JPS6217659A - 角膜細胞の検査装置 - 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、角膜細胞の検査装置に関するものであり、例
えば白内障手術前後の角膜細胞の状態を検査して手術に
よる角膜損傷の程度を定量的に評価するような用途に利
用されるものである。

（従来の技術） 塊茎ｍｍ久玖Ｘ羞。

角膜は、前面から上皮細胞層、ボーマン膜、角膜実質、
デスメ膜および内皮細胞層の５Ｗｊから構成されている
。このうち、内皮細胞層は、デスメ膜裏面に配列する１
層の細胞層からなり、各々の細胞は厚さ約５μ鴫１幅１
８〜２０μμの偏平な六角柱で、角膜の前面あるいは前
房側からみると、はぼ六角形をした細胞を中心に多角形
をなす細胞がモザイク状に配列している。角膜内皮層は
、角膜の厚さのうち約１％を占めるに過ぎないが、角膜
の生理機能にとってはきわめて重要な役割を担っている
。すなわち、前房水から角膜実質への水分の移動をバリ
ヤ機能によって抑制し、且つ角膜実質内から前房水側へ
の水分の除去をボンピング機能によって行ない、角膜の
透明性を維持している。

このように、角膜内皮層は角膜の正常な機能維持に極め
て重要な細胞層であるので、角膜疾患やあるいは前眼部
疾患において、角膜内皮がどのように変化するかを知る
ことが、疾患の＃４態や原因の解明に役立つと考えられ
ている。また、特に白内障手術や人工水晶体挿入手術な
どにおいて術前と術後の角膜の内皮形態や細胞面積等を
比較し、内皮細胞に対する手術侵襲度を定量的に評価す
ることが、角膜の受ける手術侵襲を可及的に低減するた
めに役立つと考えられている。

権査第１！すｐＬ町 角膜内皮細胞層の観察と撮影を高倍率下で行なう装置し
ては、スベキュラーマイクロスコープがある。この装置
の原理は、二相の異なる屈折率からなる境界面において
は、ある角度をもって入射された光は大部分が透過する
が、一部は境界面で等角度で反射される（ｓｐｅｃｕｌ
ａｒ　ｒｅｆｌｅｘ）という性質を利用し、この鏡面反
射光で境界面のｍｕを行なうものである。

スベキュラーマイクロスコープによる角膜細胞の撮影像
から平均細胞面積などを求める方法としては、従来、デ
ジタイザーを用いた頂点入力法が提案されている。この
頂点入力法は、第１０図（ａ）に示すような角膜細胞の
撮影像から各細胞の頂点をデジタイザーを用いてコンピ
ュータに忠実に入力し、各細胞の面積を正確に計算する
ものであるが、入力すべき頂点の個数が非常に多いので
、その入力作業には相当な時間と労力とを必要とした。

（発明が解決しようとする問題点） 前述のように、頂、克入力法においては、各細胞の頂点
を忠実に入力する作業に相当な時間と労力とを必要とす
るという問題があった。本発明者らは頂点入力法による
検査装置を実際に製作し、入力作業を可能な限り迅速に
行なった場合に、どの程度まで速くできるか、そして、
その場合の精度の低下はどの程度であるかについて実験
してみたものであるが、後述のように、頂点入力法では
可能な限り迅速に入力したとしても入力時間は飛躍的に
は短縮されず、しかも精度の低下が大きくて実用には供
しえなくなるという問題があることが判明した。

そこで、高度な画像処理技術を駆使して頂点の入力作業
を自動化することも検討しているが、それでは画像処理
装置のコストが高くなるという問題がある。また、角膜
細胞の撮影像は透明な角膜の境界面からの極めて微少な
反射光を利用して撮影したものであるから、最高の技術
をもって撮影しても総ての細胞について良好なコントラ
ストを得ることは難しく、画像処理の対象とするには不
適当であるという問題がある。このため、撮影像が一部
不鮮明な場合には少なくともその部分については、デジ
タイザーを用いて手動で頂点の入力を行なうことになる
のであるが、自動入力時と手動入力時とに要する労力の
差が余りにも大き過ぎるので、安心して実用に供し得な
いという問題がある。

本発明は以上のような問題点を解決するためになされた
ものであり、その目的とするところは、角膜細胞の撮影
像から平均細胞面積や標準偏差、度数分布のような診察
に役立つ統計データを迅速に、しかもかなり正確に算出
することができる角膜細胞の検査装置を提供するにある
。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題７弘を解決するために、本発明に係る角膜細
胞の検査装置にあっては、第１図に示すように、角膜細
胞の撮影像における細胞の輪郭線をなぞるように移動捏
作される移動体１と、前記移動体１の現在座標を出力す
る座標出力手段２と、座標出力手段２の出力データをサ
ンプリングして前記輪郭線をほぼ代表し得る複数個の座
標を抽出する座標サンプリング手段３と、座標サンプリ
ング手段３から出力される各座標を線で結んで得られる
多角形の面積を算出する多角形面積計算手段４と、多角
形面積計算手段４の出力データから統計データを算出し
出力する統計データ出力手段５とを含むものである。

（作用） １図は本発明の基本枯成を示す図であり、同図の点線内
に例示された角膜細胞の撮影像において、Ｃ（旧Ｃ■な
とは角膜細胞に含まれる個々の細胞（ｃｅｌｌ）である
、各細胞の輪郭線（細胞壁）は、デジタイザーのカーソ
ルまたはペンのような移動体１を用いてなぞられる。第
１図に示すように、細胞Ｃ（！）の輪郭線をなぞるよう
に移動捉作される移動体１の位置は、デジタイザ一本体
に内蔵された座標出力手段２によって求められ、現在座
標データＰ（χ、Ｙ）として出力される。座標サンプリ
ング手段３においては、座標出力手段２から出力される
現在座標データＰ　（Ｘ、Ｙ）を適当な間隔でサンプリ
ングして前記輪郭線をほぼ代表し得る複数個の座［Ｐ、
、Ｐ２．・・・ｔＰｎを抽出するものである。これらの
各座標Ｐ　１ｔＰ２ｔ・・・、Ｐｎを頂点とする多角形
の面積Ｓ中は前記細胞Ｃ（１）の面積とほぼ等しいから
、この面積を多角形面積計算手段４にて算出する。各細
胞Ｃ（＋）　ｔ　Ｃ■、・・・について算出された近似
面積のデータＳ　（１）　ｓ　Ｓ■、・・・は統計デー
タ出力手段５に入力されて、平均面積Ｓａｙや標準偏差
σ、度数分布、最大面積Ｓ　ｗａｘ、最小面積Ｓ　ｌｌ
１ｉｎ等の各種の統計データとして出力されるものであ
る。

本発明のように、細胞の輪郭線をなぞる場合には、頂点
を１点づつ入力する場合よりも入力作業に時間がかかる
のではないがと思われるかも知れないが、意外にも、本
発明装置の方がかえって速く入力できて、しがも頂点入
力法と比べてもほとんど遜色のない精度が得られるので
ある。これは、同じ経路を一巡する際に、いちいち停止
しながら一巡する場合（頂点入力法）と、停止すること
なく一巡する場合（本発明）とを比較すれば、後者の方
が前者よりも速く一巡できるということに鑑みれば理解
できることである。勿論、細胞の輪郭線を極めて忠実に
なぞるという条件を課した場合には、入力作業に時間が
かかることになるが、診察に必要な細胞面積に関するデ
ータを得るためには比較的ラフに（軌跡がほとんど円形
乃至長円形となるように）なぞっても、後述のように、
実用上差し支えない精度が得られるのである。

（実施例） 以下、本発明の好ましい実施例を図面と共に詳述する。

ｆ５２図は本発明の一実施例に係る検査装置のハードウ
ェアを示すブロック図である。デジタイザー１０は、ペ
ンまたはカーソルのような移動体１を有しており、この
移動体１の現在位置を座標データとして出方するもので
ある。デジタイザー１０には、通常、１点人力用のポイ
ントモードと、連続入力用のストリームモード、及びス
イッチ操作時のみ連続入力が可能となるスイッチストリ
ームモードなどがあるが、本実施例ではスイッチストリ
ームモードを使用している。移動体またるカーソルの上
面またはペンの先端部にはトレーススイッチが設けられ
ており、このトレーススイッチを押しながら移動体１を
移動操作することにより、移動体１の移動した軌跡の座
標データが連続的にデジタイザー１０から出力されるも
のである。デジタイザー１０は、Ｒ３２３２Ｃのシリア
ルインターフェイスを備えており、このインターフェイ
スを介して前記座標データを出力するものである。

スペキュラーマイクロスコープを用いて撮影された角膜
細胞の撮影像は、デジタイザー１０のボード上で直接ト
レースしても構わないが、本実施例ではトレースした軌
跡を撮影像に重ねて見られるようにするために、ＣＲＴ
１３上でトレースできるようにしている。工業用テレビ
カメラ第１により撮影された角膜細胞の撮影像は、ＣＲ
Ｔコントローラ１２を介してＣＲＴ１３の画面上に映し
出される。

またＣ　ＲＴ　１３の画面上には、ビデオＲＡＭ１４に
記憶されたビットイメージデータがＣＲＴコントローラ
１２を介して前記角膜細胞の撮影像にスーパーインポー
ズされて表示されるものである。

パスラインに接続されたＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯ
Ｍ２３、入出力ホード２４、キーホー１’２５、フリン
タ２６、外部記憶装置２７、Ｒ８２３２Ｃインターフエ
イス２８などは一般的なマイクロコンピュータシステム
に用いられるものとハードウェア的には異なるものでは
ないので、その説明は省略する。

本検査装置は前記のようなマイクロコンピュータシステ
ムによって実現される機能に要旨を有するものであるか
ら、以下、その機能を示す７０−チャートを用いて実施
例の構成を詳説する。

第３図は、輪郭線入カル−チンを示している。

このルーチンでは、トレーススイッチが押されているか
否かをチェックしており、同スイッチが押されていない
場合には座標入力動作は行なわない。

また前記スイッチが押されている場合には、デジタイザ
ー１０から送信されて米る現在塵？ＩＰ（Ｘ、Ｙ）のデ
ータを受信する。トレーススイッチが押されたときの座
標データは始点Ｐ、（Ｘ、、Ｙ、）として登録される。

その後は、入力された輪郭線を代表し得るように、適宜
間隔毎に座標データＰ　１（Ｘｉ、Ｙｉ）　（ｉ＝２．
３．・・・〕をサンプリングしながら登録して行く、座
標データＰｉのサンプリング間隔を決定する方法として
は、例えば直前に登録された座標デー　タＰ　１（Ｘｉ
、Ｙｉ）ト現在の座ＦＷ　−９Ｐ（Ｘ、Ｙ）トラ比較し
てみて、Ｘ座標またはＹ、ｌｆｉ標の差が所定の値を越
えた場合、または両座線間の距離が所定の長さを越えた
場合にサンプリングする方法や、デジタイザー１０から
送信されて来る現在座標（Ｘ、Ｙ）の変化する回数をカ
ウントして変化の回数が所定の回数を越えた場合にサン
プリングする方法などを適宜用いることができる。トレ
ーススイッチが押されなくなった場合には、座標入力動
作は終了する。

ＣＲＴ　１３上には、角膜細胞の撮影像に対する移動体
１の現在位置を表示するために、輝点または十字線等よ
りなるカーソルが表示される。このカーソルの表示は、
デジタイザー１０から送信されて来る座標データＰ　（
Ｘ、Ｙ）に応じてビデオＲＡＭ１４上にカーソルを書き
込むことによって実現される。

また、本実施例にあってはトレーススイッチが押されて
いる間に入力された座標データについてもビデオＲＡＭ
１４に書き込むようにしており、これによってトレース
した軌跡が角膜細胞の撮影像に重ねてＣＲＴ　１３上に
表示されるものである。このようにトレースした軌跡が
ＣＲＴ１３上に表示されることによって、既に登録され
た角膜細胞の輪郭線を重複して登録するような入力ミス
は防止できるものである。また、トレースされた軌跡と
実際の細胞の輪郭線との間にどの程度の誤差があるかを
ＣＲＴ　１３上で確認することもできるものである。

なお、細胞の輪郭線をトレースした場合、始点と終点と
が完全につながるようにトレースするのは困難であるの
で、本実施例では、始点と終点とがつながっていなくて
も、ＣＲＴ１３上では始点と終点とを結ぶ線分を表示す
るようにしており、このためトレースした軌跡は常に閉
じたループとじて表示されるようになっている。

ｆｊ＆４図は、多角形面積計算ルーチンを示す７０−チ
ャートである。このルーチンは、輪郭線入カル−チンに
よって入力された座標を線で結んで得られた多角形の面
積を、その形状や角数に拘わりなく正確に計算できるよ
うになっている。たとえば、ｆ５５図は細胞の輪郭線を
比較的丁寧になぞった場合について、また第６図は細胞
の輪郭線を比較的ラフになぞった場合について、夫々そ
の軌跡と、サンプリングされた座標とを示している。第
５図に示すように丁寧な輪郭線入力を行なった場合には
、角数の少ない角ばった多角形が得られ、第６図に示す
ようにラフな輪郭線入力を行なった場合には角数の多い
、少し丸みのある多角形が得られるが、次に述べる手段
を用いればいずれの多角形についても同じルーチンで面
積計算を行なうことができる。

第７図において、Ｘ釉及びＹ軸はデジタイザー１０の横
軸及び縦軸に夫々対応しており、また原点はデジタイザ
ー１０の絶対座標原点に対応している。

したがって、図におす１てＰ　、、Ｐ　２．・・・、Ｐ
ｎの各、任の座標（Ｘ、、Ｙ、）、（Ｘｎ、Ｙｚ）、・
＝　、（Ｘｎ、Ｙｎ）はデジタイザー１０から送信され
て米る絶対座標で表されてν）るのであるが、以下の演
算処理においては座標間の距離しか問題にしないので、
差し支えなり１゜本実施例では、前記多角形の面積を計
算するために、第８図に示すように、多角形の略中心部
に中心座標Ｃ（Ｘｃ、Ｙｃ）を設定し、Ｐ　ＩＩＰ　２
１・・’ＩＰ　ｎの各点と点Ｃとを結んで得られるｎ個
の三角形の面積の総和を求めている。中心座標Ｃ（Ｘｃ
、Ｙｃ）を設定するには、まず座標サンプリング手段３
から出力される各座Ｆ　Ｐ　１（Ｘｌ−Ｙ＋　）、Ｐ　
２（Ｘｎ、Ｙ２）−−、Ｐ　ｎ（Ｘｎ、Ｙｎ）からＸ座
標及びＸ座標についての最大値Ｘａ、Ｙａ及び最小値ｘ
ｂ、ｙｂを最大・最小値算出手段４１によって算出し、
次に最大・最小値算出手段４１の出力デー９　（’５８
　図７７）　場合＋、：　１．ｔ、Ｘａ＝Ｘｚ、Ｙａ＝
Ｙ−Ｘｂ＝Ｘｚ＜１Ｙｂ＝Ｙ＋ｓ）からＸ座標及びＸ座
標の夫々について最大値と最小値との平均値Ｘｃ＝（Ｘ
ａ＋Ｘｂ）／２．Ｙｃ＝（Ｙａ＋Ｙｂ）／２を各成分と
する中心座標Ｃ（Ｘｃ、Ｙｃ）を中心座標算出手段４２
にて算出するものである。そして面積計算手段４３では
、座標サンプリング手段３カ・ら出力される各座標Ｐ　
ｌ　ｌ　Ｐ　２１・・・、Ｐｎのうち隣合う１組の座標
と前記中心座標算出手段４２から出力される中心座［Ｃ
とを頂、αとする三角形の面積の総和を算出するもので
ある。この場合、例えば第９図１：　示ｔ　ヨウナ、点
Ｐ　ｌ（Ｌ　＋ＬＬ　Ｐ　２（Ｘ２１Ｙ２Ｌ及びＣ（Ｘ
ｃ、Ｙｃ）を頂点とする三角形の面積ΔＰ、Ｐ２Ｃは、
その各辺の長さＰ、Ｐ、、Ｐ２Ｃ，Ｃｐ、をピタゴラス
の定理により求めることができるから、ヘロンの公式に
上り容易に求めることができる。

ΔＰ、Ｐ、Ｃ ＝　５ＱＲＴ（Ｓ、　（Ｓ、−Ｐ、Ｐ２）（Ｓ、　−Ｐ
２Ｃ）（Ｓ、　−ＣＰ、　））ただし、Ｓ　、＝＋（Ｐ
、Ｐ、＋ＰｚＣ＋ＣＰ、）以下、同様にΔＰ　２Ｐ　３
Ｃ１”　”　”　、ΔＰｎＰ、Ｃを求め、’ｒｔ個の三
角形の面積の総和として前記多角形の面積を算出するも
のである。

多角形面積計算ルーチンにて計算された細胞面積のデー
タＳ　（＋）　ｒ　Ｓ　（２）　ｔ・・・は、統計デー
タ出力ルーチンに入力されて、平均面積Ｓ　ａｖＪＩ＞
標準偏差σ、度数分布、最大面積Ｓｍａｘ、最小面積Ｓ
ｍ１ｎなどをｒｆ出され、ＣＲＴ１３またはプリンタ２
６により出力される。この統計データ出力ルーチンとし
ては汎用のものを使用することができるので、そのプロ
グラムの詳細については説明を省略する。

検査装　の性能比較 ｔｔｔＪ１表は、本発明の検査装置（輪郭入力法）と、
従来の検査装置（頂点入力法）とについて、細胞面積の
最大値、最小値、平均値、標準偏差、及び入力時間を比
較したものである。頂点入力法については、第１０図（
ａ）に示す９１個の細胞全部についてその各項、αを正
確に入力して得た値と、同じ９１個の細胞全部について
その各頂点を可能な限り速（入力して得た値とを示して
いる。本発明の輪郭入力法については、同じ９１個の細
胞全部について、その輪郭線をやや丁寧になぞった場合
（Ｎｏ、１．２）と、ややラフになぞった場合（Ｎｏ、
３〜５）とについて得た値を夫々示している。第１０図
（ｂ）は、輪郭入力法のうち、Ｎｏ、２の場合について
輪郭線をなぞって得た軌跡をＸ−Ｙプロッタを用いて元
の角ｖ！、ｌａ胞像（第１０図（ａ））の上に書き込ん
だも第１表　検査装置の性能比較 〔単位＝μｍ２　） のである。なお、第１表において、頂点入力法で可能な
限り速く入力して得たデータと、本発明の検査装置によ
り得たデータとについては、頂点入力法にて正確に求め
た真の値に対する誤差を百分率で併記しである。

第第１図乃至第１５図は本発明のＮｏ、１〜５の各場合
について、その計算結果と頂点入力法によって正確に求
めた真の値とを度数分布図を用いて比較したものである
。また第１６図は、頂点入力法について、正確に入力し
た場合に得られた真の値と、可能な限り速く入力した場
合に得られた計算結果とを度数分布図を月いて比較した
ものである。

さらに、第１７図は頂点入力法を用いて正確に求めた細
胞面積の度数分布を示している。

以上の各データを検討すると、次のことが判明する。

ａ）まず入力時間については、頂点入力法において各頂
点を正確に入力した場合が一番長くかかり、第１０図（
ａ）の角膜細胞像について総ての頂点を入力するのに、
はぼ２５分を要している。また、頂点入力法において、
可能な限り速く入力を行なった場合には、入力時間は上
記の値の約４分の１にまで短縮されるが、これ以上速く
入力することはできない。一方、本発明の輪郭入力法に
おいては、やや丁寧に入力しても２分数十秒、ややラフ
に入力した場合には２分を下回ることも可能となり入力
時間は頂点入力法において正確に入力する場合の約１０
分の１以下に短縮されている。

ｂ）平均値の誤差については、本発明の輪郭入力法にお
いては、５回の試行のうち１％以内が２回、２％以内が
２回、４．１％が１回であり、実用上は極めて満足でき
る精度が得られている。一方、頂点入力法において、入
力作業を可能な限り速く行なった場合には、平均値につ
いて１０％程度の誤差を生じ、入力時間が余り短縮され
ない割りには本発明のような良好な精度は得られない。

ｃ）を大値や最小値についても、本発明の輪郭入力法に
おいては、誤差はほとんど５％以内である。

なお本発明においては、最大値や最小値については、最
大・最小と思われる細胞について何回か丁寧に輪郭線を
なぞってその平均を取れば、更に精度の良いデータを得
ることもできる。一方、頂点入力法では入力作業を可能
な限り速く行なった場合には、最大値・最小値について
も１０％以上の誤差を生じ、本発明のような良好な精度
は得られない。

ｄ）標準偏差についても、本発明の輪郭入力法において
は、誤差はほとんど５％以内である。一方、頂点入力法
では入力作業を可能な限り速く行なった場合には、標準
偏差についても１０％以上の誤差があり、本発明のよう
な良好な精度は得られない。

ｅ）度数分布については、頂点入力法による真の値と輪
郭入力法による計算結果とは、大体同じ傾向を示すこと
がわかる。また、頂点入力法において正確に入力を行な
った場合と、可能な限り速く入力を行なった場合とを比
較しても、度数分布については大体同じ傾向を示すこと
がわかる。専門医師の間では、度数分布について、この
程度の一致が得られれば実用上差し支えないという評価
を得ている。

以上のことから明らかなように、本発明の検査装置は、
従来の頂点入力法において正確に頂点入力を行なった場
合に比べて入力時間を１０分の１以下に短縮できるもの
ありながら、細胞面積の平均値、最大・最小値、及び標
準偏差をほぼ５％以内の誤差で求めることができるもの
であり、また度数分布についても頂点入力法で正確に求
めた場合と大体同じ傾向を得ることができる。さらに本
発明の輪郭入力法は頂点入力法において可能な限り速く
入力を行なった場合に比べても、入力時間及び精度のい
ずれにおいても優れている。したがって、従来の頂点入
力法による検査ｖｃ置に代えて本発明の輪郭入力法によ
る検査装置を用いれば、角膜検査の大幅な省力化及び精
度の向上を実現することができるものである。

本　明の理論的解明 本発明の検査装置において、上述のように高い精度が得
られることは本発明者らの発見に基づくものであり、実
験を通じて実証されている。本発間者らはその理論的根
拠を解明するべく、種々の検討を試みたところ、角膜細
胞の輪郭線をなぞる際に、人間の持つ直感的比較力によ
ってスプライン関数による補間が自然に行なわれている
ことを発見した。

スプライン関数とは、区分的多項式関数であり、”スプ
ライン”という言葉は、製図のときに滑らかな曲線を描
くために使用される道具（自在定規）を意味している。

与えられた関数（あるいは、与えられたデータ点の集合
のみからなる関数）をスプライン関数で近似したものと
、それを全区間に亘って１つの多項式で近似したものと
をパラメータの数がほぼ等しい場合について比較すると
、スプライン関数の方が近似の程度が同じならより滑ら
かであり、また滑らかさの程度が同じならより近い近似
になるという特徴を有している。

スプライン関数の数学的定義は次の通りである。

データ点（Ｘ＋ｙＹ＋）＋（Ｘｚ＋Ｙｚ）＋・・・＋（
ＸｎｔＹｎ）　（但Ｌ、Ｘ１ｌＸ２１・・・、Ｘｎは閉
区間（ａ、ｂ）に含まれ、ａ＜Ｌ＜Ｌ＜・・・＜Ｘｎ＜
ｂとする〕について、これらｎ個の点な通る関数ｒ（ｘ
）を見出だす条件は、次式で与えられる。

ｆ（Ｘｉ）＝Ｙｉ　　（ｉ＝　１．２、−、ｎ）この関
数群の中から最も滑らかな関数「（×）とは、（１＝　
ｎ　（ｆ（ｋ）　（Ｘ））２ｄＸが最小となるものであ
り、これが（２に−１）次のスプライン関数（自然スプ
ライン）である、データ点Ｘ１ｌＸ２１”’Ｊｎを節点
とする（２′ｒ第１−１）次の自然スプラインは、 ５（Ｘ）”Ｐ＋−＋（Ｘ）＋　白Ｃ１（Ｘ−Ｘｉ）十”
−’　　　−（１）で表される。但し、この時、 ＱＣｉＸｉ？＝　Ｏ（γ＝０．１．−、７７１−１）・
・・（２） の条件を満たす、なお、上記（１）式においてＰ＋ａ−
＋（Ｘ）ハ（７ｒｊ−１’）次の多項式を意味し、（Ｘ
　　Ｘｉ）十”−’は（Ｘ−Ｘｉ）”＝が正のときには
その正の値を持ち、（Ｘ−ｘ；）２ｍ−＋がＯまたは負
のときにはＯの値を持つ関数である。

第１８図に示す角膜細胞について、その頂点をスプライ
ン補間してみる。第１８図を見れば分かるように、角膜
細胞の輪郭線は閉曲線を示す。従って、計算の便宜上、
４分割してスプライン関数を次のように求めた。ただし
、計算の方法は式（１）。

（２）を連立させて解いたものである。

区間Ｐ１→Ｐ、について ５（Ｘ）＝１４．９０３２＋０．８４９４６５Ｘ＋−４
，９４６５Ｘ１０−４Ｘ（Ｘ−６）コヤ−６，９１５２
４Ｘ１０−’Ｘ（χ−１６）’＋＋７，９９６２５Ｘ１
０”Ｘ（Ｘ−２９）’＋十４，１６７５６Ｘ１０−コＸ
（Ｘ−３５）コ＋−３，７８１０１Ｘ１０−３Ｘ（Ｘ−
４１）３＋　　　・・・（３）区間Ｐ、→Ｐ７について ５（Ｙ）＝　２３．７０６６＋　１．４３第１２Ｙ＋−
２，５７９０２Ｘ１０−’Ｘ（Ｙ−３）’十＋２．６２
０３７Ｘ１０”Ｘ（Ｙ−１２）’十＋１，５３５２３Ｘ
　１０−コＸ（Ｙ−２０）’十＋４．７６９３１Ｘ１０
−’Ｘ（Ｙ−２８）コ＋−２．０５３５２Ｘ１０−コＸ
（Ｙ−３２）コ＋　　　　　・・・　（４）区間Ｐ、→
Ｐ１について ５（Ｘ）＝　５１．８５５６−５．３０９２７χ＋＋　
０．３０９２６３Ｘ　（Ｘ−６）コ＋−０，３６２６３
６Ｘ　（Ｘ　−７）’＋＋　０．０７９０１５２Ｘ　（
Ｘ−１５）’＋−０，０３９１５第１Ｘ（Ｘ−２２）’
十十〇、０２７１２８３Ｘ　（Ｘ−２８）３＋−０，０
７８８９２８Ｘ　（Ｘ−３９）’十＋０，０６５２７３
Ｘ（Ｘ−４１）３＋　　　　　　−（５）区間Ｐ、→Ｐ
、について ５（Ｙ）−”３８，０７３４　３．３５７８２Ｙ＋＋０
，０８９４４７２Ｘ　（Ｙ−３）コ＋−０，１３９９０
３Ｘ　（Ｙ−５）コヤ＋　０，１７１５６ｘ　（Ｙ−１
２）コ＋−０，１６０２９３Ｘ　（Ｙ−１５）’十＋　
０．０５０７６０６Ｘ　（Ｙ−２０）コ＋−０，０３２
９８２６Ｘ　（Ｙ−２８）コ＋＋　０，０２１４１０８
Ｘ　（Ｙ−３２）コ＋　　　　　　　　　・・・（６）
これら４つのスプライン関数を次に示す区間について描
いた曲線を第１９図に示す。

式（３）　　　Ｐ、→Ｐ５ 式（４）　　　ＰＳ→Ｐ。

式（５）　　　Ｐ、→Ｐ８ 式（６）　　　Ｐｇ→Ｐ。

第１９図を見れば、角膜細胞の１０個の頂、α力ず上記
スプライン関数の曲線により滑らかに結ばれていること
が分かる。一方、第２０図は同じ角膜細胞の輪郭＃ｉｌ
（細胞壁）を人間がなぞった場合の軌跡を示している。

本発明の輪郭入力法は、人間が適当にしかもかなりラフ
に細胞壁をなぞるらのであるが、＠１９図のスプライン
関数による曲線とｆ５２θ図の軌跡とを比較してみれば
、かなり類似していることが分かる。

つまり、人間がなぞる線は人間の直感的比較力によって
自然にスプライン補間された線であるとみなすことがで
き、これが本発明において上述のように高い精度が得ら
れる理論的根拠であると考えられる。

なお、人間がなぞった曲線は角膜細胞に対して、やや太
き目であったり、あるいはやや小さ目に描かれたりする
が、その傾向は入力作業者個人により特有のものであり
、太き目になぞる人、小さ目になぞる人と、はぼ決まっ
ている。したがって、これは倍率係数により補正できる
ものである。つまり、この関係は次式によ’）？Ｉｉｌ
正できる。

Ｓ’（Ｘ）−４ｔＸＳ（Ｘ） ただし、上式において、Ｓ’＜×）は人間がなぞった曲
線の関数であり、ｍは倍率係数、５（Ｘ）はスプライン
関数である。

（発明の効果） 本発明は上述のように構成されているので、細胞の輪郭
線を比較的ラフになぞるという作業を行なうだけで、診
察に必要な統計データをかなり正確に求めることができ
るという効果があり、また入力作業を比較的丁寧に行な
えば、それだけ厳密な統計データを得ることもできると
いう効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明の特許請求の範囲の記載に対応する基本
構成を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例に係
る装置のハードツェアを示すブロック図、第３図は同上
の装置に用いる輪郭線入カル−チンを示す７０−チャー
ト、第４図は澗上の装置に用いる多角形面積計算ルーチ
ンを示すフローチャート、第５図乃至第９図は本発明の
詳細な説明するための説明図、第１０図（ａ）は角膜細
胞の輪郭線の一例を示す図、第１０図（ｂ）は角膜細胞
の輪郭線とその輪郭線をなぞった軌跡の一例を示す図、
第第１図乃至第１５図は本発明に係る検査装置の精度を
示す度数分布図、第１６図及び第１７図は従来の検査装
置の精度を示す度数分布図、第１８図は角膜細胞の一例
とその頂点座標を示す図、第１９図は同上の角膜細胞と
その頂点をスプライン補間した曲線を示す図、第２０図
は同上の角膜細胞とその輪郭線を比較的ラフになぞった
曲線を示す図である。 １は移動体、２は座標出力手段、３は座標サンプリング
手段、４は多角形面積計算手段、５は統計データ出力手
段である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）角膜細胞の撮影像における細胞の輪郭線をなぞる
   ように移動操作される移動体と、前記移動体の現在座標
   を出力する座標出力手段と、座標出力手段の出力データ
   をサンプリングして前記輪郭線をほぼ代表し得る複数個
   の座標を抽出する座標サンプリング手段と、座標サンプ
   リング手段から出力される各座標を線で結んで得られる
   多角形の面積を算出する多角形面積計算手段と、多角形
   面積計算手段の出力データから統計データを算出し出力
   する統計データ出力手段とを含むことを特徴とする角膜
   細胞の検査装置。
2. （２）統計データは少なくとも平均細胞面積と、標準偏
   差、及び度数分布を含むことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の角膜細胞の検査装置。
3. （３）座標出力手段はデジタイザーであり、移動体は前
   記デジタイザーのカーソルであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の角膜細胞の検査装置。
4. （４）多角形面積計算手段は、座標サンプリング手段か
   ら出力される各座標からＸ座標及びＹ座標についての最
   大値及び最小値を夫々算出する最大・最小値算出手段と
   、最大・最小値算出手段の出力データからＸ座標及びＹ
   座標の夫々について最大値と最小値との平均値を各成分
   とする中心座標を算出する中心座標算出手段と、座標サ
   ンプリング手段から出力される各座標のうち隣合う１組
   の座標と前記中心座標算出手段から出力される中心座標
   とを頂点とする三角形の面積の総和を算出する面積計算
   手段とを含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の角膜細胞の検査装置。