JPH078457A - 眼科計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再現性の良好な自発蛍光計測を行うことがで
きる眼科計測装置を提供すること。 【構成】 本発明の眼科計測装置は、自発蛍光に基づく
蛍光断面画像を得るために被検眼３に向けて励起用の照
明光を照射する照射光学系１と、照明光の照射により発
生する自発螢光に基づいて蛍光断面画像を受像する受像
光学系２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検眼に向けて励起用
の照明光を照射することにより発生する自発蛍光（励起
用の照明光を照射することにより角膜及び水晶体に存在
する蛋白物質及びその酸化分解産物が発する蛍光）を計
測する眼科計測装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来から、被検眼に向けて励起用の照明光
を照射すると、角膜、水晶体から自発蛍光が発生するこ
とが知られている。従来、この自発蛍光を計測する眼科
計測装置としては、市販のフロロフォトメ−タ−を利用
するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この眼
科計測装置では、自発蛍光の測定中に角膜から水晶体に
向けて励起用の照明光を移動させることにより被検眼の
光軸方向の各箇所からの自発蛍光を計測する構成であっ
たので、自発蛍光の測定に時間がかかり、この間に固視
微動等により被検眼が動くので、計測値の再現性に乏し
いという問題点があった。

【０００４】つまり、被検眼の角膜、水晶体の位置関係
が明確に識別できないために、被検眼のどの部位を計測
しているか確定できず、計測値の信頼性に欠ける。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは、再現性の良好な計測値
を得ることのできる眼科計測装置を提供するところにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる請求項１
に記載の眼科計測装置は、上記の課題を解決するため、
自発蛍光に基づく蛍光断面画像を得るために被検眼に向
けて励起用の照明光を照射する照射手段と、該照明光の
照射により発生する自発螢光に基づいて前記蛍光断面画
像を受像する受像手段とを有する。

【０００７】本発明に係わる請求項３に記載の眼科計測
装置は、上記の課題を解決するため、被検眼に向けて波
長範囲が３１０ナノメータから４００ナノメータの励起
用の照明光を照射する照射手段と、該照明光の照射によ
り発生する中心波長が４４０ナノメータの自発螢光を受
光する受光手段とを有する。

【０００８】

【作 用】本発明に係わる請求項１に記載の眼科計測装
置によれば、照射手段は励起用の照明光を被検眼に向け
て照射する。被検眼はその励起用の照明光により自発蛍
光を発生する。受像手段はその自発蛍光に基づく蛍光断
面画像を受像する。

【０００９】本発明に係わる請求項３に記載の眼科計測
装置によれば、照射手段は、被検眼に向けて波長範囲が
３１０ナノメータから４００ナノメータの励起用の照明
光を照射する。受光手段は照明光の照射により発生する
中心波長が４４０ナノメータの自発蛍光を受光する。波
長範囲が３１０ナノメータから４００ナノメータの励起
用の照明光を照射することにより得られる自発蛍光強度
は再現性が良好である。

【００１０】

【実施例】図１において、１は照明光学系、２は受像光
学系、３は被検眼である。被検者は周知の顎受け台（図
示を略す）に固定される。被検眼３の前方には、固視光
源４が設けられ、被検者はその固視光源４を固視しつつ
計測を受ける。照明光学系１、受像光学系２、固視光源
４は一体的に被検者に向かって前後動可能な構成（矢印
Ａ−Ａ´方向に移動可能な構成）とされている。その照
明光学系１、受像光学系２、固視光源４の可動機構には
例えばスリットランプ（細隙灯顕微鏡）等に使用のベ−
スと架台との可動機構を用いる。

【００１１】図１において、照明光学系１の光軸Ｏ１、
受像光学系２の光軸Ｏ２に対する角度θは螢光分光光度
計を用いて摘出水晶体の螢光分析を行うときと同様に略
９０度であるが、この角度θは任意に調節可能である。
すなわち、被検眼３の散瞳が充分でないときには、虹彩
Ｒによりスリット光束が遮られ、水晶体Ｌの後部までス
リット光束が達しないことがあるが、このような場合に
は、光軸Ｏ１の光軸Ｏ２に対して為す角度θを９０度よ
りも小さく設定する。なお、この場合には、後述する受
像レンズの光軸を光軸Ｏ２に対して斜めに傾けていわゆ
るシャインプルフの法則により受像するものである。ま
た、光軸Ｏ１、Ｏ２は固視光源４の光軸に対して対称と
なるように構成される。

【００１２】照明光学系１は観察用光源部５、撮影用光
源部６、全反射のクイックリタ−ンミラ−７、スリット
板８、投影レンズ９を有する。観察用光源部５はハロゲ
ンランプ又はタングステンランプからなる観察光源１０
とコンデンサレンズ１１とから大略構成される。撮影用
光源部６はキセノンフラッシュからなる撮影光源１２と
コンデンサレンズ１３とエキサイタフィルタ１４と撮影
用照明光量調節フィルタ１５とから大略構成されてい
る。コンデンサレンズ１３とコンデンサレンズ１１とは
クイックリタ−ンミラ−７に関して共役である。

【００１３】エキサイタフィルタ１４は、ここではその
中心波長が３４０ナノメ−タから３５０ナノメ−タで波
長範囲が３１０ナノメ−タから４００ナノメ−タの照明
光Ｆ（図２を参照）を透過する特性Ｆを有する。これ
は、被検眼の角膜Ｃ、水晶体Ｌに存在する特定の蛋白物
質（主として酸化トリプトファン酸化代謝産物など；例
えば、トリプトファン誘導体である３−ヒドロキシキヌ
レニンのＯ−β−グルコシドは３４０ナノメータの励起
光で照明すると４２０ナノメータ付近の蛍光を発生す
る）を励起するためである。しかし、被検眼３の角膜
Ｃ、水晶体Ｌに存在する検出対象としての蛋白物質の螢
光特性に応じて適宜その中心波長、波長範囲を変更でき
るように各種透過波長範囲のものを複数個準備してもよ
い。

【００１４】撮影用照明光量調節フィルタ１５は例えば
ＮＤフィルタから構成され、この撮影用照明光量調節フ
ィルタ１５はエキサイタフィルタ１４とクイックリタ−
ンミラ−７との間の光路に挿入される。この撮影用照明
光量調節フィルタ１５は、後述する撮像素子としての二
次元イメージセンサの受光量が飽和したときに光減衰器
として使用する。なお、この撮影用照明光量調節フィル
タ１５の挿入した場合にはこれに基づき蛍光強度を補正
する。

【００１５】スリット板８は図３に示すように長方形状
の透過孔８ａを有する。スリット板８にはその透過孔８
ａの縦幅Ｔと横幅Ｗとが異なる各種のものを準備するの
が望ましい。又は、スリットランプ等で使用される縦幅
Ｔと横幅Ｗを可変に調節できるスリット開閉機構ユニッ
トを使用してもよい。投影レンズ９はスリット板８の像
を角膜Ｃ、水晶体Ｌの中に形成し、スリット板８と被検
眼３の水晶体Ｌの点Ｑとは投影レンズ９に関してほぼ共
役となるように被検眼３は位置される。投影レンズ９の
前面には図４に示すように深度絞り板１６が配置され
る。１６ａはその深度絞り１６の透過孔である。

【００１６】クイックリターンミラー７の代わりにハー
フミラーを使用したときは、観察光源１０は観察時に点
灯され、撮影時に消灯される。クイックリターンミラー
７は撮影時以外には照明光学系１の光路内に挿入され、
撮影時にはソレノイド等により照明光学系１の光路から
退避される。

【００１７】観察光源１０の照明によりスリット板８の
スリット像が被検眼３に投影される。その際、深度絞り
板１６を用いることによりスリット板８の像を角膜Ｃか
ら水晶体Ｌにまで渡って鮮明に形成することができる。
撮影光源１２を点灯した場合も同様である。

【００１８】受像光学系２はバリアフィルタ１７と受像
レンズ１８と全反射のクイックリタ−ンミラ−１９と二
次元イメ−ジセンサ２０とを備えている。クイックリタ
−ンミラ−１９は撮影時以外に受像光学系２の光路に挿
入され、撮影時にはソレノイド等によりその受像光学系
２の光路から退避される。二次元イメ−ジセンサ２０は
受像レンズ１８に関して水晶体Ｌの点Ｑに関してほぼ共
役位置に配置されている。

【００１９】バリアフィルタ１５は図２に示すように中
心波長が４４０ナノメ−タの自発螢光を透過させる特性
Ｇを有する。しかし、被検眼３の角膜Ｃ、水晶体Ｌに存
在する検出対象としての蛋白質の螢光特性に応じて適宜
その中心波長、波長範囲を変更できるように各種透過波
長範囲のものを複数個準備するのが好ましい。なお、撮
像手段として二次元イメ−ジセンサ２０の代わりに波長
４００ないし５００ナノメータに感度を有するオルソタ
イプフィルム（写真乳剤）を使用することもできる。

【００２０】クイックリタ−ンミラ−１９の反射光路に
は観察光学系２１が設けられている。観察光学系２１は
焦点板２２と接眼レンズ２３とから大略構成されてい
る。焦点板２２はクイックリタ−ンミラ−１９に関して
二次元イメ−ジセンサ２０と共役位置に配置されてい
る。焦点板２２には図５に示すように照準スケ−ル２４
が描かれている。この照準スケ−ル２４は角膜Ｃの前面
Ｃｆに接する細長線２４ａと細短線２４ｂとこれらの線
に直交する中央細線２４ｃとを有する。中央細線２４ｃ
と細短線２４ｂとの交点２４ｄは角膜反射像（第１プル
キニエ・サンソン像）に基づき装置本体の位置決めを行
うのに用いられる。

【００２１】すなわち、被検眼３の角膜Ｃには例えば観
察光源１０がタングステンランプのときにはそのフィラ
メントが映っており、そのフィラメントの像が第１プル
キンエ像として、焦点板２２に形成される。その第１プ
ルキニエ・サンソン像のできる位置は焦点板２２上にお
いてその中心よりも左側にある。装置本体を前後に移動
させて細長線２４ａを角膜Ｃの前面Ｃｆに接しさせる。
次に、第１プルキニエ・サンソン像が交点２４ｄに一致
するように被検眼の固視方向を変更する。

【００２２】被検眼３は計測を行う前に散瞳薬を点眼さ
れ、その瞳が十分に開かれているものとする。

【００２３】計測を行うには、観察光源１０を点灯し、
被検眼３を可視光を用いてスリット照明する。なお、こ
の観察の際にはバリアフィルタ１７は受像光学系２の光
路から退避される。

【００２４】このスリット照明光により、フォトスリッ
トランプによる場合と同様に被検眼３が光切断される。
これにより、被検眼３の可視断面像Ｉが図６に示すよう
に焦点板２２に形成される。また、この照明光による角
膜Ｃからの角膜像Ｃ´が焦点板２２に形成される。角膜
像Ｃ´の前面像Ｃｆ´を細長線２４ａに接しさせ、ま
た、角膜反射像Ｐが交点２４ｄに一致するように被検眼
３と装置本体との位置関係を調整する。なお、Ｌ´は水
晶体Ｌの像である。

【００２５】そして、次に、計測スイッチを押すと、観
察光源１０が消灯され、撮影光源１２が瞬時点灯され
る。これにより、励起用のスリット照明光が被検眼３に
照射される。角膜Ｃ、水晶体Ｌに含まれている自発螢光
を発生する蛋白成分はこの励起用のスリット照明光によ
り励起されて、自発螢光を発生する。

【００２６】二次元イメ−ジセンサ２０の受像出力は増
幅器（プリアンプリファイア）２４に入力され、増幅さ
れて映像捕捉回路（ビデオキャプチャ）２５に入力され
る。映像捕捉回路２５は蛍光断面像Ｉ´を記憶保持す
る。この蛍光断面像Ｉ´は、画素数が５１２×５１２で
階調が２５６段階のデジタル数値として演算部２６に入
力される。

【００２７】演算部２６は得られた蛍光光量を相対蛍光
強度値として求める。

【００２８】この相対蛍光強度値は、あらかじめメモリ
された所定の基準値に基づいて蛍光量を換算することに
より求められる。そして、その演算結果はプリンター２
７に出力されると共に表示部２８に表示される。

【００２９】例えば、表示部２８には図７に示すよう
に、正常者の蛍光強度分布Ｈと共に糖尿病患者の蛍光強
度分布Ｈ´が表示される。糖尿病者の蛍光強度分布Ｈ´
は正常者の蛍光強度分布Ｈに較べて自発蛍光量が多く、
この自発蛍光強度分布を観察することにより糖尿病の進
行度合等を診断することができる。

【００３０】図８に示すように、角膜像Ｃ´の数カ所の
点Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３を採取すると共に、水晶体像Ｌ´の
数カ所の点Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を採取し、角膜像Ｃ´の曲
率中心Ｊ４と水晶体像Ｌ´の曲率中心Ｌ４とを演算によ
り求め、この曲率中心Ｊ４と曲率中心Ｌ４とにより中心
軸Ｍを求め、図９に示すようにラインデンシトグラムを
求めて中心線Ｍ上での蛍光強度分布Ｎを表示することも
できる。

【００３１】更に、相対蛍光強度値のパラメータとし
て、２次元画像における蛍光記録部位内の個々の点蛍光
強度値をその蛍光記録部位に関して積分した結果を利用
してもよい。このようなパラメータを利用することによ
って、相対蛍光強度値の経時的変化あるいは個体差比較
を容易に判定することが万能となる。

【００３２】また、同一固体の相対蛍光強度値の経時的
変化を容易に判定する手段として、２次元画像をその相
対蛍光強度値の最大および最小値をもとにスライス分割
し、等相対蛍光強度線表示（等強度線マップ）あるいは
対応した複数の色を割当て、疑似カラー表示することに
より、その計測結果の判定を容易にすることも可能であ
る。

【００３３】以上実施例について説明したが本発明はこ
れに限らず以下のものを含むものである。

【００３４】（１）図１に示すように、撮影用光源部６
の光路にハーフミラー２９を設け、その反射光を受光素
子３０で受光し、撮影光源１２の劣化を監視する構成と
することもできる。この場合、ハーフミラー２９は透過
率が高く反射率が極力低いものを使用する。又は、ハー
フミラー２９の代わりに電源投入時に全反射ミラーが撮
影用光源部６の光路に挿入することにより、撮影光源１
２の劣化具合いを監視してもよい。

【００３５】（２）実施例では、観察光源１０に可視光
を使用する構成としたが、近赤外のスリット光束を被検
眼３に照射する構成とし、観察光学系２１の焦点板２２
の配設位置に撮像素子を設け、断面画像を画面に表示さ
せて、この画面に表示された断面画像を観察して撮影部
位を定める構成とすることもできる。

【００３６】（３）実施例では、焦点板２２を肉眼観察
することにより撮影位置を定めることにしたが、二次元
イメージセンサ２０に結像された断面画像Ｉを観察し、
これにより、撮影部位を定めることもできる。

【００３７】（４）観察光源１０、撮影光源１２の照射
光量を電圧制御により増減変更することができる。

【００３８】（５）また、焦点板２２の位置に撮像素子
を設け、この撮像素子により可視の断面画像を受像し、
図１０に示すようにこの可視の断面画像Ｉを蛍光断面画
像Ｉ´と共に画面３１に並列に表示させる構成とするこ
と、あるいは、図１１に示すように可視の断面画像Ｉに
蛍光断面画像Ｉ´を色を変えて重ねて表示する構成とす
ることもできる。

【００３９】このように構成すると、蛍光物質の分布位
置を容易に確認できる。

【００４０】（６）更に、図１２に示すように、照明光
学系１にキセノンフラッシュからなる撮影光源１２の代
わりに波長範囲が３４０ナノメータから３５０ナノメー
タのレーザ光を出射する半導体レーザーからなる照明光
源３２を設けてビームエキスパンダ３３によりレーザー
光の光束径を拡大すると共に、スリット板８と投影レン
ズ９とを設けてスリット像を形成する代わりにシリンド
リカルレンズ３４によりスリット像を形成する構成を採
用する一方、受像光学系２の観察光学系２１を廃止し、
観察時にバリアフィルタを受像光学系２の光路から離脱
させて、二次元イメージセンサ２０により波長範囲が３
４０ナノメータから３５０ナノメータの断面反射像を受
像し、画面３１に表示された断面画像を見つつ撮影対象
部位を定める構成を採用することもできる。この場合、
波長が４４０ナノメータ自発蛍光に基づく蛍光断面像Ｉ
´も受像されるが、この蛍光断面像Ｉ´は光量が少ない
ので画面３１に表示される断面反射像は波長範囲が３４
０ナノメータから３５０ナノメータのレーザー光の反射
により形成される。次に、蛍光断面像Ｉ´を撮影すると
きにはバリアフィルタ１７を受像光学系２の光路に挿入
する。このバリアフィルタ１７の挿入により波長範囲が
３４０ナノメータから３５０ナノメータのレーザー光の
反射に基づく断面反射像はカットされ、波長４４０ナノ
メータの蛍光に基づく蛍光断面像Ｉ´が二次元イメージ
センサ２０に受像されることとなる。

【００４１】なお、バリアフィルタ１７は受像レンズ１
８と二次元イメージセンサ２０との間に設けてもよい。

【００４２】この眼科計測装置は診断支援手段として以
下の利用法が考えられている。

【００４３】（１）糖尿病の存在を確定でき、成人病検
診、集団検診等に利用可能である。特に、従来の空腹時
血糖値計測、加糖負荷試験などにおいての採血という被
検者への負担を軽くして非侵襲で計測を行うことができ
る。

【００４４】（２）自発蛍光強度値を計測することによ
り、糖尿病の病期を予測（推計）できるとと共に、血糖
コントロールの適切、不適切を判断することができ、診
療効果の判断の補助手段として使用できる。

【００４５】（３）自発蛍光強度値を計測することによ
り、活動性の増殖性糖尿病網膜症を予測することがで
き、白内障眼に対する眼内レンズ挿入の適否を判定でき
る。

【００４６】（４）被検眼が白内障のため検眼鏡、眼底
カメラ等を使用して被検眼の眼底が透見不可能なとき
に、眼底網膜症の有無を予測できる。

【００４７】（５）被検眼がその水晶体において、臨床
的に混濁からなくても（透明であっても）、その後発生
するであろう白内障の進行を予測することができ、予防
医学的にも応用することができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、再現性の良好な自発蛍光計測を行うことができ
る。

【００４９】

【符号の説明】

１…照明光学系 ２…受像光学系

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる眼科計測装置の光学系を示す図
である。

【図２】本発明に係わるエキサイタフィルタ、バリアフ
ィルタの透過特性を示す図である。

【図３】本発明に係わるスリット板の正面図である。

【図４】本発明に係わる焦点深度絞りの一例を示す図で
ある。

【図５】本発明に係わる焦点板の一例を示す図である。

【図６】焦点板に形成された断面画像により照準を説明
するための図である。

【図７】正常者と糖尿病患者との自発蛍光輝度の相対比
較を示す図である。

【図８】所定のライン上における自発蛍光輝度分布を採
取するための一例を示す図である。

【図９】所定のライン上における自発蛍光輝度分布を示
す図である。

【図１０】蛍光断面画像と照明光に基づく断面画像とを
分離して表示した図である。

【図１１】蛍光断面画像と照明光に基づく断面画像とを
重ねて表示した図である。

【図１２】本発明に係わる眼科計測装置の光学系の他の
構成を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 稔 東京都板橋区蓮沼町75番１号株式会社トプ コン内 (72)発明者 桜井 明男 東京都板橋区蓮沼町75番１号株式会社トプ コン内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自発蛍光に基づく蛍光断面画像を得るた
   めに被検眼に向けて励起用の照明光を照射する照射手段
   と、該照明光の照射により発生する自発蛍光に基づいて
   前記蛍光断面画像を受像する受像手段とを有する眼科計
   測装置。
2. 【請求項２】 前記受像手段には被検眼の断面画像を観
   察する観察手段が設けられていることを特徴とする請求
   項１に記載の眼科計測装置。
3. 【請求項３】 被検眼に向けて波長範囲が３１０ナノメ
   ータから４００ナノメータの励起用の照明光を照射する
   照射手段と、該照明光の照射により発生する中心波長が
   ４４０ナノメータの自発螢光を受光する受光手段とを有
   する眼科光計測装置。