JP3594390B2

JP3594390B2 - 眼科測定装置

Info

Publication number: JP3594390B2
Application number: JP33790795A
Authority: JP
Inventors: 紹生楠城
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2015-11-30
Also published as: JPH09149887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検眼の眼球に向けてレーザ光を照射し、眼球内部におけるレーザ散乱光を光電変換素子で検出、分析することによって眼球の状況を測定する眼科測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検眼眼球に向けてレーザ光を斜め方向から収束させつつ照射し、水晶体や前房の粒子による散乱光を検出、分析することによって内部の状況を検査する測定装置が知られている。水晶体内部の蛋白質粒子の状況を測定、分析する装置は、白内障の早期発見、診断などに有効である。
【０００３】
従来、この種の装置における測定部位へのアライメントは、散乱光を受光する受光光学系の光軸方向から被検眼を観察し、測定光束の収束位置を所望の測定位置に移動させていた。
また、被検眼を正面から観察する光学系を持つ装置も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、受光光学系の光軸方向から被検眼を観察する装置は、測定用のレ−ザ光だけでは、良質な観察像が得られない。また、眼球の斜め方向から照射されるレ−ザ光が成す像であり、視軸方向（或いはこれと平行な方向）の断面像ではないので、嚢、皮質、成人核、胎生核等の多層構造である水晶体に対してのレーザ光照射部位の把握が十分ではない。
【０００５】
また、正面あるいはその近傍からの観察だけでは水晶体のそれらの各層の特定と、各層に対する測定部位の把握がしにくいという問題があった。
【０００６】
本発明は上述の問題点に鑑み、水晶体の各層の層分けが特定でき、各層に対する測定部位の把握を容易にできる眼科測定装置を提供することを技術課題とする。
また、再測定時における測定部位の再現性を確保することができる眼科測定装置を提供することを技術課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を達成するために、以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）被検眼前眼部に向けてレーザ光を収束させて投光するレーザ投光光学系と、該レーザ光による前眼部組織による散乱光を検出する散乱光検出光学系とを備える眼科測定装置において、被検眼にスリット光を投影するスリット投影光学系と、該スリット投影光により光切断された前眼部断面をシャインプルークの原理に基づいて撮像する断面撮像手段と、該断面撮像手段による断面撮影像を表示する断面像表示手段と、該断面像表示手段による断面像の表示に対して測定部位を特定するためのレチクル像を形成するレチクル形成手段とを備え、レーザ光の収束位置を前眼部断面像で観察可能であることを特徴とする。
【０００８】
（２）被検眼前眼部に向けてレーザ光を収束させて投光するレーザ投光光学系と、該レーザ光による前眼部組織による散乱光を検出する散乱光検出光学系とを備える眼科測定装置において、被検眼にスリット光を投影するスリット投影光学系と、該スリット投影光により光切断された前眼部断面をシャインプルークの原理に基づいて撮像する断面撮像手段と、該断面撮像手段による断面撮影像を表示する断面像表示手段とを備え、レーザ光の収束位置を前眼部断面像で観察可能であるとともに、前記被検眼に対する基準位置を設定する基準位置設定手段と、被検眼に対して装置を移動する移動手段と、該移動手段による前記基準位置からの偏位を検出する偏位検出手段と、該偏位検出手段による検出情報を検者に報知する報知手段と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて以下に説明する。
［全体構成］
図１は実施例である水晶体内部の蛋白質組成を検査する装置の外観略図を示す図である。
【００１６】
１は基台であり、基台１には被検眼を固定するための顎台２が固設されている。３は本体部、４は後述する光学系を収納した測定部であり、５は本体部３と測定部４を移動するためのジョイスティックである。ジョイスティック５の操作により本体部３は基台１の水平面上を前後左右に、測定部４は本体部３に対して上下に移動する。基台１に対する本体部３の移動は、ジョイスティック５の軸の下方に形成された球面部及び下端部と、下端部が揺動する摺動板と、摺動板と接し基台１に貼り付けされた摩擦板と、本体部３と一体のハウジング３ａ内部の球軸受けの構成により、水平方向の微動が実現される。また、本体部３に対する測定部４の上下動は、ジョイスティック外周上部の回転ノブ５ａと、回転ノブ５ａとともに回転するスリット板と、スリット板を挟み軸に設けられた光源および受光素子とにより、受光素子の信号から回転ノブ５ａの回転方向及び回転量を検出し、その検出結果に基づいて測定部４を上下させるモ−タを駆動制御することによりなされる（図２参照）。このジョイスティック機構の詳細については、本出願人による特開平６−７２９２に記載されているので、これを参照されたい。６はアライメントのための観察像や検者に報知する情報を表示するテレビモニタである。
【００１７】
［各部の構成］
光学系
図３は装置の光学系を上から見たときの要部構成を示す図である。
＜レーザ光照射系＞１０はレーザ照射系であり、Ｌ_１はその光軸を示す。レーザ照射光軸Ｌ_１は、レ−ザ光を水晶体１５に斜めから投光できるように、後述する正面観察系の光軸Ｌ_０に対して２０度前後に傾けられている。１１は測定用のレーザ光を出射するレーザ光源であり、レーザ光源１１には波長６７０ｎｍのレ−ザ光を出射するダイオードレーザを使用している。１２はエキスパンダレンズ、１３は投光レンズである。
【００１８】
＜レ−ザ散乱光検出系＞２０はレ−ザ散乱光検出系であり、Ｌ_２はその光軸を示す。光軸Ｌ_２は光軸Ｌ_１と光軸Ｌ_０上で交差し、光軸Ｌ_２と光軸Ｌ_１の交差角度は、好ましくは４０度前後が採用される。光軸Ｌ_２上には、結像レンズ２１、入射光束を制限するためのアパーチャ２２、シャッター板２３、水晶体内部の分子によるレーザ光の微少散乱光を検出するためのＰＭＴ（光電子増倍管）２４が配置されている。
【００１９】
＜正面観察系＞３０は正面観察系であり、正面観察系の光軸Ｌ_０上には、ビームスプリッタ３１、３２、撮影レンズ３３、ビームスプリッタ３４及び可視域から赤外域まで感度を持つＣＣＤカメラ３５が配置されている。３６は近赤外の光を出射する被検眼前眼部観察用の照明光源である。
【００２０】
＜固視・アライメント光投光系＞４０は赤外領域の光を発するアライメント用の点光源、４１は可視光を発する固視灯である。４２は赤外光を透過し、可視光を反射する特性を持つコールドミラー、４３はコリメータレンズである。
【００２１】
点光源４０を出射したアライメント用の指標光束はコールドミラー４２を透過し、コリメータレンズ４３で平行光束にされた後、ビームスプリッタ３２で反射されビームスプリッタ３１を通過して被検眼に投光される。
また、固視灯４１を出射した光束はコールドミラー４２で反射された後、コリメータレンズ４３、ビームスプリッタ３２、３１を介して被検眼の眼底に向かう。
【００２２】
＜正面観察レチクル投影系＞４５はレチクル用光源、４６はリング状のレチクルマ−ク（図示せず）が形成されたレチクル板であり、４７は投影レンズである。レチクル用光源４５により照明されたレチクル板４６のマ−クは、投影レンズ４７によりビームスプリッタ３４によりＣＣＤカメラ３５の撮像面に投影される。
【００２３】
＜スリット投影系＞５０は断面撮影用のスリット投影系であり、５１はスリット照明光源、５２はコンデンサレンズ、５３は投影光を近赤外光にするための波長選択フィルタ、５４はスリット板、５５はシャッタ板、５６は投光レンズ、５７は平面ミラーである。
【００２４】
スリット光源５１から出射された光は、コンデンサレンズ５２により収束し、波長選択フィルタ５３によって波長選択されてスリット板５４を照明する。スリット板５４によってスリット制限されたスリット光束は、シャッタ板５５を通過後、投光レンズ５６により平面ミラー５７、ビームスプリッタ３１を介して正面観察系の光軸Ｌ_０と同軸にされた後、測定レ−ザ光の略収束位置である被検眼１５の前眼部で結像する。このときスリット光束は、水晶体１５を含む前眼部を縦方向に光切断する。
【００２５】
＜スリット断面撮影系＞６０はスリット断面撮影系であり、Ｌ_３はその光軸を示す。光軸Ｌ_３は正面観察系の光軸Ｌ_０に対して４５度の傾き角度で設けてあり、光軸Ｌ_２、Ｌ_１と同じ位置で交差する。光軸Ｌ_３上には撮影レンズ６１、ビームスプリッタ６２、可視域から赤外域まで感度を持つＣＣＤカメラ６３が設けられている。このＣＣＤカメラ６３及び撮影レンズ６１は、シャインプルーク（Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ）の原理に基づき、ＣＣＤカメラ６３の撮像面の延長線、光軸Ｌ _０（すなわちスリット投影系による被検眼を縦方向に光切断する前眼部断面）及び撮影レンズ６１のレンズ面の延長線が一点で交差するように配置されている。実施例では、ＣＣＤカメラ６３の撮像面は光軸Ｌ_３に対して垂直になるように配置し、撮影レンズ６１を傾けて配置している。
【００２６】
６５はレチクル用照明光源、６６は照準用のマ−クが形成されたレチクル板、６７は投影レンズであり、照明光源６５により照明されたレチクル板６６の照準マ−クは、ビームスプリッタ６２を介して投影レンズ６７によりＣＣＤカメラ６３の撮像面に投影される。
なお、上記の光学系における正面観察用及び断面撮影用のレチクル投影系は、レチクル像を表示画面に電気的に生成することにより省略することができる。
【００２７】
制御系
図４は装置の制御系の要部構成を示す図である。
ＣＣＤカメラ３５及び６３からの映像信号は、それぞれＡ／Ｄ回路７０、７１を介して画像合成・切換装置７２に取り込まれる。画像合成・切換装置７２はＣＣＤカメラ３５及び６３からの各画像を取り込むフレ−ムメモリ、同期タイミング回路、画像合成回路及び画像切換回路等から構成され、制御装置７３の制御により処理された画像はＤ／Ａ回路７４を介してテレビモニタ６に表示される。画像合成・切換装置７２には、文字や図形を生成するビデオグラフィック回路７５が接続されており、ＣＣＤカメラ３５及び６３による撮影像と文字情報等との合成像をテレビモニタ６に表示したり、測定結果を表示したりする。
【００２８】
７６は撮影画像や測定結果等を記憶する記憶装置であり、記憶回路の他、フロッピディスク等の記憶媒体を用いることができる。
８０は演算回路であり、ＰＭＴ９からの出力信号に基づいて水晶体内部の状況を調べるために所定の演算処理を行う。
８１はシャッタ板２３の開閉駆動を行うシャッタ駆動装置であり、８２はスリット光投影系のシャッタ板５５の開閉駆動を行うシャッタ駆動装置である。
【００２９】
８３ａは基台１に対する本体部３の左右（Ｘ）方向の位置を検出するＸ方向位置検出装置、８３ｂは上下（Ｙ）方向の位置を検出するＹ方向位置検出装置、８３ｃは前後（Ｚ）方向の位置を検出するＺ方向位置検出装置であり、各位置検出装置はポテンショメータやエンコーダ、光学的な検出手段などの各種の検出装置が使用できる。各位置検出装置８３による検出信号は制御装置７３に入力され、制御装置７３はこれらの信号に周知の処理を施し、設定された基準位置（後述する）に対する前後左右及び上下の偏位を得る。
【００３０】
８４は被検者のＩＤ番号や年齢などのデータを入力したり、アライメントのための基準位置設定スイッチやデ−タ読み出しをしたりする各種スイッチを持つ入力装置である。８５は測定結果等を出力する出力装置である。
【００３１】
上記のような構成を持つ装置において、その動作を説明する。
装置の電源を投入し各光源を点灯する。被検眼を顎台２の所定位置に位置させて固視灯４１を注視させる。レーザ光源１１から出射されたレ−ザ光は、エキスパンダレンズ１２により一旦その光束を広げられ、投光レンズ１３により測定部位で極細の収束光となるように、被検眼１４に斜めから照射される。
【００３２】
前眼部照明光源３６の点灯により照明された被検眼１４の前眼部像は、正面観察系を介し正面レチクル投影系によるレチクル像とともにＣＣＤカメラ３５に受像され、また、アライメント投光系により被検眼に投光されたアライメント光束は角膜反射によりアライメント輝点を形成し、アライメント輝点の光束は正面観察系を逆行してＣＣＤカメラ３５の撮像面に入射する。
【００３３】
一方、スリット投影系５０のスリット光源５１により照明されたスリットは、被検眼の正面から投影され、測定レ−ザ光の収束位置付近に結像して被検眼前眼部を縦方向に光切断する。投影されるスリット光束は波長選択フィルタ５３により近赤外の不可視光とされるため、被検眼には意識されずに不快感を与えることなく投光される。スリット光束により光切断された前眼部断面像（スリット光による分子散乱光像）は、スリット断面撮影系６０を介してレチクル板６６の照準マ−クとともにＣＣＤカメラ６３に捕らえられる。スリット断面撮影系６０は、被検眼に正面から入るスリット光の光切断像を、真横からでなく４５度に傾けられた斜めの軸で捕らえることになるが、シャインプルークの原理に基づき撮影系を配置したことにより、あたかも真横からとほぼ同じように全面にピントの合った像として捕らえることができる。
【００３４】
ＣＣＤカメラ３５及び６３に捕らえられた像の映像信号は画像合成・切換装置７２に入力され、制御装置７３の制御により２つの撮影像が１画面の左右に合成され、同時にテレビモニタ６に表示される。図５はその表示例である。画面左側は正面観察系のＣＣＤカメラ３５に捕らえられた正面前眼部像であり、９０はアライメント輝点、９１はレチクル像を示す。画面右側はスリット断面撮影系のＣＣＤカメラ６３に捕らえられた前眼部断面像であり、９２はレチクル像を示す。９３及び９４は、被検眼の斜め方向から収束しつつ投光された測定レ−ザ光束を示す。なお、測定レ−ザ光は測定時以外には観察できれば良いので、ＣＣＤカメラ３５及び６３の感度に合わせその出力は被検眼４の負担にならない程度に抑えられている（光学素子等を用いてレーザ光の強度調節を行うようにしても良い）。
【００３５】
検者は、テレビモニタ６に表示された前眼部の正面像及び断面像を観察しながら、ジョイスティック５を操作して測定部４を被検眼に対し相対移動させ、次のようにしてアライメントを行う。
【００３６】
まず、画面左側の正面像を見ながら、アライメント輝点９０とレチクル９１の位置関係を参考にして、所期する測定部位の上下左右方向を定める。正面像による左右上下のアライメントができたら、断面像を観察しながら奥行き方向（Ｚ方向）のアライメントを行う。テレビモニタ６上には視軸方向とほぼ平行な方向に切断された断面像が表示されているので、水晶体の前嚢、皮質、成人核、周辺胎生核、中心胎生核及び後嚢等のおおよその層分けが特定でき、測定部位の把握を容易に行える。装置の測定部位はレ−ザ光が極細の収束光となる位置であるので、水晶体を通過するレ−ザ光束を観察することによって測定部位を定めることができ、レチクル像９２に従うことによってさらに明確に定めることができる。
【００３７】
また、測定部位へのアライメントは、位置検出装置８３ａ、８３ｂ、８３ｃによる偏位情報を利用することもできる。この場合は次のようにする。検者は、画面左側の正面像を見ながら、アライメント輝点９０がレチクル９１の中央に位置するように上下左右の調整を行う。次に、アライメント輝点の輝度が最大になるように（ピントが合うように）して前後調整する。被検眼とアライメント輝点が所期する状態になったら、入力装置８４に設けられた基準位置設定スイッチを押す。制御装置７３はこの位置を被検眼の測定部位に対する基準位置にとる。
【００３８】
基準位置の設定ができたら、再びジョイスティック５を操作して、所期する測定部位へのアライメントを行う。本体部３及び測定部４を移動させると、各位置検出装置８３ａ、８３ｂ、８３ｃは設定した基準位置に対する移動位置の左右上下及び前後方向の偏位位置を検出し、その信号は制御装置７３に入力される。制御装置７３は入力された信号に所定の処理を施し、移動位置の座標位置（ｘ，ｙ，ｚ）を得る。座標位置デ−タに基づきビデオグラフィック回路７５では表示用の文字情報が生成され、画像合成・切換装置７２を介して図５上に示した座標デ−タ９５のようにテレビモニタ６の画面上にリアルタイムに数値表示される。
【００３９】
このように測定部位のアライメントは、断面観察に加えて三次元の数値デ−タによる偏位情報を合わせて利用できるので、より一層測定部位の把握がしやすく、アライメントを容易に行うことができる。
【００４０】
所期する測定部位へのアライメントができたら、検者は入力装置８４に設けられた測定開始スイッチを押して測定を実行する。測定開始スイッチからの信号を受けると、制御装置７３はシャッタ駆動装置８１を作動させてシャッタ板５５を閉じて被検眼へのスリット投影光を遮断すると共に、シャッタ駆動装置８２を作動させてレーザ散乱光検出系のシャッタ板２３を開く。シャッタ板５５を閉じることによりスリット投影光がレ−ザ散乱光検出のためのノイズ光となることが防止される。さらには、同時に照明光源３６、アライメント用の点光源４０及び固視灯４１を消灯し、これらの光もレ−ザ散乱光検出系に入射しないようにすることが好ましい。なお、スリット投影光及びアライメント光の遮断は、レ−ザ散乱光検出系の光路中に赤外カットフィルタを設けるようにしても良い。
【００４１】
シャッタ板２３が開くと、水晶体に投光された測定レ−ザ光による測定部位の蛋白粒子による散乱光（実施例では、略１４０度とする後方散乱光）が、結像レンズ２１によりアパーチャ２２の位置に集光され、所定の測定時間だけ開いているシャッタ板２３を通過してＰＭＴ２４に入射する。測定時にはＰＭＴ２４が微弱な散乱光をより検出しやすくするために、シャッタ板２３の開口に同期して測定レ−ザ光の出力が上げられる。
【００４２】
ＰＭＴ２４に入射した散乱光はその強度に対応した電気信号として出力され、演算回路８０に入力される。演算回路８０は入力されてきた信号に基づき、所定の演算処理を行って散乱光強度の時間的変動の相関関数を求め、水晶体内部の蛋白質組成の測定結果を得る。この測定については、例えば、特表平６−５０５６５０号（発明の名称「白内障の発生を検出する方法及び装置」）に記載されるように、散乱光強度の時間的変動の相関関数は、
【数１】

の式で表され、この式中のＩ_ｆ（凝集していない粒子からの散乱光強度）とＩ_ｓ（凝集している粒子からの散乱光強度）の割合（量）から水晶体内部の蛋白質組成が算出される。
【００４３】
得られた測定結果は、制御装置７３に送られビデオグラフィック回路７５、画像合成・切換装置７２を介してテレビモニタ６に表示されるとともに、記憶装置７６に記憶される。また、測定時における断面画像（必要なら正面画像も）の静止画、測定部位の設定基準位置からの偏位情報（座標位置デ−タ）、及び被検者のＩＤ番号や年齢などの入力デ−タも同時に記憶装置７６に記憶される。記憶装置７６に記憶した測定結果や断面画像の情報は、出力装置８５によりプリントアウト（あるいはコンピュ−タ等へデ−タ転送）することができる。
【００４４】
経時変化等を調べる再測定時には、患者のＩＤ番号をなどを入力装置８４で入力指定して、記憶装置７６に記憶された前回の測定部位の座標位置デ−タや断面撮影画像等を呼び出し、これをアライメントに使用する。例えば、正面観察像による上下左右のアライメントを完了させた後、入力装置８４に設けられた画像表示切換えスイッチを操作して、テレビモニタ６上の左半分に前回測定時の断面画像を表示させ、右半分には現在測定の断面画像を表示させる。検者は両者の画面を比較観察しながら、現測定側のレ−ザ収束位置やレチクル像の位置が前回のものと同じになるように装置を移動する。これにより、前回と同一の測定部位に極めて容易にアライメントすることができる。テレビモニタ６の画面上で比較する代わりに、前回測定時の断面画像を別の表示モニタに表示させても良いし、プリントアウトした画像を使用しても良い。
【００４５】
また、前回の測定部位の基準位置に対する偏位情報を併用すると、さらに正確なアライメントを行うことができる。例えば、呼び出した前回測定部位の座標位置デ−タをテレビモニタ６に表示する。再測定時には前回期測定時と同様に、まず、テレビモニタ６に映し出されたアライメント輝点がレチクル中央にフォーカスするように行い、基準位置設定スイッチを押して基準位置を再定義し、テレビモニタ画面の座標位置デ−タ９５をリセットする。その後、テレビモニタ６を見ながら現測定の座標位置デ−タが前回の座標位置デ−タと同じになるようにジョイスティック５を操作して装置を移動することにより、前回と同一の測定部位にアライメントすることができる。
【００４６】
以上の実施例では、一つのモニタに正面像と断面像とを同時に表示するようにしたが、切り換えスイッチ等によりこれらを切り換えるようにしても良い。また、別のモニタに表示させても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、前眼部各層の層分けが特定でき、各層に対する測定部位の把握を極めて容易に行うことができる。
また、再測定時における測定部位の再現性を確保することができ、正確な経時変化の測定を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置の外観略図を示す図である。
【図２】ジョイスティックによる移動機構を説明する図である。
【図３】実施例の装置の光学系要部構成を示す図である。
【図４】実施例の装置の制御系要部構成を示す図である。
【図５】テレビモニタに表示される画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
６テレビモニタ
１０レーザ照射系
２０レーザ散乱光検出系
２３シャッター板
３０正面観察系
５０スリット投影系
６０スリット断面撮影系
６６レチクル板
７２画面合成・切換装置
７６記憶装置

Claims

被検眼前眼部に向けてレーザ光を収束させて投光するレーザ投光光学系と、該レーザ光による前眼部組織による散乱光を検出する散乱光検出光学系とを備える眼科測定装置において、被検眼にスリット光を投影するスリット投影光学系と、該スリット投影光により光切断された前眼部断面をシャインプルークの原理に基づいて撮像する断面撮像手段と、該断面撮像手段による断面撮影像を表示する断面像表示手段と、該断面像表示手段による断面像の表示に対して測定部位を特定するためのレチクル像を形成するレチクル形成手段とを備え、レーザ光の収束位置を前眼部断面像で観察可能であることを特徴とする眼科測定装置。
被検眼前眼部に向けてレーザ光を収束させて投光するレーザ投光光学系と、該レーザ光による前眼部組織による散乱光を検出する散乱光検出光学系とを備える眼科測定装置において、被検眼にスリット光を投影するスリット投影光学系と、該スリット投影光により光切断された前眼部断面をシャインプルークの原理に基づいて撮像する断面撮像手段と、該断面撮像手段による断面撮影像を表示する断面像表示手段とを備え、レーザ光の収束位置を前眼部断面像で観察可能であるとともに、前記被検眼に対する基準位置を設定する基準位置設定手段と、被検眼に対して装置を移動する移動手段と、該移動手段による前記基準位置からの偏位を検出する偏位検出手段と、該偏位検出手段による検出情報を検者に報知する報知手段と、を具備することを特徴とする眼科測定装置。