JP4766919B2 - 眼科測定方法および眼科測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検眼のドライアイ症状の評価に利用可能な眼科測定方法および眼科測定装置に関するものである。

近年、ＶＤＴ（ｖｉｓｕａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｔｅｒｍｉｎａｌ）作業者の増加や冷暖房による部屋の乾燥などに起因すると考えられるドライアイ患者が増加している。ドライアイにより角膜上皮障害や結膜障害、その他にも種々の眼科疾患を併発するおそれがあり、ドライアイの診断は眼科診断の上で重要なテーマとなっている。

ドライアイの症状を定量的に測定するため、従来より被検眼の涙液層の像を撮像して、それを観察／解析／測定する眼科装置の構成が提案されている。

たとえば、被検眼の涙液表層で形成される干渉模様を撮像し、干渉模様の撮影像の複数個のエリアの色相に基づいてドライアイ症状を評価する技術（下記の特許文献１）、あるいは所定形状の開口像を下眼瞼に溜まる涙液表面に投影し、涙液表面に投影された開口の像を撮像し、開口像の像倍率から涙液表面の曲率半径を求め、ドライアイ症状を評価する技術（下記の特許文献２）などが知られている。
特開平９−２０１３３４号公報 特開平１１−２６７１０２号公報

従来技術、特に、特許文献１の記載の技術では、涙液層干渉色の像を撮像し、観察／解析／測定するものであるが、正常眼とドライアイの最重症眼には、ほとんど干渉色が発生せず、この従来方式では正常眼またはドライアイの最重症眼は観察／解析／測定できない、という問題がある。

本発明の課題は、上記の問題に鑑み、涙液の移動速度を確実に測定でき、測定された涙液の移動速度により重症のドライアイであっても診断を定量的に行なえ、また、正常眼の状態を確実に識別できるようにすることにある。

本発明は、眼科測定方法においては、被検眼の涙液に涙液中で粒状になる視標物質を投与し、該涙液に照明光を照射し、その照明された箇所の像を異なる時刻に複数回電子画撮像し、該撮像により得られた複数の画像中に撮影された前記視標物質の位置および各画像の撮影タイミングに基づき、前記視標物質の移動速度を測定し、被検眼の涙液の移動速度として出力する構成を採用した。

また、眼科測定装置においては、涙液層に涙液中で粒状になる視標物質を投与した被検眼の所定部位の涙液層の画像を電子撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された複数の画像中に撮影された前記視標物質の位置を測定者に指定させるユーザーインターフェース手段と、前記ユーザーインターフェース手段により各画像中で指定された前記視標物質の位置、および各画像の撮影タイミングに基づき、前記視標物質の移動速度を演算する演算手段と、前記演算手段により得られた前記視標物質の移動速度を被検眼の涙液の移動速度として出力する出力手段を有する構成を採用した。

上記構成によれば、涙液層に涙液中で粒状になる視標物質を投与した被検眼の所定部位の涙液層の画像を複数回電子撮像し、それぞれ撮像して得られた画像信号を演算、比較解析して、視標物質の移動速度を被検眼の涙液の移動速度として測定する。この被検眼の涙液の移動速度の測定結果に基づきドライアイの程度を定量的に評価することができる。

特に、被検眼の涙液に涙液中で粒状になる視標物質を投与し撮影する構成によれば、干渉色が発生しなくても涙液の動きをとらえることができ、被検眼の状態に関わらず涙液の移動速度を定量化することができ、従来構成における正常眼と最重度のドライアイを区別しにくい、という問題を生じることがない。

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明を採用した眼科測定装置の概略構成を示し、同図において、符号１で図示するものは被検眼Ｅを照明するための白色光源で、ハロゲンランプ等によって構成される。白色光源１から射出された光は、照明視野を制限するマスク２を通過後、レンズ３、エキサイタフィルタ３ａ、ハーフミラー４、レンズ５を介して被検眼Ｅ上の所定点Ｐを照明する。この所定点Ｐの位置は被検眼Ｅの角膜上の涙液最表層の脂質層に選択される。なお、白色光源１は調光回路（不図示）により光量が調節できるようになっている。

点Ｐからの反射光はレンズ５、ハーフミラー４、レンズ６を介してカラーＣＣＤカメラ７に入射され、撮影されたＲＧＢ（カラー）ビデオ信号が画像処理装置２０に入力される。

画像処理装置２０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などのハードウェアを利用して構成することができる。この画像処理装置２０は、ビデオキャプチャーインターフェースおよびＨＤＤなどの外部記憶装置から構成されモニタ１２へのリアルタイム画像出力なども可能なビデオ記憶装置８、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）などの演算資源から構成される画像処理部９、モニタ１２を用いた後述の出力表示を制御するための出力表示制御部１１、ビデオ記憶装置８の画像取得タイミングあるいはモニタ１２への画像出力タイミングなどを制御するために用いられるタイマ１３などから構成される。

画像処理装置２０は、この他にも不図示のキーボードやポインティングデバイス（マウスなど）などの一般的な操作手段を有する。眼科測定に関する出力表示は、後述のようにモニタ１２を用いるが、上記操作手段とモニタ１２は眼科測定のためのユーザーインターフェースを構成する。

次に以上の構成における動作につき説明する。

本実施例では、被検眼の涙液に直接的または間接的に、視標物質（トレーサ、マーカなどの粒状物質、色素など：被検者／被検眼に対して無害なものを用いる）を投与し、白色光源１の照明光を照射し、被検眼の涙液の画像をＣＣＤカメラ７で異なる時刻に２回以上電子画撮像し、それぞれ撮像して得られた画像信号を演算、比較解析して、視標物質の移動速度を被検眼の涙液の移動速度として測定する。この被検眼の涙液の移動速度の測定結果に基づきドライアイの程度を定量的に評価することができる。

被検眼への視標物質の投与は、被検眼に視標物質入り点眼剤または塗布剤を投与することなどにより行なう。なお、視標物質に蛍光性のあるものを用いる場合には、エキサイタフィルタ３ａを光路に挿入するとともに、不図示のバリアフィルタをＣＣＤカメラ７の受光光路に挿入する。

被検眼への視標物質の投与後、図２に示す制御手順により測定を行なう。図２は図１の構成における制御手順、およびモニタ１２における出力表示の態様を示している。図２の制御手順は、図１の画像処理部９のＲＯＭ（あるいはＨＤＤなど）の記憶手段に格納しておく。

被検眼への視標物質の投与後、被検眼の瞬目を確認したら、測定者は所定の撮影開始操作（不図示のキーボードなどを用いる）を行なう。これにより、図２のステップＳ１１では、被検眼に白色光源１の照明光を照射し、照明された箇所の像をＣＣＤカメラ７でビデオ記憶装置８に取り込む。

たとえば、このとき６秒程度の撮影期間を設定し、数１０〜１００枚程度の画像を自動的に連続撮影する。６秒に１００枚の撮影であれば、撮影インターバルは０．０６秒となる。また、視標物質投与後、被検眼が瞬目した後の視標移動速度を測定できるのが好ましいので、撮影期間は少なくとも数秒程度とるのが適当と考えられる。上記の撮影タイミングの制御にはタイマ１３が用いられ、各画像の撮影時刻データは撮影画像と関連づけられた上、ビデオ記憶装置８に記録される。

ステップＳ１２で画像取り込みが終了すると、ステップＳ１３において、画像処理部９が出力表示制御部１１を介してモニタ１２を制御し、図２右上部に示すような出力表示を行なう。ここでは、モニタ１２の画面１２ａを上下１分割とし、上部を主表示エリア１２１、下部をサムネイル表示エリア１２２とし、サムネイル表示エリア１２２には、撮影画像を縮小したサムネイルを複数表示する。

サムネイル表示エリア１２２には、カーソル１２２ａおよび１２２ｂが表示されこのカーソル１２２ａおよび１２２ｂを不図示のキーボードやポインティングデバイス（マウスなど）でサムネイル表示エリア１２２のサムネイル下部に合せて所定の選択操作を行なうことにより涙液移動速度測定に用いる２枚の画像を選択することができる。

図示の例では、５枚のサムネイル画像ｔ１〜ｔ５のうち画像ｔ２およびｔ５を選択した状態を示しており、これらサムネイル画像ｔ２およびｔ５にそれぞれ対応する画像ｔ２およびｔ５（比較画像）が主表示エリア１２１に表示されている。

主表示エリア１２１の画像ｔ２およびｔ５中には、それぞれ視標物質１２４および１２５が表示されている。当然ながら、涙液移動速度測定には同一の視標物質を用いる必要があるから、測定者は同一と考えられる視標物質１２４および１２５が撮影されている２枚の画像を選択することが要求される。

測定者が同一と考えられる視標物質１２４および１２５が表示されていると判断できれば、ステップＳ１４において、図２右下部の符号Ｃで示すようにポインティングデバイス（マウスなど）により視標物質１２４および１２５の像をクリックすることにより指定する。

これにより、ステップＳ１５において、２枚の比較画像ｔ２およびｔ５上の同一と考えられる視標物質１２４および１２５の距離と、比較画像ｔ２およびｔ５の撮影時刻データから求められる経過時間から涙液移動速度を算出する。なお、この距離算出には、所定の撮影倍率が得られるよう被検眼と図１の測定装置のアライメントをとり、画面上の距離から実距離を正確に得られるようにしておくか、あるいはＣＣＤカメラ７にステレオ撮影可能なものを用い、画面上の距離から実距離を得られるようにしておく、などといった構成が考えられる。

以上のようにして、涙液移動速度を算出することができ、その結果を図２右下部に示すように表示することができる。ここでは、画面１２ａの下部が計測結果エリア１２３に切り換えられており、計測結果エリア１２３には横方向の涙液移動速度および縦方向の涙液移動速度が数値表示されている。

以上のようにして、本実施例によれば、被検眼の涙液に視標物質を投与し、白色光源１の照明光を照射し、被検眼の涙液の画像をＣＣＤカメラ７で異なる時刻に２回以上電子画撮像し、得られた画像から涙液移動速度を求め、表示することができ、この結果に基づき測定者はドライアイの重症度を評価することができる。

本実施例によれば、被検眼の涙液に視標物質を投与し撮影するようにしているので、干渉色が発生しなくても涙液の動きをとらえることができ、被検眼の状態に関わらず涙液の移動速度を定量化することができ、従来構成における正常眼と最重度のドライアイを区別しにくいという問題を解決することができる。

以上の実施例では、被検眼の涙液に視標物質を投与し、被検眼角膜上の涙液表層を撮影する例を示したが、本実施例のように被検眼の下眼瞼縁に貯留する涙液層を撮影する構成も考えられる。

図３は本実施例における測定の様子を示している。図３の測定装置のハードウェアは図１と同様であるが、測定装置の照明および撮影光軸は、被検眼の下眼瞼縁に貯留する涙液層（涙液メニスカス）の部位を撮影するようにアライメントされている。被検眼が瞬きすると、涙液が下眼瞼縁に沿って移動する。

このような構成においても、被検眼の涙液に視標物質を投与し、被検眼の下眼瞼縁の涙液メニスカス内で移動する視標物質の移動速度からドライアイの程度を評価することができる。

本実施例の測定操作の大まかな流れは測定装置の照明および撮影光軸を被検眼の下眼瞼縁の涙液メニスカス付近にアライメントしておく以外は前述の実施例とほぼ同様である。

図４は、本実施例における測定制御および出力表示の様子を図２と同様の様式で示している。図４左側のフローチャート部は図２と同様、また、図４右側の出力表示のフォーマットは図２と同様である。

被検眼への視標物質の投与は、前述の実施例と同様、被検眼に視標物質入り点眼剤または塗布剤を投与することなどにより行ない、被検眼への視標物質の投与後、図４の制御手順により測定を行なう。

被検眼への視標物質の投与後、被検眼の瞬目を確認したら、測定者は所定の撮影開始操作（不図示のキーボードなどを用いる）を行なうと、ステップＳ１１〜Ｓ１２において所定の撮影期間内に所定枚数の撮影が行なわれる。撮影インターバルと撮影枚数は前述の実施例と同様でよい。

ステップＳ１３で、前述の実施例と同様にしてモニタ１２の画面１２ａのサムネイル表示エリア１２２を用いて２枚の比較画像（ｔ２、ｔ５）を選択すると、主表示エリア１２１に比較画像（ｔ２、ｔ５）が表示される。

このとき、測定者は、同一と考えられる視標物質１２４および１２５が撮影されている２枚の画像を選択する。

そして、ステップＳ１４で符号Ｃで示すようにポインティングデバイス（マウスなど）により視標物質１２４および１２５の像をクリックすることにより指定すると、ステップＳ１５の演算処理が実行され、２枚の比較画像ｔ２およびｔ５上の同一と考えられる視標物質１２４および１２５の距離と、比較画像ｔ２およびｔ５の撮影時刻データから求められる経過時間から涙液移動速度が算出される。

以上のようにして、涙液移動速度を算出することができ、その結果を図２右下部に示すように表示することができる。

以上のようにして、本実施例によれば、被検眼の涙液に視標物質を投与し、白色光源１の照明光を照射し、被検眼の涙液メニスカス部の画像をＣＣＤカメラ７で異なる時刻に２回以上電子画撮像し、得られた画像から涙液移動速度を求め、表示することができ、この結果に基づき測定者はドライアイの重症度を評価することができる。

本実施例においても、被検眼の涙液に視標物質を投与し撮影するようにしているので、干渉色が発生しなくても涙液の動きをとらえることができ、被検眼の状態に関わらず涙液の移動速度を定量化することができ、従来構成における正常眼と最重度のドライアイを区別しにくいという問題を解決することができる。

本発明の眼科測定装置は、ハードウェアにおいて一般的な眼科撮影装置の構成と多くの共通部分を含むため、既存の眼科撮影装置を利用して容易かつ簡単安価に実施することができる。同様に、本発明の眼科測定方法は既存の眼科撮影装置ハードウェア、あるいはそれを一部改変したハードウェアにおいて容易かつ簡単安価に実施することができる。

本発明を採用した眼科測定装置の構成を示したブロック図である（実施例１）。 図１の構成における動作を示した説明図である。 本発明を採用した眼科測定装置の構成を示したブロック図である（実施例２）。 図３の構成における動作を示した説明図である。

符号の説明

Ｅ 被検眼
１ 白色光源
２ マスク
３ レンズ
５ レンズ
７ ＣＣＤカメラ
８ ビデオ記憶装置
９ 画像処理部
１１ 出力表示制御部
１２ モニタ
２０ 画像処理装置
１２１ 主表示エリア
１２２ サムネイル表示エリア
１２３ 計測結果エリア

Claims (5)

1. 被検眼の涙液に涙液中で粒状になる視標物質を投与し、該涙液に照明光を照射し、その照明された箇所の像を異なる時刻に複数回電子画撮像し、該撮像により得られた複数の画像中に撮影された前記視標物質の位置および各画像の撮影タイミングに基づき、前記視標物質の移動速度を測定し、被検眼の涙液の移動速度として出力することを特徴とする眼科測定方法。
2. 前記視標物質の投与は前記視標物質入り点眼剤または塗布剤を被検眼に投与することにより行なうことを特徴とする請求項１に記載の眼科測定方法。
3. 前記電子画撮像においては、前記視標物質の投与を行なった被検眼の角膜表面上の涙液層、または該被検眼の涙液メニスカス部に貯留している涙液層の部位を撮像することを特徴とする請求項１に記載の眼科測定方法。
4. 涙液層に涙液中で粒状になる視標物質を投与した被検眼の所定部位の涙液層の画像を電子撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された複数の画像中に撮影された前記視標物質の位置を測定者に指定させるユーザーインターフェース手段と、
   前記ユーザーインターフェース手段により各画像中で指定された前記視標物質の位置、および各画像の撮影タイミングに基づき、前記視標物質の移動速度を演算する演算手段と、
   前記演算手段により得られた前記視標物質の移動速度を被検眼の涙液の移動速度として出力する出力手段を有することを特徴とする眼科測定装置。
5. 前記撮像手段により、前記視標物質の投与を行なった被検眼の角膜表面上の涙液層、または該被検眼の涙液メニスカス部に貯留している涙液層の部位を撮像することを特徴とする請求項４に記載の眼科測定装置。

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