JPH0479933A - 眼科測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は眼科測定装置、特に被検眼にレーザ光を投光し
被検眼内のレーザ光の散乱状態を介して所定の測定を行
なう眼科測定装置に関するものである。

［従来の技術］ 前房内浮遊細胞測定は眼内炎症、特に血液房水棚の異常
やブドウ膜炎を判定する上で極めて重要である。従来は
細隙灯顕微鏡を用いての目視判定が繁用されている一方
、定量的な方法としては写真計測法が報告されているが
、容易に臨床応用できる方法はまだ完成されていない。

その他では、特開昭６４−２６２３号などにおいては、
眼房内での散乱光測定を介して前房内浮遊細胞を測定す
る方法が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこの方法ではマスクの開口の大きさが固定されて
いるため、前房内浮遊細胞（以後セルと呼ぶ）の個数に
よってはレーザビームの中に同時に２ヶ以上入ってきた
りすることがある。

この時これを１ケとしてカウントしてしまうため、実際
の個数より少なく表示し、測定精度が悪くなるという問
題点がある。

また、マスク開口を小さくしてこれを防ごうとすると、
測定部体積が小さくなり、セルの個数が少ない場合には
、（測定部にセルが偶然、存在する場合しない場合があ
り）カウントしたり、しなかったりして再現性の悪化や
見た感じとの違和感という問題が生じてくる。

第９図（ａ）、（ｂ）を参照して上記の問題を説明する
。

第９図（ａ）は被検眼の眼内における測定装置の測定視
野を示している１図において符号りはレーザービームで
、装置の光電変換部はこのように進行するレーザービー
ムの照射領域を側方から測定するようになっている。測
定視野は光電変換部前方のマスク２６上の所定の開口に
より規制される。

このとき、第９図（ａ）のように進行するレーザービー
ムの進行方向に沿って、セル（微粒子としての細胞）Ｃ
が２個存在すると、セルＣの第６図に示す散乱光ピーク
が重なってしまい、結果としてセルＣの数は１個として
カウントされる。

この点に鑑み、第７図（ｂ）のようにマスクの開口を小
さくしておくことが考えられる。この場合セルの数２個
を１個とカウントする確率は減少するが、測定体積が減
少することになり、セルが少ない場合、測定再現性の悪
化および目で観察した時との違和感を生じるという問題
がある。

本発明の課題は上記問題を解決し、測定条件、たとえば
被検眼の炎症の程度などに応じて測定体積を調節し、か
つ正確な浮遊細胞数を測定できる眼科測定装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては上述した課題を解決するために、 被検眼にレーザ光を投光し被検眼内の浮遊細胞からのレ
ーザ散乱光を受光して眼科測定を行なう眼科測定装置に
おいて、 レーザ光源からの光を眼内の所定点に集光する投光部と
、 眼内からのレーザ散乱光を受光する光電変換素子を備え
た受光部と、 光電変換素子の前方に配置された視野を制限するマスク
と、 前記マスクの開口面積を調節する手段と、前記光電変換
素子からの信号を処理して眼科測定を行なう処理手段と
、 前記レーザ光を水平及び垂直方向に走査させる手段と、 前記マスクの開口の大きさを眼内測定条件に応じて変化
させる制御手段を設けた構成、あるいは、 前記処理手段により前記光電変換素子からの信号に対し
て所定の処理を行ない浮遊細胞数を計数する場合、 前記マスクによって制限された視野内のレーザ光照射領
域中に前房内浮遊細胞が複数存在する確率を２項分布に
基づいた方法で求め、前記処理手段により計測された細
胞の個数を補正して出力する構成を採用した。

［作　用］ 上記のうち、被検眼の炎症の状態などに依存する測定す
べき浮遊細胞の数に応じ、適切なサイズのマスク開口を
選択することができ、また、後者の方法によれば、２項
分布に基づく確率演算により、実際の細胞数に近い計数
結果を出力できる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。

〈機器の構成および測定処理の概略〉 第１図〜第３図には本発明に係わる眼科測定装置の概略
構成が図示されており、同図において符号１で図示する
ものは、ヘリウムネオン、アルゴン等で構成されるレー
ザー光源で、このレーザー光源ｌは架台２上に配置され
る。レーザー光源１からの光はレーザー用フィルタ３、
垂直走査用ミラー４、水平走査用ミラー４′、プリズム
５、プリズム６、レンズ７、ビームスプリッタ８、レン
ズ９、プリズムｌＯを介して被検眼１１の前房１１ａの
１点に集光される。

このレーザー投光部にはスリット光用光源１２が設けら
れ、この光源１２からの光はスリット光用シャッタ１３
、スリット１４を経てビームスプリッタ８、レンズ９、
プリズムｌＯを介し前房１１ａにスリット像として結像
される。このスノット像は、上述したレーザー光源から
の光が点状に集光されるため、その周囲を照明して集光
点の位置を容易に確認するためのものである。

またスリット１４のスリット幅並びにスリット長さは調
整ノブ１５及び切換ノブ１６を介してそれぞれ調整ない
し切り換えることができる。

前房１１ａにおける計測点からのレーザー散乱光の一部
は検出部２９の対物レンズ２０を経てビームスプリッタ
２１により分割されてその一部はレンズ２２、プリズム
２３、スリット２６ａを有するマスク２６を経て光電変
換素子として機能する光電子増倍管２７に入射される。

また、ビームスプリッタ２１により分割された他方の散
乱光は変倍レンズ３０、プリズム３１．３４を経て接眼
レンズ３２により検者３３によって観察することができ
る。

また、光電子増倍管２７の出力はアンプ２８′を経てカ
ウンター４０に入力され、光電子増倍管によって検出さ
れた散乱光強度が単位時間当りのパルス数として計数さ
れる。このカウンタ４０の出力すなわち、サンプリング
回数や総パルス数は、各単位時間ごとに割り当てられた
メモリ２５内に格納される。メモリ２５に格納されたデ
ータは演算装置４１により後述するように演算処理され
、前房内浮遊物の数が演算される。

また垂直及び水平走査用ミラー４．４′は第３図に詳細
に図示したように、それぞれ鋸歯状波発生回路４２．４
２′、垂直、水平走査用ミラー駆動回路４３．４３′を
介して演算装置４１によって垂直、水平方向にそれぞれ
揺動され、それによりレーザー光を水平、垂直方向に走
査し前房内のレーザー光点を水平及び垂直方向に移動さ
せることができる。このレーザー光点の垂直方向の走査
は、後述するようにスリット２６ａを中心にして縦方向
（垂直方向）にスリット幅を越えないように行なわれる
。

また本発明では電源５１から給電される発光ダイオード
等からなる固視灯５０が被検者が固視できる位置に配置
される。この固視灯５０の色光は、レーザー光源ｌの色
光と異なるように、例えばレーザー光源からの光が赤色
である場合は、緑色のように選ばれる。また、この固視
灯５０はリンク機構５２により矢印方向に回動でき被検
者に対して好適な位置に調節可能である。

また、架台２上には押しボタン４６を備えた例えばジョ
イスティック４５のような入力装置が設けられており、
これを操作することによりレーザー用フィルタ３、スリ
ット光用シャッタ１３をそれぞれの光学系に挿入または
離脱させることができる。

次にこのように構成された装置の動作を説明する。測定
に際しては、先ず光源１２を点灯し、ビームスプリッタ
８．ｌＯ、レンズ９を介して前房１１ａの測定点Ｐを含
む部分にスリット１４のスリット像を結像する。続いて
レーザー光源からの光をその光学系を介して測定点Ｐに
集光させる。

測定点Ｐで散乱された光は、その一部がビームスプリッ
タ２１により検者３３の方向に向けられ観察されると同
時にレンズ２２、プリズム２３、マスク２６を介して光
電子増倍管２７に入射される。

一方、演算装置４１の制御により鋸歯状波発生回路４２
．４２’及び垂直走査用ミラー駆動回路４３、水平走査
用ミラー駆動回路４３′を介して垂直、水平走査用ミラ
ー４．４′が走査される。

この場合、鋸歯状波発生回路４２．４２′はそれぞれ第
４図（Ａ）、（Ｂ）に図示したような信号を発生し、レ
ーザー光を走査する。Ｘｌ、Ｘ２はそれぞれ測定開始及
び終了時点を示す。水平周波数をＨｔ、垂直周波数をＶ
ｔ、垂直走査回数をＮとすると、Ｈ，＝Ｖ、／Ｎの式が
成立する。

この信号波でミラー４，４′が走査され、それに従って
レーザー光（ビーム）が測定点Ｐを中心に走査されるが
、実際レーザー投光部から見た走査の状態が第５図に図
示されている。この垂直方向の走査幅は眼内反射光など
ノイズ成分を除去して散乱光に基づく信号を効率よく受
光するためにスリット２６ａの垂直方向の幅より小さく
設定しておくに のようにして、光電子増倍管はマスク２６のスリット２
６ａを介して入射されるレーザー散乱光を受光し、前房
１１ａ内の浮遊物によって散乱される散乱光の強度を検
出し、それに応じてパルス列に変換され単位時間当りの
パルス数としてカウンター４０で計数され、その計数値
が各単位時間ごとに割り当てられたメモリ２５に□格納
される。

測定対象物である前房内の浮遊物は、数ミクロン以上の
大きさをもっているため、レーザー光が浮遊物を横切っ
たとき散乱光強度に１つのピークが生じる。従って、レ
ーザー光が浮遊物を横切るに必要な時間よりも短く測定
単位時間を設定し、浮遊物を測定すれば、メモリ２５に
格納されている計数値を時系列的に表わすと、レーザー
光が浮遊物を横切った所だけ計数値が多くなるため、第
６図に図示したような波形が得られる。同図において各
ピークになっているところが浮遊物からの散乱光に基づ
くものである。このピークの数を演算装置４１により計
数することによりレーザー光によって水平、垂直走査さ
れた前房内の体積内に存在する浮遊物の数を測定するこ
とができる。

なおレーザー光が浮遊物を横切るときの速度が一定であ
れば、レーザー光のビーム径が既知であることからピー
クの山の幅から浮遊物の大きさが計算できる。そして１
つの浮遊物を２度カウントするのを防止するために、第
５図に図示したように走査波形が鋸歯状波となり、しか
もピーク間隔Ｘがレーザービームの径よりも大きくなる
ように水平走査幅を決定する。

〈マスク開口の調節〉 本発明では、測定条件に応じてマスク２６のスリット２
６ａの開口の大きさを変更する機構を採用する。第７図
（ａ）〜（Ｃ）にマスク開口の調節機構の異なる実施例
を示す。

第７図（ａ）の場合、マスク２６は複数の異なる大きさ
を持つスリット２６ａ〜２６ｃ（・・−）を中心から等
距離の円周上に持つ円板から成り、この円板状のマスク
２６をモータなどの駆動手段１０１により回転させ、所
望の大きさのスリット２６ａ〜２６ｃを光電子増倍管の
受光部前方に配置する。

第７図（ｂ）では、マスク２６には２種の大きさの異な
るマスク２６ａ、２６ｂが設けられており、このような
構造では単にマスク２６を揺動させればスリットを選択
できるので、駆動手段１０２としてはソレノイドなどを
用いることができる。

連続的にスリットの開口面積を変化させる場合には第７
図（Ｃ）のような構成を用いる。すなわち、光電子増倍
管の前方にナイフェツジ板１０３ａ、１０３ｂ及び１０
３ｃ、１０３ｄを配置し、これらをそれぞれ矢印の方向
にモータなどの駆動手段（不図示）により移動すること
により、スリット開口の連続可変が可能となる。

以上のような構成により、マスク開口を調節可能とし、
被検眼中のセルの個数が多い場合はマスク開口を小さく
、またセルの個数が少ない場合はマスク開口を大きくす
ることにより、セルのカウント精度の向上を望める。こ
のようなマスク開口の調節は、たとえば検者が被検眼の
炎症の程度に応して行なえるようにしておくことが考え
られる。また予備測定を行ないその結果から自動的に行
なえるようにしても良い。

なお、測定体積はレーザーマスク開口で決まるが、マス
ク開口を変化させることにより測定体積は変化する。し
たがってマスク開口を変更した場合は、例えば１ｍ１１
１３あたりのセル数に換算した上でカウント結果を出力
するとよい。

〈セルのカウント数の補正） 次にセルのカウント結果の補正により、カウント誤差を
補償する方法を示す。

一般に、ある体積Ｖの中にＮ個の粒子があり、その中の
微小体積Δ■の中にｎ個の粒子が存在する時、この時の
確率Ｐ　（ｎ）は で表わされる（二項分布）。

つまりΔＶの中に２ケ存在する確率は つまり△Ｖの中に３ケ存在する確率は となる。

これを本装置にあてはめると、第８図において、測定体
積：Ｖ レーザービームの体積：Δ■ カウントされたセルの個数：Ｎ′ 実際にＶの中にあるセルの個数：Ｎ とすると、 レーザービーム中白に存在する粒子数の平均値（基体値
）ｉは ・・・・■ となる。

実際にはビームの中に２ケ存在していても、３ケ存在し
ていてもすべて１ケ存在したとしてカウントされるので
、その時の粒子数の平均値（期待値）ｈ′は ｈ　′　・ｌケ　Ｘ　Ｐ（１）４１ケ　ＸＰｆ２）＋ｌ
ケ　ｘｐｊ３１−−−・−・Ａノ ■ 解くと となる。このように補正をかける。

例えば、Ｖ　＝　１ｍｒｒｒ’、ΔＶ　＝３．ｏｘ　Ｉ
Ｑ−４ｍｒｎ’、Ｎ・１００個とすると 同条件でＮ　’　＝　１００（ｌｌｌｉｉＩとすればＮ
　＝　１１８８１（個）のように２割程度少なくカウン
トされていることになる。

以上のようにして、光電変換によって得られるセルのカ
ウント値Ｎ′に補正を加えることにより、実際のカウン
ト値に近いＮを求めることができる。この補正後のカウ
ント値Ｎは、先述のように１ｍｒｒ？あたりのカウント
値に換算して出力すればよい。

また、前記のようにマスク開口の大きさを調節する機構
を用いでいる場合には、マスク開口の大きさに応じて各
式中の測定体積の値を変更するのはいうまでもない。

ところで、実際の測定においては、セルの個数がより多
くなってくると、セルの端部を横切って生しる散乱光や
中心部を横切って生しる散乱光などが同時に観測された
り、また観察の奥行き方向でセルが重なったりする確率
が増大する。つまり、セルの個数に応じて、予測のつか
ないような種々の現象が発生することになる。

そこでこれらを不安定性環として前記の補正に追加する
。

前記の期待値Ｈ′において ｎ　　　＝ｌケｘ　Ｐ（ｌｌ＋ｌケ　ＸＰ（２）＋１ケ
　Ｘ　Ｐ（３＋＋　　＝　　＝これを新しく ｎ　　　＝１ケｘ　Ｐ　ｆｉｌ　ｘ　ＬＵ］＋１ケ　ｘ
　Ｐｆ２１　ｘ　ｆ（２）＋ｌケ　ＸＰｆ３）Ｘｆ迄り
−＋　・・　・・とおく。

ここでｆ（ｘｉ（ｘ＝１，２．３．　＝−）はレーザー
ビーム中に存在するセルの個数に依存する不確定性項と
する。

このｎ′を用いて ■ Ｎ′・五′×　　　よりＮを求める。

ΔＶ ｆ　ｆｘ）　（ｘ＝１．２．３−）に関しては実験によ
りもっともフィテングする値を前もって求めておき、Ｎ
を変化させＮ′にもっともフィティングするＮを求める
。（最小２乗法等〜） 計算上時間がかかるがより正確な値が必要な時に用いる
。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、 被検眼にレーザ光を投光し被検眼内の浮遊細胞からのレ
ーザ散乱光を受光して眼科測定を行なう眼科測定装置に
おいて、 レーザ光源からの光を眼内の所定点に集光する投光部と
、 眼内からのレーザ散乱光を受光する光電変換素子を備え
た受光部と、 光電変換素子の前方に配置された視野を制限するマスク
と、 前記マスクの開口面積を調節する手段と、前記光電変換
素子からの信号を処理して眼科測定を行なう処理手段と
、 前記レーザ光を水平及び垂直方向に走査させる手段と、 前記マスクの開口の大きさを眼内測定条件に応じて変化
させる制御手段を設けた構成、あるいは、 前記処理手段により前記光電変換素子からの信号に対し
て所定の処理を行ない浮遊細胞数を計数する場合、 前記マスクによって制限された視野内のレーザ光照射領
域中に前房内浮遊細胞が複数存在する確率を２項分布に
基づいた方法で求め、前記処理手段により計測された細
胞の個数を補正して出力する構成を採用しているので、
前者の構成によれば、被検眼の炎症の状態などに依存す
る測定すべき浮遊細胞の数に応じ、適切なサイズのマス
ク開口を選択することができ、また、後者の方法によれ
ば、２項分布に基づ（確率演算により、実際の細胞数に
近い計数結果を出力でき、従って、装置の測定精度を著
しく向上できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる装置の外観を示す斜視図、第２
図は装置の光学的配置を示す構成図、第３図はレーザ光
の走査光学系を示す光学配置図、第４図（ａ）、（ｂ）
はレーザー光を走査させる信号波形図、第５図はレーザ
ー透孔部から見たレーザー光の走査軌跡の説明図、第６
図は浮遊物からのレーザー散乱光に基づくピークを示し
た説明図、第７図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれマスク開口
を調節する機構を示した説明図、第８図は被検眼測定体
積の説明図、第９図（ａ）、（ｂ）は浮遊細胞測定にお
ける問題点を示した説明図である。 ■−・−レーザー光源 １２・・−スリット光用光源 ２５・・・メモリ ２６−・マスク ２６ａ〜２６ｃ・−スリット ２７−・−光電子増倍管 ４０・・・カウンター ４１・−・演算装置 １、−“す゛を品ｆｔカイ菖髪盪ｆｆ４／Ｒつ第４図 永り」偵 乏を払關−／′１詮ｅｎＣ 第５図 第６図 夛）促砕橿の２究咀ｌ 第８図 ｒ、Ｌ事々）ワーフ〉トのル門にｐ、ぐ、Ｅ３ル１てシ
配β目１第９図 手 続 補 正 書（自発） 平成 年 月 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被検眼にレーザ光を投光し被検眼内の浮遊細胞から
   のレーザ散乱光を受光して眼科測定を行なう眼科測定装
   置において、 レーザ光源からの光を眼内の所定点に集光する投光部と
   、 眼内からのレーザ散乱光を受光する光電変換素子を備え
   た受光部と、 光電変換素子の前方に配置された視野を制限するマスク
   と、 前記マスクの開口面積を調節する手段と、 前記光電変換素子からの信号を処理して眼科測定を行な
   う処理手段と、 前記レーザ光を水平及び垂直方向に走査させる手段と、 前記マスクの開口の大きさを眼内測定条件に応じて変化
   させる制御手段を設けたことを特徴とする眼科測定装置
   。 ２）前記マスクの開口調節手段として、複数種類の開口
   を持つマスク板を回動または揺動させるよう配置したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の眼科測定
   装置。 ３）前記マスクの開口調節手段として、ナイフエッジを
   上下、左右に用いそれぞれを移動させるようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の眼科測定装
   置。 ４）被検眼にレーザ光を投光し被検眼内の浮遊細胞から
   のレーザ散乱光を受光して眼科測定を行なう眼科測定装
   置において、 レーザ光源からの光を眼内の所定点に集光する投光部と
   、 眼内からのレーザ散乱光を受光する光電変換素子を備え
   た受光部と、 光電変換素子の前方に配置された視野を制限する所定の
   、または調節可能な開口面積を持つマスクと、 前記光電変換素子からの信号に対して所定の処理を行な
   い浮遊細胞数を計数する処理手段と、前記レーザ光を水
   平及び垂直方向に走査させる手段とを設け、 前記マスクによって制限された視野内のレーザ光照射領
   域中に前房内浮遊細胞が複数存在する確率を２項分布に
   基づいた方法で求め、前記処理手段により計測された細
   胞の個数を補正して出力することを特徴とする眼科測定
   装置。 ５）前記確率演算において、あらかじめ設定した不確定
   性項を加味した演算を行なうことを特徴とする特許請求
   の範囲第４項に記載の眼科測定装置。