| 【発明の名称】 |
眼科装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】岸田 伸義
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| 【要約】 |
【課題】測定中の血流速度の信頼性を判断可能にする。
【解決手段】移動データ処理部５１ｂにおいて、測定開始から１０ｍＳ毎にトラッキング状態を５段階で判別し、移動データ処理部５１ｂからの移動状態データを使用して血流速度表示部５２に血流速度を表示する。血流速度データと移動状態データも測定開始から１０ｍＳ毎に求めているので、両者のデータ数は１つの移動状態データに対応する１００個の血流速度が存在し、時間的に対応がとれている。従って、血流速度のグラフと移動状態データを対比させることにより、移動状態データの値が大きい即ち移動量が大きい個所は、血流速度の信頼性が低いことが分かる。このようにして、血流速度の不良データを同一時間内の移動データの値から瞬時に判別することが可能となる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 眼底のトラッキングを行いながら経時的に眼底の物理量を測定する測定手段を有し、前記物理量と共にトラッキング情報を同時に記録することを特徴とする眼科装置。
【請求項２】 前記トラッキング情報はトラッキング中心からのずれ量とした請求項１に記載の眼科装置。
【請求項３】 前記物理量は血流速度とした請求項１に記載の眼科装置。
【請求項４】 前記トラッキング情報と前記物理量を同時に表示手段に表示する請求項１に記載の眼科装置。
【請求項５】 前記血流速度の拍動切出手段を有する請求項３に記載の眼科装置。
【請求項６】 前記拍動切出手段は前記トラッキング情報に応じて切り出す拍動を選択する請求項５に記載の眼科装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば眼底血管内の血流速度等の測定を行う眼底血流計等の眼科装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、被検眼の眼底血管をトラッキングし、トラッキングした血管の絶対血流速度を測定するレーザードップラ眼底血流計が知られており、この眼底血流計においては、例えば眼底の血管にトラッキング用のレーザー光と血流速度測定用のレーザー光を共に照射する装置が、特開平７−０３１５９６号公報等に開示されている。このレーザードップラ眼底血流計では、眼底の血管に照射した血流速度測定用のレーザー光が、血管中を流れる血球によりドップラシフトした反射光をフォトマルチプライヤで受光し、ドップラシフトから求めた血流速度の変化を観測したり血流量の算出等を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従来例においては、測定中の血流速度の測定の正確さや信頼性を判断する方法が考えられていないという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、測定中の血流速度の信頼性を判断可能な眼科装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明に係る眼科装置は、眼底のトラッキングを行いながら経時的に眼底の物理量を測定する測定手段を有し、前記物理量と共にトラッキング情報を同時に記録することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。図１は実施例の眼底血流計の構成図を示し、白色光を発するタングステンランプ等から成る観察用光源１から被検眼Ｅと対向する対物レンズ２に至る照明光路上には、コンデンサレンズ３、例えば黄色域の波長光のみを透過するバンドパスフィルタ付フィールドレンズ４、被検眼Ｅの瞳孔Epとほぼ共役な位置に設けられたリングスリット５、被検眼Ｅの水晶体とほぼ共役な位置に設けられた遮光部材６、リレーレンズ７、光路に沿って移動自在な固視標表示用素子である透過型液晶板８、リレーレンズ９、被検眼Ｅの角膜近傍と共役に設けられた遮光部材１０、孔あきミラー１１、黄色域の波長光を透過し他の光束を殆ど反射するバンドパスミラー１２が順次に配列されている。
【０００７】孔あきミラー１１の背後には眼底観察光学系が構成されており、光路に沿って移動自在なフォーカスレンズ１３、リレーレンズ１４、スケール板１５、光路中に挿脱自在な光路切換ミラー１６、接眼レンズ１７が順次に配列され、検者眼ｅに至っている。光路切換ミラー１６が光路中に挿入されている際の反射方向の光路上には、テレビリレーレンズ１８、ＣＣＤカメラ１９が配置されており、ＣＣＤカメラ１９の出力は液晶モニタ２０に接続されている。
【０００８】バンドパスミラー１２の反射方向の光路上には、イメージローテータ２１、紙面に垂直な回転軸を有する両面研磨された一部切欠き形状を有するガルバノメトリックミラー２２が配置され、このガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａの反射方向には第２のフォーカスレンズ２３が配置され、上側反射面２２ｂの反射方向にはレンズ２４、光路に沿って移動自在なフォーカスユニット２５が配置されている。なお、レンズ２４の前側焦点面は被検眼Ｅの瞳孔Epと共役関係にあり、この焦点面にガルバノメトリックミラー２２が配置されている。
【０００９】また、ガルバノメトリックミラー２２の上方には、光路長補償半月板２６、光路中に遮光部を有する黒点板２７、凹面ミラー２８が光路上に同心状に配置され、かつ共働してガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂと下側反射面２２ａとを−１倍に結像し、ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａで反射されずに通過する光束を、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂへ導くリレー光学系が構成されている。なお、光路長補正用半月板２６はガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂ、下側反射面２２ａの位置がそのミラー厚によって生ずる図面上下方向へのずれを補正するためのものであり、イメージローテータ２１に向かう光路中にのみ作用するようになっている。
【００１０】フォーカスユニット２５においては、レンズ２４と同一光路上にダイクロイックミラー２９、集光レンズ３０が順次配列され、ダイクロイックミラー２９の入射方向の光路上にはマスク３１、ミラー３２が配置されており、このフォーカスユニット２５は一体的に矢印で示す方向に移動ができるようになっている。
【００１１】集光レンズ３０の入射方向の光路上には、固定ミラー３３、光路から退避可能な光路切換ミラー３４が平行に配置され、光路切換ミラー３４の入射方向の光路上には、コリメータレンズ３５、コヒーレントな例えば赤色光を発する測定用のレーザーダイオード３６が配列されている。更に、ミラー３２の入射方向の光路上には、シリンドリカルレンズ等から成るビームエクスパンダ３７、高輝度の他の光源と異なる例えば緑色光を発するトラッキング用光源３８が配列されている。
【００１２】ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａの反射方向の光路上には、光路に沿って移動自在なフォーカスレンズ２３、ダイクロイックミラー３９、フィールドレンズ４０、拡大レンズ４１、イメージインテンシファイヤ付一次元ＣＣＤ４２が順次に配列され、血管検出系が構成されている。また、ダイクロイックミラー３９の反射方向の光路上には、結像レンズ４３、共焦点絞り４４、被検眼Ｅの瞳孔Epとほぼ共役に設けられたミラー対４５ａ、４５ｂが配置され、ミラー対４５ａ、４５ｂの反射方向にはそれぞれフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂが配置され、測定用受光光学系が構成されている。なお、図示の都合上、全ての光路を同一平面上に示したが、ミラー対４５ａ、４５ｂの反射光路、トラッキング用光源３８の出射方向の測定光路、レーザーダイオード３６からマスク３１に至る光路はそれぞれ紙面に直交している。
【００１３】また、制御回路４９には一次元ＣＣＤ４２の出力が血管位置検出回路５０を介して接続されており、血管位置検出回路５０の出力は血管位置処理部５１に接続され、血管位置処理部５１の出力は血流速度表示部５２に接続されている。そして、システム制御部４７の出力は血管位置処理部５１と血流速度表示部５２に接続されている。
【００１４】このような構成において、観察用光源１から発した白色光はコンデンサレンズ３を通り、バンドパスフィルタ付フィールドレンズ４により黄色の波長光のみが透過し、リングスリット５、遮光部材６、リレーレンズ７を通って、透過型液晶板８を背後から照明し、リレーレンズ９、遮光部材１０を通って孔あきミラー１１で反射し、黄色域の波長光のみがバンドパスミラー１２を透過し、対物レンズ２を通り、被検眼Ｅの瞳孔Ep上で眼底照明光光束像として一旦結像した後に、眼底Eaをほぼ一様に照明する。このとき、透過型液晶板８には固視標が表示されており、照明光により被検眼Ｅの眼底Eaに投影され、視標像として被検者に呈示される。なお、リングスリツト２５、遮光部材６、１０は被検眼Ｅの前眼部において眼底照明光と眼底観察光を分離するためのものであり、必要な遮光領域を形成するものであれば、その形状は問題とならない。
【００１５】眼底Eaからの反射光は同じ光路を戻り、瞳孔Ep上から眼底観察光光束として取り出され、孔あきミラー１１の中心の開口部、フォーカスレンズ１３、リレーレンズ１４を通り、スケール板１５で眼底像Ea' として結像した後に、光路切換ミラー１６に至る。ここで、光路切換ミラー１６が光路から退避しているときは、検者眼ｅにより接眼レンズ１７を介して眼底像Ea' が観察可能となる。また、光路切換ミラー１６が光路に挿入されているときは、スケール板１５上に結像した眼底像Ea' が、テレビリレーレンズ１８によりＣＣＤカメラ１９上に再結像され、液晶モニタ２０に映出される。
【００１６】検者はこの眼底像Ea' を観察しながら、接眼レンズ１７又は液晶モニタ２０により装置のアライメントを行う。このとき、適切な目的に応じて観察方式を採用することが好適であり、接眼レンズ１７による観察の場合は、一般的に液晶モニタ２０等よりも高解像でかつ高感度なので、眼底Eaの微細な変化を読み取って診断する場合に適している。一方、液晶モニタ２０による観察の場合は、視野を制限しないので検者の疲労を軽減することができ、更にＣＣＤカメラ１９の出力を外部のビデオテープレコーダやビデオプリンタ等に接続することにより、眼底像Ea' 上の測定部位の変化を逐次に電子的に記録することが可能となるので、臨床上極めて有効である。
【００１７】レーザーダイオード３６を発した測定光は、コリメータレンズ３５によりコリメートされ、光路切換ミラー３４が光路に挿入されている場合には、光路切換ミラー３４、固定ミラー３３でそれぞれ反射され、集光レンズ３０の下方を通過する。また、光路切換ミラー３４が光路から退避している場合には、直接集光レンズ３０の上方を通過し、ダイクロイックミラー２９を透過する。
【００１８】一方、トラッキング用光源３８から発したトラッキング光は、ビームエクスパンダ３７により縦横異なる倍率でビーム径が拡大され、ミラー３２で反射された後に、整形用マスク３１で所望の形状に整形された後に、ダイクロイックミラー２９に反射され、集光レンズ３０によってマスク３１の開口部中心と共役な位置にスポット状に結像している測定光と重畳される。
【００１９】更に、これら測定光とトラッキング光はレンズ２４を通り、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂで一度反射し、黒点板２７を通った後に凹面鏡４８で反射し、再び黒点板２７、光路長補正用半月板２６を通り、ガルバノメトリックミラー２２の方に戻される。このとき測定光とトラッキング光は、ガルバノメトリックミラー２２の上側反射面２２ｂ内で反射して再び戻されるときは、対物レンズ２の光路から偏心した状態でガルバノメトリックミラー２２に入射する。ここで、切換ミラー３４を光路中へ挿入／退避することにより、ガルバノメトリックミラー２２の裏面で反射された光束は、ガルバノメトリックミラー２２の切欠き部位置に戻されることになり、ガルバノメトリックミラー２２に反射されることなくイメージローテータ２１に向かう。そして、イメージローテータ２１を経て、バンドパスミラー１２により対物レンズ２の方向に偏向された測定光とトラッキング光は、対物レンズ２を介し被検眼Ｅの眼底Eaを照射する。
【００２０】眼底Eaでの散乱反射光は再び対物レンズ２で集光し、バンドパスミラー３２で反射してイメージローテータ２１を通り、ガルバノメトリックミラー２２の下側反射面２２ａで反射し、フォーカスレンズ２３を通り、ダイクロイックミラー３９において測定光とトラッキング光とが分離される。
【００２１】ここで、トラッキング光はダイクロイックミラー３９を透過し、フィールドレンズ４０、結像レンズ４１により一次元ＣＣＤ４２上で眼底観察光学系による眼底像Ea' よりも拡大された血管像として結像する。そして、一次元ＣＣＤ４２で撮像された血管像に基づいて、血管位置検出回路５０において血管像の中心への移動量が作成され、ガルバノメトリックミラー制御回路４９に出力される。制御回路４９はこの移動量を補償するように、ガルバノメトリックミラー２２を駆動する。
【００２２】一方、測定光はダイクロイックミラー３９により反射され、共焦点絞り４４の開口部を経てミラー対４５ａ、４５ｂで反射され、それぞれフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂに受光される。フォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの出力はそれぞれシステム制御部４７に出力され、この受光信号は周波数解析されて眼底Eaの血流速度が求められる。
【００２３】図２は制御部の構成図を示し、血管位置処理部５１は血管位置を記録する移動データ記録部５１ａと移動状態データを算出する移動データ処理部５１ｂから構成されている。移動データ記録部５１ａは移動データ処理部５１ｂと血管検出回路５０に接続されており、移動データ処理部５１ｂは血流速度表示部５２を介してシステム制御部４７に接続されている。システム制御部４７は、フォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの出力から周波数解析して血流速度を算出する血流速度算出部４７ａと、血流速度算出部４７ａで算出した血流速度を記録する血流速度記録部４７ｂとから成っている。
【００２４】このような構成において、フォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂの出力は、血流速度算出部４７ａに入力され、周波数解析されて測定時間中の血流速度として算出される。血流速度算出部４７ａにおいて算出された血流速度は、血流速度記録部４７ｂに記録され、測定終了後に血流速度表示部５２に入力される。一方、測定中の移動データを記録した移動データ記録部５１ａのデータは、移動データ処理部５１ｂに出力され移動状態データとして変換される。移動データ処理部５１ｂで変換された移動状態データは血流速度表示部５２に入力され、血流速度表示部５２では、移動データ処理部５１ｂからの移動状態データに応じて、血流速度算出部４７ａにより算出した血流速度を表示する。
【００２５】測定に際して、検者が入力手段４８中の図示しないトラッキング開始スイッチを押すと、一次元ＣＣＤ４２が撮像している血管がトラッキングされる。このようにトラッキングしている間は、移動データ記録部５１ａには移動データは記録されない。トラッキング状態を確認後に、入力手段４８中の図示しない測定開始スイッチを押すと測定ビームが照射され、測定ビームの反射光がフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂに受光される。そして、測定ビームが照射されると同時に、移動データ記録部５１ａに血管位置の記録が開始される。本実施例では、トラッキング制御を１０ｍＳ毎にフィードバック制御で行っているので、トラッキングのタイミング信号に同期して、移動データ記録部５１ａには１秒間に１００個のデータが取り込まれる。
【００２６】一方、血流速度の算出はフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂに入射するドップラ信号を１００ｋＨｚでサンプリングして、周波数解析を約１０ｍＳ毎に行っているので、１秒間に１００個の血流速度データが存在する。所望の測定時間が終了すると測定ビームの照射を終了し、同時に移動データ記録部５１ａへの血管位置の記録を終了し、更に血管のトラッキングを終了する。そして、移動データ記録部５１ａに記録したデータが移動データ処理部５１ｂに送られ、移動データ処理部５１ｂでは、測定開始直後の移動データから順次に測定終了までの移動データが処理される。
【００２７】測定時間中においては、血流速度算出部４７ａにより血流速度が算出され、血流速度記録部４７ｂに記録されるので、血流速度のデータ数と移動データのデータ数は時間的に対応がとれている。従って、血流速度の表示は移動データ処理部５１ｂにより算出した移動状態データと共に血流速度表示部５２に表示される。このとき、測定時間中の血流の変化の様子を液晶モニタ２０等で観測することもでき、またトラッキング制御と血流速度の算出を１０ｍＳ毎に設定しているが、このタイミングは同時である必要はなく、ドップラ信号のサンプリング周波数や周波数解析を行う時間を任意に設定してもよい。この場合に、測定の間即ちフォトマルチプライヤ４６ａ、４６ｂに測定ビームの反射光が受光されている間、移動データを記録することが大切である。
【００２８】移動状態データを作成する場合には、移動データ記録部５１ａに記録しているデータは、ガルバノメトリックミラー２２を移動する量として表されているので、この移動量が零に近い程ガルバノメトリックミラー２２が移動していないことになり、測定対象の血管の中心に測定ビームが照射されていることになる。図３に示すように時間的にこのデータを追っていくと、移動量が零又は零に近い値が続いた時には、ガルバノメトリックミラー４２の移動がなく、測定対象としている血管の中心に測定ビームが照射されていると考えることができる。
【００２９】或る時間の移動量とその次の時間の移動量で、両者の移動量の値が共に−１〜＋１に入る時を状態１、−２〜＋２に入る時を状態２、−３〜＋３に入る時を状態３、−４〜＋４に入る時を状態４、その他を状態５として区別して変換する。図３に示すように時間t1と次の時間t2を考えると、時間t1では移動量が０．７、時間t2では移動量が３．８となるので、状態４と変換することができる。従って、測定時間中の移動量を状態データに変換すると、１０ｍＳ毎に図３の下に示した数字に変換することができ、最も移動量が小さい状態が状態１で、最も移動量が大きい状態が状態５である。
【００３０】このように本実施例においては、移動データ記録部５１ａ及び移動データ処理部５１ｂを設け、移動データ処理部５１ｂにおいて測定開始から１０ｍＳ毎にトラッキング状態を５段階で判別し、この移動データ処理部５１ｂからの移動状態データを使用して血流速度表示部５２に血流速度を表示する。
【００３１】図４は動脈を測定したときの平均血流速度算出部４７ａにおける処理の様子を示し、血流速度データは測定開始から１０ｍＳ毎に求めており、移動状態データも１０ｍＳ毎に求めているので、血流速度のデータ数と移動状態データのデータ数は、１つの移動状態データに対応する１００個の血流速度が存在し、図４に示すように上部に移動データ、下部に血流速度を表示すると、時間的に対応がとれていることが分かる。
【００３２】図５は図４の四角で囲んだ部分の拡大グラフ図を示し、拡大した血流速度のグラフの下に移動状態データを対比させると、移動状態データとそのときの血流速度の変化の様子が分かる。エリアＸにおいては、移動状態データの値が大きく即ち移動量が大きく、このエリアＸ内の血流速度の信頼性は低い。従って、図４に示すように血流速度の不良データは、同一時間内の移動データの値によって自動的に判別できることが分かる。ここでは、移動データが状態１〜状態２の場合はそのままの線で血流速度を表示し、状態３〜状態５の場合に太い線で血流速度を表示している。このようにして、検者はこれを見て測定中の血流速度の信頼性を容易に判断することが可能となる。
【００３３】また本装置においては、測定時間中における血流速度の変化を信頼性で色分けして表示することもできる。ここでは、移動状態データの値を状態１〜状態２と、状態３〜状態５で区別しているが、状態１〜状態５の全てで色分けする方法等の表示の方法は多様である。また、血管像の移動量を表すデータを血管位置処理部５１で記録して処理しているが、制御回路４９からガルバノメトリックミラー２２に出力する駆動信号を接続しても構成することができる。
【００３４】図６は静脈を測定した場合の血流速度変化のグラフ図を示す。静脈にトラッキングビームを合わせて血流速度測定を実行すると、静脈の血流速度と共にトラッキングの移動データが同時に記録される。記録された移動データは、移動状態データに変換されて、図６に示すように２つの波形が得られ、上側が移動データの変化の様子、下側が血流速度を表している。移動状態データの値が大きいエリアＡの血流速度は信頼性が低く、従って平均血流速度はエリアＡの血流速度を除外して算出すればよい。
【００３５】従来では、測定時間中の全ての血流速度の平均値を算出しており、測定時間中の全ての血流速度を対象とすると、エリアＡのように明らかに眼球の急激な変化による不良データも含めて平均値を算出している。本実施例では、このような不良データを含まずに平均値を算出することができるので、明らかに信頼性の高い平均値を求めることができる。
【００３６】図７は動脈を測定した場合の血流速度変化のグラフ図を示し、静脈の血流速度の測定と同様に、動脈の血流速度と共にトラッキングの移動データが同時に記録される。ここでは、移動データの変化の様子は省略しているが、移動状態データの値が大きいエリアＢとエリアＣ中の血流速度は、信頼性が低いことが分かる。動脈の場合には、心拍の１拍動分の平均の速度を平均血流速度として求めるので、エリアＤを１拍動として考える。エリアＤ中に含まれる信頼性の低いエリアＢとエリアＣの血流速度データは、点線で示すように前後の信頼性の高い血流速度により補完され、平均血流速度はエリアＢとエリアＣ中の補完された血流速度とそれ以外のエリアＤ中にある血流速度の平均値として算出される。この場合も不良データを補完して平均値を算出することができるので、信頼性の高い平均値を求めることができる。
【００３７】更に、通常は測定開始後の最初の拍動を切り出しているが、エリアＢ、エリアＣのように信頼性の低い血流速度が多い場合は、次の拍動を切り出して平均血流速度を求めるようにすることも可能である。なお、中間値から一定値離れた値を除外して平均血流速度を求める方法も考えられるが、図７に示すような血流の波形では、目的とするデータを除外することはできない。即ち、統計的手法によって、全てのデータからの特異データとしてエリアＢ、Ｃを選択することは難しいので、この場合の平均血流速度を求める場合に統計的手法は有効ではない。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る眼科装置は、眼底のトラッキングを行いながら経時的に眼底の物理量を測定し、物理量と共にトラッキング情報を同時に記録することにより、測定時間内の血管の移動データから移動状態を求めて、血流速度の信頼性を判断することができ、正確な平均血流速度を求めることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】日比谷 征彦
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１３８４７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２９１５３７ |
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