JPWO2006030658A1 - 視野計 - Google Patents

Abstract

この視野計は、表示装置１と、赤外光発光ダイオード２と、ＣＣＤカメラ３と、ハーフミラー４と、画像処理装置５と、コンピュータ６と、操作スイッチ７とを備える。コンピュータ６は、被験者の視線を固定させるための固視標および被験者の瞳孔に光刺激を与えるための光刺激視標を表示装置１の所定の複数の位置に表示する。赤外光発光ダイオード２は、被験者の眼球に対して赤外光を照射する。ＣＣＤカメラ３は、発光ダイオード２から照射された赤外光を利用して被験者の眼球を撮像する。画像処理装置５は、ＣＣＤカメラ３が撮像した画像を基に被験者の瞳孔径を検出する。コンピュータ６は、画像処理装置５が検出した被験者の瞳孔径の変化をもとに視野を計測する。本発明の特徴は、表示装置１が、画面の背景の輝度および前記光刺激視標の輝度を個別に調整可能なディスプレイ装置からなる点にある。

Description

本発明は、被験者の視野を計測する視野計に関するものである。

緑内障などの症状である視野狭窄の診断のために視野検査が行われている。従来の視野検査は被験者の眼前の特定点に視標を提示し、この視標が見えたか否かを被験者に回答してもらうことによって、視野を計測するものであった。このような検査は被験者の自覚的な回答に基づく自覚的検査であり、視標の提示位置を順次変えながら複数回行うことによって被験者の視野範囲を同定する。自覚的検査は、検査結果が被験者の体調や集中力などに影響されやすく、正確な検査が行えないという問題があった。さらに、視標を提示して被験者に回答させるという作業を何度も繰り返し行うため、検査に長時間を要し、被験者の負担が大きいという問題もあった。

そこで、日本眼科紀要（１９９８年 第４９巻 第９号 ７３３頁−７３７）は、被験者の自覚的な回答によらない他覚的な視野検査ができる視野計を開示している。この視野計は、被験者の眼前に設置したスクリーンに固視標を投影し、この固視標を被験者に注視させた状態で、スクリーン上の複数の位置に順次光刺激視標を投影して被験者の網膜に光刺激を与え、光刺激による瞳孔の縮瞳（瞳孔対光反射）を検出することで、被験者の視野を計測している。

また、日本公開特許第５−１４６４０４号公報や日本公開特許第２００４−２１６１１８号公報は、発光ダイオードのような発光素子を用いて、固視標および光刺激視標をそれぞれ提示し、被験者に光刺激を与えた時の瞳孔対光反射の有無を検出することで、被験者の視野を他覚的に計測する視野計を開示している。

上記のような他覚式の視野計では、光刺激視標に対する背景の輝度が暗ければ暗いほど瞳孔対光反射は得られやすくなるが、背景輝度が暗すぎると、光刺激視標の光が散乱して被験者の網膜の正確な位置に光刺激を与えることができず、さらに、被験者の瞳孔が背景の暗さに暗順応するのに時間を要して、検査時間が長くなってしまう。一方、背景輝度が明るすぎると、背景と光刺激視標の輝度差が少なくなって瞳孔対光反射が小さくなり、反応の有無の検出が困難になる。また、光刺激視標の大きさや刺激強度については、患者に応じて変化させるのが好ましい。

このように、他覚式の視野計では、背景輝度や、視標の輝度、視標の大きさなどを自由に調節できるのが望ましいが、上述した従来の視野計ではスクリーンに視標を投影したり、発光ダイオードを用いて光刺激視標を提示しているので、背景輝度や、視標の輝度・大きさなどを容易に調整できないという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、背景輝度や、視標の輝度・大きさなどを容易に調整でき、短時間で正確に視野の計測が行える他覚式の視野計を提供するにある。

本発明の視野計は、表示手段と、視標制御手段と、赤外光照射手段と、撮像手段と、ケースと、瞳孔検出手段と、視野計測手段とを備える。前記視標制御手段は、被験者の視線を固定させるための固視標および被験者の瞳孔に光刺激を与えるための光刺激視標を前記表示手段の所定の複数の位置に表示する。前記赤外光照射手段は、被験者の眼球に対して赤外光を照射する。前記撮像手段は、前記赤外光照射手段から照射された赤外光を利用して被験者の眼球を撮像する。前記ケースは、前記表示手段と前記赤外光照射手段と前記撮像手段とを内部に収納し、被験者が前記表示手段に表示された前記固視標および前記光刺激視標を外側から見るためののぞき孔を有する。前記瞳孔検出手段は、前記撮像手段が撮像した画像を基に被験者の瞳孔径を検出する。前記視野計測手段は、被験者に前記固視標を注視させた状態で前記視標制御手段が前記光刺激視標を表示した時に前記瞳孔検出手段が検出した被験者の瞳孔径の変化をもとに視野を計測する。

本発明の特徴は、前記表示手段が、画面の背景の輝度および前記光刺激視標の輝度を個別に調整可能なディスプレイ装置からなる点にある。従って、本発明の視野計は、画面の背景の輝度や光刺激視標の輝度を容易に調整することができ、背景の輝度および視標の輝度を最適な値に設定できる。もちろん、視標の大きさや提示時間なども容易に変更することができるので、被験者に応じて最適な視標を提示することができる。従って、本発明の視野計は、短時間で正確に視野の計測を行うことができる。

好ましくは、前記表示手段の位置を、前記のぞき孔に対して、上下方向および／または、左右方向および／または、前後方向に調整可能な表示位置調節手段を設ける。そのような表示位置調節手段を設けることで、被験者の眼の位置や視力に合わせて、前記表示手段を最適な位置に移動させることができる。

好ましくは、前記撮像手段の撮像位置および撮像方向を調整可能な撮像装置調節手段を設ける。撮像装置調節手段を設けることで、被験者の瞳孔にあわせて撮像手段の位置および角度を調整することができる。この場合、さらに好ましくは、前記瞳孔検出手段の検出結果をもとに、被験者の瞳孔径が最大となるように前記撮像装置調節手段を介して前記撮像手段の撮像位置および撮像方向を調整する撮像装置制御手段を設ける。撮像装置制御手段を設けることで、前記撮像手段を最適な位置および向きに自動で調節することができる。

好ましくは、被験者の操作に応じて操作信号を前記視野計測手段に出力する操作スイッチを設け、前記視野計測手段は、被験者の瞳孔径の変化、および前記操作スイッチからの操作信号の入力をもとに、視野を計測する。この場合、他覚的な視野の検査に加えて、自覚的な視野の検査も行うことができ、計測結果の信頼性を向上させることができる。

好ましくは、前記ケースの内面の放射率は略１（すなわち反射率が０）である。この場合、ケースの内部で表示手段から照射された光は、ケースの内側面で殆ど吸収され、瞳孔の不要な位置に光刺激が与えられるのを防止でき、計測精度を向上させることができる。

光刺激視標に関しては、パルス状に瞬間的に光る刺激を用いるのが一般的である。好ましくは、前記視標制御手段は、パルス状の前記光刺激視標を、少なくとも２回連続して前記表示手段に表示する。パルス状の光刺激視標を少なくとも２回連続して表示することで、パルス状の光刺激を１回表示するのに対して同じ光の量でも、瞳孔径の変化を大きくすることができ、その結果、視野を計測し易くなる。

ところで、瞳孔径の大きさは、光刺激がない場合でも揺らぐことがあり、瞳孔径の変化が光刺激視標によるものなのか否かの判断が難しい場合がある。そのような場合、前記視標制御手段は、光の強弱が周期的に変化する光刺激視標を前記表示手段に表示するのが好ましい。光の強弱が周期的に変化する光刺激視標を表示することにより、瞳孔径の変化が光刺激視標により生じている場合は、瞳孔径も光の周期に同期して周期的に変化する。従って、瞳孔径の変化が光刺激視標によるものなのか否かの判断を容易にすることができ、計測結果の信頼性を向上させることができる。

光の強弱が周期的に変化する光刺激視標は、光のパルス列や、光の強弱が正弦波状に変化する視標とすることができる。

この場合、前記視標制御手段は、前記光刺激視標の光の強弱の周期を変更する機能や、前記光刺激視標の大きさを変更する機能を備えるのが好ましい。そのような機能を備えることで、被験者に応じて最適な視標を提示することができる。

さらに、光の強弱が周期的に変化する光刺激視標を表示した場合、前記視野計測手段は、瞳孔径の振動幅、または振幅から、前記瞳孔径の変化の大きさを計算する機能を備えるのも好ましい。瞳孔径が、光の強弱と共に周期的に変化する場合、瞳孔径の極小値と極大値とを容易に求めることができる。従って、瞳孔径の極小値と極大値との差、すなわち瞳孔径の振動幅（或いは、その半分の値の振幅）を、瞳孔径の変化の大きさと規定することで、瞳孔径の変化の大きさを容易に求めることができる。振動幅が複数個得られる場合は、それらの平均値を瞳孔径の変化の大きさと規定してもよい。この場合、データのばらつきを抑えることができる。

そのようにして得られた瞳孔径の変化の大きさを用いて、前記視野計測手段は、前記瞳孔径の変化の大きさと、前記光刺激視標の光の強さとの比を求め、その比に基づいて、被験者の視野の感度を計測するのも好ましい。すなわち、強い光に対して瞳孔径の変化が小さい時は視野の感度が低下していると判断し、上記比に基づいて、視野の感度を計測する。

前記視野計測手段は、前記光刺激視標の光の強弱の周期と、被験者の瞳孔径の変化の周期との同期性を求める機能を備えるのも好ましい。この場合、計測結果の信頼性の判断材料の一つに、上記同期性を用いることができる。

また、前記視野計測手段は、前記被験者の瞳孔径の変化をもとに、前記光刺激視標が表示された位置が被験者の正常視野領域か否かを判断する機能を備えるのも好ましい。この場合、光刺激視標が表示された位置が被験者の正常視野領域か否かを自動で判別できる。

また、好ましくは、前記視標制御手段は、前記光刺激視標の色を変更する機能を備える。この場合、網膜細胞のうち、色に反応する錐体細胞の検査を行うこともできる。

本発明の実施形態に係る視野計の構成を示す図である。 図１の視野計の内部配置を説明する図である。 図１の視野計の液晶ディスプレイの設置方法を説明する図である。 図１の視野計のＣＣＤカメラの設置方法を説明する図である。 図１の視野計のＣＣＤカメラの設置方法を説明する図である。 図１の視野計の液晶ディスプレイの画面の一例を示す図である。 図１の視野計において、ＣＣＤカメラにより撮像された画像の一例を示す図である。 図１の視野計において、検出された瞳孔径の一例を示す図である。 図１の視野計の測定原理を説明する図である。 図１の視野計において、光刺激視標の提示位置の一例を示す図である。 図１の視野計において、計測された縮瞳率の一例を示す図である。 図１の視野計において、計測された縮瞳率の別の一例を示す図である。 図９Ａ、図９Ｂの被験者に対して同時期に行った静的視野計の測定結果をグレースケールで表現した図である。 図１の視野計において、計測された縮瞳率の別の一例を示す図である。 図１１Ａの被験者に対して同時期に行った静的視野計の測定結果をグレースケールで表現した図である。 図１の視野計において、光刺激視標の一例を示す図である。 図１の視野計において、光刺激視標の別の一例を示す図である。 図１の視野計において、光刺激視標の別の一例を示す図である。 図１の視野計において、光刺激視標の別の一例を示す図である。 図１の視野計において、光刺激視標の別の一例を示す図である。

以下、本発明を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本実施形態の視野計の構成を示す図である。この視野計は液晶ディスプレイ１と、赤外光発光ダイオード２と、ＣＣＤカメラ３と、ハーフミラー４と、画像処理装置５と、コンピュータ６と、操作スイッチ７とを備える。図２に示すように、液晶ディスプレイ１、赤外光発光ダイオード２、ＣＣＤカメラ３、及びハーフミラー４は、箱形のケース８の内部に収納される。ケース８は、被験者がケース８の内部に設置された液晶ディスプレイ１を見るためののぞき孔１０を一側面に有し、その一側面には、被験者の顎を載せる顎載せ台９が取り付けられている。

液晶ディスプレイ１（表示手段）は、被験者の視線を固定させるための固視標Ｆおよび被験者の瞳孔に光刺激を与えるための光刺激視標Ｌを表示する。液晶ディスプレイ１の表示はコンピュータ６によって制御される。一例として、液晶ディスプレイ１は、サイズが１９インチで、解像度がＳＸＧＡ（１２８０×１０２４ドット）、最大輝度が４００ｃｄ／ｍ²、コントラスト比が４５０：１、表示色が約１６７７万色、視野角が上下左右共に１６０度、応答速度が１２ｍｓである。液晶ディスプレイ１と、のぞき孔１０の間の距離は、約２９ｃｍであり、水平方向において±２６度、垂直方向において±２１度の角度範囲で視野を計測できるようになっている。表示手段として液晶ディスプレイ１を用いることによって、画面の背景の輝度と光刺激視標の輝度とを個別に調整することができる。従って、背景輝度と光刺激視標の輝度とに所望の輝度差を持たせ、被験者の瞳孔Ｐに十分な光刺激を与えて瞳孔対光反射を発生しやすくできる。また背景輝度を必要以上に暗くする必要がないため、被験者が背景の暗さに暗順応する時間（暗順応時間）が短くて済み、視野検査に要する時間を短縮することができる。もちろん、視標の大きさや形状、動きも自由に設定できるので、患者に応じた最適な視標を容易に表示できる。なお、背景輝度は３．１８×１０^-1〜３．１８ｃｄ／ｍ²（１〜１０ａｓｂ（１（ａｓｂ）＝１／π（ｃｄ／ｍ²）））程度の値に設定するのが好ましい。光刺激視標の輝度は２８６〜３８２ｃｄ／ｍ²（９００〜１２００ａｓｂ）程度の値に設定するのが望ましい。

赤外光発光ダイオード２（赤外光照射手段）は、被験者の視野を妨げないように被験者Ｓの眼球Ｅに対して斜め上側の位置と斜め下側の位置とにそれぞれ設置される。赤外光発光ダイオード２は、波長が約８５０ｎｍの赤外光を被験者の眼球Ｅに照射する。

ＣＣＤカメラ３（撮像手段）は、分解能が約４０万画素であり、赤外光に対しても感度を有しているので、自然光の光量が少ない暗い環境下においても赤外光発光ダイオード２の赤外光を利用して被験者の眼球Ｅを撮像することができる。なお、人間の網膜は赤外線を感知しないので、赤外光発光ダイオード２からの赤外光によって瞳孔対光反射が生じることはない。

ハーフミラー４は一般にホットミラーと呼ばれるもので、波長が約８５０±５０ｎｍの赤外光は反射すると共に波長が４５０〜６５０ｎｍの可視光は透過するような特性を有するフィルタを硝子板の表面にコーティングして形成される。ハーフミラー４は、被験者の眼球Ｅと液晶ディスプレイ１との間の光路、例えば眼球Ｅの直前に、法線方向が光路に対して約４５度の角度で傾斜するようにして配置されている。液晶ディスプレイ１からの光はハーフミラー４を透過して被験者の眼球Ｅに入射するので、被験者はハーフミラー４を通して液晶ディスプレイ１の画面を見ることができる。また、赤外発光ダイオード２から照射されて被験者の眼球Ｅで反射された光は、ハーフミラー４で全反射して、ハーフミラー４の上方に配置されたＣＣＤカメラ３に入射される。

画像処理装置５（瞳孔検出手段）は、ＣＣＤカメラ３で撮像された画像を処理し、眼球Ｅの画像から瞳孔部分を抽出することによって、瞳孔径を計測し、瞳孔径の計測結果をコンピュータ６に出力する。

コンピュータ６は、画像処理装置５および液晶ディスプレイ１と接続され、液晶ディスプレイ１の表示を制御し前記固視標および前記光刺激視標を液晶ディスプレイ１の所定の複数の位置に表示する機能（視標制御手段）と、被験者に前記固視標を注視させた状態で前記光刺激視標を表示した時に画像処理装置５が検出した被験者の瞳孔径の変化をもとに視野を計測する機能（視野計測手段）とを備える。それらの機能は、ソフトウェア（プログラム）によって実現されている。また、コンピュータ６は、操作スイッチ７とも接続されており、操作スイッチ７から、被験者の操作に応じて操作信号を受け取ることができる。

ケース８の内面および、液晶ディスプレイ１の表示画面、赤外光発光ダイオード２の発光面、ＣＣＤカメラ３の受光面、およびハーフミラー４を除くケース８内部の全ての部位には、放射率が約１．０の黒体塗料が塗布されている。液晶ディスプレイ１からの照射光を黒体塗料が吸収することによって、光が他の部位に反射されて被験者の眼球の不要な部位に入射し、正確な視野計測が行えなくなるのを防止している。なお、黒体塗料を塗布する代わりに、反射率の低い反射防止塗料を塗布しても良い。

図２および図３に示すように、液晶ディスプレイ１は、液晶ディスプレイ１の位置を、のぞき孔１０に対して、上下方向および／または、左右方向および／または、前後方向に調整可能な表示位置調節機構１１（表示位置調節手段）の上に設置されている。表示位置調節機構１１は、ステッピングモータ１２Ａにより駆動され、のぞき孔１０に対して左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能なＸ軸テーブル１１Ａと、Ｘ軸テーブル１１Ａの上に設置され、ステッピングモータ１２Ｂにより駆動され、のぞき孔１０に対して前後方向（Ｙ軸方向）に移動可能なＹ軸テーブル１１Ｂと、Ｙ軸テーブル１１Ｂ上に設置され、ステッピングモータ１２Ｃにより駆動され、のぞき孔１０に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能なＺ軸テーブル１１Ｃとで構成されている。液晶ディスプレイ１はＺ軸テーブル１１Ｃ上に設置されている。Ｘ軸テーブル１１ＡおよびＺ軸テーブル１１Ｃの位置を調節することで、被験者Ｓが顎載せ台９に顎を載せた状態で、被験者Ｓの右目又は左目の中心位置に液晶ディスプレイ１の中心位置を合わせることができる。これにより、小さい画面の液晶ディスプレイ１で視野計測を行うことができる。また被験者Ｓが近視や遠視の場合でも、Ｙ軸テーブル１１Ｂを前後方向に移動させることで、被験者Ｓのピントが合う位置まで液晶ディスプレイ１を移動させることができる。従って、被験者Ｓはメガネやコンタクトレンズを装着せずに視野検査を行うことができ、より正確に視野を計測することが可能となる。

図４Ａおよび図４Ｂに示すように、ＣＣＤカメラ３は、ハーフミラー４の上側に略水平に配置された取付板１３に、前後方向に移動可能で、かつ、Ｘ軸周りに回転自在に取り付けられる。そして、図示しないサーボモータなどの撮像装置調節手段により、ＣＣＤカメラ３を前後方向に移動させ且つＸ軸周りに回転させることで、被験者の瞳孔Ｐの位置とＣＣＤカメラ３の中心とが一致するように、ＣＣＤカメラ３の撮像位置および撮像方向を調整することができる。また、ＣＣＤカメラ３をＸ軸周りに回転させることで、ハーフミラーに映る眼球Ｅの角度を調整することができる。従って、眼球を下側から見上げるような角度にＣＣＤカメラ３の撮像角度を調整することで、瞳孔Ｐに睫毛が重ならないように瞳孔を撮像することができ、睫毛により瞳孔径の検出精度が低下するのを防止できる。なお、コンピュータ６は、サーボモータなどの前記撮像装置調節手段を制御して、被験者の瞳孔径が最大となるようにＣＣＤカメラ３の撮像位置および撮像方向を調整する撮像装置制御機能（撮像装置制御手段）を有するのが好ましい。この場合、ＣＣＤカメラ３の位置および撮像方向を自動で最適な位置および撮像方向に調節することができる。

次に、本発明の視野計による視野の測定原理について説明する。図５は、液晶ディスプレイ１の画面を示しており、画面の中央に固視標Ｆが表示されている。被験者は片目で固視標Ｆを注視するように指示され、コンピュータ６は、被験者が片目で固視標を注視している間に、画面の所定の複数の位置に光刺激視標Ｌをランダムに順次表示する。なお、図５において、“●”は現在表示中の光刺激視標Ｌの一例を示し、“○”は光刺激視標Ｌの別の位置の例を示している。

ＣＣＤカメラ３は、発光ダイオード２の赤外光を利用して、光刺激視標Ｌを表示した時の眼球Ｅの画像を撮像する。図６Ａは、撮像された画像の一例を示す。

画像処理装置５は、図６Ｂに示すように、撮像された画像から瞳孔Ｐを抽出し、瞳孔径Ｄを検出する。

ところで、瞳孔の大きさは瞳孔括約筋と瞳孔散大筋とで調節され、瞳孔括約筋は副交感神経系に、瞳孔散大筋は交感神経系にそれぞれ支配されている。従って、正常視野領域内の任意の位置で眼球Ｅに光刺激を与えると、この情報が副交感神経系に伝達されて反射的に瞳孔括約筋を収縮させ、その後光刺激が無くなると散瞳する。この神経伝達は脳幹反射であるため、被験者の意思によって制御することは通常不可能であり、光刺激に対して無意識に発生する。これを瞳孔対光反射と言い、瞳孔対光反射は光刺激が強いほど、反応が大きくなる。換言すれば大きな反応が得られた光刺激視標の表示位置は網膜の感度が高く、反応が小さい表示位置は網膜の感度が低いと考えられる。

図７は瞳孔対光反射による瞳孔径の変化の一例を示す。コンピュータ６が任意の位置に光刺激視標を０．１秒間提示すると、約０．２〜０．３秒の遅延時間（潜時）ｄｔの後に縮瞳が開始する。瞳孔径は、縮瞳の開始後、時間ｔａの経過後に最大短縮点（極小値）に至る。瞳孔径は、極小値に達した後は徐々に散瞳する。図７において、曲線Ｃ１、Ｃ２は、異なる視野領域の２点に光刺激を与えた時の瞳孔径の変化であり、曲線Ｃ１に比べて曲線Ｃ２の方が光刺激に対する瞳孔径の変化の幅が小さくなっている（すなわち、Ｄ１＞Ｄ２）。この曲線Ｃ２のように瞳孔径の変化が小さい場合、光刺激視標を提示した位置の視神経に何らかの異常があり、視野の感度が低下していると考えられる。

コンピュータ６（視野計測手段）は、画像処理装置５が検出した瞳孔径の変化をもとに、最大縮瞳量、縮瞳率（初期瞳孔の大きさに対する最大縮瞳量の割合）や、縮瞳速度、散瞳速度などを求める。

以上の原理を用いて実際に緑内障の患者の視野を測定した計測結果の一例を、図８〜図１１Ｂを用いて説明する。この計測においては、画面の中央に固視標Ｆを表示し、被験者に片目で固視標Ｆを注視するように指示し、被験者が固視標Ｆを注視している間に、図８に示すように、被験者の視野を左斜めに走る線上の所定の複数の位置Ｍ０〜Ｍ２０に白色パルスの光刺激視標Ｌをランダムに表示させ、画像処理装置５が計測した瞳孔径Ｄから、コンピュータ６が縮瞳率を求めた。なお、液晶ディスプレイ１の背景輝度は約０．５ｃｄ／ｍ²、光刺激視標の輝度は約３００ｃｄ／ｍ²、光刺激視標の大きさは２．０ｄｅｇ、光刺激視標の提示時間は約０．２秒とした。

図９Ａは、被験者の右眼の上方の視野の計測結果である。すなわち、図８のＭ０〜Ｍ１０の位置に光刺激視標を表示した時の縮瞳率と光刺激視標の表示位置（照射角）との関係をグラフに示したものである。なお、実線は測定結果を示し、破線は、正常な人の縮瞳率を示している。図９Ａを見ると、被験者の縮瞳率は、正常な人の縮瞳率よりも全ての照射角において同等以上である。従って、被験者の右眼の上方の視野は、正常と判断できる。

一方、図９Ｂは、被験者の右眼の下方の視野の計測結果である。すなわち、図８のＭ０、Ｍ１１〜Ｍ２０の位置に光刺激視標Ｌを表示した時の縮瞳率と光刺激視標の表示位置（照射角）との関係をグラフに示したものである。図９Ａ同様に、実線は測定結果を示し、破線は正常な人の縮瞳率を示している。図９Ｂを見ると、被験者の鼻側の領域（すなわちＭ１１〜Ｍ１５）、および耳側の一部の領域（Ｍ１７，Ｍ２０）では、被験者の縮瞳率は正常な人の縮瞳率よりも低下している。すなわち、それらの領域では、被験者の視野の感度が低下していると考えられる。

なお、図１０は、同一被験者に同時期に行った静的視野計（自覚式視野計）の測定結果である。この静的視野計を用いた検査では、被験者は、光刺激視標が見えた時に操作スイッチを押すように指示され、光刺激視標を表示した時に被験者が操作スイッチを押すとその点は被験者の正常視野領域と判断し、光刺激視標を表示しても被験者が操作スイッチを押さない場合はその点は異常視野領域と判断し、正常視野領域の領域を白色、異常視野領域の領域を黒色で表したグレースケールで被験者の視野を表現した。図１０を見ると、図９Ａおよび図９Ｂの測定結果と同様に、被験者の上側の領域は被験者の正常視野領域であり、被験者の下側の領域の一部は、被験者の異常視野領域であることがわかる。

本発明では操作スイッチ７を用いることで、上述の静的視野計を用いた検査と同等の検査を行うことも可能であり、自覚的な検査と他覚的な検査を併用することによって、得られた結果の信頼性を向上させることが可能である。

ところで、図１１Ａは、本視野計による被験者の左目の下方の視野の他覚的な計測結果であり、図１１Ｂは、静的視野計による被験者の左目の視野の自覚的な計測結果である。図１１Ａを見ると、被験者の耳側（Ｍ１３の位置の付近）の領域では縮瞳率が低下しており、被験者の視野の感度が低下していると思われる。しかしながら、図１１Ｂを見ると、被験者の耳側の下方の領域は白色であり、正常視野領域と判定されている。つまり、自覚式の検査では正常視野領域と判定されているが、他覚式の検査では視野の感度が低下しているという結果が出ている。これは、他覚式の検査が、被験者に自覚症状が出る前の初期段階の症状をいち早く捉えているためと考えられる。このように、他覚式の視野計は、症状をいち早く捉え症状の進行を止めることができると期待される。

なお、上記計測例では、コンピュータ６（視野計測手段）は、被験者の視野を計る指標として、瞳孔径の変化から縮瞳率を求めたが、コンピュータ６（視野計測手段）は、縮瞳率を求めるだけでなく、光刺激視標が表示された位置が被験者の正常視野領域か否かを判断する機能を備えていてもよい。例えば、コンピュータ６は、縮瞳率と所定の閾値とを比較して、縮瞳率が閾値より大きければ正常視野領域と判定し、小さければ異常視野領域と判定する。この場合、閾値は、例えば被験者の年齢や性別に応じて変化させるのが好ましい。或いは、被験者の視野をいくつかの領域（例えば、第１象限〜第４象限）に分割し、視野の感度が低下している密度が多い領域を異常視野領域と判定するようにしてもよい。

また、コンピュータ６（視標制御手段）は、光刺激視標の色を変更する機能を備えていてもよい。色波長によって網膜の感度が異なることから、光刺激視標の色を変更することによって、特定の網膜領域の検査が可能となる。すなわち、一般に網膜細胞は白黒に反応する杆体細胞と色に反応する錐体細胞とに分けられ、有色の光刺激視標を表示することによって、錐体系の反応の検査を行うことが可能となる。

なお、上記検査では、光刺激視標を、被験者の視野を左斜めに走る線上のみに表示したが、光刺激視標を表示する位置は上記の例に限定されるものではない。

ところで、縮瞳率は加齢と共に低下する傾向があり、被験者によっては、パルス状の光刺激を与えても瞳孔対光反射が小さい場合がある。このような場合は、パルス状の光刺激視標を、潜時の間に、少なくとも２回連続して表示するのが好ましい。図１２Ａに０．２秒のパルス状の光刺激Ｌ１を表示した時の瞳孔径の変化（曲線Ｃ３）を示し、図１２Ｂに０．１秒のパルス状の光刺激Ｌ２，Ｌ３を０．１秒間隔で続けて２回表示した時の瞳孔径の変化（曲線Ｃ４）を示す。図１２Ａと図１２Ｂとを比較すると、図１２Ａおよび図１２Ｂ共に光刺激を与えている総時間は０．２秒で同じであるものの、瞳孔径の変化の大きさは図１２Ｂの方が大きくなっている。このように、パルス状の光刺激視標を、少なくとも２回連続して表示することで、大きな瞳孔対光反射を得ることが期待できる。

また、光刺激を与えない定常状態においても瞳孔の大きさが揺らいでいることがあり、瞳孔径の変化が光刺激によるものなのか否かの判断が困難になる場合がある。そのような場合、光の強弱が周期的に変化する光刺激視標を液晶ディスプレイに表示するのが好ましい。図１３は、光の強弱が周期的に変化する光刺激視標として光のパルス列Ｌ４を、周期２秒で５回連続して視野の中心方向に提示した時の瞳孔径の変化の一例である。図１３を見ると、光刺激視標の提示前でも瞳孔径が揺らいでいるが、５回のパルス列Ｌ４を提示すると、それに同期して瞳孔径の変化（曲線Ｃ５）も５回生じている。このように、被験者の視野が正常な場合、光の強弱を周期的に変化させることによって、誘発される瞳孔径の変化も周期性を持つようになる。従って、図１３のような周期性を伴った瞳孔径の変化を観察すると、それは光刺激によって誘発されたものである可能性が非常に高いと考えられる。なお、図１３は、視野の中心方向に光の強弱が周期的に変化する光刺激視標を提示した時の一例であったが、視野の様々な領域に光の強弱が周期的に変化する光刺激視標を提示しても全く同様のことがいえる。従って、光の強弱が周期的に変化する光刺激視標を液晶ディスプレイ１の所定の複数の位置に表示し、その時の瞳孔径の変化を計測することで、被験者の視野を計測することができる。

光刺激視標の光の強弱の周期と瞳孔径の変化の周期との同期性の判断は、光刺激Ｐの変化の数と、瞳孔径の変化の数（極小値と極大値の繰り返しの数）との対応がとれているか否かで判断することができる。あるいは、瞳孔径のデータ列に自己相関分析を適用してその周期性を調べることによって同期性を判断してもよい。

また、コンピュータ６（視野計測手段）が、自己相関分析などを用いて光の強弱の周期と瞳孔径の変化の周期との同期性を求め、測定者（医師など）に求めた同期性を知らせる機能を持つのも好ましい。この場合、測定者は、光刺激視標の光の強弱の周期と瞳孔径の変化の周期との同期性を見て、測定結果の信頼性を判断することができる。

瞳孔径が周期的に変化した場合、瞳孔径の極小値と極大値とを容易に求めることができる。従って、コンピュータ６（視野計測手段）は、瞳孔径の極小値と極大値との差、すなわち瞳孔径の振動幅を、瞳孔径の変化の大きさと規定するのが好ましい。振動幅の半分の値である振幅を、瞳孔径の変化の大きさと規定しても良い。また、図１３のように極小値と極大値との差が複数得られた場合は、それらの平均値を、その光刺激視標の提示位置での瞳孔径の変化の大きさとしてもよい。その場合、瞳孔径のばらつきを抑えることができる。

そのようにして得られた瞳孔径の変化の大きさを用いて、コンピュータ６（視野計測手段）は、瞳孔径の変化の大きさと光刺激視標の光の強さとの比を求め、その比に基づいて、被験者の視野の感度を計測するのが好ましい。ごく微少な網膜領域が不全であるもののその周辺部は正常である場合、光刺激の網膜への照射範囲が網膜の不全領域と正常領域に跨っていれば、瞳孔反応は生起することもあり得る。そのような場合、不全領域と正常領域の大きさの比によって瞳孔反応の大きさは異なると考えられ、瞳孔反応の大きさを計測することによって、視野の感度を求めることができると考えられる。瞳孔反応の大きさは光刺激の強さに依存し、光刺激が強いほど瞳孔反応は大きくなる。そこで、コンピュータ６は、瞳孔径の変化の大きさと光刺激視標の光の強さとの比（瞳孔反応の大きさ／光刺激の大きさ）を求めることで、被験者の視野の感度を計測できる。すなわち、上記比の値が小さければ、強い光に対して瞳孔反応が小さいということであり、網膜の感度が低下しているといえる。

また、光の強弱が周期的に変化する光刺激視標を表示する場合、コンピュータ６（視標制御手段）は、光の強弱の周期を変える機能を有するのが好ましい。図１４に、光のパルス列Ｌ５を、周期１秒で提示した例を示す。周期２秒で光のパルス列を提示した図１３と、周期１秒で提示した図１４とを比較すると、図１４の瞳孔径の変化の大きさは、図１３の変化の大きさよりも小さく、周期性の特徴が不鮮明になっている。十分に散瞳する前に次の光刺激が提示されるほど周期は短くなり、瞳孔反応の大きさの変化は小さくなる。従って、瞳孔径の変化の大きさの可読性を向上させるためには、周期は短すぎないほうがよい。一方、周期が長い場合は、検査時間が長くなり、被験者の負担は大きくなる。そのため、コンピュータ６が光の強弱の周期を変える機能を有し、瞳孔径の変化の周期性が明瞭なときは、検査に要する時間が短くなるように光の強弱の周期を短くし、周期性が不明瞭なときは、波形の視認性を向上させるために光刺激提示の周期を長くするのが好ましい。

なお、図１３、図１４では、一定周期で光の強弱を変化させたが、光の強弱は厳密に一定周期である必要はない。瞳孔径Ｄの変化をリアルタイムに計測し、瞳孔反応の周期に応じて光の強弱の周期を変化させ、最適なタイミングで光刺激視標を提示させることで、瞳孔径の変化をより大きくすることができる。

図１３では、光の強弱が周期的に変化する光刺激視標として、光のパルス列Ｌ４を示したが、光のパルス列の代わりに、図１５に示すように、光の刺激が正弦波状に変化する視標Ｌ６を用いてもよい。図１５を見ると、光の刺激が正弦波状に変化する視標Ｌ６を提示すると、瞳孔径の変化（曲線Ｃ７）は、やや正弦波よりもずれているものの、光刺激に対応して変化しており、図１５のような周期性を伴った瞳孔径の変化を観察すると、それは光刺激によって誘発されたものである可能性が非常に高いと考えられる。このように、光のパルス列の代わりに光の刺激が正弦波状に変化する視標Ｌ６を用いても、瞳孔径の変化が光刺激によるものなのか否かの判断を容易にすることができる。

なお、図１５において、瞳孔径はオフセット成分（ＤＣ値）が減少傾向にある。このようなトレンドを持つ瞳孔径の変化時においては、単発の光刺激では、瞳孔径の変化がトレンドによるものなのか、光刺激によるものなのかが、著しく不鮮明になっていた。しかしながら、図１５においては、瞳孔径が周期的に変化するので、この変化が光刺激によるものであり、該当する網膜領域が正常であると容易に判断できる。

また、コンピュータ６（視標制御手段）は、光刺激視標の大きさを変える機能を有するのも好ましい。一般に、光刺激視標が大きくなれば、瞳孔対光反射の大きさは大きくなり、波形の可読性が向上する。しかしながら、視標が大きければ、網膜への刺激領域が大きいため、精密な計測ができなくなる。一方、視標の視野角が小さくなれば波形の可読性が低下するが、精密な計測ができ、より早期に緑内障などの診断が期待できる。すなわち、波形の可読性と精密な計測はトレードオフの関係にある。そのため、コンピュータ６が光刺激視標の大きさを変える機能を有し、精密に検査したい視野方向に関しては視標を小さくし、データの可読性を向上させたい時は、大きくすればよい。視標を小さくした場合は、波形の可読性を向上させるために、光刺激視標の繰り返し回数を大きくしたり、背景輝度を小さくして瞳孔の変化を大きくするのが好ましい。

なお、上述のように光刺激視標の光の強弱や周期、大きさなどを容易に変更できるのは、本実施形態の視野計が表示装置として液晶ディスプレイ１を使用しているからである、ということを忘れてはならない。

本実施形態では表示装置として液晶ディスプレイ１を用いていたが、液晶ディスプレイ１の代わりに、ＣＲＴや、ＰＤＰ、ＥＬＤ、ＦＥＤなどのディスプレイ装置を用いても良い。

また、ゴーグル型のケースの内部に小型の液晶ディスプレイを内蔵したヘッドマウント型の視野計を構成することもできる。

上記のように、本発明の技術的思想に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、請求の範囲において限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。

Claims (17)

1. 以下の構成を備えた視野計：
   表示手段；
   視標制御手段；この視標制御手段は、被験者の視線を固定させるための固視標および被験者の瞳孔に光刺激を与えるための光刺激視標を前記表示手段の所定の複数の位置に表示する；
   赤外光照射手段；この赤外光照射手段は、被験者の眼球に対して赤外光を照射する；
   撮像手段；この撮像手段は、前記赤外光照射手段から照射された赤外光を利用して被験者の眼球を撮像する；
   ケース；このケースは、前記表示手段と前記赤外光照射手段と前記撮像手段とを内部に収納し、被験者が前記表示手段に表示された前記固視標および前記光刺激視標を外側から見るためののぞき孔を有する；
   瞳孔検出手段；この瞳孔検出手段は、前記撮像手段が撮像した画像を基に被験者の瞳孔径を検出する；
   視野計測手段；この視野計測手段は、被験者に前記固視標を注視させた状態で前記視標制御手段が前記光刺激視標を表示した時に前記瞳孔検出手段が検出した被験者の瞳孔径の変化をもとに被験者の視野を計測する；
   特徴とするところは、
   前記表示手段は、画面の背景の輝度および前記光刺激視標の輝度を個別に調整可能なディスプレイ装置からなる。
2. 請求項１記載の視野計において、さらに、
   前記表示手段の位置を、前記のぞき孔に対して、上下方向および／または、左右方向および／または、前後方向に調整可能な表示位置調節手段を設けた。
3. 請求項１記載の視野計において、さらに、
   前記撮像手段の撮像位置および撮像方向を調整可能な撮像装置調節手段を設けた。
4. 請求項３記載の視野計において、さらに、
   前記瞳孔検出手段の検出結果をもとに、被験者の瞳孔径が最大となるように前記撮像装置調節手段を介して前記撮像手段の撮像位置および撮像方向を調整する撮像装置制御手段を設けた。
5. 請求項１記載の視野計において、さらに、
   被験者の操作に応じて操作信号を前記視野計測手段に出力する操作スイッチを設け、
   前記視野計測手段は、被験者の瞳孔径の変化、および前記操作スイッチからの操作信号の入力をもとに、視野を計測する。
6. 請求項１記載の視野計において、
   前記ケースの内面の放射率は、略１である。
7. 請求項１記載の視野計において、
   前記視標制御手段は、パルス状の前記光刺激視標を、少なくとも２回連続して前記表示手段に表示する。
8. 請求項１記載の視野計において、
   前記視標制御手段は、光の強弱が周期的に変化する光刺激視標を前記表示手段に表示する。
9. 請求項８記載の視野計において、
   前記光刺激視標は、光のパルス列である。
10. 請求項８記載の視野計において、
    前記光刺激視標は、光の強弱が正弦波状に変化する。
11. 請求項８記載の視野計において、
    前記視標制御手段は、前記光刺激視標の光の強弱の周期を変更する機能を備える。
12. 請求項８記載の視野計において、
    前記視標制御手段は、前記光刺激視標の大きさを変更する機能を備える。
13. 請求項８記載の視野計において、
    前記視野計測手段は、瞳孔径の振動幅、または振幅から、前記瞳孔径の変化の大きさを求める機能を備える。
14. 請求項１３記載の視野計において、
    前記視野計測手段は、前記瞳孔径の変化の大きさと、前記光刺激視標の光の強さとの比を求め、その比に基づいて、被験者の視野の感度を計測する機能を備える。
15. 請求項８記載の視野計において、
    前記視野計測手段は、前記光刺激視標の光の強弱の周期と、被験者の瞳孔径の変化の周期との同期性を求める機能を備える。
16. 請求項１に記載の視野計において、
    前記視野計測手段は、前記被験者の瞳孔径の変化をもとに、前記光刺激視標が表示された位置が被験者の正常視野領域か否かを判断する機能を備える。
17. 請求項１記載の視野計において、
    前記視標制御手段は、前記光刺激視標の色を変更する機能を備える。
    
    
    

Images