチュエータ１００に印加される電圧信号を生成する。本実施例では、信号生成部８１によってバースト波の電圧信号が生成される。信号生成部８１によって生成された電圧信号は、信号増幅部８２に送られる。信号増幅部８２は、信号生成部８１によって生成された電圧信号を増幅させる。信号増幅部８２は、例えば、パワーアンプ等である。電流調整部８３は、例えば、超音波アクチュエータ１００に流れる電流を調整する。

図６は、電流調整部８３を示す図である。電流調整部８３は、例えば、可変インピーダンス部８４を有する。可変インピーダンス部８４は、インピーダンスを変更することができる素子である。可変インピーダンス部８４は、例えば、可変インダクタであってもよい。可変インダクタは、例えば、コア（磁石など）をスライドさせてコイルとの位置をずらすことで透磁率を変化させ、インピーダンス（例えば、インダクタンス）を変更できる素子である。例えば、制御部７０は、駆動部８５（図４参照）の駆動によってコアを移動させることでインピーダンスを変更することができる。本実施例の電流調整部８３は、可変インピーダンス部８４のインピーダンスを変更することによって、超音波アクチュエータ１００に流れる電流を調整する。

超音波アクチュエータ１００を流れる電流Ｉ_ｉｎは、回路全体のインピーダンスＺ_０によって変化する。例えば、回路全体のインピーダンスＺ_０が小さくなると、回路に電流が流れやすくなるため、超音波アクチュエータ１００を流れる電流Ｉ_ｉｎは大きくなる。逆に、回路全体のインピーダンスＺ_０が大きくなると、回路に電流が流れにくくなるため、超音波アクチュエータ１００を流れる電流Ｉ_ｉｎは小さくなる。本実施例の場合、可変インピーダンス部８４と超音波アクチュエータ１００は直列に接続されるため、可変インピーダンス部８４のインピーダンスをＺ_Ｌ、超音波アクチュエータ１００のインピーダンスをＺ_ａｃｔとすると、回路全体のインピーダンスＺ_０は、数１で表される。したがって、電流調整部８３は、可変インピーダンス部８４のインピーダンスＺ_Ｌを変更することによって、回路全体のインピーダンスＺ_０を変化させ、電流Ｉ_ｉｎを調整する。

例えば、超音波アクチュエータ１００に流れる電流Ｉ_ｉｎを大きくする場合、可変インピーダンス部８４のインピーダンスＺ_Ｌを小さくする。これによって、回路全体のインピーダンスＺ_０が小さくなり、電流Ｉ_ｉｎが大きくなる。また、超音波アクチュエータ１００に流れる電流Ｉ_ｉｎを小さくする場合、可変インピーダンス部８４のインピーダンスＺ_Ｌを大きくする。これによって、回路全体のインピーダンスＺ_０が大きくなり、電流Ｉ_ｉｎが小さくなる。

なお、本実施例では、超音波アクチュエータ１００から出力された音圧に基づいて電流値を調整する。例えば、超音波アクチュエータ１００から出力された超音波の音圧Ｐを検出し、目標の音圧Ｐ_０と比較する。音圧Ｐが目標の音圧Ｐ_０より小さい場合は、超音波素子１１０に流れる電流Ｉ_ｉｎが小さくなっていると考えられる。したがって、制御部７０は、可変インピーダンス部８４のインピーダンスＺ_Ｌを小さくすることによって回路全体のインピーダンスＺ_０を小さくし、超音波アクチュエータ１００に流れる電流Ｉ_ｉｎを大きくする。逆に、超音波の音圧Ｐが目標の音圧Ｐ_０よりも大きい場合は、超音波素子１１０に流れる電流Ｉ_ｉｎが大きくなっていると考えられる。したがって、制御部７０は、可変インピーダンス部８４のインピーダンスＺ_Ｌを大きくすることによって回路全体のインピーダンスＺ_０を大きくし、超音波アクチュエータ１００に流れる電流Ｉ_ｉｎを小さくする。

例えば、電流調整前の時間ｔ_１における可変インピーダンス部８４のインピーダンスをＺ_Ｌ（ｔ_１）とし、電流調整後の時間ｔ_２における可変インピーダンス部８４のインピーダンスをＺ_Ｌ（ｔ_２）とすると、インピーダンスＺ_Ｌ（ｔ_２）は、インピーダンスＺ_Ｌ（ｔ_１）を用いて数２のように表すことができる。

ここで、係数Ｃ（ｔ）は、時間ｔ_１における実際の音圧Ｐ（ｔ_１）の音圧Ｐ_０に対する比と、重み付け係数ｗを用いて数３のように表すことができる。なお、係数ｗは、例えば、実験的に求められた数値が用いられる。

電流調整部８３は、数２および数３に基づいて、順次、可変インピーダンス部８４のインピーダンスＺ_Ｌを変化させることによって、超音波アクチュエータ１００から出力された超音波の音圧Ｐを目標の音圧Ｐ_０に近づけることができる。これによって、超音波アクチュエータ１００は安定した音圧で超音波を被検眼に照射することができる。

＜電流値の調整＞
以下、本実施例における電流値の調整制御を図７に基づいて説明する。

（ステップＳ１：電圧信号出力）
まず、制御部７０は、信号生成部８１を制御し、波形信号を出力させる。信号生成部８１は、制御部７０からの指令信号に基づいてバースト波の電圧信号を出力する。

（ステップＳ２：信号増幅）
信号生成部８１から出力された電圧信号は、信号増幅部８２に入力される。信号増幅部８２は入力された電圧信号を増幅する。

（ステップＳ３：超音波出力）
信号増幅部８２によって増幅された電圧信号は、電流調整部８３を通過し、超音波アクチュエータ１００に入力される。超音波素子１１０にバースト波の電圧信号が加わると、超音波素子１１０は超音波を出力する。超音波素子１１０によって発生した超音波は、ソノトロード１３１を伝搬し、被検眼に向けて照射される。

（ステップＳ４：超音波検出）
検出部５００は、超音波アクチュエータ１００の出力を検出する。例えば、検出部５００は、超音波アクチュエータ１００から照射された超音波の音圧を検出する。もちろん、検出部５００は、音圧に限らず、超音波アクチュエータ１００の振動等から超音波の出力を検出してもよい。

（ステップＳ５：フィードバック）
検出部５００は、検出した超音波の出力情報を制御部７０にフィードバックする。例えば、制御部７０は、検出部５００からフィードバックされた音圧と、数２および数３の計算式を用いて、変更するインピーダンスＺ_Ｌを計算する。

（ステップＳ６：電流値調整）
制御部７０は、電流値の調整を行う。例えば、制御部７０は、駆動部８５を制御することによって、可変インピーダンス部８４のインピーダンスＺ_Ｌを算出されたインピーダンスに合わせる。これによって、可変インピーダンス部８４側の回路に流れる電流が変化し、その結果、超音波アクチュエータ１００に流れる電流が変化する。例えば、制御部７０は、ステップＳ１からステップＳ６を繰り返すことによって、超音波アクチュエータ１００に流れる電流が一定となるように調整する。

＜測定動作＞
以上のような構成を備える装置の制御動作について説明する。まず、制御部７０は、顔支持部４に顔を支持された被検者の被検眼に対する超音波眼圧計１のアライメントを行う。例えば、制御部７０は、受光素子２２２によって取得される前眼部正面画像から指標投影系２５０による輝点を検出し、輝点の位置が所定の位置になるように駆動部５を駆動させる。もちろん、検者は、表示部７５を見ながら、操作部７６等を用いて被検眼に対するアライメントを手動で行ってもよい。制御部７０は、駆動部５を駆動させると、前眼部画像の輝点の位置が所定の位置であるか否かによってアライメントの適否を判定する。

被検眼Ｅに対するアライメント完了後、制御部７０は、角膜厚測定系２７０によって角膜厚を測定する。例えば、制御部７０は、受光素子２７５によって受光された受光信号に基づいて角膜厚を算出する。例えば、制御部７０は、受光信号に基づいて、角膜表面の反射光によるピーク値と、角膜裏面の反射光のピーク値との位置関係から角膜厚を求めてもよい。制御部７０は、例えば、求めた角膜厚を記憶部７４等に記憶させる。

続いて制御部７０は、超音波アクチュエータ１００を用いて被検眼の眼圧を測定する。例えば、制御部７０は、超音波素子１１０に電圧を印加し、被検眼Ｅに超音波を照射する。制御部７０は、例えば、超音波によって音響放射圧を生じさせることによって角膜を変形させる。そして、制御部７０は、変形検出系２６０によって角膜の変形状態を検出する。例えば、制御部７０は、受光素子２６３の受光信号に基づいて角膜が所定形状（圧平状態または扁平状態）に変形したことを検出する。なお、超音波眼圧計１は、電流調整部８３によって電流を調整する、安定した超音波出力で好適に角膜を所定形状に変形させることができる。

制御部７０は、例えば、被検眼の角膜が所定形状に変形したときの音響放射圧に基づいて被検眼の眼圧を算出する。被検眼に加わる音響放射圧は超音波の照射時間と相関があり、超音波の照射時間が長くなるにつれて大きくなる。したがって、制御部７０は、超音波の照射時間に基づいて、角膜が所定形状に変形したときの音響放射圧を求める。角膜が所定形状に変形するときの音響放射圧と、被検眼の眼圧との関係は、予め実験等によって求められ、記憶部７４等に記憶される。制御部７０は、角膜が所定形状に変形したときの音響放射圧と、記憶部７４に記憶された関係に基づいて被検眼の眼圧を決定する。なお、本実施例のように、電流調整部８３によって電流が調整されることで超音波の出力が安定するため、超音波の照射時間と、音響放射圧との適正な相関も得られやすい。

もちろん、眼圧の算出方法は、上記に限らず、種々の方法が用いられてもよい。例えば、制御部７０は、変形検出系２６０によって角膜の変形量を求め、変形量に換算係数を掛けることによって眼圧を求めてもよい。なお、制御部７０は、例えば、記憶部７４に記憶された角膜厚に応じて算出した眼圧値を補正してもよい。

なお、制御部７０は、被検眼によって反射した超音波に基づいて眼圧を測定してもよい。例えば、被検眼によって反射した超音波の特性変化に基づいて眼圧を測定してもよいし、被検眼によって反射した超音波から角膜の変形量を取得し、その変形量に基づいて眼圧を測定してもよい。

以上のように、本実施例の超音波眼圧計１は、超音波素子１１０に印加する電流値を調整することによって、超音波の出力を安定させることができ、適切に眼圧を測定することができる。

例えば、超音波アクチュエータ１００は、全体が共振することによって大きな音圧または音響放射圧を出力できる。しなしながら、共振周波数は時間経過とともに変動するため、適正な共振状態ではなくなると音圧（または音響放射圧）が徐々に低下してしまうことがある。そこで、音圧（または音響放射圧）の低下に合わせて超音波アクチュエータ１００に印加する電流を調整することによって、安定した音圧または音響放射圧を得られる。

なお、上記の実施例において、検出部５００は、超音波の音圧を検出し、制御部７０にフィードバックしたが、これに限らない。例えば、検出部５００は、サンプリングボードなどによって、超音波アクチュエータ１００に流れる電流値、電圧値または抵抗値を計測してもよい。この場合、検出部５００によって検出された電流値、電圧値または抵抗値等の情報は、制御部７０にフィードバックされる。制御部７０は、検出部５００からフィードバックされた情報に基づいて、電流調整部８３を制御し、電流を調整する。このように、検出部５００は、超音波の音圧または音響放射圧だけでなく、超音波アクチュエータ１００に流れる電流に関する情報を検出し、制御部７０にフィードバックしてもよい。そして、制御部７０は、超音波アクチュエータ１００に流れる電流が所定となるように、電流調整部８３を制御してもよい。

なお、電流調整部８３は、定電流回路を備えてもよい。定電流回路は、抵抗が変わっても電流を一定に流そうとする回路である。例えば、トランジスタを用いた定電流回路が知られている。定電流回路を用いることによって、制御部７０による特別な制御を必要とせず、電気回路の構成によって電流値を調整できる。このように、定電流回路を用いた場合であっても、超音波アクチュエータ１００に印加する電流を安定させ、被検眼に印加する超音波の音圧または音響放射圧を安定させることができる。

１非接触式超音波眼圧計
２基台
３筐体
４顔支持部
６支基
１００照射部
２００光学ユニット
４００装着部
５００検出部

Claims

超音波を用いて被検眼の眼圧を測定する超音波眼圧計であって、
超音波素子を有し、前記被検眼に対して超音波を照射する超音波アクチュエータと、
前記超音波素子に印加する電流を調整し、超音波の音圧または音響放射圧を制御する電流調整手段と、
前記超音波アクチュエータに流れる電流の大きさに関する電流情報を取得する取得手段と、
前記電流調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記超音波アクチュエータに所定の電流が流れるように、前記電流情報に基づいて前記電流調整手段を制御することで、超音波の照射時間と音響放射圧とが超音波の照射時間が長くなるにつれて音響放射圧が大きくなるという相関関係となるようにし、前記相関関係に基づいて、角膜が所定形状に変形したときの前記照射時間に対応した音響放射圧を求め、求められた前記音響放射圧に基づいて前記被検眼の眼圧を算出することを特徴とする超音波眼圧計。