JPH08500275A - 接眼レンズ蛍光光度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明にかかる計測は、眼の細隙灯（２、６）と蛍光励起のためのホルダと光路上のバリアフィルタ（３、５）と、対応する読出および制御回路を有するフォトダイオードの直線配列とが適用される。特定の波長を使用することによって、光は眼の選択された領域の焦点合わせされる。蛍光は、細隙灯（２６）の一方の接眼レンズあるいは接眼レンズ（１２）のまえに配置されたビームスプリッタ（７）に接続された検出器（８）によって検出される。検出器からの信号を量子化するために、データを記憶し解析するためのＩＢＭ互換コンピュータ（１１）に接続される装置がある。

Description

【発明の詳細な説明】 接眼レンズ蛍光光度計 本発明は、新規な接眼レンズ蛍光光度計である。 本発明は眼の細隙灯が適用され、蛍光励起のためのホルダと、光路上のバリア フィルタと、読取および制御のための対応する回路を有する直線配列のフォトダ イオードで構成された検出器と、を含んでいる。光は特定の波長を使用すること によって蛍光を含む眼の選択された領域に焦点を合わされる。蛍光は細隙灯の接 眼レンズの一方、あるいは接眼レンズの前方に配置されたビームスプリッタに結 合された検出器によって計測される。 データを記憶し分析するＩＢＭ（商標名）互換コンピュータに接続された検出 器からの信号をディジタル化するための装置がある。 計測器は５０μ（フォトダイオード間の間隔に対応する）の空間分解能と、１ ｎｇ／ｍｇのフルオレセン溶液の蛍光に等しい感度（検出の低レベル）を有する 。優れた再現性、計測直線性、および設計は血液網膜バリアの透過性の学習を含 んだ臨床的検眼における最も組織化された接眼レンズの蛍光の計測を実行するた めに特に適している。 本発明は新規な接眼レンズ蛍光光度計に関する。この計測器は、特定の一対の 蛍光励起を使用する光学的な細隙灯と、光路上のバリアフィルタと、読取および 制御のための対応する回路を有する直線配列のフォトダイオードで構成された検 出器と、に基づいている。スリットから入射する光は、含まれる蛍光の測定のた めに要求される眼の位置に焦点を合わされる。これは細隙灯顕微鏡の接眼レンズ の一方に配置される検出器、あるいはビームスプリッタを使用して 計測され、他方の接眼レンズは焦点合わせのために使用される。また、データを 記憶し分析するＩＢＭ（商標名）互換コンピュータに接続された検出器からの信 号をディジタル化するための装置がある。 先行技術の説明 眼、より特定すればガラス状体に含まれる低濃度の蛍光を計測するために設計 された方法として最初に種々の蛍光光度計に関する技術が提案された１９７５年 以来、種々の接眼レンズ蛍光光度計が提案されている。 現在使用可能な接眼レンズ蛍光光度計は種々の制限を有している。 この中には、以下がある。 −セグメント検査体の後方に光学的に実行される計測 −計測のための固定角度 −眼の全軸の自動走査 −蛍光検出だけが可能な固定フィルタシステム これらの装置は、以下に詳細に記述されている。 Early Breakdown of the Blood-Retinal Barrier in Diabetes, and Grabiela M. Figo, British Journal of Ophthalmology, volume 59, n゜. 11, pages 649-656, November 1975; -Vitreous Fluorophotometry for clinica l research, Ran C. Zeimer, Norman pages 1753ー1756, November 1983; A Scanning Ocular Spectrofluorophotomet er, Jay W. Mclaren and Richard F. Brubaker, Investigative Ophthalmology & Visual Science, vol., 29, n゜.8, pages 1285-1292, August 1988. 発明の要約 ここに記載される蛍光光度計は、前記に参照された技術的問題を解決し、製造 コストを最小にする。これは眼の細隙灯（スリット照明を使用した生物学的顕微 鏡）が適用され、励起と、光路上のバリアフィルタと、読取および制御のための 対応する回路を有するフォトダイオード配列で構成される。照明スリットは、測 定されるべき蛍光を含む眼の位置に焦点が合わされる。この測定は、細隙灯の接 眼レンズの一方に配置された検出器によって実行され、他方の接眼レンズは焦点 合わせに使用される。この装置はまたデータを記憶し分析するＩＢＭ（商標名） 互換コンピュータに接続された検出器からの信号をディジタル化するための装置 を含んでいる。 本発明の１つの目的は、通常の眼の細隙灯の適用に対する付属物である計測に 概念であれば、それはコンパクトであり要素分析の後方だけでなく眼の種々の位 置の試験に対してより柔軟である。 他の目的は計測に異なる角度を使用する可能性である。提案される計測器は、 各領域の電子的走査を実行することにより、主要な臨床的対象、角膜／水性、水 性／レンズおよびガラス／網膜の接合部の眼の選択された領域に対して自動ある いは手動の位置決めを許容する。 従って改善された分解能と臨床的な対象により迅速な位置決めのできる新たな 装置を得ることを可能とする。 本発明の他の目的は、励起とバリアの双方のフィルタの迅速な変更を可能とす る。この装置は、外因性のあるいは内因性の蛍光の双方、即ち接眼レンズ組織の オート蛍光の検出を許容する。 この検出器は、また接眼レンズ蛍光光度計と比較したときに優れたコンピュー タ化可能性を提供する。 最後にこの発明は、可能な計測以下の少なくとも４倍として計算 される製造コストを含む。 図面の簡単な説明 情報と、従って正当でない制限を課さないために、２つの図（図１および図２ ）を含み、図１は眼の蛍光光度計の図であり、図２は収集処理のブロック線図で ある。 選択された解決の詳細な説明 本発明は、各眼の検査室内にある装置である眼の細隙灯（スリット照明を有す る生物学的顕微鏡）に適用される蛍光光度計の付属品である。 蛍光光度計の付属品は、最良の既存の眼の蛍光光度計と技術的性能を比較する と、困難なく結合され設置されなければならず、接眼レンズ蛍光光度に使用され ないときにスリットランプの使用が許容されねばならず、高分解能、再現性およ び直線性で実行される蛍光測定が許容されなければならない。 従ってこの条件は、 １．ユニットの容易な設置、特別な技術を必要としない既存の眼の細隙灯への 容易な着脱 ２．蛍光アクセサリが配置されたときに、大きな障害なく細隙灯の通常の使用 の許容 ３．要求される分解能と責任を確保して角膜、前方のチャンバ、レンズ、ガラ ス体、および網膜のレベルでの蛍光計測に実行 ４．外因性のあるいは内因性の蛍光の計測を可能とするための新しい一対のフ ィルタの容易な変更 ５．市場で可能な計測と比較したときに感度および直線性での繰り返し蛍光測 定の実行 これらの条件が満たされたときに、計測の概念は以下の事項が考慮される。 １．細隙灯の両眼装置のより遠方の接眼レンズの光学平面の適用 ２．細隙灯の光学装置との結合なし ３．従来可能な計測よりもより良好な分解能 ５０μｍの検出器の間の分解能を有するフォトダイオード配列が選択されてい る。これは、角膜−水性と水性−レンズとの接合における０．５ｍｍの分解能に 対応する。この分解能は計測角度４５゜を使用して得られる。 この計測は、鏡のあるいは接眼レンズの光散乱検査を拡げる種々の角度におけ る計測の可能性を有する。これらの異なった角度は、必要であれば、計測再現性 を維持するための定常性が維持されるかもしれない。 −角膜、レンズ、および網膜の成功する計測 眼の異なった位置における蛍光の計測を実行するための既存の代案は、眼の軸 に沿った機械的自動走査、あるいは眼の制限された領域の隔離した計測（フォト ダイオードの分解能に依存する）に対する可能性に基礎がおかれていた。 眼全体の走査に関連した制限の認識、検査期間の増加、眼の固定および眼の制 限された領域だけの検査に関する種々の試薬あるいは問題の結果に関し、人間の 平均的な大きさに基づく本来的なオプションを構成した。 角膜、レンズおよび網膜である計測の３つの領域が選択され、眼は約２４ｍｍ の長さである。角膜、レンズおよび網膜の前方表面の位置と同じくこの距離は、 それらの鏡のような反射を使用して実験的に決定される。 ３つの主要位置を使用した自動制御によって位置決めするための 機械的装置を開発することが可能である。 角膜（Ｉ）、レンズ（II）および網膜（III）、細隙灯の初期位置決め後、レ ンズの前方表面に焦点を合わせる。角膜（Ｉ）、レンズ（II）および網膜（III ）の初期焦点合わせの後、細隙灯の初期位置決め後、レンズの前方表面に焦点を 合わせる。レンズの初期表面への最初の焦点合わせの後に、検査員は角膜に焦点 を合わせるためにボタンＩを押すことだけが必要であり、最後の状態、即ち入射 光と反射光との間の計測角度をコンタクトレンズあるいは特別の６０Ｄレンズを 使用して１４゜に変更することによってボタンIIIを押すことによって網膜領域 に焦点が合わされる。 このような状態において、原理的に臨床的特徴（角膜／水性、水性／レンズお よびガラス／網膜の接合部）において非常に良好な分解能によって特徴付けられ る蛍光計測を得ることが可能である。 何らかの外因性の蛍光の管理前に実行された記録中に得られた蛍光の束は、角 膜、レンズおよび網膜の自動蛍光を示唆し、基準として機能する。 図１は、励起のためのモジュール、検出のためのモジュール、読取および制御 のためのモジュール、処理のためのモジュールおよび計測のための電子的要素で あるコンピュータによって本質的に構成される接眼レンズ蛍光光度計を示してい る。 励起のためのモジュールは、適当な励起フィルタを受け取るための要素ととも に細隙灯によって本質てきに構成される。 計測のための電子動作は、検出チップで開始し、通常のデータ収集および制御 装置のブロックダイヤグラムを行うコンピュータで終了する。 トランスジューサ トランスジューサ読出回路 トランスジューサ駆動および制御回路 アナログディジタル変換 データ前処理、記憶および計測器の直接制御のためのＰＣプロセッサモジュー ルに基づくＤＳＰ 一般的な監視、ディスク記憶および結果のグラフ解析のためのコンピュータ 光検出器は、浜松（商標名）から提供されるシリーズＳ３９２１／Ｓ３９２４ （商品名）である半導体自己走査直線フォトダイオード配列である。これは高性 能、良好な柔軟性を提供し、全てのシリーズはピンコンパチブルである。これら のセンサは、集積信号処理回路によって特徴付けられ、簡単な外部回路で信号読 出を許すことによって方形波形の信号を出力する。低暗電流、高スペクトルレン ジ、良好な感度そして５０μｍの画素ピッチ（Ｓ３９２１）は他の重要な特性で ある（より技術的詳細は浜松ＭＯＳ直線イメージセンサを参照のこと）。 駆動／読出回路 駆動回路はすべてのクロックを提供し、経験的要求に調整さ れるタイミングパラメータとともに適当な動作（より技術的詳細は浜松参照）の ためにセンサに対して必要な信号を制御する。この回路の主要部品はソフトウエ アでプログラム可能なIntel８２５４タイマである。読出回路は、シグナルコン ディショニング、増幅およびＡＤＣ（BURR BROWN AD 7800）による量子化を含む 。ＡＤＣによる変換タイミングはパルス出力周波数と幅とを決定するセンサと同 期されなければならないように、制御と読出とは明らかな関係がある。 センサ露出時間は、駆動／読出回路の全体のタイミングによって決定される。 ＰＣモジュール これはTexas Instruments ＴＭＳ３２０Ｃ２５ ディジタルシグナルプロセッサとこの眼の蛍光光度計のために特別に開発された ものとを含むＤＳＰ（Digital Signal Processing）ボードである。これは通常 のＰＣ互換コンピュータの自由スロットに差し込まれ、５０回路のフラットケー ブルによって検出モジュール（細隙灯の接眼レンズ側に位置する）に接続される 。これはＴＭＳおよびＰＣプロセッサによってアクセス可能なローカルメモリを 有している。これはセンサモジュールを駆動し、変換されたデータを“スタンド アロンモジュール”に読み込む。これはさらにあるノイズ除去アルゴリズムソフ トウエアを使用してデータ処理も実行する。この重要な素子は、ＰＣによってプ ログラムされるが、本発明の重要な特徴である収集タイミングの最大柔軟性を許 容するＴＭＳによってゲートされる以前に参照した８２５４タイマである。 コンピュータは使用者と装置とにインターフェイスする。これは使用者に測定 パラメータの使いやすい環境を定義する可能性を与える。収集開始後、コンピュ ータは前処理されたデータを読み込むが、これは実時間で監視可能であり、収集 が終了するとデータを以後の解析のためにディスクに記憶するか否かを決定する 。さらに、環境的な不均一性および／または非直線性を補償するためにいくつか の補正ファクタを導入することができる。最後に使用者は後処理のプログラムを 使用することができ、ディスクに記憶されたデータを解析することができる。 図２の、収集処理のブロック線図は命令の機能の概略およびそのためにどのモ ジュールが動作するかを示している。 この記述は完全なものを意図してはおらず、細かい変更は可能でありなされる かもしれない。本発明は以下の請求によって制限されると考えるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年１２月９日 【補正内容】補正された請求の範囲 〔国際事務局によって１９９４年１２月９日（０９．１２．９４）によって受理 され原クレーム１−９は補正されたクレーム１−８（３頁）に置き換えられる〕 １．通常の眼の細隙灯を基礎とし、付属品として接眼レンズあるいは同時使用 を許容するために細隙灯の光学装置とは接触しない変更されたビームスプリッタ が適用され、励起およびバリア機能のための特殊なフィルタホルダと、多重フォ トダイオード、読み込み、と一般的監視、ディスク記憶、および結果のグラフ解 析を実行するコンピュータとを含む電子要素とで特徴付けられた眼の蛍光光度計 。 ２．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、さらに３つの主要な焦 点合わせ、即ちそれぞれ角膜の前方表面、レンズの前方表面およびインターフェ イスガラス状網膜の中心への自動位置決めを許容する機械装置を含み、この自動 位置決めはレンズの前方表面に最初に細隙灯を焦点合わせする検査員によって実 行される手動焦点合わせ段階によって開始され、最初に段階の後に検査員が角膜 の領域への焦点を合わせを自動的に実行する位置決めボタン（Ｉ）あるいはイン ターフェイスガラス状網膜に焦点合わせをする位置決めボタン（III）を押すだ けで、検査角度が１４゜の変更され瞳が拡げられ、６０Ｄのアクセサリレンズあ るいは平面的コンタクトレンズが使用されるこの領域の検査が実行される眼の蛍 光光度計。 ３．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、角膜、レンズおよび網 膜の前方表面の鏡面反射によって特定されることを特徴とする眼の蛍光光度計。 ４．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、経験的要求によって調 整されるタイミングパラメータによって駆動するセン サにとって必要であり、主要部品がソフトウエアでプログラム可能なIntel 8254 であり、シグナルコンディショニング、増幅および量子化のための電子回路を集 積したクロックおよび制御信号を提供し、劇的にノイズを低減するためにＡＤＣ データレートを最大とするＤＳＰによって制御される駆動／読出回路読取および 制御のための対応する回路と、焦点の合わされた領域から励起される光を検出し 、主要な臨床的な対象、即ち角膜、レンズおよびガラス状網膜の領域の高分解能 の蛍光計測を許容するフォトダイオードの直線配列を有することを特徴とする眼 の蛍光光度計。 ５．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、画素ピッチに対応する ５０ｍｍの内部空間分解能と１ｎｇ／ｍｌフルオレセン濃度の低側検出レベルに よって特徴付けられる眼の蛍光光度計。 ６．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、ＩＢＭ互換機の自由ス ロットに差し込まれ、５０回路フラットケーブルを介して検出器を駆動し“スタ ンドアロン”モードで変換されたデータを読み込むDigital Signal Processor（ TI TMS 320C25）を基礎とするＰＣモジュールであって、ノイズ除去アルゴリズ ムソフトウエアを使用してデータ前処理を実行し、使用者にやさしくインターフ ェイスする計測監視、データ記憶および分析のためのホストコンピュータに効率 的な接続を確実とするＰＣモジュールによって特徴付けられる眼の蛍光光度計。 ７．ホストＰＣレベルおよび他のＤＳＰモジュールにおいて２つのプログラム の同時実行の接合された動作によって基礎付けられることによって特徴付けられ る眼の蛍光光度計。 ８．フォトダイオードが、スポットおよび走査光度計数として動作することを 許容し、前部チャンバーにおいて特に重要であることによって特徴付けられる眼 の蛍光光度計。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 ボロータ アレクサンドレ コルレイア, カルロス マニュエル ポルトガル国，ペー―3000 コインブラ, デパルタメント デ フィシカ ダ ウニ ベルシダデ デ コインブラ（番地なし) (72)発明者 フェルナンデス ダ クンア バス，ホセ ギルエルメ ポルトガル国，ペー―3000 コインブラ, セントロ デ オフタルモロージャ ダ ウニベルシダデ デ コインブラ―アーガ ウセー（番地なし) (72)発明者 ピレス ドミンゲス，ホセ パウロ ポルトガル国，ペー―3000 コインブラ, デパルタメント デ フィシカ ダ ウニ ベルシダデ デ コインブラ（番地なし) (72)発明者 ボロータ アレクサンドレ コルレイア, カルロス マニュエル ポルトガル国，ペー―3000 コインブラ, デパルタメント デ フィシカ ダ ウニ ベルシダデ デ コインブラ（番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．通常の眼の細隙灯を基礎とし、励起およびバリア機能のための特殊なフィ ルタホルダと、多重フォトダイオード、読み込み、と一般的監視、ディスク記憶 、および結果のグラフ解析を実行するコンピュータを含む電子要素とで特徴付け られた眼の蛍光光度計。 ２．請求項１の特徴をすべて含み、付属品として同時通常使用のために細隙灯 の光学装置とは接続されない接眼レンズ面あるいはビームスプリッタが適用され る眼の蛍光光度計。 ３．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、さらに３つの主要な焦 点合わせ、即ちそれぞれ角膜の前方表面、レンズの前方表面およびインターフェ イスガラス状網膜の中心への自動位置決めを許容する機械装置を含み、この自動 位置決めはレンズの前方表面に最初に細隙灯を焦点合わせする検査員によって実 行される手動焦点合わせ段階によって開始され、最初に段階の後に検査員が角膜 の領域への焦点を合わせを自動的に実行する位置決めボタン（１）あるいはイン ターフェイスガラス状網膜に焦点合わせをする位置決めボタン（III）を押すだ けで、検査角度が１４゜の変更され瞳が拡げられ、６０Ｄのアクセサリレンズあ るいは平面的コンタクトレンズが使用されるこの領域の検査が実行される眼の蛍 光光度計。 ４．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、角膜、レンズおよび網 膜の前方表面の鏡面反射によって特定されることを特徴とする眼の蛍光光度計。 ５．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、読取および制御のため の対応する回路とともにフォトダイオードの直線配列を有することを特徴とする 眼の蛍光光度計。このフォトダイオードは焦点の合わされた領域から励起される 光を検出し、主要な臨床的 な対象、即ち角膜、レンズおよびガラス状網膜の領域の高分解能の蛍光計測を許 容する。 ６．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、ビデオ線が光露出量に 比例するパルス振幅を有する方形波形を表すように簡単な外部回路によって読出 を可能とする集積化された信号処理回路を有する検出器によって特徴付けられる 眼の蛍光光度計。 ７．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、画素ピッチに対応する ５０μｍの内部空間分解能と１ｎｇ／ｍｌフルオレセン濃度の低側検出レベルに よって特徴付けられる眼の蛍光光度計。 ８．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、経験的要求によって調 整されるタイミングパラメータによって駆動するセンサにとって必要とされ、主 要部品がソフトウエアでプログラム可能なIntel ８２５４であり、シグナルコン ディショニング、増幅および量子化のための電子回路を集積したクロックおよび 制御信号を提供する駆動／読出回路によって特徴付けられる眼の蛍光光度計。 ９．先行する請求項にかかる眼の蛍光光度計であって、ＩＢＭ互換機の自由ス ロットに差し込まれ、５０回路フラットケーブルを介して検出器を駆動し“スタ ンドアロン”モードで変換されたデータを読み込むDigital Signal Processor（ TI TMS 320C25）を基礎とするＰＣモジュールによって特徴付けられる眼の蛍光 光度計。これはまたノイズ除去アルゴリズムソフトウエアを使用してデータ前処 理を実行する。