JP3226981B2 - 角膜内皮細胞観察撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検眼の角膜に向けて
照明光を照射して被検眼の角膜内皮細胞像を観察及び撮
影する角膜内皮細胞観察撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、角膜の内皮は、幼児期において
４，０００個〜５，０００個の細胞を有している。そし
て、この多数の細胞の内の一つが死ぬと、隣接した細胞
に死んだ細胞が吸収されて徐々に細胞の数が減ると同時
に細胞単体の大きさが大きくなる。

【０００３】一方、細胞が死滅減少してその数が、例え
ば、５００個以下となると、眼科手術の際に細胞の一部
がメスにより切断されて死滅することにより、角膜に栄
養が供給されず感染等の角膜疾患に至ることがあるため
手術は行わないようになっている。

【０００４】そこで、眼科手術前にあっては、角膜内皮
細胞の形状や細胞数を計測してその劣化等を確認し、角
膜手術による人工的細胞死滅を受けても悪影響を与えな
い範囲の細胞数を有しているかどうかを予め確認する必
要があった。また、角膜の手術後にあっても内皮細胞の
被損状態等の経過を確認する必要があった。

【０００５】このような、角膜内皮細胞を確認するため
の装置としては、スリットランプに角膜内皮観察用の光
学アタッチメントを装着して角膜内皮細胞像を観察撮影
する非接触式の角膜内皮細胞観察撮影装置が開発されて
いる。

【０００６】この非接触式の角膜内皮細胞観察撮影装置
は、照明光学系からの照明光を被検眼の角膜に導き、撮
影光学系を介して撮影することにより、角膜の内皮細胞
像を画面に表示すると同時に、角膜内皮細胞観察撮影装
置の内部、或は別体に画像処理装置等を設けて単位面積
当りの細胞数等の諸データを測定・演算し、その測定・
演算結果を画面に表示していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
角膜内皮細胞観察撮影装置にあっては、細胞の数を測定
・演算するための回路が必要となり、眼科細胞撮影装置
が高価なものとなるばかりでなく、演算処理等に時間を
要するものであった。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、単位面積当りの角膜内皮細胞像のおよその細胞数
を容易に確認することができ、検査時間の短縮化を図る
ことができる角膜内皮細胞観察撮影装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】その目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、観察用の照明光源からの
照明光を被検眼の角膜に向けて照射する照明光学系と、
角膜内皮細胞を含めて前記角膜からの反射像を受像して
観察する観察光学系と、該観察光学系による前記角膜か
らの反射像を表示する表示装置と、該表示装置に表示さ
れた前記角膜内皮細胞像の表示状態を制御する画像制御
手段と、前記表示装置に表示された前記角膜内皮細胞像
の単位面積当りの個数を判断するために縦横に擬似のパ
ターンを配置し且つ大きさを異ならせた複数種類のパタ
ーン像を前記表示装置に隣接して合成表示させると共に
前記複数種類のパターン像のひとつを選択して前記表示
装置に表示された前記角膜内皮細胞像に重ねて表示した
上でその選択されたパターン像の表示位置を任意に移動
させるパターン制御手段とを備えていることを要旨とす
る。

【００１０】

【作用】このような請求項１に記載の構成においては、
照明光学系により観察用の照明光源からの照明光が被検
眼の角膜に向けて照射され、観察光学系により角膜内皮
細胞を含めた角膜からの反射像が受像されて表示装置に
表示される。

【００１１】一方、この表示装置に表示された角膜内皮
細胞像の表示状態が画像制御手段により制御されると共
に、パターン制御手段により表示装置に表示された角膜
内皮細胞像の単位面積当りの個数を判断するために縦横
に擬似のパターンを配置し且つ大きさを異ならせた複数
種類のパターン像が表示装置に隣接して合成表示され且
つそのひとつを選択して表示装置に表示された角膜内皮
細胞像に重ねて表示した上で、選択されたパターン像の
表示位置が任意に移動される。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の角膜内皮細胞観察撮影装置の
実施例を図１乃至図１０に基づいて説明する。

【００１３】図１０は、本発明の角膜内皮細胞観察撮影
装置としての装置本体Ｈの外観を示す側面図である。こ
の図１０において、６０は固定架台、６１は固定架台６
０上に搭載された移動架台である。

【００１４】移動架台６１には、移動架台６１の被検眼
に対する相対位置を調整すべく移動架台６１を前後左右
方向に移動変位させると共に、マニュアル撮影モードの
際に撮影を実行するための撮影スイッチ６２ａを有する
レバー６２と、装置光学系を内蔵すると共に上下方向に
変位可能な筺体６３と、マニュアル操作モードの際に筺
体６３の検者側に設けられた表示装置６４の画面表示状
態を切り換えるための表示切換スイッチ６５と、表示装
置６４での角膜内皮表示状態を操作する表示操作装置６
６とを備えている。

【００１５】図１は角膜内皮細胞観察撮影装置の装置光
学系を示す平面図である。図１において、１は被検眼Ｅ
の前眼部を観察する前眼部観察光学系である。

【００１６】前眼部観察光学系１は、ハーフミラー２、
対物レンズ３、ハーフミラー４、光路切り換えミラー
５、ＣＣＤ６から大略構成され、Ｏ１はその光軸であ
る。被検眼Ｅの前眼部は前眼部照明光源７によって照明
される。ハーフミラー２はアライメント指標光投影手段
としてのアライメント光学系８の一部を構成している。

【００１７】アライメント光学系８は、図２に示すよう
に、アライメント用光源９、ピンホール板１０、投影レ
ンズ１１、絞り１２、ハーフミラー１３を有する。ピン
ホール板１０は投影レンズ１１の焦点に配置され、ピン
ホール板１０を透過したアライメント指標光は、投影レ
ンズ１１により平行光束とされ、ハーフミラー１３を介
してハーフミラー２に導かれる。その平行光束はハーフ
ミラー２により反射されて角膜Ｃに導かれるものであ
る。ハーフミラー１３は固視標投影光学系１４の一部を
構成している。

【００１８】固視標投影光学系１４は、固視標光源１
５、ピンホール板１６、複数の固視標光源１５を提示す
るための光学部材１７、投影レンズ１８を有する。

【００１９】固視標投影光学系１４からの固視標光はハ
ーフミラー１３、ハーフミラー２を介して被検眼Ｅに導
かれる。その際、固視標光は、光学部材１７の反射面１
９，２０において複数回反射されることにより、複数個
の固視標光源像が被検眼Ｅに提示される。被検者は、そ
の視度に応じた固視標光源像を固視し、アライメント調
整はその固視標光源像を固視させつつ行うものである。

【００２０】アライメント光束Ｋは、図３に示すよう
に、角膜Ｃの表面Ｔで反射される。そのアライメント光
束Ｋは角膜頂点Ｐと角膜曲率中心Ｏ３との間の中間位置
に輝点像Ｒを形成するようにしてその表面Ｔで反射され
る。その反射光束はハーフミラー２を介して対物レンズ
３に導かれる。

【００２１】対物レンズ３に導かれた反射光束は、その
一部がハーフミラー４によって反射され、残りの光束は
ハーフミラー４を通過する。ハーフミラー４により反射
された反射光束は受光手段としてのアライメント検出セ
ンサー４’に導かれる。アライメント検出センサー４’
には、例えば、ポジションセンサー（ＰＳＤ）が用いら
れ、その手段の詳細は後述する。

【００２２】光路切り換えミラー５は、常時は前眼部観
察光学系１の光路から退避されている。また、光路切り
換えミラー５は、その一面に遮光面５ａを有し、その他
面に全反射面５ｂを有する。ハーフミラー４を通過した
光束は、ＣＣＤ６に導かれて結像され、ＣＣＤ６に輝点
像が形成される。ハーフミラー４はアライメントパター
ン投影光学系２１からの光束を反射する。

【００２３】アライメントパターン投影光学系２１は、
アライメントパターン用光源２２、アライメントパター
ン板２３、投影レンズ２４から概略なっている。

【００２４】アライメントパターン板２３には円環状パ
ターンが形成されている。円環状パターンを形成するパ
ターン形成光束はハーフミラー４によって反射されてＣ
ＣＤ６に導かれ、ＣＣＤ６に円環状パターン像が形成さ
れる。このＣＣＤ６は表示装置６４に接続されている。

【００２５】表示装置６４の画面２５には、図４に示す
ように、被検眼Ｅの前眼部像２６と円環状パターン像２
７が表示される。角膜Ｃにより反射されて輝点像Ｒ’を
形成する光束が円環状パターン像２７の中央に位置する
ように装置本体Ｈを上下（Ｙ方向）、左右（Ｘ方向）に
振らせてアライメント調整を行い、被検眼Ｅの眼球光軸
Ｏ２と装置光軸Ｏ１とを合致させる。また、装置本体Ｈ
を被検眼Ｅに対して前後（Ｚ方向）にずらして作動距離
を設定する。

【００２６】前眼部観察光学系１の両側には、照明光学
系２８と観察撮影光学系２９とが設けられている。照明
光学系２８は被検眼Ｅの角膜Ｃに向けて斜め方向から照
明光束を照射する。

【００２７】照明光学系２８は、観察用の照明光源３
０、集光レンズ３１、赤外フィルター３１’、撮影用の
照明光源３２、集光レンズ３３、スリット板３４、投光
レンズ３５を有する。照明光源３０と照明光源３２とは
集光レンズ３１に関して共役である。

【００２８】照明光源３０にはハロゲンランプが用いら
れ、照明光源３２にはキセノンランプが用いられる。照
明光源３０から出射された光束は、集光レンズ３１、赤
外フィルター３１’を経て照明光源３２の配設位置で一
旦収束される。この赤外光束は照明光源３２から射出さ
れたかのようにして集光レンズ３３に導かれる。この集
光レンズ３３により集光された赤外光束はスリット板３
４に導かれる。スリット板３４には細長い長方形状のス
リット３６が形成されている。赤外光束はこのスリット
３６を通過して投光レンズ３５に導かれる。

【００２９】３５’は光路長補正用の光学部材である。
図１は内皮細胞観察時に光路中に挿入した状態である。
可視光での撮影時には退避して光路長を補正するので凸
レンズで構成されている。また、逆に観察時に光路中に
光学部材３５’を挿入せず撮影時に挿入しようとする場
合には、平行平面板或は凹レンズにすればよい。尚、光
学部材３５’の挿入場所は図示位置の外に投光レンズ３
５と角膜Ｃとの間に設けることも考えられる。アライメ
ントが完了した状態では、スリット板３４と角膜Ｃとは
投光レンズ３５に関して略共役であり、角膜Ｃにはスリ
ット光束が照射される。このスリット光束は角膜Ｃをそ
の表面Ｔから内部に向かって横切る。

【００３０】観察撮影光学系２９は対物レンズ４０、ハ
ーフミラー４１、マスク４２、リレーレンズ４３、ミラ
ー４４、変倍レンズ４５、合焦レンズ４６、光路切り換
えミラー５から大略構成されている。

【００３１】光路切り換えミラー５は、マニュアル撮影
モードの場合にはミラー切換スイッチ６５を押圧するこ
とにより前眼部観察光学系１の光路に挿入される。ま
た、オート撮影モードの場合にはアライメント検出セン
サー４’からの出力信号により自動的に前眼部観察光学
系１の光路に挿入される。アライメントが完了した状態
ではマスク４２と角膜Ｃとは対物レンズ４０に関してほ
ぼ共役である。

【００３２】スリット光束は角膜Ｃにおいて反射され
る。その反射の状態を図５に示す。スリット光束の一部
は空気と角膜Ｃとの境界面である角膜表面Ｔにおいてま
ず反射される。その角膜表面Ｔからの反射光束Ｌの光量
が最も多い。角膜内皮細胞Ｎからの反射光束Ｍの光量は
相対的に小さい。角膜実質Ｍ’からの反射光束Ｌ’の光
量が最も小さい。反射光束Ｍは対物レンズ４０により集
光されて光路長補正部材４０’を経て、ハーフミラー４
１に導かれる。

【００３３】光路長補正部材４０’は、図１に示したよ
うに、赤外照明光での観察時にその光路へ挿入され、可
視光での撮影時にはその光路から退避される。このとき
の光路長補正部材４０’は凸レンズが使用される。ま
た、逆に、撮影時に平行平面板或は凹レンズを光路長補
正部材４０’としてその光路へ挿入することにより、基
準位置に角膜内皮細胞像を形成させ、観察時に光路補正
部材４０’をその光路から退避させることも可能であ
る。なお、光路長補正部材４３’もこの光路長補正部材
４０’と同様の動きと形状を有し、その挿入場所は図１
に示した位置の他、対物レンズ４０の手前（角膜Ｃ側）
や、ハーフミラー４１とマスク４２との間、合焦レンズ
４６と光路切り換えミラー５との間でも同様の効果を得
ることができる。

【００３４】反射光束の一部はハーフミラー４１により
反射されてラインセンサー４７に導かれる。また、ハー
フミラー４１を通過した反射光束は、マスク４２に導か
れ、角膜内皮細胞Ｎを含めて角膜断面像がマスク４２の
配設位置に形成される。

【００３５】マスク４２は角膜内皮細胞像を形成する以
外の余分の反射光束を遮光する役割を果たす。角膜内皮
細胞像を形成する反射光束は、光路長補正部材４３’、
リレーレンズ４３、ミラー４４、変倍レンズ４５、合焦
レンズ４６を介して光路切り換えミラー５に導かれ、光
路切り換えミラー５により反射された後、ＣＣＤ６に結
像される。

【００３６】角膜Ｃの断面方向に対してラインセンサー
４７は、図６（ロ）に示すように配置されていて、反射
光束の強度分布は図６（イ）に示すようなものとなる。
図６（イ）において、符号Ｕは角膜Ｃの表面Ｔにおいて
反射された反射光束によるピークである。符号Ｖは角膜
Ｃの内皮細胞部分のピークである。

【００３７】ピークＵは光像４９に対応し、ピークＶは
角膜内皮細胞像４８に対応する。光像４９はマスク４２
によって遮光されないとしたら角膜表面Ｔからの反射光
束により形成される光像である。なお、５０は角膜実質
Ｍ’からの反射光束による光像である。

【００３８】ラインセンサー４７の各番地の素子の出力
は、図１に示すように、合焦判断回路４７’に入力され
る。合焦判断回路４７’はピークＵ及びピークＶを含む
信号全てを記憶して演算処理することによりピークＶの
番地を判断する。また、合焦判断回路４７’はピークＶ
の番地Ｌがラインセンサー４７の中心番地Ｑに一致する
か否かを判断する。

【００３９】装置本体Ｈを被検眼Ｅの前眼部に向かって
離反接近させる（装置光学系をＺ方向に移動させる）と
ピークＶの番地Ｌが移動する。装置本体ＨはピークＶの
番地Ｌが中心番地Ｑに一致するとき、角膜内皮細胞が合
焦されるように設計されている。

【００４０】前眼部観察光学系１により画面２５に表示
された前眼部像２６を見ながら、レバー６２を操作し
て、輝点像Ｒ’が所定の円環状パターン像２７に近づく
ように移動架台６１を概略操作する。これにより、輝点
像Ｒ’を形成する反射光束がアライメント検出センサー
４’に導かれる。アライメント検出センサー４’により
その輝点像Ｒ’のＸ方向位置情報とＹ方向位置情報とが
検出される。

【００４１】合焦判断回路４７’は、ピークＶの番地Ｌ
が中心番地Ｑの範囲にあるとき、マニュアル撮影モード
際には点滅制御回路５２に向って信号を出力し、オート
撮影モードの際にはミラー駆動回路５３に向って信号を
出力する。

【００４２】点滅制御回路５２は、合焦判断回路４７’
及びアライメント検出センサー４’からの出力信号に基
づいてアライメントパターン用光源２２を点滅させる。

【００４３】マニュアル撮影モード際には、検者はアラ
イメントパターン用光源２２の点滅による画面２５上の
円環状パターン像２７の点滅を見てミラー切換スイッチ
６５を押圧する。これにより、ミラー駆動回路５３に信
号が出力され、この信号の出力により光路切り換えミラ
ー５が前眼部観察光学系１の光路内に挿入される。

【００４４】オート撮影モード際には、ミラー駆動回路
５３に出力された信号により光路切り換えミラー５が前
眼部観察光学系１の光路内に自動的に挿入される。

【００４５】この光路切換ミラー５の光路内への挿入に
より、画面２５上には、図７（ロ）に示すように、角膜
内皮細胞像４８が表示される。

【００４６】マニュアル撮影モード際には、検者はこの
表示を観察しながら角膜内皮細胞像４８の合焦がベスト
ピントとなるように装置本体Ｈを移動操作した後、撮影
スイッチ６２ａを押圧すると照明光源３２が発光して角
膜内皮細胞像４８の撮影が実行される。オート撮影モー
ドの際には、マニュアル撮影モード際に光路切換ミラー
５の光路内への挿入に連動して照明光源３２が発光して
角膜内皮細胞像４８の撮影が実行される。

【００４７】角膜内皮細胞像４８の撮影が完了すると、
検者は表示操作装置６６を操作して画面２５上に角膜内
皮細胞像４８の単位面積当りの個数を判断するためのパ
ターン像５４を合成させる。

【００４８】表示操作装置６６は、図７（イ）に示すよ
うに、ズームスイッチ６７、パターンスイッチ６８、縮
小スイッチ６９、拡大スイッチ７０、カラースイッチ７
１、取り消しスイッチ７２、プリントスイッチ７３、選
択スイッチ７４、方向スイッチ７５を備えている。

【００４９】ズームスイッチ６７は、画面２５上に表示
されている単位面積当りの細胞数を示す個数（例えば、
１０００個単位）に対応した大きさの異なる複数種類の
パターンサンプル５５，５６，５７，５８を段階的に変
更する際に使用され、このズームスイッチ６７を押圧し
た後、方向スイッチ７５の↑スイッチ７５ａ又は↓スイ
ッチ７５ｂを押圧することによりパターンサンプル５
５，５６，５７，５８のパターンの大きさが変化する。
この時、各パターンサンプル５５，５６，５７，５８の
下方に表示された個数も同時に変化する。

【００５０】パターンスイッチ６８は、図７（イ）に示
した正六角形、図８（イ）に示した菱形、図８（ロ）に
示した正方形、図８（ハ）に示した円形等、適宜のパタ
ーン形状を選択する際に使用される。

【００５１】縮小スイッチ６９及び拡大スイッチ７０
は、角膜内皮細胞像４８の画面表示上の大きさを任意又
は段階的に縮小又は拡大するためのもので、画面２５に
角膜内皮細胞像４８のみが表示されている場合には、角
膜内皮細胞像４８の縮小・拡大に連動してパターンサン
プル５５，５６，５７，５８も等倍に縮小拡大され、角
膜内皮細胞像４８とパターン像５４とが合成された状態
のときには両者が同時に縮小・拡大される。

【００５２】カラースイッチ７１は、角膜内皮細胞像４
８又はパターン像５４の何れか一方の表示色を可変する
際に使用され、この何れか一方の表示色を可変すること
により角膜内皮細胞像４８とパターン像５４とが容易に
区別される。

【００５３】取り消しスイッチ７２は、各種スイッチ６
７〜７３の直前の操作を取り消す際に使用される。

【００５４】プリントスイッチ７３は、画面２５に表示
されている角膜内皮細胞像４８又は角膜内皮細胞像４８
とパターン像５４との合成画像を図示しないプリンタに
プリントする際に使用される。

【００５５】選択スイッチ７４は、パターンサンプル５
５，５６，５７，５８に対応した選択実行スイッチ７４
ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄを備え、画面２５に角膜内
皮細胞像４８のみが表示されている際には、任意の選択
実行スイッチ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄを押圧す
ることにより、押圧された選択実行スイッチ７４ａ，７
４ｂ，７４ｃ，７４ｄに対応したサンプルパターン５
５，５６，５７，５８がパターン像５４として合成表示
される。

【００５６】また、この合成状態にあるときに、選択実
行スイッチ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄを押圧する
と、押圧したものに対応したサンプルパターン５５，５
６，５７，５８とパターン像５４が切り換えられる。

【００５７】方向スイッチ７５は、パターン像４７の表
示位置を任意に移動させる際に使用され、このパターン
像４７の移動により角膜内皮細胞像４８とパターン像４
７との比較が容易となる。

【００５８】尚、パターン像５４の画面上の移動操作
は、方向スイッチ７５の他に図示しないマウスにより操
作してもよい。

【００５９】図９は、このような表示操作装置６５によ
る画面２５の制御を示す。図９において、７６はＣＣＤ
６に結像された像を記憶するフレームメモリ、７７は表
示操作装置６６からの操作信号の入力に基づいてフレー
ムメモリ７６に記憶された像を縮小・拡大や染色等の制
御をする画像制御装置、７８はパターン制御回路７９に
よりパターンの選択・拡大・縮小・染色等の制御された
パターンを像として角膜内皮細胞像４８と合成するため
の画像合成回路である。

【００６０】

【発明の効果】本発明に係る角膜内皮細胞観察撮影装置
は、以上説明のように構成したので、単位面積当りの角
膜内皮細胞像のおよその細胞数を容易に確認することが
でき、検査時間の短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる角膜内皮細胞観察撮影装置の実
施例を示す光学系の説明図である。

【図２】本発明に係わるアライメント光学系を示す図で
ある。

【図３】本発明に係わるアライメント指標光束の反射状
態を示す図である。

【図４】前眼部像の表示状態を示す図である。

【図５】角膜におけるスリット光束の反射状態を示す図
である。

【図６】角膜内皮細胞像とラインセンサーに受光される
光量との関係を示し、（イ）は光量分布のグラフ図、
（ロ）はラインセンサーに受光された角膜内皮細胞像の
説明図である。

【図７】（イ）は操作部の正面図、（ロ）は表示状態を
示すモニタの正面図である。

【図８】（イ）〜（ハ）はそれぞれパターン形状の変形
例を示す説明図である。

【図９】画面の制御を示すブロック図である。

【図１０】本発明に係わる角膜内皮細胞観察撮影装置の
全体構成を示す側面図である。

【符号の説明】

Ｅ…被検眼 Ｃ…角膜 ２８…照明光学系 ２９…観察撮影光学系（観察光学系） ３０…照明光源 ４８…角膜内皮細胞像 ５４…パターン像 ６４…表示装置 ７７…画像制御装置（画像制御手段） ７９…パターン制御装置（パターン制御手段）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 3/00 - 3/16 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察用の照明光源からの照明光を被検眼
   の角膜に向けて照射する照明光学系と、角膜内皮細胞を
   含めて前記角膜からの反射像を受像して観察する観察光
   学系と、該観察光学系による前記角膜からの反射像を表
   示する表示装置と、該表示装置に表示された前記角膜内
   皮細胞像の表示状態を制御する画像制御手段と、前記表
   示装置に表示された前記角膜内皮細胞像の単位面積当り
   の個数を判断するために縦横に擬似のパターンを配置し
   且つ大きさを異ならせた複数種類のパターン像を前記表
   示装置に隣接して合成表示させると共に前記複数種類の
   パターン像のひとつを選択して前記表示装置に表示され
   た前記角膜内皮細胞像に重ねて表示した上でその選択さ
   れたパターン像の表示位置を任意に移動させるパターン
   制御手段とを備えていることを特徴とする角膜内皮細胞
   観察撮影装置。
2. 【請求項２】 前記角膜内皮細胞像を縮小・拡大させる
   内皮ズーム手段と、前記角膜内皮細胞像の縮小・拡大に
   連動して前記パターン像を等倍に縮小拡大させるパター
   ンズーム手段とを有することを特徴とする請求項１に記
   載の角膜内皮細胞観察撮影装置。
3. 【請求項３】 前記角膜内皮細胞像又は前記パターン像
   の表示状態の色や濃度を変更させる変色手段を備えてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の角膜内皮細胞観察
   撮影装置。