JP2000504258A

JP2000504258A - 眼球の反応信号のトポグラフィを決定するための方法及び装置

Info

Publication number: JP2000504258A
Application number: JP10525053A
Authority: JP
Inventors: クッチュバッハエルンスト; ヘルトウーヴェ; ホーホウーヴェ; ギュンターラルフ; シュタッシェマンフレート; ヒンケルアルブレヒト
Original assignee: ツィンダテックインジェニエールテヒニッシェディーンステゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-11-29
Publication date: 2000-04-11
Also published as: EP0893966B1; AU5309598A; CN1210454A; WO1998024364A1; US6022107A; DE19649858A1; CN1158967C; EP0893966A1; DE19649858C2; ATE200207T1

Abstract

(57)【要約】１．眼球の反応信号のトポグラフィを決定するための方法及び装置。２．１本発明の課題は高い有効性及び大きな確実性を有する網膜反応のトポグラフィを決定することである。２．２本発明によれば上記課題は次のことによって解決される。すなわち、眼球の前方に配置される平面上に部分平面から構成される発光画像を生成し、各時間区間において部分画像の明及び暗制御のために完全な延長されたＭ系列を使用することによって解決される。眼球の反応信号から相互相関関数によって各時間区間における部分平面の反応関数を計算し、合計関数を形成することによって各時間区間に対する結果のクオリティを評価する。良好であると評価された反応信号のみを全体結果のために合計する。眼球の反応信号は制限値を遵守することにおいて監視され、エラーが識別される場合にはＭ系列を所定のステップ数だけリセットし、反応信号の識別されたエラーは繰り返すことよって置き換えられる。各画像は第１の調整可能な部分ステップで表示され、第２の調整可能な部分ステップの間に暗制御される。

Description

【発明の詳細な説明】眼球の反応信号のトポグラフィを決定するための方法及び装置本発明は、眼球の反応信号のトポグラフィを決定するための方法及び装置であって、刺激するために、眼球の前方に配置された平面上に部分平面から成る発光画像を表示し、各部分平面がこれら各部分平面に配属されたデジタル時間関数によって明及び暗制御され、この際に眼球の全体反応が測定される、眼球の反応信号のトポグラフィを決定するための方法及び装置に関する。眼球の反応信号に対して求められるトポグラフィは網膜の客観的な感度分布を示し、従って視力に関する情報を提供する。このような検査によって眼病、例えば緑内障の早期識別及び評価が可能である。とりわけ、このような検査によって網膜の局部的な欠陥が検出できる。主観に基づいて行われる検査方法は多数存在する。すなわち、主観に基づいて行われるこれらの検査方法においては、検査される患者は自分の発言によって測定を評価する。全てのこのような方法では、患者が所定の刺激を知覚するかどうか及びどのように患者がこの剌激を知覚するのかを患者が発言することにより、患者自身が測定の中に統合されている。客観的な測定方法としては網膜電図（ＥＲＧ）が定着しており、この網膜電図（ＥＲＧ）では電極によって眼球から取り出された反応信号がその時間経過によって表示され評価される。刺激するためには、一回の閃光又は明と暗の連続（フリッカーＥＲＧ）が使用される。この場合、網膜面全体の平均値が算出される。喚起された電位の測定の際に、電極は頭部の所定の部位に取り付けられ、測定信号は測定位置の神経索を介して発生する反応に相応する。これに関する詳細はJ. Joerg及びH.Hielscher著の書籍“Evozierte Potentiale in Klinik und Praxis ”/Springer Verlagに記述されている。網膜感度のトポロジを決定するためには、原理的には網膜の部分面を各部分面に割り当てられた光刺激うちの幾つかによって刺激し、反応を測定する手段がある。測定エラーの低減のために平均値を形成しなくてはならないので、この方法の場合には不当に長い測定時間が生じる。米国特許第５３８２９８７号明細書には眼球網膜の光学的検査のための３ウェイマクスウェル観察システム（3-Wege Maxwell Betrachtungssystem）に基づく検眼鏡検査装置を視野測定用の視野計装置に結合することが提案されており、この場合、選択された網膜部分の視感度が網膜電図によって測定できる。この方法によって個々の部分の感度ならびに網膜の全体画像が検査できる。この場合でも網膜の全ての部分の測定技術的な検査には不当に長い検査時間が生じることになる。パターン網膜電図（ＰＥＲＧ）測定のための網膜上に輝度パターンを発生するためにオプティカルモジュレータを有するレーザプロジェクタを使用することは、Daniel R.Peters及びJohn Taboraによって米国特許第５２３３３７３号明細書に記載されている。しかし、この方法では網膜の選択された面しか検査できないので、複数の面の検査は順次行うしかない。刺激に対する網膜面に亘る反応の関数分布を決定するための改良された方法及びこの方法を実施するための装置がR.Richardsonによってヨーロッパ特許第０３７５７３７号公報に記載されている。この場合、視野内の刺激に対する網膜の全体反応が測定され、この刺激は一連のパターンから形成される。この刺激の強度は水平方向及び垂直方向に変化される。例としてサイン関数乃至はコサイン関数の形状の強度分布が使用され、測定された全信号を逆変換することによって網膜面に亘る感度分布が計算される。この方法の不利な点は、個々の係数を決定する際の測定エラーが識別できないのに、個々の測定エラーが分布関数全体の計算に影響を及ぼす点である。さらにこの方法の不利な点は、感度分布の最大密度は狭い限定された領域にしか存在しないのに、この感度分布の最大密度に分解能を整合しなくてはならない点である。米国特許第５５３９４８２号明細書には、中心部から外側に向かってしだいに増大していく面積を有する複数の四角形から成る刺激画像が構成され、これら複数の四角形の輝度経過が１０Ｈｚ〜４５Ｈｚの領域の異なる周波数によって制御される方法が記載されている。図示された例では、同時に輝度変調される９個の四角形によって動作され、測定信号の評価はフーリエ変換によって行われる。この方法の利点は、ナイキスト周波数の測定によって下部神経節細胞層の影響が検出できることである。不利な点は、ナイキスト周波数の測定のために変調周波数の様々な分布による複数の測定を実施しなくてはならないこと及び各周波数分布に対する測定時間を個々の周波数に対する明確な結果が求められるように各周波数分布に対する測定時間を長めに選択しなくてはならないことである。３２個の「ゾーン」までの拡張が可能だと記載されている。従って、この方法自体はこの拡張によって検査可能な部分面に関して非常に低い分解能を有する。他の方法がE.E.Sutter及びD.Tranによって雑誌Vision Research（Great Brita in）Vol.32,No3,pp433−446,1992に記載されている。この方法によって比較的良好な結果が得られる。ＥＲＧ構成成分のトポグラフィを測定するためにデジタル的な方法が適用される。この方法では刺激として六角形が使用され、この六角形の時間的な輝度経過はＭ系列によって制御される。この場合、２４１個の六角形が使用され、これらの六角形の面積は中心点から外側に向かって増大してゆく。従って、分布関数の等しくない密度が考慮される。眼球の全反応信号が測定され、各々のＭ系列による相互相関関数の計算によって当該六角形に対する信号経過が計算される。部分面の相応する領域の平均値による信号経過の重み付けによって、この信号経過に含まれる有効信号の振幅の算出の際の妨害が低減される。測定には６５５３５ステップの長さを有するＭ系列が使用される。このＭ系列は互いに常に２５６ステップだけずらされている。画像フレーム周波数６７Ｈｚの場合には、全測定期間はほぼ１６分であり、この測定は３２個の時間区間に分割され、この３２個の時間区間はそれぞれオーバーラップ時間を含めて３０秒である。第１の不利な点は、この方法は、網膜の反応関数が刺激に対して線形に反応する範囲でのみ正確な結果を送出しうることである。しかし、この関係は、６７Ｈｚの画像フレーム周波数の場合にはほんの部分的であり、またディスプレイの短い残光持続期間においてのみ与えられる。この方法の他の不利な点は、信号経過は主観的に監視されねばならず、さらに例えばまばたきによる識別可能な妨害がある場合又は電極の接触問題がある場合には所属の時間区間を繰り返さなくてはならないことである。しかし、根本的な不利な点は、個々の時間区間の中間結果を判定することが出来ないこと及び測定終了時、すなわち全時間区間に亘る測定値が出揃った後にようやく結果を求めこの結果を評価することができることであり、このため識別されない妨害があった場合には測定全体を繰り返さなくてはならないことである。米国特許第４８４６５６７号明細書にはE.E.Sutterによって既に刺激として活性化可能な素子の正方形アレイを有するディスプレイを使用し、これら素子の時間的な輝度経過をＭ系列によって制御する方法の基本原理が記載されている。個々の反応信号の計算は相互相関関数によって行われる。ここでも長さ２¹⁶−１＝６５５３５のＭ系列が使用され、このＭ系列はそれぞれ互いに２５６ステップだけずらされている。同様に測定全体をほぼ２０〜４０秒の時間区間に分割することが提案されている。従って、この原理はあらゆる基本的な点において雑誌Visi on Researchで利用された方法に相応しており、前述したのと同じ不利な点を有している。本発明の課題は、高い有効性及び大きな確実性を有する網膜反応のトポグラフィを算定することができ、オペレータにかかる負担も患者にかかる負担もできるだけ軽くなるように、定性的に良好であると識別されるような中間結果のみを考慮に入れるために各中間結果を評価することができ、特殊な検査にも適応しうるような方法及び装置を提供することである。本発明によれば上記課題は請求項１及び１５の特徴部分記載の構成によって解決される。有利な実施形態は従属請求項に記載されている。本発明の解決法の利点は、測定のためにそれ自体完結した同じ時間区間が使用されること及び各時間区間に対して求められた部分結果のクオリティが評価され、これにより良好であると判定された部分結果のみが後続の評価に使用されることである。発生した測定エラーがすぐに識別でき、複数の時間区間から成る測定全体を繰り返す必要がなく、他の部分結果だけを時間区間によって求めさえすればよい。常に同じ時間区間で動作されるので、時間区間の総数を任意に選択できる、すなわち、不確実性が発生した場合には、さらに時間区間を付け加えることによって精度を改善することができる。さらに有利には、眼球の全体反応に対する信号が制限値を越えるか越えないかを監視でき、制限値を越えてしまった場合にはＭ系列を所定のステップ数だけリセットし、眼球の全体反応に対する信号を繰り返された値で置き換える。Ｍ系列によって確定された画像が表示される第１の部分ステップ及び平面が暗制御される第２の部分ステップの調整可能な持続時間によって、この測定用の装置を眼球の網膜の選択された反応に適応させることができる。本発明の解決法を実施例に基づいて詳しく説明する。添付した図面は以下の通りである。図１は本発明の装置の原理的構造を示す。図２は６１個の部分平面を有する六角形から成る画像を示す。図３は６１個の部分平面を有する四角形から成る画像を示す。図４は６１個の部分平面を有する環状セグメントから成る画像を示す。図５は長さＬ’＝８を有する延長されたＭ系列の信号経過を示す線図である。図６は合計信号に対して部分平面を割り当てた際の概略図である。図１には測定に使用される装置の原理的構造が図示されている。患者の眼球１は平面２を見つめている。この平面２には発光画像が表示され、この発光画像は総数Ｎ個の部分平面から構成されている。部分平面の明及び暗制御は制御ユニット３を介して行われる。操作、すなわち測定パラメータの調整はこの制御ユニット３に接続されるキーボード５を介して行われる。この制御ユニット３に接続される表示ユニット４を介して操作案内及び結果表示が行われる。眼球１から取り出される反応信号は制御ユニット３に評価のために供給される。平面２には中心部から外側に向かってしだいに面積が大きくなる区切られた部分平面から成る画像が表示される。例としてＮ＝６１個の部分平面によって、図２は六角形からなる画像を示しており、図３は四角形からなる画像を示しており、図４は環状セグメントからなる画像を示している。部分平面の明及び暗制御はＭ系列によって行われる。これによって、眼球から取り出されるただ一つの反応信号から全ての部分平面の反応関数が計算できる。個々の係数を２進数のモジュロ２除算を用いて既約原始多項式によって割ることによりＭ系列が形成される。よって、次数ｇの多項式の場合、周期長Ｌを有する周期結果が成立する。この場合、周期長Ｌと多項式の次数ｇとの間の関係は：Ｌ＝２^g−１（ａ）である。理解しやすいように、次数ｇ＝３の多項式で計算を行ってみよう。例として多項式Ｐ（ｘ）＝ｘ³＋ｘ＋１を選択し係数としてｘ¹⁵を選択すると、次のように計算される：この結果の式の中で全ての存在する係数を１で表し、全ての存在しない係数を０で表し、係数ｘ¹⁴及びｘ¹³がゼロであることに注意しながら係数を並べると、次のような系列ができる：それぞれの周期をＭ系列又は最大長周期系列と呼ぶ。長さＬの各Ｍ系列から正確に１ステップずつ巡回的にシフトされたＬ個の系列が形成される。そして係数１及び０から構成される、ｉステップだけシフトされたＭ系列をＳ_i（０，１）と記すならば、次のようになる：Ｓ₀（０，１）＝００１０１１１Ｓ₁（０，１）＝１００１０１１Ｓ₂（０，１）＝１１００１０１Ｓ₃（０，１）＝１１１００１０Ｓ₄（０，１）＝０１１１００１Ｓ₅（０，１）＝１０１１１００Ｓ₆（０，１）＝０１０１１１０Ｓ₇（０，１）＝Ｓ₀（０，１）相応して同じ特性を有する否定Ｍ系列が得られる： /Ｓ₀（０，１）＝１１０１０００代数計算のためにＭ系列において置換０→−１及び１→＋１を導入し、これによって形成される否定Ｍ系列を示す： /Ｓ₀（−１，＋１）＝＋１＋１−１＋１−１−１−１長さＬを有するＭ系列の全ステップｓに亘ってｎステップだけ互いにシフトされた２つのＭ系列から離散相互相関係数ＫＫＫを形成すると、ｎ＝０ステップだけシフトする場合には：ＫＫＫ＝１が得られ、ｎ≠０ステップだけシフトする他の全てのシフトの場合には：ＫＫＫ＝−１/Ｌが得られる。これはＬ＝７の場合には簡単に確かめることができる。ｎ≠０に対する結果は残余誤差を表している。この残余誤差は、全てのＭ系列/Ｓ_i（−１，＋１）において任意のしかし同じ箇所でステップ＋１を挿入することによって除去することができる。こうして形成される延長されたＭ系列/Ｓ_i’（−１，＋１）が図５に図示されている。ＬをＬ’＝Ｌ＋１に置き換えるならば、相互相関係数はこれらの延長されたＭ系列に対して値ｎ＝０：ＫＫＫ’=１ｎ≠０：ＫＫＦ’＝０を有する。長さに対しては式（ａ）によって次式が成り立つ：Ｌ’＝２^g （ｃ）部分平面の明及び暗制御に対してＭ系列/Ｓ_i’（０，１）を利用するならば、Ｎ個の部分平面の各々は輝度に比例する部分反応ｆ_i（/Ｓ_i’（０，１））を発生し、この場合全反応信号は：である。相互相関計算ＫＫＲによって、この信号から、シフトｉを有する明及び暗制御に利用された各Ｍ系列に対して相応する信号成分が再び抽出される：つまり、これによって混合信号から各部分関数がエラーなしで再び得られる。しかし、これは、これらの関数が比例依存関係にある場合にのみ成り立つ。部分平面の反応信号が時間に依存する部分関数曲線、例えば輝度変化に依存する部分関数曲線φ_i（τ，/Ｓ_i’’)であるならば、Ｎ個の部分平面に対する全反応信号は：である。Ｍ系列の各ステップにおいて新しい部分関数曲線φ_i(τ，/Ｓ_i’’)が発生される場合には、相互相関関数ＫＫＦによって全信号に含まれる部分関数曲線が再び計算される：Ｍ系列間の最小時間シフトΔｔがこの関数曲線φ_i(τ，/Ｓ_i’’)の持続期間 τ_maxよりも大きいならば、又は発生した部分反応が互いに線形にオーバーラップするならば、この結果は非線形関係であってもエラーのないままである。しかし、眼球の反応信号は眼球の明るさへの適応又は暗さへの適応ならびに光刺激の強度及び持続時間に依存する。複数の連続する刺激による信号のオーバーラップは刺激と刺激との間の時間間隔が定まると初めてほぼ線形になる。連続して続く反応の信号のオーバーラップがほぼ線形になる程度にＭ系列の個々のステップが時間的に互いにシフトされている場合にのみ、相互相関関数ＫＫＦによってきわめてエラーのない結果が得られる。１次近似として、平均輝度においてこの時間間隔がほぼδ＝６０ｍｓであることを前提としてもよい。相互相関関数ＫＫＦから得ることができる反応関数は、Ｎ個の部分平面がある場合には同じ測定ステップ数に亘って平均値形成をする際の全平面に対する反応関数に比べてファクタにして２Ｎだけ劣化した信号雑音比を有する。ファクタにしてＭだけ信号雑音比を改善するためには、Ｍ²個の測定ステップを実施しなくてはならない。Ｎ＝６１個の部分平面及び測定ステップの時間間隔ほぼδ＝６０ｍｓの場合には、測定持続時間は、Ｍ＝Ｎとすると：Ｔ_M＝Ｍ²*δ＝２２３sec≒−４min である。しかし、この持続時間に亘って誰も眼球を絶対に動かしてはならない。それゆえ、測定はそれぞれほぼ３０secずつの８個の時間区間に分割され、全体結果は部分平面の反応関数を全時間区間に亘って加算することによって形成される。各時間区間において式（ｆ）によって部分反応を計算するためには、各時間区間が１つ又は複数の完全な延長されたＭ系列を有する。時間区間に対してＭ系列を正確に設けるならば、これらの設定された値に対して周期長Ｌ’＝２^g＝５１２ｇ＝９を有する１個のＭ系列が得られる。個々の部分平面はそれぞれ８ステップだけ相互にシフトされたＭ系列によって制御される。従って、部分平面の時間関数は相互にほぼ４８０ｍｓの間隔を有する。この調整の変化によって周期長及びステップ間隔はファクタにして２又は４だけ高めることができ、同時にステップ持続時間も相応して低減される。これによって信号雑音比は改善されるが、非線形性の影響が増大する。同様に、周期長はファクタにして２又は４だけ低減することができ、同時にステップ持続時間もこれに相応して低減される。これによって非線形性の影響は低減されるが、信号雑音比は劣化する。この場合改善は時間区間の総数を増加することによって可能である。Ｍ系列の各ステップは、Ｍ系列に従って部分平面を明制御又は暗制御する第１の部分ステップと全ての部分平面を暗制御する第２の部分ステップとから構成される。よって、各ステップにおいて、また複数の連続する１のステップから成るＭ系列の領域に対しても、明確な開始条件が得られる。両方の部分ステップの時間成分は調整可能である。各時間区間は、測定装置の過渡過程がしだいにおさまってゆく最前部の部分周期、測定値検出のための完全な周期及び後部の部分周期から成る。この後部の部分周期の持続時間は、少なくとも相互相関により計算される反応関数の時間と同じ程度の長さを有する。時間区間における測定が終了した後で、式（ｆ）によって部分平面の反応関数の計算が行われる。１つの時間区間の測定から引き出される結果は非常に悪い信号雑音比を有し、個々に評価することはほとんどできない。しかし、部分平面の反応信号は非常に似通っているので、合計関数ははるかに良好な信号雑音比を有する。図６の部分平面の割り当てに従って２つの部分和を形成するならば、これら両方の合計関数における測定エラー及び妨害は差を取ることによって識別可能である。というのも、これら両方の合計関数において＋１で重み付けされる構成成分の総数と−１で重み付けされる構成成分の総数とは異なるからである。相互にこれら２つの関数を比較すること及び先行する時間区間乃至は後続の時間区間の結果によって、個々の時間区間の測定結果のクオリティが求められる。評価のためには、部分平面の反応関数を合計することにより良好であると識別される結果だけを使用する。この場合、評価に使用される時間区間の総数を任意に多くすることができる。というのも、各時間区間において悪い信号雑音比を有する完全な部分結果が検出されるが、平均値形成によって改善されるからである。部分平面から構成される画像の表示のためには画像管を使用すればよい。他の変形実施形態では画像はＬＥＤを装備した平面上に発生される。同様にある変形実施形態ではレーザープロジェクタを使用することができ、このレーザープロジェクタのビームは画像表示のために２次元に偏向される。最も柔軟な時間制御はＬＥＤを装備した平面によって可能である。画像管もレーザープロジェクタもシリアルに画像を描出し、画像表示のための部分ステップの持続時間及び全ての部分平面を暗制御する部分ステップの持続時間はこの画像表示時間の整数倍としてのみ画像繰り返し周波数の変更によって調整される。発生した反応の評価に関して注意すべきことは、レーザープロジェクタは基本的に理想的なシリアルなフラッシュ画像を発生し、そして画像管はその残光持続時間に応じてより長いフラッシュを発生することである。ＬＥＤを装備した平面の場合には確定されたスイッチオン期間を発生する。眼球の反応信号は制御ユニット３の中に又は制御ユニット３の外部に配置される差動増幅器によって取り出され、この差動増幅器の第１の入力側が眼球に接して又は眼球のすぐ近傍に取り付けられる電極に接続されており、この差動増幅器の第２の入力側は電気的に中性の箇所、例えば患者の額に取り付けられる電極に接続されている。測定される信号は、測定すべき周波数領域の外側の妨害信号を抑圧するために調整可能なバンドパスフィルタを介して制御ユニット３に供給される。例えばまばたきによって現れる妨害信号は振幅監視によって識別できる。この振幅監視は振幅が閾値を上回ることにも振幅が閾値を下回ることにも所定の期間に亘って応答する。このようなエラーがある場合でも測定全体を少なくとも当該時間区間に対して繰り返さなくてもよくするために、Ｍ系列をこの識別の直後に所定のステップ数だけリセットする。リセットされるステップ数ｒはｒ≧ｇである。ただしここでｇはＭ系列を生成するための多項式の次数である。測定のためには網膜磁気図（magnetoretinogram）の信号又は可視喚起電位（ＶＥＰ）を使用してもよい。ここに示された方法によって眼球の反応のトポロジが図２、図３又は図４に図示された画像による場合よりも高い分解能で求められる。第１の変形実施形態では画像は中心点に対して対称的に配置される複数のセグメントに分割され、個々のセグメントが順次測定され、各セグメントはほぼ６１個の部分平面を有する。同様に、図６のように全平面に亘って分割された様々な部分平面をそれぞれ測定に利用することによって、より多数の比較的小さい部分平面から成る画像を複数のステップで測定してもよい。同様に、複数の比較的小さい部分平面から成る画像をまとまりのある測定によって比較的長い時間に亘って測定してもよい。この場合、部分平面の総数に応じてより長いＭ系列を使用し、クオリティの評価をまとまりのある時間区間のグループ毎に行う。制御ユニット３はコンピュータから構成されており、このコンピュータは部分平面から成る画像の制御のための巡回デジタル時間信号を発生しかつ測定データの評価を実施し、さらに装置の操作及び結果表示を制御する。有利な実施形態では、制御ユニット３が相互に結合された２つのコンピュータから構成され、第１のコンピュータは部分平面から成る画像の制御のための巡回時間信号を発生しかつ測定データを評価するために使用され、第２のコンピュータは装置の操作及び結果表示のために使用される。本発明の核心は、各時間区間に対して部分平面を明及び暗制御するためのデジタル時間関数として完全な、有利には１ステップだけ延長された否定Ｍ系列を使用し、これによって各時間区間毎に全ての部分平面の反応関数が相互相関関数を形成することにより計算される。これによって、各時間区間毎の測定結果のクオリティを評価し良好な測定値だけを最終結果の形成に使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＫ，ＭＸ，ＮＯ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者ウーヴェホーホドイツ連邦共和国ゲルスドルフヴォーンパルクファルケ６ (72)発明者ラルフギュンタードイツ連邦共和国クリミットシャウツヴィッカウアーシュトラーセ 62 (72)発明者マンフレートシュタッシェドイツ連邦共和国ヴィースバーデンヴィリー―ボルンゲッサーシュトラーセ 11 (72)発明者アルブレヒトヒンケルドイツ連邦共和国グリューンベルクヴァーグナーガッセ１アー

Claims

【特許請求の範囲】１．眼球の前方に配置される平面によって網膜上の各光刺激の個所に依存して光刺激に対する眼球の生体電気反応信号のトポグラフィを決定するための方法において、前記眼球の前方に配置される平面には、刺激のために、部分平面から成る発光画像が表示され、各部分平面は該各部分平面に割り当てられるデジタル時間関数に依存して明及び暗制御され、さらにこの場合眼球の全体反応が測定され、該眼球の全体反応からデジタル時間関数による相互相関関数の計算によって、各部分平面に配属される眼球の反応関数の構成成分が算出され、この測定のために、最小値より大きい任意の総数のそれ自体完結した同一の長さの時間区間が使用され、該時間区間は、各時間区間ごとにデジタル時間関数として有利には付加ステップだけ延長された完全な否定Ｍ系列が使用されることによってそれぞれ評価可能な部分結果を供給し、各部分平面ごとに少なくとも１ステップだけ巡回的にシフトされた同一の長さのＭ系列が使用され、前記付加ステップはすべてのＭ系列において同一の時点に対してパラレルに挿入されており、各時間区間ごとに各部分平面の反応関数が相互相関関数の形成によって計算され、複数の部分平面の反応関数を合計することによって少なくとも１つの合計関数を形成し、該合計関数によって時間区間の測定のクオリティを評価し、測定エラーを低減するために各部分平面ごとに良好だと評価される時間区間の各測定に対する反応関数の合計によって後続の評価のために全体関数を形成する、眼球の生体電気反応信号のトポグラフィを決定するための方法。２．延長されたＭ系列の各ステップは第１の部分ステップ及び第２の部分ステップから成り、前記第１の部分ステップにおいて部分平面は否定Ｍ系列に従って明及び暗制御され、前記第２の部分ステップにおいてすべての部分平面は暗制御され、両方の部分ステップの持続時間は調整可能であり、相互相関関数の計算のために、各部分平面における第１の部分ステップのＭ系列の相応する関数値が計算すべき反応関数の全持続時間に対して使用される、ことを特徴とする請求項１記載の方法。３．眼球の全体反応に対する信号は制限値を上回るかどうかに関して監視され、該制限値を上回った場合にはＭ系列を調整可能なステップ数だけリセットし、前記眼球の全体反応に対する信号は繰り返された値に置き換えられることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。４．各測定のクオリティを評価するために、それぞれ同じ総数の部分平面から複数の関数を形成し、各関数には全平面にわたって分割された様々な部分平面が割り当てられており、さらにこれらの関数は相互にかつ先行する測定又は後続の測定の関数と比較され、これらの関数の類似性が測定のクオリティに対する尺度として使用されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の方法。５．時間区間にわたって実施される各測定は、過渡過程がしだいにおさまってゆく最前部の部分周期、部分結果の検出のための時間区間及び後部の部分周期から構成され、該後部の部分周期は少なくとも反応関数の計算される持続時間と同じ程度の長さを有することを特徴とする請求項１〜４までのうちの１項記載の方法。６．画像はそれ自体は公知のやり方で中心から外側へとしだいに大きさが増大してゆく六角形から形成されることを特徴とする請求項１〜５までのうちの１項記載の方法。７．画像は中心から外側へとしだいに大きさが増大してゆく四角形から形成されることを特徴とする請求項１〜５までのうちの１項記載の方法。８．画像は中心から外側へとしだいに大きさが増大してゆく環状セグメントから形成されることを特徴とする請求項１〜５までのうちの１項記載の方法。９．有利には比較的小さい部分平面の表示のための平面のセグメントだけが利用され、前記平面の他のセグメントは測定の持続時間にわたって一定輝度に調整されたままであり、この結果、比較的高い分解能で網膜の部分が検査されることを特徴とする請求項１〜８までのうちの１項記載の方法。１０．部分平面は均一な予め調整可能な色彩によって発光することを特徴とする請求項ｌ〜９までのうちの１項記載の方法。１１．すべての部分平面の個々の反応の合計から構成される眼球の全体反応の信号は、増幅及び周波数帯域の制限を介して得られることを特徴とする請求項１〜１０までのうちの１項記載の方法。１２．眼球の全体反応は網膜電図写真によって求められることを特徴とする請求項１〜１１のうちの１項記載の方法。１３．眼球の全体反応は網膜磁気図写真（magnetoretinography）によって求められることを特徴とする請求項１〜１１のうちの１項記載の方法。１４．眼球の全体反応は喚起される電位の測定によって求められ、該喚起される電位は頭部の相応の個所から取り出されることを特徴とする請求項１〜１１のうちの１項記載の方法。１５．網膜上の各光刺激の個所に依存して光刺激に対する眼球の生体電気反応信号のトポグラフィを決定するための請求項１記載の方法を実施するための装置において、部分平面から構成される発光画像を表示するための眼球の前方に配置される装置（２）を有し、該装置（２）は前記部分平面を明及び暗制御するための制御ユニット（３）に接続されており、前記請求項１記載の方法を実施するための装置には眼球（１）から取り出される反応信号を前記制御ユニットに供給するための手段が設けられており、前記請求項１記載の方法を実施するための装置はさらに操作案内及び結果表示のための表示ユニット（４）ならびに前記装置を操作するためのキーボード（５）を有し、これら表示ユニット（４）及びキーボード（５）は同様に前記制御ユニットに接続されており、前記制御ユニットは有利には付加ステップだけ延長された完全な否定Ｍ系列を生成するための手段を有し、該Ｍ系列は各部分平面ごとに少なくとも１ステップだけ巡回的にシフトされており、前記Ｍ系列にはすべてのＭ系列に対して同一の時点に対してパラレルに付加ステップが挿入されており、前記制御ユニット（３）にはさらに前記眼球（１）から取り出される反応信号と前記Ｍ系列とから相互相関関数を計算するための手段が設けられており、該相互相関関数によってすべての部分平面に対する反応関数が求められ、前記制御ユニット（３）は方法請求項１又は４記載の測定のクオリティを評価するための手段を有する、網膜上の各光刺激の個所に依存して光刺激に対する眼球の生体電気反応信号のトポグラフィを決定するための請求項１記載の方法を実施するための装置。１６．第１の部分ステップの間には部分平面を各Ｍ系列の関数値に従って明又は暗制御し、さらに第２の部分ステップの間にはすべての部分平面を暗制御するための手段が設けられ、両方の部分ステップの持続時間は調整可能であることを特徴とする請求項１５記載の装置。１７．眼球の全体反応に対する信号の経過を測定及び監視するための手段が設けられており、該手段は、前記信号が制限値を上回る場合には、すべてのＭ系列を所定のステップ数だけリセットし、誤りのある測定値を繰り返された値によって置き換えるように、Ｍ系列を発生するための手段を制御することを特徴とする請求項１５又は１６記載の装置。１８．平面（２）は画像ディスプレイであることを特徴とする請求項１５、１６又は１７記載の装置。１９．平面（２）は発光ダイオードを装備した平面であることを特徴とする請求項１５〜１７までのうちの１項記載の装置。２０．平面（２）はＬＣＤプロジェクタによって照射される平面であることを特徴とする請求項１５〜１７までのうちの１項記載の装置。２１．平面（２）はレーザによって照射される平面であることを特徴とする請求項１５〜１７までのうちの１項記載の装置。２２．眼球の全体反応に対する信号は、増幅器、有利には制御ユニット（３）によって調整可能な上限カットオフ周波数及び下限カットオフ周波数を有しさらに画像表示に同期して制御されるサンプリング装置を有する差動増幅器を介して、前記制御ユニット（３）のアナログ/デジタル変換器に供給され、該アナログ/ デジタル変換器の出力端子はコンピュータに後続処理のために接続されており、前記制御ユニット（３）には前記増幅器のカットオフ周波数を調整するためめ手段が設けられていることを特徴とする請求項１５〜２１までのうちの１項記載の装置。２３．制御ユニット（３）は記憶のための及び眼球の全体反応の信号の時間経過の表示のための手段を有することを特徴とする請求項１５〜２２までのうちの１項記載の装置。２４．制御ユニット（３）は複数の部分平面にわたって形成される関数の時間経過を表示するための手段を有することを特徴とする請求項１５〜２３までのうちの１項記載の装置。２５．制御ユニット（３）は部分平面に対して求められる反応信号及び該反応信号の振幅を表示するための手段を有することを特徴とする請求項１５〜２４までのうちの１項記載の装置。２６．制御ユニット（３）は少なくとも１つのコンピュータを有し、このコンピュータを介して、部分平面から構成される画像を制御するための巡回的なデジタル時間信号を生成し、測定データを評価し、ならびに装置を操作し、結果表示を行うことを特徴とする請求項１５〜２５までのうちの１項記載の装置。２７．制御ユニット（３）は２つのコンピュータを有し、第１のコンピュータを介して、部分平面から構成される画像を制御するための巡回的なデジタル時間信号を生成し、測定データを評価し、前記第１のコンピュータは、装置を操作し、評価し、結果表示するために第２のコンピュータに結合されていることを特徴とする請求項１５〜２５のうちの１項記載の装置。