JP2010233978A - 視機能検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 視機能をより正確に得る視機能検査装置を提供すること。
【解決手段】 被検者の視機能を検査する視機能検査装置において、被検眼の眼底における複数の計測点に対して刺激視標を順次呈示させる視標呈示部を有し，前記各計測点において前記刺激視標に対する被検者の視認の応答を得て網膜の感度閾値を自覚的に計測する視野計測部と、眼底に対して可視刺激光を照射する刺激光照射部と，前記可視刺激光の照射前または照射時にて前記被検眼の第１眼底画像を取得し前記可視刺激光の照射後に第２眼底画像を取得する眼底画像撮影部と，前記第１と第２眼底画像とを画像処理を用いて比較する演算部と，を有し，前記被検眼の網膜機能情報を取得する網膜機能計測部と、前記視野計測部にて得られた前記感度閾値と前記網膜機能計測部で得られた前記網膜機能情報をモニタに表示させる制御部と、を備えること。
【選択図】 図４

Description

本発明は、被検眼の視機能を検査する視機能検査装置に関する。

被検眼の視機能を得る手法としては、被検眼に視標を呈示し自覚的な視野を計測する視野検査が知られている。このような被検眼の視野を自覚的に得る装置としては、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の電子表示パネルに刺激視標を呈示し、この刺激視標の位置と輝度を変化させ、視標が視認できるか否かの被検者の応答を得ることにより、視標が見えなくなる最小輝度の閾値を検査するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２３５８００号公報

しかしながら、視野検査では、被検者の自覚的な応答に基づく視機能を検査するため、客観的な評価が行い難い。また、ある計測点で異常値が得られたとしても、その要因は網膜の異状によるものか、或いは網膜や視神経以降の神経系（例えば、視交叉や脳）に異常があるのかを判別し難い。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、被検者の視機能をより正確に得ることができる視機能検査装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１） 被検者の視機能を検査する視機能検査装置において、被検眼の眼底における複数の計測点に対して刺激視標を順次呈示させる視標呈示部を有し，前記各計測点において前記刺激視標に対する被検者の視認の応答を得て網膜の感度閾値を自覚的に計測する視野計測部と、前記被検眼眼底に対して可視刺激光を照射する刺激光照射部と，前記可視刺激光の照射前または照射時にて前記被検眼の第１眼底画像を取得し前記可視刺激光の照射後に前記被検眼の第２眼底画像を取得する眼底画像撮影部と，前記第１と第２眼底画像とを画像処理を用いて比較する演算部と，を有し，前記被検眼の網膜機能情報を取得する網膜機能計測部と、前記視野計測部にて得られた前記感度閾値と前記網膜機能計測部で得られた前記網膜機能情報をモニタに表示させる制御部と、を備えることを特徴とする。
（２） （１）の視機能検査装置において、前記制御部は前記網膜機能計測部により取得された前記網膜機能情報から前記複数の計測点に対応した複数の局所的な網膜機能情報を取得し該複数の局所的な網膜機能情報と前記複数の計測点における前記感度閾値とを比較することを特徴とする。
（３） （２）の視機能検査装置において、前記制御部は、前記複数の局所的な網膜機能情報と前記複数の計測点における前記感度閾値との比較結果をモニタに表示することを特徴とする。
（４） （３）の視機能検査装置において、前記制御部は前記複数の計測点に対する感度閾値と，前記網膜機能情報及び前記局所的な網膜機能情報の少なくとも一方の情報とをモニタの同一画面に表示させることを特徴とする。

本発明によれば、被検者の視機能をより正確に得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態における視機能検査装置の光学系構成図であり、図２は制御系のブロック図である。実施形態の装置は、視野を自覚的に検査する視野計の機構、網膜機能（網膜の感度）を他覚的に計測するための機構、を備える。

光源１からは被検眼Ｅの眼底を照明する赤外光が出射される。ハロゲンランプと赤外光透過フィルタを用いて赤外光束とすることも可能である。光源１からの赤外光束は、光軸Ｌ１に置かれたコンデンサレンズ２、コールドミラー３を介してリングスリット４を照明する。リングスリット４からの光束は、リレーレンズ５を介して穴開きミラー６の開口部近傍に中間像を形成するとともに光軸Ｌ２上に置かれた穴開きミラー６の周辺面で反射される。穴開きミラー６で反射したリングスリット光束は、対物レンズ７により被検眼Ｅの瞳孔付近で一旦結像した後、拡散して被検眼眼底を一様に照明する。コールドミラー３は可視光を反射し、赤外光を透過する特性を有している。また、キセノンフラッシュランプからなる光源８から出射されたフラッシュ光（可視光）は、コンデンサレンズ９を経た後、コールドミラー３により反射してリングスリット４、リレーレンズ５、穴開きミラー６、対物レンズ７を介して被検眼Ｅの眼底を照明する。このような構成により照明光学系が構成される。なお、本実施形態では、光源８から対物レンズ７までの光学系は、他覚的な網膜機能の計測時に被検眼眼底に可視刺激光を照射する光学系と、カラー撮影用の照明光学系とを兼ねる。

被検眼Ｅの眼底からの反射光束（赤外光束）は、光軸Ｌ２上に配置された対物レンズ７、穴開きミラー６、レンズ１０，１１，１２を経た後、赤外光を反射し可視光を透過する特性を有するビームスプリッタ１３にて反射される。そして、レンズ１４に導光され、赤外域に感度を持つ観察用ＣＣＤカメラ１５の受光面に結像される。穴開きミラー６の穴は、被検眼瞳孔と共役な位置にあり、撮影絞りの役割を持つ。レンズ１１は光軸方向に駆動可能なフォーカシングレンズであり、光軸Ｌ２上におけるレンズ１１の位置を変化させることにより、被検眼Ｅの眼底とカメラ１５の受光面とを共役な関係にすることができる。対物レンズ７からカメラ１５により観察光学系を兼ねる赤外撮像光学系が構成される。

可視光による撮影光学系は、観察光学系の対物レンズ７からビームスプリッタ１３までを共用する。ビームスプリッタ１３を透過した眼底からの可視反射光束は、レンズ１６を介し、ミラー１７にて反射された後、可視域に感度を有する撮影用ＣＣＤカメラ１８に入射し、その受光面に眼底像が結像される。カメラ１５の受光面は、カメラ１８の受光面及び被検眼眼底と光学的に共役な位置になるように設置されている。可視撮影及び赤外撮影の撮影画角は４５度とされる。

自覚的な視野計測を行うための視標呈示光学系は、撮像光学系として用いられる対物レンズ７からレンズ１６までを共用し、縮小レンズ１９、視野計測用の視標を呈示する電子表示パネルであるＬＣＤ２０にて構成される。なお、視標の呈示はＬＣＤに限るものではない。電子表示パネルであればよく液晶プロジェクタ等を用いてもよい。また、電子表示パネルに限るものではなく、複数の発光素子をアレイ状に配置した表示板等を用いてもよい。縮小レンズ１９はＬＣＤ２０の視標呈示領域全体を被検眼Ｅに投影するために用いられる。なお、視野計測時（視標呈示時）には、ミラー１７は光路外に退避されている。ＬＣＤ２０で形成された視標は、縮小レンズ１９、レンズ１６、ビームスプリッタ１３、レンズ１０、１１、１２、穴開きミラー６、対物レンズ７を経て被検眼Ｅの眼底に投影される。なお、ＬＣＤ２０の中心（光軸Ｌ２）には、被検眼の固視目標となる固視標（例えば、十字形状）が形成される。固視標はＬＣＤ２０の中心に表示される構成に限るものではなく、ＬＣＤ２０の周辺に固視を誘導する視標を表示する構成としてもよい。また、視野計測用の検査視標（刺激視標）は、その呈示位置、視標輝度、視標の大きさ、視標の色（赤色、緑色、青色等）を変えることができる構成とされる。このような視標呈示光学系は、制御部と連携して視標呈示部を構成する。

図２において、制御部３０は、眼科装置のシステム全体を駆動制御する。制御部３０には、観察用の光源１、光源８、ＬＣＤ２０、画像処理部３２、画像切換部３３、記憶部であるメモリ３４、応答ボタン３５が接続されている。応答ボタン３５は視野計測時に被検者が呈示視標を視認できたときに使用する（応答する）ものである。また、制御部３０には撮影ボタン３７ａ、眼底撮影モード，視野計測モード，網膜機能計測モード等のモードを切換るモード切換ボタン３７ｂ、計測を開始するためのスタートボタン３７ｃ等が備えられているコントロール部３７も接続されている。なお、コントロール部３７を用いてＬＣＤ２０における固視標や検査視標の設定も行うことができる。

カメラ１５、１８は画像処理部３２が接続される。画像処理部３２は、カメラ１８にて得られる画像に対して画像処理を行う。また、画像処理部３２はカメラ１５にて得られる画像に対しても画像処理を行う構成とされる。画像切換部３３はモニタ３１と接続され、制御部３０の指令を受けて、モニタ３１の表示をカメラ１５の動画観察画像やカメラ１８からの静止画像に切り換える。メモリ３４には、カメラ１５，１８にて撮影された画像、視野計測において得られた被検者の応答情報である視野データ、撮影された画像を演算することにより得られる他覚的な網膜機能情報が記憶される。また、メモリ３４には、視野計測における呈示視標の呈示位置、輝度、大きさの設定情報が記憶される。さらには、被検者に視標を呈示し、応答ボタン３５からの情報に基づいて制御部３０が自動的に視野計測を実行できるためのプログラムが記憶されている。また、制御部３０は網膜機能の演算処理、自覚的な視野計測時の演算処理を行う。

このようにして、視標呈示光学系、応答ボタン、制御部等から視野計測部が構成される。また、照明光学系（刺激光照明部）、撮影光学系（眼底画像撮影部）、制御部（演算部）等から網膜機能計測部が構成される。

以上のような構成を備える視機能検査装置において、その動作を説明する。本実施形態では、被検者の自覚的視野を計測した後に、同被検者の他覚的網膜機能計測を行い、それらの情報から被検者の疾患や症状が眼底によるものかどうかを確認する。具体的には、視野計測の応答情報である視野データと網膜機能情報とを比較することにより、被検者の症状や疾患が眼底の症状や疾患であるかどうかを推定し、検者が判定しやすいようにする。

切換ボタン３７ｂでは、他覚的網膜機能計測モード、自覚的視野計測モード、眼底撮影モードが選択できる。以下では、自覚的視野計測モードに続いて、他覚的網膜機能計測モードを実行する場合を説明する。

切換ボタン３７ｂにより自覚的視野計測モードが設定されると、制御部３０により、光源１が点灯される。赤外光にて照明された被検眼眼底はカメラ１５に撮像される。検者は、モニタ３１に映し出される眼底像を観察しながら、図示なきジョイスティック等を操作して光学系を被検眼に対して移動し、被検眼に対する装置のアライメントを行う。また、検者はレンズ１１を光軸方向に移動することによって眼底像のピント合わせを行うことにより、眼底に対するフォーカス合わせを行う。なお、ミラー１７は光路上から外れた位置に置かれ、ＬＣＤ２０の中心（光軸Ｌ２上）には固視標が形成される。被検眼に、ＬＣＤ２０の固視標を固視させる。

アライメント及びフォーカス合わせの後、検者は計測スタートボタン３７ｃを押し、自覚的視野計測を行う。ここでは、制御部３０がメモリ３４に記憶されている視野計測のプログラムを実行することで被検眼の視野データを得る。

制御部３０は、メモリ３４に記憶された視野計側の設定に基づき、ＬＣＤ２０に呈示する刺激視標の輝度、大きさ、位置を決定する。図３は、視野計測によって得た視野データ５０を示す図である。眼底の各計測点毎に対して呈示された視標に対する応答感度が表示されている。視標の呈示位置（計測点）は、例えば、眼底の中心から周辺にかけての７６ヶ所とする。なお、説明の簡便のため、図３では、視標に対する各計測点の応答感度（閾値）を数値で示している。また、視標輝度は、最も明るい輝度を０ｄｂと基準として設定し、この値から相対的な輝度を数値にて示すものとする。

視野計測においては、制御部３０は始めにＬＣＤ２０に呈示する各計測点の視標輝度を上記の設定とし、視標呈示を開始する。制御部３０は、被検者からの応答ボタン３５の応答信号があった（視認したと応答した）場合は、次にその計測点で呈示する輝度を所定輝度分（４ｄｂ）だけ順次下げる（暗くする）。視標の輝度を下げた後に被検者からの応答が得られなくなったら、逆に所定輝度分だけ上げる（明るくする）。視認応答の有無の前後では１ｄｂ分だけ輝度を増減し、最終的に視認できた最も暗い輝度をその計測点における閾値とする。これを計測点毎に実施する。眼底上の全て計測点での視野計測が終了すると、図３に示すように、各計測点での応答感度（閾値）が視野データ５０としてメモリ３４に記憶される。このとき、制御部３０は、カメラ１５による眼底画像上に計測点全ての閾値を重ね合わせた情報をメモリ３４に記憶させる。なお、視野計測は、検者が手動で行うものとしてもよい。コントロール部３７のボタンを操作することで、視標輝度、呈示位置等を変更し、上記のように各計測点毎に閾値を求める。

自覚的視野計測がが終了したら、検者は、モード切換ボタン３７ｂにより他覚的網膜機能計測モードに切換える。計測スタートボタン３７ｃが押されることで開始される網膜機能計測では、図４に示す様に、光源８の発光の前後で少なくとも２つの眼底画像である観察画像Ａと観察画像Ｂとを取得する。なお、視野計測で呈示された視標は、被検眼の暗順応を阻害するほどの輝度、大きさ等を有していない。このため、暗順応が必要とされる網膜機能計測が視野計測でアライメント及びフォーカス合せがされた状態の被検眼で行える。

計測スタートボタン３７ｃのトリガ信号により、制御部３０は赤外光により照明された眼底像をカメラ１５で撮像し、この観察画像（第１眼底画像）Ａをメモリ３４に記憶する。画像Ａを取得後、一定時間後（０．５秒後）に光源８を発光し、被検眼に可視の刺激光を照射する。このとき、制御部３０は被検眼眼底の可視撮影も同時に行う。光源８の発光に同期してミラー１７を撮影光路上に挿入することにより、眼底からの可視反射光束はカメラ１８に導かれ、可視眼底像が撮像される。カメラ１８で撮像された可視眼底画像（カラー眼底画像）は、メモリ３４に記憶される。可視撮影が完了すると、制御部３０は再びミラー１７を光路外に退避させる。続いて、光源８の発光から一定時間後（０．５秒〜３秒後、好ましくは刺激光の発光から短い時間である０．５秒後）に、再び赤外光により照明された眼底像をカメラ１５で撮像し、この観察画像（第２眼底画像）Ｂをメモリ３４に記憶する。

眼底画像Ａ及びＢが取得できると、制御部３０は刺激前後の画像Ａと画像Ｂの輝度データを画像処理を用いて比較することにより、網膜機能情報を示す内因性信号変化量を演算する。網膜の細胞を可視光により刺激すると、神経細胞の活動が起こり、酸素の消費や細胞組織の変化が生じ、可視刺激光の前後における赤外反射光の強度が変化する。このため、可視刺激光の照射前後における２つの画像の輝度を比較することにより、網膜機能情報を示す内因性信号変化量が得られる。なお、このとき、制御部３０は、メモリ３４に記憶された視野データ（又は視標呈示位置の情報）に基づいて視野データにおける計測点に対応した複数の局所的な網膜機能情報を取得する。

本実施形態の一つの例では、観察画像Ｂの輝度Ｐｂを観察画像Ａの輝度Ｐａで除した値（Ｐｂ／Ｐａ）を内因性信号変化量Ｓ1として求める。内因性信号変化量Ｓ1は、自覚的な視野計測の各計測点に対応させ、図３に示す眼底上の各計測点（７６ヶ所の部位）にて求め、これをメモリ３４に記憶する（網膜機能情報を入力する）。なお、２つの画像Ａ，Ｂの比較に際しては、被検眼の微小な動きがあるので、両者に共通の特徴点（例えば、視神経乳頭や血管）を合わせる方法等により、両者のずれを補正して位置合わせしておくことが好ましい。

網膜機能計測が終了すると、制御部３０は、被検者の視機能を解析する。図５は、視機能を解析する手法を説明する模式図である。制御部３０は、視野データ５０と網膜機能情報６０とを位置合せし、視野データの閾値とこの閾値の部位に対応する網膜機能情報をそれぞれ比較する。

網膜細胞が活動していない部位は、内因性信号変化量Ｓ1の値が１に近づく（画像Ａと画像Ｂの輝度変化が小さい）。一方、神経細胞が活発である部位においては、内因性信号Ｓ1が低い値（０に近づく）を示す。従って、内因性信号変化量Ｓ1の値が１に近い部位の計測点においては、網膜の光に対する感度が低い、言い換えると、視野データの閾値が低くなることとなる。また、内因性信号変化量Ｓ1が或る閾値より低い部位の計測点においては、視野データの閾値が高くなることとなる。

しかし、例えば、ある計測点に注目した場合、視野データの閾値が低い（感度が低い）にも関わらず、網膜機能情報の数値（内因性信号変化量Ｓ１）が低い（網膜機能が高い）場合、上記の説明と相反する。このような場合、本実施形態では、その計測点では網膜機能は正常であるが、網膜以降（視神経、視交叉、脳）の機能低下等により視野データの閾値が低くなった可能性がある。また、視野データの閾値が高い（感度が高い）にも関わらず、網膜機能情報の数値が高い（網膜機能が低い）場合、被検者が誤って応答ボタン３５を押し、不正確な視野計測となった可能性がある。このような視野データと網膜機能情報の比較では、比較の差の目安となる値をメモリ３４に基準値を記憶しておき、この基準値に基づいて制御部３０が演算する構成とする。制御部３０は、視野データを眼底画像上に重畳させた視野データ画像５０と、網膜機能情報（内因性信号変化量Ｓ１）を眼底画像上に重畳させた網膜機能画像６０との各計測点の数値を比較し、比較した数値同士に大きな差がある場合に、その計測点に検者の注意を促すマークを視野データ画像上の対応する計測点に表示させる。例えば、網膜以降の部位の機能低下が疑われる場合は、制御部３０は、該当する計測点を所定の形状を有したマーク７５ａ（例えば円形状）で囲み、被検者の間違いが疑われる計測点にはマーク７５ａと異なる形状のマーク７５ｂ（例えば四角形状）で囲むように表示させる。このような視野データ画像５０と網膜機能画像６０はモニタ３１の同一画面上に並べて表示させることで、より確認しやすくなる。なお、本実施形態では注意を促すマークを視野データ画像５０に表示させるものとしたが、これに限るものではなく、網膜機能画像６０上や、別の新たな眼底画像上に形成することもできる。また、注意を促すマークは、視野データ画像や網膜機能画像とは異なる眼底画像に表示する構成としてもよいし、視野データ画像と網膜機能画像を比較演算した画像上に表示する構成としてもよい。

このようにして、検者は被検者の視機能を把握しやすくでき、被検者の視機能をより正確に得ることができる。制御部３０の演算により自覚的検査と他覚的検査の計測点での推定がされるため、検者が被検者の症状や疾患が眼底の症状や疾患によるものかどうかを判定しやすくなる。また、被検者の視野計側の精度を確認することができる。

なお、以上の実施形態は種々の変容が可能である。例えば、他覚計測による内因性信号変化量は、刺激前の眼底画像における内因性信号と刺激後の眼底画像における内因性信号とにおける変化量が判る情報が得られればよい。例えば、メモリ３４に記憶された観察画像Ｂの光量Ｐｂから観察画像Ａの光量Ｐａを差し引いた値（Ｐｂ−Ｐａ）としてもよい。また、上記のように他覚的に網膜機能を計測する光学系及び演算処理系を視野計の装置に組み込むことにより、光学系等の共通化を図ることができ、スペースの節約や経済的にも有利な装置とするとができる。

なお、以上説明した本実施形態では、視野データと網膜機能情報の対応する計測点を比較する処理を行う構成としたが、これに限るものではない。被検者の症状や疾患が眼底の症状や疾患によるものかどうか判定しやすくできる構成であればよい。例えば、視野データ又は網膜機能情報のいずれかを、数値に基づく濃淡表示（グラデーション表示）等の画像表示とし、他方の数値情報を位置合せして表示する構成としてもよい。例えば、視野データを濃淡画像で表示した場合、視野欠損がある部位の網膜機能情報の数値が低い場合、網膜以降の部位の機能低下が検者に判定しやすくなる。

なお、以上説明した本実施形態では、視野計測の後に網膜機能計測をする構成としたが、これに限るものではない。被検者の視機能を判定しやすい構成であればよく、計測の順番が逆であってもよい。但し、網膜機能計測では、可視光により光刺激があるため、被検者の暗順応を行った後に視野計測を行う必要がある。従って、視機能検査は、視野計測の後にに網膜機能計測を行う方が効率がよい。

また、以上説明した本実施形態では、固視灯を用いて患者眼のアライメントを行って網膜機能計測や視野計測を行うものとしたが、これに限るものではない。固視灯を用いる構成に限るものではない。例えば、網膜機能計測では、眼底の特徴点を抽出し、被検眼の固視微動等の動きをリアルタイムにモニタしてトラッキングする構成を加えてもよい。これにより、異なる眼底画像の比較において、網膜上の同じ部位の変化を計測できる。また、視野計測では、眼底の動きに合せて、呈示する視標の位置をＬＣＤ上で変えることにより特定の計測点の閾値を計測できる。

なお、以上説明した本実施形態の網膜機能計測では、赤外光で照明された眼底画像を取得し、比較する構成としたが、これに限るものではない。網膜機能を計測できる構成であればよく、例えば、可視光に照明されたカラー眼底画像を可視刺激光照射の前後で取得するか、又は、撮影用の可視照明光を可視刺激光として用い撮影後（刺激光照射後）に眼底画像を取得し、比較演算する手法であってもよい。具体的には、可視刺激光（フラッシュ光）の照射と同時にカラー眼底画像を取得し、撮影以降に再びフラッシュ光を照射してカラー眼底画像を取得する。その後、カラー眼底画像を比較演算することで、網膜機能情報を得る。この場合、網膜のフォトブリーチング反応を計測することができ、主に視細胞の機能を計測することができる。

本実施形態における視機能検査装置の光学系を示した図である。 本実施形態における視機能検査装置の制御系を示したブロック図である。 視野データを示した図である。 網膜機能計測を説明するタイミングチャートである。 視機能を解析する手法を説明する模式図である。

１、８ 光源
１５ 観察用カメラ
１９ 縮小レンズ
２０ ＬＣＤ
３０ 制御部
３１ モニタ
３２ 画像処理部
３４ メモリ
３５ 応答ボタン

Claims (4)

1. 被検者の視機能を検査する視機能検査装置において、
   被検眼の眼底における複数の計測点に対して刺激視標を順次呈示させる視標呈示部を有し，前記各計測点において前記刺激視標に対する被検者の視認の応答を得て網膜の感度閾値を自覚的に計測する視野計測部と、
   前記被検眼眼底に対して可視刺激光を照射する刺激光照射部と，前記可視刺激光の照射前または照射時にて前記被検眼の第１眼底画像を取得し前記可視刺激光の照射後に前記被検眼の第２眼底画像を取得する眼底画像撮影部と，前記第１と第２眼底画像とを画像処理を用いて比較する演算部と，を有し，前記被検眼の網膜機能情報を取得する網膜機能計測部と、
   前記視野計測部にて得られた前記感度閾値と前記網膜機能計測部で得られた前記網膜機能情報をモニタに表示させる制御部と、
   を備えることを特徴とする視機能検査装置。
2. 請求項１の視機能検査装置において、前記制御部は前記網膜機能計測部により取得された前記網膜機能情報から前記複数の計測点に対応した複数の局所的な網膜機能情報を取得し該複数の局所的な網膜機能情報と前記複数の計測点における前記感度閾値とを比較することを特徴とする視機能検査装置。
3. 請求項２の視機能検査装置において、
   前記制御部は、前記複数の局所的な網膜機能情報と前記複数の計測点における前記感度閾値との比較結果をモニタに表示することを特徴とする視機能検査装置。
4. 請求項３の視機能検査装置において、
   前記制御部は前記複数の計測点に対する感度閾値と，前記網膜機能情報及び前記局所的な網膜機能情報の少なくとも一方の情報とをモニタの同一画面に表示させることを特徴とする視機能検査装置。

Images