JP2023554508A - ヒト水晶体嚢の安定性の自動評価 - Google Patents

Abstract

ヒト患者の眼内の水晶体嚢の安定状態を評価するための方法は、内部に眼球サッケードを生じさせる眼の運動後に同時に、エネルギー源を介して、所定のスペクトル内の電磁エネルギーを眼の瞳孔上へ案内することを含む。本方法はまた、画像取り込みデバイスを用いて眼球サッケードを指示する眼の画像を獲得することと、ＥＣＵを介して、画像を用いて水晶体嚢の運動曲線を計算することと、を含む。加えて、本方法は、ＥＣＵを介して、運動曲線に基づいて、時間正規化された水晶体嚢振動トレースを抽出することと、次に、ＥＣＵを介して水晶体嚢振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、水晶体嚢の不安定状態を評価することと、を含む。また、エネルギー源と、画像取り込みデバイスと、ＥＣＵと、を含む、本方法の実施形態を遂行するための自動システムも本明細書において開示される。【選択図】図１

Description

本開示は、ヒト患者の眼内の潜在的な水晶体嚢の安定性を非侵襲的に診断又は評価するための自動方法及びシステムに関する。本教示に従って効果的に診断され得る非限定的な例示的な水晶体の安定状態は小帯不全（ＺＩ（ｚｏｎｕｌａｒ ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｃｙ））のものである。加えて、本明細書において説明されるソリューションは、例えば、術前の適合プロセスの間、最適な白内障手術計画を決定する際、又は患者の調節能力を評価する際における、調節性眼内レンズ（ａＩＯＬ（ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｖｅ ｉｎｔｒａｏｃｕｌａｒ ｌｅｎｓ））デバイスのための候補患者の評価に適応させられ得る。同様に、水晶体嚢の安定性又は一般的な眼の健康に関連する他の術前、術後、診断、又は治療手順も本教示から恩恵を受けることができる。

ヒトの眼の水晶体は、水晶体嚢、上皮、及び支持繊維を含む。水晶体嚢は、具体的には、外周が、当技術分野において、チン膜／チン小帯、又は単に小帯と称される弾性繊維の輪に固着した薄い透明膜である。眼内の毛様体筋は、調節の間に小帯に集団的に作用するよう収縮又は弛緩し、これは、水晶体嚢の形状を変更する効果を有する。したがって、小帯は、毛様体筋によって水晶体に与えられる様々な力を適切に調節しつつ光軸に沿って水晶体嚢を固定することによって適切な眼機能の恩恵をもたらす。

上述のＺＩ状態は、小帯が過度に弾性的である、又は「だらりとしている（ｆｌｏｐｐｙ）」ときに存在する。したがって、水晶体及び嚢袋は毛様体筋への固着が弱くなり得る。その結果、ＺＩ状態と診断された患者は、白内障手術、水晶体交換、又はａＩＯＬデバイス挿入の間に何らかの合併症を起こす可能性が高くなり得る。ＺＩ患者の手術をする外科医は、嚢袋を安定化させるための嚢支持デバイスを利用することによって、レーザベースの嚢切開手順を遂行することによって、又は他の予防措置を取ることによって手術のリスクを軽減することを試み得るであろう。

小帯のサイズはおよそ数十マイクロメートルである。虹彩の背後における小帯の極めて小さいサイズ及びしっかりと遮蔽された部位は、小帯の構造的完全性の有効な直接的な光学的検査を妨げる。したがって、所与の患者におけるＺＩ状態の存在は、通例、例えば、外科医が、眼球運動を誘起するために患者の身体に刺激を与える、細隙灯検査を用いて、間接的に明らかにされる。例えば、臨床医は、手による刺激を与えるために、患者の頭を支持するヘッドレストをたたいてもよく、又は患者の頭の側部を直接軽くたたいてもよい。代替的アプローチでは、超音波刺激が用いられ得る。

いずれのアプローチを用いても、患者は刺激の到来を予期するため、患者の不安の増大をもたらし得る。特に、超音波刺激は、概して、超音波測定デバイスと患者の眼との直接の接触を必要とする。さらに、診断結果は技能依存性及び主観性が高くなりがちである。その結果、潜在的ＺＩ状態又は他の水晶体嚢の不安定状態が、例えば、眼科手術中に、予想外に発見される可能性があり、これは手術の結果に悪影響を及ぼすか、又は手術計画の変更を必要とし得るであろう。

本明細書において開示されるのは、ヒトの眼の水晶体嚢の構造的完全性の自動評価を遂行するための方法及びシステムである。本教示は、潜在的な水晶体又は水晶体嚢脱臼を予測し得る潜在的な水晶体嚢の不安定状態を検出するために用いられ得る。例として、限定するものではないが、本教示は、小帯の状態、並びに／或いは調節性眼内レンズ又は別の外科的処置の患者の可能性を評定することに適用され得る。本アプローチは、このような状態を正確に、再現可能に診断する過程で、水晶体振動を測定し、定量化することを含む。

水晶体嚢の不安定状態を評価するための方法の一実施形態は、内部に眼球サッケードを生じさせる眼の運動後に同時に、エネルギー源を介して、所定のスペクトル内の電磁エネルギーを眼の瞳孔上へ案内することを含む。本方法は、画像取り込みデバイスを用いて眼球サッケードを指示する眼の画像を獲得することと、その後、電子制御ユニット（ＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ））を介して、画像を用いて水晶体嚢の運動曲線を計算することと、を含む。本方法は、ＥＣＵを介して、曲線に基づいて、時間正規化された水晶体嚢振動トレースを抽出することと、次に、ＥＣＵを介して水晶体嚢振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、水晶体嚢の不安定状態を評価することと、をさらに含む。

本方法の任意選択的な実装形態は、動的注視誘導キューを視標へ送ることを含み得、視標は患者の視線に沿って配置されている。注視誘導キューは、以下において、及び一般的技術において、眼球サッケードと称される、所定の制御された眼球運動を誘起する。誘起される眼球サッケードは、光ベースの実施形態では、特性プルキンエ反射の誘起と同時に行われる。

本方法のこのような光ベースの実施形態の部分として、特性プルキンエ反射の１つ以上の画像が高速度カメラを用いて収集され得、電子制御ユニット（ＥＣＵ）が特性プルキンエ反射のうちの１つ、例えば、本明細書において説明されるとおりのＰ１反射のための運動曲線を計算する。他の実施形態は、本明細書において記載されるとおりの水晶体／嚢の構造的完全性を診断する際に、水晶体嚢振動を指示する他の反射又は運動を取り込むことを選択して、プルキンエ反射の誘起及び検出を実施しなくてもよい。

本方法はまた、ＥＣＵを介して、運動曲線に基づいて、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出することと、その後、時間正規化された水晶体振動トレースをモデルに当てはめ、上述の水晶体／嚢構造の状態を診断することと、を含む。

また、本明細書においては、水晶体／嚢の状態を診断するためのシステムが開示される。代表的実施形態によれば、システムは、エネルギー源、例えば、ＩＲ又は可視光、超音波エネルギー等を含む。エネルギー源は、電磁エネルギーを目標位置に向けて案内するように動作可能であり、目標位置はシステムの動作時にはヒト患者の眼の位置と一致する。システムは画像取り込みデバイスを含む。画像取り込みデバイスが高速度カメラであるときには、ホットミラーがカメラに対して所定の角度で配置され得る。このようなミラーは、目標位置から反射された光をカメラに向けて案内するように構成され得る。任意選択的な注視誘導視標は目標位置の反対に位置付けられ得る。ＥＣＵは、このようなシステムの部分として用いられるとき、エネルギー源、画像取り込みデバイス、及び任意選択的な注視誘導視標と通信する。

電磁エネルギーが可視又はＩＲスペクトル内の光波を含む代表的実施形態では、このような光は、患者の瞳孔内に特性プルキンエ反射を誘起するために十分な所定の強度レベルで瞳孔上へ案内され得る。ＥＣＵは、実施形態によっては、注視誘導キューを視標へ送るように構成され得、これは、特性プルキンエ反射を誘起するのと同時に行われ得、これにより、視標に相対位置を変更させる。本事例における相対位置の変更は、眼内にサッケードを誘起するために十分であるものである。しかし、上述されたように、他の実施形態では、他の種類の撮像が用いられてもよく、したがって、特性プルキンエ反射は単に本開示の範囲内の１つの可能な反射にすぎない。

ＥＣＵはまた、例えば、高速度カメラ又は超音波読み取りを用いて、特性プルキンエ又は他の眼反射の画像を獲得し、その後、プロセッサを用いて特性眼反射のうちの所定のものの１つ以上の運動曲線を計算するように構成されている。ＥＣＵは曲線に基づいて、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出し、また、プロセッサを介して、所定の集中質量モデルを用いて、時間正規化された水晶体振動トレースのモデル当てはめを遂行するように構成されている。ＥＣＵ、又はＥＣＵを用いる施術者／外科医は、次に、このようなモデル当てはめの結果を用いて、不安定性の可能性のある水晶体／嚢の状態を診断する。

別の可能な実施形態におけるＥＣＵは、高速度ビデオカメラと共に使用するように構成されている。本実施形態におけるＥＣＵは、プロセッサと、高速度ビデオカメラ及び視標と通信するトランシーバと、コンピュータ可読命令が記録されたメモリと、を含む。プロセッサによる命令の実行は、プロセッサに、ＩＲ光ビームが眼の瞳孔上へ案内された際の高速度カメラからのＰ１特性プルキンエ反射の画像を受け取らせる。

同様に、命令の実行は、ＥＣＵに、動的注視誘導キューを視標へ送り、これにより、所定の眼球サッケードを誘起するために十分に視標を運動させることを行わせ、これは特性プルキンエ反射と同時に行われる。この特定の実施形態におけるＥＣＵは、Ｐ１特性プルキンエ反射の瞬間速度、加速度、及び／又は位置曲線を計算し、運動曲線に基づいて、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出し、集中質量モデルを用いて水晶体振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、小帯の状態を診断する。

上述の特徴及び利点、並びに本開示の他の可能な特徴及び利点は、添付の図面と関連して、本開示を実施するための最良の形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

図１は、本開示に係る潜在的な水晶体／嚢関連の構造状態を診断又は評価するための自動システムの概略図である。 図２は、ヒトの眼の瞳孔内の典型的な特性プルキンエ反射の概略図である。 図３は、本方法の任意選択的な部分として利用可能な交互又は動的視覚キューの例示的なシーケンスの概略図である。 図４は、本明細書において記載される種類の水晶体／嚢の状態を診断するための例示的な方法を説明するフローチャートである。 図５Ａ－５Ｃは、本開示の範囲内で利用可能なサッケード水晶体振動の代表的な集中質量モデルの概略ブロック図である。

本開示の上述及び他の特徴は、添付の図面と併せて、以下の説明及び添付の請求項からより完全に明らかになるであろう。これらの図面は、本開示に係るいくつかの実施形態を示すのみであり、その範囲の限定と考えられるべきでないことを理解したうえで、本開示は、添付の図面の利用を通じてさらなる特定性及び詳細とともに説明される。図面又は本明細書の他所において開示される寸法はいずれも例示のみを目的としている。

本開示の実施形態が本明細書において説明される。しかし、本開示の実施形態は単なる例にすぎず、他の実施形態は、様々な、及び代替的な形態を取ることができることを理解されたい。図は必ずしも原寸に比例しておらず、一部の特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために、誇張されるか、又は最小限にとどめられ得るであろう。したがって、本明細書において開示される特定の構造的及び機能的詳細は限定として解釈されるべきでなく、当業者に、本開示を様々に利用することを教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。当業者であれば理解するように、図のうちのいずれか１つを参照して例示及び説明された様々な特徴を、１つ以上の他の図に例示された特徴と組み合わせ、明示的に例示又は説明されていない実施形態を作り出すことができる。例示された特徴の組み合わせは典型的な適用のための代表的実施形態をもたらす。しかし、本開示の教示と一貫した特徴の様々な組み合わせ及び変更が特定の適用又は実装形態のために望ましくなり得るであろう。

特定の専門用語は以下の説明において参照のみを目的として使用されていることがあり、それゆえ、限定を意図されていない。例えば、「上方（ａｂｏｖｅ）」及び「下方（ｂｅｌｏｗ）」などの用語は、参照された図面内の方向を指す。「前方（ｆｒｏｎｔ）」、「後方（ｂａｃｋ）」、「前（ｆｏｒｅ）」、「後（ａｆｔ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「後部（ｒｅａｒ）」、及び「側部（ｓｉｄｅ）」などの用語は、議論されている構成要素又は要素を説明する文章及び関連図面を参照して明らかにされる、一貫した、しかし、任意の座標系内における構成要素又は要素の部分の向き及び／又は場所を記述する。さらに、「第１」、「第２」、「第３」等などの用語は、別個の構成要素を記述するために使用され得る。このような専門用語は、以上において具体的に言及された語、それらの派生語、及び同様に重要な語を含み得る。

図面を参照すると、同様の参照符号は同様の構成要素を指し、図１に、自動評価システム１０が概略的に示されている。システム１０は、限定するものではないが、小帯、並びに／或いは眼１１の角膜１２及び虹彩１７の背後に位置する他の組織の構造的完全性などの、ヒト患者の眼１１内の水晶体／嚢構造の構造的完全性を推測するように構成されている。例えば、このような診断又は評価は、小帯不全（ＺＩ）状態、又は本明細書において述べられるとおりの水晶体／嚢の安定性に関連する他の状態のものであり得、診断された状態は、ビデオトラッキング、画像解析、及び物理モデリングの統合プロセスを通じて生成されたメトリックによって表される。

術前及び術後の眼評価と併せた本教示の利用は、例えば、潜在的な術中のリスクをより正確に識別し、最適なレンズ選択を支援することによって、白内障手術計画の結果を改善する助けになり得る。偽水晶体眼と共に術後に利用されると、本教示はまた、様々な小帯の問題に関係した視力障害を診断する助けにもなり得る。同様に、本教示は、当業者によって理解されるであろうように、多数の他の光学的又は眼科学的処置及び／又は診断にとって有益になり得る。

本明細書において図２～図５Ｃを特に参照して説明されるように、図１の自動評価システム１０は、高速な眼球運動又はサッケードの間に眼１１内に位置する水晶体の運動を測定することによって水晶体／嚢の安定性を推測するために用いられ得る。システム１０は、実施形態によっては、角膜１２及び水晶体から反射された赤外光を自動的に追跡する。小帯繊維上の水晶体の弾性的懸架のゆえに、残りの眼組織に対する水晶体運動は若干の遅延を伴って開始し、特性振動を有するオーバーシュートを伴って終了する。ＺＩ状態及び他の眼状態は、それ自体で異常な水晶体／嚢振動をもたらす、顕著な水晶体の不安定性によって広範に特徴付けられる。それゆえ、このような異常振動のモデルベースの定量化が本方法５０の部分として用いられる。その結果、本明細書において記載されるアプローチは、細隙灯及び他の競合アプローチと比べて、より正確で患者に優しい仕方で眼１１の特定の状態を診断するために用いることができる。

図１に示される自動評価システム１０の可能な非限定的実施形態は、電磁エネルギー（矢印ＬＬ）、例えば、光又は超音波エネルギーを眼１１の瞳孔１６上へ案内するように動作可能なエネルギー源１４を含む。可能な適用では、エネルギー源１４は赤外（ＩＲ）光源であり、電磁エネルギー（矢印ＬＬ）は、ＩＲスペクトルの眼に安全な部分内のＩＲ光ビームの形態のものである。それゆえ、システム１０の動作中、瞳孔１６は電磁エネルギー（矢印ＬＬ）による照射のための目標位置を形成する。光源１４に加えて、システム１０は高速度カメラなどの画像取り込みデバイス１８を含み得る。画像取り込みデバイス１８がかように具現されるとき、システム１０はまた、ホットミラー２０を含み得、後者は光軸（ＡＡ）に対して所定の角度（θ）で配置され、θは、可能な実装形態では、約１５°である。それゆえ、ホットミラー２０は、瞳孔１６から反射されたエネルギー（矢印ＬＬＲ）を画像取り込みデバイス１８に向けて案内するように構成されている。代替的に、光ベースの運動検出及び追跡の代わりに、超音波トランスデューサ１４０が、眼１１内の水晶体嚢を直接撮像するために用いられてもよい。

自動評価システム１０の部分として、任意選択的な注視誘導視標２２が患者の反対に光軸（ＡＡ）に沿って位置付けられている。以下においてさらに説明されるとおりの電子制御ユニット（ＥＣＵ）２５が、エネルギー源１４、画像取り込み１８、及び任意選択的な注視誘導視標２２と通信しており、ＥＣＵ２５は、本方法５０を具現するコンピュータ可読コード又は命令を実行するように構成されている。例示を簡単にするために単体の枠の略図として概略的に示されているが、ＥＣＵ２５は、１つ以上のネットワーク化デバイス、１つ以上のプロセッサＰによって読み込まれ得るデータ／命令を提供することに関与する非一時的（例えば、有形）媒体を含む、コンピュータ可読媒体又はメモリ（Ｍ）を含み得る。

メモリ（Ｍ）は、限定するものではないが、不揮発性媒体及び揮発性媒体を含む、多くの形態を取り得る。理解されるであろうように、不揮発性媒体は、例えば、光若しくは磁気ディスク及び他の永続メモリを含み得、その一方で、揮発性媒体は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ－ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ））等を含み得、それらのいずれか又は全ては主メモリを構成し得る。限定するものではないが、入力／出力回路機構、局部発振器又は高速クロック、バッファ、ラッチ等を含む、図示されていないが、当技術分野において確立した他のハードウェアがＥＣＵ２５の部分として含まれてもよい。

図１に示される自動評価システム１０の様々な構成部品に関して、エネルギー源１４は、任意選択的に、電磁スペクトルの眼に安全な部分内に含まれる波長、例えば、約１．４μｍよりも大きいＩＲ波長を有する、適用に適したＩＲ光源として具現され得る。このような非限定的な例示的実施形態におけるエネルギー源１４として用いるのに適した選択肢としては、ＩＲ発光ダイオード（ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ））、連続波レーザ等を挙げることができる。例示を簡潔且つ明確にするために省略されているが、エネルギー源１４は、電源、フィルタ、増幅器、導波路、及び適用に適した品質の電磁エネルギー（矢印ＬＬ）の生成及び伝搬を確実にするために適した他の構成要素に結合されており、及び／又はそれらを含み得る。

ホットミラー２０は、ショートパスエッジフィルタとして動作する、すなわち、入射光の可視波長を透過し、その一方で、ＩＲ／熱発生波長を画像取り込みデバイス１８に向けて反射するように構成された熱反射ミラーとして具現され得る。この特定の実施形態におけるＥＣＵ２５は、システム１０の動作中に、電磁エネルギー（矢印ＬＬ）を眼１１の瞳孔１６上へ案内するようエネルギー源１４の動作を制御するように構成されている。実施形態によっては、運動する注視キューへの患者の焦点の適切な固定及び追跡を確実にするための矯正光学素子２４が眼１１と視標２２との間に光軸（ＡＡ）に沿って配置され得る。このような矯正光学素子２４は、矯正光学素子のための任意選択的なモジュールとして、近視患者、又は球形／円筒形欠陥などの、他の視力障害を有する患者に有利に用いられ得る。明確且つ簡潔にするために図１から省略されているが、矯正光学素子２４は、様々な実施形態において、手動切り替え可能レンズ、液体レンズ、及び／又は雲霧システムのための架台を含み得る。

本アプローチの部分として、電磁エネルギー（矢印ＬＬ）は、瞳孔１６内の特性反射、例えば、プルキンエ反射を誘起するために十分である所定の強度レベルで到来する。電磁エネルギー（矢印ＬＬ）は瞳孔１６上へ案内され、そこで、入射電磁エネルギー（矢印ＬＬ）は角膜１２及び水晶体（図示せず）内を伝搬し、それらによって反射される。この様態の照射は、ＩＲ／光ベースの実施形態では、４つの特性プルキンエ反射を生じさせることになる。第１及び第４の特性プルキンエ反射Ｐ１及びＰ４が図２に示されており、本明細書においていくつかの実施形態において用いられる。

図２を簡単に参照すると、眼１１の概略図は、周囲の強膜１５、すなわち、眼１１の白目内の中心にある虹彩１７を含む。当技術分野においてプルキンエ像又はプルキンエ－サムソン（Ｓａｍｓｏｎ）像とも称される、プルキンエ反射は、瞳孔１６内の物体の、外部に可視の反射として現れる。プルキンエ反射のうち最も明るいものになる傾向があるＰ１プルキンエ反射は、瞳孔１６の区域内の角膜１２（図１参照）の外側区域上で可視である。倒立したＰ４プルキンエ反射は、同様に瞳孔１６の区域内の角膜１２の後面上で可視である。双方とも図２から省略されているＰ２及びＰ３プルキンエ反射は、角膜１２の内面及び前面上で可視である。それゆえ、図１のシステム１０の動作中、眼１１から反射された光は、角度の付いたホットミラー２０によって画像取り込みデバイス１８の方向に意図的に偏向させられる。一方、画像取り込みデバイス１８は、適用に適した高い周波数、例えば、約３００Ｈｚよりも大きいシャッター速度で作動する。他の実施形態では、水晶体の位置の追跡のために、異なる技術、例えば、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ（ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ））又は超音波生体顕微鏡（ＵＢＭ（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｂｉｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ））が、場合によっては、上述のプルキンエ反射の代わりに、水晶体／嚢構造の直接撮像された特徴を用いて、利用され得るであろう。

図１を再び参照すると、以下において図４を特に参照して説明される本方法５０の部分として、ＥＣＵ２５は、任意選択的に、水晶体／嚢運動を誘起するのと同時に注視誘導キュー信号（矢印ＣＣ２２）を視標２２へ送るように構成され得る。任意選択的な注視誘導キュー信号（矢印ＣＣ２２）は、視標２２に、その相対位置を、眼１１の所定のサッケードを誘起し、その結果、その内部に位置する水晶体／嚢の検出可能な振動を誘起するために十分なレベルに変更させる。

図３に示されるように、例えば、注視誘導キュー信号（矢印ＣＣ２２）を視標２２へ送ることは、照光パネル３５のそれぞれの照光デバイスＬ１及びＬ２を別個に点灯させることを含み得る。ライトＬ１及びＬ２は、任意選択的に、距離（ｄ）によって互いに離間されており、所定のシーケンスに従って順次点灯させられる２つの（又はより多くの）離散的なＬＥＤ、白熱電球、又は他の高速点灯光源として具現され得る。注視誘導キュー信号（矢印ＣＣ２２）は、例えば、例として、ＥＣＵ２５又は別の制御デバイスの作用によって、矢印Ａ及びＢによって指示されるように交互の様態でオン及びオフに切り替えられる、左右に並んだＬＥＤの対として実施することができるであろう。限定するものではないが、交互の位置における動的物体の投影又は表示、例えば、動的画像を示すように構成されたビデオディスプレイ、又は任意の他の好適な構成などの、他の実施形態も企図され得る。患者が運動目標を追跡したとき、眼１１は所定の運動範囲にわたって運動させられ、このような眼球運動は、制御された再現可能な様態の水晶体振動を誘起する。

図１のＥＣＵ２５はまた、眼１１の画像のセットを獲得するように構成されている。これは、上述されたように水晶体／嚢を直接撮像することを含み得るか、或いはそれは、上述されたように、エネルギー源１４へのエネルギー制御信号（矢印ＣＣ１４）の送信と併せた、画像取り込みデバイス１８への取り込み制御信号（矢印ＣＣ１８）の送信を介して特性プルキンエ反射Ｐ１及びＰ２を取り込むことによる間接的撮像を含み得る。ＥＣＵ２５は、その後、プロセッサ（Ｐ）を介して、水晶体嚢の運動を記述する撮像された水晶体／嚢運動の運動曲線を計算する。これは、第１の特性反射Ｐ１などの、特性プルキンエ反射のうちの所定のものの、或いは眼１１の任意の直接撮像されたランドマーク構造、例えば、水晶体自体の瞬間速度、加速度、位置、及び／又は他の曲線を計算することを必要とし得る。加えて、ＥＣＵ２５は、運動曲線に基づいて、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出し、その後、プロセッサ（Ｐ）を介して、集中質量モデルを用いて水晶体振動トレースのモデル当てはめを遂行するように構成されている。次に、このようなモデル当てはめの結果を用いて潜在的な水晶体／嚢の状態が診断され、場合によっては、ＥＣＵ２５はデータファイル３０を出力信号（矢印ＣＣＯ）の部分として出力する。

図４を参照すると、ヒト患者の眼１１（図１及び図２）内の潜在的な水晶体／嚢の構造的不安定状態を推測／診断するための方法５０は、ブロックＢ５２（「準備」）から開始され、ブロックＢ５２は、ヒト患者を図１の自動評価システム１０に対して配置することを必要とし得る。例えば、患者は、任意選択的な視標２２などに向かって、特定の方向に向いた椅子にゆったりと着座させられてもよく、画像取り込みデバイス１８は、実施形態によっては、ホットミラー２０及びエネルギー源１４に隣接して配置される。次に、患者は視標２２へ目を向け、方法５０がブロックＢ５４へ進む間、この姿勢を維持する。

ブロックＢ５４において、自動評価システム１０を制御する施術者、又はＥＣＵ２５自体がエネルギー制御信号（矢印ＣＣ１４）を介してエネルギー源１４の動作を開始し、患者が視標２２への合焦を維持する間に電磁エネルギー（図１の矢印ＬＬ）を眼１１に向けて案内する。水晶体／嚢が間接的に撮像される光ベースの実装形態では、電磁エネルギー（矢印ＬＬ）は、瞳孔１６内の特性プルキンエ反射Ｐ１及びＰ４を誘起するために十分である強度レベルに維持される。任意選択的な矯正光学素子２４がブロックＢ５２の部分として採用される場合には、このとき、ブロックＢ５４は、患者の視力に基づく仕方で患者が視標２２に焦点を合わせるのを支援するために、介在する矯正光学素子２４を通して視標２２を見ることを必要とし得る。特性プルキンエ反射と同時に、任意選択的な動的注視誘導キュー（矢印ＣＣ２２）を、眼１１の視線に沿って配置された視標２２へ送り、これにより、眼球サッケードを誘起する。このような動的注視誘導キュー（矢印ＣＣ２２）は、プルキンエ反射を撮像するのとは対照的に、水晶体／嚢が直接撮像される実施形態においても、所望される場合には用いられ得る。

これが進行している間に、ＥＣＵ２５は、画像取り込みデバイス１８を用いて、場合によっては特性プルキンエ反射を含む、眼１１のビデオ画像、静止画像、超音波画像、又は他の画像を獲得し得る。すなわち、視標２２上の運動画像と連動して患者の光軸が変化するのに従って、画像取り込みデバイス１８は画像を連続的に獲得し、収集された画像をＥＣＵ２５のメモリ（Ｍ）に保存する。代替的に、ＥＣＵ２５は、各々の任意選択的な注視誘導視覚キュー（矢印ＣＣ２２）の出現の前及び後の時間間隔によって規定されるサッケードごとの離散的な画像シーケンスを保存してもよい。後者のアプローチは、データ転送負荷及びその後の画像処理時間を最小限に抑えるのに役立ち得る。方法５０は、次に、任意選択的なブロックＢ５６へ進み得る。

ブロックＢ５６は、ＩＲ又は他の光を用いてプルキンエ反射を誘起する実施形態において用いられ得る。このような場合には、ブロックＢ５６は、所定の因子、例えば、強度、サイズ、形状、絶対位置、及び／又は相対位置、すなわち、反射Ｐ４に対する反射Ｐ１の、又はその逆の相対位置に基づいて、患者の眼１１内の第１及び第４の特性プルキンエ反射Ｐ１及びＰ４（図２参照）を検出し、識別することを必要とする。ブロックＢ５６の部分として、ＥＣＵ２５のプロセッサ（Ｐ）は、当業者によって理解されるであろうように、各々のものの幾何学的特徴、例えば、重心に基づいて反射Ｐ１及びＰ４の対応する座標を抽出し得る。次に、方法５０はブロックＢ５８へ進む。

図４に示される方法５０のブロックＢ５８において、ＥＣＵ２５は、ブロックＢ５６からの、又は水晶体／嚢が直接撮像される類似のブロックからのデータを正規化し得る。例えば、ＥＣＵ２５は水晶体運動を抽出し、次に、眼１１の回転を補正し得る。Ｐ１及びＰ４プルキンエ反射を取り込む実装形態では、例えば、これは、第１の反射Ｐ１の座標をＰ４座標から減算することを必要とし得る。ブロックＢ５８の部分として、ＥＣＵ２５はサッケードの識別を識別し、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出し得る。眼１１の個々のサッケードは、例えば、例として、反射Ｐ１の、注目点の運動曲線を計算することによって識別され得る。検出された速度スパイクはサッケードの存在を表し、このような速度スパイクが０へ再接近した後に水晶体振動が生じる。次に、方法５０はブロックＢ６０へ進む。

方法５０のこの特定の実施形態のブロックＢ６０は、ＥＣＵ２５を介して、収集された振動トレースに対してモデル当てはめを遂行し、これにより、潜在的水晶体／嚢の構造的不安定状態を診断することを含む。本開示に係る水晶体振動測定のための２つの非限定的な例示的な診断適用は、眼１１の多くの他の水晶体の安定性に関連する状態と共に、以上において大まかに説明されたとおりの、小帯不全（ＺＩ）の検出、及び調節性ＩＯＬ（ａＩＯＬ）適合の検出を含む。

特に、ＺＩ検出については、眼１１内の小帯の繊維完全性を測定することは、収集された水晶体振動データに基づいて小帯張力を推定することによって遂行され得る。可能なアルゴリズム的アプローチは、動的モデルを用いて、収集されたデータを適合させる。すなわち、ＯＣＴ生体測定又は他の方法論に基づいて水晶体質量を推定し、次に、モデルを、サッケード眼刺激に基づく振動周波数及び振幅に当てはめる。例えば、剛性及び減衰項を調整することによる最小２乗適合を行う。ＥＣＵ２５は、例えば、小帯張力と相関する、剛性パラメータｋについて解くことができるであろう。この適用のためには単純な線形集中質量モデルで十分になり得るが、その一方で、所与のデータセットへの当てはめを改善するために、より複雑なモデルが用いられてもよい。

本教示のａＩＯＬ適合の適用については、調節機能を測定するためのアプローチは、異なる調節状態の間における小帯張力を推定し、その後、水晶体振動データに基づいて毛様体筋活動を推測することを含み得る。可能なアルゴリズム的アプローチでは、図１のＥＣＵ２５は、動的モデルを用いてデータに当てはめ、ＯＣＴ生体測定、又はモデルを振動周波数及び振幅に当てはめるために適した他の方法に基づいて水晶体質量を推定することができるであろう。このようなアプローチは、同様に、異なる調節状態におけるサッケード眼刺激に基づくものであり、例えば、剛性項及び減衰項を調整することによる最小２乗適合を用いて、剛性パラメータｋ、及び調節運動／張力範囲ｘ０について解く。非線形集中質量モデルがこの目的のために用いられてもよい。

さらに、ブロックＢ６０に関して、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃに、方法５０の文脈において使用可能な例示的な集中質量動的モデルが示されている。１次元集中質量モデルがサッケード眼球運動のための系レベルの挙動を記述することができる。図５Ａに示されるように、小帯繊維の放射状配置の単純化された表現が、質量ｍを有する水晶体１９を毛様体筋／毛様体６０に接続しており、これにより、水晶体１９は、ばね定数ｋを有する２つのばね６２によって、２つの定着点、すなわち、毛様体６０から懸架されている。図５Ａにおけるばね６２は小帯繊維を表す。初張力は毛様体筋の収縮状態を表し、ｘ０、すなわち、質量（ｍ）からの定着点の距離によって与えられる。生理環境の減衰作用は、ばね６２と平行に配置されたダッシュポット６１によって表され、ダッシュポット６１は減衰係数ｂを有する。

ｘ０に関して、この値はａＩＯＬのための潜在的適性インジケータである。調節要求が増大する間における張力の減少は毛様体６０の収縮の存在を指示し、その一方で、張力の変化の不足はこのような収縮の不足を指示する。ばね定数ｋに関して、この値は、系の剛性、主として、小帯張力と相関する。それゆえ、剛性の不足は潜在的な外科的課題を指示し得る。

線形振動子については、問題の系は次式のように数学的に記述することができる：
ここで、ｍは、この場合も先と同様に、水晶体１９の集中質量であり、ｘは、共振モードにおける水晶体１９の線形変位である。値
は減衰項であり、ｋｘは復元力であり、Ｆ（ｔ）は、サッケード加速度プロファイルに基づくサッケード作動力である。

より複雑な非線形振動子については、異なる調節状態、すなわち、ｘ０によって表される毛様体運動に対して応答振幅が変化し、非線形性を指示する。このような非線形性はおそらく復元力及び減衰力の部分である。それゆえ、式（１）は次式のように変更され得る：
非線形振動子では、式（１）の減衰項
は式（２）の非線形関数
になり、これは、スクイズフィルム減衰、又は粘弾特性の組み合わせなどの項を含む非常に複雑な非線形項になり得る。例えば、式（２）の非線形関数
は次式のように表され得る：
復元力ｋ（ｘ）の非線形挙動は、非線形ばね力を有する非線形ばねとして記述することができる、例えば：
ｋ（ｘ）＝ｋｅｆｆ（ｘ＋ｘ０）ｐ＋ｋｅｆｆ（ｘ－ｘ０）ｐ

図５Ｂに、例示的な非線形モデルが概略的に示されている。変更された集中質量モデルは、マックスウェル減衰項によって表される、減衰の粘弾性モデルを組み込んでいる。マックスウェル減衰項は、別のばね１６２と直列の別のダッシュポット１６１を仮定し、クリープ及び弾性などの材料特性、当技術分野において十分に確立した小帯の特性を表す。

例えば、ＯＣＴを用いて、自然の水晶体形状が調節の間に測定される場合には、本明細書において追加の水晶体形状パラメータと称される、別のパラメータｘ１を導入することによって、老眼の水晶体１９の効果が図５Ｃの非線形モデルにおいて考慮されてもよい。

図４を再び参照すると、ブロックＢ６２において、方法５０は、例えば、以上において記載されたとおりの力学モデル又はモデル群の異なる係数を含むことによって、メトリックを計算することを含む。代替的に、例えば、外科的問題、調節性ＩＯＬ選択のための適性、推奨等を指示する主要係数に基づいて、別個のメトリックを計算することができるであろう。単一又は複数のメトリックの異なる値は、指示された外科的問題に従って手術を計画すること、又は調節性ＩＯＬを受け入れるための所与の患者の適性を決定することなどの、多数の有益なプロセスのための推奨を促すことになる。これらの特定の推奨のためのメトリックの境界は、臨床研究における患者コホートを用いて規定されてもよい。

本技術の別の潜在的実装形態は、患者の残存調節を測定することによって毛様体筋駆動の調節性ＩＯＬを受け入れるための老眼患者の適性を決定することであることができるであろう。例えば、２０１６年１０月４日に発行されたＣａｍｐｉｎらへの特許、米国特許第９，４５６，７３９Ｂ２号明細書を参照されたい。同特許はその全体が本明細書において参照により組み込まれる。ａＩＯＬは、移植後に調節能力を保持するように設計され、この目的を達成するために、毛様体筋の適切な機能に依存する。健康な眼では、毛様体筋は遠くの物体への固視の間に弛緩させられる。これは、結果として、小帯繊維及び嚢袋を張力下に置き、このような張力は最終的に水晶体に伝達される。その結果、水晶体は扁平になる。

したがって、より近い物体への図１及び図２の眼１１の調節の間には、毛様体筋は収縮し、これにより、小帯繊維及び嚢袋にかかる張力を低下させる。低下した張力は、水晶体がその屈折力を増大させることを可能にする。小帯繊維の張力におけるこの差は異なる水晶体の揺動挙動を誘起し、調節状態は、非調節又は遠方焦点状態よりも強い水晶体の揺動を誘起する。この効果は老眼において顕著である。したがって、本方法５０の部分として用いられる本提案の力学モデルは、水晶体の揺動の測定から小帯張力を導出するために用いることができる。ある範囲の調節要求にわたる本開示の測定からの張力値を比較することで、毛様体筋活動の定量的推測が可能になる。すなわち、毛様体筋が収縮したとき、張力は調節要求の増大とともに減少する。張力の変化が検出されないとき、図１の出力ファイル３０内に取り込まれ得る診断結果は、毛様体筋活動は無視できるほどのものである、となる。

適切な毛様体筋活動応答は多くの新たな調節性ＩＯＬの設計の機能のために極めて重要であり、白内障手術に先立つ重要なスクリーニング因子になり得る。残存調節潜在能力を診断するために用いられるとき、図１の例示的なハードウェア機構は、異なる調節要求を被験者に提示することができる光学素子の存在を必要とする。これは、上述されたように、容易に交換又は調整することができる仕方で図１の矯正光学素子２４を光路内に導入することによって達成することができるであろう。本事例における測定は、２つ以上の異なる調節要求において知覚される視標２２を用いて実施される。データ解析パイプラインは画像解析のために同様であり得る。本教示を調節評価に適用するときの最も大きな相違は、方法５０の部分として用いられる基礎をなす力学モデルのより高い複雑性である。

以上においては図４の例示的な方法５０及び図１の自動評価システム１０を参照して説明されたが、当業者は、システム１０の構成要素又はサブシステムを本開示の範囲内で用い得ることを理解するであろう。例えば、小帯不全状態を診断するときには、ＥＣＵ２５は、高速度カメラとして具現された画像取り込みデバイス１８と共に用いられ得る。例示的な実施形態では、ＥＣＵ２５は、上述のプロセッサ（Ｐ）と、図１の画像取り込みデバイス１８及び視標２２と通信するトランシーバ（Ｔｘ）と、本方法５０を実施するための命令が記録されたメモリ（Ｍ）と、を含む。

このような命令の実行は、プロセッサ（Ｐ）に、図１及び図２に示されるように、電磁エネルギー（矢印ＬＬ）が眼１１の瞳孔１６上へ案内された際の、画像取り込みデバイス１８からの、Ｐ１反射及びＰ４反射を潜在的に含む、眼１１の画像を受け取ること、並びに任意選択的な動的注視誘導キュー（矢印ＣＣ２２）を視標２２へ送り、これにより、所定の眼球サッケードを誘起するために十分に視標２２又はその上のディスプレイを運動させることであって、これは、光ベースの実施形態では、特性プルキンエ反射と同時に行われ得る、運動させること、を行わせる。命令の実行はまた、プロセッサ（Ｐ）に、検出された水晶体運動の１つ以上の運動曲線を計算すること、曲線に基づいて、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出すること、並びに図５Ａ～図Ｃに示される集中質量モデルのうちの１つを用いて水晶体振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、小帯の状態を診断すること、を行わせる。

このように、図１の自動評価システム１０、及び図２～図５Ｃを参照して説明された付随する方法５０は、水晶体／嚢の状態の、並びに残存調節潜在能力／毛様体筋活動及び他の可能な有益な眼科適用の非侵襲的診断又は評価を可能にする。本教示は、施術者が、上述の運動追跡、解析、及び以上において記載されたとおりの物理モデリングを通じて生成されたメトリックを介して、眼１１内の支持構造の、例えば、眼１１の隠れた小帯の構造状態を正確に推測することを可能にする。それゆえ、本教示は、術前の評価を改善する助けとなり得る。同様に、本教示は、偽水晶体眼を評価し、上述された種類の潜在的な小帯の問題に関係する視力障害を診断することなどによって、術後の状況に拡張され得る。これら及び他の利点は、本開示を考慮して当業者によって容易に理解されるであろう。

詳細な説明及び図面若しくは図は本開示を支援し、説明するが、本開示の範囲は請求項によってのみ規定される。クレームされている開示を実施するための最良の形態及び他の実施形態のうちのいくつかが詳細に説明されたが、添付の請求項において規定される本開示を実践するための様々な代替的な設計及び実施形態が存在する。

さらに、図面において示される実施形態、又は本記載において述べられた様々な実施形態の特徴は、必ずしも互いに独立した実施形態として理解されるべきではない。むしろ、一実施形態の例のうちの１つにおいて説明される特徴の各々は、他の実施形態からの１つ又は複数の他の所望の特徴と組み合わせることができ、言葉で、又は図面を参照して説明されない他の実施形態をもたらすことが可能である。したがって、このような他の実施形態は添付の請求項の範囲の枠組み内に含まれる。

さらに、図面において示される実施形態、又は本記載において述べられた様々な実施形態の特徴は、必ずしも互いに独立した実施形態として理解されるべきではない。むしろ、一実施形態の例のうちの１つにおいて説明される特徴の各々は、他の実施形態からの１つ又は複数の他の所望の特徴と組み合わせることができ、言葉で、又は図面を参照して説明されない他の実施形態をもたらすことが可能である。したがって、このような他の実施形態は添付の請求項の範囲の枠組み内に含まれる。
また、本開示は以下の発明を含む。
第１の態様は、
ヒト患者の眼内の水晶体嚢の安定状態を評価するための方法であって、前記方法が、
内部に眼球サッケードを生じさせる前記眼の運動後に同時に、エネルギー源を介して、所定のスペクトル内の電磁エネルギーを前記眼の瞳孔上へ案内することと、
画像取り込みデバイスを用いて前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得することと、
電子制御ユニット（ＥＣＵ）を介して、前記画像を用いて、前記水晶体嚢の運動を記述する運動曲線を計算することと、
前記ＥＣＵを介して、前記運動曲線に基づいて、時間正規化された水晶体嚢振動トレースを抽出することと、
前記ＥＣＵを介して、前記時間正規化された水晶体嚢振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、前記水晶体嚢の不安定状態を評価することと、
を含む方法である。
第２の態様は、
前記運動曲線を計算することが、位置曲線、瞬間速度曲線、及び／又は加速度曲線を計算することを含む、第１の態様における方法である。
第３の態様は、
前記電磁エネルギーが光エネルギーであり、前記エネルギー源が光源であり、前記画像取り込みデバイスがカメラであり、前記眼の画像を獲得することが、前記眼内の特性プルキンエ反射の画像を獲得することを含む、第２の態様における方法である。
第４の態様は、
前記特性プルキンエ反射が、Ｐ１座標を有するＰ１反射、及びＰ４座標を有するＰ４反射を含み、前記方法が、前記ＥＣＵを介して前記Ｐ１座標を前記Ｐ４座標から減算し、これにより、前記眼の回転を補正することをさらに含む、第３の態様における方法である。
第５の態様は、
前記特性プルキンエ反射がＰ１反射を含み、前記運動曲線を計算することが、前記Ｐ１反射の運動曲線を計算することを含む、第３の態様における方法である。
第６の態様は、
動的注視誘導キューを、前記眼の視線に沿って配置された視標へ送り、これにより、前記眼球サッケードを誘起することをさらに含む、第１の態様における方法である。
第７の態様は、
前記画像取り込みデバイスが高速度カメラであり、前記エネルギー源を介して、前記所定のスペクトル内の電磁エネルギーを前記眼の前記瞳孔上へ案内することが、赤外（ＩＲ）光ビームを前記瞳孔上へ案内することを含み、前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得することが、ホットミラーを用いて、前記眼から反射されたＩＲ光を前記高速度カメラに向けて案内することを含む、第１の態様における方法である。
第８の態様は、
前記所定のスペクトル内の電磁エネルギーを前記眼の前記瞳孔上へ案内することが、超音波エネルギーを用いて前記水晶体嚢を直接撮像することを含み、前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得することが、前記水晶体嚢の超音波画像を収集することを含む、第１の態様における方法である。
第９の態様は、
前記水晶体嚢振動トレースをモデルに当てはめることが、前記眼のサッケード作動力の集中質量モデルを用いることを含む、第１の態様における方法である。
第１０の態様は、
前記画像を獲得している間に光学レンズを介して異なる調節要求を前記のヒト患者に提示することと、
非線形集中質量モデルを用いて前記水晶体嚢振動トレースの前記モデル当てはめを遂行することと、
をさらに含み、
潜在的な前記水晶体嚢の不安定状態を診断することが、前記眼の毛様体筋活動を検出することを含む、第１の態様における方法である。
第１１の態様は、
ヒト患者の眼内の水晶体嚢の不安定状態を評価するための自動システムであって、前記システムが、
誘起された眼球サッケードと同時に所定のスペクトル内の電磁エネルギーを前記眼上又は内へ案内するように構成されたエネルギー源と、
前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得するように構成された画像取り込みデバイスと、
前記エネルギー源及び前記画像取り込みデバイスと通信する電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
を備え、前記ＥＣＵが、
前記画像を用いて前記水晶体嚢の運動曲線を算出することであって、前記運動曲線が前記水晶体嚢の運動を記述する、算出すること、
前記運動曲線に基づいて、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出すること、及び
前記時間正規化された水晶体振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、前記水晶体嚢の不安定状態を評価すること、
を行うように構成されている、自動システムである。
第１２の態様は、
前記電磁エネルギーが光エネルギーであり、前記エネルギー源が光源であり、前記画像取り込みデバイスが高速度カメラであり、前記画像が前記眼内の特性プルキンエ反射のものである、第１１の態様における自動システムである。
第１３の態様は、
前記特性プルキンエ反射が、Ｐ１座標を有するＰ１反射、及びＰ４座標を有するＰ４反射を含み、前記ＥＣＵが、前記ＥＣＵを介して前記Ｐ１座標を前記Ｐ４座標から減算し、これにより、前記眼の回転を補正するように構成されている、第１２の態様における自動システムである。
第１４の態様は、
前記特性プルキンエ反射がＰ１反射を含み、前記ＥＣＵが、前記Ｐ１反射の瞬間速度曲線、瞬間加速度曲線、及び／又は瞬間位置曲線を計算することによって、前記特性プルキンエ反射のうちの１つの前記運動曲線を計算するように構成されている、第１２の態様における自動システムである。
第１５の態様は、
視標をさらに備え、前記ＥＣＵが、動的注視誘導キューを前記視標へ送り、前記眼球サッケードを誘起するように構成されている、第１１の態様における自動システムである。
第１６の態様は、
前記画像取り込みデバイスが高速度カメラであり、前記電磁エネルギーが赤外（ＩＲ）光ビームであり、前記自動システムが、前記眼から反射されたＩＲ光を前記高速度カメラに向けて案内するように構成されたホットミラーをさらに備える、第１１の態様における自動システムである。
第１７の態様は、
前記エネルギー源及び／又は前記画像取り込みデバイスが、超音波エネルギーを介して前記水晶体嚢を直接撮像するように構成された超音波トランスデューサを含み、前記ＥＣＵが、前記水晶体嚢の超音波画像を収集することによって前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得するように構成されている、第１１の態様における自動システムである。
第１８の態様は、
前記ＥＣＵが、前記眼のサッケード作動力の集中質量モデルを用いて前記水晶体振動トレースの前記モデル当てはめを遂行するように構成されている、第１１の態様における自動システムである。
第１９の態様は、
ヒト患者の眼内の水晶体嚢の不安定状態を診断する際に高速度ビデオカメラと共に使用するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）であって、前記ＥＣＵが、
プロセッサと、
前記高速度ビデオカメラと通信するトランシーバと、
命令が記録されたメモリと、
を備え、前記プロセッサによる前記命令の実行が、前記プロセッサに、
赤外（ＩＲ）光が前記眼の瞳孔上へ案内された際の前記高速度カメラからの前記眼の画像を受け取ることであって、前記画像がＰ１特性プルキンエ反射を含む、受け取ること、
前記特性プルキンエ反射と同時に、動的注視誘導キューを前記視標へ送り、これにより、所定の眼球サッケードを誘起するために十分に前記視標を運動させること、
前記水晶体嚢の運動を記述する前記Ｐ１特性プルキンエ反射の瞬間速度曲線、加速度曲線、及び／又は位置曲線を計算すること、
前記瞬間速度曲線、加速度曲線、及び／又は位置曲線に基づいて、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出すること、並びに
集中質量モデルを用いて前記水晶体振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、小帯の状態を診断すること、
を行わせる、電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。
第２０の態様は、
前記トランシーバが、前記ヒト患者と前記視標との間に視線に沿って位置付けられた調整可能光学レンズに結合されており、前記命令の実行が、前記プロセッサに、前記調整可能光学レンズを介して異なる調節要求が前記ヒト患者に提示されている間に前記特性プルキンエ反射の前記画像を獲得させる、第１９の態様におけるＥＣＵである。

Claims (20)

1. ヒト患者の眼内の水晶体嚢の安定状態を評価するための方法であって、前記方法が、
   内部に眼球サッケードを生じさせる前記眼の運動後に同時に、エネルギー源を介して、所定のスペクトル内の電磁エネルギーを前記眼の瞳孔上へ案内することと、
   画像取り込みデバイスを用いて前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得することと、
   電子制御ユニット（ＥＣＵ）を介して、前記画像を用いて、前記水晶体嚢の運動を記述する運動曲線を計算することと、
   前記ＥＣＵを介して、前記運動曲線に基づいて、時間正規化された水晶体嚢振動トレースを抽出することと、
   前記ＥＣＵを介して、前記時間正規化された水晶体嚢振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、前記水晶体嚢の不安定状態を評価することと、
   を含む方法。
2. 前記運動曲線を計算することが、位置曲線、瞬間速度曲線、及び／又は加速度曲線を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記電磁エネルギーが光エネルギーであり、前記エネルギー源が光源であり、前記画像取り込みデバイスがカメラであり、前記眼の画像を獲得することが、前記眼内の特性プルキンエ反射の画像を獲得することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記特性プルキンエ反射が、Ｐ１座標を有するＰ１反射、及びＰ４座標を有するＰ４反射を含み、前記方法が、前記ＥＣＵを介して前記Ｐ１座標を前記Ｐ４座標から減算し、これにより、前記眼の回転を補正することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記特性プルキンエ反射がＰ１反射を含み、前記運動曲線を計算することが、前記Ｐ１反射の運動曲線を計算することを含む、請求項３に記載の方法。
6. 動的注視誘導キューを、前記眼の視線に沿って配置された視標へ送り、これにより、前記眼球サッケードを誘起することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記画像取り込みデバイスが高速度カメラであり、前記エネルギー源を介して、前記所定のスペクトル内の電磁エネルギーを前記眼の前記瞳孔上へ案内することが、赤外（ＩＲ）光ビームを前記瞳孔上へ案内することを含み、前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得することが、ホットミラーを用いて、前記眼から反射されたＩＲ光を前記高速度カメラに向けて案内することを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記所定のスペクトル内の電磁エネルギーを前記眼の前記瞳孔上へ案内することが、超音波エネルギーを用いて前記水晶体嚢を直接撮像することを含み、前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得することが、前記水晶体嚢の超音波画像を収集することを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記水晶体嚢振動トレースをモデルに当てはめることが、前記眼のサッケード作動力の集中質量モデルを用いることを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記画像を獲得している間に光学レンズを介して異なる調節要求を前記のヒト患者に提示することと、
    非線形集中質量モデルを用いて前記水晶体嚢振動トレースの前記モデル当てはめを遂行することと、
    をさらに含み、
    潜在的な前記水晶体嚢の不安定状態を診断することが、前記眼の毛様体筋活動を検出することを含む、請求項１に記載の方法。
11. ヒト患者の眼内の水晶体嚢の不安定状態を評価するための自動システムであって、前記システムが、
    誘起された眼球サッケードと同時に所定のスペクトル内の電磁エネルギーを前記眼上又は内へ案内するように構成されたエネルギー源と、
    前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得するように構成された画像取り込みデバイスと、
    前記エネルギー源及び前記画像取り込みデバイスと通信する電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
    を備え、前記ＥＣＵが、
    前記画像を用いて前記水晶体嚢の運動曲線を算出することであって、前記運動曲線が前記水晶体嚢の運動を記述する、算出すること、
    前記運動曲線に基づいて、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出すること、及び
    前記時間正規化された水晶体振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、前記水晶体嚢の不安定状態を評価すること、
    を行うように構成されている、自動システム。
12. 前記電磁エネルギーが光エネルギーであり、前記エネルギー源が光源であり、前記画像取り込みデバイスが高速度カメラであり、前記画像が前記眼内の特性プルキンエ反射のものである、請求項１１に記載の自動システム。
13. 前記特性プルキンエ反射が、Ｐ１座標を有するＰ１反射、及びＰ４座標を有するＰ４反射を含み、前記ＥＣＵが、前記ＥＣＵを介して前記Ｐ１座標を前記Ｐ４座標から減算し、これにより、前記眼の回転を補正するように構成されている、請求項１２に記載の自動システム。
14. 前記特性プルキンエ反射がＰ１反射を含み、前記ＥＣＵが、前記Ｐ１反射の瞬間速度曲線、瞬間加速度曲線、及び／又は瞬間位置曲線を計算することによって、前記特性プルキンエ反射のうちの１つの前記運動曲線を計算するように構成されている、請求項１２に記載の自動システム。
15. 視標をさらに備え、前記ＥＣＵが、動的注視誘導キューを前記視標へ送り、前記眼球サッケードを誘起するように構成されている、請求項１１に記載の自動システム。
16. 前記画像取り込みデバイスが高速度カメラであり、前記電磁エネルギーが赤外（ＩＲ）光ビームであり、前記自動システムが、前記眼から反射されたＩＲ光を前記高速度カメラに向けて案内するように構成されたホットミラーをさらに備える、請求項１１に記載の自動システム。
17. 前記エネルギー源及び／又は前記画像取り込みデバイスが、超音波エネルギーを介して前記水晶体嚢を直接撮像するように構成された超音波トランスデューサを含み、前記ＥＣＵが、前記水晶体嚢の超音波画像を収集することによって前記眼球サッケードを指示する前記眼の画像を獲得するように構成されている、請求項１１に記載の自動システム。
18. 前記ＥＣＵが、前記眼のサッケード作動力の集中質量モデルを用いて前記水晶体振動トレースの前記モデル当てはめを遂行するように構成されている、請求項１１に記載の自動システム。
19. ヒト患者の眼内の水晶体嚢の不安定状態を診断する際に高速度ビデオカメラと共に使用するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）であって、前記ＥＣＵが、
    プロセッサと、
    前記高速度ビデオカメラと通信するトランシーバと、
    命令が記録されたメモリと、
    を備え、前記プロセッサによる前記命令の実行が、前記プロセッサに、
    赤外（ＩＲ）光が前記眼の瞳孔上へ案内された際の前記高速度カメラからの前記眼の画像を受け取ることであって、前記画像がＰ１特性プルキンエ反射を含む、受け取ること、
    前記特性プルキンエ反射と同時に、動的注視誘導キューを前記視標へ送り、これにより、所定の眼球サッケードを誘起するために十分に前記視標を運動させること、
    前記水晶体嚢の運動を記述する前記Ｐ１特性プルキンエ反射の瞬間速度曲線、加速度曲線、及び／又は位置曲線を計算すること、
    前記瞬間速度曲線、加速度曲線、及び／又は位置曲線に基づいて、時間正規化された水晶体振動トレースを抽出すること、並びに
    集中質量モデルを用いて前記水晶体振動トレースをモデルに当てはめ、これにより、小帯の状態を診断すること、
    を行わせる、電子制御ユニット（ＥＣＵ）。
20. 前記トランシーバが、前記ヒト患者と前記視標との間に視線に沿って位置付けられた調整可能光学レンズに結合されており、前記命令の実行が、前記プロセッサに、前記調整可能光学レンズを介して異なる調節要求が前記ヒト患者に提示されている間に前記特性プルキンエ反射の前記画像を獲得させる、請求項１９に記載のＥＣＵ。

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