JP2008528079A - 眼底カメラ内の視線誘導のためのユニットおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、眼底の検査過程または記録過程における患者の視線誘導のための光電子ユニットに関する。
【解決手段】眼底カメラ内の視線誘導のため、結像光学系（３）を持つ固定マーク（２）生成のための表面光変調器（１）が使用され、結像光学系により、前記固定マーク（２）は観察光路（４）内に配置された部分透過ミラー（５）を通じて、および記録光路（６）内に配置された旋回型ミラー（７）を通じて、眼底（８）に結像し、表面光変調器（１）が制御ユニット（９）を通じて固定マーク（２）の位置設定用操作素子（１０）と連結している。
【選択図】図１

Description

本発明は、眼底の検査過程または記録過程における患者の視線誘導のための光電子ユニットに関する。
眼底カメラを主用途とする該装置を使用すれば、撮影記録がより正確に再現でき、それに伴いより正確に比較できるから眼底疾患の診断が容易化できる。このようにして、特に病状経過をより的確に追跡し記録することができる。

現状技術から公知の眼底カメラでは、視線誘導は外部または内部の固定照明によって行われる。その場合、光学的に生成した固定点を患者に提示する。その固定点は様々な方法で観察光路内に取り込まれ患者に見えるようにするが、固定点の生成には様々な方法がある。

特許公報ＵＳ ４，２７９，４７８およびＵＳ ４，６２０，７７９には、光源として、有孔絞りに連結した白熱電球を用いた内部固定装置のことが記述されている。該装置では、電子機構変位装置に連結した特殊な操作素子により、生成固定点を画像平面内で移動させることができる。

ＥＰ １ １３８ ２５６ Ａ３およびＵＳ ６，７５５，５２６ Ｂ２に開示された内部固定装置の場合では、固定マークの生成に点光源が利用され、生成された固定マークはジョイスティックでしかるべき位置に動かし位置設定できる。

しかし、「点光源」が特殊な操作素子によって手動調整されるこれらの解決法では、特定網膜エリアの再現性ある表示は限定的にしか行えず、そのため病状経過の電子サポートによる評価は殆ど不可能であるという欠点がある。

ＵＳ ６，６３６，６９６公報には、内部生成固定マークの別な作用原理について開示されている。これは表面投射器の前にＬＣＤマトリックスが配置されていて、特殊回路構成による個別マトリックス素子を操作素子により制御し、トランスペアレント化することができる。そのようにして生成した固定マークを、自身の動きが電気信号に変えられ評価されるジョイスティックで位置設定する。その場合、他のマトリックス素子がトランスペアレント接続される。

特定網膜エリアの再現性ある表示が、制限された範囲でしか実現できないという「点光源」の欠点は取り除かれ、確かに病状経過の電子サポートされた評価は可能であるが、しかしＬＣＤディスプレイの作用原理による制約から精度が限られるしコストが高い。

正に粗構造である該ＬＣＤは、この場合「液零位」体制（Ｌ−Ｎｕｌｌ−Ｒｅｇｉｍｅ）で作動する。背景照明の有無に関わりなく透過光に適用することにより、または落射光での適用により固定マークの表示多様性は制限される。そのため、ＬＣＤでは固定マークとして多色表示もグラフィック表示も実施できない。
ＥＰ １ １３８ ２５６ Ａ３ ＵＳ ６，７５５，５２６ Ｂ２ ＵＳ ６，６３６，６９６

本発明の基本課題は、これら公知現状技術の欠点を取り除き、予め設定した位置の特定固定点または特定固定点模様を十分な位置精度でもって常に再現可能なように生成することのできる解決法を開発することにある。

この課題は、本発明に関する独立請求項の特徴によって解決される。望ましい改良形態および実施態様は従属請求項の対象である。

眼底カメラ内の視線誘導のための本発明に基づく解決法では、表面光変調器で生成された固定マークが、結像光学系、観察光路内に配置された部分透過ミラーおよび記録光路内に配置された旋回型ミラーを経由して眼底に結像する。その場合、固定マークの位置設定は、制御ユニットを通じて表面光変調器と連結している操作素子により行う。

提案の技術的解決法は、内部視線誘導のために固定マークを生成し、しかるべき位置設定を行なう、特に眼底カメラに適用することができる。しかし、原則としてはその他の眼科用機器での適用も考えられる。

以下では、本発明を実施例に基づき説明する。

眼底カメラ内の視線誘導のための本発明に基づくユニットの場合、結像光学系を持つ固定マーク生成用表面光変調器が装備されている。表示された固定マークは、観察光路内に配置された部分透過ミラーおよび記録光路内に配置された旋回型ミラーを経由して結像光学系の作用で眼底に結像する。その場合、表面光変調器は制御ユニットを通じて固定マーク位置設定のための操作素子と結合している。

図１は、本発明に基づく内部固定装置を持つ眼底カメラの原理構造を示している。
結像光学系３を持つ、固定マーク２生成用高分解能型グラフィック表示ＬＣＤ１形態の表面光変調器が装備されている。表示された固定マーク２は、
内に配置された部分透過ミラー、好ましくはダイクロイックミラー５、記録光路６内に配置された旋回型ミラー７および様々な光学素子を経由して結像光学系の作用で眼底８に結像する。そして表面光変調器１が制御ユニット９を通じて固定マーク２位置設定のための操作素子１０と結合している。

表面光変調器としては、高分解能型グラフィック表示ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）以外の別なディスプレイも適用することができる。例えば、ＬＣＯＳ（シリコン系液晶）、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）またはＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー装置）ベースのものが可能である。

観察光路４に配置されたダイクロイックミラー５は、光の収量をできる限り大きく、患者の負担をできる限り小さく維持するという長所を持つ。

図２は、使用されるダイクロイックミラー５の透過特性を示している。
照明光路１１に配置された光源１２から発せられる観察用の赤外光は、様々な光学構成素子を経て眼底８に焦点を結ぶ。この赤外光は眼底で反射し旋回型ミラー７およびダイクロイックミラー５を経由してＣＣＤ探索カメラ１３に結像する。その量はダイクロイックミラー５の透過性に依存するが、赤外照明光の総量がＣＣＤ探索カメラ１３に結像する。他方、眼底８に投射された可視スペクトル領域の固定マークは反射する。

照明光路１１に配置されたフラッシュ光源から発せられる撮像用の可視光は、様々な光学構成素子を経由して眼底８に焦点を結ぶ。眼底で反射後、記録光路６に旋回型ミラー７が配置されていない場合はＣＣＤ記録カメラ１７に結像する。

制御ユニット９としては、好ましくはＰＣが使用されるが、それに対応してキーボード１４、マウス、トラックボール、ジョイスティックなどが固定マーク２の位置設定用操作素子１０として使用され、それらはＵＳＢ系またはファイアワイア系の平行なシリアルインタフェースを通じてＰＣと連結している。この場合、観察光路４内に結像する眼底像の表示に追加ミラーを使用するのも有利である。

後に改めて行う特定眼底エリアの検査用および/または記録用として、当該眼底像の対応固定マークに関するデータ、例えば、形態、色、強度、座標なども併せて保存しておけば非常に有利である。保存されたこの固定マークを有効化させることにより、後の時点でも患者の視線が同一の方向になり、それによって検査および/または記録が同一眼底エリアで行われることが保証される。時系列的に撮影した像の「重ね合わせ」により変化が直ぐに見て取れる。

本発明に基づく眼底カメラ内の視線誘導のための方法では、高分解能性グラフィック表示型ＬＣＤ１形態の表面光変調器により生成された固定マーク２は、結像光学系３、観察光路４内に配置された部分透過ミラー５および記録光路６内に配置された旋回型ミラー７を経由して眼底８に結像するので、患者が見ることができる。固定マーク２の位置設定は、制御ユニット９を通じて表面光変調器１と連結している操作素子１０によって行われる。

操作素子１０の動きによって、表面光変調器１の固定マーク２表示ピクセルの座標およびそれに伴い眼底８に焦点を結ぶ表示固定マーク２の像のポジションが変化する。制御ユニット９としては、好ましくはＰＣが使用されるので、操作素子１０としては、ＵＳＢ系またはファイアワイア系の平行なシリアルインタフェースを通じてＰＣと連結するマウス、トラックボール、ジョイスティックなどを使用することができるのは自明のことである。制御ユニット９として使用されるＰＣが、加えて操作用キーボード１４および観察光路４に結像した眼底像の表示用モニタ１５を備えていることも好都合である。

観察光路４内に部分透過ミラー５を設置した場合、操作素子１０によって位置設定されて眼底８に焦点を結ぶ固定マーク２の位置または動きは眼底像と共に、制御ユニット９に連結するモニタ１５上に表示される。

それに対して観察光路４内にダイクロイックミラー５を設置した場合では、操作素子１０によって位置設定されて眼底８に焦点を結ぶ対応カーソル形態の固定マーク２の位置または動きは、第２平面の眼底像に同期的に重なり、制御ユニット９に連結するモニタ１５上に表示される。

ダイクロイックミラー５の使用は、光の収量をできる限り大きく、患者の負担をできる限り小さく維持できるという長所がある。図２は使用されるダイクロイックミラー５の透過特性を示している。

照明光路１１に配置された光源１２から発せられる観察用の赤外光は、様々な光学構成素子を経て眼底８に焦点を結ぶ。この赤外光は眼底で反射し旋回型ミラー７およびダイクロイックミラー５を経由してＣＣＤ探索カメラ１３に結像する。その量はダイクロイックミラー５の透過性に依存するが、赤外照明光の総量がＣＣＤ探索カメラ１３に結像する。他方、眼底８で反射した固定マークは可視スペクトル領域にあるためダイクロイックミラー５で反射され、探索像には表示されない。
眼底８の撮影時には旋回型ミラー７は旋回により記録光路６から外れる。照明光路１１に配置されたフラッシュランプ１６から発せられる可視光は、様々な光学構成素子を経由して眼底８に焦点を結び、眼底で反射してＣＣＤ記録カメラ１７に結像する。その場合内部固定マーク２は撮影装置には表示されない。

後に改めて行う特定眼底エリアの検査用および/または記録用として、当該眼底像の対応固定マークに関するデータ、例えば、形態、色、強度、座標なども併せて保存しておけば非常に有利である。保存されたこの固定マークを有効化させることにより、後の時点でも患者の視線が同一の方向になり、それによって検査および/または記録が同一眼底エリアで行われることが保証される。時系列的に撮影した像の「重ね合わせ」により変化が直ぐに見て取れる。病状経過の正確な判断には全く同じ眼底エリアの画像または画像切断片を用意して、それらを重ね合わせる必要がある。

固定マークポジションの入力は簡単であり直接行われる。当該座標をキーボードから入力するか、あるいは検査者がマウスのクリック毎に患者の眼底を観察しながら相互間で固定点を決定する。反復撮影の場合、固定点の座標は以前撮影した時の保存データから読み出してそれを手動入力するか、あるいはキー操作によりこの撮影記録から直接取り込むことができる。

検査対象である患者の眼は生成された固定マークを通じて視線方向が固定されることから、視線方向の精度は実質上固定マークの大きさおよび/またはその構造の繊細度で決まる。視線方向の精度は、また撮影の再現性にとっても非常に重要である。
この固定マークは単一点としても、あるいは弱視患者用により大きく、つまり当該患者群向けに見分けやすく形成することもできる。
さらに、表示された固定マークを変えることも可能である。その上、幼児の視線誘導用に着色した子供向け固定マークを作ることも可能である。その場合固定マークの特定部分を「標的」に指定することができるので、「重なり合った合同形態の」画像を得るためにここでも正確で再現性のある視線誘導を保証できる。

本発明に基づく解決法には、それぞれ任意形態の固定マークを生成する上で殆ど制限のない可能性がある。ＰＣモニタ上に表示可能なグラフィック図面は、いずれも実際に固定マークとしても使用することができる。そのようにして、特に老齢性の黄斑変性症患者用として多用される「注視リング」を作ることができる。

生成された内部固定マークは、十分に多くの画像点を持つ高分解能のグラフィック表示ディスプレイによって実現される。それは、ソフトウェアの制御下でディスプレイの任意の各点または点群を活性化できることによる。

本発明に基づく視線誘導方法の主な長所は、デジタル撮影の再現性が明らかに改善するところにある。それは、固定マークがピクセル単位の精度で、つまりマイクロメータの範囲で再生できるからである。このようにして、時間的間隔を置いて撮影した単一または複数の眼底画像を正確に重ね合わせることができる。したがって、しかるべき画像操作によって時系列的変化、すなわち病状経過を一段と明瞭に見て取ることが容易に可能になる。示差像表示または擬似色表示などしかるべき画像加工処理によって病状経過の診断および記録が明らかに簡易化する。

眼底カメラ内の視線誘導のための本発明に基づくユニットおよび方法の場合では、さらに、大きさの異なる固定マークを容易に作成することができるので弱視患者にも適用可能であり、その点からも有利である。これらの患者に対しては、固定マークは患者に見えるようになるまでマウスクリックにより拡大される。そのような場合では固定マークに関与するすべての「部分点」の座標を保存することができる。あるいは中央「部分点」の座標およびそれに加えて、具体的な固定点の形態および大きさの再現に必要なデータおよび事項が保存される。

本発明に基づく内部固定装置を持つ眼底カメラの原理構造図 使用ダイクロイックミラーの透過特性

符号の説明

１ 表面光変調器
２ 固定マーク
３ 結像光学系
４ 観察光路
５ ダイクロイックミラー
６ 記録光路
７ 旋回型ミラー
８ 眼底８
９ 制御ユニット
１０ 操作素子
１１ 照明光路
１２ 光源１２
１３ ＣＣＤ探索カメラ
１４ キーボード
１５ 表示用モニタ
１６ フラッシュランプ
１７ ＣＣＤ記録カメラ

Claims (13)

1. 結像光学系（３）を持つ固定マーク（２）生成のための表面光変調器（１）を備える眼底カメラ内の視線誘導のためのユニットであって、前記固定マーク（２）が、前記結像光学系に誘導され、観察光路（４）内に配置された部分透過ミラー（５）および記録光路（６）を経由して眼底（８）に結像するユニットであって、表面光変調器（１）が、制御ユニット（９）を通じて固定マーク（１）の位置設定用操作素子（１０）と連結していることを特徴とするユニット。
2. 表面光変調器（１）として、高分解能性グラフィック表示型ディスプレイが使用されることを特徴とする、請求項1に記載の内部視線誘導のためのユニット。
3. 観察光路（４）内に配置される前記部分透過ミラー（５）が、ダイクロイックミラーとして形成されていることを特徴とする、請求項１および２に記載の内部視線誘導のためのユニット。
4. 制御ユニット（９）として用いられるＰＣと、ＵＳＢ系またはファイアワイア系の平行なシリアルインタフェースを通じて連結している固定マーク（２）の位置設定のための前記操作素子（１０）として、キーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティックなどが使用できることを特徴とする、先行請求項の少なくとも一項に記載の内部視線誘導のためのユニット。
5. 観察光路（４）内で結像する眼底像の表示用モニタ（１５）が、前記制御ユニット（９）に追加装備されていることを特徴とする、先行請求項の少なくとも一項に記載の内部視線誘導のためのユニット。
6. 生成固定マーク（２）の座標および/または眼底像の保存用装置が、前記制御ユニット（９）に追加装備されていることを特徴とする、先行請求項の少なくとも一項に記載の内部視線誘導のためのユニット。
7. 表面光変調器（１）によって生成された固定マーク（２）を、結像光学系（３）、観察光路（４）内に配置された部分透過ミラー（５）および記録光路（６）を通して眼底（８）に結像させる方法であって、固定マーク（２）の位置設定が、制御ユニット（９）を経て前記表面光変調器（１）と連結している操作素子（１０）を通じて行われることを特徴とする、請求項１に記載のユニットによる眼底カメラ内の視線誘導のための方法。
8. 高分解能性グラフィック表示型ディスプレイが、表面光変調器（１）として、使用されることを特徴とする、請求項７に記載の内部視線誘導のための方法。
9. 前記操作素子（１０）の動きによって、固定マーク（２）を表示する前記表面光変調器（１）のピクセルの座標およびそれに伴い眼底（８）に焦点を結ぶ前記表示固定マーク（２）の結像の位置が変化、制御ユニット（９）として用いられるＰＣと、ＵＳＢ系またはファイアワイア系の平行なシリアルインタフェースを通じて連結している操作素子（１０）として、キーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティックなどが使用できることを特徴とする、請求項７および８の一項に記載の内部視線誘導のための方法。
10. 観察光路（４）内で結像した眼底を表示するためのモニタ（１５）が、前記制御ユニット（９）に追加装備されていることを特徴とする、請求項７〜９のうちの少なくとも１項に記載の内部視線誘導のための方法。
11. 部分透過ミラー（５）が、観察光路（４）内に設置されている場合、前記操作素子（１０）によって位置設定されて眼底（８）に焦点を結ぶ固定マーク（２）の動きが眼底結像と共に、制御ユニット（９）に連結しているモニタ（１５）上に表示されることを特徴とする、請求項７〜１０のうちの少なくとも１項に記載の内部視線誘導のための方法。
12. 部分透過ダイクロイックミラー（５）が、観察光路（４）内に設置されている場合、前記操作素子（１０）によって位置設定されて眼底（８）に焦点を結ぶ固定マーク（２）の動きが、眼底の結像に加えて、制御ユニット（９）と連結するモニタ（１５）上にカーソル形態で同期的に表示されることを特徴とする、請求項７〜１０のうちの少なくとも１項に記載の内部視線誘導のための方法。
13. 前記制御ユニット（９）が、同一眼底エリアの新たな観察および／または記録のために、生成された前記固定マーク（２）の座標を保存することを特徴とする、請求項７〜１２のうちの少なくとも１項に記載の内部視線誘導のための方法。