JP7421069B2 - 超音波眼圧計 - Google Patents

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圧平状態と、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圧平状態と、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測定する装置が提案されている（特許文献２参照）。

特許文献１の装置では、超音波出力測定用の超音波センサが設けられ、超音波出力レベルが帰還制御される。

特開平５－２５３１９０ 特開２００９－２６８６５１

しかしながら、特許文献１のような装置において、超音波センサによって超音波が遮られ、被検眼に対して十分に超音波を照射することができなかった。したがって、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。

本開示は、従来の問題点を鑑み、超音波の照射に影響を与えないように超音波出力を監視する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） 被検眼の眼圧を測定するための超音波眼圧計であって、振動子を有し、前記被検眼に向けて超音波を発生させる超音波発生手段と、前記超音波発生手段の出力を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号を監視する制御手段と、を備え、前記検出手段は、前記超音波発生手段から前記被検眼に向けて照射される超音波の照射経路外に配置され、前記制御手段は、前記検出手段の検出信号の大きさに基づいて、前記超音波発生手段の異常の有無を判定することを特徴とする。
（２） 被検眼の眼圧を測定するための超音波眼圧計であって、振動子を有し、前記被検眼に向けて超音波を発生させる超音波発生手段と、前記超音波発生手段の出力を検出する検出手段と、前記検出手段の検出信号を監視する制御手段と、を備え、前記検出手段は、前記超音波発生手段から前記被検眼に向けて照射される超音波の照射経路外に配置され、前記制御手段は、前記検出手段の検出信号の周波数に基づいて、前記超音波発生手段の異常の有無を判定することを特徴とする。

本実施例の超音波眼圧計の外観図である。 本実施例の光学系を示す概略図である。 本実施例の制御系を示すブロック図である。 本実施例の制御動作を示すフローチャートである。 変形検出系の検出信号を示す図である。 変形検出系の検出信号を示す図である。 本実施例の制御動作を示すフローチャートである。 変形検出系の検出信号を示す図である。 本実施例の制御動作を示すフローチャートである。 表示部の表示の一例を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、本開示に係る第１実施形態について説明する。第１実施形態の超音波眼圧計は、被検眼の眼圧を非侵襲で測定する。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角膜形状の変化、または超音波の反射波に基づいて、被検眼の眼圧を測定する。

超音波眼圧計は、例えば、超音波発生部（例えば、超音波ユニット１００）と、検出部（例えば、検出部３００）と、制御部（例えば、制御部７０）を備える。超音波発生部は、例えば、振動子を有し、被検眼に向けて超音波を発生させる。検出部は、例えば、超音波発生部の出力を検出する。検出部は、例えば、超音波、放射圧、または振動子の振動状況などを検出する。制御部は、検出部の検出信号を受信する。

なお、検出部は、照射経路の外に配置される。照射経路は、超音波発生部から被検眼に向かう超音波の照射経路である。照射経路は、例えば、超音波発生部の前面と、超音波の照射スポット（または照射目標）を結ぶ範囲である。この範囲の外側に検出部が配置されることによって、検出部が被検眼に照射される超音波の障害となる可能性を低減できる。

例えば、被検眼に対面する方向を超音波発生部の前方とした場合、検出部は、超音波発生部の側方または後方に配置されてもよい。この場合、検出部は、超音波発生部の側方または後方から超音波発生部の出力を検出する。もちろん、検出部は、超音波発生部の内側または内部に配置されてもよい。例えば、検出部は、超音波発生部の開口部（例えば、開口部１１０）に配置されてもよいし、超音波発生部に組み込まれていてもよい。

なお、検出部は、超音波を検出する超音波センサであってもよい。この場合、検出部は、振動子から発せられる超音波を、超音波センサによって検出する。検出部は、照射経路外（超音波発生部の側方または後方など）に漏れた超音波を検出する。超音波センサは、照射経路の近く、または超音波発生部の後方に配置されると、超音波を検出し易い。

なお、検出部は、変位センサであってもよい。この場合、検出部は、変位センサによって振動子の変位を検出する。制御部は、検出部によって検出された振動子の変位を監視する。なお、変位センサは、例えば、レーザ変位計のように光学的に変位を検出するものであってもよい。

なお、制御部は、検出部によって検出された検出信号の大きさ（強度）、振幅または周波数などに基づいて、超音波発生部の異常の有無を判定してもよい。例えば、制御部は、検出信号の強度、振幅、周波数などが所定範囲内であれば超音波発生部に異常はないと判定し、所定範囲よりも大きい、または小さい場合に超音波発生部に異常があると判定してもよい。これによって、超音波発生部の異常を自動的に判定することができる。

また、制御部は、検出信号のイニシャル値と検出値との比較結果に基づいて、超音波発生部の異常の有無を判定してもよい。イニシャル値は、正常状態において検出部によって検出される検出信号の値（強度、振幅、または周波数など）である。検出値は、被検眼の検査時に検出部によって検出される検出信号の値である。イニシャル値は、例えば、超音波眼圧計に設けられた記憶部（例えば、記憶部７４）に記憶される。制御部は、例えば、検出信号のイニシャル値と検出値の差が所定範囲内であれば超音波発生部に異常はないと判定し、差が所定範囲外であれば超音波発生部に異常があると判定してもよい。

また、制御部は、検出部によって検出された検出信号の変化に基づいて、超音波発生部の異常の有無を判定してもよい。例えば、制御部は、検出部によって検出される検出信号が、所定量以上変化した場合に超音波発生部に異常があると判定してもよい。

なお、制御部は、検出部の検出状態を表示部（例えば、表示部７５）に表示させてもよい。検者は、表示部の検出状態を確認することによって、超音波が正常に照射されているか否か判断することができる。

なお、本装置は、さらに報知部を備えてもよい。報知部は、超音波の出力に異常があったことを検者に報知する。報知部は、例えば、表示部、スピーカー、振動装置、ランプ等であってもよい。例えば、制御部は、超音波発生部に異常があると判定した場合、ディスプレイへの表示、スピーカーからの音、振動装置の振動、またはランプの点灯などによって、検者に超音波発生部の異常を報知する。これによって、検者は、超音波が正常に照射されていないことを把握することができる。

また、制御部は、超音波発生部に異常があると判定した場合、被検眼の測定を中断させてもよい。これによって、不要な測定にかかる時間を削減できる。また、被検眼に不要な超音波を照射することを防げる。

なお、制御部は、超音波発生部に異常があると判定した場合、超音波発生部の制御を変化させてもよい。例えば、制御部は、被検眼に加わる放射圧が正常になるように超音波発生部に加える電圧を自動で変化させてもよい。この場合、制御部は、検出部からの検出信号の値が正常値に戻るように超音波発生部に加える電圧を調整してもよい。これによって、超音波の出力が異常な場合であっても、すぐに正常な状態に戻して測定を行うことができる。もちろん、超音波発生部に対する自動調整の有無は任意に選択可能であってもよい。

なお、制御部は、検出部によって検出された検出信号に基づいて、照射経路内の超音波の出力を推定してもよい。例えば、検出部の検出信号と、照射経路内を伝わる超音波の大きさとの相関関係を予め、この相関関係を表す数値テーブルを記憶部に記憶させておく。制御部は、記憶部に記憶された数値テーブルと、検出部の検出信号とに基づいて超音波の出力を算出する。これによって、制御部は、照射経路内を伝わる超音波の大きさを監視することができる。

＜第２実施形態＞
以下、本開示に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態の超音波眼圧計は、例えば、超音波発生部と、変形検出部（変形検出系２６０）と、制御部を備える。超音波発生部は、被検眼に向けて超音波を発生させる。変形検出部は、角膜の変形状態を検出する。変形検出部は、例えば、光学的に角膜の変形状態を検出する。例えば、変形検出部は、角膜が所定形状に変形した場合に検出信号の強度が最も大きくなるように設けられてもよい。また、変形検出部は、画像を撮影することによって角膜の変形状態を検出してもよい。制御部は、超音波発生部を制御する。

制御部は、変形検出部によって得られた検出信号に基づいて、超音波発生部による超音波の照射を停止させる。例えば、制御部は、眼圧を測定できる形状まで角膜が変形したことを検出信号に基づいて検知した場合に、超音波の照射を停止させる。このように、検出信号に基づいて超音波の照射を停止させることによって、被検眼に必要以上に超音波を照射することを防止できる。これによって、被検者に不快感を与えないようにできる。

なお、眼圧を測定できる所定形状に角膜が変形したときに検出信号の強度が最大となるように変形検出部が調整されている場合、制御部は、検出信号の最大値に基づいて超音波の照射を停止させてもよい。ここで、最大値とは、例えば、変形検出部によって得られる検出信号全体の中で最大の強度である。例えば、制御部は、検出信号の最大値が出現した場合に超音波の照射を停止させてもよい。

例えば、制御部は、検出信号の極大値を最大値とみなし、超音波を停止させてもよい。ただし、変形検出部の誤検出によって検出信号の極大値が複数出現する場合があるため、制御部は、検出信号の極大値が最大値とみなせるかどうか確認するための処理を実行してもよい。

検出信号が最大値をとった後も超音波の照射が継続される場合、音響放射圧が大きくなり、角膜が所定形状からさらに大きく変形する。このため、検出信号が低下するはずである。したがって、制御部は、検出信号が極大値をとった後も超音波の照射を継続させ、検出信号の強度が所定量低下した場合に極大値を最大値とみなし、超音波の照射を停止させてもよい。これによって、誤検出された最大でない極大値に基づいて超音波を停止させてしまうことを防げる。

また、制御部は、検出信号が極大値をとった後、所定時間内に検出信号の最大値が更新されない場合、超音波の照射を停止させてもよい。つまり、検出信号の強度が所定時間減衰を続けている場合、制御部は、検出信号が減衰する前の時点で角膜が所定形状に変形したと判定し、超音波の照射を停止させてもよい。

なお、制御部は、検出信号が極大値をとるまでの超音波の照射時間に基づいて眼圧を算出してもよい。例えば、超音波の照射時間と、被検眼に生じる音響放射圧とは相関がある。したがって、制御部は、超音波の照射時間に対応する音響放射圧の大きさに基づいて、被検眼の眼圧を算出してもよい。例えば、角膜が所定形状に変形するときの音響放射圧の大きさを、各眼圧の被検眼に対して予め測定しておき、音響放射圧と眼圧の対応関係を記憶部に記憶させてもよい。そして、制御部は、記憶部に記憶された対応関係に基づいて被検眼の眼圧を決定してもよい。

なお、制御部は、検出信号が複数の極大値をとる場合、複数の極大値の中で最大の極大値（つまり、最大値）が出現した時刻を基準として眼圧を算出してもよい。つまり、検出信号が最大値をとったときの超音波の照射時間に基づいて眼圧を算出してもよい。また、制御部は、検出信号が複数の極大値をとった場合、検出信号が各極大値をとったときの照射時間の統計（例えば、平均など）に基づいて眼圧を算出してもよい。

＜第３実施形態＞
以下、本開示に係る第３実施形態について説明する。第３実施形態の超音波眼圧計は、超音波発生部と、制御部を備える。超音波発生部は、被検眼に向けて超音波を発生させる。制御部は、超音波発生部を制御する。制御部は、超音波発生部によって被検眼に超音波を照射させ、所定の照射時間が経過すると超音波の照射を停止させる。これによって、本装置は、被検者に与える不快感を低減できる。

なお、本装置は、被検眼の角膜の変形状態を検出する変形検出部をさらに備えてもよい。制御部は、変形検出部によって得られる検出信号に基づいて、眼圧が測定可能な所定形状に角膜が変形したか否かを判定してもよい。制御部は、角膜が所定形状に変形したことが検出された場合、変形検出部によって得られた検出信号に基づいて被検眼の眼圧を算出してもよい。また、制御部は、角膜が所定形状に変形したことが検出されなかった場合、次回照射する超音波の照射時間を変更してもよい。例えば、制御部は、次回の超音波の照射時間を長くしてもよい。

被検眼に超音波を照射する場合、照射時間が長いと被検者に不快感を与える可能性がある。例えば、１０ミリ秒（ｍｓｅｃ）以上超音波を照射する場合、被検者に不快感を与える場合がある。そこで、制御部は、被検者に不快感を与えないように、１回目の測定では１０ｍｓｅｃ以下で超音波の照射を行い、1回目の測定でピークが出なければ、２回目以降の測定で、１０ｍｓｅｃ以上の超音波を照射してもよい。なお、１回目の測定において、制御部は、２ｍｓｅｃ以下で超音波の照射を行ってもよい。これによって、被検者に不快感を与える可能性をさらに低減できる。

なお、制御部は、変形検出部によって角膜が所定形状に変形したことが検出された場合、変形検出部によって得られた検出信号に基づいて被検眼の眼圧を算出し、角膜が所定形状に変形したことが検出されなかった場合、次回の超音波の照射において照射出力を変更してもよい。このように、制御部は、測定可能となるまで徐々に超音波の出力を大きくすることによって、被検者に与える不快感を低減させてもよい。

なお、制御部は、前回の照射から１０ｍｓｅｃ以内に次の超音波を照射させてもよい。これによって、測定時間を短縮させることができる。また、制御部は、前回の照射から１～２ｍｓｅｃ程度間隔を空けて次の超音波を照射させてもよい。これによって、本装置は、被検者に不快感を与える可能性を低減できる。

＜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。

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、測定部３と、顔支持部４、駆動部５等を備える。測定部３については後述する。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に対して測定部３を移動させる。

図２は、測定部３の主な構成の概略図である。測定部３は、例えば、被検眼の測定・観察等を行う。測定部３は、例えば、超音波ユニット１００と、光学ユニット２００、検出部３００等を備える。超音波ユニット１００、光学ユニット２００、検出部３００について図２を用いて順に説明する。

超音波ユニット１００は、例えば、超音波を被検眼Ｅに照射する。例えば、超音波ユニット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。超音波ユニット１００は、例えば、超音波素子を備える。超音波素子は、例えば、超音波を発生させる。例えば、超音波素子は圧電素子（例えば、圧電セラミックス）、磁歪素子等であってもよい。

なお、超音波ユニット１００は、開口部１１０を備えてもよい。例えば、開口部１１０は、後述の光学ユニット２００からの光を通過させるように形成されてもよい。

超音波ユニット１００は、ボルト締めランジュバン型振動子（Bolt-clamped Langevin-type Transducer: BLT）であってもよい。ＢＬＴは、例えば、積層された２つの圧電素子を金属ブロックで挟み、それをボルト締めしたものである。これによって、圧電素子の引っ張り強度を強くし、発振による大きな引っ張り応力にも耐えられるようになる。また、超音波ユニット１００は、パラメトリックスピーカーであってもよい。パラメトリックスピーカーは、例えば、複数の超音波素子を並列させた構成である。

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。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に測定部３の外からの光を取り込む、または光学ユニット２００からの光を測定部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、超音波ユニット１００の開口部１１０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。ビームスプリッタ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、測定光源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３００は、例えば、超音波ユニット１００の出力を検出する。検出部３００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、超音波ユニット１００から発生した超音波を検出する。変位センサは、超音波ユニット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、超音波ユニット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３００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、超音波ユニットの前面Ｆと、超音波の照射目標Ｔｉを結ぶ領域である。検出部３００は、例えば、超音波ユニット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３００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３００として超音波センサが用いられる場合、検出部３００は、超音波ユニット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３００として変位センサが用いられる場合、検出部３００は、超音波ユニット１００の側方または後方から超音波ユニット１００の変位を検出する。変位センサは、例えば、超音波ユニット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ユニット１００の変位を検出する。検出部３００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３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、端末装置１０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、記憶部７４、表示部７５、操作部７６、超音波ユニット１００、光学ユニット２００、検出部３００等と接続されてもよい。制御部７０は、検出部３００からの検出信号を受信する。

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。

＜制御動作＞
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測定部３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、超音波ユニット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。

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。

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。

＜超音波の照射制御＞
以下、眼圧測定を行う際の超音波の照射制御について図４のフローチャートに基づいて説明する。図４は、角膜測定終了後から眼圧の算出前までの制御について示している。

（ステップＳ１－１：超音波照射）
ステップＳ１－１において、制御部７０は、超音波ユニット１００によって超音波を発生させる。発生した超音波は、被検眼に照射される。超音波によって被検眼に音響放射圧が加わり、角膜が変形する。変形検出系２６０は、角膜の変形を検出し、検出信号を制御部７０に送信する。

（ステップＳ１－２：検出信号の取得）
ステップＳ１－２において、制御部７０は、変形検出系２６０から検出信号を取得する。

（ステップＳ１－３：検出信号の低下判定）
ステップＳ１－３において、制御部７０は、検出信号が極大値をとった後、検出信号の強度が所定量低下したか否か判定する。例えば、図５に示すように、制御部７０は、信号強度の極大値と、極大値をとった後の信号強度の最小値との差Ｄを、所定量Ｄａと比較する。制御部７０は、差Ｄが所定量Ｄａよりも小さい場合はステップＳ１－４に進み、差Ｄが所定量Ｄａよりも大きい場合はステップＳ１－５に進む。例えば、図５の時刻Ｔ１の場合、検出信号の極大値Ｐ１と、極大値Ｐ１の出現以降の最小値Ｍ１との差Ｄは、所定量Ｄａよりも小さいため、制御部７０はステップＳ１－４に進む。図５の時刻Ｔ２の場合、検出信号の最大値は、極大値Ｐ１よりも大きな極大値Ｐ２に更新されている。極大値Ｐ２と、極大値Ｐ２の出現以降の最小値Ｍ２との差Ｄは、所定量Ｄａよりも大きいため、制御部７０は、ステップＳ１－５に進む。

（ステップＳ１－４：所定時間の経過判定）
ステップＳ１－４において、制御部７０は、検出信号の最大値が更新されてから所定時間Ｔａが経過したか否か判定する。例えば、図６に示すように、制御部７０は、最大値が更新された時刻から現時点までの経過時間Ｔを、所定時間Ｔａと比較する。制御部７０は、経過時間Ｔが所定時間Ｔａよりも長い場合はステップＳ１－５に進み、経過時間Ｔが所定時間Ｔａよりも短い場合はステップＳ１－２に戻る。図６の時刻Ｔ４の場合、直近の最大値である極大値Ｐ１が検出された時刻Ｔ３からの経過時間Ｔｂは、所定時間Ｔａよりも短いため、制御部７０はステップＳ１－２に戻る。図６の時刻Ｔ６の場合、直近の最大値である極大値Ｐ２が検出された時刻Ｔ５からの経過時間Ｔｃは、所定時間Ｔａよりも長いため、制御部７０はステップＳ１－５に進む。

（ステップＳ１－５：超音波停止）
ステップＳ１－５において、制御部７０は、超音波ユニット１００を制御して超音波を停止させ、眼圧の算出に移る。

以上のように、制御部７０は、検出信号に基づいて超音波の照射を停止させることによって、被検眼に必要以上に超音波を照射させ、被検者に不快感を与える可能性を抑制できる。

従来の空気噴出式の装置では、被検眼に余分な空気が噴射されることを防ぐため、角膜が所定形状に変形する前に空気噴出部の駆動を停止させ、その後はピストンの惰性によって空気を噴出させていた。しかし、超音波式の場合は、角膜の変形が始まった段階で超音波ユニット１００の駆動を停止させると、すぐに超音波の照射が終わってしまい、角膜を所定状態まで変形させるだけの音響放射圧を得ることができない。そこで、本実施例のように、制御部７０は、検出信号が極大値をとった後、所定量低下することを確認することによって、検出された極大値が誤検出によるものか、角膜が所定形状に変形したことによるものかを容易に判定することができる。これによって、超音波の照射時間が足らず、眼圧測定が不正確になる可能性を低減できる。

なお、ステップＳ１－４のように、検出信号の最大値が更新されるまでの時間に制限を設けることによって、超音波の照射が不要に長引くことを防げる。

＜超音波停止の変容例＞
なお、制御部７０は、眼圧測定を行う際の超音波の照射制御について図７のフローチャートに示すような制御動作を実行させてもよい。図７に示す制御動作は、図４の制御動作に対して超音波を停止させるタイミングが異なる。また、図７は、角膜測定終了後から眼圧の算出前までの制御について示している。

（ステップＳ２－１：超音波照射）
ステップＳ２－１において、制御部７０は、超音波ユニット１００によって超音波を発生させる。発生した超音波は、被検眼に照射させる。超音波によって被検眼に音響放射圧が加わり、角膜が変形する。変形検出系２６０は、角膜の変形を検出し、検出信号を制御部７０に送信する。

（ステップＳ２－２：超音波停止）
ステップＳ２－２において、制御部７０は、所定の照射時間が経過すると、超音波ユニット１００を制御して超音波を停止させる。

（ステップＳ２－３：極大値の有無判定）
ステップＳ２－３において、制御部７０は、変形検出系２６０から受信した検出信号の変化を監視し、検出信号の極大値の有無を判定する。例えば、制御部７０は、時間に対する検出信号のグラフの傾きを算出し、その正負に基づいて極大値の有無を判定する。もちろん、制御部７０は、単に検出信号の強度の増減に基づいて極大値の有無を判定してもよい。なお、誤検出による極大値が出現する可能性もあるため、制御部７０は、超音波の照射終了時点で最大となる極大値が有るか否かを判定してもよい。この場合、例えば、制御部７０は、超音波の照射終了時点で最大となる極大値がないと判定した場合はステップＳ２－４に進み、最大となる極大値があると判定した場合は眼圧の算出に移る。なお、制御部７０は、前述の実施例のように、検出信号が極大値をとった後に所定量低下したか否かを判定基準に用いてもよい。

（ステップＳ２－４：照射時間変更）
ステップＳ２－４において、制御部７０は、検出信号にピークが出ていない場合、照射時間を長くする。例えば、図８に示すように、超音波の１回目の照射において、照射時間Ｔｄで超音波を照射した場合、検出信号の極大値Ｐ１は検出されない。この場合、制御部７０は、超音波の照射時間Ｔｄを照射時間Ｔｅに変更する。本実施例において、照射時間Ｔｅは、本装置において測定可能な最大の眼圧を求めるための照射時間に設定される。

制御部７０は、照射時間を変更すると、ステップＳ２－１に戻る。制御部７０は、ステップＳ２－１、ステップＳ２－２において、再度、超音波ユニット１００によって照射時間Ｔｅで超音波を照射する。上記のように、超音波の照射時間が最大に変更された場合、ステップＳ２－３において検出信号に極大値Ｐ１が出現する（図８参照）。

以上のように、予め設定された照射時間で超音波の照射を停止させることによって、正常な眼圧の被検者に与える不快感を低減することができる。

なお、制御部７０は、上記のように、始めから最大の照射時間Ｔｅに変更しなくてもよく、ステップＳ２－１～Ｓ２－４の処理が繰り返される度、徐々に照射時間を長くしてもよい。これによって、本装置は、超音波が照射される感覚を被検者に徐々に覚えさせ、恐怖心の弱まった状態で測定を行うことができる。

なお、制御部７０は、前回の超音波の照射から次回の超音波の照射までの照射間隔を１０ｍｓｅｃ以内にしてもよい。これによって、被検眼に不快感を与えずに、より短時間で測定を行うことができる。

なお、ステップＳ２－４において、測定時のアライメントがずれた場合、または被検者の瞬きなどによって正常に測定が行われなかった場合、制御部７０は、超音波の照射時間を変更しなくてもよい。例えば、制御部７０は、超音波照射時の観察系２２０によって撮影された前眼部画像、またはＺアライメント検出系２８０の検出結果に基づいて、アライメントのずれ、または被検者の瞬きを検知してもよい。アライメントずれ、または瞬きが検出された場合、制御部７０は、同じ照射時間で再度測定を行ってもよい。このように、制御部７０は、角膜が変形しない要因が超音波の出力以外に考えられる場合、超音波の照射時間を維持することによって、次回の測定で必要以上に超音波を照射することを抑制できる。

＜超音波の監視＞
次に、眼圧測定時における超音波出力の監視についての制御動作を図９のフローチャートに基づいて説明する。制御部７０は、超音波ユニット１００によって超音波を照射する際に、以下の処理を実行し、超音波出力を監視する。

（ステップＳ３－１：検出部による検出）
ステップＳ３－１において、検出部３００は、超音波ユニット１００の側面から漏れた超音波を検出し、検出信号を制御部７０に送信する。なお、図１０に示すように、制御部７０は、検出信号を表示部７５に表示してもよい。これによって、検者は、表示部７５の検出状態を確認することで、超音波が正常に照射されているか否か判断することができる。

（ステップＳ３－２：異常の有無判定）
ステップＳ３－２において、制御部７０は、検出部３００から受け取った検出信号の大きさに基づいて、超音波ユニット１００の異常の有無を判定する。例えば、制御部７０は、記憶部７４記憶された検出信号のイニシャル値と、測定時の検出信号の検出値との比較結果に基づいて、超音波ユニット１００の異常の有無を判定する。イニシャル値は、例えば、超音波ユニット１００が正常な状態において検出部３００によって検出される検出信号の値である。制御部７０は、例えば、検出値とイニシャル値の差が正常範囲内であれば超音波ユニット１００に異常はないと判定し、正常範囲外であれば超音波ユニット１００に異常があると判定する。正常範囲は記憶部７４に記憶されており、検者によって適宜設定可能であってもよい。超音波ユニット１００に異常があると判定された場合はステップ３－３に進み、異常がないと判定された場合はステップ３－１に戻って超音波の検出を続ける。

（ステップＳ３－３：測定中止）
ステップＳ３－３において、制御部７０は、超音波ユニット１００による超音波の発生を中止させ、測定を中断する。これによって、不正確な測定にかかる時間を短縮できる。また、被検眼に不要な超音波を照射することを防げる。

（ステップＳ３－４：報知）
ステップＳ３－４において、制御部７０は、超音波ユニット１００に異常があったことを検者に報知する。例えば、図１０に示すように、制御部７０は、超音波に異常がある旨の警告７９を表示部７５に表示させる。検者は、表示部７５の表示を確認することによって、超音波が正常に照射されていないことを把握することができる。なお、表示部７５への表示に限らず、制御部７０は、スピーカーの音、振動装置の振動、またはランプの点灯などによって、検者に超音波ユニット１００の異常を報知してもよい。

例えば、検出部３００が照射経路Ａ（図２参照）の中に配置される場合、検出部３００によって超音波が乱れ、被検眼に対して十分な出力の超音波を照射することができない可能性があった。この場合、被検眼を十分に変形させることができず、眼圧を測定することが難しい。しかしながら、上記のように、検出部３００を超音波の照射経路Ａの外に配置することによって、被検者に照射される超音波が検出部３００によって遮られることを抑制できる。したがって、超音波の出力を監視することに加え、被検眼を変形させるのに十分な超音波を照射できる。これによって、本装置は、超音波出力の過不足を監視することができ、安全に眼圧測定を行うことができる。

なお、制御部７０は、超音波ユニット１００に異常があると判定した場合、超音波ユニット１００の制御を変化させてもよい。例えば、制御部７０は、被検眼に加わる放射圧が正常になるように超音波ユニット１００に加える電圧を自動で変化させてもよい。この場合、制御部７０は、検出部３００からの検出信号の値が正常値に戻るように超音波ユニット１００に加える電圧を調整してもよい。これによって、制御部７０は、超音波の出力が異常な場合であっても、すぐに正常な状態に戻して測定を行うことができる。もちろん、超音波ユニット１００に対する自動調整の有無は任意に選択可能であってもよい。

なお、以上の説明において、検出信号のイニシャル値との比較に基づいて超音波ユニット１００の異常の有無を判定したが、これに限らない。例えば、検出信号の正常範囲が予め設定されており、検出信号が正常範囲内に入るか否かで超音波ユニット１００の異常の有無を判定してもよい。

また、制御部７０は、検出部３００によって検出された検出信号の変化に基づいて、超音波ユニット１００の異常の有無を判定してもよい。例えば、制御部７０は、検出部３００によって検出される検出信号が、所定の変化量より大きく変化した場合に超音波ユニット１００に異常があると判定してもよい。例えば、検出信号が３０％以上変化した場合に超音波ユニット１００に異常があると判定してもよい。

なお、制御部７０は、検出部３００によって検出された検出信号に基づいて、照射経路Ａの中の超音波の出力を推定してもよい。例えば、超音波の照射目標Ｔｉの位置に超音波センサを設置し、超音波センサによって検出される超音波の大きさと、検出部３００によって検出される検出信号の大きさの相関関係を求め、この相関関係を表す数値テーブルを記憶部７４に記憶させておく。この場合、制御部７０は、記憶部７４に記憶された数値テーブルに基づいて、検出部３００の検出信号の大きさを超音波の出力値に換算する。これによって、制御部７０は、照射経路Ａの中を伝わる超音波の大きさを監視することができる。

なお、以上の実施例は、超音波の出力が一定である場合を想定しているが、超音波の出力値を調整できる構成であってもよい。例えば、超音波の出力は徐々に大きくなるように出力されてもよい。このような場合、制御部７０は、検出部３００の検出信号に基づいて、超音波出力の変化を検出してもよい。

なお、図６のように、検出信号が複数の極大値（極大値Ｐ１，Ｐ２）をとる場合、制御部７０は、最大の極大値（例えば、極大値Ｐ２）をとる時刻（例えば、時刻Ｔ５）を基準に眼圧を算出してもよいし、複数の極大値の各時刻（例えば、時刻Ｔ３，Ｔ５）の平均時刻等を基準として眼圧を算出してもよい。これらの眼圧の算出方法は、検者によって適宜設定可能であってもよい。

なお、制御部７０は、検出部３００の検出結果を眼圧の測定に利用してもよい。例えば、制御部７０は、超音波の照射時間に基づいて算出した眼圧を、検出部３００によって得られた検出信号に基づいて補正してもよい。これによって、制御部７０は、超音波ユニット１００の出力が不安定な場合であっても、より正確に被検眼の眼圧を算出することができる。

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。

１ 超音波眼圧計
２ 基台
３ 測定部
４ 顔支持部
７０ 制御部
１００ 超音波ユニット
２００ 光学ユニット
３００ 検出部

Claims (2)

1. 被検眼の眼圧を測定するための超音波眼圧計であって、
   振動子を有し、前記被検眼に向けて超音波を発生させる超音波発生手段と、
   前記超音波発生手段の出力を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出信号を監視する制御手段と、を備え、
   前記検出手段は、前記超音波発生手段から前記被検眼に向けて照射される超音波の照射経路外に配置され、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出信号の大きさに基づいて、前記超音波発生手段の異常の有無を判定することを特徴とする超音波眼圧計。
2. 被検眼の眼圧を測定するための超音波眼圧計であって、
   振動子を有し、前記被検眼に向けて超音波を発生させる超音波発生手段と、
   前記超音波発生手段の出力を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出信号を監視する制御手段と、を備え、
   前記検出手段は、前記超音波発生手段から前記被検眼に向けて照射される超音波の照射経路外に配置され、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出信号の周波数に基づいて、前記超音波発生手段の異常の有無を判定することを特徴とする超音波眼圧計。

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